Целлюлоза является полисахаридом. Химические свойства полисахаридов. Химические свойства целлюлозы

К каким экологическим последствиям могут привести лесные пожары?

Элементы ответа:

1) к исчезновению некоторых видов животных и растений;

2) к изменению состава биоценоза, смене экосистемы

Известно, что при высокой температуре окружающей среды кожа лица краснеет, а при низкой бледнеет. Объясните, почему это происходит.

Элементы ответа:

1) сосуды кожи при высокой температуре рефлекторно расширяются, кровь приливает к коже, она краснеет;

2) при низкой температуре сосуды кожи, напротив, рефлекторно сужаются, крови в них становится меньше и кожа бледнеет

Малярия – заболевание человека, в результате которого развивается малокровие. Кем оно вызвано? Объясните причину малокровия.

Элементы ответа:

По каким признакам можно определить венозное кровотечение?

Элементы ответа:

1) при венозном кровотечении кровь имеет тёмно-красный цвет;

2) кровь вытекает из раны ровной струёй, без толчков

С какой целью при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий применяют дрожжевые грибы? Какой процесс при этом происходит?

Элементы ответа:

1) дрожжи, питаясь сахаром, превращают его в спирт и углекислый газ, этот процесс называют брожением;

2) этот процесс используют в хлебопечении, так как выделяемый углекислый газ способствует поднятию теста.

Для установления причины наследственного заболевания исследовали клетки больного и обнаружили изменение длины одной из хромосом. Какой метод исследования позволил установить причину данного заболевания? С каким видом мутации оно связано?

Элементы ответа:

1) причина болезни установлена с помощью цитогенетического метода;

2) заболевание вызвано хромосомной мутацией – утратой или присоединением фрагмента хромосомы

Объясните, почему кровь в сердце течёт только в одном направлении.

Элементы ответа:

1) между предсердиями и желудочками находятся створчатые клапаны, а на границе между желудочками и артериями – полулунные клапаны;

2) клапаны открываются только в одном направлении и предотвращают обратный ток крови

В какой области научно-практической деятельности человек применяет анализирующее скрещивание и с какой целью?

Элементы ответа:

1) в селекции растений и животных;

2) при выведении новых сортов или пород, если необходимо выяснить генотип особи, обладающей доминантным признаком

На рисунке изображён стрелолист с листьями разных форм (1, 2, 3). Какая форма изменчивости характерна для разнообразия этих листьев? Объясните причину их появления. Какую форму листьев будет иметь стрелолист, выросший на отмели?

Элементы ответа :

1) разнообразие форм листьев у одного растения – это модификационная изменчивость;

2) листья растения развивались в разных средах и условиях жизни, поэтому у него сформировались листья разных форм;

3) стрелолист на отмели будет иметь стреловидные листья

Какой критерий вида свидетельствует о принадлежности изображённых на рисунке бабочек к одному виду? При какой форме отбора и почему увеличивается число тёмноокрашенных бабочек в местности, где промышленное производство преобладает над аграрным? Ответ обоснуйте.

Элементы ответа:

1) морфологический критерий – проявляется в окраске покровов тела бабочек, сходных по форме и размерам крыльев, усиков и частей тела;

2) движущая форма отбора – сохраняет тёмноокрашенных бабочек;

3) тёмная окраска крыльев служит условием для выживания в промышленных районах: так как тёмноокрашенные бабочки в меньшей мере заметны на тёмных стволах деревьев, их реже склёвывают птицы

Какой орган человека обозначен на рисунке цифрой 4? Какое строение он имеет? Объясните выполняемые им функции, исходя из его строения.

Элементы ответа :

1) орган – трахея;

2) стенки трахеи образованы хрящевыми полукольцами, задняя стенка мягкая;

3) через трахею проходит воздух к бронхам и лёгким, хрящевые полукольца не позволяют трахее спадаться;

4) мягкая задняя стенка прилегает к пищеводу и не препятствует прохождению по нему пищи

Назовите структуры, обозначенные на рисунке буквами А и Б. Какие функции выполняют эти структуры? Какая часть слухового анализатора обеспечивает передачу нервного импульса?

Элементы ответа :

1) А – орган равновесия (полукружные каналы); Б – слуховая труба (евстахиева труба);

2) орган равновесия определяет положение тела в пространстве;

3) слуховая труба обеспечивает выравнивание давления в среднем и наружном ухе;

4) проводниковая часть – слуховой нерв обеспечивает передачу нервного импульса (возбуждения)

Определите фазу и тип деления клетки, изображённой на рисунке. Дайте обоснованный ответ, приведите соответствующие доказательства.

Элементы ответа :

1) метафаза первого деления, мейоз I;

2) в метафазе I хромосомы расположены над и под плоскостью экватора;

3) гомологичные хромосомы располагаются в виде бивалентов, что характерно для мейоза I

Назовите плод, разрез которого изображён на рисунке. Какие элементы строения обозначены на рисунке цифрами 1, 2 и 3 и какие функции они выполняют?

Элементы ответа :

1) плод – зерновка;

2) 1 – эндосперм – запасание органических веществ;

3) 2 – семядоля (часть зародыша) – транспорт питательных веществ из эндосперма при прорастании семени;

4) 3 – зародыш (зародышевый корешок, стебелёк, почечка) – даёт начало новому растению

Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений,

1. В благоприятных условиях бактерии образуют споры. 2. С помощью спор у бактерий происходит бесполое размножение. 3. В экосистеме гнилостные бактерии разрушают азотсодержащие органические соединения мёртвых тел, превращая их в перегной. 4. Минерализующие бактерии разлагают сложные органические соединения перегноя до простых неорганических веществ. 5. Небольшая группа бактерий имеет хлоропласты, при участии которых происходит фотосинтез.

Элементы ответа:

1) 1 – споры образуются у бактерий при неблагоприятных условиях;

2) 2 – споры у бактерий не выполняют функцию размножения, а способствуют перенесению неблагоприятных условий;

3) 5 – бактерии не содержат хлоропластов

в которых они сделаны, исправьте их.

1. Полисахарид целлюлоза выполняет в клетке растения резервную, запасающую функцию. 2. Накапливаясь в клетке, углеводы выполняют главным образом регуляторную функцию. 3. У членистоногих полисахарид хитин формирует покровы тела. 4. У растений клеточные стенки образованы полисахаридом крахмалом. 5. Полисахариды обладают гидрофобностью.

Элементы ответа

1) 1 – полисахарид целлюлоза выполняет в клетке растения структурную функцию (образует клеточную стенку);

2) 2 – накапливаясь, углеводы в клетке выполняют главным образом энергетическую (запасающую) функцию;

3) 4 – клеточные стенки образованы полисахаридом целлюлозой

Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений,

в которых они сделаны, исправьте их.

1. При недостатке поступления в организм человека йода нарушается синтез тироксина. 2. Недостаточное количество тироксина в крови снижает интенсивность обмена веществ, замедляет ритм сердечных сокращений. 3. В детском возрасте недостаток тироксина приводит к быстрому росту ребёнка. 4. При избыточной секреции щитовидной железы ослабляется возбудимость нервной системы. 5. Функции щитовидной железы регулируются корой больших полушарий.

Элементы ответа: ошибки допущены в предложениях:

1) 3 – недостаток тироксина приводит к задержке роста (карликовость);

2) 4 – при избыточной секреции гормона щитовидной железы усиливается возбудимость нервной системы;

3) 5 – функции щитовидной железы регулируются гипофизом

Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений,

в которых они сделаны, исправьте их.

1. В мейозе происходит два следующих друг за другом деления. 2. Между двумя делениями имеется интерфаза, в которой происходит репликация. 3. В профазе первого деления мейоза происходит конъюгация и кроссинговер. 4. Кроссинговер – это сближение гомологичных хромосом. 5. Результатом конъюгации служит образование кроссоверных хромосом.

Элементы ответа: ошибки допущены в предложениях:

1) 2 – между двумя делениями мейоза в интерфазе репликация отсутствует;

2) 4 – кроссинговер – это обмен генами между гомологичными хромосомами;

3) 5 – результатом конъюгации служит сближение гомологичных хромосом и образование пар (бивалентов)

1. Генеалогический метод, используемый в генетике человека, основан на изучении родословного древа. 2. Благодаря генеалогическому методу были установлены типы наследования конкретных признаков. 3. Близнецовый метод позволяет прогнозировать рождение однояйцовых близнецов. 4. При использовании цитогенетического метода устанавливают наследование у человека групп крови. 5. Характер наследования гемофилии (плохой свёртываемости крови) был установлен путём изучения строения и числа хромосом. 6. В последние годы показано, что достаточно часто многие наследственные патологии у человека связаны с нарушением обмена веществ. 7. Известны аномалии углеводного, аминокислотного, липидного и других типов обмена.

Элементы отв ета: ошибки допущены в предложениях:

1) 3 – близнецовый метод не позволяет прогнозировать рождение близнецов, а даёт возможность изучать взаимодействие генотипа и факторов среды, их влияние на формирование фенотипа;

2) 4 – цитогенетический метод не позволяет установить группы крови, а позволяет выявить геномные и хромосомные аномалии;

3) 5 – характер наследования гемофилии был установлен путём составления и анализа родословного древа

Найдите три ошибки в приведенном тексте. Укажите предложения, в которых сделаны ошибки, и исправьте их.

1. Железы внутренней секреции имеют протоки, по которым секрет поступает в кровь. 2. Эндокринные железы выделяют биологически активные регуляторные вещества – гормоны. 3. Все гормоны по химической природе являются белками. 4. Инсулин – гормон поджелудочной железы. 5. Он регулирует содержание глюкозы в крови. 6. При недостатке инсулина концентрация глюкозы в крови уменьшается. 7. При недостатке инсулина развивается заболевание сахарный диабет.

Элементы ответа : ошибки допущены в предложениях:

1) 1 – железы внутренней секреции не имеют протоков, а выделяют секрет непосредственно в кровь;

2) 3 – гормоны могут быть не только белками, но и другими органическими веществами (липидами);

3) 6 – при недостатке инсулина концентрация глюкозы в крови повышается

Найдите три ошибки в приведенном тексте. Укажите предложения, в которых сделаны ошибки, и исправьте их.

1. Родство человека и животных подтверждается наличием у них рудиментов и атавизмов, которые относят к сравнительно-анатомическим доказательствам эволюции. 2. Рудименты – это признаки, крайне редко встречающиеся у человека, но имеющиеся у животных. 3. К рудиментам человека относят аппендикс, обильный волосяной покров на теле человека, полулунную складку в уголке глаз. 4. Атавизмы – это признаки возврата к признакам предков. 5. В норме у человека эти гены блокируются и не «работают» 6. Но бывают случаи, когда они проявляются при нарушении индивидуального развития человека – филогенеза. 7. Примерами атавизмов служат: многососковость, рождение хвостатых людей.

Элементы ответа : ошибки допущены в предложениях:

1) 2 – рудименты у человека встречаются часто, у животных – это обычно развитые признаки;

2) 3 – обильный волосяной покров на теле человека – это пример атавизма:

3) 6 – индивидуальное развитие называют онтогенезом

Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их.

1. Мочевыделительная система человека содержит почки, надпочечники, мочеточник, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал. 2. Основным органом выделительной системы являются почки. 3. В почки по сосудам поступает кровь и лимфа, содержащие конечные продукты обмена веществ. 4. Фильтрация крови и образование мочи происходят в почечных лоханках. 5. Всасывание избытка воды в кровь происходит в канальце нефрона. 6. По мочеточникам моча поступает в мочевой пузырь. 7. В норме моча здорового человека не содержит глюкозу и белки.

Элементы ответа : ошибки допущены в предложениях:

1) 1 – надпочечники относят к эндокринной системе, а не к выделительной;

2) 3 – в почки по сосудам поступает только кровь, лимфа не поступает;

3) 4 – фильтрация крови происходит в нефронах почек

В чём проявляется усложнение организации пресмыкающихся по сравнению с земноводными? Укажите не менее четырёх признаков и объясните их значение.

Элементы ответа:

1) увеличение количества позвонков шейного отдела, позволяющего не только поднимать и опускать голову, но и поворачивать её;

2) удлинение воздухоносных путей (появление бронхов), дыхание только с помощью лёгких, имеющих ячеистое строение, что увеличивает площадь газообмена в лёгких и его интенсивность;

3) появление в трёхкамерном сердце неполной перегородки в желудочке, поэтому кровь смешивается частично;

4) внутреннее оплодотворение, появление в яйце запаса питательных веществ и защитных оболочек;

5) усложнение нервной системы и органов чувств, развитие переднего мозга;

6) сухая кожа без желёз с роговыми образованиями, обеспечивающая защиту от потерь влаги в организме

В чём проявляется забота о потомстве у птиц? Приведите не менее трёх примеров. Какие рефлексы лежат в основе заботы о потомстве?

Элементы ответа:

1) птицы строят гнёзда (некоторые охраняют гнездовые участки);

2) насиживают яйца и выводят птенцов;

3) выкармливают, защищают и обучают своё потомство;

4) в основе заботы о потомстве лежат безусловные рефлексы (инстинкт)

Какие изменения происходят в составе крови в капиллярах большого круга кровообращения у человека? Какая кровь при этом образуется? Какому процессу способствует медленный ток крови в капиллярах?

Элементы ответа:

1) кровь в капиллярах большого круга отдаёт кислород и насыщается углекислым газом;

2) в капиллярах большого круга кровообращения питательные вещества переходят из крови в тканевую жидкость, а продукты обмена веществ – из тканевой жидкости в кровь;

3) кровь из артериальной превращается в венозную;

4) медленный ток крови в капиллярах способствует полному обмену веществ между кровью и клетками тела

Чем характеризуется дальнозоркость у человека? Объясните особенности врождённой и приобретённой дальнозоркости.

Элементы ответа:

1) изображение близких предметов возникает за сетчаткой;

2) при врождённой форме глазное яблоко укорочено;

3) приобретённая форма возникает из-за уменьшения выпуклости хрусталика и потери его эластичности

Какие особенности внешнего строения рыб способствуют уменьшению затрат энергии при передвижении в воде? Назовите не менее трёх особенностей.

Элементы ответа:

1) обтекаемая форма тела, слитность его отделов;

2) черепицеобразное расположение чешуи;

3) слизь, обильно покрывающая кожу;

4) наличие плавников, особенности их строения

Какие организмы первыми обеспечили образование кислорода в атмосфере

и как повлияло накопление кислорода на дальнейшую эволюцию жизни на Земле?

Элементы ответа:

1) повышение концентрации кислорода в атмосфере произошло благодаря возникновению у одноклеточных организмов (цианобактерий) способности к фотосинтезу;

2) накопление кислорода сделало возможным появление аэробов и кислородного этапа энергетического обмена;

3) накопление кислорода обеспечило образование защитного озонового экрана и выход организмов на сушу;

4) кислородное окисление обеспечило эффективность обмена и появление многоклеточных организмов

Прочитайте текст.

Комнатная муха – это двукрылое насекомое, её задние крылья превратились в жужжальца. Ротовой аппарат лижущего типа, муха питается полужидкой пищей. Муха откладывает яйца на гниющие органические остатки. Её личинка белого цвета, не имеет ног, питается пищевыми отходами, быстро растёт и превращается в красно-бурую куколку. Из куколки появляется взрослая муха. Какие критерии вида описаны в тексте? Ответ поясните.

Элементы ответа

1) морфологический критерий – описание внешнего вида мухи, личинки, куколки, ротового аппарата;

2) экологический критерий – особенности питания, место обитания;

3) физиологический критерий – особенности размножения, развития и роста

Какие растения преобладают в тропических лесах – насекомоопыляемые или ветроопыляемые? Ответ обоснуйте.

Элементы ответа:

1) в тропических лесах преобладают растения, опыляемые насекомыми;

2) в тропических лесах деревья вечнозелёные, листва затрудняет перенос пыльцы ветром;

3) обилие растений, приходящихся на единицу площади, также препятствует переносу пыльцы (высокая плотность растений)

Какие ароморфозы в процессе эволюции появились у папоротниковидных по сравнению с моховидными и позволили им завоевать сушу? Приведите не менее четырёх признаков. Ответ поясните.

Элементы ответа:

1) преобладающее поколение – спорофит, редукция гаметофита;

2) появление корней способствовало широкому распространению на суше, позволило всасывать воду из почвы;

3) развитие проводящих тканей – позволило проводить её по растению на большую высоту;

4) совершенствование покровной ткани – позволило выжить в более сухом климате;

5) развитие механической ткани – обеспечило появление древесных форм

Прочитайте текст.

Сосна обыкновенная – светолюбивое растение, имеет высокий стройный ствол. Крона формируется только вблизи верхушки. Сосна растёт на песчаных почвах, меловых горах. У неё хорошо развиты главный и боковые корни. Листья сосны игловидные, по две хвоинки в узле на побеге. На молодых побегах развиваются зеленовато-жёлтые мужские шишки и красноватые женские шишки. Пыльца переносится ветром и попадает на женские шишки, где происходит оплодотворение. Через полтора года созревают семена, с помощью которых сосна размножается.

Какие критерии вида описаны в тексте? Ответ поясните.

Элементы ответа

1) морфологический критерий – описание корневой системы, ствола, хвои, шишек;

2) экологический критерий – особенности жизни, светолюбивость, требования к почве;

3) физиологический критерий – особенности опыления, оплодотворения, созревания семян, размножения

Почему ныне живущую кистепёрую рыбу латимерию нельзя считать предком земноводных? Приведите не менее трёх доказательств.

Элементы ответа:

1) предки земноводных жили в пресных водоёмах, в прибрежной зоне, а латимерия приспособлена к жизни в глубинах солёных водоёмов (океана);

2) предки земноводных могли дышать атмосферным кислородом с помощью лёгких, а латимерия атмосферным кислородом не дышит;

3) предки земноводных могли передвигаться по дну водоёма с помощью парных плавников, латимерия с помощью парных плавников может только плавать в воде

Большинство современных костистых рыб находится в состоянии биологического прогресса. Приведите не менее трёх доказательств, подтверждающих это положение.

Элементы ответа:

1) костистые рыбы характеризуются большим видовым разнообразием и высокой численностью;

2) они имеют большой ареал (Мировой океан и водоёмы Земного шара);

3) они имеют многочисленные приспособления к разнообразным условиям водной среды (окраска, форма тела, строение плавников и т. д.).

Генетический аппарат вируса представлен молекулой РНК. Фрагмент этой молекулы имеет нуклеотидную последовательность: ГУГАУАГГУЦУАУЦУ. Определите нуклеотидную последовательность фрагмента двухцепочечной молекулы ДНК, которая синтезируется в результате обратной транскрипции на РНК вируса. Установите последовательность нуклеотидов в иРНК и аминокислот во фрагменте белка вируса, которая закодирована в найденном фрагменте ДНК. Матрицей для синтеза иРНК, на которой идёт синтез вирусного белка, является вторая цепь ДНК, которая комплементарна первой цепи ДНК, найденной по вирусной РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Элементы ответа:

1) фрагмент двухцепочечной молекулы ДНК:

ЦАЦТАТЦЦАГАТАГА-

ГТГАТАГГТЦТАТЦТ-;

2) последовательность иРНК: -ЦАЦУАУЦЦАГАУАГА-;

3) последовательность аминокислот: -гис-тир-про-асп-арг-

Отрезок молекулы ДНК, определяющий первичную структуру полипептида, содержит следующую последовательность нуклеотидов: ААТГЦАЦГГ. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК, число тРНК, участвующих в биосинтезе пептида, нуклеотидный состав их антикодонов и последовательность аминокислот, которые переносят эти тРНК. Для решения задачи используйте таблицу генетического года. Объясните полученные результаты.

1) на матрице ДНК синтезируется иРНК по принципу комплементарности; её последовательность: УУАЦГУГЦЦ;

2) антикодон каждой тРНК состоит из трёх нуклеотидов, следовательно, в биосинтезе пептида участвуют три молекулы тРНК, антикодоны тРНК: ААУ, ГЦА, ЦГГ, комплементарны кодонам иРНК;

3) последовательность аминокислот определяется по кодонам иРНК: – лей – арг – ала –

Кариотип одного из видов рыб составляет 56 хромосом. Определите число хромосом при сперматогенезе в клетках зоны роста и в клетках зоны созревания в конце первого деления. Объясните, какие процессы происходят в этих зонах.

Элементы ответа:

1) в зоне роста 56 хромосом;

2) в зоне созревания в конце первого деления в клетках 28 хромосом;

3) в зоне роста диплоидная клетка растёт, накапливает питательные вещества, число хромосом соответствует кариотипу организма (56);

4) в зоне созревания клетка делится мейозом, и в конце первого деления в клетках находится по 28 хромосом

В кариотипе одного из видов рыб 56 хромосом. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетках при овогенезе в зоне роста в конце интерфазы и в конце зоны созревания гамет. Объясните полученные результаты.

Элементы ответа:

1) в зоне роста в период интерфазы в клетках число хромосом 56; число молекул ДНК равно 112;

2) в зоне окончательного созревания гамет в клетках 28 хромосом; число молекул ДНК – 28;

3) в зоне роста в период интерфазы число хромосом не изменяется; число молекул ДНК удваивается за счёт репликации;

4) в конце зоны созревания гамет происходит мейоз, число хромосом уменьшается в 2 раза, образуются гаплоидные клетки – гаметы, каждая хромосома содержит одну молекулу ДНК.

Какой хромосомный набор характерен для клеток спороносных побегов и заростка плауна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления они образуются. Элементы ответа:

1) в клетках спороносных побегов диплоидный набор хромосом – 2n;

2) в клетках заростка гаплоидный набор хромосом – n;

3) спороносные побеги развиваются на взрослом растении в результате митоза;

4) заросток развивается из споры в результате митоза

Какой хромосомный набор характерен для клеток восьмиядерного зародышевого мешка и зародышевой почечки семени пшеницы. Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления они образуются.

Элементы ответа:

1) клетки восьмиядерного зародышевого мешка гаплоидные – n;

2) в клетках зародышевой почечки диплоидный набор хромосом – 2n;

3) клетки зародышевой почечки развиваются из зиготы в результате митоза;

4) клетки восьмиядерного зародышевого мешка развиваются из гаплоидной мегаспоры митозом

У мышей гены окраски шерсти и длины хвоста не сцеплены. Длинный хвост (В) развивается только у гомозигот, короткий хвост развивается у гетерозигот. Рецессивные гены, определяющие длину хвоста, в гомозиготном состоянии вызывают гибель эмбрионов.

При скрещивании самок мышей с чёрной шерстью, коротким хвостом и самца с белой шерстью, длинным хвостом получено 50% особей с чёрной шерстью и длинным хвостом, 50% - с чёрной шерстью и коротким хвостом. Во втором случае скрестили полученную самку с чёрной шерстью, коротким хвостом и самца с белой шерстью, коротким хвостом. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы потомства в двух скрещиваниях, соотношение фенотипов во втором скрещивании. Объясните причину полученного фенотипического расщепления во втором скрещивании.

Схема решения задачи включает:

1) первое скрещивание:

генотипы родителей P: ♀ ААВb х ♂ ааВВ

чёрная шерсть, белая шерсть,

короткий хвост длинный хвост

G: АВ, Аb аВ

F 1: АаВВ – чёрная шерсть, длинный хвост;

АаВb – чёрная шерсть, короткий хвост;

2) второе скрещивание:

генотипы родителей P: ♀ АаВb х ♂ ааВb

чёрная шерсть, белая шерсть,

короткий хвост короткий хвост

G: АВ, Аb, аВ, аb аВ, аb

F 2: 1АаВВ – чёрная шерсть, длинный хвост;

2АаВb – чёрная шерсть, короткий хвост;

1ааВВ – белая шерсть, длинный хвост;

2ааВb – белая шерсть, короткий хвост;

3) во втором скрещивании фенотипическое расщепление особей:

1: 2: 1: 2, так как особи с генотипом Ааbb и ааbb погибают на эмбриональной стадии.

При скрещивании дигетерозиготного растения китайской примулы с фиолетовыми цветками, овальной пыльцой и растения с красными цветками круглой пыльцой в потомстве получилось: 51 растение с фиолетовыми цветками, овальной пыльцой, 15 – с фиолетовыми цветками, круглой пыльцой, 12 – с красными цветками, овальной пыльцой; 59 – с красными цветками, круглой пыльцой. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства F1. Объясните формирование четырёх фенотипических групп.

Схема решения задачи включает:

1) Р: АаВb х ааbb

фиолетовые цветки, красные цветки

овальная пыльца круглая пыльца

G: АВ, Аb, аВ, аb аb

2) F 1: 51 АаВb – фиолетовые цветки, овальная пыльца;

15 Ааbb – фиолетовые цветки, круглая пыльца;

12 ааВb – красные цветки, овальная пыльца;

59 ааbb – красные цветки, круглая пыльца;

3) присутствие в потомстве двух групп особей (51 растение с фиолетовыми цветками, овальной пыльцой; 59 растений – с красными цветками, круглой пыльцой) примерно в равных долях – результат сцепления генов А и В, а и b. Две другие фенотипические группы образуются в результате кроссинговера.

Форма крыльев у дрозофилы – аутосомный ген, ген окраски глаз находится в Х-хромосоме. Гетерогаметным у дрозофилы является мужской пол.При скрещивании самок дрозофил с нормальными крыльями, красными глазами и самцов с редуцированными крыльями, белыми глазами всё потомство имело нормальные крылья и красные глаза. Получившихся в F1 самцов скрещивали с исходной родительской самкой. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы и фенотипы родителей и потомства в двух скрещиваниях. Какие законы наследственности проявляются в двух скрещиваниях?

Схема решения задачи включает:

3) проявляются законы независимого наследования признаков, так как гены двух признаков находятся в разных парах хромосом, и сцепленного с полом наследования, так как один из генов находится в Х-хромосоме.

Форма крыльев у дрозофилы - аутосомный ген, ген формы глаз находится в Х-хромосоме. Гетерогаметным у дрозофилы является мужской пол.

При скрещивании двух дрозофил с нормальными крыльями и нормальными глазами в потомстве появился самец с редуцированными крыльями и щелевидными глазами. Этого самца скрестили с родительской особью. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства F1, генотипы и фенотипы потомства F2. Какая часть самок от общего числа потомков во втором скрещивании фенотипически сходна с родительской самкой? Определите их генотипы.

Схема решения задачи включает:

1) Р: ♀ АаХ В Х b х ♂ АаХ В Y

нормальные крылья нормальные крылья

нормальные глаза нормальные глаза

G: АХ В, АХ b , аХ В, аХ b , АХ В, аХ В, АY, аY

Генотип родившегося самца - ааХ b Y;

1) Р 1: ♀ АаХ В Х b х ааХ b Y

нормальные крылья редуцированные глаза

нормальные глаза щелевидные глаза

G: АХ В, АХ b , аХ В, аХ b , аХ b , аY

F 2: АаХ В Х b и АаХ В Y – нормальные крылья, нормальные глаза;

АаХ b Х b и АаХ b Y – нормальные крылья, щелевидные глаза;

ааХ В Х b и ааХ В Y – редуцированные крылья, нормальные глаза;

ааХ b Х b и ааХ b Y – редуцированные крылья, щелевидные глаза;

3) самки – 1/8 часть от общего числа потомков во втором поколении фенотипически сходны с родительской самкой; это самки с нормальными крыльями, нормальными глазами - Аа Х В Х b .

У крупного рогатого скота красная окраска шерсти неполно доминирует над светлой, окраска гетерозиготных особей чалая. Гены признаков аутосомные, не сцеплены.

Скрещивали красных комолых (В) коров и чалых рогатых быков, в потомстве получились красные комолые (безрогие) и чалые комолые особи. Полученные гибриды F1 с разными фенотипами были скрещены между собой. Составьте схемы решения задачи. Определите генотипы родителей и потомков в обоих скрещиваниях, соотношение фенотипов в поколении F2. Какой закон наследственности проявляется в данном случае? Ответ обоснуйте.

Схема решения задачи включает:

в F2 получится 4 разных фенотипа в соотношении:

3/8 AABB, 2AABb – красные комолые;

3/8 AaBB, 2AaBb – чалые комолые;

1/8 AAbb – красные рогатые;

1/8 Aabb – чалые рогатые;

3) проявляется закон независимого наследования признаков, так как гены двух признаков находятся в разных парах хромосом.

У канареек наличие хохолка – аутосомный ген, ген окраски оперения сцеплен с Х-хромосомой. Гетерогаметным у птиц является женский пол. Хохлатую коричневую самку канарейки скрестили с хохлатым (А) зелёным (B) самцом, в результате получилось потомство: хохлатые коричневые самцы, самцы без хохолка коричневые, хохлатые зелёные самки, самки без хохолка коричневые. Получившихся самцов без хохолка коричневых скрестили с получившимися гетерозиготными хохлатыми зелёными самками. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родительских особей, генотипы и фенотипы потомства. Какие законы наследственности проявляются в данном случае? Ответ обоснуйте.

Схема решения задачи включает:

1)	P	♀АaX b Y	×	♂АаX В X b
		хохлатая коричневая		хохлатый зелёный
	G	АX b , аX b , АY, аY		АX В, АX b , аX В, аX b
	F1	ААX b X b , АaX b X b – самцы хохлатые коричневые;
		aaX b X b – самцы без хохолка коричневые;
		ААX В Y, АaX В Y – самки хохлатые зелёные;
		aaXbY – самки без хохолка коричневые;
2)	P1	♀АaX В Y	×	♂aaX b X b
	G1	АX В, АY, aX B , aY		aX b
	F2	АaX В X b – cамцы хохлатые зелёные;
		АaX b Y – самки хохлатые коричневые;
		aaX B X b – cамцы без хохолка зелёные;
		aaX b Y – самки без хохолка коричневые;

3) проявляются закон независимого наследования признаков, так как гены двух признаков находятся в разных парах хромосом, и закон сцепленного с полом наследования, так как один ген находится в Х-хромосоме.

text_fields

text_fields

arrow_upward

Полисахариды (гомогликозиды) — это высокомолекулярные продукты конденсации более пяти моносахаридов и их производных, связанных друг с другом О-гликозидными связями, образующие линейные или разветвленные цепи. Молекулярная масса полисахаридов колеблется от нескольких тысяч до нескольких миллионов.

В состав полисахаридов входят около 20 моносахаридов:

• гексозы — глюкоза, галактоза, фруктоза;
• пентозы — ксилоза, арабиноза;
• уроновые кислоты — глюкуроновая, галактуроновая, маннуроновая.

Моносахариды входят в состав полисахаридов в пиранозной или фуранозной форме. Гликозидная связь образуется за счет полуацетального гидроксила одного моносахарида и водорода одной из спиртовых групп другого моносахарида. Присоединение их идет по связям 1→4, 1→6, 1→3 в зависимости от положения спиртового гидроксила, который участвует в образовании связи. Полисахариды могут образовывать линейные или разветвленные цепи.

Гидроксильные группы могут быть метилированы, этерифицированы уксусной, азотной, серной (агар-агар) кислотами, могут замещаться металлами – Mg 2+ , Са 2+ .

Отдельные группы полисахаридов имеют тривиальные названия — крахмал, целлюлоза, слизи и т.д. По химической номенклатуре дают название по входящим в их состав моносахаридам: глюкан, галактан, галактоманнан и т.д.

Классификация полисахаридов

text_fields

text_fields

arrow_upward

Полисахариды делятся на два типа:

1. гомополисахариды (гомополимеры)
   1. крахмал
   2. клетчатка
2. гетерополисахариды (гетерополимеры).
   1. инулин
   2. пектиновые вещества
   3. камеди
   4. слизи

Гомополисахариды построены из моносахаридных единиц (мономеров) одного типа, гетерополисахариды – из остатков различных моносахаридов и их производных. В медицинской практике из числа гомополисахаридов используют крахмал и клетчатку (целлюлозу); из числа гетерополисахаридов — инулин, пектиновые вещества, камеди и слизи.

Клетчатка (целлюлоза)

text_fields

text_fields

arrow_upward

Целлюлоза является наиболее распространенным в природе полисахаридом, она составляет основную массу клеточных стенок растений. Молекула целлюлозы у разных растений содержит от 1400 до 10 000 остатков глюкозы, которые соединены между собой бета -1,4-гликозидными связями в линейные цепи.

Целлюлоза подвергается кислотному гидролизу и при кипячении с концентрированной кислотой серной превращается в глюкозу.

В медицине используется вата – Gossypium (волоски семян видов рода хлопчатник – Gossypium L. из сем. мальвовых – Malvaceae), более чем на 95 % состоящая из клетчатки. Вата является исходным материалом для получения коллодия и различных производных целлюлозы (метилцеллюлоза и др.), находящих широкое применение в качестве вспомогательных веществ при изготовлении разных лекарственных форм. В технике из целлюлозы производят бумагу, целлофан, сорбенты, взрывчатые вещества и др.

Крахмал – Amylum

text_fields

text_fields

arrow_upward

Крахмал не является химически индивидуальным веществом. Полисахариды крахмала представлены двумя веществами — амилозой и амилопектином. Оба полисахарида являются глюканами и образованы из альфа -глюкопиранозных остатков.

Амилоза представляет собой линейный глюкан, в котором 60-300 (до 1500) остатков глюкозы связаны альфа -гликозидными связями между первым и четвертым углеродными атомами. Амилоза имеет молекулярную массу 32 000-160 000, легко растворима в воде и дает растворы со сравнительно невысокой вязкостью.

Амилопектин — разветвленный глюкан, в котором 3000-6000 (до 20 000) остатков глюкозы соединены альфа -гликозидными связями не только между первым и четвертым углеродными атомами, но также между первым и шестым. Амилопектин растворяется в воде при нагревании и дает стойкие вязкие растворы. Его молекулярная масса достигает сотен миллионов.

Крахмал образуется и запасается в пластидах в виде зерен. Форма и размер крахмальных зерен специфичны для данного вида растения. Крахмальные зерна на 96-98 % состоят из полисахаридов, которые сопровождаются минеральными веществами (кислота фосфорная) и твердыми жирными кислотами.

В медицинской практике используют:

• крахмал картофельный — Amylum Solani (Solanum tuberosum L.);
• крахмал пшеничный — Amylum Tritici (Triticum vulgare L.);
• крахмал кукурузный (маисовый) — Amylum Maydis (Zea mays L.);
• крахмал рисовый — Amylum Oryzae (Oryza sativa L.).

Применяют крахмал как наполнитель, а в хирургии – для приготовления неподвижных повязок. Он широко используется в присыпках, мазях, пастах вместе с цинка оксидом, тальком. Внутрь крахмал применяют как обволакивающее средство при желудочно-кишечных заболеваниях.

Применяются также продукты частичного гидролиза крахмала — декстрины (Dextrinum).

Картофельный и кукурузный крахмал — основные источники промышленного получения глюкозы.

Инулин

text_fields

text_fields

arrow_upward

Молекула инулина построена из остатков бета -фруктофуранозы, связанных гликозидными связями между первым и вторым углеродными атомами. Молекулы инулина линейны и оканчиваются остатком альфа -глюкопиранозы.

Инулин в больших количествах содержится в подземных органах растений семейств сложноцветных (Asteraceae) и колокольчиковых (Campanulaceae), у которых он заменяет крахмал.

В медицинской практике используют инулинсодержащее сырье:

• корни одуванчика — Radices Taraxaci (Taraxacum officinale Wigg.);
• корневища и корни девясила — Rhizomata et radices Inulae (Inula helenium L.);
• листья мать-и-мачехи – Folia Farfarae (Tussilago farfara L.);
• корни лопуха – Radices Arctii (Arctium lappa L., A. tomentosum Mill., A. minus (Mill.) Bernh.).

Пектиновые вещества

text_fields

text_fields

arrow_upward

Открыты в 1825 г.; название происходит от « pectos » — (греч.) — застывший, свернувшийся. Основным мономером пектиновых веществ является альфа -галактуроновая кислота. Полигалактуроновая кислота сопровождается галактаном и арабаном, которые связаны ковалентными связями с кислыми фрагментами пектинов. Карбоксильная группа каждого остатка галактуроновой кислоты может быть метоксилирована или образовывать соли с ионами Са 2+ и Mg 2+ .

Пектиновые вещества классифицируют в зависимости от строения мономеров и степени полимеризации. Различают:

1. пектовые кислоты (простейшие представители пектиновых веществ, содержащие до 100 мономеров, карбоксильные группы не модифицированы, R = Н);
2. пектаты (соли пектовых кислот, R = Ме + и Н);
3. пектиновые кислоты (пектины) (более высокомолекулярные соединения, содержащие 100-200 мономеров, карбоксильные группы частично метоксилированы, R=Н и СН 3);
4. пектинаты (соли пектиновых кислот, R = Ме + и СН 3);
5. протопектины (нерастворимые в воде высокомолекулярные полимеры, в которых метоксилированная полигалактуроновая кислота связана с полисахаридами клеточной стенки).

Пектиновые вещества содержатся в больших количествах в плодах, клубнях и стеблях растений в виде нерастворимого протопектина. При созревании плодов и их хранении протопектин переходит в растворимые формы, при этом улучшаются вкусовые качества плодов. Растворимые пектины присутствуют в соках растений. Наличие пектиновых веществ необходимо учитывать при переработке лекарственного растительного сырья.

Пектиновые вещества составляют межклеточное вещество и первичные стенки молодых растительных клеток. В бурых водорослях эту роль выполняют альгиновые кислоты . Мономерами альгиновых кислот являются бета -маннуроновая и альфа -гулуроновая кислоты, связанные 1→4 гликозидными связями. Карбоксильные группы маннуроновой и гулуроновой кислот часто образуют соли с ионами Na + , Ca 2+ и Mg 2+ .

В медицинской практике используют сырье:

• слоевища ламинарии — Thalli Laminariae (Laminaria saccharina (L.) Lam., L. japonica Aresch.).

Использование пектиновых веществ в медицине связано с их способностью снижать гастротоксичность салицилатов; пектиновые кислоты могут использоваться в качестве носителя лекарственных веществ. Пектины оказывают противоязвенное действие и являются легким слабительным, а с различными металлами образуют комплексные соединения – хелаты, которые легко выводятся из организма. По этой причине продукты, содержащие пектины, особенно показаны людям, проживающим на радиоактивно зараженной территории.

Промышленным сырьем для получения пектинов являются свекловичный жом, яблочные выжимки, кожура плодов цитрусовых, вымолоченные корзинки подсолнечника и др. Пектиновые вещества широко используются в текстильной и пищевой промышленности, в косметике.

Альгиновая кислота является природным «ионообменником» и обладает способностью селективно адсорбировать катионы тяжелых металлов и радиоизотопов. Применение альгиновой кислоты предотвращает отложение радиоактивного стронция в организме человека и животных.

На основе солей альгиновой кислоты – альгинатов – разработаны препараты для лечения ран и ожогов, гемостатические препараты для гастроэнтерологии, которые создают на пораженном участке защитное и лечебное покрытие. Кроме того, альгинаты используются для получения перевязочных материалов с пролонгированным лечебным действием.

Камеди и слизи

text_fields

text_fields

arrow_upward

Камеди (гумми) и слизи — смеси гомо- и гетерополисахаридов и полиуронидов. По химическому строению они близки между собой.

Камеди обычно образуются у растений засушливого климата в результате перерождения клеточных стенок, содержимого клеток сердцевины, сердцевинных лучей. Они выделяются в виде вязких натеков из надрезов и трещин растений при их повреждении или заболевании. Эти мягкие натеки на воздухе затвердевают.

В состав камедей входят гексозы (галактоза и манноза), пентозы (арабиноза и ксилоза), метилпентозы (рамноза и фукоза), уроновые кислоты (глюкуроновая и галактуроновая). Уроновые кислоты образуют соли с ионами К + , Ca 2+ , Mg 2+ .

В медицинской практике используют камедь трагакантовую, абрикосовую, сливовую, вишневую и др. Они используются при приготовлении эмульсий, таблеток и пилюль. Камеди также находят применение в пищевой, текстильной, кожевенной, лакокрасочной промышленности.

Слизи присутствуют в неповрежденных растениях и образуются в результате нормального слизистого перерождения клеточных стенок и клеточного содержимого. Накапливаются слизи в межклетниках, в клетках и специальных вместилищах. Различают слизи нейтральные (слизь салепа) и кислые (слизь алтея, льна, подорожника блошного). Кислая реакция обусловлена наличием в составе слизей уроновых кислот.

Слизи отличаются значительным преобладанием пентоз. В отличие от камедей они могут быть нейтральными, т.е. не содержать уроновых кислот.

• корни алтея — Radices Althaeae (Althaea officinalis L., A. armeniaca Ten.);
• трава алтея лекарственного — Herba Althaeae officinalis (A. officinalis L.);
• листья мать-и-мачехи — Folia Farfarae (Tussilago farfara L.);
• листья подорожника большого — Folia Plantaginis majoris (Plantago major L.);
• листья подорожника большого свежие — Folia Plantaginis majoris recentia (P. major L.);
• трава подорожника блошного свежая — Herba Plantaginis psyllii recens (Plantago psyllium L.);
• семена подорожника блошного — Semina Plantaginis psyllii (P. psyllium L.);
• семена льна — Semina Lini (Linum usitatissimum L.);

цветки липы — Flores Tiliae (Tilia cordata Mill., T. platyphyllos Scop.).

В медицине слизи используют как противовоспалительные и обволакивающие средства. Кроме того, слизи обладают радиопротекторными и иммунозащитными свойствами.

Полисахариды. Крахмал, Целлюлоза.

На этой странице мы рассмотрим несахароподобные полисахариды .

Полисахариды - общее название класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров - моносахаридов .

Важнейшие представители несахароподобных полисахаридов – крахмал и целлюлоза (клетчатка).

Эти углеводы во многом отличаются от моно- и олигосахаридов . Они не имеют сладкого вкуса, большинство из них не растворимо в воде. По этой причине их называют несахароподобными (в отличие от сахароподобных олигосахаридов, которые также относятся к полисахаридам).

Олигосахариды имеют знаительно меньший размер молекул и свойства, близкие к моносахаридам.

Несахароподобные полисахариды представляют собой высокомолекулярные соединения, которые под каталитическим влиянием кислот или ферментов подвергаются гидролизу с образованием более простых полисахаридов , затем дисахаридов и, в конечном итоге, множества (сотен и тысяч) молекул моносахаридов .

Химическое строение полисахаридов.

По химической природе полисахариды стоит рассматривать как полигликозиды (полиацетали). Каждое звено моносахарида связано гликозидными связями с предыдущим и последующим звеньями.

При этом для связи с последующим звеном предоставляется полуацетальная (гликозидная) гидроксильная группа , а с предыдущим – спиртовая гидроксильная группа .

На конце цепи находится остаток восстанавливающегося моносахарида. Но поскольку доля концевого остатка относительно всей макромолекулы весьма невелика, то полисахариды проявляют очень слабые восстановительные свойства .

Гликозидная природа полисахаридов обусловливает их гидролиз в кислой и высокую устойчивость в щелочной средах.

Полисахариды имеют большую молекулярную массу. Им присущ характерный для высокомолекулярных веществ более высокий уровень структурной организации макромолекул.

Наряду с первичной структурой , т.е. определённой последовательностью мономерных остатков, важную роль играет вторичная структура , определяемая пространственным расположением молекулярной цепи.

Классификация полисахаридов.

Полисахариды можно классифицировать по разным признакам.

Полисахаридные цепи могут быть:

• разветвлёнными или
• неразветвлёнными (линейными).

Также, различают:

• гомополисахаридами - полисахариды, состоящие из остатков одного моносахарида,
• гетерополисахариды - полисахариды, состоящие из остатков разных моносахаридов.

Наиболее изучены гомополисахариды .

Их можно разделить по их происхождению:

• гомополисахариды растительного происхождения
- Крахмалл,
- Целюлоза,
- Пектиновые вещества и т.д.

• гомополисахариды животного происхождения
- Гликоген,
- Хитин и т.д.

• гомополисахариды бактериального происхождения
- Гекстраны.

Гетерополисахариды , к числу которых относятся многие животные и бактериальные полисахариды, изучены меньше, однако они играют важную биологическую роль.

Гетерополисахариды в организме связаны с белками и образуют сложные надмолекулярные комплексы.

Для полисахаридов используется общее название гликаны .

Гликаны могут быть:

• гексозанами (состоят из гексоз),
• пентозанами , (состоят из пентоз).

В зависимости от природы моносахарида различают:

• глюканы (в основе – моносахарид глюкоза ),
• маннаны (в основе – моносахарид манноза ),
• галактаны (в основе – моносахарид галактоза ) и т.п.

Крахмал

Крахмал (С 6 Н 10 О 5)n – белый (под микроскопом зернисый) порошок, нерастворимый в холодной воде. В горячей воде крахмал набухает, образуя коллоидный раствор (крахмальный клейстер). С раствором йода даёт синее окрашивание (характерная реакция).

Крахмал образуется в результате фотосинтеза, в листьях растений, и запасается в клубнях, корнях, зёрнах.

Химическое строение крахмала

Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов, построенных из глюкозы (D-глюкопиранозы): амилозы (10-20%) и амилопектина (80-90%).

Дисахаридным фрагментом амилозы является мальтоза . В амилозе D-глюкопиранозные остатки связаны альфа(1-4) гликозидными связями.

По данным рентгеноструктурного анализа макромолекула амилозы свёрнута в спираль . На каждый виток спирали приходится 6 моносахаридных звеньев.

Амилопектин в отличие от амилозы имеет разветвлённое строение .

В цепи D-глюкопиранозные остатки связаны альфа(1-4)-гликозидными связями, а в точках разветвления - бета(1-6)-гликозидными связями. Между точками разветвления располагается 20-25 глюкозидных остатков.

Цепь амилозы включает от 200 до 1000 глюкозных остатков, молекулярная масса
160 000. Молекулярная масса амилопектина достигает 1-6 млн.

Гидролитическое расщепление крахмала.

В пищеварительном тракте человека и животных крахмал подвергается гидролизу и превращается в глюкозу , которая усваивается организмом.

В технике превращение крахмала в глюкозу (процесс осахаривания) осуществляется путём кипячения его в течение нескольких часов с разбавленной серной кислотой. Впоследствии серную кислоту удаляют. Получается густая сладкая масса, так называемая крахмальная патока , содержащая, кроме глюкозы, значительное количество других продуктов гидролиза крахмала. Патока применяется для приготовления кондитерских изделий и различных технических целей.

Если требуется получить чистую глюкозу , то кипячение крахмала ведут дольше. Этим достигается более высокая степень гидролиза крахмала .

При нагревании сухого крахмала до 200-500 град. С происходит частичное разложение его и получается смесь менее сложных, чем крахмал полисахаридов, называемых декстринами .

Разложением крахмала на декстрины объясняется образование блестящей корки на печёном хлебе. Крахмал муки, превращённый в декстрины, легче усваивается вследствие большей растворимости.

Гликоген

В животных организмах этот полисахарид является структурным и функциональным аналогом растительного крахмала .

Откладывается в виде гранул в цитоплазме во многих типах клеток (главным образом печени и мышц).

Химическое строение гликогена.

По строению гликоген подобен амилопектину (структурную формулу см. выше). Но молекулы гликогена значительно больше молекул амилопектина и имеют более разветвленную структуру. Обычно между точками разветвления содержится 10-12 глюкозных звеньев, а иногда даже 6 .

Сильное разветвление способствует выполнению гликогеном энергетической функции , так как только при наличии большого числа концевых остатков можно обеспечить быстрое отщепление нужного количества молекул глюкозы .

Молекулярная масса у гликогена необычайно велика. Измерения показали, что она равна 100 млн . Такой размер макромолекул содействует выполнению функции резервного углевода. Так, макромолекула гликогена из-за большого размера не проходит через мембрану и остаётся внутри клетки, пока не возникнет потребность в энергии.

Функции гликогена в метаболизме.

Гликоген является основной формой хранения глюкозы в животных клетках.

Гликоген образует энергетический резерв , который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы .

Гликогеновый запас , однако, не столь ёмок в калориях на грамм, как запас триглицеридов (жиров ). Он имеет скорее локальное значение . Только гликоген, запасённый в клетках печени (гепатоциты) может быть переработан в глюкозу для питания всего организма.

Гидролиз гликогена в кислой среде протекает очень легко с количественным выходом глюкозы.

Аналогично гликогену в животных организмах, в растениях такую же роль резервного полисахарида выполняет амилопектин , имеющий менее разветвлённое строение. Меньшая разветвлённость связана с тем, что в растениях значительно медленнее протекают метаболические процессы и не требуется быстрый приток энергии, как это иногда бывает необходимо животному организму (стрессовые ситуации, физическое или умственное напряжение).

Целлюлоза (клетчатка)

– наиболее распространённый растительный полисахарид. Она обладает большой механической прочностью и выполняет роль опорного материала растений .

Наиболее чистая природная целлюлоза – хлопковое волокно – содержит 85-90% целлюлозы . В древесине хвойных деревьев целлюлозы содержится около 50% .

Химическое строение целлюлозы

Структурной единицей целлюлозы является D-глюкопираноза , звенья которой связаны бета(1-4)-гликозидными связями.

Биозный фрагмент целлюлозы представляет собой целлобиозу . Макромолекулярная цепь не имеет разветвлений, в ней содержится от 2500 до 12 000 глюкозных остатков , что соответствует молекулярной массе от 400 000 до 1-2 млн .

Бета-Конфигурация аномерного атома углерода приводит к тому, что макромолекула целлюлозы имеет строго линейное строение . Этому способствует образование водородных связей внутри цепи, а также между соседними цепями.

Такая упаковка цепей обеспечивает высокую механическую прочность, волокнистость, нерастворимость в воде и химическую инертность, что делает целлюлозу прекрасным материалом для построения клеточных стенок растений .

Целлюлоза не расщепляется обычными ферментами желудочно-кишечного тракта , но она является необходимым для питания баластным веществом .

Использование целлюлозы

Значение целлюлозы очень велико. Достаточно указать, что огромное количество хлопкового волокна идёт для выработки хлопчатобумажных тканей.

Из целлюлозы получают бумагу и картон, а путём химической переработки – целый ряд разнообразных продуктов: искусственное волокно, пластические массы, лаки, этиловый спирт.

Большое практическое значение имеют эфирные производные целлюлозы : ацетаты (искусственный шёлк), ксантогенты (вискозное волокно, целлофан), нитраты (взрывчатые вещества, коллоксилин) и др.

Существует четыре основных класса сложных биоорганических веществ: белки, жиры, нуклеиновые кислоты и углеводы. Полисахариды принадлежат к последней группе. Несмотря на "сладкое" название, большинство из них выполняет совсем не кулинарные функции.

Полисахарид - это что?

Вещества группы также называют гликанами. Полисахарид - это сложная полимерная молекула. Она составлена из отдельных мономеров - моносахаридных остатков, которые объединены с помощью гликозидной связи. Проще говоря, полисахарид - это молекула, построенная из объединенных остатков более Количество мономеров в полисахариде может варьироваться от нескольких десятков до ста и больше. Строение полисахаридов может быть как линейным, так и разветвленным.

Физические свойства

Большинство полисахаридов нерастворимы или плохо растворимы в воде. Чаще всего они бесцветные или желтоватые. В большинстве своем полисахариды не обладают запахом и вкусом, но иногда он может быть сладковатым.

Основные химические свойства

Среди особых химических свойств полисахаридов можно выделить гидролиз и образование производных.

• Гидролиз - это процесс, который происходит при взаимодействии углевода с водой при участии ферментов или катализаторов, таких как кислоты. Во время такой реакции полисахарид распадается на моносахариды. Таким образом, можно сказать, что гидролиз - процесс, обратный полимеризации.

Гликолиз крахмала можно выразить следующим уравнением:

• (С 6 Н 10 О 5) n + n Н 2 О = n С 6 Н 12 О 6

Так, при реакции крахмала с водой под действием катализаторов мы получаем глюкозу. Количество ее молекул будет равно количеству мономеров, образовывавших молекулу крахмала.

• Образование производных может происходить при реакциях полисахаридов с кислотами. В таком случае углеводы присоединяют к себе остатки кислот, вследствие чего образуются сульфаты, ацетаты, фосфаты и т. д. Кроме того, может происходить присоединение остатков метанола, что приводит к образованию

Биологическая роль

Полисахариды в клетке и организме могут выполнять следующие функции:

• защитную;
• структурную;
• запасающую;
• энергетическую.

Защитная функция заключается прежде всего в том, что из полисахаридов состоят клеточные стенки живых организмов. Так, растений состоит из целлюлозы, грибов - из хитина, бактерий - из муреина.

Кроме того, защитная функция полисахаридов в организме человека выражается в том, что железами выделяются секреты, обогащенные этими углеводами, которые защищают стенки таких органов как желудок, кишечник, пищевод, бронхи и т. д. от механических повреждений и проникновения болезнетворных бактерий.

Структурная функция полисахаридов в клетке заключается в том, что они входят в состав плазматической мембраны. Также они являются компонентами мембран органоидов.

Следующая функция заключается в том, что основные запасные вещества организмов являются именно полисахаридами. Для животных и грибов это гликоген. У растений запасным полисахаридом является крахмал.

Последняя функция выражается в том, что полисахарид - это важный источник энергии для клетки. Получить ее из такого углевода клетка может путем его расщепления на моносахариды и дальнейшего окисления до углекислого газа и воды. В среднем при расщеплении одного грамма полисахаридов клетка получает 17,6 кДж энергии.

Применение полисахаридов

Эти вещества широко используются в промышленности и медицине. Большинство из них добываются в лабораториях путем полимеризации простых углеводов.

Наиболее широко используемыми полисахаридами являются крахмал, целлюлоза, декстрин, агар-агар.

Применение полисахаридов в промышленности

Название вещества	Использование	Источник
Крахмал	Находит применение в пищевой промышленности. Также служит сырьем для спирта. Применяется для изготовления клея, пластмасс. Кроме того, используется и в текстильной промышленности	Получают из клубней картофеля, а также из семян кукурузы, рисовой сечки, пшеницы и других богатых крахмалом растений
Целлюлоза	Используется в целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности: из нее изготавливают картон, бумагу, вискозу. Производные целлюлозы (нитро-, метил-, ацетилцеллюлоза и др.) находят широкое применение в химической промышленности. Из них же производят синтетические волокна и ткани, искусственную кожу, краски, лаки, пластмассы, взрывчатку и многое другое	Добывают это вещество из древесины, в основном хвойных растений. Также есть возможность получения целлюлозы из конопли и хлопка
Декстрин	Является пищевой добавкой Е1400. Также применяется при изготовлении клеящих веществ	Получают из крахмала путем термической обработки
Агар-агар	Это вещество и его в качестве стабилизаторов при изготовлении продуктов питания (например, мороженого и мармелада), лаков, красок	Добывают из бурых водорослей, так как он является одним из компонентов их клеточной оболочки

Теперь вы знаете, что такое полисахариды, для чего они используются, какова их роль в организме, какими физическими и химическими свойствами они обладают.

Полисахариды - это природные высокомолекулярные углеводы, макромолекулы которых состоят из остатков моносахаридов.

Основные представители - крахмал и целлюлоза - построены из остатков одного моносахарида - глюкозы . Крахмал и целлюлоза имеют одинаковую молекулярную формулу:

(C 6 H 10 O 5) n ,

но совершенно различные свойства. Это обьясняется особенностями их пространственного строения.
Крахмал состоит из остатков a-глюкозы, а целлюлоза – из b-глюкозы, которые являются пространственными изомерами и отличаются лишь положением одной гидроксильной группы (выделена цветом):

С учетом пространственного строения шестичленного цикла (аним.6.2.1.) формулы этих изомеров имеют вид:

Крахмалом называется смесь двух полисахаридов, построенных из остатков

циклической a -глюкозы.

В его состав входят:

• амилоза (внутренняя часть крахмального зерна) - 10-20%
• амилопектин (оболочка крахмального зерна) - 80-90%

Цепь амилозы включает 200 - 1000 остатков a-глюкозы (средняя мол.масса 160 000) и имеет неразветвленное строение.

Макромолекула амилозы представляет собой спираль, каждый виток которой состоит из 6 звеньев a -глюкозы.
При взаимодействии амилозы с иодом в водном растворе молекулы иода входят во внутренний канал спирали, образуя так называемоесоединение включения . Это соединение имеет характерный синий цвет. Данная реакция используется в аналитических целях для обнаружения как крахмала, так и иода (иодкрахмальная проба).

Амилопектин состоит из разветвленных макромолекул, молекулярная масса которых достигает 1 - 6 млн.

Подобно амилопектину построен гликоген (животный крахмал).

Целлюлоза (клетчатка) - наиболее распространенный растительный полисахарид.

Этот биополимер обладает большой механической прочностью и выполняет роль опорного материала растений, образуя стенку растительных клеток. Используется в производстве волокон и бумаги. В большом количестве целлюлоза содержится в древесине и хлопке.

Цепи целлюлозы построены из остатков b-глюкозы и имеют линейное строение.

Молекулярная масса целлюлозы - от 400 000 до 2 млн.

Целлюлоза относится к наиболее жесткоцепным полимерам.

Химические свойства целлюлозы