Неорганические вещества клетки 9 класс тест: Тест по биологии для 9 класса «неорганические вещества клетки»

Углеводы

Почти все организмы используют углеводы в качестве источников энергии. Кроме того, некоторые углеводы служат структурными материалами. Углеводы — это молекулы, состоящие из углерода, водорода и кислорода; отношение атомов водорода к атомам кислорода и углерода составляет 2:1.

Простые углеводы, обычно называемые сахарами, могут быть моносахаридами , если они состоят из одиночных молекул, или дисахаридами , если они состоят из двух молекул. Самый важный моносахарид – глюкоза, углевод с молекулярной формулой C ₆ H ₁₂ O ₆ . Глюкоза является основной формой топлива в живых существах. В многоклеточных организмах он растворим и транспортируется жидкостями организма во все клетки, где метаболизируется с высвобождением энергии. Глюкоза является исходным материалом для клеточного дыхания и основным продуктом фотосинтеза (см. главы 5 и 6).

В живых организмах также содержатся три важных дисахарида: мальтоза, сахароза и лактоза. Мальтоза представляет собой комбинацию двух единиц глюкозы, ковалентно связанных. Столовый сахар сахароза образуется путем связывания глюкозы с другим моносахаридом, называемым 9.0470 фруктоза. (На рис. 2-2 показано, что при синтезе сахарозы образуется молекула воды. Поэтому этот процесс называется реакцией дегидратации. добавляется вода.) Лактоза состоит из единиц глюкозы и галактозы.

Рисунок 2-2      Молекулы глюкозы и фруктозы объединяются, образуя дисахарид сахарозу.

Сложные углеводы известны как полисахариды. Полисахариды образуются путем связывания бесчисленных моносахаридов. Одним из наиболее важных полисахаридов является крахмал, который состоит из сотен или тысяч звеньев глюкозы, связанных друг с другом. Крахмал служит формой хранения углеводов. Большая часть населения мира удовлетворяет свои потребности в энергии за счет крахмала в виде риса, пшеницы, кукурузы и картофеля.

Двумя другими важными полисахаридами являются гликоген и целлюлоза. Гликоген также состоит из тысяч звеньев глюкозы, но эти звенья связаны иначе, чем в крахмале. Гликоген – это форма, в которой глюкоза хранится в печени человека. Целлюлоза используется главным образом как структурный углевод. Он также состоит из единиц глюкозы, но эти единицы не могут высвобождаться друг из друга, за исключением нескольких видов организмов. Древесина состоит в основном из целлюлозы, как и клеточные стенки растений. Хлопчатобумажная ткань и бумага являются товарными целлюлозными продуктами.

Липиды

Липиды представляют собой органические молекулы, состоящие из атомов углерода, водорода и кислорода. Отношение атомов водорода к атомам кислорода в липидах значительно выше, чем в углеводах. К липидам относятся стероиды (материал, из которого состоят многие гормоны), воски и жиры.

Молекулы жира состоят из молекулы глицерина и одной, двух или трех молекул жирных кислот (см. рис. 2-3). Молекула глицерина содержит три гидроксильных (–ОН) группы. А жирная кислота представляет собой длинную цепь атомов углерода (от 4 до 24) с карбоксильной (–COOH) группой на одном конце. Жирные кислоты в жире могут быть как одинаковыми, так и разными. Они связаны с молекулой глицерина в процессе, который включает удаление воды.

Некоторые жирные кислоты имеют в своих молекулах одну или несколько двойных связей. Жиры, в состав которых входят эти молекулы, представляют собой ненасыщенных жиров. Другие жирные кислоты не имеют двойных связей. Жиры, в состав которых входят эти жирные кислоты, составляют насыщенных жиров. В большинстве ситуаций, связанных со здоровьем человека, потребление ненасыщенных жиров предпочтительнее потребления насыщенных жиров.

Жиры, хранящиеся в клетках, обычно образуют прозрачные капли масла, называемые глобулами , поскольку жиры не растворяются в воде. Растения часто хранят жиры в своих семенах, а животные запасают жиры в виде крупных прозрачных глобул в клетках жировой ткани. Жиры в жировой ткани содержат много концентрированной энергии. Следовательно, они служат резервным источником энергии для организма. Фермент липаза расщепляет жиры на жирные кислоты и глицерин в пищеварительной системе человека.

Рисунок 2-3      Молекула жира состоит из соединения молекулы глицерина с тремя молекулами жирных кислот. (Для сравнения показаны две насыщенные жирные кислоты и одна ненасыщенная жирная кислота.) Сконструированная молекула находится внизу.

Белки

Белки , одни из самых сложных органических соединений, состоят из аминокислот (см. рис. 2-4), которые содержат атомы углерода, водорода, кислорода и азота. Некоторые аминокислоты также содержат атомы серы, фосфора или других микроэлементов, таких как железо или медь.

Рисунок 2-4      Структура и химический состав аминокислот. Когда две аминокислоты соединяются в дипептид, -OH одной аминокислоты удаляется, а -H второй удаляется. Итак, вода удалена. Дипептидная связь (справа) образуется для соединения аминокислот.

Многие белки огромны и чрезвычайно сложны. Однако все белки состоят из длинных цепочек относительно простых аминокислот. Существует 20 видов аминокислот. Каждая аминокислота (см. иллюстрацию слева на рис. 2-4) имеет аминогруппу (–NH ₂ ), карбоксильную группу (–COOH) и группу атомов, называемую группой –R (где R обозначает радикал ). Аминокислоты различаются в зависимости от природы группы –R, как показано на средней иллюстрации рисунка 2-4. Примерами аминокислот являются аланин, валин, глутаминовая кислота, триптофан, тирозин и гистидин.

Удаление молекул воды связывает аминокислоты с образованием белка. Процесс называется дегидратационным синтезом, и побочным продуктом синтеза является вода. Связей между аминокислотами 9.Пептидные связи 0470, и малые белки часто называют пептидами .

Все живые существа зависят от белков в своем существовании. Белки являются основными молекулами, из которых построены живые существа. Одни белки растворены или взвешены в водном веществе клеток, другие включены в различные структуры клеток. Белки также используются в качестве поддерживающих и укрепляющих материалов в тканях вне клеток. Кости, хрящи, сухожилия и связки состоят из белков.

Одной из основных функций белков является фермент. Ферменты катализируют химические реакции, происходящие внутри клеток. Они не расходуются в реакции; скорее, они остаются доступными для катализа последующих реакций.

Каждый вид производит белки, уникальные для этого вида. Информация для синтеза уникальных белков находится в ядре клетки. Так называемый генетический код определяет последовательность аминокислот в белках. Следовательно, генетический код регулирует химию, происходящую внутри клетки. Белки также могут служить резервным источником энергии для клетки. Когда аминогруппа удаляется из аминокислоты, полученное соединение становится богатым энергией.

Нуклеиновые кислоты

Как и белки, нуклеиновые кислоты представляют собой очень большие молекулы. Нуклеиновые кислоты состоят из более мелких единиц, называемых нуклеотидов. Каждый нуклеотид содержит молекулу углевода (сахара), фосфатную группу и азотсодержащую молекулу, которая по своим свойствам является азотистым основанием .

Живые организмы содержат две важные нуклеиновые кислоты. Один тип — дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК. Другой — рибонуклеиновая кислота, или РНК. ДНК находится в основном в ядре клетки, тогда как РНК находится как в ядре, так и в цитоплазме, полужидком веществе, составляющем объем клетки (см. главу 3).

ДНК и РНК отличаются друг от друга своими компонентами. ДНК содержит углевод дезоксирибозу, а РНК — рибозу. Кроме того, ДНК содержит основание тимин, а РНК — урацил. Структура ДНК и ее значение для клеточной жизни исследуются в главе 10.