Номер 10, страница 123 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

10. Подготовьте сообщение о составе и биологической роли одного из классов биологически активных соединений (по выбору): а) белки; б) жиры; в) углеводы.

а) белки

Белки (протеины) — это высокомолекулярные природные полимеры, являющиеся основой жизни и выполняющие множество важнейших функций в живых организмах.

Состав белков:
Мономерами, из которых построены белки, являются α-аминокислоты. В состав природных белков входит 20 стандартных аминокислот. Каждая аминокислота имеет общую структуру: аминогруппу ($–NH_2$), карбоксильную группу ($–COOH$) и боковую цепь (радикал, $R$), которой аминокислоты и различаются между собой. Общая формула аминокислоты: $R–CH(NH_2)–COOH$.
Аминокислоты соединяются друг с другом в длинные полипептидные цепи с помощью пептидных связей ($–CO–NH–$). Последовательность аминокислот в цепи определяет уникальные свойства и функции белка.

Выделяют четыре уровня структурной организации белковой молекулы:
1. Первичная структура — линейная последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи.
2. Вторичная структура — локальное сворачивание полипептидной цепи в α-спирали или β-складчатые листы за счет водородных связей между пептидными группами.
3. Третичная структура — трехмерная пространственная укладка полипептидной цепи в компактную глобулу. Эта структура стабилизирована различными типами связей между радикалами аминокислот (дисульфидными, ионными, водородными) и гидрофобными взаимодействиями.
4. Четвертичная структура — объединение нескольких полипептидных цепей (субъединиц) в единый белковый комплекс (например, гемоглобин состоит из четырех субъединиц).

Биологическая роль белков:
Функции белков чрезвычайно разнообразны:
- Структурная (строительная): являются основным компонентом клеточных и внеклеточных структур (коллаген — в костях и хрящах, кератин — в волосах и ногтях).
- Каталитическая (ферментативная): все ферменты являются белками. Они ускоряют биохимические реакции в клетках (например, пепсин в желудке расщепляет белки).
- Транспортная: переносят различные вещества (гемоглобин транспортирует кислород, альбумины — жирные кислоты).
- Защитная: антитела (иммуноглобулины) обезвреживают чужеродные агенты; фибрин участвует в свертывании крови.
- Регуляторная: многие гормоны имеют белковую природу (инсулин регулирует уровень глюкозы в крови).
- Двигательная: белки актин и миозин обеспечивают сокращение мышц.
- Энергетическая: при расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии. Эта функция реализуется при недостатке углеводов и жиров.

Ответ: Белки — это биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты, соединенные пептидными связями. Они имеют сложную пространственную структуру и выполняют в организме ключевые функции: строительную, каталитическую, транспортную, защитную, регуляторную, двигательную и энергетическую.

б) жиры

Жиры (триглицериды) — это одна из основных групп липидов, широко распространенная в природе. Они представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот.

Состав жиров:
Молекула жира состоит из одного остатка глицерина и трех остатков жирных кислот. Жирные кислоты, входящие в состав жиров, делятся на:
- Насыщенные: не имеют двойных связей в углеводородной цепи (например, пальмитиновая, стеариновая). Жиры, богатые насыщенными кислотами, обычно твердые при комнатной температуре (животные жиры: сливочное масло, сало).
- Ненасыщенные: содержат одну или несколько двойных связей (например, олеиновая, линолевая). Жиры с преобладанием ненасыщенных кислот обычно жидкие (растительные масла: подсолнечное, оливковое).
К классу липидов, помимо жиров, относятся также фосфолипиды (основа клеточных мембран), воски и стероиды (например, холестерин и стероидные гормоны).

Биологическая роль жиров:
Жиры и другие липиды выполняют в организме следующие функции:
- Энергетическая: являются наиболее концентрированным источником энергии. При окислении 1 г жира выделяется 38,9 кДж энергии, что более чем в два раза превышает энергетическую ценность белков и углеводов.
- Запасающая: избыток питательных веществ в организме откладывается в виде жира в жировой ткани, формируя энергетический резерв.
- Структурная: фосфолипиды образуют основу всех биологических мембран, обеспечивая их барьерные и транспортные свойства.
- Защитная и терморегуляционная: слой подкожного жира предохраняет внутренние органы от механических повреждений (амортизация) и защищает организм от переохлаждения, являясь хорошим теплоизолятором.
- Регуляторная: являются предшественниками для синтеза стероидных гормонов (половые гормоны, кортикостероиды) и жирорастворимых витаминов (A, D, E, K).
- Источник эндогенной воды: при окислении 100 г жира образуется около 107 г воды, что имеет большое значение для обитателей засушливых регионов (например, верблюдов).

Ответ: Жиры — это сложные эфиры глицерина и жирных кислот. Их главные биологические роли: энергетическая (основной источник энергии), запасающая, структурная (компоненты мембран), защитная (теплоизоляция и амортизация) и регуляторная (предшественники гормонов и витаминов).

в) углеводы

Углеводы (сахариды) — обширный класс органических соединений, состав которых в большинстве случаев соответствует общей формуле $C_n(H_2O)_m$. Они являются важным компонентом всех живых организмов.

Состав и классификация углеводов:
Углеводы делятся на три основные группы:
1. Моносахариды (простые сахара) — являются мономерами для более сложных углеводов и не гидролизуются. Наиболее важные представители — гексозы ($C_6H_{12}O_6$), такие как глюкоза, фруктоза и галактоза, а также пентозы ($C_5H_{10}O_5$) — рибоза и дезоксирибоза, входящие в состав нуклеиновых кислот.
2. Олигосахариды — состоят из 2–10 остатков моносахаридов. Наиболее распространены дисахариды ($C_{12}H_{22}O_{11}$), например, сахароза (тростниковый сахар), лактоза (молочный сахар) и мальтоза (солодовый сахар).
3. Полисахариды — высокомолекулярные полимеры, состоящие из сотен и тысяч остатков моносахаридов. К ним относятся крахмал и гликоген (запасающие функции), а также целлюлоза и хитин (структурные функции).

Биологическая роль углеводов:
Функции углеводов в живых организмах:
- Энергетическая: являются основным и наиболее легкодоступным источником энергии. При окислении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж энергии. Глюкоза — универсальное "топливо" для клеток, особенно для мозга и мышц.
- Структурная: входят в состав опорных тканей. Целлюлоза образует клеточные стенки растений, а хитин — клеточные стенки грибов и наружный скелет членистоногих. Углеводы также являются компонентами клеточных мембран животных (гликокаликс).
- Запасающая: служат формой хранения энергии. У растений это крахмал, у животных и грибов — гликоген, который откладывается в печени и мышцах.
- Защитная: вязкие секреты (слизи), богатые сложными углеводами, защищают стенки органов (желудка, бронхов) от повреждений.
- Рецепторная: углеводные компоненты на поверхности клеток участвуют в межклеточном распознавании и взаимодействии.
- Компонент нуклеиновых кислот: пентозы рибоза и дезоксирибоза являются неотъемлемой частью структуры РНК и ДНК соответственно.

Ответ: Углеводы — это органические соединения, классифицируемые на моно-, олиго- и полисахариды. Они выполняют важнейшие биологические функции: энергетическую (главный источник энергии), структурную (компоненты клеточных стенок и ДНК/РНК), запасающую (крахмал, гликоген) и рецепторную.