Целлюлоза хитин выполняют функцию: Целлюлоза структура и функция — Справочник химика 21

Содержание

Целлюлоза структура и функция - Справочник химика 21

    Молекулярная биология изучает биологические структуры и их функции на молекулярном и атомном уровне. Как научное направление молекулярная биология начала развиваться в период 1930—1940 гг., когда были достигнуты успехи в понимании тонкой структуры и свойств небольших молекул благодаря применению спектральных и магнитных методов, в первую очередь дифракции рентгеновских лучей на кристаллах (рентгеноструктурный анализ) и дифракции электронов молекулами газа этим успехам способствовал и прогресс в теории, связанный с появлением квантовой механики. Первые рентгенограммы фибриллярных белков и целлюлозы были получены в 1918 г., кристаллов глобулярных белков —в 1934 г. но только много лет спустя удалось полностью расшифровать строение белковых молекул. [c.428]
    Хитин является важнейшей структурой в животном мире подобно целлюлозе в растительном мире. Оба полимера выполняют однородные функции - функции опоры и защиты. Особенно широко хитин распространен в типе членистоногих. Скелет и наружный покров крабов, раков, креветок и других членистоногих в основном состоят из хитина. Хитин найден и в кутикуле насекомых. Данные о количественном содержании хитина в панцирях промысловых объектов [10] приведены в табл. 5.46. 
[c.170]

    Псевдопластичные жидкости (рис. 6-27, кривая 5) получили наибольшее распространение в рассматриваемой группе неньютоновских жидкостей. К ним относятся растворы полимеров, целлюлозы и суспензии с асимметричной структурой частиц, и т. п. Псевдопластичные жидкости, как и ньютоновские, начинают течь при самых малых значениях х . Для этих жидкостей зависимость напряжения сдвига от скорости деформации может быть представлена степенной функцией [c.145]

    Пиримидиновые и пуриновые основания являются элементарными кирпичиками, из которых строятся важнейшие после белков и целлюлозы биополимеры — нуклеиновые кислоты, те живые печатные станки (матрицы), на которых формируются белки в живой клетке, точно повторяющие аминокислотную последовательность белка кавдого живого индивида (подробнее о биологической роли нуклеиновых кислот, их структуре и функциях будет сказано в последнем разделе)  

[c. 707]

    Полисахариды выполняют две основные функции. Крахмал, существующий в двух формах — амилозы и амилопектина, и гликоген являются источниками моно- и дисахаридов. Целлюлоза (в растениях), хитин (у членистоногих) служат веществами, образующими скелет, опорные, защитные структуры. [c.91]

    Целлюлоза — главный компонент древесины как хвойных, так и лиственных пород, занимающий примерно ее половину. Целлюлоза представляет собой линейный полимер с высокой молекулярной массой, построенный исключительно из остатков, Р-О-глюкозы. Благодаря своим химическим и физическим свойствам, а также надмолекулярной структуре она выполняет функцию основного структурного компонента клеточных стенок растений. [c.18]

    Важной особенностью процесса ферментативной деструкции целлюлозы и других полисахаридов является то, что он осуществляется на поверхности нерастворимого субстрата, причем реакционная способность субстрата является функцией ряда его физикохимических и структурных свойств, и, как правило, убывает в ходе деструкции Специфика в данном случае заключается в том, что субстрат имеет упорядоченную (кристаллическую) структуру, во многих случаях содержит в своем составе сопутствующие вещества (в первую очередь лигнин), которые служат физическим барьером, затрудняющим доступ ферментов к глюкозидным связям Важную роль играют размеры поверхности, доступной молекулам ферментов, а также адсорбционные и диффузионные процессы, предшествующие и сопровождающие гидролитическое превращение нерастворимых субстратов 

[c. 5]


    В живой материи широко представлены различные регулярные полимеры. Например, чрезвычайно широко распространенная в растительном мире целлюлоза является полисахаридом, состоящим из повторяющихся молекул / -1)-глюкозы. Однако такие молекулы не могут образовать даже самые простейшие формы жизни. Последние характеризуются значительно высоким уровнем организации и, следовательно, требуют значительно более сложны.х и специализированных соединений. Таковыми являются белки и нуклеиновые кислоты — сложные полимерные молекулы, обязательные компоненты живых организмов. Структура и функции этих соединений будут детально описаны в последующих главах этой книги. Задача данной главы — показать основные принципы организации биополимеров, продемонстрировать, как эти принципы позволяют выполнять основополагающие функции живых организмов передавать из поколения в поколение 
[c.13]

    Целлюлоза — основной строительный материал растений. Выполняет в растениях опорные функции, придает им механическую прочность. По распространенности органических веществ на земном щаре целлюлоза занимает первое место. Она представляет собой высокомолекулярное соединение регулярной линейной структуры, построенное из остатков Д-глюкозы  [c.23]

    Для растворов полярных полимеров, например ацетата целлюлозы той же концентрации, график зависимости 1 Т1 = / криволинеен (кривая 2, рис. 13.12). В этом случае АЯв рассчитывают из наклона касательных, проведенных к каждой точке кривой. Величины АНв и Д5в являются функцией температуры (кривые 2, рис. 13.13,а и б). При более низких температурах АЯв и А5в достигают значений 188,5—290,5 кДж/моль, что свидетельствует об упорядоченной прочной структуре раствора, которая при нагревании разрушается, что сопровождается резким уменьшением АЯв и А5в. При этом наблюдается эффект компенсации АЯв и А5в, обнаруженный Хиншельвудом для химических реакций [38]. Поэтому свободная энергия активации становится относительно небольшой величиной и не зависит от температуры (рис.

13.13, е). [c.389]

    Удельные показатели народнохозяйственного ущерба в функции уменьшаются и по своей структуре также определяются главным образом недовыработкой продукции. Абсолютная величина технологической брони для различных целлюлозных заводов будет различна и зависит от способов производства целлюлозы и масштабов производства. [c.222]

    Наличие в древесине и в выделяемом из нее целлюлозном волокне различных клеток, выполняющих в процессе роста дерева различные биологические и структурные функции, неизбежно сказывается на реакционной способности препаратов и их устойчивости к действию различных реагентов. Это различие в свойствах волокон целлюлозы, обусловливаемое их различной морфологической структурой, выявляется для древесной целлюлозы еще более отчетливо, чем для хлопкового волокна различной зрелости. 

[c.116]

    По мнению авторов, на начальной стадии происходит пиролиз в аморфных областях, а кристаллические фракции служат сдерживающим каркасом, или матрицей. Дополнительным подтверждением подобной схемы служит упорядочение структуры, сохранение больших периодов и доля кристаллической фракции на начальных стадиях пиролиза. На второй стадии (выше 320 10) разрушается кристаллическая фракция, и функции каркаса начинает выполнять частично пиролизованная аморфная фракция. Снижение интенсивности рефлексов МУР является следствием разрушения кристаллической фракции. Действительно, согласно данным многих авторов, кристаллическая структура целлюлозы исчезает при 280—300 °С. [c.279]

    По данным автора, хлорпарафины совмещаются с триацетатом целлюлозы в количестве до 50%, но не оказывают никакого пластифицирующего действия. При нагревании и облучении пленки становятся хрупкими. При выдерживании таких материалов в воде, особенно при высокой температуре, хлорпарафин вытесняется. Это свидетельствует о том, что хлорпарафин, внедренный в структуру триацетата целлюлозы, очень слабо с ней связан и, скорее, выполняет функции наполнителя.

[c.545]

    Третью группу биологических макромолекул, состоящих из простых фрагментов, образуют олиго- и полисахариды. Они состоят из простых мо-носахаридных фрагментов, связанных между собой. Функции полисахаридов весьма разнообразны. Они играют роль резервных веществ, например крахмал, и структурных элементов, например целлюлоза. Важную функцию распознавания клеток, а также роль рецепторов выполняют поверхностные элементы олигосахариды и малые полисахариды, связанные с липидами, свойства которых определяет их первичная структура. [c.153]

    В СВЯЗИ С большим практическим значением уксуснокислых эфиров целлюлозы было проведено колоссальное число работ, посвященных разработке оптимальных условий ацетилирования целлюлозы. Результаты этих работ сводятся к тому, что реакционная способность целлюлозы является функцией доступности гидроксильных групп в условиях этерификации. Эти вопросы подробно были рассмотрены Хойзером [130] и Хэппи [105]. При ацетилировании целлюлозы основной фактор, опре-деляюп1,ий реакционную способность,— влажность материала.

Вода пе участвует в процессе ацетилирования, более того, ее присутствие является нежелательным, и условия этерификации выбираются такими, чтобы удалять ее из реакционной системы по мере ее образования. Влага влияет на морфологию целлюлозного материала (как на тонкую структуру, так и на макроструктуру), способствуя увеличению доступности гидроксильных групп для молекул реагентов. Вода не оказывает влияния на кристаллические участки, в то время как при действии других реагентов, например этиламина, изменяются как аморфные, так и кристаллические области целлюлозы. Как указывалось выше, межмолеку-лярные водородные связи между гидроксильными группами соединяют макромолекулы в элементы тонкой структуры. Вода, этиламин, алифатические диамины и другие соединения (вещества, вызывающие набухание) обладают энергией, необходимой для разрыва водородных связей, но недостаточной, однако, для перевода макромолекул целлюлозы в раствор. При действии этих веществ происходит перестройка межмолеку-лярных связей.
Дальнейшие изменения зависят от суммарной энергии водородных связей и от последующих обработок материала. [c.53]


    Итак, главные источники структурного и функционального многообразия моносахаридов лежат в различном наборе функциональных групп (карбонильные, гидроксильные, карбоксильные, аминогруппы и т. д.) и в не меньшей степени в различиях стереохимии. Последнее надо особо подчеркнуть. В обычном курсе органической химии рассматривают свойства и различия отдельных классов соединений, основанные в первую очередь на различиях бут-леровских структур, и отдельно в виде некоего несколько экзотического приложения — вопросы стереохимии. В химии сахаров такого разделения не может быть. В принципе вся эта область есть органическая стереохимия par ex ellen e , и все многообразие свойств углеводов проистекает прежде всего из их стереохимических различий. Так, например, кардинальные различия свойств и биологической функции целлюлозы и одного из двух компонентов крахмала — амилозы — обусловлены различием кон фигурации лишь одного асимметрического центра элемен тарного звена этих стереоизомерных полисахаридов.
[c.10]

    В других гелеобразующих полисахаридных системах могут быть иные (и весьма разнообразные) механизмы связывания макромолекул в узлах сетки однако характер требований к ковалентной структуре, соблюдение которых обеспечивает выполнение обусловленных гелеобразова-нием функций, оказывается сходным. Так, например, в гелях альгинатов, т. е. солей альгиновой кислоты, построенной из 1—>4-связанных остатков р-В-маннуроно-вой (23) и а-Ь-гулуроновой (24) кислот, узлы образованы кристаллитами — правильным образом упакованными участками разных молекул с регулярной структурой, подобными по упаковке кристаллическим участкам элементарных фибрилл целлюлозы. Как мы уже говорили, цепи альгиновых кислот построены по блочному принципу в них чередуются сегменты регулярной структуры из остатков одного типа с сегментами, в которых остатки обоих типов распределены более или менее случайно. Регулярные участки, подобно целлюлозе, имеют стержнеобразную конформацию и потому способны ассоциировать в кристаллиты, а для нерегулярных участков правильная упаковка невозможна, и они образуют в сетке промежутки между узлами.

[c.170]

    Прививку полимера к пов-сти наполнителя можно осуществить разл. способами. Эффективность прививки определяют после длит, обработки продукта р-рителем по доле нерастворимого полимера, связанного с наполнителем. Наиб, изучена радикальная прививка. Так, привитые полимеры образуются при измельчении минер, наполнителей в присут. жидких или газообразных мономеров, напр, стирола, метилметакрилата (кол-во привитого полимера обычно 1-2% по массе), а также при радиац. обработке смеси наполнителя (напр., целлюлозы) с мономером (образуется также нек-рое кол-во гомополимера). Прививкой к пов-сти наполнителя в-в (в т. ч. инициаторов), содержащих функц. группы, осуществляют фиксацию на частицах наполнителя активных центров, используемых в дальнейшем для получения наполненных полимеров заданного состава. Подобным способом получены наполненные материалы на основе, напр., полистирола, поливинилхлорида, политетрафторэтилена. В случае прививки к минер, наполнителям полиолефинов используют способность катализатора Циглера-Натты, а также катализатора на основе Сг или Zr взаимодействовать с группами ОН, имеющимися на пов-сти таких наполнителей. Сначала наполнитель подвергают термообработке с целью удаления нежелат. примесей, затем обрабатывают катализатором, после чего проводят жидко-или газофазную полимеризацию олефинов. Полученные в этом процессе наполненные материалы обладают необычным комплексом св-в. Напр., высокомол. полиэтилен, содержащий 50-60% по массе минер, наполнителя, обладает высокими износостойкостью и ударной вязкостью, к-рые невозможно достигнуть при мех. смешении полимера с наполнителем фафито- и саженаполненный полипропилен имеет необычно высокую электропроводность. Методом П. на н. можно получить структуры, в к-рых частицы наполнителя окружены равномерными слоями полимеров и сополимеров разл. типа. Особенно перспективен этот метод для получения сверхвысоконаполненных материалов с равномерным распределением наполнителя в матрице полимера. [c.638]

    Полимеры сахаров присутствуют во всех клетках и выполняют множество функций. Так, целлюлоза придает прочность зеленым растениям, хитин обусловливает прочность скелета членистоногих. Гиалуроно-вые кислоты и другие мукополисахариды образуют защитную прослойку между животными клетками, а пектины и родственные полисахариды играют аналогичную роль в растениях. Клеточные поверхности обычно покрыты слоем полисахаридов самой разной структуры. Различия в структуре полисахаридов, составляющих этот наружный слой, весьма важны, поскольку обусловливают иммунологическую индивидуальность организмов. Крахмал, гликоген и другие запасные полисахариды представляют собой легко мобилизуемые пищевые ресурсы клеток [35 а]. [c.114]

    Распределение высокомолекулярных компонентов в клеточной стенке. Все слои клеточной стенки содержат целлюлозу, имеющую упорядочную надмолекулярную структуру, а также аморфные гемицеллюлозы и лигнин. Последние выполняют функцию связующего между микрофибриллами и элементарными фибриллами целлюлозы, причем в различных слоях клеточной стеки их содержание не одинаково. [c.281]

    Прежде всего была осознана исключительная роль биополимеров в жизненных процессах, что, естественно, поставило перед химией углево дов — важнейших компонентов живой ткани — новые задачи. Изучение структуры и ее связи с биологической функцией в ряду углеводов вызвалс к жизни новые представления и заложило основу новых направлений Одновре-менно бурное развитие промышленности полимеров и их исполь зование в технике и повседневной жизни было непосредственно связанс с широким изучением практически важных природных полимеров и, преж де всего, с развитием химии и технологии целлюлозы, ее спутников и про дуктов ее переработки. Это открыло широкую дорогу и лeдoвaния по химии полисахаридов и потребовало развития многих новых обла стей химии сахаров. [c.7]

    Полифункциональность моносахаридных единиц обусловливает большой набор возможных типов связи между мономерными остатками, что приводит к разнообразию в предпочтительных конформациях полисахаридной цепи и, следовательно, к различиям в физических свойствах и биологических функциях полисахаридов. Разнообразие типов связи может возникать не только из-за участия разных гидроксильных групп остатков моносахарида в образовании гликозидной связи, но и из-за различной конфигурации гликозидного гидроксила. Так, целлюлоза (Р-1,4-глюкан) и амилоза (а-1,4-глюкан) существенно отличаются по конформации молекул.и физическим свойствам. Для целлюлозы характерна способность образовывать длинные вытянутые нити, а молекула амилозы существует в растворе в виде свернутого клубка и легко дает комплексы, в которых полисахаридная цепь образует спиральную вторичную структуру. Это, несомненно, обусловливает различие в биологических функциях целлюлозы и амилозы. [c.607]

    Опорные полисахариды. Наиболее распространенным полисахаридом этой группы является целлюлоза. Линейное построение молекулы и Р-1,4 связи обусловливают возможность образования длинных нитей, соединенных между собой водородными связями, что и приводит к требуемым физическим свойствам. К этому же хемотипу относятся и другие полисахариды клеточных стенок — ксиланы, глюкоманнаны, альгиновая кислота. Аналогичная структура определяет опорные функции хитина. Жесткая цепь остатков N-ацетилглюкозамина определяет и механические свойст- [c. 608]

    Полисахариды — высокомолекулярные вещества, состоящие из повторяющихся структурных единиц. Отличаются друг от друга структурой моноса-харидных звеньев, молекулярной массой, а также гликозидных связей. Благодаря наличию большого числа полярных групп, полисахариды после набухания растворяются в воде и образуют коллоидные растворы. Они присутствуют почти во всех клетках и выполняют многообразные функции. Велика их роль в образовании биологических структур. Так, хитин образует панцири членистоногих, целлюлоза является основной структурой зеленых растений, мукополисахариды — важнейшие компоненты соединительной ткани. Гликоген в животных, а крахмал в растительных организмах являются важнейшими резервными полисахаридами. Их делят на гомо- и гетерополисахариды. Примером гомополисахаридов может служить крахмал, состоящий из остатков только одного типа (глюкозы), а примером гетерополисахаридов — гиалуроновая кислота, которая состоит из остатков глюкуроновой кислоты, чередующихся с -ацетилглюкозамином.[c.9]

    Как видно из формулы, интенсивность и положение соответствующего максимума на кривой интенсивности рассеяния определяются двумя факторами атомными номерами рассеивающих атомов и тригонометрической функцией от межатомных расстояний. Множитель sin К8гц1К8гц — периодическая функция с амплитудой максимумов, убывающей по мере увеличения расстояний Гц или S. Таким образом, в случае больших расстояний эта функция меньше сказывается па общей интенсивности рассеяния и величина и положение максимума интенсивности для группы больших расстояний довольно мало чувствительны к изменениям в больших расстояниях. Благодаря этому факту становится понятным, почему, несмотря на то, что изме-непия молекулярной структуры, происходящие при этерификации целлюлозы, должны сказаться в первую очередь на изменении положения первого максимума (dj), соответствующего группе больших расстояний, мы все же и на теоретической и на экспериментальной кривых рассеяния триацетилцеллюлозы не получили заметного смещения первого максимума.[c.48]

    Целлюлоза, главный внеклеточный структурный полимер большинства растений (разд. 11.9), также образуется в растениях из D-глюкозы. Непосредственным предшественником глюкозных мономерных звеньев целлюлозы, связанных в полимерной цепи Р(1->4)-свя-зями, служат в зависимости от вщ1а растения ADP-глюкоза, DP-глюкоза или GDP-глюкоза. Эти нуклеозцддифос-фаты глюкозы сходны по своей структуре и функции с UDP-глюкозой (разд. 20.13), являющейся предшественником гликогена в животных тканях. Здесь, следовательно, перед нами еще один пример, свидетельствующий о той роли, которую играют различные нуклеотиды, направляя промежуточные продукты метаболизма На определенные биосинтетические пути (разд. 14.18). [c.707]

    Для лучшего уяснеш я процессов переработки древесины, описываемых Е следуюЕ111х разделах, вкратце познакомимся со структурой древесной ткани в древесном стволе и тонкой структурой целлюлозы и лигнина. По структуре древесины можно судить о выполняемых ею функциях  [c. 307]

    Л. пока не нашел еще широкого применения. В силу особенностей строения Л. непригоден для получепия нитей и пленок. Без существенных химич. изменений его нельзя применять в качестве пластиков и клеев. Отходы гидролизной нром-сти (гидролизный Л.) и бумажной пром-сти (лигносульфоновые к-ты) являются сильно измененными, трудно используемыми формами Л. Более интересным с точки зрения использования является Л. сульфатных щелоков, однако этот Л. нельзя считать отходом, т. к. он участвует в цикле регенерации щелочи в сульфат-целлюлоз-ном произ-ве. Попытки найти рациональные способы применения громадных отходов Л. нока еще не достигли существенных успехов. Использование гидролизного Л. является большой народнохозяйственной задачей. Гидролизный Л. может быть использован в строительном деле (получение прессованных досок и плит, термоизоляционных плит, где он служит наполнителем вместе с другими дешевыми отходами). Л., особенно полученный осаждением к-той из черных сульфатных щелоков, может применяться в качестве активного усилителя каучуков взамен газовой сажи в резиновой нром-сти. Гидролизный Л. для этой цели следует нредварительно активировать, напр, нагреванием со щелочью в автоклаве. Являясь полимером с трехмерной структурой макромолекул и обладая фенольными функциями, Л. может быть использован в произ-ве пластмасс как наполнитель при получении прессизделий, а также в качестве компонента термореактивных смол, в к-рых он частично может заменить [c.481]

    Межмолекулярные водородные связи в случае отсутствия резонансных структур приводят к появлению широких полос поглощения в интервале 3450—3200 см . Интенсивность этих полос обычно значительно выше интенсивности полос колебаний несвязанной группы ОН, а их большая ширина объясняется, по-видимому, тем, что спирт образует различные полимерные формы с водородными связями различной прочности, так что наблюдаемая широкая полоса составляется из ряда более узких полос. Разное положение этих полос в пределах указанного интервала обусловлено только неодинаковой прочностью связей и является функцией физического состояния образца, его концентрации и природы растворителя, если вещество находится в растворе, температуры [106], а также типа образующейся связи. Однако сравнение различных типов спиртов при сходных условиях показывает, что у димеров с одним мостиком, у которых из-за пространственных затруднений не могут образоваться полимерные формы, возникают лишь слабые водородные связи [29, 35, 36, так что они поглощают обычно вблизи 3500 см нормальные же спирты, у которых образуется очень мало димеров [19], поглощают в интервале 3400—3200 см . Кун [74 установил, что ди-меризованные спирты поглощают в интервале 3525— 3472 см , а полимеризованные — в интервале 3341— 3338 см . Марринеи и Манн [107, 108] сообщают, что полимерные ассоциаты в целлюлозе поглощают в интервале 3347—3324 см , а димеры с простыми мостиками — при 3404 см . Они разработали изящный метод определения относительного содержания кристаллического и аморфного вещества в целлюлозе, основанный на различиях скорости дейтерообмена в группах ОН. От природы группы R в соединении R — ОН заметно зависит интенсивность полосы поглощения соответствующие данные могут иногда использоваться для выяснения структуры молекулы. Надо отметить, что количественный анализ смесей на основе поглощения связанной группы ОН осуществить гораздо труднее. [c.142]

    Для исследования надмолекулярной структуры высокомолекулярных соединений применяется также электронный микроскоп. Для препаратов природной целлюлозы, фибриллярных белков и коллагена можно по соответствующим снимкам этих препаратов или препаратов, напыленных металлом, сделать вывод о расположении молекул в более крупных образованиях. Электронно-микроскопические исследования дают ценные результаты и при изучении вирусов так, можно было установить, что вирус табачной мозаики в жизнеспособном состоянии состоит не из одной молекулы, а при изменении pH распадается на большое число маленьких однотипных частиц. Распад является обратимым, хотя при этом процессе происходит потеря вирусом функций жизнедеятельности и способности к размножению. Электронный микроскоп является прибором для определения размеров частиц, лежащих между молекулярными и оптически определимыми. Однако отдельные нитевидные молекулы не могут быть наблюдаемы в электронном микроскопе, так как их поперечный размер слишком мал. Однако Хуземан и Руске удалось наблюдать отдельные шарообразные макромолекулы п-йодбензоил-гликогена эти макромолекулы были предварительно охарактеризованы другими методами. [c.198]

    Гидрофильные кутин и целлюлоза, являющиеся составными элементами эпидермиса и кутикулы, связаны с той частью растения, которую принято называть апопластом [54]. Под апопла-стом физиологи понимают непрерывную, мертвую, водопроводящую гидрофильную фазу, в которую как бы погружен живой протопласт. Посредством плазмодесм протопласт всех живых клеток растения связан в единый симпласт. Последний отделен от апопласта плазмалеммой. Концепция симпласта предполагает общую связь всех клеток растения с помощью плазмодесм в единую протоплазматическую сеть, по которой передвигаются эндогенные метаболиты или близкие им по структуре и функциям ксенобиотические вещества [51]. Протопласт надземной части растений посредством плазмодесм флоэмы связан с протопластом корневой системы. [c.199]

    Если в зрелом хлопковом волокне до очистки содержится 93—95% целлюлозы, то ее содержание в древесине не превышает 45—50%. Наличие большого количества других компонентов, в первую очередь лигнина (20—30% от веса древесины), значительно усложняет выделение целлюлозы из древесины. Морфологическая структура древесины сложнее, чем структура хлопкового волокна. Древесина представляет собой сочетание растительных клеток разнообразной формы, которая зависит от функций, выполняемых клетками в живом дереве. Снаружи ствол дерева покрыт мертвой пробковой тканью — корой. Под корой находится важнейшая часть ствола, обеспечивающая его рост, — состоящая из живых клеток ткань (камбий и прикам-бнальные слои клеток), в которых образуются новые клетки древесины. Часть этих клеток откладывается по направлению к центру ствола. В противоположном направлении откладываются клетки, из которых образуется луб, соприкасающийся с опробковевшимн клетками коры. Древесина имеет концентрические кольца роста — годичные кольца. Она состоит из волокон— удлиненных клеток (так называемых прозенхимных), имеющих утолщенную клеточную стенку. В древесине хвойных пород эти клетки называются трахеидами. В растущей древесине имеются и живые клетки, содержащие протоплазму и не похожие по форме на волокно (паренхимные клетки). Часть паренхимных клеток образует радиально расположенные сердцевинные лучи ствола. В стволе имеются также группы клеток, заполненных смолой, так называемые смоляные ходы. Следовательно, в стволах хвойных деревьев можно различать следующие виды клеток  [c.131]

    С хроматографией на бумаге связано большое число разнообразных теоретических вопросов. В основном этп вопросы можно резделить на две группы. К одной группе относятся вопросы, связанные с образованием и изменениями концентращюнного раснределения веществ в бумаге при хроматографическом нроцессе. Вторая группа включает вопросы, связанные с сущностью функций разделения и влиянием структуры веществ (разделяемых веществ, растворителей, иногда и носителей, нанример-целлюлозы) на эту функцию. Инымп словами, к этой группе относятся вопросы, связанные с выяснением влияния строения на хроматографическое поведение веществ. В соответствии со сказанным будет разделена и настоящая глава. [c.44]


§5. Углеводы

 

1. Какие вещества являются моносахаридами? Олигосахаридами? Полисахаридами?

а) Лактоза;

б) гликоген;

в) мальтоза;

г) глюкоза;

д) рибоза;

е) хитин;

ж) целлюлоза;

з) фруктоза;

и) сахароза.

Моносахаридами являются: г) глюкоза, д) рибоза, з) фруктоза.

Олигосахаридами являются: а) лактоза, в) мальтоза, и) сахароза.

Полисахаридами являются: б) гликоген, е) хитин, ж) целлюлоза.

 

2. Какие биологические функции выполняют моносахариды? Дисахариды? Приведите примеры.

Важнейшими биологическими функциями моносахаридов являются энергетическая и метаболическая. Например, глюкоза является основным источником энергии для клеток (энергетическая функция) и исходным субстратом для синтеза целлюлозы, крахмала или гликогена (метаболическая функция). Дезоксирибоза необходима для синтеза нуклеотидов ДНК, рибоза – для синтеза нуклеотидов РНК, витамина В2 и некоторых других веществ (метаболическая функция).

Такие дисахариды как сахароза, мальтоза и лактоза, выполняют запасающую функцию. При необходимости они расщепляются до моносахаридов, которые могут служить источниками энергии. Достоинством дисахаридов как резервных веществ является хорошая растворимость в воде, благодаря чему они могут быстро транспортироваться по организму (в отличие от резервных полисахаридов).

 

3. Чем обусловлено разнообразие олигосахаридов и полисахаридов?

Разнообразие олигосахараидов и полисахаридов обусловлено разнообразием моносахаридов, входящих в их состав, разными способами их соединения (различными вариантами химических связей между остатками моносахаридов), а также количеством мономеров. Вследствие этого олиго- и полисахариды различаются составом (могут быть построены из остатков одного моносахарида или разных), структурой (например, могут быть линейными или разветвлёнными) и молекулярной массой.

 

4. Как меняется вкус углеводов и их растворимость в воде с увеличением молекулярной массы?

Моносахариды и большинство олигосахаридов имеют сладкий вкус и хорошо растворяются в воде. Полисахариды не имеют сладкого вкуса и практически нерастворимы в воде. Следовательно, с увеличением молекулярной массы исчезает сладкий вкус углеводов, снижается их растворимость в воде.

 

5. Почему промороженный картофель вскоре после оттаивания приобретает сладковатый вкус?

В результате промораживания клетки картофеля погибают. При оттаивании начинается процесс гидролиза крахмала до глюкозы, которая и придаёт сладковатый вкус.

 

6. Сравните по различным признакам крахмал, целлюлозу и гликоген. В чём проявляется их сходство? В чём заключаются различия?

Сходство:

● Являются углеводами, относятся к классу полисахаридов.

● Молекулы построены из остатков глюкозы.

● Не имеют сладкого вкуса, практически нерастворимы в воде (могут образовывать лишь коллоидные растворы, но не истинные).

Различия:

● Целлюлоза имеет линейную структуру. Крахмал представляет собой смесь полисахаридов – разветвлённого амилопектина и линейной амилозы. Гликоген имеет разветвлённую структуру и его цепи ветвятся сильнее, чем цепи амилопектина.

● Крахмал и гликоген выполняют запасающую функцию, а целлюлоза – структурную.

● Гликоген синтезируется у животных и грибов, а крахмал и целлюлоза – у растений.

● У растений крахмал откладывается в клетках в виде сравнительно крупных зёрен, целлюлоза входит в состав клеточных оболочек. У животных гликоген откладывается в клетках в виде крошечных гранул.

...и (или) другие существенные признаки.

 

7. Почему глюкоза в организме животных и человека хранится в форме гликогена, а не в виде собственно глюкозы, хотя синтез гликогена требует дополнительных затрат энергии?

В отличие от глюкозы гликоген, как и другие полисахариды, практически нерастворим в воде. Следовательно, он хранится в клетках в твёрдом, компактном состоянии (не занимает "лишний" объём) и не влияет на процессы осмоса (не повышает осмотическое давление внутриклеточного содержимого).

Кроме того, в сравнении с моносахаридами полисахариды химически более инертны (не обладают столь высокой реакционной способностью как, например, глюкоза), а значит, гликоген не оказывает существенного химического воздействия на процессы обмена веществ в клетках.

 

8*. Крахмал в клетках растений и гликоген в клетках животных выполняют одну и ту же функцию — запасающую. Основной компонент крахмала — разветвлённый полисахарид амилопектин. Гликоген подобен амилопектину, однако имеет меньшую молекулярную массу и более разветвлённую структуру. Каково биологическое значение указанных особенностей гликогена?

Запасающая функция крахмала и гликогена состоит в том, что эти полисахариды являются поставщиками молекул глюкозы в те периоды, когда клетки живого организма остро нуждаются в энергии.

Отщепление остатков глюкозы происходит по концевым участкам полисахаридов. Следовательно, чем сильнее разветвлён полисахарид, тем больше остатков глюкозы может отщепиться от него за единицу времени. Аналогично обстоит дело с молекулярной массой. Например, пять молекул полисахарида, содержащих по 1000 остатков глюкозы, имеют больше концевых участков, чем одна молекула, в состав которой входит 5000 остатков глюкозы.

Животные ведут подвижный образ жизни и в большинстве случаев им требуется более экстренная энергетическая подпитка, чем растениям. Поэтому им выгодно откладывать про запас не крахмал, а гликоген – сильно разветвлённый полисахарид с небольшой молекулярной массой.

* Задания, отмеченные звёздочкой, предполагают выдвижение учащимися различных гипотез. Поэтому при выставлении отметки учителю следует ориентироваться не только на ответ, приведённый здесь, а принимать во внимание каждую гипотезу, оценивая биологическое мышление учащихся, логику их рассуждений, оригинальность идей и т. д. После этого целесообразно ознакомить учащихся с приведённым ответом.

Дашков М.Л.

Сайт: dashkov.by

Вернуться к оглавлению

 

< Предыдущая   Следующая >

10 класс. Биология. Углеводы и их роль в жизнедеятельности клетки - Углеводы и их роль в жизнедеятельности клетки

Комментарии преподавателя

Все ве­ще­ства, вхо­дя­щие в со­став ор­га­низ­ма, де­лят­ся на два клас­са: ор­га­ни­че­ские и неор­га­ни­че­ские со­еди­не­ния (см. Рис. 1).Рис. 1. Ве­ще­ства, вхо­дя­щие в со­став ор­га­низ­мов

К неор­га­ни­че­ским со­еди­не­ни­ям от­но­сят­ся вода и ми­не­раль­ные ве­ще­ства.

К ор­га­ни­че­ским со­еди­не­ни­ям от­но­сят­ся:

малые ор­га­ни­че­ские со­еди­не­ния (мо­но­ме­ры), мо­ле­ку­ляр­ная масса ко­то­рых ко­леб­лет­ся от 100 до 350. На­при­мер: мо­но­са­ха­ри­ды, жир­ные кис­ло­ты, нук­лео­ти­ды. Малые ор­га­ни­че­ские мо­ле­ку­лы при­сут­ству­ют в клет­ке как в сво­бод­ном виде, так и в свя­зан­ном виде, то есть вхо­дят в со­став био­по­ли­ме­ров.

боль­шие ор­га­ни­че­ские мо­ле­ку­лы (био­по­ли­ме­ры), мо­ле­ку­ляр­ная масса ко­то­рых ко­леб­лет­ся от  до . Это белки, по­ли­са­ха­ри­ды, нук­ле­и­но­вые кис­ло­ты, ли­пи­ды.

Уг­ле­во­ды – важ­ный класс ор­га­ни­че­ских со­еди­не­ний, ко­то­рый встре­ча­ет­ся по­все­мест­но: в рас­ти­тель­ных ор­га­низ­мах, жи­вот­ных ор­га­низ­мах и мик­ро­ор­га­низ­мах. В рас­ти­тель­ных ор­га­низ­мах на долю уг­ле­во­дов при­хо­дит­ся 80-90 %, в жи­вот­ных ор­га­низ­мах – 1-5 %, в мик­ро­ор­га­низ­мах – 12-30 %.

 

Рис. 2. Клас­си­фи­ка­ция уг­ле­во­дов

Раз­ли­ча­ют три ос­нов­ных клас­са уг­ле­во­дов: мо­но­са­ха­ри­ды, оли­гос­а­ха­ри­ды и по­ли­са­ха­ри­ды (см. Рис. 2).

Бес­цвет­ные, кри­стал­ли­че­ские ве­ще­ства, легко рас­тво­ри­мые в воде и име­ю­щие слад­кий вкус.

Из мо­но­са­ха­ри­дов наи­боль­шее зна­че­ние для живых ор­га­низ­мов имеют:

1. Ри­бо­за (см. Рис. 3). Вхо­дит в со­став нук­ле­и­но­вых кис­лот РНК, АТФ. 

 

Рис. 3. Ри­бо­за

2. Дез­ок­си­ри­бо­за (см. Рис. 4). Вхо­дит в со­став ДНК. 

 

Рис. 4. Дез­ок­си­ри­бо­за

3. Глю­ко­за (см. Рис. 5). Один из наи­бо­лее рас­про­стра­нен­ных при­род­ных са­ха­ров, на­хо­дит­ся как в сво­бод­ном, так и в свя­зан­ном виде. В сво­бод­ном виде быст­ро увле­ка­ет­ся в энер­ге­ти­че­ский ме­та­бо­лизм, то есть слу­жит ос­нов­ным ис­точ­ни­ком энер­гии в клет­ке. Яв­ля­ет­ся мо­но­ме­ром мно­гих оли­гос­а­ха­ри­дов и по­ли­са­ха­ри­дов, на­при­мер крах­ма­ла и трост­ни­ко­во­го са­ха­ра.  

Рис. 5. Глю­ко­за

4. Га­лак­то­за (см. Рис. 6). Вхо­дит в со­став мо­лоч­но­го са­ха­ра – лак­то­зы. 

 

Рис. 6. Га­лак­то­за

5. Фрук­то­за (см. Рис. 7). Вхо­дит в со­став оли­гос­а­ха­ри­дов, на­при­мер са­ха­ро­зы. В сво­бод­ном виде со­дер­жит­ся в клет­ках рас­те­ний. 

 

Рис. 7. Фрук­то­за

Са­ха­ро­по­доб­ные ве­ще­ства, ко­то­рые ха­рак­те­ри­зу­ют­ся срав­ни­тель­но неболь­шой мо­ле­ку­ляр­ной мас­сой, хо­ро­шей рас­тво­ри­мо­стью в воде, лег­кой кри­стал­ли­за­ци­ей, слад­ким вку­сом. Ко­ли­че­ство струк­тур­ных еди­ниц, ко­то­рые вхо­дят в со­став оли­гос­а­ха­ри­дов, – от двух до де­ся­ти.

Из оли­гос­а­ха­ри­дов наи­бо­лее ши­ро­ко рас­про­стра­не­ны ди­са­ха­ри­ды:

1. Са­ха­ро­за (трост­ни­ко­вый сахар) – сахар, ко­то­рый люди упо­треб­ля­ют в по­все­днев­ной жизни (см. Рис. 8). Са­ха­ро­за со­дер­жит­ся в боль­шин­стве рас­те­ний, но осо­бен­но много ее в са­хар­ном трост­ни­ке и са­хар­ной свек­ле.  

Рис. 8. Са­ха­ро­за

2. Лак­то­за (мо­лоч­ный сахар) (см. Рис. 9). Со­дер­жит­ся в мо­ло­ке и мо­лоч­ных про­дук­тах.

Рис. 9. Лак­то­за

3. Маль­то­за (со­ло­до­вый сахар) (см. Рис. 10). В боль­шом ко­ли­че­стве со­дер­жит­ся в про­рос­ших или про­рас­та­ю­щих зер­нах яч­ме­ня, ржи и пше­ни­цы. 

 

Рис. 10. Маль­то­за

Яв­ля­ют­ся вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ны­ми ве­ще­ства­ми, со­сто­я­щи­ми из остат­ков мо­но­са­ха­ров со сте­пе­нью по­ли­ме­ри­за­ции выше 10. То есть ко­ли­че­ство мо­но­са­ха­рид­ных зве­ньев может со­став­лять до несколь­ких сотен или тысяч.

Из по­ли­са­ха­ри­дов наи­боль­шее зна­че­ние для живых ор­га­низ­мов имеют крах­мал, гли­ко­ген, цел­лю­ло­за, хитин. Эти по­ли­са­ха­ри­ды не слад­кие, не рас­тво­ри­мы или плохо рас­тво­ри­мы в воде, не кри­стал­ли­зу­ют­ся. Они иг­ра­ют роль ре­зер­ва пищи и энер­гии (крах­мал и гли­ко­ген), ис­поль­зу­ют­ся в ка­че­стве стро­и­тель­но­го ма­те­ри­а­ла (цел­лю­ло­за, хитин).

1. Крах­мал (см. Рис. 11) – ос­нов­ной по­ли­са­ха­рид в клет­ках рас­те­ний. Он по­стро­ен из остат­ков глю­ко­зы. Ор­га­низм че­ло­ве­ка хо­ро­шо усва­и­ва­ет крах­мал, в со­ста­ве зер­но­вых и кар­то­фе­ля он по­треб­ля­ет­ся в огром­ных ко­ли­че­ствах. 

Рис. 11. Крах­мал

2. Гли­ко­ген (см. Рис. 12) – по­ли­са­ха­рид жи­вот­но­го про­ис­хож­де­ния. По­стро­ен из остат­ков глю­ко­зы. Гли­ко­ген у че­ло­ве­ка на­кап­ли­ва­ет­ся в пе­че­ни и мыш­цах. 

Рис. 12. Гли­ко­ген

3. Цел­лю­ло­за (см. Рис. 13) пред­став­ля­ет собой ли­ней­ный по­ли­са­ха­рид, по­стро­ен­ный из остат­ков глю­ко­зы. Из цел­лю­ло­зы по­стро­е­ны кле­точ­ные стен­ки рас­те­ний, и она вы­пол­ня­ет струк­тур­ную функ­цию. 

 

Рис. 13. Цел­лю­ло­за

4. Хитин (см. Рис. 14) – это азо­то­со­дер­жа­щий по­ли­са­ха­рид (ами­но­по­ли­са­ха­рид). Хитин яв­ля­ет­ся вто­рым после цел­лю­ло­зы по рас­про­стра­нен­но­сти струк­тур­ным по­ли­са­ха­ри­дом. По хи­ми­че­ско­му стро­е­нию, фи­зи­ко-хи­ми­че­ским свой­ствам и вы­пол­ня­е­мым функ­ци­ям хитин бли­зок к цел­лю­ло­зе. Хитин – это ана­лог цел­лю­ло­зы в жи­вот­ном мире. 

 

Рис. 14. Хитин (Ис­точ­ник)

Кле­но­вый сироп (см. Рис. 15) – это скон­цен­три­ро­ван­ный сок са­хар­но­го клена. Пред­став­ля­ет собой рас­твор са­ха­ров, в ко­то­ром пре­об­ла­да­ет са­ха­ро­за (65 %), а в неболь­ших ко­ли­че­ствах со­дер­жит­ся глю­ко­за и фрук­то­за. 

 

Рис. 15. Кле­но­вый сироп 

Сок со­би­ра­ют из от­вер­стий, про­де­лан­ных в ство­ле де­ре­ва ран­ней вес­ной. Его вы­тес­ня­ет ди­ок­сид уг­ле­ро­да, об­ра­зу­ю­щий­ся в ре­зуль­та­те ряда про­цес­сов ме­та­бо­лиз­ма и вы­де­ля­ю­щий­ся из рас­тво­ра, когда де­ре­во про­гре­ва­ет­ся на ве­сен­нем солн­це. Ко­рич­не­вый цвет кле­но­во­го си­ро­па обу­слав­ли­ва­ет­ся не толь­ко на­ли­чи­ем са­ха­ро­зы, но и на­ли­чи­ем ами­но­кис­лот.

Мно­гие люди, у ко­то­рых по ге­не­ти­че­ским при­чи­нам от­сут­ству­ет фер­мент лак­та­за, не могут усва­и­вать мо­ло­ко, так как они не могут раз­ру­шить лак­то­зу (мо­лоч­ный сахар). В ор­га­низ­ме взрос­ло­го че­ло­ве­ка на­ли­чие этого фер­мен­та – ско­рее ис­клю­че­ние, чем пра­ви­ло. Такой фер­мент ти­пи­чен для жи­те­лей Се­вер­ной Ев­ро­пы, в от­ли­чие от уро­жен­цев Аф­ри­ки и Азии.

При по­па­да­нии лак­то­зы в нераз­ру­шен­ном со­сто­я­нии в тол­стый ки­шеч­ник на нее «на­бра­сы­ва­ют­ся» бак­те­рии, ко­то­рые ис­поль­зу­ют ее в пищу. В ре­зуль­та­те этого в ки­шеч­ни­ке об­ра­зо­вы­ва­ют­ся раз­лич­ные газы, про­ис­хо­дит уве­ли­че­ние дав­ле­ния, и воз­ни­ка­ют ки­шеч­ные рас­строй­ства.

Хотя цел­лю­ло­за, как и крах­мал, яв­ля­ет­ся по­ли­са­ха­ри­дом, че­ло­ве­че­ский ор­га­низм ее усва­и­вать не может, так как в ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка от­сут­ству­ет фер­мент цел­лю­ля­за. Этот фер­мент пе­ре­ра­ба­ты­ва­ет цел­лю­ло­зу.

Жвач­ные жи­вот­ные, ко­то­рые по­сто­ян­но ис­поль­зу­ют траву в ка­че­стве пищи, спо­соб­ны пе­ре­ва­ри­вать цел­лю­ло­зу с по­мо­щью раз­лич­ных мик­ро­ор­га­низ­мов, про­жи­ва­ю­щих в же­луд­ке и вы­де­ля­ю­щих цел­лю­ля­зу.

Кро­ли­ки, ко­то­рые пи­та­ют­ся гру­бой рас­ти­тель­ной пищей, изоб­ре­ли спо­соб мно­го­крат­но­го пе­ре­ва­ри­ва­ния цел­лю­ло­зы путем за­гла­ты­ва­ния соб­ствен­ных экс­кре­мен­тов.

1. Энер­ге­ти­че­ская

Уг­ле­во­ды обес­пе­чи­ва­ют до 70 % по­треб­но­сти ор­га­низ­ма в энер­гии. При окис­ле­нии 1 г уг­ле­во­дов вы­де­ля­ет­ся 17,6 кДж энер­гии.

2. За­па­са­ю­щая

Крах­мал и гли­ко­ген яв­ля­ют­ся за­пас­ны­ми по­ли­са­ха­ри­да­ми. Они яв­ля­ют­ся вре­мен­ным хра­ни­ли­щем глю­ко­зы.

3. Струк­тур­ная

Цел­лю­ло­за и ряд дру­гих по­ли­са­ха­ри­дов ис­поль­зу­ют­ся в ка­че­стве стро­и­тель­но­го ма­те­ри­а­ла. Цел­лю­ло­за вхо­дит в со­став кле­точ­ных сте­нок рас­те­ний, хитин вхо­дит в со­став кле­точ­ных сте­нок гри­бов, а также ис­поль­зу­ет­ся для по­стро­е­ния на­руж­но­го ске­ле­та у чле­ни­сто­но­гих.

4. За­щит­ная

На­при­мер, ка­ме­ди (смолы, вы­де­ля­ю­щи­е­ся при по­вре­жде­нии ство­лов и веток рас­те­ний), пре­пят­ству­ю­щие про­ник­но­ве­нию в раны бо­лез­не­твор­ных мик­ро­ор­га­низ­мов, яв­ля­ют­ся про­из­вод­ны­ми мо­но­са­ха­ри­дов.

 

источник конспекта - http://interneturok.ru/ru/school/biology/10-klass/bosnovy-citologii-b/uglevody-i-ih-rol-v-zhiznedeyatelnosti-kletki?seconds=0&chapter_id=98

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=BKh2Cp41YG0

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=i4U8N1AdEBY

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=IzqEkFyWfm8

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=WexyHCTywaA

источник презентации - http://www.myshared.ru/slide/download/

Значение, Определение, Предложения . Что такое полисахариды

Сложные полисахариды, реагируя с диоксидом углерода, создают необычную комбинацию строения и выделения газа.
Моносахариды содержат одну единицу сахара, дисахариды-две, а полисахариды-три и более.
Автотрофы, такие как растения, могут создавать сложные органические молекулы в клетках, такие как полисахариды и белки, из простых молекул, таких как углекислый газ и вода.
Поскольку любая из гидроксильных групп на кольце субстрата может быть акцептором, образующиеся полисахариды могут иметь прямые или разветвленные структуры.
Хотя полисахариды также являются биополимерами, не так часто говорят о секвенировании полисахарида по нескольким причинам.
Пигментированные дубильные вещества, антоцианы, коллоиды, танин-полисахариды и танин-белки не только влияют на цвет вина, но и действуют как консерванты.
Матричными веществами в стенках грамположительных бактерий могут быть полисахариды или тейхоевые кислоты.
При контакте с раневым экссудатом полисахариды и другие полимеры поглощают воду и набухают, образуя гель.
Они также обеспечивают водорастворимые полисахариды, алкалоиды, флавоноиды, супероксиддисмутазу и другие биологически активные компоненты.
Было также показано, что водорастворимые полисахариды семян лотоса способствуют трансформации лимфоцитов и усиливают иммунную функцию.
Эти поврежденные или лизированные клетки высвобождают свои составные части,которые включают полисахариды, образующие корневую слизь.
Эти полисахариды поступают из аппарата Гольджи и клеточной стенки растений, которые богаты специфическими для растений полисахаридами.
Пищевые волокна-это углеводы, в частности полисахариды, которые не полностью усваиваются человеком и некоторыми животными.
Этот фермент относится к семейству ЛиАЗ, в частности к углеродно-кислородным лиазам, действующим на полисахариды.
Некоторые из них являются длинноцепочечными биополимерами, и они включают пептиды, ДНК, РНК и полисахариды, такие как крахмалы у животных и целлюлозы у растений.
Кроме того, многие вещества в живых организмах, такие как белки, ДНК и полисахариды, растворяются в воде.
Все полисахариды превращаются в простые сахара с почти количественным выходом за секунду или меньше.
Секреция I типа также участвует в экспорте небелковых субстратов, таких как циклические β-глюканы и полисахариды.
Полисахариды-это полимеризованные моносахариды, или сложные углеводы.
Более короткие полисахариды с 3-10 мономерами называются олигосахаридами.
Полисахариды, состоящие исключительно из глюкозы, называются глюканами.
Эта техника позволяет лучше извлекать из вина полисахариды.
Полисахариды чрезвычайно сильно зависят от глюкозы.
Полисахариды-это углеводы, которые содержат от девяти до тысячи моносахаридов в длинных линейных или разветвленных цепочках.
Крахмал и целлюлоза - это полисахариды, образующиеся вместе с глюкозой.
Примеры включают полисахариды хранения, такие как крахмал и гликоген, и структурные полисахариды, такие как целлюлоза и хитин.
Полисахариды часто бывают довольно гетерогенными, содержащими незначительные модификации повторяющейся единицы.
Полисахариды - это важный класс биологических полимеров.
Полисахариды также включают каллозу или ламинарин, хризоламинарин, ксилан, арабиноксилан, Маннан, фукоидан и галактоманнан.
Пищевые полисахариды являются распространенными источниками энергии.
Несмотря на то, что эти сложные полисахариды не очень легко усваиваются, они обеспечивают важные пищевые элементы для человека.
Кислотные полисахариды - это полисахариды, которые содержат карбоксильные группы, фосфатные группы и / или Серные сложноэфирные группы.
Капсульные полисахариды являются водорастворимыми, обычно кислыми и имеют молекулярную массу порядка 100 000-200 000 Дальтон.
Полисахариды клеточной поверхности играют разнообразную роль в экологии и физиологии бактерий.
Два соединенных моносахарида называются дисахаридами, и это самые простые полисахариды.
Полисахариды также являются распространенными источниками энергии.
При гликолизе олиго-и полисахариды расщепляются сначала до более мелких моносахаридов ферментами, называемыми гликозидгидролазами.
Гемицеллюлозы - это полисахариды, связанные с целлюлозой, которые составляют около 20% биомассы наземных растений.
Более подходящими желирующими агентами являются линейные полисахариды, такие как гуаровая камедь, целлюлоза и их производные.
Эти экссудаты содержат гетерогенные полисахариды, образованные из различных сахаров и обычно содержащие уроновые кислоты.
Другие результаты

Полисахариды - Нутрициология

Полисахариды, синтезируемые живыми организмами, состоят из большого количества моносахаридов, соединённых гликозидными связями. Зачастую полисахариды нерастворимы в воде. Обычно это очень большие, разветвлённые молекулы. Примерами полисахаридов, которые синтезируют живые организмы, являются запасные вещества крахмал и гликоген, а также структурные полисахариды — целлюлоза и хитин.

Так как биологические полисахариды состоят из молекул разной длины, понятия вторичной и третичной структуры к полисахаридам не применяются. Функции полисахаридов весьма разнообразны. Они играют роль резервных веществ, например крахмал, и структурных элементов, например целлюлоза. Важную функцию распознавания клеток, а также роль рецепторов выполняют поверхностные элементы: олигосахариды и малые полисахариды, связанные с липидами, свойства которых определяет их первичная структура.

Основные фрагменты полисахаридов – моносахариды – обнаруживают большее разнообразие, чем аминокислоты. Правда, моносахариды с пятью атомами углерода и с шестью атомами углерода встречаются чаще, чем другие углеводы. Моносахаридные фрагменты обычно связаны между собой гликозидными связями. В отличие от протеинов для них в основном характерно наличие разветвленных цепей, так как для сахаридов каждая из гидроксигрупп может образовывать точку ветвления.

Полисахариды образуются из низкомолекулярных соединений, называемых сахарами или углеводами. Циклические молекулы моносахаридов могут связываться между собой с образованием так называемых гликозидных связей путём конденсации гидроксильных групп.

Наиболее распространены полисахариды, повторяющиеся звенья которых являются остатками α-D-глюкопиранозы или её производных. Наиболее известна и широко применяема целлюлоза. В этом полисахариде кислородный мостик связывает 1-й и 4-й атомы углерода в соседних звеньях, такая связь называется α-1,4-гликозидной.

Химический состав, аналогичный целлюлозе, имеют крахмал, состоящий из амилозы и амилопектина, гликоген и декстран. Отличие первых от целлюлозы состоит в разветвлённости макромолекул, причём амилопектин и гликоген могут быть отнесены к сверхразветвлённым природным полимерам, т.е. дендримерам нерегулярного строения. Точкой ветвления обычно является шестой атом углерода α-D-глюкопиранозного кольца, который связан гликозидной связью с боковой цепью. Отличие декстрана от целлюлозы состоит в природе гликозидных связей – наряду с α-1,4-, декстран содержит также α-1,3- и α-1,6-гликозидные связи, причем последние являются доминирующими.

Химический состав, отличный от целлюлозы, имеют хитин и хитозан, но они близки к ней по структуре. Отличие заключается в том, что при втором атоме углерода α-D-глюкопиранозных звеньев, связанных α-1,4-гликозидными связями, OH-группа заменена группами –NHCh4COO в хитине и группой –Nh3 в хитозане.

Целлюлоза содержится в коре и древесине деревьев, стеблях растений: хлопок содержит более 90 % целлюлозы, деревья хвойных пород – свыше 60 %, лиственных – около 40 %. Прочность волокон целлюлозы обусловлена тем, что они образованы монокристаллами, в которых макромолекулы упакованы параллельно одна другой. Целлюлоза составляет структурную основу представителей не только растительного мира, но и некоторых бактерий.

В животном мире в качестве опорных, структурообразующих полимеров полисахариды «используются» лишь насекомыми и членистоногими. Наиболее часто для этих целей применяется хитин, который служит для построения так называемого внешнего скелета у крабов, раков, креветок. Из хитина деацетилированием получается хитозан, который, в отличие от нерастворимого хитина, растворим в водных растворах муравьиной, уксусной и соляной кислот. В связи с этим, а также благодаря комплексу ценных свойств, сочетающихся с биосовместимостью, хитозан имеет большие перспективы широкого практического применения в ближайшем будущем.

Крахмал относится к числу полисахаридов, выполняющих роль резервного пищевого вещества в растениях. Клубни, плоды, семена содержат до 70 % крахмала. Запасаемым полисахаридом животных является гликоген, который содержится преимущественно в печени и мышцах.

Прочность стволов и стеблей растений, помимо скелета из целлюлозных волокон, определяется соединительной растительной тканью. Значительную её часть в деревьях составляет лигнин – до 30 %. Его строение точно не установлено. Известно, что это относительно низкомолекулярный (M ≈ 104) сверхразветвлённый полимер, образованный в основном из остатков фенолов, замещённых в орто-положении группами –OCh4, в пара-положении группами –CH=CH–Ch3OH.

В настоящее время накоплено громадное количество лигнинов как отходов целлюлозно-гидролизной промышленности, но проблема их утилизации не решена. К опорным элементам растительной ткани относятся пектиновые вещества и, в частности пектин, находящийся в основном в стенках клеток. Его содержание в кожуре яблок и белой части кожуры цитрусовых доходит до 30 %. Пектин относится к гетерополисахаридам, т.е. сополимерам. Его макромолекулы в основном построены из остатков D-галактуроновой кислоты и её метилового эфира, связанных α-1,4-гликозидными связями.

Урал АРГО в Екатеринбурге

Хитозан – это пищевой продукт, биологически активная «морская клетчатка» из панцирей крабов и креветок. С химической точки зрения, хитозан - это сложный углевод, относящийся к полисахаридам. Полисахариды (гликаны) – общее название огромного класса природных веществ из повторяющихся звеньев моносахаридов, таких как глюкоза, фруктоза, глюкозамин и др. Короткие полисахариды называют олигосахаридами. Полисахариды жизненно необходимы для человека, животных и растений, так как обеспечивают сцепление клеток в тканях, выполняют функции структурного и энергетического материала. Вся история хитозана – это история совершенствования методов получения и очистки природного сырья, создания из этого сырья различной продукции и расширения областей ее применения. 

«Три великана» из мира природных полисахаридов – Крахмал, Целлюлоза и Хитин

К самым распространенным в природе полисахаридам относится целлюлоза, после нее идут крахмал и хитин. Крахмал– главный резервный полисахарид растений, который используется в основном для запасания энергии. Целлюлоза (клетчатка) – структурный полисахарид растительного мира – главная составная часть скелета растений. Из целлюлозы строится сам каркас (структура) любого дерева, травинки или тычинки. Хитин – структурный полисахарид панцирей морских обитателей, таких как крабы, омары, креветки, криль. Хитин также содержится в скелетах и крыльях насекомых, клеточных стенках грибов и некоторых водорослей. Хитин, подобно целлюлозе в растениях, выполняет поддерживающие и механические функции. Но при этом макромолекулы хитина и их пространственная укладка не имеет ничего общего с целлюлозой. По распространенности в живой природе хитин является третьим (а по некоторым данным - даже вторым) из наиболее часто встречающихся полисахаридов.

Волнующие факты из истории хитозана и хитозанового геля

Люди издавна использовали хитин. В классическом китайском лечебнике «Бэньцао ганму» 1578 года записано: «Панцирь помогает рассасыванию гематом и способствует пищеварению». Химическая формула хитина была открыта в 1811 году при исследовании состава грибов директором ботанического сада Нанси, профессором естественной истории Анри Браконно. Он и не предполагал, что положил начало необыкновенной истории хитина и хитозана. Позже, в 1823 году, хитин был выделен из внешнего скелета членистоногих французским ученым Андре Одье. Именно он и назвал это вещество хитином (от греч. Chiton: хитон - одежда, кожа, оболочка). А в 1859 году профессор С.Роже посредством высокотемпературного щелочного гидролиза из хитиновых панцирей креветок и крабов выделил чистый полисахарид хитозан. Само название «хитозан» придумал Хоппе-Зейлер в 1894 году. Оно было дано очищенному от примесей хитину, прошедшему процесс деацетилирования. И только через 100 лет хитин и хитозан привлекли к себе пристальное внимание более широкого круга ученых благодаря уникальным свойствам хитозана, таким как биосовместимость с тканями человека и многогранная биологическая активность. На сегодняшний день многие специалисты называют хитозан веществом 21 века, и это не случайно. Хитин и хитозан, получаемые из панциря промысловых ракообразных и других источников, обладают множеством полезных свойств. Доктор Сэм Хадсон из Университета Северной Каролины, занимающийся глобальными исследованиями хитина, заявлял, что «исследователи стоят на пороге прекрасного нового мира. Такого же бесконечного, как и количество продуктов, которые можно получить из хитина и его производного – хитозана». Наш отечественный знаменитый хитинолог, профессор Л.С. Гальбрайх, еще в 2001 году прогнозировал, что этот материал «в ближайшем будущем может занять заметное место в самых различных областях нашей жизни». Интерес к хитозану продолжает расти в связи с возможностью его применения в химической технологии, медицине, косметологии, биотехнологии, фармацевтической, пищевой и оборонной промышленности; в сельском хозяйстве; для очистки воды; для создания растворимого шовного материала и имплантатов, трансдермальных систем доставки биологически активных веществ, биоразлагаемой упаковки, инкапсулирования лекарственных средств и т.д. В настоящее время практическое применение хитозана быстро расширяется. 

Хитин и Хитозан – природные биополимеры

Хитин и хитозан – большие полимерные макромолекулы, создаваемые самой природой. Хитин - это линейный полисахарид, который состоит из звеньев, включающих глюкозамин и N-ацетилглюкозамин. Хитин похож на целлюлозу и отличается от нее тем, что вместо гидроксильной группы во втором положении находится ацетилированная аминогруппа. Именно наличие этой группы придает хитину особые, ценные в практическом отношении свойства. Выше приведены структурные формулы элементарных звеньев целлюлозы, хитина и его важного деацетилированного производного – хитозана. В ходе более чем 100-летнего исследования были обнаружены и экспериментально подтверждены интересные и необычные свойства хитозана, которыми не обладают другие биополимеры. Хитозан и его производные являются перспективными биоматериалами настоящего и будущего. Основным источником получения хитина до сих пор является сырье, остающееся от переработки пищевых морепродуктов - представителей ракообразных. В производстве хитозана из хитина лидируют Китай, Япония и США. 

Какими биохимическими свойствами обладает хитозан?

Хитозан имеет уникальную структуру, крайне редкую для полисахаридов. Молекулы хитозана имеют большое количество свободных водородных связей и положительно заряженных аминогрупп. Это позволяет хитозану играть роль как природного катионного полиамина, так и молекулярного сита и гидрофобного агента. Отсюда вытекает его важнейшие биохимические свойства, а именно:

  • связывать и удерживать большое количество органических водорастворимых веществ
  • выборочно адсорбировать углеводороды, жиры и жирорастворимые соединения
  • образовывать хелатные и комплексные соединения с различными металлами и токсинами
  • хорошо растворяться в органических кислотах (уксусной, лимонной, щавелевой, янтарной) и не растворяться в воде
  • способность к набуханию в воде
  • более высокая химическая и сорбционная активность в отличие от растительной клетчатки (целлюлозы) и других сорбентов природного и синтетического происхождения.

Хитозан – один из основных волокнообразующих природных биополимеров. Естественно, он и его производные обладают пленкообразующими свойствами. Благодаря биосовместимости с тканями человека, низкой токсичности, способности усиливать регенеративные процессы при заживлении ран, биодеградируемости, такие материалы представляют особый интерес для медицины, косметологии, поддержания здорового качества жизни. Многогранные свойства хитозана позволили специалистам ВекторПро создать уникальные гидрогелевые композиции для кожи и слизистых с регенерирующими и целительными характеристиками. 

Гидрогели в природе и их аналоги

Гидрогель, т.е. водный гель. Естественно ли это? Если заглянуть в учебники по химии, физике и биологии, то можно найти интересные вещи, которые мы просто не замечаем, но постоянно живем с ними. Например, клетки, цитоплазма, внеклеточный матрикс, гель, золь и коллоид. Что их всех объединяет? Невероятно, но это – наличие гелеобразной структуры. Именно гель вне и внутри живой клетки объединяет все клеточные структуры, обеспечивает их химическое взаимодействие. Все процессы успешно осуществляются благодаря гелеобразной среде, основу которой составляет вода от 60 до 95% общей массы. Вода необходима для передвижения различных веществ в клетке и организме, поглощения полезных веществ и выведения продуктов метаболизма. Различные неблагоприятные воздействия, болезни и возрастные изменения приводят к изменениям вязкости цитоплазмы и внеклеточного матрикса, к нарушениям клеточной проницаемости и других клеточных функций. И как следствие – нарушение баланса воды и гибель тканей. Гидрогель, другими словами структурированный водный коллоид, привычное для живого организма состояние. Поэтому в настоящее время многие биотехнологические компании прилагают усилия по разработке гидрогелей, созданных человеком – гелей на основе полимеров и воды. Гидрогели представляют собой нерастворимую сеть влагоудерживающих полимеров, способную поглощать биологические жидкости и воду от 20% и более. Пространственная структура гидрогелей является результатом поперечной сшивки полимеров. Искусственные гидрогели очень разные: они могут походить на мягкую резину, твердое желе, мягкий обычный гель. Также по-разному выглядит и их внутренняя структура на молекулярном уровне. Это может быть сетка, гранулы, глобулы и пр. Например, сетчатые гидрогели могут обеспечить доставку воды и питательных веществ на поверхность кожи, они лежат на поверхности кожи и не проникают внутрь. Для более глубокого воздействия создаются более сложные по строению гели. Чаще всего гидрогели состоят из искусственно синтезированных полимеров, но также могут конструироваться на основе природных биополимеров. Инновационная компания ВекторПро создала биоактивную Васнум ® формулу – гелевую основу с высокотехнологичной гранулированной структурой из хитозана – природного полисахарида морского происхождения. 

Хитозановые гели ВекторПро

Компания ВекторПро производит по оригинальной запатентованной технологии гель из природного вещества – хитозана. Известно, что хитозан– продукт моря – пищевой продукт, сорбент, компонент пищевых добавок. Иногда его используют в косметике в качестве влагоудерживающего агента. Компания ВекторПро создала особый структурированный микрогранулированный хитозановый гель Васна ® – эффективное заживляющее средство. Используя тот же подход, разработана революционная биоактивная основа косметических и лечебных средств, состоящая только из хитозана и воды – Васнум ® формула. Хитозановый гель отличают натуральность, глубокое воздействие, трансдермальная доставка активных веществ, сродство к коже и другим тканям организма. 

Что такое хитозановый гель и серия гелей Васна?

Хитозановый гель – это гелеобразная композиция из воды и хитозана. Хитозановый гель Васна ® – эффективное заживляющее средство. Используя тот же подход, разработана революционная биоактивная основа косметических и лечебных средств, состоящая только из хитозана и воды – Васнум ® формула. Хитозановые лечебно-косметические гелевые композиции, выпускаемые под брендом Васна, специально созданы для нанесения на здоровую и повреждённую кожу и слизистые оболочки. Базовый хитозановый гель обладает большим набором уникальных ценных свойств, включая разнообразную биологическую активность (регенерирующее и антиоксидантное действие, активизация микроциркуляции и поддержка иммунной системы, антибактериальная активность и др.). Он защищает кожу, образуя пленку, а также проникает в глубокие слои кожи и воздействует на клеточном уровне. Почему был выбран хитозан? Хитозан – продукт природы. Хитозан безопасен. Хитозан родственен тканям нашего организма. Он построен из глюкозамина, необходимого вещества для соединительной ткани. В нем также присутствует N-ацетил-глюкозамин – компонент гиалуроновой кислоты. Гелевая матрица Васнум ® формула естественна для кожи, не вызывает аллергии, не привносит ничего синтетического, никакой посторонней информации. Гель может удерживать воду в количестве 90% и более от своего веса. Гель можно нагрузить различными полезными веществами, в зависимости от решаемой задачи. Как ученые ВекторПро сделали хитозановый гель доступным для кожи? По особой запатентованной технологии хитозан был переведен в микрогранулированную коллоидную форму. Коллоидные частицы в геле - это свернутые в клубок биомолекулы хитозана размером не более 100 нм. В результате гелевая матрица Васнум ® формула способна работать не только на поверхности кожи, но и в более глубоких ее слоях. Уникальная современная технология позволяет получать хитозановый гель с новыми качествами – высокой проникающей способностью, заживляющим и обеззараживающим действием, способностью прочно удерживать в своей структуре воду, а также растворенные и взвешенные в воде вещества – полезные масла, ионы металлов, витамины, аминокислоты и т.д.– и «адресно» доставлять их в глубокие слои кожи. Транспортные свойства микрогранул хитозана в геле обусловлены его положительным зарядом. Это позволяет микрогранулам хитозана связываться с поверхностью кожи и поврежденными клетками, которые, как известно, несут отрицательный заряд. При нанесении на поверхность кожи хитозановый гель образует влажное гелевое покрытие, которое создает комфортную среду для поврежденных клеток. Такое покрытие из геля способствует быстрому заживлению ран и ожогов, работая как «биокожа». Если гелю позволить высохнуть или распределить его по коже тонким слоем, то тогда хитозановый гель образует сверхтонкое покрытие по типу «биомембраны», которое не пропускает бактерии, вирусы и крупные молекулы, но позволяет коже свободно дышать и удерживать влагу. Тем самым гель усиливает защитную функцию кожи. Расщепление микрогранул хитозана до обычных производных глюкозы происходит под действием ферментов, присутствующих в коже – лизоцима и амилазы. Поэтому гель полностью биодеградируем, биологически совместим и на 100% используется организмом.

На базе Васнум ® формулы создана целая серия гелей Васна. Гелевые композиции дополнены ионами серебра, экстрактом календулы, экстрактом зеленого грецкого ореха, экстрактом сирени, прополисом.

Итак, любой хитозановый гель Васна обладает пятью значимыми для здоровья кожи эффектами:

  • моментально пропитывает водой верхний кератиновый слой, и постепенно увлажняет внутренние слои кожи
  • насыщает внутренние слои кожи глюкозамином и N-ацетилглюкозамином
  • обладает транспортными свойствами – доносит биологически активные вещества до глубоких слоев дермы
  • защищает кожу, образуя на ее поверхности дышащую пленку
  • активизирует регенерацию и самовосстановление

В зависимости от добавленных ингредиентов биомедицинские, дерматологичекие и косметические свойства гелей Васна значительно расширяются. Хитозановый гель отличается натуральностью, глубоким воздействием, родством к коже и организму в целом. Комплекс свойств хитозановых композиций обеспечивает выраженный многосторонний эффект – заживление поврежденной кожи, устранение внутренних факторов, вызывающих как возрастные, так и «болезненные» изменения в коже и тканях, защита от внешних неблагоприятных факторов. Результат – поддержка молодости и здоровья кожи, тканей и слизистых оболочек.

источники энергии. Значение и функция глюкозы, сахарозы, гликогена, крахмала, целлюлозы, хитина. Свойства липидов и их


Школа: ГУ «Теректинская основная школа»

Дата:

ФИО учителя: Ахметов Б.Т.

Класс: 8

Количество присутствующих:

отсутствующих:

Тема урока:

Углеводы - источники энергии. Значение и функция глюкозы, сахарозы, гликогена, крахмала, целлюлозы, хитина. Свойства липидов и их функция. Разнообразие липидов: жиры, масла, фосфолипиды, воск

Цели обучения, которые достигаются на данном уроке (ссылка на учебную программу)

8.4.1.2 описывать свойства и биологические функции

углеводов и липидов

Цели урока

Все учащиеся смогут

описывать свойства и биологические функции

углеводов и липидов

Большинство учащихся смогут

знания об особенностях строения и функциях органических веществ на примере молекул липидов и углеводов

Некоторые учащиеся смогут

устанавливать связи между строением и функциями веществ

Критерии оценивания

Знает особенности строения органических веществ клетки

Умеет определять органические вещества в химическом составе клетки

Умеет анализировать значение органических веществ в клетке

Языковые цели

Учащиеся будут:

Углеводы — органические соединения, состав которых в большинстве случаев выражается общей формулой Cn(H2O)m (n и m ≥ 4). Углеводы подразделяются на моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды — простые углеводы, в зависимости от числа атомов углерода подразделяются на триозы (3), тетрозы (4), пентозы (5), гексозы (6) и гептозы (7 атомов). Наиболее распространены пентозы и гексозы. Свойства моносахаридов — легко растворяются в воде, кристаллизуются, имеют сладкий вкус, могут быть представлены в форме α- или β-изомеров.

Инулин

Гликолипиды .

Гликопротеины 

Нерастворимы в воде.

Растворимы в органических растворителях – бензин, хлороформ, эфир.

Содержания в клетках от 5 – 90%.

Норма суточная от 85 -150 г

Привитие ценностей

Уважение, сотрудничество, открытость.

Привитие ценностей осуществляется посредством/через парную и групповую виды работ.

Межпредметные связи

Использованиме ИКТ

Навыки использования ИКТ

Предварительные знания

Клетки

Ход урока

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность на уроке

Ресурсы

Начало урока

3 мин

Орг. момент. Приветствие.

Создание благоприятного психологического климата в классе.

Стратегия «Круг пожеланий».

 Проверка пройденного материала. С помощью метода «Толстые и тонкие вопросы»осуществляет проверку знаний учащихся.

1. Неорганические вещества :вода и минеральные соли.

2.Вода является растворителем

3.Вода не является компонентом цитоплазмы клетки

4. Карбонаты и фосфаты кальция составляют межклеточное вещество костной ткани

5.Вода не участвует в терморегуляции клетки.

6.Вода поддерживает тургор (упругость) клетки

7.Калий и натрий участвует в создании мембранного потенциала

8.Вода выводит вредные вещества

9.Вода не обладает высокой теплоемкостью

Середина урока

Стратегия критического мышления «Зигзаг» (меняющийся работа в группе)

Задания по группам

1 группа

Дайте определения понятиям: белки, нуклеиновые кислоты

Назовите функции углеводов и липидов

2 группа

Дайте определения понятиям: углеводы, липиды

Назовите функции белков

3 группа

Дайте определения понятиям: белки, углеводы

Назовите функции НК

Обратная связь:

Какие задания были интересными?

Какие задания вызвали затруднения?

В чем была трудность?

Работа в парах

Задание: Познакомься с функциями углеводов и перечисли их в тетради, ( на интерактивной доске ,с электронного приложения к учебнику,выводятся функции углеводов)

1. Энергетическая функция

При распаде и окислении углеводов выделяется энергия, которую организм использует для своих нужд. В среднем при окислении 1 г углеводов выделяется 4,1 килокалории (17,6 кДж) и 0,4 г воды. Для многих клеток человека (например, клеток мозга и мышц) глюкоза, приносимая кровью, служит главным источником энергии. Крахмал и очень похожее на него вещество животных клеток – гликоген – являются полимерами глюкозы, они служат для запасания ее внутри клетки.

2. Структурная функция, то есть участвуют в построении разных клеточных структур.

Полисахарид целлюлоза образует клеточные стенки растительных клеток, отличающиеся твердостью и жесткостью, она – один из главных компонентов древесины. Другими компонентами являются гемицеллюлоза, также принадлежащая к полисахаридам, и лигнин (он имеет не углеводную природу). Хитин тоже выполняет структурные функции. Хитин выполняет опорную и защитную функции. Клеточные стенки большинства бактерий состоят из муреина – в состав этого соединения входят остатки как моносахаридов, так и аминокислот.

‪3.‬Углеводы выполняют защитную роль у растений (клеточные стенки, состоящие из клеточных стенок мертвых клеток защитные образования — шипы, колючки и др.).

4.‬Углеводы выполняют пластическую функцию — хранятся в виде запаса питательных веществ, а также входят в состав сложных молекул (например, пентозы - рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении.

Приложение 1

Индивидуальная работа

12 мин

Критерии оценивания:

описывать свойства и биологические функции

углеводов и липидов

Обратная связь:

Какие задания были интересными?

Какие задания вызвали затруднения?

В чем была трудность?

Приложение 2

Reflection

Homework

3 мин

В конце урока учащиеся проводят рефлексию: «Радуга»

Что мы узнали? (какие числа простые, а какие – составные)

Что мы теперь умеем? (определять простое число или составное)

Как определить – простое число или составное? (разложить на множители или найти делители)

  1. Я благодарю вас за работу на уроке. Благодарить – дарить благо, добро. Давайте делать и дарить добро и благо друг другу!

Дифференциация – каким образом Вы планируете оказать больше поддержки? Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися?

Оценивание – как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащимися?

Здоровье и соблюдение техники безопасности

Дифференциация может быть выражена в подборе заданий, в ожидаемом результате от конкретного ученика, в оказании индивидуальной поддержки учащемуся, в подборе учебного материала и ресурсов с учетом индивидуальных способностей учащихся (Теория множественного интеллекта по Гарднеру).

Дифференциация может быть использована на любом этапе урока с учетом рационального использования времени.

Используйте данный раздел для записи методов, которые Вы будете использовать для оценивания того, чему учащиеся научились во время урока.

Здоровьесберегающие технологии.

Используемые физминутки и активные виды деятельности.

Пункты, применяемые из Правил техники безопасности на данном уроке.

Рефлексия по уроку

Были ли цели урока/цели обучения реалистичными?

Все ли учащиеся достигли ЦО?

Если нет, то почему?

Правильно ли проведена дифференциация на уроке?

Выдержаны ли были временные этапы урока?

Какие отступления были от плана урока и почему?

Используйте данный раздел для размышлений об уроке. Ответьте на самые важные вопросы о Вашем уроке из левой колонки.

Разница между хитином и целлюлозой

Основное различие между хитином и целлюлозой состоит в том, что хитин представляет собой полимер N- ацетил-D-глюкозамина , тогда как целлюлоза представляет собой полимер D-глюкозы. Кроме того, хитин присутствует в клеточной стенке грибов, а также составляет экзоскелет членистоногих, а целлюлоза - в клеточной стенке растений и водорослей.

Хитин и целлюлоза - два полисахарида, состоящие из полимеров на основе глюкозы.

Основные зоны покрытия

1. Что такое хитин
- Определение, структура, функция
2. Что такое целлюлоза
- Определение, структура, функция
3. Каковы сходства между хитином и целлюлозой
- Обзор общих характеристик
4. В чем разница между хитином и целлюлозой
- Сравнение основных различий

Ключевые термины

Компоненты клеточной стенки, целлюлоза, хитин, полисахариды, прочность

Что такое хитин

Хитин - это полисахарид, состоящий из мономеров N-ацетил-D-глюкозамина.Основная структура хитина аналогична целлюлозе. Основная функция хитина - обеспечивать прочность и поддерживать клеточную стенку грибка. Более того, хитин является основным структурным компонентом экзоскелета членистоногих, таких как насекомые и ракообразные. Хитин содержится в радулах моллюсков, клюве головоногих моллюсков, а также в чешуе рыб. Хитин используется для проклейки и упрочнения бумаги, а также в качестве пищевого загустителя и стабилизатора.

Рисунок 1: Хитин - проекция Хаворта

Единицы N-ацетил-D-глюкозы образуют ковалентные β- (1 → 4) -связи между собой, образуя линейный полимер.Целлюлоза будет иметь ту же структуру, что и хитин, когда одна из ее гидроксильных групп заменена ацетиламином. Ацетиламинная группа увеличивает способность образования водородной связи между соседними полимерами.

Что такое целлюлоза

Целлюлоза - это полисахарид, состоящий из мономеров D-глюкозы. Это самый распространенный тип макромолекул на Земле, состоящий из клеточной стенки растений и водорослей. Поскольку мономеры D-глюкозы образуют β- (1 → 4) -связи, целлюлоза представляет собой линейный полимер.Параллельно расположенные полимеры целлюлозы образуют микроволокна, которые связаны водородными связями. В микрофибре около 80 молекул целлюлозы. Эти волокна сшиты гемицеллюлозой. И целлюлоза, и гемицеллюлоза находятся во взвешенном состоянии в средней ламелле клеточной стенки.

Рисунок 2: Водородная связь между полимерами целлюлозы

Основная функция целлюлозы заключается в обеспечении структурной поддержки растительной клетки и защиты внутренних структур клетки.

Сходства между хитином и целлюлозой

  • Хитин и целлюлоза - это полисахариды, которые встречаются в клеточной стенке организмов.
  • Это биополимеры с мономерами на основе глюкозы.
  • Оба связаны ковалентными β- (1 → 4) -связями.
  • Они не растворимы в воде.
  • Оба образуют кристаллические нанофибриллы или усы.
  • Основная функция хитина и целлюлозы - обеспечивать структурную поддержку.

Разница между хитином и целлюлозой

Определение

Хитин относится к волокнистому веществу, состоящему из полисахаридов, которое является основным компонентом экзоскелета членистоногих и клеточных стенок грибов, в то время как целлюлоза относится к нерастворимому веществу, которое является основным компонентом стенок растительных клеток и растительных волокон, таких как хлопок.

Установка мономера

Мономерная единица хитина - N-ацетил-D-глюкозамин, а мономерная единица целлюлозы - D-глюкоза.

Азот

Хитин содержит азот, в то время как целлюлоза не содержит азота.

Функциональные группы

Второй углерод глюкозы связывается с ацетиламиновой группой в хитине, в то время как второй углерод глюкозы связывается с гидроксильной группой в целлюлозе.

Прочность полимерной матрицы

Прочность хитиновой полимерной матрицы выше из-за повышенной способности связывать водород, в то время как прочность целлюлозной полимерной матрицы сравнительно невысока.Следовательно, хитин придает структурам большую жесткость, чем целлюлоза.

происхождение

Хитин присутствует в клеточной стенке грибов и составляет экзоскелет членистоногих, а целлюлоза - в клеточной стенке растений и водорослей.

Evolution

Хитин появился позже, а целлюлоза - раньше.

Изобилие

Хитин сравнительно менее распространен, а целлюлоза - самый распространенный полисахарид на Земле.

Заключение

Хитин - структурный компонент клеточной стенки грибов и экзоскелета членистоногих. Целлюлоза является структурным компонентом клеточной стенки растений и водорослей. Прочность хитина выше, чем у целлюлозы. Основное различие между хитином и целлюлозой - это наличие и сила молекул.

Артикул:

1. «Хитин - определение, функция, структура и примеры». Биологический словарь, Биологический словарь, 28 апр.2017, доступно здесь
2. «Целлюлоза». Encyclopdia Britannica, Encyclopdia Britannica, Inc., 8 февраля 2018 г., доступно здесь

Изображение предоставлено:

1. «Хавортская проекция хитина» Вакцинационист - собственная работа (общественное достояние) через Commons Wikimedia
2. «Модель заполнения целлюлозным пространством» CeresVesta (обсуждение) (загрузка) - собственная работа (общественное достояние) через Commons Wikimedia

Хитин: структура, функции и применение

Понравилось? Поделиться!

Твердая внешняя оболочка членистоногих и насекомых, таких как жуки, в основном состоит из хитина, природного биополимера.В следующей статье BiologyWise подробно рассказывается о структуре, функциях и использовании хитина.

Знаете ли вы?

После целлюлозы хитин является вторым по распространенности природным биополимером в мире.

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим ...

Давайте работать вместе!

Если кто-то должен внимательно понаблюдать за омаром, он не может не заметить его жесткую внешнюю оболочку.Эта защитная внешняя оболочка, называемая экзоскелетом, является отличительной чертой членистоногих, к которым относятся ракообразные (крабы, омары, креветки), паукообразные (клещи, клещи, скорпионы и пауки) и даже насекомые (жуки, кузнечики, бабочки). Хитин, природный биополимер, является важным компонентом этого экзоскелета. Внутренние оболочки головоногих и радул моллюсков также преимущественно состоят из хитина.

Строение

Хитин по существу представляет собой линейный гомополисахарид (длинноцепочечный полимер), состоящий из повторяющихся единиц N-ацетилглюкозамина, который является моносахаридным производным глюкозы.Эти звенья образуют ковалентные связи β-1,4. Хитин с химической формулой (C 8 H 13 O 5 N) n рассматривается как сложный углевод, структура которого напоминает структуру целлюлозы, с одной гидроксильной группой на каждом мономере, замененной на ацетиламиновую группу. .

Структура хитина

Функция

  • Этот скелет на внешней стороне тела кажется твердым и жестким из-за присутствия хитина, известного своими прочно-эластичными свойствами.Хотя хитин является доминирующим компонентом, другие соединения, такие как белки и карбонат кальция, также играют решающую роль в формировании экзоскелета. Основная функция этого хитинсодержащего экзоскелета - защищать внутренние мягкие ткани от любых повреждений.
  • Самое главное, он предотвращает высыхание этих нежных тканей. Короче говоря, он действует как водонепроницаемый барьер против обезвоживания, которое имеет решающее значение для их выживания.
  • Твердый хитинсодержащий экзоскелет членистоногих также действует как защитный механизм от хищников.Это внешнее покрытие может выдерживать сильные сжимающие нагрузки, которые могут обеспечить защиту от хищников, потому что хищники оказывают сжимающее усилие на экзоскелет, чтобы повредить свою жертву.
  • Клеточная стенка грибов, защищающая микроорганизмы от внешней среды, также состоит из хитина.

Выпадение экзоскелета

Хитин выделяется из внешней кожи (эпидермиса) животного, образуя защитное покрытие. После того, как экзоскелет полностью разовьется, рост эпидермиса прекращается.Более того, экзоскелет оказался относительно жестким, поскольку он ограничивает рост с увеличением размера животного. Поэтому, когда существует несоответствие между анатомией членистоногого и размером экзоскелета, это может вызвать удушье. Чтобы этого не произошло, животное избавляется от экзоскелета и начинает формировать новый. Этот процесс сброса текущего скелета выполняется периодически, что необходимо для их правильного роста.

использует

В качестве удобрения

Одним из наиболее важных преимуществ хитина является его использование при производстве удобрений.Хитинсодержащие удобрения являются органическими, нетоксичными и показали, что они повышают урожайность сельскохозяйственных культур. Хитин в удобрениях способствует увеличению почвенных организмов и активности ферментов, что положительно влияет на здоровье почвы. Это, в свою очередь, увеличивает урожайность.

В качестве пищевой добавки

Хитин давно используется в качестве пищевой добавки. Его обычно получают из крабов и моллюсков, в том числе креветок. Иногда клеточные стенки эумицетов (разновидность грибов) используются в качестве источника для извлечения хитина.Микрокристаллический хитин (МКЦ) в качестве пищевой добавки может быть полезен для улучшения вкуса и аромата.

В качестве эмульгатора

Использование пищевого хитина также может помочь в создании стабильных пищевых эмульсий. По сути, он действует как превосходный эмульгирующий агент, который помогает предотвратить разрушение эмульсии при воздействии других жидкостей. Например, взбитые начинки для десертов часто содержат хитин, который обеспечивает однородность и стабильность продукта.

Применение в медицине

Этот природный волокнообразующий полимер также может помочь снизить уровень холестерина, как показали исследования на животных.Молекулы хитина, как правило, убирают холестерин и жир из пищеварительной системы. Таким образом, хитин в рационе может помочь снизить эффективность абсорбции холестерина.

Как хирургическая нить

Хитин также используется для изготовления прочных и гибких хирургических нитей. Немало растворимых швов, которыми закрывают раны, делают из хитина. Эти швы начинают разлагаться в процессе заживления раны. Отчеты также предполагают, что швы, состоящие из хитина, могут способствовать заживлению ран.

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим ...

Давайте работать вместе!

Хитин в форме добавок может помочь снизить уровень холестерина. Кроме того, считается, что хитин обладает антиоксидантными, антидиабетическими, противовоспалительными, противомикробными, антикоагулянтными, гипотензивными и противораковыми свойствами. Так что прием его в виде добавок может быть полезен для здоровья в целом.

Похожие сообщения

  • Структура и функции клеточной мембраны

    Структура и функции клеточной мембраны, описанные в этой статье, должны предоставить основную информацию, связанную с этой клеточной органеллой.Читайте дальше, чтобы узнать больше.

  • Структура и функции растительной клетки

    Растительная клетка относится к структурному компоненту растения. В этой статье BiologyWise представлена ​​структура растительных клеток, а также функции ее составляющих.

Определение и примеры хитина - Биологический онлайн-словарь

kaɪ tɪn

Определение

существительное
множественное число: хитин
chitin, ˈkaɪtɪn
(1) Полимер азотсодержащего полисахарида (C 8 13 O 5 N) n обеспечение прочного защитного покрытия или структурной опоры у некоторых организмов
(2) Полисахарид, из которого состоят клеточные стенки грибов и экзоскелет насекомых

Детали

Обзор

Хитин относится к группе полисахаридов , , углеводов, .Углеводы - это органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода, обычно в соотношении 1: 2: 1. Это один из основных классов биомолекул. Полисахариды - это углеводы, состоящие из нескольких сахаридных единиц. Некоторые из них служат энергетическим топливом, тогда как другие выполняют структурные функции.

История и терминология

Открытие хитина было приписано французскому ученому Анри Браконно в 1811 году. Он первым описал соединение, которое он извлек из грибов и не растворим в серной кислоте.Он назвал его гриб . Другой французский ученый, Огюст Одье , также смог выделить соединение из кутикулы жука и назвал его хитин , что было французским словом, происходящим от греческого слова χιτών ( «хитон» ), что означает покрытие. Позже название соединения было изменено на хитин . 1 С тех пор хитин используется в медицине и промышленности. Он имеет несколько применений, поскольку он нетоксичен, биоразлагаем (а значит, более безопасен для окружающей среды) и обладает антимикробными свойствами.Например, его использовали в хирургических швах, которые со временем растворяются. Он также использовался в качестве добавки в некоторых кремах и косметических средствах. 1 Структура хитина была известна в 1929 году швейцарским ученым Альбертом Хофманном 1906–2008 (который был более известен как первооткрыватель диэтиламида лизергиновой кислоты, ЛСД).

Структура

Хитин похож на кератин (белковый компонент в человеческих волосах и ногтях) по структурным функциям.Тем не менее, он отличается от кератина своим углеводным (полисахаридным) структурным компонентом. По структуре он напоминает целлюлозу . Хитин - это модифицированный углевод, содержащий азота . Он состоит из линейного полимера из мономеров N -ацетил-D-глюкозамина (C 8 H 13 O 5 N) n »1 . Подобно целлюлозе, мономеры связаны друг с другом гликозидной связью β (1 → 4). Однако в целлюлозе мономеры представляют собой единицы глюкозы.Кроме того, хитин имеет ацетиламиновую группу вместо гидроксильной группы на каждом мономере. Это дает больше возможностей для образования водородных связей между полимерами в хитине и, таким образом, обеспечивает повышенную прочность конструкции. Удаление ацетильных COCh4-групп из хитина приводит к образованию хитозана , который, в отличие от хитина, растворим в воде.

Типы

Описаны три основные кристаллические формы хитина: 2

  • α-хитин .Это наиболее распространенная форма хитина. Это происходит в виде микрофибрилл, расположенных антипараллельно и . Он менее растворим в воде, обладает сильными механическими свойствами. Низкая растворимость в воде обусловлена ​​наличием внутрицепочечных водородных связей. Встречается у членистоногих, в том числе у насекомых. У ракообразных он сильно минерализован солями кальция и магния.
  • β-хитин . Эта форма хитина представляет собой микрофибриллы, расположенные в ориентации параллельно .Он гораздо легче гидратируется, чем α-хитин. Он также очень гибкий. Он содержится в загонах кальмаров и колючках диатомовых водорослей.
  • γ-хитин . Эта форма хитина состоит из β-хитина и α-хитина. Он содержится в коконах некоторых жуков.

Общие биологические реакции

Хитин считается вторым по распространенности природным полисахаридом. Он встречается в экзоскелете некоторых насекомых и ракообразных. Он также является компонентом клеточной стенки некоторых грибов.Другими организмами, которые синтезируют хитин, являются определенные протисты , губки , кишечнополостные , нематоды , моллюски и Rhizobia . У насекомых хитин синтезируется в основном в эпидермисе и средней кишке. Предшественниками хитина могут быть трегалоза и гликоген . 3 Ниже представлен путь биосинтеза хитина, где трегалоза является исходным субстратом, как было предложено Kramer and Koga, 1986 4 и Cohen, 2001 5 :
(1) трегалоза → β-D-глюкоза (по треалазе )
(2) β-D-глюкоза → глюкозо-6-фосфат (по гексокиназе )
(3) глюкозо-6-фосфат → фруктозо-6-фосфат (по »Глюкозо-6-фосфат-изомераза)
(4) фруктозо-6-фосфат → глюкозамин-6-фосфат (по« глутамин: фруктозо-6-фосфатаминотрансфераза »)
(5) глюкозамин-6-фосфат → N -ацетил -глюкозамин-6-фосфат (глюкозамин-6-фосфат N -ацетилтрансфераза)
(6) N -ацетил-глюкозамин-6-фосфат → N -ацетилглюкозамин-1-фосфат ( фосфоацетилглюкозамин мутаза )
(7) N -ацетилглюкозамин-1-фосфат → UDP- N -ацетилглюкозамин (по UDP-9002 2 N
-ацетилглюкозаминпирофосфорилаза)
(8) UDP- N -ацетилглюкозамин → хитиновый полимер (по хитинсинтазе )
Хитин обычно сочетается с другими соединениями (например,грамм. карбонат кальция), образующий более прочный композитный материал; чистый хитин или карбонат кальция сами по себе будут хрупкими и не такими прочными, как композит.

Общие биологические реакции

У насекомых и ракообразных, подвергающихся линьке и метаморфозу, разложение и синтез хитина происходят одновременно и согласованно. Бинарная ферментная система (состоящая из хитиназы и ~ -N-ацетилглюкозаминидазы ) из жидкости линьки разлагает хитин в экзоскелете и внутренней оболочке кишечника на мономерные компоненты, особенно во время линьки.В частности, хитиназы расщепляют хитин на олигосахариды, тогда как ~ -N-ацетилглюкозаминидаза дополнительно расщепляет олигосахариды на мономеры N -ацетил-D-глюкозамина с невосстанавливающего конца. 3 Эти ферменты катализируют гидролиз β- (1-4) -гликозидной связи.

Биологическое значение

Хитин служит защитным покровом и механической опорой для мягкотелых организмов, его продуцирующих. У насекомых и членистоногих хитин является важнейшим компонентом их экзоскелета.Хитин также присутствует в стенках тела насекомых, слизистой оболочке кишечника, слюнных железах, частях рта и точках прикрепления мышц. У хитиновых грибов в их клеточной стенке присутствует хитин, а не целлюлоза. Помимо насекомых, у некоторых паукообразных также есть хитин в твердом внешнем покрытии. Хитин также присутствует в радуле моллюсков и клювах головоногих моллюсков. Люди и другие позвоночные не производят хитин. Таким образом, ферменты, разлагающие хитин, можно использовать в качестве потенциальных фунгицидов, а также в качестве инсектицидов, нацеленных на хитиновые грибы и болезнетворных насекомых.Хитин и хитозан используются в качестве пищевой добавки, загустителя, текстуризатора, эмульгатора, увлажнителя и стабилизатора в кондитерских изделиях, напитках и других продуктах питания. Хитозан считается в целом безопасным Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. Однако людям, страдающим аллергией на ракообразных, может потребоваться избегать пищи, содержащей хитин или хитозан. 6

Дополнительный

Этимология

  • Латинская chitōn (что означает «моллюск» )
  • Французский хитин , от греческого слова χιτών («хитон», что означает покрытие)

Производные термины

  • Хитинсинтаза
  • хитин ( прилагательное )

Дополнительная литература

См. Также

Упоминания

Ссылка

  1. Stoye, E.(2019). Хитин. Получено с www.chemistryworld.com/podcasts/chitin/6478.article Ссылка
  2. Мутукришнан, С., Мерзендорфер, Х., Аракане, Ю. и Янг, К. (2016). Глава 2: Метаболические пути хитина у насекомых и их регуляция. В E. Cohen & B. Moussian (Eds.), Extracellular Composite Matrices in Arthropods (pp. 31-65). Швейцария: Springer International Publishing. DOI: 10.1007 / 978-3-319-40740-1-2
  3. Muthukrishnan, S. & Kramer, K. J. (2005). Метаболизм хитина у насекомых.Эльзевир. С. 497 - 530. pdfs.semanticscholar.org/4639/2839937041824808771814408beb72cb50cb.pdf PDF
  4. Крамер К. Дж. и Кога Д. (1986). Хитин насекомых: физическое состояние, синтез, разложение и регуляция метаболизма. Insect Biochem. 16 , 851-877
  5. Коэн, Э. (2001). Синтез и торможение хитина: новый взгляд. Pest Manag. Sci. 57 , 946-950.
  6. Хитин и хитозан - Обзор питательных веществ. (2015, 17 августа). Получено с сайта www.nutrientsreview.com/carbs/insoluble-fiber-chitin-chitosan.html Ссылка

© Biology Online. Контент предоставлен и модерируется Biology Online Editors


Хитин: определение, структура и функции - видео и стенограмма урока

Членистоногие и ракообразные

По отдельности хитин полупрозрачен и не очень твердый, но в экзоскелете членистоногих он смешан с белком и пигментами, что дает ему разную степень твердости и много разных цветов. Например, у гусеницы или бабочки не так много хитина в экзоскелете, как у жука или богомола.Количество хитина в экзоскелете различных членистоногих может составлять от 30% до 50%. У ракообразных хитин смешан с карбонатом кальция, чтобы сформировать их прочную внешнюю поверхность.

Хитин секретируется клетками эпидермиса, но после формирования экзоскелета он не может расти, поскольку существо внутри растет. Чтобы обойти эту проблему, большинство членистоногих сбрасывают свои экзоскелеты и начинают все сначала, медленно выделяя новый экзоскелет. На какое-то время новый мягкий, что делает существо более уязвимым для хищников.Чтобы расширить новый экзоскелет, животное накачивает себя водой или воздухом до того, как экзоскелет затвердеет.

Хитин и человеческое использование

При интересном повороте событий хитин стал полезным для человека. Пока люди ели омаров, крабов и креветок, мы бросали экзоскелеты за борт или в кучу. Однако, когда поедание морепродуктов превратилось в достаточно крупную отрасль, экологические последствия выброса всех этих раковин привели к введению правил, ограничивающих сброс.

Это ограничение стало причиной изобретения. Исследователи и предприниматели нашли несколько интересных применений хитина, в том числе хирургическую нить, которая растворяется, а не удаляется, искусственную кожу, которая не отторгается организмом, искусственные кровеносные сосуды и даже специальные контактные линзы. Он также используется в клеях, красителях и тканях.

Как я уже сказал, вы, вероятно, сейчас близки к хитину, будь то паук, прячущийся в углу, одежда, которую вы носите, или швы, которые вам пришлось наложить после катания на горном велосипеде в прошлые выходные.Хитин стал настолько важным, что существует организация, занимающаяся изучением всех аспектов хитина - Европейское хитиновое общество, базирующееся в Германии. Представьте, что это есть на нашей визитной карточке!

Краткое содержание урока

Хитин является основным компонентом экзоскелета членистоногих и ракообразных, а также содержится в клеточных стенках грибов. Это полисахарид, который выделяется эпидермальными клетками членистоногих. Но он не может расти вместе с животным, поэтому становится необходимо линять.Использование хитина не ограничивается только насекомыми и морепродуктами; теперь он содержится в хирургической нити, искусственной коже, искусственных кровеносных сосудах, контактных линзах, адгезивах, красителях и тканях!

Хитин - обзор | Темы ScienceDirect

2.3 CERK1

Хитин является основным компонентом клеточной стенки, обнаруженным в грибах, но не в растениях. Хитин и его фрагменты, хитин-олигосахариды ( N -ацетилхитоолигосахариды), действуют как группа ключевых элиситоров патогенов, которые, по восприятию растительных клеток, запускают PTI [68].Путем генетического скрининга мутантов Arabidopsis , которые показали измененные ответы на хитин, было обнаружено, что линия инсерции Т-ДНК и линия Ds-транспозона полностью нечувствительны к обработке хитином. Нокаут-мутанты неспособны реагировать на хитиновый элиситор, вызывая выброс ROS и активацию MAPK, и проявляют нарушенную устойчивость к несовместимому фугальному патогену. Соответствующий ген, CHITIN ELICITOR RECEPTOR KINASE 1 ( CERK1 ), кодирует RLK, содержащий три лизиновых мотива (LysM) в эктодомене и Ser / Thr-киназный домен в цитозоле, соединенный трансмембранным доменом.Мотив LysM был первоначально обнаружен как характерная особенность ферментов, разрушающих клеточную стенку у бактерий и хитиназ у дрожжей и низших растений, предполагая, что ECD CERK1, содержащий мотив LysM, потенциально ответственен за прямое связывание хитина [69,70]. Связь CERK1 и хитина подтверждена разными подходами. При наблюдении под флуоресцентным микроскопом было обнаружено, что CERK1-EGFP связывается с хитиновыми шариками в дрожжевых клетках [71]. Анализ аффинной очистки использовали для демонстрации связывания хитина с CERK1 в клетках Arabidopsis .Важно отметить, что хитиновый лиганд индуцирует быстрое фосфорилирование CERK1, указывая на то, что активация киназы служит ключевым механизмом для преобразования апопластных сигналов в клеточные ответы в передаче сигналов хитина [72]. Наконец, результаты по кристаллической структуре дают нам детальное представление о молекулярном механизме восприятия хитина CERK1. Только LysM2 из CERK1 связывается с пентамером хитина, и связывание хитина с CERK1-ECD не вызывает конформационных изменений, в то время как октамер хитина индуцирует димеризацию CERK1-ECD [73], выступая в качестве ключевого шага для инициирования последующих сигнальных событий, таких как фосфорилирование внутриклеточного киназного домена CERK1 [72].

CERK1 регулируется по разным аспектам. Мутантный аллель cerk1-4 , несущий мутацию L124F в мотиве LYM2 в эктодомене CERK1, демонстрирует чрезмерное накопление SA и усиление гибели клеток при инфицировании патогеном. N-конца CERK1-4 достаточно, чтобы вызвать фенотип cerk1-4 , а активность киназы не нужна, это указывает на то, что шеддинг эктодомена, вероятно, участвует в регуляции CERK1. Шеддинг эктодомена CERK1, происходящий в растениях дикого типа, отменяется в cerk1-4 , демонстрируя общий механизм протеолиза трансмембранного белка у животных и растений [74].В дрожжевом двугибридном скрининге с использованием киназного домена CERK1 в качестве приманки был идентифицирован LRR-RLK LIK1. CERK1 взаимодействует с LIK1 и фосфорилирует его. lik1 мутантные растения обнаруживают усиленные ответы на хитиновый элиситор, подтверждая, что LIK1 функционирует как негативный регулятор иммунитета, запускаемого хитином [75]. CERK1 регулируется двумя факторами сплайсинга, SUA и RSN2, на посттранскрипционном уровне. Пре-мРНК CERK1 не сплайсирована должным образом в мутанте sua или rsn2 , который демонстрирует нарушенные хитиновые ответы и повышенную восприимчивость к бактериальной инфекции [76].

CERK1 выполняет дополнительные биологические функции помимо передачи сигналов хитина. CERK1 также участвует в сопротивлении бактериальным болезням, ограничивая рост бактерий. Чтобы способствовать патогенезу, бактериальный вирулентный эффектор типа III AvrPtoB, E3-liagse, доставляется в клетку-хозяин и взаимодействует с CERK1, приводя к полиубиквитинированию CERK1, что приводит к деградации CERK1 и последующему нарушению передачи сигналов CERK1-опосредованного элиситора [77]. Пептидогликаны (PGN), основные компоненты клеточной стенки бактерий, действуют как элиситоры, запускающие иммунные реакции у животных и растений.CERK1 образует комплекс с двумя RLP, LYM1 и LYM3, для распознавания сигналов PGN и индукции клеточных ответов. Мутация в CERK1 , LYM1 или LYM 3 вызывает пониженную чувствительность к стимулам PGN и повышенную восприимчивость к бактериальной инфекции [78]. В дополнение к иммунитету, запускаемому грибковыми патогенами, рис CERK1, NFR1 / LYK3 / OsCERK1 необходим для активации сигнального пути симбиоза для установления микоризного взаимодействия между грибами и рисом [79]. CERK1 и CEBiP, RLP, функционирующий как рецептор хитина, необходимы в рисе для запуска PTI, индуцированного хитином.Оба гомолога CERK1 и CEBiP в пшенице важны для активации хитиновых ответов, что указывает на общий рецепторный комплекс у злаковых растений [80]. Три гомолога риса CEBiP присутствуют в геноме Arabidopsis . Биохимический анализ показал, что один из AtCEBiP, AtLYM2, способен связывать хитин с высоким сродством. Тем не менее, нокаут одного или всех трех AtCEBiP или сверхэкспрессия одного из AtCEBiP не может отображать измененные хитиновые ответы по сравнению с растениями дикого типа.Это предполагает, что несмотря на то, что AtCEBiPs обладают сродством связывания с хитином, они не участвуют в передаче сигналов хитина в Arabidopsis , что указывает на отдельные комплексы рецепторов хитина у видов растений [81]. Тем не менее, AtLYM2, но не AtCERK1, как сообщается, действует в снижении молекулярного потока через плазменные десмы в ответ на присутствие хитина [82]. Киназы рецептора LysM Bti9, SlLyk11, SlLyk12 и SlLyk13 были идентифицированы как гомологи AtCERK1 в томате [83]. Линии РНКи со сниженной экспрессией Bti9 и SlLyk13 демонстрируют повышенную чувствительность к P.Шарики . Эффектор AvrPtoB взаимодействует с Bti9 и ингибирует его киназную активность [83]. Было обнаружено, что хитин-связывающий эффектор Slp1 действует как конкурент CEBiP, предотвращая индуцированный хитином иммунитет у риса [84].

Следует отметить, что недавнее исследование бросило вызов CERK1 как главному рецептору хитина. В отличие от низкой аффинности связывания хитина у CERK1, LYK5, гомолог CERK1 в Arabidopsis , проявляет гораздо более высокую аффинность связывания хитина. Мутации как в LYK5 , так и в LYK4 , гомологе LYK5 , в одном растении приводят к полному устранению чувствительности к хитиновому элиситору с точки зрения индукции АФК.Поэтому предполагается, что LYK5 является первичным рецептором хитина [85,86].

Разница между хитином и целлюлозой

Ключевое различие - хитин

и целлюлоза

Целлюлоза и хитин - два структурных полимера, встречающиеся в природе. Целлюлоза - это полисахарид, состоящий из линейных цепей мономеров D-глюкозы. Хитин также представляет собой органическое соединение, состоящее из модифицированных мономеров глюкозы, которые являются производными глюкозы, известными как N-ацетилглюкозамины. Целлюлоза - это самый распространенный органический полимер на Земле.Хитин уступает только целлюлозе по распространенности на Земле. Ключевое различие между целлюлозой и хитином состоит в том, что целлюлоза является важным структурным полимером в первичных клеточных стенках растительных клеток, в то время как хитин является основным структурным полимером, обнаруживаемым в клеточной стенке грибов.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое хитин
3. Что такое целлюлоза
4. Сходства между хитином и целлюлозой
5. Параллельное сравнение - хитин и целлюлоза в табличной форме
6.Резюме

Что такое хитин?

Хитин - это полимер, состоящий из модифицированных мономеров глюкозы, называемых N-ацетилглюкозаминами. Это структурный полимер, который по содержанию уступает только целлюлозе. Хитин присутствует на стенках грибковых клеток, экзоскелетах членистоногих и насекомых. Химическая формула хитина: (C 8 H 13 O 5 N) n. Альберт Хофманн определил структуру хитина в 1929 году. Хитин - это неразветвленный структурный полисахарид, который способствует укреплению и защите организмов.

Рисунок 01: Структура хитина

Помимо структурных и защитных функций, хитин выполняет несколько других функций. Хитин действует как флокулянт при очистке сточных вод, действует как агент заживления ран, действует как загуститель и стабилизатор для пищевых продуктов и фармацевтических препаратов и т. Д. И хитин также используется в красителях, клеях, проклеивающих и укрепляющих веществах для бумаги.

Что такое целлюлоза?

Целлюлоза - самый распространенный органический полимер на Земле.Это полисахарид, состоящий из сотен и тысяч линейных цепей (неразветвленных) мономеров D-глюкозы. Это структурное органическое соединение. Целлюлозу обычно можно найти в первичной клеточной стенке растительных клеток, чтобы придать растениям жесткость. Целлюлоза - это ключевое структурное соединение, отвечающее за прочность и прочность листьев, корней и стеблей растений. А также в водорослях и оомицетах содержится целлюлоза. Химическая формула целлюлозы: (C 6 H 10 O 5 ) n .И впервые он был выделен в 1834 году французским химиком Ансельмом Пайеном.

Рисунок 02: Целлюлозные волокна

Поскольку целлюлоза представляет собой сложный полимер, большинство животных, включая человека, не могут переваривать целлюлозу. Только травоядные животные способны легко переваривать клетчатку благодаря своим специальным пищеварительным мешочкам. Синтаза целлюлозы - это фермент, который синтезирует целлюлозу в растения. Древесина, хлопок и бумага богаты целлюлозой. Целлюлоза является основным источником клетчатки в нашем рационе, которая влияет на здоровье человека.Некоторые бактерии производят целлюлозу для образования биопленок и агрегации клеток.

Каковы сходства между хитином и целлюлозой?

  • Хитин и целлюлоза сделаны из мономеров глюкозы.
  • Оба являются структурными полимерами.
  • Оба являются линейными полимерами.
  • Оба являются полисахаридами.
  • Оба образуют волокна.
  • Хитин и целлюлоза не растворяются в воде.

В чем разница между хитином и целлюлозой?

Хитин против целлюлозы

Хитин - это структурный органический полимер, изготовленный из модифицированных мономеров глюкозы. Целлюлоза - это структурный органический полимер, состоящий из линейных цепей мономеров глюкозы.
Химическая формула
Химическая формула хитина (C 8 H 13 O 5 N) n Химическая формула целлюлозы: (C 6 H 10 O 5 ) n.
Тип полимера
Хитин представляет собой полимер N-ацетилглюкозамина (производное глюкозы). Целлюлоза - это полимер глюкозы.
Расположение
Хитин содержится в основном в клеточных стенках грибов, а также в экзоскелете членистоногих и моллюсков. Целлюлоза содержится в основном в клеточных стенках растительных клеток.
Изобилие
Хитина меньше, чем целлюлозы. Целлюлоза - это самое распространенное органическое соединение на Земле.
Амильная группа
Хитин имеет амильную группу в качестве замещения в молекуле глюкозы. Целлюлоза имеет гидроксильную группу в молекуле глюкозы.
Молекулы азота
Хитин имеет в своей структуре молекулы азота. Целлюлоза не содержит азота в своей структуре
Твердость и стабильность
Хитин тверже и стабильнее целлюлозы. Целлюлоза менее тверда и стабильна, чем хитин.

Резюме - Хитин

против целлюлозы

Хитин и целлюлоза - самые распространенные структурные органические полимеры на Земле.Целлюлоза - это первичное соединение клеточных стенок растительных клеток. Хитин - это первичное соединение клеточных стенок грибов и экзоскелетов членистоногих. Целлюлоза - это полимер, состоящий из мономеров D-глюкозы. Хитин - это длинный полимер N-ацетилглюкозамина. И хитин, и целлюлоза важны для силы и защиты организмов. Оба соединения не растворимы в воде. В этом разница между хитином и целлюлозой.

Скачать PDF-версию «Хитин против целлюлозы»

Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономных целях в соответствии с примечанием к цитированию.Пожалуйста, скачайте PDF-версию здесь. Разница между хитином и целлюлозой

Артикул:

1.Maleki, Samaneh Sadat, et al. «Характеристика синтеза целлюлозы в клетках растений». The Scientific World Journal, Хиндави, 25 мая 2016 г. Доступно здесь
2. «Функция целлюлозы в растениях». Actforlibraries.org. Доступно здесь
3. «Хитин». Хитин - Энциклопедия Нового Света. Доступно здесь

Изображение предоставлено:

1.’Chitin Haworth’By NEUROtiker - собственная работа, (общественное достояние) через Commons Wikimedia
2.'Рисунок 03 02 07' Автор: CNX OpenStax, (CC BY 4.0) через Commons Wikimedia

Что такое хитин? | Преимущества употребления хитина как источника белка

Что такое хитин?


Хитин - это природный биополимер, который представляет собой полимер, созданный организмом. Следующим по распространенности биополимером в мире после целлюлозы является хитин. Хитин ведет себя аналогично кератину.

Является ли хитин белком?

Хитин не является белком, но похож на белок в том, что они оба являются полимерами.Белок состоит из аминокислот, а хитин - из аминосахаров. Так что хитин нельзя рассматривать как источник белка.

Тем не менее, хитин действует подобно некоторым белкам. Например, кератин - это белок в организме человека, который помогает формировать волосы и ногти. Однако вместо того, чтобы создавать волосы или ногти, хитин создает твердую внешнюю оболочку или броню в организмах для защиты. Основная функция у животных - это увлажнение и защита мягких тканей.

Есть хитин - хорошая идея?

Хитин более знаком, чем вы думаете.Вероятно, в какой-то момент он появился на вашей тарелке. Такие продукты, как креветки, омары, грибы и даже насекомые, содержат хитин.

При употреблении хитин является фантастическим источником нерастворимой клетчатки. Фактически, клетчатка хитина обеспечивает пребиотические свойства кишечной флоры. Это означает, что он способствует росту полезных бактерий в организме.

Аналогичным образом, было обнаружено, что некоторые производные хитина обладают антиоксидантными свойствами. Связываясь со свободными радикалами, побочные продукты хитина могут снижать окислительный стресс в организмах, защищая от повреждения клеток и рака.Хитин и может связываться с холестерином липидов, снижая уровень холестерина в крови. Удивительный!

Теперь, хотя млекопитающие не могут синтезировать хитин, они несут ферменты, подобные хитиназе.

Что такое хитиназа?

Хитиназа - это своего рода противоположность хитину. Хитиназа - это не защитный слой, а фермент, расщепляющий хитин. Вирусы, бактерии, грибки, насекомые, растения и млекопитающие - все содержат аналогичный фермент, который гидролизует хитин.Насекомые производят большую часть хитиназ, в которой они нуждаются во время линьки - процесса сброса своего экзоскелета, который они делают несколько раз в своей жизни.

Основная функция хитиназы в организмах - защита иммунитета, пищеварение и линька членистоногих. Например, хитиназа обладает удивительной способностью разрушать хитин в клеточных стенках грибов и экзоскелете насекомых. Следовательно, хитиназа является противомикробным, противогрибковым и, по сути, инсектицидным средством.

Какие побочные продукты хитина?

Неудивительно, что хитин довольно популярен в пищевой промышленности.Помимо потребления, биополимер является фантастическим эмульгатором и стабилизатором продуктов. Благодаря тому, что хитин обладает противогрибковыми свойствами, он также является прекрасным консервантом для съедобных продуктов.

К счастью, некоторые формы хитина обладают прекрасным вкусом. В частности, микрокристаллический хитин используется в качестве пищевой добавки для улучшения вкуса.

Хитин также имеет широкое применение в области медицины. Например, контактные линзы, искусственная кожа и даже растворимые хирургические швы получают из хитина в той или иной форме.

Если вы никогда не ели хитин, возможно, вы все еще использовали его. Хитин также является одним из основных компонентов удобрений. Он вызывает у растений иммунный ответ, стимулируя рост.

Хитин также очень зеленый. Биополимер является биоразлагаемым, биосовместимым и нетоксичным. Несколько исследований даже обнаружили, что хитин может поглощать металлы, загрязняющие окружающую среду, из воды.

Хитин не вредит планете Земля и даже делает ее чище!

По сути, хитиновые породы.

От креветок до растений, хитин и его производные обеспечивают защиту и иммунную защиту организмов. При употреблении хитин придает пребиотические и антиоксидантные свойства. Хитин также участвует в таких отраслях, как пищевая, сельское хозяйство и медицина.

Его ценные качества делают хитин уникальным и чрезвычайно востребованным биополимером. И как только будет проведено новое исследование возможностей хитина, он будет повсюду!

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *