Органические вещества, Биология

Органические вещества клетки

Высокомолекулярные соединения
представляют собой полимеры, состоящие из повторяющихся структурных звеньев –
мономеров. Полимеры с повторяющимися звеньями мономеров называют периодическими
или регулярными (ААААААА,АБАБАБАБ). Непериодические или нерегулярные называют
полимеры, в которых мономеры расположены без определенного
порядка(АБАБВВАБАВБАБВ).

Белки (пептиды, протеины, протеиды)

Белки – азотсодержащие
органические соединения, макромолекулы, непериодические полимеры, мономером
является аминокислота.

Органические вещества, Биология

  • где NH2 – аминогруппа
    (основные свойства)
  • COOH–карбоксильная группа (кислотные
    свойства)
  • R – радикал

Аминокислоты – амфотерные
соединения. В состав белков входят 20 аминокислот.

20 аминокислот
заменимые незаменимые
синтезируются в организме не могут быть синтезированы в организме человека и животных, должны поступать с пищей
гли, ала, сер, асп, глу, асн, глн, цис, тир, про арг, гис, три, мет, лиз, вал, лей, илей, тре, фен

Специфичная
последовательность чередования аминокислот в белке определяется
генетически.

Аминогруппа
одной аминокислоты способна вступать в реакцию с карбоксильной группой другой
аминокислоты посредством пептидной связи (С-N).

Органические вещества, Биология

Если
соединяется много аминокислот (более 10), то получается полипептид. 

Конформации белковой молекулы

Первичная
структура (линейная) – полипептид, связанный пептидными связями (связь между C-N,
между карбоксильной группой одной аминокислоты и аминогруппой другой
аминокислоты). Специфична, определяется последовательностью нуклеотидов ДНК,
кодирующей данный белок.

Вторичная
структура – a-спираль (пружина), β-слой (складчатый слой): водородные
связи (связь между Н аминогруппы и О карбоксильной группы) между витками
спирали или цепями складчатого слоя. Кератин (a-спираль),
фиброин (b-слой).

Третичная
структура – суперспираль, глобула: связи между радикалами: дисульфидные (S-S
связи), ионные, водородные связи, гидрофобные взаимодействия. Инсулин,
иммуноглобулины, миоглобин.

Четвертичная
структура – несколько третичных структур: слабые взаимодействия между радикалами
и Ван-дер-Ваальсовы силы между субъединицами. Гемоглобин (2a-
и 2b-цепи), лактатдегидрогеназа, гексокиназа.

Денатурация
– утрата конформации, присущей данной белковой молекуле.

Денатурацию
вызывают: нагревание, воздействие излучений, сильные кислоты, щелочи,
концентрированные растворы солей, тяжелые металлы, органические растворители,
детергенты.

Если
сохраняется первичная структура белка, то возможна ренатурация, т.е.
восстановление конформации белка.

Классификация белков

Белки по составу
простые (протеины) сложные (протеиды)
состоят только из аминокислот состоят из аминокислот и небелковой части (простетической группы)
альбумины, глобулины, гистоны, актин, миозин, фибриноген, пищеварительные ферменты
  1. фосфопротеиды (казеин молока),
  2. гликопротеиды (муцин),
  3. металлопротеиды (ферритин),
  4. нуклеопротеиды (в составе ДНК, РНК),
  5. липопротеиды (компоненты мембран),
  6. хромопротеиды (гемоглобин)

Функции белков. Ферменты

  • ·       
    Структурная:
    клеточные мембраны органоидов клеток и внеклеточных структур; кератин (волосы),
    фиброин (шелк), коллаген (хрящ, сухожилия), эластин (связки).
  • ·       
    Двигательная:
    сократительные белки: актин (неподвижные нити миофибриллы) и миозин (подвижные
    нити миофибриллы).
  • ·       
    Транспортная:
    гемоглобин (транспорт О2 и СО2 в крови), трансферрин
    (транспорт железа), миоглобин (транспорт О2 в мышцах).
  • ·       
    Защитная:
    антитела (иммуноглобулины), фибриноген, тромбин.
  • ·       
    Регуляторная: гормоны
    инсулин, глюкагон, АКТГ, соматотропин.
  • ·       
    Рецепторная: в
    составе мембранных рецепторов обеспечивают ответ клетки на раздражение
    (родопсин).
  • ·       
    Запасающая:
    резервные источники энергии: яичный альбумин, казеин молока.
  • ·       
    Энергетическая (в самую
    последнюю очередь): при расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж
    энергии.
  • ·       
    Токсины (змеиный
    яд, дифтерийный токсин), антибиотики (неокарциностатин).
  • ·       
    Каталитическая: белки-ферменты
    – биологические катализаторы, вещества, ускоряющие реакции.
  • Свойства ферментов
  • ·       
    все ферменты – глобулярные белки
    (исключение: рибозим – РНК-фермент);
  • ·       
    увеличивают скорость реакции, но
    сами не расходуются; активность меняется в зависимости от t, рН, давления,
    концентрации;
  • ·       
    для эффективной работы необходимы
    небелковые компоненты – кофакторы;

·       
обладают специфичностью, т.е.
один фермент катализирует только одну реакцию.

·       
Специфичность работы фермента
объясняется взаимоотношением субстрата и активного центра (3 – 12
аминокислотных остатков, непосредственно взаимодействующих с субстратом).

Углеводы. Классификация.
Функции

Углеводы –
это сахаристые или сахароподобные вещества с общей формулой  Сn(H2O)m.

Углеводы
                             ↓
простые сложные
моносахариды олигосахариды полисахариды
состоят из одной молекулы состоят из 2 – 10 моносахаридов состоят из 102 – 103

моносахаридов

сладкие, легко растворимы в воде, малая М, кристаллизуются
  1. несладкие,
  2. нерастворимы в воде,
  3. большая М,
  4. не кристаллизуются

Параллельные
полисахаридные цепи соединяются водородными связями. Поперечная связь между
цепями препятствует проникновению воды, поэтому целлюлоза очень устойчива к
гидролизу и является строительным материалом, образует клеточные стенки
растений.

Хитин – линейный полимер
ацетилглюкозамина, является строительным материалом, образует клеточные стенки
грибов и наружный скелет членистоногих.

Органические вещества, Биология

Крахмал  –  смесь
двух полисахаридов: амилозы (10 – 20%) и амилопектина
(80 – 90%). Запасной
углевод растений (клубни, плоды, семена).

Гликоген  – полимер глюкозы, по строению похож на
амилопектин, но его цепи ветвятся сильнее, а 1,4-цепи короче.

  • Запасной углевод
    животных (печень, мышцы), встречается в клетках грибов.
  • Функции углеводов
  • ·       
    Энергетическая:
    основной источник Е для биосинтеза, транспорта веществ, движения; при
    расщеплении 1 г
    глюкозы выделяется 17,6 кДж энергии.
  • ·       
    Запасающая:
    крахмал, инулин у растений; гликоген у животных, грибов.
  • ·       
    Структурная: глюкоза
    – компонент целлюлозы, крахмала, гликогена; фруктоза – компонент инулина;
    рибоза – компонент РНК, АТФ; дезоксирибоза – компонент ДНК; целлюлоза, хитин,
    муреин – строительный материал клеточных стенок.
  • ·       
    Рецепторная:
    углеводные компоненты мембран обеспечивают узнавание клеток, рецепцию гормонов
    и медиаторов, ткане-специфичность, группы крови.
  • ·       
    Защитная:
    гликопротеиды – иммунные реакции, секреты желез содержат углеводы (слюна, слизь
    желудка).

Липиды. Классификация.
Функции

Липиды – органические соединения,
нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях (эфире,
бензине, хлороформе).

Липиды
простые сложные стероиды терпены
триглицериды

(нейтральные жиры), воска

  1. фосфолипиды,
  2. гликолипиды,
  3. липопротеиды
  • холестерол,
  • половые гормоны,
  • желчные кислоты
  1. каротиноиды,
  2. гиббереллины,
  3. эфирные масла
  • Простые липиды
  • Нейтральные жиры – сложные эфиры
    трехатомного спирта глицерина и высокомолекулярных жирных кислот (3
    сложноэфирные связи).
  • Глицерин       3 жирные кислоты            липид (триглицерид)

Органические вещества, Биология

в
зависимости от R жирных кислот

насыщенные

предельные

ненасыщенные

непредельные

в R только одинарные связи в R есть двойные связи
стеариновая, пальмитиновая олеиновая, линолевая
жиры животные масла растительные
твердые t+200С жидкие

Воска – сложные эфиры длинноцепочных спиртов и жирных кислот, используются как водоотталкивающее покрытие; входят в состав хитина, сот пчел.

Сложные липиды

фосфолипиды,

глицерфосфолипиды

  1. глицерин
  2. +
  3. фосфорная кислота
  4. +
  5. жирные кислоты
входят в состав мембран
гликолипиды
  • сфингозин
  • +
  • углеводы
входят в состав мем-бран, миелиновых оболочек, мембран хлоропластов
липопротеиды
  1. липид
  2. +
  3. белок
входят в состав мем-бран, транспортная форма липидов

Стероиды не содержат жирных
кислот, содержат стероидные ядра. К ним относятся желчные кислоты, половые
гормоны (эстроген, прогестерон, тестостерон), кортикостероиды (альдостерон,
кортикостерон), холестерол, витамин D.

Терпены – нет глицерина, нет
жирных кислот, но есть эфирная связь. К ним относятся каротиноиды (красные,
оранжевые пигменты), порфирины (хлорофилл, билирубин), флавины (рибофлавин
(витамин В2), гиббереллины, компоненты эфирных масел растений.

  • Функции липидов
  • ·       
    Структурная: фосфолипиды, гликолипиды,
    холестерол входят в состав мембран.
  • ·       
    Энергетическая: при расщеплении 1 г жира выделяется
    38,9 кДж энергии.
  • ·       
    Запасающая: накапливаясь, жиры являются
    резервным источником энергии (капля жира в клетке, жировое тело насекомых,
    подкожная жировая клетчатка).
  • ·       
    Защитная: физическая защита от
    механических повреждений;
  • ·       
    водоотталкивающие свойства: воска (кутикула,
    перья, шерсть);
  • ·       
    электрическая изоляция: гликолипиды (миелин);
  • ·       
    простогландины (повышают t, стимулируют
    сокращение мышц внутренних органов).
  • ·       
    Терморегуляторная: тепловая изоляция (подкожный
    жир); «бурый жир» – биологический обогреватель.
  • ·       
    Источник эндогенной воды: окисление 100 г жира дает 107 мл
    воды.
  • ·       
    Регуляторная: липиды – предшественники
    синтеза стероидных гормонов, жирорастворимых витаминов А, Д, Е, К, растительных
    пигментов.

Неорганические и органические вещества клетки, подготовка к ЕГЭ по биологии

Липидами называются жиры и жироподобные вещества. Эта биохимическая группа отличается хорошей растворимостью в органических веществах, но при этом нерастворима в воде.

1)Напишите название следующих солей

Жиры могут иметь твёрдую или жидкую консистенцию. Первая более характерна для животных жиров, вторая – для растительных.

Это интересно: атф это что за вещество — состав, функции и роль в организме.

Функции жиров заключаются в следующем:

к какому классу органических соединений относится CH3COOH

  1. Органические вещества, БиологияСтруктурная – фосфолипиды являются основной структурной составляющей клеточных мембран.
  2. Энергетическая – значительная часть энергии, которую использует клетка в процессе своей жизнедеятельности, получается в результате окисления жиров. Кроме того, в результате окисления липидов клетка получает воду.
  3. Защитная функция липидов заключается в том, что подкожный жировой слой защищает ткани от температурных воздействий и механических повреждений. Кроме того, у птиц и животных имеется жировая смазка на перьях, шерсти и коже. А листья большинства растений покрыты восковым налётом.
  4. Изоляционная функция жиров – миелин служит изоляционным слоем для нейронов, это служит ускорению передачи нервных импульсов.
  5. Из компонентов жировой ткани образуется ряд желчных кислот и витамин Д.
  6. Гормональная функция заключается в том, что многие гормоны имеют липидную природу.

Видео

Неорганические вещества клетки

В категорию неорганических соединений относят минеральные соли и воду.

  1. Минеральные соли.
    • Данные вещества представлены в организмах в нерастворенных либо растворенных формах. Их основной функцией служит поддержание буферных свойств цитоплазмы (постоянство слабощелочной реакции внутри цитоплазмы). Также они ответственны за формирование зубов и костей, участвуют в процессах кроветворения. У растений минеральные соли ответственны за интенсивность процесса фотосинтеза и рост.
  2. Молекулы воды.
    • Благодаря наличию в ее структуре прочных ковалентных связей, вода обладает ярко выраженными свойствами «растворителя». 

Какие классы органических веществ существуют?

К органическим веществам биологического происхождения относятся:

  • белки;
  • углеводы;
  • нуклеиновые кислоты;
  • липиды.

Три первых пункта можно еще назвать биологическими полимерами.

Что является предметом изучения физики?

Более подробная классификация органических химических веществ охватывает вещества не только биологического происхождения.

К углеводородам относятся:

  • ациклические соединения:
    • предельные углеводороды (алканы);
    • непредельные углеводороды:
      • алкены;
      • алкины;
      • алкадиены.
  • циклические соединения:
    • соединения карбоциклические:
      • алициклические;
      • ароматические.
    • соединения гетероциклические.

Есть также иные классы органических соединений, в составе которых углерод соединяется с другими веществами, кроме водорода:

  • спирты и фенолы;
  • альдегиды и кетоны;
  • карбоновые кислоты;
  • сложные эфиры;
  • липиды;
  • углеводы:
    • моносахариды;
    • олигосахариды;
    • полисахариды.
    • мукополисахариды.
  • амины;
  • аминокислоты;
  • белки;
  • нуклеиновые кислоты.

Взаимосвязь строения и функций неорганических и органических веществ

Выполняемые неорганическими и органическими веществами функции тесно связаны с их строением. Так, покрывающая клетку мембрана (оболочка) содержит в своем составе углеводы, белки и липиды. Находящиеся на поверхности клеточной оболочки белки-рецепторы воспринимают сигналы из окружающего пространства, выполняя тем самым рецепторную функцию.

Содержание липидов (жиров) внутри мембран определяет проницаемость оболочки для одних соединений и непроницаемость для других. Углеводы ответственны за синтез молекул АТФ, запасающих энергию. Аналогично связано строение других компонентов клетки с их составом.

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты имеют важное значение в структуре и правильном функционировании клеток. Химическое строение этих веществ таково, что позволяет сохранять и передавать по наследству информацию о белковой структуре клеток. Эта информация передаётся дочерним клеткам и на каждом этапе их развития формируется определённый вид белков.

Поскольку подавляющее большинство структурных и функциональных особенностей клетки обусловлено их белковой составляющей, очень важна стабильность, которой отличаются нуклеиновые кислоты. В свою очередь, от стабильности структуры и функций отдельных клеток зависит развитие и состояние организма в целом.

Роль белков в организме человека

Различают две разновидности нуклеиновых кислот – рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК).

ДНК представляет собой полимерную молекулу, которая состоит из пары спиралей нуклеотидов. Каждый мономер молекулы ДНК представлен в виде нуклеотида. В состав нуклеотидов входят азотистые основания (аденин, цитозин, тимин, гуанин), углевод (дезоксирибоза) и остаток фосфорной кислоты.

Все азотистые основания соединяются между собой строго определённым образом. Аденин всегда располагается всегда против тимина, а гуанин – против цитозина. Такое избирательное соединение называется комплементарностью и играет очень важное значение в формировании структуры белка.

Все соседние нуклеотиды между собой связываются остатком фосфорной кислоты и дезоксирибозой.

Рибонуклеиновая кислота имеет большое сходство с дезоксирибонуклеиновой. Различие заключается в том, что вместо тимина в структуре молекулы присутствует азотистое основание урацил. Вместо дезоксирибозы это соединение содержит углевод рибозу.

Генетическая связь неорганических и органических соединений

Все нуклеотиды в цепочке РНК соединяются через фосфорный остаток и рибозу.

По своей структуре РНК может быть одно— и двухцепочечным. У ряда вирусов двухцепочечные РНК выполняют функции хромосом – они являются носителями генетической информации. С помощью одноцепочечной РНК происходит перенос информации о составе белковой молекулы.

Теги

массы клетки животныхза белками ив состав которых Состав органических

Профессор Знаев

Органические вещества лежат в основе всей живой природы. Растения и животные, микроорганизмы и вирусы — все живые существа состоят из огромного количества различных органических веществ и сравнительно небольшого числа неорганических.

Именно соединения углерода, благодаря их великому разнообразию и способности к многочисленным химическим превращениям, явились той основой, на которой возникла жизнь во всех ее проявлениях.

Носителями тех свойств, которые включаются в понятие «жизнь», являются сложные органические вещества, молекулы которых содержат цепи из многих тысяч атомов — биополимеры.

Прежде всего это белки — носители жизни, основа живой клетки. Сложные органические полимеры — белки состоят главным образом из углерода, водорода, кислорода, азота и серы. Их молекулы образованы соединением очень большого числа простых молекул — так называемых аминокислот (см. ст. «Химия жизни»).

Существует очень много разных белков. Есть белки опорные, или структурные. Такие белки входят в состав костей, образуют хрящи, кожу, волосы, рога, копыта, перья, чешую рыб. В состав мышц структурные белки входят вместе с белками, выполняющими сократительные функции.

Сокращение мышц (важнейшая роль белков этого типа) — это превращение части химической энергии таких белков в механическую работу. Очень большая группа белков регулирует химические реакции в организмах. Это ферменты (биологические катализаторы). В настоящее время их известно более тысячи.

Высокоразвитые организмы умеют вырабатывать еще и защитные белки — так называемые антитела, которые способны осаждать или связывать и тем обезвреживать проникшие извне в организм посторонние вещества и тела.

Наряду с белками важнейшие функции жизни несут нуклеиновые кислоты. В живом организме всегда происходит обмен веществ. Постоянно обновляется состав почти всех его клеток. Обновляются и белки клеток.

Но ведь для каждого органа, для каждой ткани нужно изготовить свой особенный белок, со своим неповторимым порядком аминокислот в цепи. Хранители этого порядка — нуклеиновые кислоты. Нуклеиновые кислоты являются своего рода шаблонами, по которым организмы строят свои белки.

Часто образно говорят, что в них записан код синтеза белка. Для каждого белка — свой код, свой шаблон. У нуклеиновых кислот есть еще одна функция. Они шаблоны и для самих нуклеиновых кислот.

Это своего рода «запоминающее устройство», при помощи которого каждый вид живых существ передает из поколения в поколение коды построения своих белков (см. ст. «Химия жизни»).

Опорные функции в живой природе выполняют не только белки. В растениях, например, опорные, скелетные вещества — целлюлоза и лигнин. Это тоже полимерные вещества, но совсем другого типа.

Длинные цепи атомов целлюлозы построены из молекул глюкозы, относящейся к группе Сахаров. Поэтому целлюлозу относят к полисахаридам. Строение лигнина до сих пор окончательно не установлено. Это тоже полимер, по-видимому, с сетчатыми молекулами.

А у насекомых опорные функции выполняет хитин — тоже полисахарид.

Есть большая группа веществ (жиры, сахара, или углеводы), которые переносят и запасают химическую энергию. Они (вместе с белками пищи) являются запасным строительным материалом, необходимым для образования новых клеток (см. ст. «Химия пищи»).

Множество органических веществ (витамины, гормоны) в живых организмах играют роль регуляторов жизнедеятельности. Одни регулируют дыхание или пищеварение, другие — рост и деление клеток, третьи — деятельность нервной системы и т. п.

В живых организмах содержатся многочисленные вещества самых разнообразных назначений: красящие, которым мир цветов обязан своей красотой, пахучие — привлекающие или отпугивающие, защищающие от внешних врагов, и много других.

Растения и животные, даже каждая отдельная клетка — это маленькие, но очень сложные лаборатории, в которых возникают, превращаются и разлагаются тысячи органических веществ. Многочисленные и разнообразные химические реакции протекают в этих лабораториях в строго определенной последовательности. Создаются, растут и затем распадаются сложнейшие структуры…

Мир органических веществ окружает нас, мы сами состоим из них, и вся живая природа, среди которой мы живем и которую мы постоянно используем, состоит из органических веществ.

Органические вещества, Биология

Строение природного полимера — белка фиброина шелка. Отдельные полимерные цепи соединены между собой водородными связями (пунктир).

Органические соединения. Углерод • биология-в.рф

Органические соединения. УглеродОрганические вещества, Биология

Углерод составляет свыше 50 % сухой массы органических веществ, поэтому химические свойства живых организмов в значительной степени зависят от него. Органические соединения составляют в среднем 20-30% массы клетки живого организма.

Органическими соединениями называются вещества, которые имеют скелеты с ковалентно связанными атомами углерода. Органические соединения бывают низкомолекулярные (органические кислоты, их эфиры, аминокислоты, свободные жирные кислоты и т. п.) и высокомолекулярные.

Важнейшими органическими соединениями клетки, которые составляют почти все сухое вещество клетки, являются высокомолекулярные: липиды, углеводы, белки, нуклеиновые кислоты. В разных типах клеток содержится разное количество органических соединений.

Например, в растительных клетках преобладают сложные углеводы — полисахариды, у животных — больше белков и жиров.

Органические вещества представлены соединениями, которые имеют большую молекулярную массу, поэтому называются макромолекулами (биополимерами). Наименьшую молекулярную массу имеют липиды (молекулярная масса составляет 50-1500).

Полимеры (от греч. поле — много, мерес — часть), или макромолекулы, состоят из простых одинаковых молекул или похожих единиц — мономеров (от греч. монос — один), которые последовательно связаны между собой ковалентной связью.

Мономеры имеют способность к образованию полимеров — полимеризации. Это процесс образования длинных цепей, которые могут быть или разветвленными, или неразветвленными. Полимеры, которые состоят из одинаковых мономеров, называются гомополимерами.

Если в состав полимеров входят разные мономеры, то они называются гетерополимерами.

Особенности строения биополимеров тех или других организмов обуславливают их биохимическую своеобразность. Мономеры бывают часто одинаковыми у представителей разных групп организмов. Мономерами белков являются аминокислоты, мономерами сложных углеводов (полисахаридов) — моносахариды, нуклеиновых кислот — нуклеотиды.

Ряд органических соединений относится к биологически активным веществам: гормонам, пигментам, витаминам и т. п.

Молекулярный уровеньУровни организации живого

Органические вещества – это… Что такое Органические вещества?

Органические соединения, органические вещества — класс химических соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов).[1]

История

Название органические вещества появилось на ранней стадии развития химии во время господства виталистических воззрений, продолжавших традицию Аристотеля и Плиния Старшего о разделении мира на живое и неживое.

Вещества при этом разделялись на минеральные — принадлежащие царству минералов, и органические — принадлежащие царствам животных и растений. Считалось, что для синтеза органических веществ необходима особая «жизненная сила» (лат.

 vis vitalis), присущая только живому, и поэтому синтез органических веществ из неорганических невозможен.

Это представление было опровергнуто Фридрихом Вёлером в 1828 году путём синтеза «органической» мочевины из «минерального» цианата аммония, однако деление веществ на органические и неорганические сохранилось в химической терминологии и по сей день.

Количество известных органических соединений составляет почти 27 млн

В этой статье не хватает ссылок на источники информации.
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 22 марта 2012.

. Таким образом, органические соединения — самый обширный класс химических соединений. Многообразие органических соединений связано с уникальным свойством углерода образовывать цепочки из атомов, что в свою очередь обусловлено высокой стабильностью (то есть энергией) углерод-углеродной связи.

Связь углерод-углерод может быть как одинарной, так и кратной — двойной, тройной. При увеличении кратности углерод-углеродной связи возрастает её энергия, то есть стабильность, а длина уменьшается.

Высокая валентность углерода — 4, а также возможность образовывать кратные связи, позволяет образовывать структуры различной размерности (линейные, плоские, объёмные).

Классификация

Основные классы органических соединений биологического происхождения — белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты — содержат, помимо углерода, преимущественно водород, азот, кислород, серу и фосфор.

Именно поэтому «классические» органические соединения содержат прежде всего водород, кислород, азот и серу — несмотря на то, что элементами, составляющими органические соединения, помимо углерода могут быть практически любые элементы.

Соединения углерода с другими элементами составляют особый класс органических соединений — элементоорганические соединения. Металлоорганические соединения содержат связь металл-углерод и составляют обширный подкласс элементоорганических соединений.

Характерные свойства

Существует несколько важных свойств, которые выделяют органические соединения в отдельный, ни на что не похожий класс химических соединений.

  1. Различная топология образования связей между атомами, образующими органические соединения (прежде всего, атомами углерода), приводит к появлению изомеров — соединений, имеющих один и тот же состав и молекулярную массу, но обладающих различными физико-химическими свойствами. Данное явление носит название изомерии.
  2. Явление гомологии — существование рядов органических соединений, в которых формула любых двух соседей ряда (гомологов) отличается на одну и ту же группу — гомологическую разницу CH2. Целый ряд физико-химических свойств в первом приближении изменяется симбатно[неизвестный термин] по ходу гомологического ряда. Это важное свойство используется в материаловедении при поиске веществ с заранее заданными свойствами.

Номенклатура органических соединений

Органическая номенклатура — это система классификации и наименований органических веществ. В настоящее время распространена номенклатура ИЮПАК.

Классификация органических соединений построена на важном принципе, согласно которому физические и химические свойства органического соединения в первом приближении определяются двумя основными критериями — строением углеродного скелета соединения и его функциональными группами.

В зависимости от природы углеродного скелета органические соединения можно разделить на ациклические и циклические. Среди ациклических соединений различают предельные и непредельные. Циклические соединения разделяются на карбоциклические (алициклические и ароматические) и гетероциклические.

Алифатические соединения

Алифатические соединения — органические вещества, не содержащие в структуре ароматических систем.

Углеводороды — Алканы — Алкены — Диены или Алкадиены — Алкины — Галогенуглеводороды — Спирты — Меркаптаны — Простые эфиры — Альдегиды — Кетоны — Карбоновые кислоты — Сложные эфиры — Углеводы или сахара — Нафтены — Амиды — Амины — Липиды — Нитрилы

Ароматические соединения

Ароматические соединения, или арены, — органические вещества, в структуру которых входит одна (или более) ароматическая циклическая система (см. Ароматизация)

Бензол-Толуол-Ксилол-Анилин-Фенол-Ацетофенон-Бензонитрил- Галогенарены-Нафталин-Антрацен-Фенантрен-Бензпирен-Коронен-Азулен-Бифенил-Ионол.

Гетероциклические соединения

Гетероциклические соединения — вещества, в молекулярной структуре которых присутствует хотя бы один цикл с одним (или несколькими) гетероатомом

Пиррол-Тиофен-Фуран-Пиридин

Полимеры

Полимеры представляют собой особый вид веществ, также известный как высокомолекулярные соединения. В их структуру обычно входят многочисленные сегменты (соединения) меньшего размера. Эти сегменты могут быть идентичны, и тогда речь идёт о гомополимере.

Полимеры относятся к макромолекулам — классу веществ, состоящих из молекул очень большого размера. Полимеры могут быть органическими (полиэтилен, полипропилен, плексиглас и т. д.

) или неорганическими (силикон); синтетическими (поливинилхлорид) или природными (целлюлоза, крахмал).

Структурный анализ органических веществ

В настоящее время существует несколько методов характеристики органических соединений. Кристаллография (рентгеноструктурный анализ) — наиболее точный метод, требующий, однако, наличия высококачественного кристалла достаточного размера для получения высокого разрешения. Поэтому пока этот метод не используется слишком часто.

  • Элементный анализ — деструктивный метод, использующийся для количественного определения содержания элементов в молекуле вещества.
  • Инфракрасная спектроскопия (ИК): используется главным образом для доказательства наличия (или отсутствия) определённых функциональных групп.
  • Масс-спектрометрия: используется для определения молекулярных масс веществ и способов их фрагментации.
  • Спектроскопия ядерного магнитного резонанса ЯМР.
  • Ультрафиолетовая спектроскопия (УФ): используется для определения степени сопряжения в системе
  • Про другие методы смотрите в разделе Аналитическая химия.

Примечания

Важность органических соединений: 7 причин – наука

В органические соединенияважные потому что они служат основой всей жизни на Земле, основанной на углероде, элементе, который содержится во всех живых организмах. Органические соединения также создают

Содержание:

В органические соединенияважные потому что они служат основой всей жизни на Земле, основанной на углероде, элементе, который содержится во всех живых организмах. Органические соединения также создают производство энергии в биологической жизни, истощение атмосферы и высвобождают энергию из углеводородов.

https://www.youtube.com/watch?v=v_RgITICUL4\u0026t=12s

Органические соединения состоят из атомов водорода, кислорода и углерода и встречаются во всех формах жизни. Тип органического соединения, называемого нуклеотидом, составляет аминокислоты и ДНК. Белки, липиды и углеводы необходимы для поддержания различных биологических процессов, таких как обмен веществ, дыхание и кровообращение.

Углеводы обеспечивают формы жизни энергией, необходимой для поддержания клеточной функции. Липиды или жиры хранят в организме энергию, которая может быть использована позже.

  • Белки создают структурные части клеток, которые позже встраиваются в ткани и органы, составляющие все тело организма.
  • Древние формы жизни, погребенные под поверхностью земли и преобразованные в углеводороды, составляют основу всей механической энергии, потребляемой человечеством.
  • Неочищенное топливо перерабатывается в бензин, пропан, дизельное топливо, керосин и природный газ, чтобы автомобили и системы отопления могли работать.

Выбросы органических соединений в атмосферу снижают уровень озона и вызывают смог. Эти соединения являются отходами производства и сжигания.

Биологическое значение органических соединений

1- В нуклеиновых кислотах

Нуклеиновые кислоты являются незаменимыми биополимерами для всех форм жизни (ДНК попадает в эту категорию). Они состоят из многих элементов, но в основном из углерода и водорода, хотя в их сахарах также есть атомы кислорода.

Нуклеиновые кислоты – самые важные из всех биомолекул. Их в изобилии можно найти во всех живых существах, где их функция – создавать и кодировать, а затем хранить информацию в ядрах всех живых клеток всех живых организмов на Земле.

2- В углеводах

Углеводы – это биологическая молекула, состоящая из углерода, водорода и кислорода. В биохимии этот термин является синонимом группы элементов, которые могут включать сахара, целлюлозу и крахмал.

Углеводы играют важную роль в живых организмах. Полисахариды служат для хранения энергии и в качестве структурных компонентов, например, у растений и членистоногих. Один тип сахарида важен в молекулах, составляющих ДНК.

В общем, сахариды и их производные включают множество других важных биомолекул, которые играют главную роль в иммунной системе, оплодотворении, свертывании крови и предотвращении патогенеза.

В пищевой науке термин углевод может использоваться для обозначения любой пищи, богатой сложными углеводными крахмалом, такой как злаки, макаронные изделия, хлеб, или богатой простыми углеводами, такой как конфеты или сладости.

3- Как основа для еды

Пищевые материалы состоят из углеродных соединений через углеводы, белки и жиры. Вся пища, которую мы потребляем, представляет собой восстановленный материал и экстракты растений или животных.

Органические молекулы составляют значительную часть рациона человека и содержатся во всей пище, которую человек потребляет.

Большое количество органических молекул необходимо для поддержания здоровья клеток и тканей.

4- В липидах

Липид – это термин, используемый для определения веществ биологического происхождения, растворимых в растворителях. Он состоит из группы молекул, которые встречаются в природе, таких как жиры, воски, стерины, моноглицериды и триглицериды, среди прочего.

Основные функции липидов включают хранение энергии, передачу липидных сигналов и действие в качестве структурного компонента клеточных мембран.

Липиды находят применение в косметической и пищевой промышленности, а также в нанотехнологиях.

5- В метаболизме

  1. Три основные цели метаболизма – это преобразование энергии / топлива в энергию для клеточных процессов, преобразование энергии / топлива для создания строительных блоков для белков, липидов, нуклеиновых кислот и некоторых углеводов, а также удаление азотистых отходов.

  2. Эти реакции позволяют организмам расти и воспроизводиться, поддерживать свои структуры и реагировать на окружающую среду.

  3. Метаболизм обычно делится на две категории: катаболизм, то есть расщепление органических веществ и расщепление глюкозы путем клеточного дыхания; и в анаболизме, который представляет собой построение компонентов клетки, таких как белки и нуклеиновые кислоты.

6- В белках

Один из типов органических молекул, которые должны присутствовать в рационе каждого человека, – это белок. Белки состоят из цепочек органических молекул, называемых аминокислотами.

В человеческом организме используется комбинация из 20 различных типов аминокислот, расположенных в определенных последовательностях, чтобы тысячи уникальных человеческих белков присутствовали в клетках и тканях.

Белок важен в диете, поскольку является источником аминокислот – белок расщепляется в желудке и кишечнике, а аминокислоты, составляющие пищевой белок, всасываются в организм и используются для производства собственных белков. .

7- Углеводороды

  • Углеводороды – это органические соединения, полностью состоящие из водорода и углерода.
  • Есть много различных типов углеводородов, таких как метан, этан, пропан, пентан и октан, среди других.
  • Большинство углеводородов, обнаруженных на Земле, естественным образом встречаются в сырой нефти, где разложившееся органическое вещество обеспечивает изобилие углерода и водорода, которые при соединении могут образовывать безграничные цепи.
  • Углеводороды сегодня являются основным источником энергии для большинства цивилизаций.

Известно, что углеводороды используются в качестве источника топлива. В твердой форме углеводороды могут принимать форму асфальта.

Использование углеводородов также широко распространено в природе. Некоторые членистоногие, такие как бразильская пчела, используют определенные запахи углеводорода, например, для различения членов своей семьи.

Ссылки

  1. Органические соединения, которые должны быть в рационе (2015) Получено с livestrong.com.
  2. Обновление комплексной системы классификации липидов LIPID MAPS. Восстановлено с ncbi.nlm.nih.gov.
  3. Почему важны органические соединения? (2016) Получено с socratic.org.
  4. Универсальный характер биохимии. Восстановлено с ncbi.nlm.nih.gov.
  5. Биология человека и здоровье. Восстановлено с wikipedia.org.
  6. Из чего состоят нуклеиновые кислоты? (2015) Получено с livestrong.com.
  7. Нуклеиновые кислоты. Восстановлено с wikipedia.org.
  8. Почему важны органические соединения? Восстановлено с reference.com.
Ссылка на основную публикацию