Меню Рубрики

Какой химический элемент входит в состав витаминов

Эти вещества не имеют энергетической ценности, но являются необходимыми для нормального функционирования организма.

1. Витамины — пищевые вещества, необходимые для поддержания жизненных функций, которые должен получать организм в готовом виде с продуктами питания.

С момента выделения первого витамина в 1912 г. уже выделено и синтезировано около 30 витаминов и витаминоподобных веществ, являющихся по строению низкомолекулярными соединениями различной химической природы.

Организм человека не синтезирует витамины или синтезирует их в незначительном количестве, а поэтому должен получать их с пищей. Суточная потребность — от нескольких микрограммов до нескольких миллиграммов (см. табл. 1).

В отличие от других незаменимых факторов питания, витамины не являются источником энергии или пластическим материалом, но, входя в состав ферментов, принимают участие в обмене веществ.

Как их недостаток (гиповитаминоз), так и избыток (гипервитаминоз) может вызвать нарушение обмена веществ.

Рассмотрим классификацию основных витаминов:

а) жирорастворимые витамины:

— витамин Л (ретинол) — необходим для роста и дифференцировки тканей, процессов репродукции, поддержания иммунного статуса. Поступает в организм только с животной пищей, а также в виде провитамина А — каротина, который содержится в растительной пище;

витамин D (кальциферолы) — основным свойством является контроль и участие в обмене кальция в организме, регуляция содержания фосфора в организме.

Поступает в организм человека с продуктами питания, преимущественно животного происхождения, а также образуется в коже под воздействием солнечных лучей;

витамин Е (токоферолы) — является противо-окислительным средством (антиокеидантом). играет важную роль в деятельности организма: участвует в биосинтезе тема и белков, лролифЗ»

рации клеток, в тканевом дыхании и других важнейших процессах клеточного метаболизма;

витамин К (филлохиноны) — его биологическая роль обусловлена участием в процессах свертывания крови. Он необходим для синтеза в печени функционально активных форм протромбина и других белков, участвующих в свертывании крови;

б) водорастворимые витамины:

— витамин С (аскорбиновая кислота) — важнейший водорастворимый витамин: участвует во многих биохимических реакциях, происходящих в организме, способствует нормальному процессу регенерации и заживления тканей, поддерживает устойчивость к различным видам стресса и обеспечивает нормализацию иммунологического и гематологического статуса.

Поступает в организм человека только с продуктами преимущественно растительного происхождения;

витамин В 1 (тиамин) — активно влияет на различные функции организма, обмен веществ и нервно-рефлекторную регуляцию в построении коферментов ряда важнейших для организма ферментов.

Поступает в организм преимущественно с пищей растительного происхождения;

витамин В 2 (рибофлавин) — флавиновые ферменты занимают одно из центральных мест в процессах энергетического обмена, участвуют в синтезе коферментных форм пиридоксина и фолацина. Кроме того, рибофлавин входит в состав зритель-

ного пурпура, защищающего сетчатку глаз от вредных воздействий ультрафиолетовых лучей. Поступает преимущественно с продуктами животного происхождения,

витамин В 3 (витамин РР, никотиновая кислота, ииацин)-— один из основных представителей витаминов группы В. Биологическая роль связана с участием в окислительно-восстановительных реакциях, в обеспечении нормального роста, благоприятного влияния на липидный обмен и снижении содержания холестерина в крови у больных атеросклерозом.

Кроме поступления с продуктами питания, витамин В;, может синтезироваться в организме человека из аминокислоты триптофана, но при высоком уровне содержания животного белка в пищевом рационе;

витамин В 5 (пантотеновая кислота) — участвует в углеводном и жировом обмене, в синтезе аце-тилхолина, содержится в значительном количестве в коре надпочечников, стимулирует образование кортикостероидных гормонов, оказывает влияние на образование и функцию эпителиальной ткани, обладает противовоспалительной активностью.

Не только поступает с продуктами питания, но и вырабатывается в организме человека в значительном количестве кишечной палочкой;

витамин В в (пиридоксин) — имеет первостепенное значение для поддержания процессов роста, кроветворения и нормализации функционирования центральной нервной системы.

Поступает в организм человека с продуктами животного и растительного происхождения. витамин В с (витамин В 9 , фолиевая кислота, фолацин) — играет важную роль в обмене аминокислот, в пуриновом и пиримидиновом обмене, что определяет значение витамина для нормального процесса роста, развития и пролифирации тканей, в частности, в процессе кроветворения и эмбриогенеза.

Поступает в организм с продуктами животного и растительного происхождения; витамин В 12 (цианокобаламин) — участвует в построении ряда ферментативных систем, в биосинтезе нуклеиновых кислот, оказывает влияние на обмен веществ и процесс кроветворения, активизируя свертывающую систему крови.

Поступает в организм человека только с пищей животного происхождения. Его синтез в организме не обеспечивает полностью жизнедеятельность организма;

витамин Н (биотип) — имеет большое значение для процессов обмена в коже, оказывает регулирующее влияние на нервную систему, участвует в жировом обмене;

в) витаминоподобные соединения:

— витамин B s (мионозит, инозит, мезоинозит),

— витамин В 13 (ортоновая кислота),

— витамин В 15 (пангамовая кислота),

— липоевая кислота (тиоетовая кислота),

При полноценном рациональном питании витаминной недостаточности не наблюдается.

Основные причины витаминной недостаточности могут быть следующие:

1. Алиментарная — за счет низкого содержания витаминов в рационе.

2. Угнетение нормальной кишечной микрофлорой, продуцирующей ряд витаминов, вызванное заболеваниями желудочно-кишечного тракта или нерациональным лечением медикаментами.

3. Нарушение усвоения витаминов вследствие заболевания желудка, кишечника, печени.

4. Повышенная потребность в витаминах, в том числе нри интенсивной психической и физической нагрузке.

При активном занятии бодибилдингом обязательно необходимо дополнительное количество витаминов. В этом случае лучше принимать сбалансированные комплексы поливитаминов.

2. Химические вещества. Физиологическое значение минеральных веществ разнообразно: участие б пластических процессах, построении тканей (особенно костной), участие в поддержании кислотно-щелочного равновесия и нормального состава крови, в нормализации водно-солевого обмена, в предупреждении эндемических заболеваний (например, эндемический зоб, флюороз).

В организме человека можно найти большую часть периодической таблицы Д И. Менделеева. Содержа-

ние одних химических элементов (макроэлементов) исчисляется граммами, а концентрация других (микроэлементов) составляет в тканях 1:100 000 и ниже. Несмотря на незначительную концентрацию, ряд микроэлементов признан абсолютно необходимым для важнейших процессов жизнедеятельности,

а) Макроэлементы:

— кальций — содержание в организме человека составляет до 20 г на кг массы тела, около 99% содержится в костной и хрящевой тканях человека в виде различных соединений.

Наряду с пластическими и структурными формами, он играет значительную роль в осуществлении многих физиологических и биохимических процессов, необходим для нормальной возбудимости нервной системы и сократимости мышц, является активатором ряда ферментов и гормонов и важнейшим компонентом свертывающей системы крови;

фосфор — составляет около 1% от общей массы тела. В неорганической форме входит вместе с кальцием в состав основного минерального компонента костной ткани. Большая роль органических соединений фосфора в ферментативных процессах и энергетическом обеспечении процессов жизнедеятельности;

магний — содержание в организме человека составляет около 25 г. Его физиологическая роль обусловлена участием в углеводно-фосфорном и энергетическом обмене, а также в других ферментативных процессах;

калий — содержание в организме человека составляет 160—250 г, что зависит от возраста, пола и конституции человека. Он относится к основным (около 98% калия находится внутри клеток) внутриклеточным катионам. Как и натрий, он играет большую роль в образовании буферных систем, предотвращающих сдвиги реакции среды и обеспечивающих их постоянство.

Для нормального обмена веществ в пищевом рационе должно выдерживаться соотношение между калием и натрием 1:2;

натрий — общее содержание в организме взрослого человека (масса тела 65 кг) эквивалентно 256 г хлорида натрия.

В противоположность калию, натрий преимущественно (около 50%) находится во внеклеточных жидкостях, 40% — в костях и хрящах и менее 10% — внутри клеток.

Натрий играет важную роль в процессе внутриклеточного и межклеточного обмена, участвует вместе с калием в возникновении нервного импульса, играет роль в механизме кратковременной памяти, влияет на состояние мышечной и сердечно-сосудистой систем.

Поступает в организм с продуктами питания и в виде поваренной соли. Ее содержание в дневном рационе является одним из самых спорных вопросов. Среднее количество соли в дневном рационе 10—12 г, хотя некоторые ученые высказывают мнение, что это количество завышено.

б) Микроэлементы

Остановимся на наиболее важных и лучше изученных микроэлементах:

железо — содержание в организме взрослого человека около 4 г. Является незаменимой частью гемоглобина и миогемоглобина, принимает участие в дыхании, кроветворении, иммунобиологических и окислительно-восстановительных реакциях;

в организме взрослого человека содержится около 75—150 мг с преимущественной концентрацией в печени, мозге, сердце и почках. Медь участвует в построении ряда ферментов и белков, в метаболизме железа, в кроветворении, иммунных реакциях и тканевом дыхании, способствует росту и развитию человека;

цинк — в организме взрослого человека содержится 2—3 г с преимущественной концентрацией в костях и коже. Он необходим для нормальной жизнедеятельности человека, участвуя в процессах кроветворения, в деятельности желез внутренней секреции, нормализации жирового обмена, повышая ишенсивность распада жиров;

марганец — в организме взрослого человека содержится около 12—20 мг, с преимущественной концентрацией в головном мозге, печени, почках, поджелудочной железе. Он влияет на иммунитет, на развитие скелета, участвует в обменных реакциях, в кроветворении и тканевом дыхании, в регуляции углеводного и липидного обмена, поддерживает репродуктивные функции;

хром — содержание в организме взрослого человека составляет 6—12 мг, с преимущественной концентрацией в коже, костях и мышцах. Является активатором ряда ферментов, участвует в регуляции углеводного и литтидного обменов;

йод — содержание в организме взрослого человека 20—50 мг с преимущественной концентрацией в щитовидной железе. Йод является пока единственным из известных микроэлементов, который участвует в построении гормона щитовидной железы;

фтор — неравномерно распределен в организме человека с максимальной концентрацией в зубах и костях. Кроме участия в костеобразовании и процессе формирования дентина, фтор стимулирует кроветворную систему и иммунитет, участвует в развитии скелета, стимулирует репара-тивные процессы при переломах костей.

Потребности человеческого организма в химических элементах, как и потребность в витаминах, при больших психических и физических нагрузках возрастает. Поэтому целесообразно пополнять запасы не только комплексами поливитаминов, а комплексами поливитаминов с минералами.

Вот наиболее известные комплексы, употребляемые спортсменами.

Ван э Дэй Максимум ( пр во Германия )

витамин В 6 — 2 мг, витамин

Макроэлементы: калий — 37,5 мг,

Микроэлементы: йод — 150 мкг,

железо — 18 мг, марганец — 2,5 мкг,

профилактика и лечение гиповитаминозов и дефицита минеральных веществ,

— состояния, сопровождающиеся повышенной потребностью в витаминах и минеральных веществах, в том числе период интенсивных физических и психических нагрузок.

повышенная чувствительность к компонентам препарата.

Режим дозирования: 1 табл. в сутки. Дозу не превы-

Глутамевит (пр-во Россия)

В состав входит глутаминовая кислота 0,25 г.

недостаточное поступление в организм витаминов и минералов;

— тяжелый физический труд; период восстановления после тяжелых физических нагрузок.

повышенная чувствительность к одному из компонентов препарата.

Дозирование: по 1—3 таблетки 2 раза в день через 15—30 мин после завтрака и обеда.

Центрум ( пр во США )

витамин В 5— 10 мг, витамин

витамин К — 25 мкг, витамин РР — 20 мг,

— профилактика гиповитаминоза и дефицита макро- и микроэлементов у взрослых;

— состояния, сопровождающиеся повышенной потребностью в витаминах, а также макро- и микроэлементах.

—повышенная чувствительность к компонентам препарата.

Дозирование: по 1 табл. в сутки. Курс — 30 дней.

В качестве примера приведены три комплекса, но они могут быть заменены другими по усмотрению атлета. Однако нужно помнить, что при интенсивном физическом напряжении повышается потребность организма не только в белках, но и в витаминах и макро- и микроэлементах.

Любое незаконное копирование информации будет преследоваться и охраняется в соответствии с законами России, Украины, Белоруссии.

При цитировании содержания сайта в сети Интернет (независимо от вида материалов) активная ссылка на портал «Фатальная энергия» обязательна. Для других видов использования материалов условия оговариваются отдельно.

источник

1. Химический элемент, входящий в состав цистеина, метионина, витамина В1, инсулина:
а) сера +
б) фосфор
в) фтор

2. Один из химических элементов, относящийся к макроэлементам:
а) серебро
б) углерод +
в) марганец

3. Один из химических элементов, относящийся к макроэлементам:
а) цинк
б) серебро
в) кислород +

4. Один из химических элементов, относящийся к макроэлементам:
а) железо +
б) цинк
в) золото

5. Один из химических элементов, относящийся к макроэлементам:
а) фтор
б) марганец
в) сера +

6. Входит в состав некоторых ферментов и повышает их активность; участвует в развитии костей, ассимиляции азота и процессе фотосинтеза, улучшает усвоение организмом меди:
а) железо
б) марганец +
в) никель

7. Входит в состав витамина В12; участвует в фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями и развитии эритроцитов, синтезе гемоглобина:
а) марганец
б) цинк
в) кобальт +

8. Наиболее распространенная классификация химических элементов живых организмов:
а) макроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы +
б) макроэлементы, микроэлементы, мезоэлементы
в) макро- и микроэлементы

9. Входит в состав многих ферментов, гемоглобина и миоглобина; участвует в биосинтезе хлорофилла, в процессах дыхания и фотосинтеза:
а) цинк
б) кобальт
в) железо +

10. Входит в состав витамина В1 – составной части фермента, участвующего в расщеплении пировиноградной кислоты:
а) железо
б) бром +
в) молибден

11. Входит в состав некоторых ферментов, расщепляющих полипептиды и угольную кислоту, участвующих в спиртовом брожении у бактерий; участвует в синтезе растительных гормонов:
а) цинк +
б) кобальт
в) медь

12. Входит в состав эмали зубов и костей; влияет на метаболизм стронция:
а) бром
б) фтор +
в) цинк

13. Химический элемент: преобладает в организмах животных в виде аниона, входит в состав соляной кислоты желудочного сока, плазмы крови, участвует в создании мембранных потенциалов клетки:
а) хлор +
б) сера
в) йод

14. Что такое H:
а) гелий
б) натрий
в) водород +

15. Что такое Se:
а) селен +
б) серебро
в) сера

16. Что такое Kr:
а) калий
б) криптон +
в) корунд

17. Что такое Y:
а) убридий
б) йод
в) иттрий +

18. Что такое Te:
а) темидий
б) теллур +
в) технеций

Читайте также:  Какие витамины для ослабленных волос

19. Этот химический элемент открыли два ученых: француз Ж. Жансен и англичанин Дж. Н. Локьер, наблюдая за солнцем:
а) аргон
б) неон
в) гелий +

20. Какое вещество синтезировал Бранд:
а) хлор
б) фосфор +
в) бром

21. Что такое Nb:
а) ниобий +
б) набдий
в) набулий

22. Что такое Sn:
а) ртуть
б) олово +
в) серебро

23. Что такое Cr:
а) церий
б) сера
в) хром +

24. Что такое Rh:
а) цирконий
б) родий +
в) рубидий

25. Что такое Ge:
а) гелий
б) гестий
в) германий +

26. Что такое P:
а) протактиний
б) фосфор +
в) полоний

27. Что такое W:
а) вольфрам +
б) висмут
в) ванадий

28. Что такое K:
а) кальций
б) кобальт
в) калий +

29. Что такое C:
а) углерод +
б) азот
в) кальций

30. Что такое At:
а) золото
б) астат +
в) серебро

источник

Входит в состав витамина В12. Активирует ферменты обмена жирных кислот и метаболизма фолиевой кислоты. Среднее потребление в РФ 10 мкг/сутки. Верхний допустимый уровень не установлен.

Рекомендуемый уровень потребления для взрослых 10 мкг/сутки (вводится впервые).

Кремний входит в качестве структурного компонента в состав гликозоаминогликанов и стимулирует синтез коллагена. Среднее потребление 20-50 мг /сутки. Верхний допустимый уровень не установлен.

Рекомендуемый уровень потребления для взрослых 30 мг/сутки (вводится впервые).

Минеральные вещества в адекватном количестве обеспечивают поддержание гомеостаза, участвуют в обеспечении жизнедеятельности, а их дефицит приводит к специфическим нарушениям или заболеваниям. Минеральные вещества содержатся в костной ткани в виде кристаллов, а в мягких тканях в виде истинного или коллоидного раствора в соединении с белками.

Натрий содержится во всех органах, тканях и биологических жидкостях. Основное поступление натрия в организм обеспечивается поваренной солью. Суточная потребность в натрии составляет около 4 г, что соответствует 10 г поваренной соли.

В организме натрий присутствует преимущественно во внеклеточных жидкостях — лимфе и сыворотке крови. Натрий играет важную роль в процессах внутриклеточного и межтканевого обмена, участвуя в формировании буферной системы крови, обеспечивает поддержание кислотно-щелочного равновесия. Соли натрия участвуют в поддержании осмотического давления цитоплазмы и биологических жидкостей. Основным регулятором содержания натрия в крови и тканевой жидкости являются почки.

При избыточном потреблении поваренной соли из-за перегрузки регуляторных механизмов стойко повышается артериальное давление и формируется гипертоническая болезнь. Ограничение потребления поваренной соли остается одним из главных профилактических мероприятий предупреждения артериальной гипертензии и в дальнейшем инфаркта миокарда.

Калий вместе с натрием участвует в формировании буферных систем, предотвращающих сдвиги реакции среды. Соединения калия влияют на коллоидное состояние тканей, уменьшая гидратацию тканевых белков и способствуя выведению жидкости. В этом случае калий выступает как антагонист натрия, что используется в терапии заболеваний почек. В норме отношение натрия и калия при рациональном питании должно составлять 2:1. Смешанный рацион полностью удовлетворяет потребность в калии.

Источниками калия являются преимущественно растительные продукты, вследствие чего возможны сезонные колебания поступления вещества: весной 3 г/сут, осенью — 5—6 г/сут.

Кальций необходим не только для правильного формирования костной ткани. Около 1% кальция организма входит в состав всех органов, тканей и биологических жидкостей. Кальций необходим для поддержания нервно-мышечной возбудимости, влияет на процессы свертывания крови, проницаемость клеточных оболочек. Потребность в кальции выше у детей, а также у беременных и кормящих.

Кальций присутствует в разных продуктах, но его усвояемые формы содержат преимущественно в молоке и молочных продуктах. При потреблении 500 мл молока человек получает около 1000 мг кальция.

Диетические продукты, приготовленные с добавлением костной муки, рыбно-витаминных концентратов, порошка яичной скорлупы и шрота пантов, содержат кальций с биодоступностью около 88%.

Алиментарный кальций в повышенных дозах, по-видимому, играет важную роль взащите организма от действия ионизирующего излучения, поддержке баланса субстратов антиоксидантной системы (токоферола и селена), повышает резистентность к чужеродным химическим веществам.

Усвоение кальция из других продуктов и питьевой воды незначительно.

По поводу нарушений при недостаточном потреблении кальция нет единого мнения. Недостаток кальция не всегда приводит к остеопорозу, а его лечение солями кальция не всегда эффективно. Большинство болезней, рассматриваемых как следствие недостатка кальция (остеопороз, рахит, остеомаляция, кариес), могут возникать на фоне дефицита других пищевых веществ (белки, фтор, кальциферол, другие витамины и их метаболиты). Нарушения обмена кальция при этих заболеваниях следует считать вторичными.

Фосфор в обменных процессах тесно связан с обменом кальция. Всасывание из кишечника кальция и фосфора и окостенение идут параллельно, а в сыворотке крови они антагонисты. Соединения фосфора играют особенно важную роль в деятельности головного мозга, скелетных и сердечной мышц, потовых желез. Наиболее интенсивно обмен фосфора осуществляется в мышцах. Фосфорная кислота участвует в построении многих ферментов. Неорганический фосфор совместно с кальцием составляет твердую основу костной ткани и является обязателытым компонентом реакций превращения углеводов.

Наиболее богаты фосфором молоко и молочные продукты, яйца, мясо теплокровных животных и рыба. В продуктах, содержащих фитиновые соединения (бобовые, хлебобулочные и крупяные изделия), фосфор находится в малоусвояемой форме. Для эффективного усвоения фосфора из пищевых продуктов необходимо соотношение фосфора и кальция, равное 1:1,5.

Магний оказывает антиспастическое и сосудорасширяющее действие, стимулирует перистальтику кишечника и повышает желчеотделение. Имеются данные о снижении концентрации холестерина под влиянием этого элемента. Ионы магния участвуют в регуляции углеводного и фосфорного обмена.

Макроэлементы участвуют в регуляции кислотно-основного состояния организма. В крови и межклеточных жидкостях поддерживается слабощелочная реакция, изменение которой отражается на химических процессах в клетках и состоянии всего организма. Минеральные вещества пищи оказывают преимущественно щелочное (катионы — кальций, магний, натрий, калий) или кислотное (анионы — фосфор, сера, хлор) действие на организм. В зависимости от минерального состава некоторые продукты (молочные, овощи, фрукты, ягоды) вызывают щелочные сдвиги, а другие — кислотные (мясо, рыба, яйца, хлеб, крупы). Диеты щелочной направленности применяют при недостаточности кровообращения, почек, печени, при тяжелых формах сахарного диабета, мочекаменной болезни (уратурия, окасалурия) и т. д. Диеты кислой направленности рекомендуются при мочекаменной болезни с фосфатурией, эпилепсии. Макроэлементы регулируют водно-солевой обмен, поддерживают осмотическое давление в клетках и межклеточных жидкостях, что необходимо для передвижения между ними питательных веществ и продуктов обмена.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 10359 — | 7871 — или читать все.

195.133.146.119 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник

Витамины – органические вещества различной химической природы, не образующиеся в достаточном количестве клетками человеческого организма, но необходимые для его нормальной жизнедеятельности. Витамины проявляют биологическую активность в очень малых концентрациях. Они выполняют функции регуляторов обмена веществ. Большинство витаминов входит в состав ферментов, являясь их коферментами.

Приоритет открытия витаминов принадлежит русскому врачу Николаю Ивановичу Лунину. В 1880 г. Н.И. Лунин писал, что в пище, кроме «казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания».

Термин «витамины» был предложен польским ученым Казимиром Функом в 1912 году от лат. «vita» — «жизнь», т.е. дословно термин означает «амины жизни». Поскольку первое выделенное в кристаллическом виде вещество, а это был тиамин (B1) из отрубей риса, содержало азот, то К. Функ предполагал, что наличие азота характерно для всех витаминов. Термин «витамины» не точен, но сохранился до настоящего времени.

Классификация витаминов и витаминосодержащего лекарственного растительного сырья

Существует несколько классификаций витаминов.

1. Буквенная классификация— первая в историческом плане. При обнаружении новых факторов витаминной природы им присваивали условные названия в виде буквы латинского алфавита. Например: витамины A, B, C, D и др.

2. Фармакологическая классификация.Эта классификация вводилась параллельно с буквенной и указывала на заболевание, от которого предохраняет витамин:

· витамин С — противоцинготный;

· витамин К — антигеморрагический;

· витамин D — антирахитический и др.

3. Химическая классификация.В зависимости от химической структуры выделены группы:

· витамины алифатического ряда — С, F и др.;

· витамины алициклического ряда — A, D и др.;

· витамины ароматического ряда — К и др.;

· витамины гетероциклического ряда — Е, Р и др.

4. Классификация по растворимости витаминов:

· водорастворимые витамины – группы В, С, Р, Н, РР;

· жирорастворимые витамины — A, D, Е, К, F, U.

Витамины содержатся во всех растениях, но витаминосодержащими называют только те растения, которые избирательно накапливают витамины в дозах, способных оказать выраженный фармакологический эффект. Это в 500-1000 раз больше, чем в других растениях.

В настоящее время практически все витамины получают синтетическим путем. Однако витаминосодержащие лекарственные растения не утратили своего значения. Они широко используются, особенно в педиатрии, в гериатрии и для лечения лиц, склонных к аллергическим заболеваниям, поскольку:

· во-первых, витамины в лекарственном растительном сырье находятся в комплексе с полисахаридами, сапонинами, флавоноидами, поэтому такие витамины легче усваиваются;

· во-вторых, растительные витамины реже дают аллергические реакции, чем их синтетические аналоги;

· в-третьих, в организме человека есть специальные системы защиты от передозировки витаминов (например, каротин в организме человека превращается в витамин А по мере необходимости).

Лекарственное растительное сырье, содержащее витамины

1. Концентраторы витамина С: плоды черной смородины, плоды шиповника, плоды рябины, плоды малины, листья крапивы, плоды и листья земляники.

2. Концентраторы и источники витамина Р: бутоны и плоды софоры японской, плоды аронии (рябины) черноплодной, плоды черной смородины, кожура плодов цитрусовых, листья чая.

3. Концентраторы каротиноидов (провитаминов А): плоды шиповника, плоды облепихи, плоды рябины, цветки календулы, трава череды, трава сушеницы топяной.

4. Концентраторы витамина К: листья крапивы, трава пастушьей сумки, трава тысячелистника, цветки и листья зайцегуба, кора калины, кукурузные рыльца.

5. Концентраторы витамина Е: плоды облепихи, облепиховое масло, масло шиповника, кукурузное масло, льняное масло, семена тыквы.

6. Концентраторы витамина F: масло кукурузное, масло подсолнечное и другие растительные жирные масла.

В лекарственном растительном сырье довольно часто встречаются витамины группы В: В2 — рибофлавин, В5 — пантотеновая кислота, В9 — фолиевая кислота, провитамин витаминов группы D — эргостерол и другие фитостеролы.

В высоких концентрациях способны накапливаться только кислота аскорбиновая (витамин С), каротиноиды (провитамин А), витамин К1 (филлохинон) и некоторые флавоноиды (рутин, кверцетин и др.), относимые к витамину Р.

Химическая структура витаминов. Физические, химические и биологические свойства

Витамин С– аскорбиновая кислота.

гамма-лактон 2,3-дегидро-альфа-гулоновой кислоты (гексуроновая кислота)

Существует в двух формах — аскорбиновой и дегидроаскорбиновой кислот. Обе формы легко переходят друг в друга при соответствующих условиях, обе формы одинаково фармакологически активны. Аскорбиновая кислота – белый кристаллический порошок, кислого вкуса. Легко растворяется в воде и спирте, не растворяется в органических растворителях: эфире, хлороформе, бензоле. Аскорбиновая кислота – нестойкое вещество. В водных растворах она легко разрушается под действием кислорода воздуха, света; следы железа и меди ускоряют процесс разрушения (окисления).

Аскорбиновая кислота участвует в окислительно-восстановительных реакциях, в том числе в липидном и пигментном обмене, активирует протромбин, обладает десенсибилизирующем действием, поднимает жизненный тонус организма и повышает сопротивляемость к экстремальным воздействиям. Недостаток витамина С вызывает цингу, или скорбут (рыхлость десен, выпадение зубов, кровоизлияния).

Витамин Р – полифенольные гетероциклические соединения группы флавоноидов.

Эпикатехин листьев чая (производное флаванола) Эриодиктиол кожуры цитрусовых (производное флаванона)
Кверцетин плодов аронии черноплодной и бутонов софоры японской (производное флавонола)

Физические и химические свойства описаны в разделе «Флавоноиды».

Укрепляют стенки кровеносных сосудов и капилляров.

Каротиноиды – предшественники (провитамины) витамина А – жирорастворимые растительные пигменты желтого, оранжевого или красного цвета. По своей химической природе являются тетратерпеноидами с общей формулой [(С5H8)2]4, или С40Н64 (см. раздел «Терпеноиды»).

В растениях каротиноиды находятся в виде ненасыщенных углеводородов – каротинов — и кислородсодержащих производных – ксантофиллов. Представлены приблизительно 70 соединениями, но провитаминами А являются 9 веществ. Каротиноиды играют важную роль в процессах фотосинтеза, дыхания, участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, оплодотворении. Каротиноиды синтезируются высшими растениями, грибами и бактериями. Животные не способны их синтезировать.

Широко распространены в растениях альфа-, бета- и гамма-каротины, ликопин, зеаксантин, виолаксантин и др. Наибольшую биологическую активность проявляет бета-каротин, в результате окислительно-гидролитического расщепления которого в тканях животных и человека образуется две молекулы витамина А, из остальных – одна молекула.

Каротиноиды нерастворимы в воде, растворимы в жирных маслах, хлороформе, эфире, ацетоне, бензине и трудно растворимы в спирте. Легко окисляются кислородом воздуха, разрушаются на свету.

Витамин А (ретинол) способствует нормализации обмена веществ, росту и развитию организма, регенерации тканей, обеспечивает нормальную деятельность органов зрения. Недостаток вызывает ухудшение сумеречного зрения («куриную слепоту»), сухость роговицы, поражение слизистых.

Источниками промышленного получения бета-каротина служат свежие корнеплоды моркови посевной и свежая мякоть плодов различных сортов тыквы.

Витамины группы К — производные 2-метил-1,4-нафтохинона. В природе данные витамины представлены несколькими соединениями, в высших растениях находится только витамин К1, или филлохинон.

Длинная боковая изопреноидная цепь витамина K1 является остатком дитерпенового алифатического спирта фитола (см. раздел «Терпеноиды»).

Витамин K1 — филлохинон — вязкое маслообразное вещество желтого цвета. Нерастворим в воде, растворим в жирных маслах и органических растворителях. Стоек при длительном кипячении с водой, но быстро разрушается при нагревании в растворах щелочей. Флуоресцирует в УФ-свете красным светом, затем флуоресценция становится зеленой, а под действием спиртового раствора калия гидроксида — оранжевой. Витамин K1 легко окисляется, быстро разрушается под действием УФ-лучей.

Витамины группы К участвуют в свертывании крови, индуцируя образование протромбина (антигеморрагический фактор). Недостаток вызывает замедление свертывания крови и кровоизлияния.

Витамины группы Е— производные хромана. Витамины Е — смесь высокомолекулярных спиртов – токоферолов. Наиболее активен бета-токоферол.

Токоферолы не растворяются в воде, растворимы в жирных маслах и органических растворителях. Соединения нестойкие, легко разрушаются под действием света и кислорода воздуха.

Витамины группы Е являются природными антиоксидантами, участвуют в биосинтезе белков, тканевом дыхании, процессах размножения, влияют на состояние сердечно-сосудистой и нервной систем.

Витамины группы F— высоконепредельные жирные кислоты с 18-20 углеродными атомами: линолевая – С17Н31СООН, линоленовая — С17Н29СООН, арахидоновая — С19Н31СООН — кислоты.

Физические и химические свойства описаны в разделе «Жирные масла». Участвуют в липидном обмене, препятствуют отложению холестерина на стенках кровеносных сосудов. Из витаминов F в тканях образуются простагландины.

Витамины, в целом, участвуют в окислительно-восстановительных процессах в организме. Многие из них (витамины С, Р, К, Е, каротиноиды) являются природными антиоксидантами. Они защищают клеточные и субклеточные мембраны от повреждения активными свободными радикалами, нейтрализуя активные свободные радикалы путем связывания их непарных электронов.

источник

Витамин В1, был первым витамином, выделенным в кристаллическом виде К. Функом в 1912 г. Позже был осуществлен его химический синтез. Свое название — тиамин — получил из-за наличия в составе его молекулы атома серы и аминогруппы.

Тиамин состоит из 2-х гетероциклических колец — аминопиримидинового и тиазолового. Последнее содержит каталитически активную функциональную группу — карбанион (относительно кислый углерод между серой и азотом).
Тиамин хорошо сохраняется в кислой среде и выдерживает нагревание до высокой температуры. В щелочной среде, например при выпечке теста с добавлением соды или карбоната аммония, он быстро разрушается.

В желудочно-кишечном тракте различные формы витамина гидролизуются с образованием свободного тиамина. Большая часть тиамина всасывается в тонком кишечнике с помощью специфического механизма активного транспорта, остальное его количество расщепляется тиаминазой кишечных бактерий. С током крови всосавшийся тиамин попадает вначале в печень, где фосфорилируется тиаминпирофосфокиназой, а затем переносится в другие органы и ткани.

Существует мнение, что основной транспортной формой тиамина является ТМФ.

Витамин В1, присутствует в различных органах и тканях как в форме свободного тиамина, так и его фосфорных зфиров: тиаминмонофосфата(ТМФ), тиаминдифосфата (ТДФ, синонимы: тиамин пирофосфат, ТПФ, кокарбоксилаза) и тиаминтрифосфата (ТТФ).

ТТФ — синтезируется в митохондриях с помощью фермента ТПФ-АТФ-фосотрансферазы:

Основной коферментной формой (60—80 % от общего внутриклеточного) является ТПФ. ТТФ играет важную роль в метаболизме нервной ткани. При нарушении его образования развивается некротизирующая энцефалопатия. После распада коферментов свободный тиамин выделяется с мочой и определяется в виде тиохрома.

Витамин В, в форме ТПФ является составной частью ферментов, катализирующих реакции прямого и окислительного декарбоксилирования кетокислот.

Участие ТПФ в реакциях декарбоксилирования кетокислот объясняется необходимостью усиления отрицательного заряда углеродного атома карбонила кетокислоты в переходном, нестабильном, состоянии:

Переходное состояние стабилизируется ТПФ путем делокализаиии отрицательного заряда карбо-аниона тиазолового кольца, играющего роль своеобразного электронного стока. Вследствие такого протонирования образуется активный ацетальдегид (гидроксиэтил-ТПФ).

Аминокислотные остатки белков обладают слабой способностью осуществлять то, что с легкостью делает ТПФ, поэтому апобелки нуждаются в коферменте. ТПФ жестко связан с апоферментом мульти-ферментных комплексов дегидрогеназ а-оксикетокислот (см. ниже).

  1. Участие ТПФ в реакции прямого декарбоксилирования пировиноградной кислоты (ПВК).
    При декарбоксилировании ПВК с помощью пируватдекарбоксилазы образуется ацетальдегид, который под воздействием алкогольдегидрогеназы превращается в этанол. ТПФ является незаменимым кофактором пируватдекарбоксилазы. Этим ферментом богаты дрожжи.

2. Участие ТПФ в реакциях окислительного декарбоксилирования.
Окислительное декарбоксилирование ПВК катализирует пируватде-гидрогеназа. В состав пируватдегидрогеназного комплекса входит несколько структурно связанных ферментных белков и коферментов (см. с. 100). ТПФ катализирует начальную реакцию декарбоксилирования ПВК. Эта реакция идентична катализируемой пируватдекарбоксила-зой. Однако в отличие от последней, пируватдегидрогеназа не превращает промежуточный продукт гидроксиэтил-ТПФ в ацетальдегид. Вместо этого гидроксиэтильная группа переносится к следующему ферменту в мультиферментной структуре пируватдегидрогеназного комплекса.
Окислительное декарбоксилирование ПВК является одной из ключевых реакций в обмене углеводов. В результате этой реакции ПВК, образовавшаяся при окислении глюкозы, включается в главный метаболический путь клетки — цикл Кребса, где окисляется до углекислоты и воды с выделением энергии. Таким образом, благодаря реакции окислительного декарбоксилирования ПВК создаются условия для полного окисления углеводов и утилизации всей заключенной в них энергии. Кроме того, образующаяся при действии ПДГ-комплек-са активная форма уксусной кислоты служит источником для синтеза многих биологических продуктов: жирных кислот, холестерина, стероидных гормонов, ацетоновых тел и других.
Окислительное дскарбоксилирование а-кетоглутатарата катализирует а-кетоглутаратдегидрогеназа. Этот фермент является составной частью цикла Кребса. Строение и механизм действия а-кетоглугарат-дегидрогеназного комплекса схожи с пируватдегидрогеназой, т. е. ТПФ также катализирует начальный этап превращения кетокислоты. Таким образом, от степени обеспеченности клетки ТПФ зависит бесперебойная работа этого цикла.
Помимо окислительных превращений ПВК и а-кетоглутарата, ТПФ принимает участие в окислительном декарбоксилировании кетокислот с разветвленным углеродным скелетом (продукты дезаминирования ва-лина, изолейцина и лейцина). Эти реакции играют важную роль в процессе утилизации аминокислот и, следовательно, белков клеткой.

3. ТПФ — кофермент транскетолазы.
Транскетолаза — фермент пентозофосфатного пути окисления углеводов. Физиологическая роль этого пути заключается в том, что он является основным поставщиком NADFH*H+ и рибозо-5-фосфата. Транскетолаза переносит дву-углеродные фрагменты от ксилулозо-5-фосфата к рибозо-5-фосфату,
что приводит к образованию триозофосфата (3-фосфоглицеринового альдегида) и 7С сахара (седогептулозо-7-фосфата). ТПФ необходим для стабилизации карб-аниона, образующегося при расщеплении связи С2-С3 ксилулозо-5-фосфата.

4. Витамин В1 принимает участие в синтезе ацетилхолина, катализируя в пируватдегидрогеназной реакции образование ацетил-КоА — субстрата ацетилирования холина.

5. Помимо участия в ферментативных реакциях, тиамин может выполнять и некоферментные функции, конкретный механизм которых еще нуждается в уточнении. Полагают, что тиамин участвует в кроветворении, на что указывает наличие врожденных тиаминзависимых анемий, поддающихся лечению высокими дозами этого витамина, а также в стероидогенезе. Последнее обстоятельство позволяет объяснить некоторые эффекты препаратов витамина В, как опосредованных стресс-реакцией.

Переходное состояние стабилизируется ТПФ путем дслокализаиии отрицательного заряда карб-аниона тиазолового кольца, играющего роль своеобразного электронного стока. Вследствие такого протонирования образуется активный ацетальдегид (гидроксиэтил-ТПФ).

Аминокислотные остатки белков обладают слабой способностью осуществлять то, что с легкостью делает ТПФ, поэтому апобелки нуждаются в коферменте. ТПФ жестко связан с апоферментом мульти-ферментных комплексов дегидрогеназ а-оксикетокислот (см. ниже).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Клетка — элементарная единица жизни на Земле. Химический состав клетки очень разнообразен и его мы сегодня будем изучать. Клетка обладает всеми признаками живого организма: растет, размножается, обменивается с окружающей средой веществами и энергией, реагирует на внешние раздражители. Начало биологической эволюции связано с появлением на Земле клеточных форм жизни. Одноклеточные организмы представляют собой существующие отдельно друг от друга клетки. Тело всех многоклеточных — животных и растений — построено из большего или меньшего числа клеток, которые являются своего рода блоками, составляющими сложный организм. Независимо от того, представляет ли собой клетка целостную живую систему — отдельный организм или составляет лишь его часть, она наделена набором признаков и свойств, общим для всех клеток.

В клетках обнаружено около 60 элементов периодической системы Менделеева, встречающихся и в неживой природе. Это одно из доказательств общности живой и неживой природы. В живых организмах наиболее распространены водород, кислород, углерод и азот, которые составляют около 98 % массы клеток. Такое обусловлено особенностями химических свойств водорода, кислорода, углерода и азота, вследствие чего они оказались наиболее подходящими для образования молекул, выполняющих биологические функции. Эти четыре элемента способны образовывать очень прочные ковалентные связи посредством спаривания электронов, принадлежащих двум атомам. Ковалентно связанные атомы углерода могут формировать каркасы бесчисленного множества различных органических молекул. Поскольку атомы углерода легко образуют ковалентные связи с кислородом, водородом, азотом, а также с серой, органические молекулы достигают исключительной сложности и разнообразия строения.

Кроме четырех основных элементов в клетке в заметных количествах (10-ые и 100-ые доли процента) содержатся железо, калий, натрий, кальций, магний, хлор, фосфор и сера. Все остальные элементы (цинк, медь, йод, фтор, кобальт, марганец и др.) находятся в клетке в очень малых количествах и поэтому называются микроэлементами.

Химические элементы входят в состав неорганических и органических соединений. К неорганическим соединениям относятся вода, минеральные соли, диоксид углерода, кислоты и основания. Органические соединения — это белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры (липиды) и липоиды. Кроме кислорода, водорода, углерода и азота в их состав могут входить другие элементы. Некоторые белки содержат серу. Составной частью нуклеиновых кислот является фосфор. Молекула гемоглобина включает железо, магний участвует в построении молекулы хлорофилла. Микроэлементы, несмотря на крайне низкое содержание в живых организмах, играют важную роль в процессах жизнедеятельности. Йод входит в состав гормона щитовидной железы — тироксина, кобальт — в состав витамина В12 гормон островковой части поджелудочной железы — инсулин — содержит цинк. У некоторых рыб место железа в молекулах пигментов, переносящих кислород, занимает медь.

Н2О — самое распространенное соединение в живых организмах. Содержание ее в разных клетках колеблется в довольно широких пределах: от 10% в эмали зубов до 98% в теле медузы, но среднем она составляет около 80% массы тела. Исключительно важная роль воды в обеспечении процессов жизнедеятельности обусловлена ее физико-химическими свойствами. Полярность молекул и способность образовывать водородные связи делают воду хорошим растворителем для огромного количества веществ. Большинство химических реакций, протекающих в клетке, может происходить только в водном растворе. Вода участвует и во многих химических превращениях.

Общее число водородных связей между молекулами воды изменяется в зависимости от t°. При t° таяния льда разрушается примерно 15% водородных связей, при t° 40°С — половина. При переходе в газообразное состояние разрушаются все водородные связи. Этим объясняется высокая удельная теплоемкость воды. При изменении t° внешней среды вода поглощает или выделяет теплоту вследствие разрыва или новообразования водородных связей. Таким путем колебания t° внутри клетки оказываются меньшими, чем в окружающей среде. Высокая теплота испарения лежит в основе эффективного механизма теплоотдачи у растений и животных.

Вода как растворитель принимает участие в явлениях осмоса, играющего важную роль в жизнедеятельности клетки организма. Осмосом называют проникновение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор какого-либо вещества. Полупроницаемыми называются мембраны, которые пропускают молекулы растворителя, но не пропускают молекулы (или ионы) растворенного вещества. Следовательно, осмос — односторонняя диффузия молекул воды в направлении раствора.

Большая часть неорганических в-в клетки находится в виде солей в диссоциированном, либо в твердом состоянии. Концентрация катионов и анионов в клетке и в окружающей ее среде неодинакова. В клетке содержится довольно много К и очень много Nа. Во внеклеточной среде, например в плазме крови, в морской воде, наоборот, много натрия и мало калия. Раздражимость клетки зависит от соотношения концентраций ионов Na+, K+, Ca2+, Mg2+. В тканях многоклеточных животных К входит в состав многоклеточного вещества, обеспечивающего сцепленность клеток и упорядоченное их расположение. От концентрации солей в большой мере зависят осмотическое давление в клетке и ее буферные свойства. Буферностью называется способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию ее содержимого на постоянном уровне. Буферность внутри клетки обеспечивается главным образом ионами Н2РО4 и НРО42-. Во внеклеточных жидкостях и в крови роль буфера играют Н2СО3 и НСО3-. Анионы связывают ионы Н и гидроксид-ионы (ОН-), благодаря чему реакция внутри клетки внеклеточных жидкостей практически не меняется. Нерастворимые минеральные соли (например, фосфорнокислый Са) обеспечивает прочность костной ткани позвоночных и раковин моллюсков.

Среди органических веществ клетки белки стоят на первом месте как по количеству (10 – 12% от общей массы клетки), так и по значению. Белки представляют собой высокомолекулярные полимеры (с молекулярной массой от 6000 до 1 млн. и выше), мономерами которых являются аминокислоты. Живыми организмами используется 20 аминокислот, хотя их существует значительно больше. В состав любой аминокислоты входит аминогруппа (-NH2), обладающая основными свойствами, и карбоксильная группа (-СООН), имеющая кислотные свойства. Две аминокислоты соединяются в одну молекулу путем установления связи HN-CO с выделением молекулы воды. Связь между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксилом другой называется пептидной. Белки представляют собой полипептиды, содержащие десятки и сотни аминокислот. Молекулы различных белков отличаются друг от друга молекулярной массой, числом, составом аминокислот и последовательностью расположения их в полипептидной цепи. Понятно поэтому, что белки отличаются огромным разнообразием, их количество у всех видов живых организмов оценивается числом 1010 – 1012.

Цепь аминокислотных звеньев, соединенных ковалентное пептидными связями в определенной последовательности, называется первичной структурой белка. В клетках белки имеют вид спирально закрученных волокон или шариков (глобул). Это объясняется тем, что в природном белке полипептидная цепочка уложена строго определенным образом в зависимости от химического строения входящих в ее состав аминокислот.

Вначале полипептидная цепь сворачивается в спираль. Между атомами соседних витков возникает притяжение и образуются водородные связи, в частности, между NH- и СО- группами, расположенными на соседних витках. Цепочка аминокислот, закрученная в виде спирали, образует вторичную структуру белка. В результате дальнейшей укладки спирали возникает специфичная для каждого белка конфигурация, называемая третичной структурой. Третичная структура обусловлена действием сил сцепления между гидрофобными радикалами, имеющимися у некоторых аминокислот, и ковалентными связями между SH- группами аминокислоты цистеина (S-S- связи). Количество аминокислот гидрофобными радикалами и цистеина, а также порядок их расположения в полипептидной цепочке специфичны для каждого белка. Следовательно, особенности третичной структуры белка определяются его первичной структурой. Биологическую активность белок проявляет только в виде третичной структуры. Поэтому замена даже одной аминокислоты в полипептидной цепочке может привести к изменению конфигурации белка и к снижению или утрате его биологической активности.

В некоторых случаях белковые молекулы объединяются друг с другом и могут выполнять свою функцию только в виде комплексов. Так, гемоглобин — это комплекс из четырех молекул и только в такой форме способен присоединять и транспортировать О. подобные агрегаты представляют собой четвертичную структуру белка. По своему составу белки делятся на два основных класса — простые и сложные. Простые белки состоят только из аминокислот нуклеиновые кислоты (нуклеотиды), липиды (липопротеиды), Ме (металлопротеиды), Р (фосфопротеиды).

Читайте также:  Какой витамин входит в состав зрительного пигмента входит витамин

Функции белков в клетке чрезвычайно многообразны. Одна из важнейших – строительная функция: белки участвуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки, а также внутриклеточных структур. Исключительно важное значение имеет ферментативная (каталитическая) роль белков. Ферменты ускоряют химические реакции, протекающие в клетке, в 10ки и 100ни миллионов раз. Двигательная функция обеспечивается специальными сократительными белками. Эти белки участвуют во всех видах движений, к которым способны клетки и организмы: мерцание ресничек и биение жгутиков у простейших, сокращение мышц у животных, движение листьев у растений и др. Транспортная функция белков заключается в присоединении химических элементов (например, гемоглобин присоединяет О) или биологически активных веществ (гормонов) и переносе их к тканям и органам тела. Защитная функция выражается в форме выработки особых белков, называемых антителами, в ответ на проникновение в организм чужеродных белков или клеток. Антитела связывают и обезвреживают чужеродные вещества. Белки играют немаловажную роль как источники энергии. При полном расщеплении 1г. белков выделяется 17,6 кДж (

Углеводы, или сахариды — органические вещества с общей формулой (СН2О)n. У большинства углеводов число атомов Н вдвое больше числа атомов О, как в молекулах воды. Поэтому эти вещества и были названы углеводами. В живой клетке углеводы находятся в количествах, не превышающих 1 – 2, иногда 5% (в печени, в мышцах). Наиболее богаты углеводами растительные клетки, где их содержание достигает в некоторых случаях 90% от массы сухого вещества (семена, клубни картофеля и т.д.).

Углеводы бывают простые и сложные. Простые углеводы называются моносахаридами. В зависимости от числа атомов углевода в молекуле моносахариды называются триозами, тетрозами, пентозами или гексозами. Из шести углеродных моносахаридов — гексоз — наиболее важное значение имеют глюкоза, фруктоза и галактоза. Глюкоза содержится в крови (0,1 – 0,12%). Пентозы рибоза и дезоксирибоза входят в состав нуклеиновых кислот и АТФ. Если в одной молекуле объединяются два моносахарида, такое соединение называется дисахаридом. Пищевой сахар, получаемый из тростника или сахарной свеклы, состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы, молочный сахар — из глюкозы и галактозы.

Сложные углеводы, образованные многими моносахаридами, называются полисахаридами. Мономером таких полисахаридов, как крахмал, гликоген, целлюлоза, является глюкоза. Углеводы выполняют две основные функции: строительную и энергетическую. Целлюлоза образует стенки растительных клеток. Сложный полисахарид хитин служит главным структурным компонентом наружного скелета членистоногих. Строительную функцию хитин выполняет и у грибов. Углеводы играют роль основного источника энергии в клетке. В процессе окисления 1 г. углеводов освобождается 17,6 кДж (

4,2 ккал). Крахмал у растений и гликоген у животных откладываются в клетках и служат энергетическим резервом.

Значение нуклеиновых кислот в клетке очень велико. Особенности их химического строения обеспечивают возможность хранения, переноса и передачи по наследству дочерним клеткам информации о структуре белковых молекул, которые синтезируются в каждой ткани на определенном этапе индивидуального развития. Поскольку большинство свойств и признаков клеток обусловлено белками, то понятно, что стабильность нуклеиновых кислот – важнейшее условие нормальной жизнедеятельности клеток и целых организмов. Любые изменения структуры клеток или активности физиологических процессов в них, влияя, таким образом, на жизнедеятельность. Изучение структуры нуклеиновых кислот имеет исключительно важное значение для понимания наследования признаков у организмов и закономерностей функционирования, как отдельных клеток, так и клеточных систем — тканей и органов.

Существуют 2 типа нуклеиновых кислот — ДНК и РНК. ДНК — полимер, состоящий из двух нуклеотидных спиралей, заключенных так, что образуется двойная спираль. Мономеры молекул ДНК представляют собой нуклеотиды, состоящие из азотистого основания (аденина, тимина, гуанина или цитозина), углевода (дезоксирибозы) и остатка фосфорной кислоты. Азотистые основания в молекуле ДНК соединены между собой неодинаковым количеством Н-связей и располагаются попарно: аденин (А) всегда против тимина (Т), гуанин (Г) против цитозина (Ц). Схематически расположение нуклеотидов в молекуле ДНК можно изобразить так:

Рисунок 1. Расположение нуклеотидов в молекуле ДНК

Из рис.1. видно, что нуклеотиды соединены друг с другом не случайно, а избирательно. Способность к избирательному взаимодействию аденина с тимином и гуанина с цитозином называется комплементарностью. Комплементарное взаимодействие определенных нуклеотидов объясняется особенностями пространственного расположения атомов в их молекулах, которые позволяют им сближаться и образовывать Н-связи. В полинуклеотидной цепочке соседние нуклеотиды связаны между собой через сахар (дезоксирибозу) и остаток фосфорной кислоты. РНК так же, как и ДНК, представляет собой полимер, мономерами которого являются нуклеотиды. Азотистые основания трех нуклеотидов те же самые, что входят в состав ДНК (А, Г, Ц); четвертое — урацил (У) – присутствует в молекуле РНК вместо тимина. Нуклеотиды РНК отличаются от нуклеотидов ДНК и по строению входящего в их состав углевода (рибоза вместо дизоксирибозы).

В цепочке РНК нуклеотиды соединяются путем образования ковалентных связей между рибозой одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого. По структуре различаются двух цепочечные РНК. Двух цепочечные РНК являются хранителями генетической информации у ряда вирусов, т.е. выполняют у них функции хромосом. Одно цепочечные РНК осуществляют перенос информации о структуре белков от хромосомы к месту их синтеза и участвуют в синтезе белков.

Существует несколько видов одно цепочечной РНК. Их названия обусловлены выполняемой функцией или местом нахождения в клетке. Большую часть РНК цитоплазмы (до 80 – 90%) составляет рибосомальная РНК (рРНК), содержащаяся в рибосомах. Молекулы рРНК относительно невелики и состоят в среднем из 10 нуклеотидов. Другой вид РНК (иРНК), переносящие к рибосомам информацию о последовательности аминокислот в белках, которые должны синтезироваться. Размер этих РНК зависит от длины участка ДНК, на котором они были синтезированы. Транспортные РНК выполняют несколько функций. Они доставляют аминокислоты к месту синтеза белка, «узнают» (по принципу комплементарности) триплет и РНК, соответствующий переносимой аминокислоте, осуществляют точную ориентацию аминокислоты на рибосоме.

Жиры представляют собой соединения жирных высокомолекулярных кислот и трехатомного спирта глицерина. Жиры не растворяются в воде – они гидрофобны. В клетке всегда есть и другие сложные гидрофобные жироподобные вещества, называемые липоидами. Одна из основных функций жиров — энергетическая. В ходе расщепления 1 г. жиров до СО2 и Н2О освобождается большое количество энергии – 38,9 кДж (

9,3 ккал). Содержание жира в клетке колеблется в пределах 5 – 15% от массы сухого вещества. В клетках живой ткани количество жира возрастает до 90%. Главная функция жиров в животном (и отчасти — растительном) мире — запасающая.

При полном окислении 1 г жира (до углекислого газа и воды) выделяется около 9 ккал энергии. (1 ккал = 1000 кал; калория (кал, cal) — внесистемная единица количества работы и энергии, равная количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 мл воды на 1 °C при стандартном атмосферном давлении 101,325 кПа; 1 ккал = 4,19 кДж). При окислении (в организме) 1 г белков или углеводов выделяется только около 4 ккал/г. У самых разных водных организмов — от одноклеточных диатомовых водорослей до гигантских акул — жир случит «поплавком», уменьшая среднюю плотность тела. Плотность животных жиров составляет около 0,91 – 0,95 г/см³. Плотность костной ткани позвоночных близка к 1,7 – 1.8 г/см³, а средняя плотность большинства других тканей близка к 1 г/см³. Понятно, что жира нужно довольно много, чтобы «уравновесить» тяжелый скелет.

Жиры и липоиды выполняют и строительную функцию: они входят в состав клеточных мембран. Благодаря плохой теплопроводности жир способен к защитной функции. У некоторых животных (тюлени, киты) он откладывается в подкожной жировой ткани, образуя слой толщиной до 1 м. Образование некоторых липоидов предшествует синтезу ряда гормонов. Следовательно, этим веществам присуща и функция регуляции обменных процессов.

Теперь сделаем несколько заданий ЕГЭ по биологии на тему «Химический состав клетки»

Какие структурные компоненты входят в состав нуклеотидов молекулы ДНК?

  1. азотистые основания: А, Т, Г, Ц
  2. разнообразные аминокислоты
  3. липопротеины
  4. углевод дезоксирибоза
  5. азотная кислота
  6. фосфорная кислота

Решение: нуклеотиды связаны между собой через сахар (дезоксирибозу) и остаток фосфорной кислоты и нуклеотиды РНК отличаются от нуклеотидов ДНК и по строению входящего в их состав углевода (рибоза вместо дизоксирибозы), а у нас спрашивают про днк, значит еще отмечаем дизоксирибозу.

Каковы свойства, строение и функции в клетке полисахаридов?

  1. выполняют структурную и запасающую функции
  2. выполняют каталитическую и транспортную функции
  3. состоят из остатков молекул моносахаридов
  4. состоят из остатков молекул аминокислот
  5. растворяются в воде
  6. не растворяются в воде

Решение: моносахариды в воде растворяются, а полисахариды не растворяются в воде.

Какие клеточные структуры содержат ДНК кольцевой формы?

  1. субъединицы рибосом
  2. хромосомы ядер
  3. нуклеоиды бактерий
  4. микротрубочки цитоскелета
  5. хлоропласты
  6. митохондрии

Решение: ДНК человека, находящаяся в ядрах клеток имеет форму двух спиралей, соединенных между собой. ДНК, которая находится в других структурах и органоидах, и нуклеоиды бактерий имеют кольцевую форму.

Какие функции выполняет в клетке вода?

  1. строительную
  2. растворителя
  3. каталитическую
  4. запасающую
  5. транспортную
  6. придает клетке упругость

Решение: Многие вещества растворимы в воде, а гидрофобные структуры могут перемещаться по организму с током крови и лимфы.

Какую функцию выполняют в клетке нуклеиновые кислоты?

  1. являются хранителями наследственной информации
  2. осуществляют гомеостаз
  3. переносят наследственную информацию из ядра к рибосоме
  4. участвуют в синтезе белка
  5. входят в состав клеточной мембраны
  6. выполняют сигнальную функцию

Решение: К нуклеиновым кислотам относятся ДНК, иРНК, тРНК, рРНК. Каждая из этих структур имеет свою функцию. Благодаря нуклеиновым кислотам происходят такие процессы, как репликации ДНК, трансляция и транскрипция.

  1. содержится в рибосомах и ядрышке
  2. способна к репликации
  3. состоит из одной цепи
  4. содержится в хромосомах
  5. набор нуклеотидов АТГЦ
  6. набор нуклеотидов АГЦУ

Решение: Нуклеиновые кислоты РНК и ДНК отличаются набором азотистых оснований нуклеотидов, в их состав входят разные углеводы, к тому же они имеют разную пространственную форму.

Какие функции выполняют углеводы в организме животных?

  1. каталитическую
  2. структурную
  3. запасающую
  4. гормональную
  5. сократительную
  6. энергетическую

Решение: Катализаторами могут быть только ферменты, являющиеся белками, а гормональная функция присуща липидам, ведь они являются предшественниками стероидных гормонов.

Какие признаки характерны для молекулы ДНК?

  1. состоит из одной полипептидной нити
  2. состоит из двух полинуклеотидных нитей, закрученных в спираль
  3. имеет нуклеотид, содержащий урацил
  4. имеет нуклеотид, содержащий тимин
  5. сохраняет наследственную информацию
  6. переносит информацию о строении белка из ядра к рибосоме

Решение: Нуклеиновые кислоты РНК и ДНК отличаются набором азотистых оснований нуклеотидов: у ДНК это А, Т, Ц, Г, а у РНК — А, У, Ц, и Г, к тому же они имеют разную пространственную форму и выполняют различные функции.

Моносахариды в клетке выполняют функции:

  1. энергетическую
  2. составных компонентов полимеров
  3. информационную
  4. составных компонентов нуклеиновых кислот
  5. защитную
  6. транспортную

Решение: При расщеплении 1г глюкозы выделяется 17 кДж энергии, а рибоза и дезоксирибоза входят в состав РНК и ДНК соответственно.

Липиды в клетке выполняют функции:

  1. запасающую
  2. регуляторную
  3. транспортную
  4. ферментативную
  5. переносчика наследственной информации

Решение: Липиды являются предшественниками гормонов, влияющих на жизнедеятельность организма.

Каковы особенности строения и свойств молекул белков?

  1. имеют первичную, вторичную, третичную, четвертичную структуры
  2. имеют вид одиночной спирали
  3. мономеры – аминокислоты
  4. мономеры – нуклеотиды
  5. способны к репликации
  6. способны к денатурации

Решение: В организме белки встречаются чаще всего в виде глобул. При высоких температурах или воздействии радиации структура белка может быть разрушена.

Белки и липиды играют роль в образовании:

  1. рибосом
  2. мембран митохондрий и хлоропластов
  3. плазматической мембраны
  4. оболочки ядра
  5. микротрубочек
  6. центриолей

Решение: Мембраны всех органоидов клетки сходны по строению с цитоплазматической мембраной.

Что характерно для ферментов?

  1. представляют собой фрагменты молекулы ДНК
  2. имеют белковую природу
  3. ускоряют химические реакции
  4. участвуют в терморегуляции
  5. регулируют процессы жизнедеятельности
  6. могут содержать витамины

Решение: Ферменты в организме выполняют каталитическую функцию.

Какие функции выполняют липиды в организме животных?

  1. ферментативную
  2. запасающую
  3. энергетическую
  4. структурную
  5. сократительную
  6. рецепторную

Решение: Липиды входят в состав клеточной мембраны, а при сгорании 1 г жира выделяется 39 кДж энергии

Выберите особенности строения молекул белков.

  1. состоят из жирных кислот
  2. состоят из аминокислот
  3. мономеры молекулы удерживаются пептидными связями
  4. состоят из одинаковых по строению мономеров
  5. представляют собой многоатомные спирты
  6. четвертичная структура молекул состоит из нескольких глобул

Решение: Молекулы белков состоят из аминокислот, которые удерживаются пептидными связями. В организме человека существует 20 аминокислот, причем 8 из них являются незаменимыми.

Все приведённые ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания значения белков в организме человека и животных. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в ответ цифры, под которыми они указаны.

  1. служат основным строительным материалом
  2. расщепляются в кишечнике до глицерина и жирных кислот
  3. образуются из аминокислот
  4. в печени превращаются в гликоген
  5. в качестве ферментов ускоряют химические реакции

Решение: Гликоген синтезируется в печени под действием гормона инсулина, выделяемого поджелудочной железой, из глюкозы при ее повышенном содержании в крови.

Все приведённые ниже признаки, кроме двух, можно использовать для определения функций липидов в клетке. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

  1. запасающая
  2. регуляторная
  3. транспортная
  4. ферментативная
  5. строительная

Решение: Липиды входят в состав мембран клетки, выполняют накопительную функцию и являются предшественниками гормонов.

Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания яичного белка альбумина. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

  1. состоит из аминокислот
  2. пищеварительный фермент
  3. денатурирует обратимо при варке яйца
  4. мономеры связаны пептидными связями
  5. молекула образует первичную, вторичную и третичную структуры

Решение: При очень высокой температуре происходит разрушение первичной структуры белка.

Теперь вы знаете что такое химический состав клетки, на часть экзаменационных вопросов сможете ответить. Главное — четко выучить состав клетки и что выполняет каждая ее составляющая в организме.

источник