chemiczne podstawy życia

Alternatywny zapis:

napięcie powierzchniowe Woda ma wysokie ciepło parowania Woda ma duże ciepło właściwe 2.3. Węglowodany ZNACZENIE ● biegun ujemny H H biegun dodatni cukry proste (monosacharydy) dwucukry- cukry złożone z dwóch cukrów prostych (disacharydy) wielocukry- cukry złożone z wielu cukrów prostych (polisacharydy) Węglowodany to związki organiczne zbudowane z atomów węgla, wodoru i tlenu. Węglowodany dzielą się na: H O Mogą zachodzić reakcje chemiczne. Pozwala to organizmom wodnym przetrwać zimę pod powierzchnią lodu. H Pozwala to niewielkim owadom utrzymać się na jej powierzchni. Umożliwia to organizmom termoregulację. Chroni to organizmy przed nagłymi zmianami temperatury otoczenia i umożliwia utrzymanie stałej temperatury ciała. Węglowodany stanowią dla organizmów źródło energii, materiał zapasowy oraz materiał budulcowy Pełnią funkcję energetyczną, zapasową i budulcową CUKRY PROSTE DWUCUKRY Glukoza-podstawowe źródło energii dla komórek Fruktoza- dodatkowe źródło energii dla komórek Ryboza- składnik RNA Deoksyryboza- składnik DNA Galaktoza- składnik laktozy Glukoza- C6H12O6 Cukry proste (monosacharydy) ● Maltoza- produkt rozkładu skrobi (cukier słodowy) Dwucukry (disacharydy) ● ich cząsteczki mają szkielet węglowy • występują w postaci łańcucha lub pierścienia są słodkie w smaku i łatwo rozpuszczają się w wodzie Sacharoza- główna forma transportowa cukrów Laktoza- składnik mleka ssaków Glikogen- materiał zapasowy u zwierząt i grzybów słodkie w smaku, dobrze rozpuszczają się w wodzie zbudowane z dwóch cząsteczek cukrów prostych WIELOCUKRY Chityna- buduje ściany komórkowe u grzybów Do wykrywania glukozy stosujemy odczynniki Fehlinga I i II Do wykrywania skrobi stosujemy płyn Lugola Skrobia- materiał zapasowy u roślin Celuloza-buduje ścianę komórkowa u roślin Wielocukry (polisacharydy) ● są polimerami, które są zbudowane z małych elementów- monomerów ● nie są słodkie w smaku, słabo rozpuszczają się w wodzie Cukry proste łączą się wiązaniem O-glikozydowym, dzięki czemu tworzą disacharydy i polisacharydy ● H ● OH H H H OH grupa CH2OH N CH 1 R₁ Eminokwas 1 OH H H OH 2.4 Białka- budulec życia glukoza CH₂OH H O OH H karboksylowa OH Pojedynczy aminokwas składa się z: ● Centralnie położonego atomu węgla ● Grupy karboksylowej (-COOH) Grupy aminowej (-NH2) Podstawnika oznaczonego symbolem R H + OH H. H OH grupa aminowa H -H₂O CH-C T R₂ aminokwas 2 CH₂OH H OH OH wiązanie O-glikozydowe dwucukier — maltoza OH H H OH Białka to polimery zbudowane z 20 różnych rodzajów aminokwasów Połączone ze sobą białka tworzą łańcuch białkowy. Wszystkie białka powstają na podstawie informacji genetycznej zawartej w DNA i RNA glukoza CH₂OH H O H OH H O H Aminokwasy są połączone za pomocą wiązań peptydowych. Powstają one pomiędzy grupą karboksylową jednego aminokwasu a grupą aminową następnego. OH grupa aminowa podstawnik H CN-CH OH R₁ H OH wiązanie peptydowe C R NICH-C 11 H peptyd grupa karboksylowa T R₂ OH + H₂O - są zbudowane wyłącznie z aminokwasów - przykłady: histony, keratyna, globuliny, albuminy Znaczenie białek: ● ● Białka pełnią m.in. funkcje: enzymatyczne, strukturalne, magazynujące, transportowe, odpornościowe i ochronne ● Funkcja enzymatyczna- polega na przyspieszeniu reakcji chemicznych w organizmie. Przykładem białek pełniących tą funkcje są enzymy trawienne np. pepsyna. ● Proste Histony Regulują pracę organizmu Odpowiadają za ruch komórek i organizmu Wykrywają sygnały i przekazują je Stanowią zapas substancji odżywczych Przenoszą elektrony Keratyna Pepsyna Kolagen Białka Hemoglobina Globuliny Albuminy Fibrynogen Mioglobina Złożone - są zbudowane z aminokwasów i części niebiałkowej - przykłady: kolagen, mioglobina, hemoglobina, fibrynogen Pełnią funkcje strukturalną. Tworzą podporę dla nawiniętej na nie nici DNA. Pełni funkcję strukturalną. Buduje włosy i paznokcie. Pełni funkcje enzymatyczną. Odpowiada za trawienie białek. Kolagen pełni funkcje strukturalną. Buduje skórę, ścięgna i wiązadła. Hemoglobina pełni funkcję transportową. Przenosi tlen i dwutlenek węgla we krwi Pełnią funkcję odpornościową i transportową- transportuje hormony. Pełnią funkcję transportową. Transportują leki witaminy, jony różnych metali. Pełni funkcję ochronna. Uczestniczy w procesie krzepnięcia krwi. Pełni funkcję magazynująca. Gromadzi tlen w mięśniach. 2.5 Właściwości i wykrawanie białek Koagulacja to proces polegający na łączeniu się cząsteczek koloidu w większe struktury. Większość białek rozpuszcza się w wodzie, tworząc roztwór koloidalny, czyli niejednorodna mieszaninę dwóch substancji. Białka pod wpływem soli metali lekkich ulegają odwracalnej koagulacji. Natomiast poddane obróbce termicznej lub pod wpływem alkoholu czy silnych kwasów ulegają denaturacji. Przykładem koagulacji jest wysalanie białka pod wpływem soli niektórych metali lekkich Denaturacja białka to naruszenie jego struktury przestrzennej pod wpływem czynników fizycznych lub chemicznych Podczas denaturacji w białku dochodzi do rozerwania wiązań chemicznych. W konsekwencji białko nie ma prawidłowej struktury, zmieniają się także jego właściwości. Do czynników fizycznych powodujących denaturację białka należą: Wysoka temperatura (powyżej 40°C) ● Promieniowanie UV ● Promieniowanie rentgenowskie Wysokie ciśnienie Czynniki chemiczne, pod wpływem których dochodzi do denaturacji: Stężone kwasy i zasady ● Sole metali ciężkich Alkohole Do wykrywanie białek stosujemy np. reakcje biuretową. Pozwala ona wykryć obecność wiązań peptydowych glicerol 2.6 Lipidy Lipidy- należą do związków organicznych. Ich cząsteczki zawierają węgiel, wodór i tlen. proste budowa złożone lipidy proste tłuszcze właściwe Lipidy konstrukcja stałe wiązania podwójne Podział lipidów ze względu na budowę woski Lipidy Lipidy proste Schemat budowy lipidów prostych: lipidy proste= alkohol+ kwasy tłuszczowe W tłuszczach właściwych alkoholem jest glicerol, który może przyłączyć trzy kwasy tłuszczowe. Wyróżniamy kwasy tłuszczowe nasycone i nienasycone, nienasycone mają co najmniej jedno wiązanie podwójne. ciekłe kwas tłuszczowy nasycony kwas tłuszczowy nienasycony kwas tłuszczowy nienasycony fosfo- lipidy Lipidy to związki organiczne o zróżnicowanej budowie. Większość z nich składa się z glicerolu i kwasów tłuszczowych lipidy złożone roślinne zwierzęce pochodzenie gliko- lipidy reszta wiązanie glicerolu estrowe CH₂-OC3 | CH-O-C CH₂-O-C 10 (CH₂)16-CH3 (CH₂)16-CH3 kwasy tłuszczowe nasycone 10 kwas tłuszczowy nienasycony \(CH2)—CH=CH—(CH2)CH Glicerol łączy się z kwasami tłuszczowymi dzięki wiązaniom estrowym. Lipidy, które zawierają głównie kwasy tłuszczowe nasycone, w temperaturze pokojowej mają postać stałą. ● A) Schemat budowy lipidów złożonych: Lipidy złożone= alkohol(inny niż glicerol)+ kwasy tłuszczowe+ dodatkowe związki Lipidy złożone- należą do nich fosfolipidy i glikolipidy ● lipidy pełnią funkcje: ● główka fosfolipidu grupa hydrofilowa (polarna) kwasy tłuszczowe grupa hydrofobowa (apolarna) ● zapasową B) woda 000000 OOOOOO woda ● termoizolacyjną- tworzą warstwę podskórną u ssaków ochrony mechanicznej- tworzą powłokę na piórach ptaków wodnych ● ochronną- chronią rośliny przed nadmiernym parowaniem wody budulcową- budują błony komórkowe oraz błony organelli komórkowych ● RNA- rybonukleinowy BUDOWA FOSFOLIPIDU głowa hydrofilowa- kwasy tłuszczowe ogon hydrofobowy- glicerol i reszta kwasu fosforowego (V) 2.7. Budowa i funkcje kwasów nukleinowych W komórkach występują dwa rodzaje kwasów nukleinowych: DNA- deoksyrybonukleinowy DNA i RNA to polimery składające się z nukleotydów. ● O P O reszta fosforanowa(V) CH₂ H H Nukleotydy budujące DNA i RNA są połączone w długie nici wiązaniami fosfodiestrowymi. Powstają one pomiędzy cukrem jednego nukleotydu a resztą fosforanową (V) następnego nukleotydu. DNA jest materiałem genetycznym organizmów oraz niektórych wirusów. Nazywamy również nośnikiem informacji genetycznej. DNA znajduje się głownie w jądrze komórkowym. W niewielkich ilościach obecne również mitochondriach i chloroplastach. zasada azotowa H Schemat budowy nukleotydu DNA. OH H pięciowęglowy cukier Cząsteczka DNA jest zbudowana z dwóch nici, które są ułożone równolegle do siebie i śrubowato skręcone wokół wspólnej osi. Strukturę tę nazywamy podwójną helisą. Wiązania wodorowe- wiązania występujące pomiędzy zasadami azotowymi obu łańcuchów. Cztery rodzaje nukleotydów: wiązanie wodorowe ● Adenina Tymina ● Guanina • Cytozyna ● rRNA- rybosomowy RNA tRNA- transportujący RNA mRNA- informacyjny RNA wiązanie fosfodiestowe Każdy nukleotyd jest zbudowany z: ● reszty kwasu fosforowego (V) cukru deoksyrybozy czy rybozy zasady azotowej P Cukrem wchodzącym w skład nukleotydów DNA jest deoksyryboza. RNA powstaje w wyniku kopiowania informacji z DNA W komórkach występują trzy rodzaje RNA Glukoza+ glukoza= maltoza Glukoza+ galaktoza= laktoza Glukoza+ fruktoza= sacharoza D D Główną funkcją RNA jest udział w syntezie białek. Cukrem w RNA jest ryboza, a zamiast tyminy występuje uracyl ATP- wolny nukleotyd, który przenosi energię NAD+ i FAD- dinukleotydy, które transportują elektrony Nukleotydy w jednej nici są połączone wiązaniem fosfodiestrowym. CEEE G D D