Биологическая роль целлюлозы . В клетках растений целлюлоза выполняет функцию
Биологическая роль целлюлозы | Kratkoe.com
Какова роль целлюлозы в организме человека, Вы узнаете из этой статьи.
Что такое целлюлоза?
Целлюлоза представляет собой природный полимер глюкозы, имеющий растительное происхождение и линейное строение молекул. Другими словами ее называют еще клетчатой. На нашей планете среди всех органических соединений она занимает первое место.
Целлюлоза медико-биологическое значение:
- Целлюлоза являет собой основной компонент, который составляет структуру стенок клеток растительного происхождения.
- У растений она выполняет защитную функцию.
- Компонент является основой молекулярных сложных структур.
- Обеспечивают живые организмы необходимой энергией для существования.
- Питают клетки организмов питательными веществами, так как они концентрируются в тканях и в нужный момент подпитывают клетку.
- Целлюлоза принимает активное участие в процессе регулирования осмотического давления.
- Она входит в состав воспринимающих частей рецепторов всех клеток.
Биологическое значение целлюлозы:
- Клетчатка является главной структурной частью клеточной оболочки у растений. Целлюлоза растений – это главное питание травоядных животных, так как в их организме есть специальный фермент – целлюлаза, отвечающий за расщепление этого компонента. А вот человек в чистом виде не употребляет целлюлозу.
- Она связывает жидкость в перистальтике кишечника. Также в толстом кишечнике благодаря ей метаболизируются бактерии. Энергия целлюлозы поддерживает его микрофлору и пищевые волокна в нем.
- Клетчатка является профилактикой геморроя и запора.
- Когда человек, болеющий на сахарный диабет первого типа, употребляет целлюлозу в достаточном количестве, то его организм становится намного устойчивее к глюкозе.
- Данный элемент выполняет роль «щетки», убирая грязные налипания со стенок кишечника – он удаляет токсичные вещества и холестерин.
Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, какова биологическая функция целлюлозы в клетке организмов.
Похожие записи:
kratkoe.com
Целлюлоза структура и функция - Справочник химика 21
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]
chem21.info
Углеводы выполняют функцию в клетке | Диагностика и лечение
» Диагностика и лечение
Углеводы и их роль в жизнедеятельности клетки
Углеводы и их роль в жизнедеятельности клетки
1. Какие вещества, относящиеся к углеводам, вам известны?2. Какую роль играют углеводы в живом организме?
Углеводы и их классификация.
Углеводы . или сахариды, входят в состав клеток всех живых организмов. Содержание углеводов в животных клетках составляет 1—5%, а в некоторых растительных клетках может достигать до 90%.
Различают три основных класса углеводов: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.
Моносахариды (греч. monos — один) -— бесцветные, кристаллические вещества, легко растворимые в воде и имеющие сладкий вкус.
Из моносахаридов наибольшее значение для живых организмов имеют рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза (рис. 8).
Рибоза входит в состав РНК, АТФ, витаминов группы Б, ряда ферментов.
Дезоксирибоза входит в состав ДНК . Глюкоза (виноградный сахар) является мономером полисахаридов (крахмала, гликогена, целлюлозы). Она есть в клетках всех организмов. Фруктоза входит в состав олигосахаридов, например сахарозы. В свободном виде содержится в клетках растений.
Галактоза также входит в состав некоторых олигосахаридов, например лактозы.
Олигосахариды (греч. oligos — немного) образованы двумя (тогда их называют дисахариды) или несколькими моносахаридами, связанными ковалентно друг с другом с помощью гликозидной связи, Большинство олигосахаридов растворимы в воде и имеют сладкий вкус.
Из олигосахаридов наиболее широко распространены дисахариды: сахароза (тростниковый сахар), мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар) (рис. 9).
Полисахариды (греч. poly — много) являются полимерами и состоят из неопределенно большого (до нескольких сотен или тысяч) числа остатков молекул моносахаридов, соединенных ковалентными связями. К ним относятся крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин и др. Интересно, что крахмал, гликоген и целлюлоза, играющие важную роль в живых организмах, построены из мономеров глюкозы, но связи в их молекулах различны. Кроме того, у целлюлозы цепи не ветвятся, а у гликогена они ветвятся сильнее, чем у крахмала (рис. 10).
С увеличением количества мономеров растворимость полисахаридов уменьшается и исчезает сладкий вкус.Некоторые углеводы способны образовывать комплексы с белками (гликопротеиды) и липидами (гликолипиды).Функции углеводов. Основная функция углеводов — энергетическая. При их ферментативном расщеплении и окислении молекул углеводов выделяется энергия, которая обеспечивает жизнедеятельность организма. При полном расщеплении 1 г углеводов освобождается 17,6 кДж.
Углеводы выполняют запасающую функцию.
При избытке они накапливаются в клетке в качестве запасающих веществ (крахмал, гликоген) и при необходимости используются организмом как источник энергии. Усиленное расщепление углеводов происходит, например, при прорастании семян, интенсивной мышечной работе, длительном голодании.
Очень важной является структурная, или строительная, функция углеводов. Они используются в качестве строительного материала. Так, целлюлоза благодаря особому строению нерастворима в воде и обладает высокой прочностью. В среднем 20—40% материала клеточных стенок растений составляет целлюлоза, а волокна хлопка — почти чистая целлюлоза, и именно поэтому они используются для изготовления тканей.
Хитин входит в состав клеточных стенок некоторых простейших и грибов. В качестве важного компонента наружного скелета хитин встречается у отдельных групп животных, например у членистоногих.
Углеводы выполняют защитную функцию.
Так, камеди (смолы, выделяющиеся при повреждении стволов и веток растений, например слив, вишен), препятствующие проникновению в раны болезнетворных микроорганизмов, являются производными моносахаридов.
Твердые клеточные стенки одноклеточных и хитиновые покровы членистоногих, в состав которых входят углеводы, также выполняют защитные функции.
Углеводы. Моносахариды. Олигосахариды. Полисахариды.
1. Какие углеводы называются моно-, олиго- и полисахаридами?2. Какие функции выполняют углеводы в живых организмах?3. Почему углеводы считаются главными источниками энергии в клетке?
Обычно в клетке животных организмов содержится около 1% углеводов, в клетках печени их содержание доходит до 5%, а в растительных клетках — до 90%. Подумайте и объясните почему.
Углеводы являются производными многоатомных спиртов и состоят из углерода, водорода и кислорода. Химики определяют эти соединения как многоатомные оксиальдегиды или многоатомные оксикетоны. Название «углеводы» хотя и является устаревшим, но и по сей день широко используется, в том числе и в научной литературе. Свое название этот класс соединений получил потому, что у большинства из них соотношение водорода и кислорода в молекуле такое же, как и в воде. Общая формула углеводов Сn(Н2О)m, где n не меньше 3, Однако не все соединения, относящиеся к классу углеводов, соответствуют данной формуле.
Каменский А. А. Криксунов Е. В. Пасечник В. В. Биология 10 классОтправлено читателями с интернет-сайта
Онлайн библиотека с учениками и книгами, плани-конспекти уроков с Биологии 10 класса, книги и учебники согласно календарного плана планирование Биологии 10 класса
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.
http://edufuture.biz/index.php?title=%D0%A3%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%8B_%D0%B8_%D0%B8%D1%85_%D1%80%D0%BE%D0%BB%D1%8C_%D0%B2_%D0%B6%D0%B8%D0%B7%D0%BD%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D1%8F%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8_%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BA%D0%B8
Углеводы Строение и функции
- Крахмал - полимер. Мономеры молекулы глюкозы.
Резервный полисахарид растительных клеток
- Гликоген - содержится в тканях животных, человека, бактериях, цианобактериях; выполняет роль резервного полисахарида
- Целлюлоза- входит в состав клеточных стенок растительных клеток
- Хитин- образует покровы тела членистоногих, компонент клеточной стенки грибов
- Муреин – входит в состав клеточной стенки бактерий
Расщепление углеводов в полости рта
Основная функция углеводов заключается в том, что они являются непременным компонентом рациона человека,при расщеплении 1г углеводов освобождается 17,6 кДж энергии.
Клеточная стенка растений состоит из полисахарида целлюлозы.
Крахмал и гликоген являются запасными продуктами у растений и животных
Углеводы применяют в качестве:
- для производства бездымного пороха (пироксилина),
- искусственных волокон (вискоза).
- огромное значение имеет целлюлоза как источник для получения этилового спирта (гидролизный), уксусной кислоты.
http://mirznanii.com/a/326338/uglevody-stroenie-i-funktsii
Кроме небольших молекул, в клетке встречаются и крупные, они являются полимерами. Полимеры – это сложные молекулы, состоящие из отдельных «звеньев», соединенных друг с другом. Такие «звенья» называются мономерами.
В клетке встречается несколько видов биологических полимеров, важнейшие из них – углеводы, белки и нуклеиновые кислоты. Такие вещества, как крахмал, целлюлоза и хитин, являются полисахаридами – биологическими полимерами, состоящими из ковалентно соединенных звеньев – моносахаридов.
К моносахаридам относятся глюкоза и фруктоза, придающие сладость фруктам и ягодам. Пищевой сахар сахароза состоит из ковалентно присоединенных друг к другу глюкозы и фруктозы. Подобные сахарозе соединения называются дисахаридами. Поли-, ди- и моносахариды называют общим термином – углеводы. К углеводам относятся соединения, обладающие разнообразными и часто совершенно различными свойствами. В организме углеводы выполняют ряд важных функций.
При распаде и окислении углеводов выделяется энергия, которую организм использует для своих нужд. В среднем при окислении 1 г углеводов выделяется 4,1 килокалории. 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.
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 неуглеводную природу). Хитин тоже выполняет структурные функции. Хитин выполняет опорную и защитную функции.
Клеточные стенки большинства бактерий состоят из пептидогликана муреина – в состав этого соединения входят остатки как моносахаридов, так и аминокислот.
Общую формулу моносахаридов можно написать как С n (Н2 О) n. По своей химической природе они представляют собой альдегидоспирты или кетоспирты. В живых организмах наиболее распространены сахара с 5-ю (пентозы) и с 6-ю (гексозы) атомами углерода. Нумерация углеродных атомов в моносахаридах идет начиная с углерода альдегидной группы (у альдегидоспиртов) или с концевого углерода цепочки, ближайшего к кетонной группе (у кетоспиртов).
Общая формула глюкозы – С6 Н12 О6. это альдегидоспирт. Глюкоза содержится во многих фруктах, соках растений и цветочном нектаре, а также в крови человека и животных. Содержание глюкозы в крови поддерживается на определенном уровне (0,65–1,1 г на л). Если искусственно снизить его, то клетки мозга начинают испытывать острое голодание, которое может закончиться обмороком, комой и даже смертельным исходом. Длительное повышение содержания глюкозы в крови тоже отнюдь не полезно: при этом развивается заболевание сахарный диабет.
Млекопитающие, и человек в том числе, могут синтезировать глюкозу из некоторых аминокислот и продуктов расщепления самой глюкозы – например, молочной кислоты. Они не умеют получать глюкозу из жирных кислот, в отличие от растений и микробов.
Углеводы обладают оптической изомерией (подробнее этот вид изомерии мы рассмотрим на уроке 4). D и L-изомеры глюкозы различаются расположением гидроксила и водорода у 5-го углеродного атома. В живых организмах почти все сахара содержатся только в виде D-изомеров. В водном растворе глюкоза существует в виде нескольких форм, которые легко переходят друг в друга: α-D-глюкоза, β-D-глюкоза и линейная D-глюкоза.
Молекула крахмала может содержать от нескольких сотен до десятков тысяч глюкозных остатков. Крахмал состоит из двух компонентов: амилозы и амилопектина. Амилоза представляет собой длинные неразветвленные полиглюкозные цепи, тогда как амилопектин сильно разветвлен – одна точка ветвления приходится на 25–30 глюкозных остатков. Молекулы крахмала связаны друг с другом водородными связями и упакованы в небольшие гранулы. При взаимодействии с йодом крахмал образует комплекс, имеющий синюю окраску; эта реакция применяется для обнаружения крахмала.
Рис. 6. Линейный участок молекулы крахмала
При комнатной температуре в эти гранулы почти не проникает вода, и суспензия крахмала в воде растворяется плохо. При нагревании до 65–70 С водородные связи между молекулами крахмала разрываются, вода проникает внутрь гранул, и крахмал резко набухает, а раствор становится вязким (так и происходит при приготовлении крахмального клейстера). Крахмал часто добавляют к подливкам и соусам, чтобы сделать их более густыми. При длительном стоянии клейстера происходит обратный процесс: гранулы теряют воду, вновь образуются водородные связи между молекулами крахмала, и происходит частичная кристаллизация этого полисахарида. Такие же процессы происходят и при черствении хлеба.
Рис. 7. Точка ветвления в молекуле крахмала
Крахмал – запасное питательное вещество у высших растений и зеленых водорослей (другие группы водорослей используют похожие, но несколько отличающиеся полисахариды). У животных эту функцию выполняет полисахарид гликоген. Он очень похож на крахмал по своему строению, но обладает еще большей разветвленностью – одна точка ветвления приходится на 8–12 глюкозных остатков.
Главные запасы гликогена в организме человека содержатся в печени и мышцах. Запасать углеводы в виде полисахаридов выгоднее, чем накачивать в клетку большое количество глюкозы. Если бы глюкоза запасалась в виде отдельных молекул, то осмотическое давление резко возросло бы, и животная клетка, лишенная жесткой оболочки, просто лопнула бы из-за сильного набухания. Есть и еще одно преимущество крахмала и гликогена: их молекулы не содержат свободных альдегидных групп, которые вредны для клетки.
Целлюлоза – самое распространенное в биосфере органическое соединение. Целлюлоза также является полисахаридом, состоящим из множества остатков глюкозы, однако в отличие от крахмала глюкоза находится в β-форме, а не в α.
Целлюлоза представляет собой длинные нити, содержащие 300–2500 глюкозных остатков, без боковых ответвлений. Эти нити соединены между собой множеством водородных связей, что придает целлюлозе большую механическую прочность. У млекопитающих (как и большинства других животных) нет ферментов, способных расщеплять целлюлозу. Однако многие травоядные животные (например, жвачные) имеют в пищеварительном тракте бактерий-симбионтов, которые расщепляют и помогают хозяевам усваивать этот полисахарид.
Рис. 8. Целлюлоза
Полисахаридом является также хитин. Он содержится в наружном скелете различных членистоногих, а также в клеточных стенках грибов. Хитин состоит из остатков производного глюкозы – N -ацетилглюкозамина, которые, подобно целлюлозе, также находятся в β-форме.
Рис. 11. Строение гликокаликса
Интересными гликолипидами мембраны эритроцитов являются так называемые антигены групп крови. Врачи издавна пытались осуществлять переливание крови от человека к человеку, однако результаты этих медицинских экспериментов были обескураживающими: иногда переливание проходило вполне успешно и приносило пользу, а иногда пациент умирал прямо во время проведения процедуры. Разумеется, в те времена понятия не имели об антисептике или дезинфекции, но при неудачном переливании крови смерть наступала слишком быстро, чтобы ее можно было объяснить микробным заражением.
В самом начале ХХ века было обнаружено, что у человека существует 4 различных группы крови: 0 (первая), A (вторая), B (третья) и AB (четвертая). Оказалось, что на поверхности эритроцитов находятся особые молекулы – антигены групп крови. В сыворотке крови имеются белки-антитела, которые могут связываться с антигенами групп крови и вызывать склеивание (агглютинацию) эритроцитов. Разумеется, в сыворотке живого человека не может быть антител к его собственным антигенам: иначе бы его эритроциты склеились, и он умер.
У людей с первой группой крови на эритроцитах нет ни антигена А, ни антигена В, (поэтому этот вариант и был обозначен 0), в плазме их крови содержатся антитела к обоим антигенам: А и В. У людей со второй группой на поверхности эритроцитов есть антиген А, а в сыворотке имеются антитела к антигену В. У людей с третьей группой на эритроцитах имеется антиген В, а в сыворотке есть антитела к антигену А. Наконец, у людей с четвертой группой на поверхности эритроцитов содержатся оба антигена – и А, и В, а в их сыворотке не содержится антител к ним.
Рис. 14. Участок молекулы муреина
Муреин содержится в клеточных стенках различных бактерий. Первый антибиотик, введенный в клиническую практику – пенициллин – ингибирует синтез муреина бактериями, что приводит к их гибели.
Пенициллин был открыт Александром Флемингом в 1928 году. Он работал с культурой бактерий – золотистыми стафилококками. Иногда в эти культуры попадали посторонние микробы из воздуха, в том числе пеницилловая плесень. Флемминг заметил, что на чашках Петри вокруг участков, куда попала эта плесень, все стафилококки погибали. Тогда он попробовал вырастить пеницилловые грибки в специальной среде и добавить эту среду из-под плесени к бактериям. Оказалось, что этот экстракт также вызывал гибель золотистых стафилококков. Тогда Флеминг сделал вывод, что пеницилловая плесень выделяет какое-то вещество, убивающее стафилококков. Выделить пенициллин и изучить его структуру удалось спустя 10 лет другим исследователям – Говарду Флори и Эрнсту Чейну.
Краткое содержание урока
Углеводы – группа соединений, включающая в себя моносахариды с общей формулой С n (Н2 О) n и их полимеры – полисахариды. К моносахаридам относятся такие распространенные вещества как глюкоза и фруктоза, к полисахаридам – крахмал, целлюлоза и хитин. Углеводы выполняют две важнейшие функции: структурную и энергетическую.
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/f0c45cee-548f-5ba2-7dfa-4d02108b1f36/00148918994539870.htm
Комментариев пока нет!
www.formula-zdorovja.ru
Растительные клетки природа целлюлозы - Справочник химика 21
Тривиальные названия полисахаридов обычно отражают источник их нахождения в природе так, целлюлоза является основным компонентом клеточной стенки ell — клетка) у растений, а дерматан (обычно в сульфированной форме) впервые обнаружен в дермальном слое кожи. Тривиальные названия могут отражать некоторые свойства выделенного полимера например, английское название star h (крахмал) происходит от слова ster an (придавать жесткость). Для природных полисахаридов одного и того же типа обычно указывают нх происхождение. Так, например, крахмалы из различных растительных источников можно легко различить химическими методами, поэтому в их названиях указывают источник выделения (например, маисовый крахмал). Такие традиционные названия, как целлюлоза, гликоген и амилоза, [c.208]
Представители порядка — облигатно аэробные хемоорганогетеротрофы. Энергию получают только за счет дыхания. Синтезируют активные литические ферменты, способные гидролизовать такие макромолекулы, как полисахариды (целлюлоза, клетчатка, хитин), белки, нуклеиновые кислоты, эфиры жирных кислот. С этим связана роль миксобактерий в природе они активно разрушают мертвые растительные остатки. Многие миксобактерии способны лизировать клетки прокариотных и эукариотных микроорганизмов. Хорошо растут на поверхности твердых сред. Основное место обитания — почва. [c.179]
Кроме хлопка другие растительные волокна состоят из сложных волокон или нз измененных целлюлоз, в которых целлюлоза связана или ассоциирована с лигнином, пектином и другими веществами. Красильные свойства этих волокон, по сравнению с хлопком, меняются в соответствии с природой и количеством нецеллюлозных составных частей. Растение льна (Linum usiiatlssimum), из семян которого получают масло, дает лубяное волокно (лен), которое среди растительных волокон по своему значению следует за хлопком и джутом. В своем естественном состоянии льняное волокно содержит большое количество пектиновых веществ они удаляются с помощью биологических или химических процессов разложения (отмочки) и оставшаяся часть представляет собой почти чистую целлюлозу, которая по своим красильным свойствам напоминает хлопок однако проникновение красителя в этом случае несколько затруднено, в связи с тем, что клетки льняного волокна имеют более толстые стенки. Рами (китайская трава) представляет собой [c.297]
Целлюлоза — вещество полисахаридной природы, составляющее каркас растительных клеточных- стенок. Растительные остатки больше чем наполовину состоят из целлюлозы. Этот материал, инертный ко многим воздействиям, при поступлении в почву перерабатывается целлюлозными бактериями. Сначала целлюлоза гидролизуется до глюкозы целлюлазой, действующей на p(l-i 4)-гликозидные связи. Затем глюкоза поступает в клетку и метаболизируется в системе катаболических процессов (гликолиз- ЦТК), а водород с соответствующих переносчиков передается по дыхательной цепи на Оа. К разложению целлюлозы способны бактерии, относящиеся к разным группам некоторые виды актиномицетов, бактерии рода ellulomonas, представители родов ytophaga и Sporo ytophaga и др. [c.361]
chem21.info
Клетчатка (целлюлоза)
Клетчатка (целлюлоза)
Целлюлоза - главный структурный полисахарид клеточных оболочек растений . В ней аккумулировано около 50% всего углерода биосферы . Клетчатка нерастворима в воде, она лишь набухает в ней. Целлюлоза по своей структуре - линейный полимер. Имеет неразветвленную вытянутую цепочку моносахаридов. Отсюда свойства растительных волокон, так, например, в волокнах хлопка она составляет более 90%. .
Целлюлоза являюется главным компонентом клеточных стенок высших растений и водорослей. Ее синтез по своим масштабам превосходит синтез всех остальных природных соединений, так что (наряду с крахмалом) целлюлоза - самое распространенное на Земле органическое соединение.
В то же время химическое строение целлюлозы таково, что делает ее материалом, инертным ко многим воздействиям. Целлюлоза - полимер, состоящий из цепочек молекул бета-D-глюкозы, соединенных бета-1,4-гликозидными связями. Цепочки, в свою очередь, объединены в пучки (волокна). Волокна организованы таким образом, что гидрофильные группы целлюлозных цепочек защищены от внешних воздействий. Волокна, кроме того, окружены оболочкой, в состав которой входят воск и пектин. Все это придает целлюлозным волокнам механическую прочность, делает их нерастворимыми в воде и устойчивыми к различным химическим воздействиям.
Разлагать целлюлозу в анаэробных и аэробных условиях способны эубактерии, относящиеся к разным таксономическим группам (см. " Бактерии, разрушающие целлюлозу ").
Клетчатка предупреждает развитие полипов и рака толстой кишки . Механизмы защитного действия клетчатки сложны и до конца не изучены. Клетчатка связывает окисленные желчные кислоты и ускоряет продвижение пищевых масс по кишечнику. При ее расщеплении образуются антиканцерогенные вещества - например, масляная кислота . Клетчатка связывает также вещества, обладающие эстрогенным и андрогенным действием; возможно, при ее высоком содержании в рационе снижается риск рака молочной и рака предстательной железы .
Клетчатка уменьшае риск рака ободочной кишки .
Ссылки:
Все ссылкиmedbiol.ru
