22.Полисахариды (крахмал, целлюлоза, гликоген): строение, отличительные биологические функции.
Полисахариды – высокомолекулярные продукты поликонденсации моносахаридов, связанных друг с другом гликозидными связями и образующие линейные или разветвленные цепи. Наиболее часто встречающимся моносахаридным звеном полисахаридов является D-глюкоза. В качестве компонентов полисахаридов могут быть также D-манноза, D- и L- галактоза, D-ксилоза и L-арабиноза, D-галактуроновая и D-маннуроновая кислоты, D- глюкозамин, D-галактозамин и др. Каждый моносахарид, входящий в состав полимерной молекулы, может находиться в пиранозной или фуранозной форме. Полисахариды можно разделить на 2 группы: гомополисахариды и гетерополисахариды.
Гомополисахариды состоят из моносахаридных единиц только одного типа. Гетерополисахариды содержат два и более типов мономерных звеньев.
Гомополисахариды. По своему функциональному назначению гомополисахариды могут быть разделены на 2 группы: структурные (гликоген и крахмал) и резервные (целлюлоза) полисахариды.
Крахмал. Это высокомолекулярное соединение, включающее сотни тысяч остатков глюкозы. Он является главным резервным полисахаридом растений.
Крахмал представляет собой смесь двух гомополисахаридов: линейного – амилозы(10-70%) и разветвленного – амилопектина(30-90%). Общая формула крахмала (С 6 Н 10 О 5)n. Как правило, содержание амилозы в крахмале составляет 10-30%, амилопектина – 70-90%. Полисахариды крахмала построены из остатков D-глюкозы, соединенных в амилозе и линейных цепях амилопектина α-1,4-связями, а в точках ветвления амилопектина – межцепочечными α-1,6-связями.
Рис. Структура крахмала. а - амилоза с характерной для нее спиральной структурой, б – амилопектин.
В молекуле амилозы линейно связаны 200-300 остатков глюкозы. Благодаря α-конфигурации глюкозного остатка, полисахаридная цепь амилозы имеет конфигурацию спирали. В воде амилоза не дает истинные растворы, в растворе при добавлении йода амилоза окрашивается в синий цвет.
Амилопектин имеет разветвленную структуру. Отдельные линейные участки молекулы амилопектина содержат 20-30 остатков глюкозы. При этом формируется древовидная структура. Амилопектин окрашивается йодом в красно-фиолетовый цвет.
Крахмал имеет молекулярную массу 10 5 -10 8 Да. При частичном кислотном гидролизе крахмала образуются полисахариды меньшей степени полимеризации – декстрины, при полном идолизе – глюкоза.
Гликоген. Это главный резервный полисахарид высших животных и человека, построенный из остатков D-глюкозы. Общая формула гликогена как и у крахмала (С 6 Н 10 О 5)n. Он содержится почти во всех органах и тканях животных и человека, но наибольшее количество гликогена обнаружено в печени и мышцах. Молекулярная масса гликогена 10 5 -10 8 Да и более. Его молекула построена из ветвящихся полиглюкозидных цепей, в которых остатки глюкозы соединены α-1→4-гликозидными связями. В точках ветвления - α-1→6-связями. Гликоген характеризуется более разветвленной структурой, чем амилопектин; линейные отрезки в молекуле гликогены включают 11-18 остатков α-D-глюкозы.
При гидролизе гликоген, подобно крахмалу, расщепляется с образованием сначала декстринов, затем мальтозы и глюкозы.
Целлюлоза (клетчатка) – наиболее широко распространенный структурный полисахарид растительного мира. Он состоит из β-глюкопиранозных мономерных (D-глюкозы), соединенных между собой β-(1→4)-связями. При частичном гидролизе целлюлозы образуются целлодекстрины, дисахарид целлобиоза, а при полном гидролизе D-глюкоза. Молекулярная масса целлюлозы порядка 10 6 Да. Клетчатка не переваривается ферментами пищеварительного тракта, т.к. набор этих ферментов у человека не содержит гидролаз, расщепляющих β-связи.
| " |
Полисахариды являются высокомолекулярными соединениями, содержащими сотни и тысячи остатков моносахаридов. Общим для строения полисахаридов является то, что остатки моносахаридов связываются за счет полуацетального гидроксила одной молекулы и спиртового гидроксила другой и т.д. Каждый остаток моносахарида связан с соседними остатками гликозидными связями.
Полигликозиды могут содержать разветвленные и неразветвленные цепи. Остатки моносахаридов, входящие в состав молекулы, могут быть одинаковыми или разными. Наибольшее значение из высших полисахаридов имеют крахмал, гликоген (животный крахмал), клетчатка (или целлюлоза). Все эти три полисахарида состоят из молекул глюкозы, по-разному соединенных друг с другом. Состав всех трех соединений можно выразить общей формулой: (С 6 Н 10 О 5) n
Крахмал
Крахмал относится к полисахаридам. Молекулярная масса этого вещества точно не установлена, но известно, что очень велика (порядка 100000) и для разных образцов может быть различна. Поэтому формулу крахмала, как и других полисахаридов, изображают в виде (С 6 Н 10 О 5) n . Для каждого полисахарида n имеет различные значения.
Физические свойства
Крахмал представляет собой безвкусный порошок, нерастворимый в холодной воде. В горячей воде набухает, образуя клейстер.
Крахмал широко распространен в природе. Он является для различных растений запасным питательным материалом и содержится в них в виде крахмальных зерен. Наиболее богато крахмалом зерно злаков: риса (до 86%), пшеницы (до 75%), кукурузы (до 72%), а также клубни картофеля (до 24%). В клубнях картофеля крахмальные зерна плавают в клеточном соке, а в злаках они плотно склеены белковым веществом клейковиной. Крахмал является одним из продуктов фотосинтеза.
Получение
Из растений извлекают крахмал, разрушая клетки и отмывая его водой. В промышленном масштабе его получают главным образом из клубней картофеля (в виде картофельной муки), а также из кукурузы.
Химические свойства
1) При действии ферментов или при нагревании с кислотами (ионы водорода служат катализатором) крахмал, как и все сложные углеводы, подвергается гидролизу. При этом сначала образуется растворимый крахмал, затем менее сложные вещества - декстрины. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза. Можно выразить суммарное уравнение реакции следующим образом:
Происходит постепенное расщепление макромолекул. Гидролиз крахмала - его важное химическое свойство.
2) Крахмал не дает реакции «серебряного зеркала», но ее дают продукты его гидролиза. Макромолекулы крахмала состоят из многих молекул циклической a-глюкозы. Процесс образования крахмала можно выразить так (реакция поликонденсации):
3) Характерной реакцией является взаимодействие крахмала с растворами иода. Если к охлажденному крахмальному клейстеру добавить раствор иода, то появляется синее окрашивание. При нагревании клейстера оно исчезает, а при охлаждении появляется вновь. Этим свойством пользуются при определении крахмала в пищевых продуктах. Так, например, если каплю иода нанести на срез картофеля или ломтик белого хлеба, то появляется синее окрашивание.
Применение
Крахмал является основным углеводом пищи человека, он в больших количествах содержится в хлебе, крупах, картофеле, овощах. В значительных количествах крахмал перерабатывается на декстрины, патоку, глюкозу, которые используются в кондитерской промышленности. Крахмал используется как клеящее средство, применяется для отделки тканей, накрахмаливания белья. В медицине на основе крахмала готовят мази, присыпки и т.д.
Целлюлоза, или клетчатка
Целлюлоза - еще более распространенный углевод, чем крахмал. Из него состоят в основном стенки растительных клеток. В древесине содержится до 60%, в вате и фильтровальной бумаге - до 90% целлюлозы.
Физические свойства
Чистая целлюлоза - белое твердое вещество, нерастворимое в воде и в обычных органических растворителях, хорошо растворимо в концентрированном аммиачном растворе гидроксида меди (II) (реактив Швейцера). Из этого раствора кислоты осаждают целлюлозу в виде волокон (гидратцеллюлоза). Клетчатка обладает довольно большой механической прочностью.
Состав и строение
Состав целлюлозы, так же как и крахмала, выражают формулой (С 6 Н 10 О 5) n . Значение n в некоторых видах целлюлозы достигает 10-12 тыс., а молекулярная масса доходит до нескольких миллионов. Молекулы ее имеют линейное (неразветвленное) строение, вследствие чего целлюлоза легко образует волокна. Молекулы же крахмала имеют как линейную, так и разветвленную структуру. В этом основное отличие крахмала от целлюлозы.
Имеются различия и в строении этих веществ: макромолекулы крахмала состоят из остатков молекул a-глюкозы, а макромолекулы целлюлозы - из остатков b-глюкозы. Процесс образования фрагмента макромолекулы целлюлозы можно изобразить схемой:
Химические свойства. Применение целлюлозы Небольшие различия в строении молекул обуславливают значительные различия в свойствах полимеров: крахмал - продукт питания, целлюлоза для этой цели непригодна.
1) Целлюлоза не дает реакции «серебряного зеркала» (нет альдегидной группы). Это позволяет рассматривать каждое звено С 6 Н 10 О 5 как остаток глюкозы, содержащий три гидроксильные группы. Последние в формуле целлюлозы часто выделяют:
За счет гидроксильных групп целлюлоза может образовывать простые и сложные эфиры.
Например, реакция образования сложного эфира с уксусной кислотой имеет вид:
[С 6 Н 7 O 2 (ОН) 3 ] n +3nСН 3 СООН®[С 6 Н 7 O 2 (ОСОСН 3) 3 ] n +3nН 2 O
При взаимодействии целлюлозы с концентрированной азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты в качестве водоотнимающего средства образуется сложный эфир - тринитрат целлюлозы:
Это - взрывчатое вещество, применяемое для изготовления порохов.
Таким образом, при обычной температуре целлюлоза взаимодействует лишь с концентрированными кислотами.
2) Подобно крахмалу, при нагревании с разбавленными кислотами целлюлоза подвергается гидролизу с образованием глюкозы:
(С 6 Н 10 0 6) n +nН 2 O®nС б Н 12 O 6
Гидролиз целлюлозы, иначе называемый осахариванием, - очень важное свойство целлюлозы, он позволяет получить из древесных опилок и стружек целлюлозу, а сбраживанием последней - этиловый спирт. Этиловый спирт, полученный из древесины, называется гидролизным.
На гидролизных заводах из 1 т древесины получают до 200 л этилового спирта, что позволяет заменить 1,5 т картофеля или 0,7 т зерна.
Сырая глюкоза, полученная из древесины, может служить кормом для скота.
Это только отдельные примеры применения целлюлозы. Целлюлоза в виде хлопка, льна или пеньки идет на изготовление тканей - хлопчатобумажных и льняных. Большие количества ее расходуются на производство бумаги. Дешевые сорта бумаги изготовляют из древесины хвойных пород, лучшие сорта - из льняной и хлопчатобумажной макулатуры. Подвергая целлюлозу химической переработке, получают несколько видов искусственного шелка, пластмассы, кинопленку, бездымный порох, лаки и многое другое.
Главный полисахарид, который хорошо усваивается организмом человека – это крахмал. Основным его поставщиком являются: картофель, хлеб, макароны, зерновые и бобовые.
Молекула крахмала – полимер, состоящий из нескольких молекул глюкозы, которая в данном случае является мономером. В состав крахмала входит две фракции: линейный полимер амилозу (состоит из 200 – 2000 мономеров) и разветвленный полимер амило-пектин (состоит из 1000 – 1000000 мономеров).
Различные соотношения амилозы и амило-пектина в составе крахмала являются причиной разных физико-химических свойств крахмала в разных пищевых источниках (например, крахмал, полученный из разных продуктов, растворяется при разной температуре)
Как усваивается крахмал
Для того, чтобы крахмал лучше усваивался, содержащие его пищевые продукты подвергаются тепловой обработке, в результате которой образуется крахмальный клейстер. В чистой форме клейстер можно увидеть в киселе, а в скрытой форме клейстер образуется в каше, макаронах, хлебе и т.д.
Поступающие с пищей крахмальные полисахариды начинают расщепляться ферментами уже в ротовой полости. В процессе расщепления крахмала образуются мальтодекстрины, мальтоза, глюкоза, которые полностью усваиваются.
В отличии от моносахаридов и дисахаридов крахмал усваивается дольше, поэтому не вызывает резкого повышения уровня глюкозы в крови. Кроме того, с продуктами поставщиками крахмала, в организм поступают большое количество аминокислот, минеральных веществ и витаминов и при этом минимальное количество жира.
Сахар же, напротив, не только не содержит эссенциальных нутриентов, но и затрачивает их в процессе усвоения, а кроме этого, большая часть продуктов кондитерского производства являются еще источниками скрытого жира.
Крахмал который не усваивается
При термической обработке продуктов частично образуется крахмал устойчивый к перевариванию. Образующееся количество этого крахмала зависит от степени тепловой обработки и от того, сколько в крахмале содержится амилозы.
Крахмалы, резистентные к перевариванию содержатся также в продуктах натуральных, например, больше всего их содержат картофель и бобовые.
Устойчивые к перевариванию крахмалы входят в группу пищевых волокон вместе некрахмальными полисахаридами и олигосахаридами.
Модифицированные крахмалы
Эти крахмалы применяются пищевой промышленностью. От природных форм их отличает более хорошая растворимость, которая не зависит от температуры. Подобные свойства достигаются за счет предварительной обработки крахмала ферментами.
С помощью модифицированных крахмалов продуктам придают необходимый внешний вид и стабильную форму, а также достигают требуемой вязкости и однородности.
Гликоген – второй усваиваемый полисахарид
С пищей его поступает немного, в основном с печенью, мясом и рыбой. В процессе созревания мяса из гликогена образуется молочная кислота.
В то же время гликоген образуется в организме человека из глюкозы, поэтому часть излишков глюкозы, поступившей с пищей, превращается в гликоген, а остальная часть – в жир.
Гликоген является единственным углеводом, который в животных тканях используется в качестве резервного. Всего в человеческом организме содержится примерно 500 г гликогена, из них треть – в печени и две трети – в мышцах. В случае глубокого дефицита углеводов в питании, начинается использоваться гликоген печени и мышц. При длительной нехватке гликогена в печени развивается нарушение функции гепатоцитов и в конечном итоге – жировая инфильтрация печени.
Именно поэтому полностью исключать из своего рациона ни в коем случае нельзя. Это следует учесть тем, кто придерживается низкоуглеводных диет типа диеты Аткинса и Кремлевской диеты.
Некрахмальные полисахариды
Некрахмальные полисахариды имеют растительную природу и достаточно широко распространены. В химическом составе некрахмальных полисахаридов оказываются полисахариды, содержащие гексозы, пентозы и уроновые кислоты.
В природе некрахмальные полисахариды выполняют несколько функций: некоторые в качестве структурных компонентов входят в состав клеточных стенок, а некоторые составляют слизи и камеди на поверхности и внутри клеток растений.
Некрахмальные полисахариды классифицируются на:
— целлюлозу
— гемицеллюлозу
— пектины
— р-гликаны
— гидроколлоиды (слизи и камеди).
Некрахмальные полисахариды не способны перевариваться в тонком кишечнике человека, потому, что для этого нет необходимых ферментов. В связи с этим некрахмальные полисахариды ранее считались балластными веществами и удалялись из продуктов в процессе переработки, но в настоящее время, их важность для метаболизма и нормального функционирования организма не ставится под сомнение, более того, некрахмальные полисахариды причислены к группе незаменимых пищевых факторов.
Неперевариваемыми полисахаридами животного происхождения являются хитин и хитозан. Пищевыми источниками этих веществ являются панцири лобстеров и крабов.
Идентичными свойствами также обладает лигнин - соединение полифенольной неуглеводной природы, который не растворяется в воде и входит в состав клеточных оболочек многих растений и семян.
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:
- гомополисахариды (гомополимеры)
- крахмал
- клетчатка
- гетерополисахариды (гетерополимеры).
- инулин
- пектиновые вещества
- камеди
- 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:
- пектовые кислоты (простейшие представители пектиновых веществ, содержащие до 100 мономеров, карбоксильные группы не модифицированы, R = Н);
- пектаты (соли пектовых кислот, R = Ме + и Н);
- пектиновые кислоты (пектины) (более высокомолекулярные соединения, содержащие 100-200 мономеров, карбоксильные группы частично метоксилированы, R=Н и СН 3);
- пектинаты (соли пектиновых кислот, R = Ме + и СН 3);
- 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.
Ответами к заданиям 1–21 являются последовательность цифр, число или слово (словосочетание).
1
Рассмотрите предложенную схему. Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный на схеме знаком вопроса.
2
Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны.
На каких уровнях организации живого изучают значение фотосинтеза в природе?
1. биосферном
2. клеточном
3. биогеоценотическом
4. молекулярном
5. тканево-органном
3
Сколько нуклеотидов составляют антикодон тРНК?
Ответ: ______
4
Все приведенные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания функций нуклеиновых кислот в клетке. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1. осуществляют гомеостаз
2. переносят наследственную информацию из ядра к рибосоме
3. участвуют в биосинтезе белка
4. входят в состав клеточной мембраны
5. транспортируют аминокислоты
5
Установите соответствие между процессом, протекающим в клетке, и органоидом, в котором он происходит: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
А. восстановление углекислого газа до глюкозы
Б. синтез АТФ в процессе дыхания
В. первичный синтез органических веществ
Г. превращение световой энергии в химическую
Д. расщепление органических веществ до углекислого газа и воды
ОРГАНОИД
1. митохондрия
2. хлоропласт
6
Какое соотношение фенотипов получится при скрещивании двух гетерозигот при полном доминировании генов? Ответ запишите в виде последовательности цифр в порядке их убывания.
7
Ниже приведен перечень терминов. Все они, кроме двух, используются для описания генетических процессов и явлений. Найдите два термина, «выпадающих» из общего ряда, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1. Х-хромосома
2. консумент
3. дивергенция
4. гетерозигота
5. половая хромосома
8
Установите соответствие между особенностью полового и бесполого размножения: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ХАРАКТЕРИСТИКА
А. формирует новые сочетания генов
Б. формирует комбинативную изменчивость
В. образует потомство, идентичное материнскому
Г. происходит без гаметогенеза
Д. обусловлено митозом
РАЗМНОЖЕНИЕ
1. бесполое
2. половое
9
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие признаки характерны для растений класса Двудольные?
1. сетчатое жилкование листьев
2. корневая система мочковатая
3. корневая система стержневая
4. дуговое жилкование листьев
5. две семядоли в семени
6. параллельное жилкование листьев
10
Установите соответствие между признаком животных и классом, для которого этот признак характерен: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
А. наличие шейного позвонка
Б. отсутствие ребер
В. непрямое развитие
Г. наличие рычажных конечностей
Д. двухкамерное сердце
Е. отсутствие легких
2. Земноводные
11
Установите, в какой последовательности расположены систематические группы растений, начиная с наибольшей. Запишите соответствующую последовательность цифр.
2. бобовые
3. клевер красный
4. покрытосеменные
5. двудольные
12
При возбуждении симпатической нервной системы в отличие от возбуждения парасимпатической нервной системы
1. расширяются артерии
2. повышается артериальное давление
3. усиливается перистальтика кишечника
4. сужается зрачок
5. увеличивается количество сахара в крови
6. учащаются сокращения сердца
13
Установите соответствие между защитным свойством организма человека и видом иммунитета: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА
А. наличие антител в плазме крови, полученных по наследству
Б. получение антител с лечебной сывороткой
В. образование антител в крови в результате вакцинации
Г. наличие в крови сходных белков - антител у всех особей одного вида
ВИД ИММУНИТЕТА
1. активный
2. пассивный
3. врожденный
14
Установите последовательность расположения органов пищеварительной системы, начиная с толстой кишки. Запишите соответствующую последовательность цифр.
2. ротовая полость
3. толстая кишка
4. тонкая кишка
5. желудок
6. пищевод
15
Выберите из текста три предложения, которые описывают пути макроэволюции органического мира. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
16
Установите соответствие между признаком большого прудовика и критерием вида, для которого он характерен: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ПРИЗНАК БОЛЬШОГО ПРУДОВИКА
А. органы чувств - одна пара щупалец
Б. коричневый цвет раковины
В. населяет пресные водоемы
Г. питается мягкими тканями растений
Д. раковина спирально закрученная
КРИТЕРИЙ ВИДА
1. морфологический
2. экологический
17
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие антропогенные факторы оказывают влияние на численность популяции ландыша майского в лесном сообществе?
1. вырубка деревьев
2. увеличение затененности
3. недостаток влаги в летний период
4. сбор дикорастущих растений
5. низкая температура воздуха зимой
6. вытаптывание почвы
18
Установите соответствие между причиной видообразования и его способом: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
А. расширение ареала исходного вида
Б. стабильность ареала исходного вида
В. разделение ареала вида различными преградами
Г. многообразие изменчивости особей внутри ареала
Д. многообразие местообитаний в пределах стабильного ареала
СПОСОБЫ ВИДООБРАЗОВАНИЯ
1. географическое
2. экологическое
19
Установите последовательность расположения экосистем с учетом повышения их стабильности. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1. еловый лес
2. смешанный лес
3. березовая роща
4. дубрава
20
Проанализируйте таблицу. Заполните пустые ячейки таблицы, используя понятия и термины, приведенные в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквами, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
Список терминов:
1. мембраны тилакоидов
2. световая фаза
3. фиксация неорганического углерода
4. фотосинтез воды
5. темновая фаза
6. цитоплазма клетки
21
Изучите график колебания численности зайцев в зависимости от численности хищников. Выберите утверждения, которые можно сформулировать на основании анализа предложенного графика. Запишите в ответе номера выбранных утверждений.
1. Колебания численности вида - популяционные волны, или «волны жизни».
2. Одна из причин популяционных волн - обильная кормовая база.
3. Возрастание численности хищников опережает возрастание численности жертв.
Часть 2.
Запишите сначала номер задания (22, 23 и т. д.), затем подробное решение. Ответы записывайте чётко и разборчиво.
Малярия – заболевание человека, в результате которого развивается малокровие. Кем оно вызывается? Объясните причину малокровия.
Показать ответ
Малярия вызывается малярийным плазмодием. Переносчик плазмодия – комар. Заражённый комар кусает человека, возбудитель малярии проникает в кровь человека и начинает активно размножаться в эритроцитах, разрушая их. Снижение содержания эритроцитов в крови и есть одна из причин малокровия.
Какой орган человека обозначен на рисунке цифрой 4? Какое строение он имеет? Объясните выполняемые им функции, исходя из его строения.
Показать ответ
Цифрой 4 на рисунке обозначена трахея. Это трубка, по которой при дыхании идет воздух. Она окружена хрящевыми полукольцами, которые поддерживают форму трахеи, но при этом не пережимают пищевод, прилежащий к трахее сзади.
Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, 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. 6. По функциональным свойствам полисахариды подразделяются на три группы: структурные, водорастворимые и резервные.
