Номер 3, страница 145 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

3. Охарактеризуйте роль жиров в организме животных. Приведите уравнения реакций, поясняющих превращение жиров в организме.

Решение

Роль жиров в организме животных

Жиры (липиды), в частности триглицериды, выполняют в организме животных множество жизненно важных функций:

1. Энергетическая функция. Жиры являются наиболее энергоемкими органическими веществами. При полном окислении 1 грамма жира выделяется около 38,9 кДж (9,3 ккал) энергии, что примерно в два раза больше, чем при окислении 1 грамма белков или углеводов. Эта энергия используется для всех процессов жизнедеятельности.

2. Структурная (строительная) функция. Фосфолипиды и холестерин являются ключевыми компонентами клеточных мембран, определяя их проницаемость и эластичность. Липиды входят в состав нервной ткани, образуя миелиновые оболочки нервных волокон.

3. Запасающая функция. Жиры откладываются в жировой ткани (подкожная клетчатка, сальники) в качестве основного запасного источника энергии. Организм использует эти запасы при недостатке пищи или при длительных физических нагрузках.

4. Защитная функция. Подкожный жировой слой выполняет функцию терморегуляции, предохраняя организм от переохлаждения (особенно важно для морских млекопитающих, таких как киты и тюлени). Жировые прослойки вокруг внутренних органов (сердца, почек) защищают их от механических повреждений (ударов, сотрясений).

5. Регуляторная функция. Некоторые жиры и жироподобные вещества (стероиды) являются предшественниками для синтеза гормонов (например, половых гормонов, кортикостероидов) и витаминов (витамин D). Жиры необходимы для усвоения жирорастворимых витаминов (A, D, E, K).

6. Источник эндогенной воды. При окислении жиров образуется значительное количество воды (при окислении 100 г жира образуется около 107 г воды). Это имеет особое значение для животных, обитающих в засушливых условиях (например, верблюдов, у которых жир в горбах служит именно этой цели).

Уравнения реакций, поясняющих превращение жиров в организме

Основные химические превращения жиров в организме животных включают их расщепление (гидролиз) в пищеварительной системе и последующее окисление в клетках с выделением энергии.

1. Гидролиз жиров (липолиз). В тонком кишечнике под действием фермента липазы, выделяемого поджелудочной железой, и в присутствии желчи жиры (триглицериды) гидролизуются до глицерина и высших карбоновых кислот. Этот процесс можно представить общим уравнением:

$ \begin{matrix} \text{CH}_2 - \text{O} - \text{CO} - \text{R}_1 \\ | \\ \text{CH} - \text{O} - \text{CO} - \text{R}_2 \\ | \\ \text{CH}_2 - \text{O} - \text{CO} - \text{R}_3 \end{matrix} + 3\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{липаза, желчь}} \begin{matrix} \text{CH}_2 - \text{OH} \\ | \\ \text{CH} - \text{OH} \\ | \\ \text{CH}_2 - \text{OH} \end{matrix} + \begin{matrix} \text{R}_1\text{COOH} \\ \text{R}_2\text{COOH} \\ \text{R}_3\text{COOH} \end{matrix} $
Триглицерид (жир)ВодаГлицеринЖирные кислоты

где $ \text{R}_1, \text{R}_2, \text{R}_3 $ — углеводородные радикалы жирных кислот.

2. Полное окисление жиров. В клетках организма глицерин и жирные кислоты подвергаются дальнейшим превращениям. Жирные кислоты проходят сложный многостадийный процесс β-окисления, а затем продукты этого процесса (ацетил-КоА) окисляются в цикле Кребса до углекислого газа и воды с выделением большого количества энергии в виде АТФ. Суммарное уравнение полного окисления жира, например, трипальмитина (триглицерида пальмитиновой кислоты, $ \text{C}_{15}\text{H}_{31}\text{COOH} $), выглядит следующим образом:

$ 2\text{C}_{51}\text{H}_{98}\text{O}_6 + 145\text{O}_2 \rightarrow 102\text{CO}_2 + 98\text{H}_2\text{O} + \text{Энергия (АТФ)} $

Это уравнение показывает, что для окисления жиров требуется большое количество кислорода, и в результате образуются конечные продукты метаболизма — углекислый газ и вода, а также выделяется энергия, необходимая организму.

Ответ:

Жиры в организме животных выполняют энергетическую, структурную, запасающую, защитную, регуляторную функции и служат источником эндогенной воды. Основные химические превращения жиров — это их ферментативный гидролиз в пищеварительном тракте на глицерин и жирные кислоты, и последующее полное окисление этих продуктов в клетках до углекислого газа и воды с высвобождением большого количества энергии. Уравнение гидролиза: $ \text{Жир} + 3\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Глицерин} + 3\text{Жирные кислоты} $. Суммарное уравнение окисления (на примере трипальмитина): $ 2\text{C}_{51}\text{H}_{98}\text{O}_6 + 145\text{O}_2 \rightarrow 102\text{CO}_2 + 98\text{H}_2\text{O} + \text{Энергия} $.