Углеводы и их роль в жизнедеятельности клетки

Урок биологии 10 класс

Тема урока. Углеводы и их роль в жизнедеятельности клетки

Цель. Продолжить  у учащихся формирование знаний о химическом составе клетки на основе общей характеристики органических веществ; изучить классификацию, особенности строения и физиологические функции углеводов, устанавливать связи между строением и функциями веществ.

Ход урока

Повторение. Задание.  Указать  верные утверждения.

1.      Растворяющиеся в воде вещества называют гидрофильными.

2.      Вода – универсальный растворитель.

3.      Капиллярный кровоток происходит за счет сил поверхностного натяжения воды, содержащейся в воде.

4.      Аминокислоты – гидрофобные вещества.

5.      Кислотность раствора определяется концентрацией в нем ионов водорода.

6.      Способность поддерживать рН среды на постоянном уровне составляет сущность буферной смеси.

7.      Железо входит в состав гормона инсулина.

8.      Костная ткань человека содержит соли натрия и кремния.

9.      Равномерное распределение тепла по всему организму обеспечивает высокая теплопроводность воды.

10.  Жиры – гидрофильные вещества.

Ключ.1, 2, 3,5,6,9

Изучение нового материала.

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) стр34

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) стр.35

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). Стр.36

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.

Закрепление знаний.

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?

Домашнее задание. Параграф 9, вопросы