§7. Липиды, их строение и функции
§7. Вспомните.
Задание №1
Какие соединения называют гидрофильными?
Ответ:
Гидрофильность — характеристика интенсивности молекулярного взаимодействия вещества с водой, способность хорошо впитывать воду, а также высокая смачиваемость поверхностей водой.
Задание №2
Что такое низкомолекулярные вещества?
Ответ:
Низкомолекулярные вещества − состоящие из малого количества атомов, например вода, кислород, йод и так далее.
Задание №3
Какие продукты питания богаты жирами?
Ответ:
Практически все продукты рациона человека, за исключением сахара, меда, соков, алкоголя, содержат жиры. Наибольшие количества жиров – более 40 г на 100 г продукта – содержат масла, маргарины, сало, свиной шпик, орехи, семечки, жирная свинина, мясо утки, рыбий жир, печень трески, сырокопченые колбасы, майонез, белый шоколад.
Подумайте.
Задание №1
Почему борщ имеет красный цвет, а капли жира на его поверхности жёлтые?
Ответ:
Цвет борща зависит главным образом от свеклы. В свекле содержится бетацианин (водорастворимый). Капли жира имеют жёлтый цвет за счёт каратиноидов.
Тренируемся.
Задание №1
Какие органические вещества относят к липидам? Приведите примеры.
Ответ:
В состав липидов входят различные вещества (например, жиры). Эти вещества имеют разную структуру, но их объединяет то, что все они — гидрофобные соединения, нерастворимые в воде (полярный растворитель). При этом липиды достаточно хорошо растворимы в неполярных органических растворителях (хлороформе, бензоле, эфире). К липидам относятся воски, триглицериды, холестерин, жирные кислоты, фосфолипиды, гликолипиды.
Задание №2
Какова типичная структура молекулы нейтрального жира?
Ответ:
Типичная структура молекулы нейтрального жира − эфиры трёхатомного спирта глицерина и жирных (карбоновых) кислот, с числом углеродных атомов от 14 до 22 (чаще всего их 16 или 18). Если все гидроксильные группы глицерина связаны эфирными связями с жирными кислотами, образуются триглицериды, если только две или одна — диглицериды и моноглицериды соответственно.
Задание №3
Каковы основные функции липидов?
Ответ:
Для липидов характерны функции:
• строительная (состав биологических мембран);
• энергетическая (расщепление липидов дает вдвое больше энергии, чем расщепление углеводов);
• запасающая (в виде липидов хранится значительная часть энергетических запасов организма);
• участие в метаболизме (витамин Д играет ключевую роль в обмене кальция и фосфора).
Задание №4
Чем отличаются фосфолипиды от остальных групп сложных липидов? Какова их основная функция?
Ответ:
Фосфолипиды являются эфирами глицерина и жирных кислот, но в их молекулах с последними связаны только две спиртовые группы глицерина, а третья образует эфирную связь с остатком фосфорной кислоты. Обычно она образует дополнительную эфирную связь с низкомолекулярными спиртами, и на том, с какими именно, основано выделение различных классов фосфолипидов.Таким образом, в составе молекул всех фосфолипидов имеются гидрофобная (остатки жирных кислот) и гидрофильная (фосфорная кислота и присоединённый к ней спирт) части. Именно поэтому эти молекулы могут контактировать как с полярными, так и с неполярными растворителями (такие вещества называют амфифильными). В воде и водных растворах фосфолипиды самопроизвольно формируют различные структуры: мицеллы, или капли, в которых остатки жирных кислот (гидрофобные хвосты) обращены внутрь,а полярные головки — в раствор; липосомы — двухслойные фосфолипидные пузырьки, внутренний объём которых заполнен водой; протяжённые плоские бислои — основу всех биологических мембран. Такие мембраны окружают клетки, создавая гидрофобный барьер между внутриклеточным содержимым и наружной средой, а мембраны клеточных органоидов отделяют их содержимое от цитоплазмы и делят клетку на отсеки — компартменты.
Совершенствуемся.
Задание №1
Подсчитайте, сколько молекул воды образуется при окислении стеариновой жирной кислоты (общая формула С18Н36О2) кислородом? Напишите уравнение. Что ещё образуется при окислении стеариновой кислоты?
Ответ:
Уравнение:
C17H35COOH +26 O2 =18 CO2 +18 H2O .
Образуется 18 молекул воды и 18 молекул углекислого газа.
Задание №2
Известно, что при окислении жиров выделяется примерно в 2 раза больше энергии, чем при окислении углеводов и белков. Почему жиры так богаты энергией?
Ответ:
При окислении жиров выделяется два раза больше энергии, чем при окислении углеводов и белков. Молекулы жиров и углеводов построены из атомов углерода, водорода и кислорода, но окисляться могут только атомы углерода и водорода. Поэтому, чем меньше кислорода (и, соответственно, чем больше углерода и водорода) содержится в молекулах окисляемых веществ, тем больше энергии высвобождается в результате окисления.
Например, в молекуле жира тристеарата С3Н5(С17Н35СОО)3 на 6 атомов кислорода приходится 57 атомов углерода и 110 атомов водорода.
Обсуждаем.
Задание №1
Известно, что для быстрого наращивания массы мышц некоторые спортсмены употребляют анаболические стероиды — искусственные аналоги стероидных гормонов коры надпочечников (кортикостероидов). Обсудите с одноклассниками, опасно ли это для здоровья. Почему?
Ответ:
Прием анаболитических стероидов опасен своими побочными действиями. Побочными эффектами могут быть заболевания печени, артериальная гипертензия, повышение уровня холестерина в крови, что существенно повышает риск сердечно−сосудистых заболеваний; бесплодие, акне, нарушение функции почек и печени, у женщин − нарушения менструального цикла и др. Кроме того, последствиями приема анаболических стероидов могут быть психологическая зависимость, депрессии, резкая смена настроений и агрессивное поведение.
Проводим исследование.
Задание №1
Выполните лабораторную работу «Обнаружение липидов с помощью качественной реакции» на с. 200.
Цель: показать наличие липидов в биологических объектах.
Оборудование: штатив с пробирками, водяная баня, мерный стакан объёмом 50 мл.
Реактивы: подсолнечное (или любое растительное) масло, 10 %−ный раствор гидроксида натрия, плод фенхеля.
Ход работы:
1. В пробирку налейте 1 мл растительного масла, прибавьте щепотку ванилина и прилейте 4—5 капель 10 %−ного NaOH. Нагрейте на водяной бане. Наблюдается жёлто−оранжевая окраска.
2. Плод фенхеля поместите на поверхность дистиллированной воды, при этом он начнёт непрерывно вращаться.
3. Внесите на поверхность дистиллированной воды небольшое количество растительного масла — движение фенхеля мгновенно прекратится.
4. Запишите результаты эксперимента и сделайте вывод
Ответ:
1. В пробирке мы можем наблюдать желто−оранжевую окраску, так как это является качественной реакцией на липиды.
2. Плод фенхеля поместили на поверхность дистиллированной воды, при этом он начал непрерывно вращаться.
3. Внесли на поверхность дистиллированной воды небольшое количество растительного масла — движение фенхеля мгновенно прекратилось, так как растительное масло не растворяется в воде.
4. Вывод: этот опыт показывает наличие липидов в клетках организма.
