Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Этапы занятия и контроль усвоения знаний



 

Продолжительность занятия – 4 часа.

 

Этапы занятия Формы проведения этапа Время, мин
1. Контроль выполнения домашнего задания. Проверка выполнения домашнего задания в рабочих тетрадях
2.Контроль самоподготовки. Тест-контроль и его проверка
3. Разбор теоретического материала. Опрос студентов у доски с коррекцией и объяснением преподавателем. Демонстрация плакатов «Классификация стероидов», «Омыляемые липиды».
4. Подведение итогов занятия. Выставление оценок за работу на занятии. Ответы преподавателя на вопросы студентов.

 

Содержание этапов занятия

1-й этап. Проверка преподавателем письменного выполнения домашнего задания: ответы на вопросы «Домашнее задание».

2-й этап. Написание тест-контроля по предложенным билетам и оценка его результатов по пятибалльной системе (0–5 баллов).

3-й этап. Устный опрос студентов у доски. Обсуждение понятий «Липиды», «Терпены», «Стероиды». Рассмотрение классификации стероидов на основе их углеводородного остова. Стереохимия стероидов. Решение задач по составлению формул стероидов на основае их систематических названий.. Обсуждение взаимосвязи структуры и функций стероидов.

4-й этап. Выставление оценок за работу на занятии по пятибалльной системе. Разбор допущенных ошибок. Ответы на вопросы студентов. Домашнее задание к следующему занятию.

Теория

 

Липиды – это разнообразные по химическому строению низкомолекулярные органические вещества, плохо растворимые в воде, но растворимые в неполярных органических растворителях (эфире, хлороформе, бензоле и других)

Биологические функции липидов многочисленны: жиры образуют резервы питательных веществ; фосфо- и гликолипиды, а также холестерин являются структурными и рецепторными компонентами клеточных мембран, передатчиками биологических сигналов, т. е. биорегуляторами.

По способности гидролизоваться в щелочной среде липиды классифицируются на омыляемые и неомыляемые.

 

Омыляемые липиды

 

Омыляемые липиды гидролизуются в щелочной среде с образованием солей жирных кислот (мыл). Они могут быть двухкомпонентными (простыми) или многокомпонентными (сложными).

Омыляемые липиды

       
   
 




простые сложные

               
       
 


воски триацилглицериды фосфо- глико-

(жиры и масла) липиды липиды

Жирные кислоты

 

Обязательным компонентом всех омыляемых липидов являются жирные кислоты. Природные жирные кислоты, как правило, содержат четное число атомов углерода (от 4 до 22, чаще 16 или 18). Они могут быть насыщенными, моно- и полиненасыщенными.

Насыщенные жирные кислоты имеют зигзагообразную конформацию радикала. Ненасыщенные содержат двойные связи в цис-конфигурации; двойные связи в полиненасыщенных жирных кислотах находятся в несопряженном положении и разделены, как правило, одной метиленовой группой.

Жирные кислоты, окисляясь, обеспечивают клетки энергией. Полиненасыщенные жирные кислоты имеют особое значение. В организме человека и высших животных они не синтезируются, поэтому их называют незаменимыми, а смесь линолевой, линоленовой и арахидоновой кислот используют под названием витамин «F». Эти кислоты являются предшественниками регуляторных веществ: простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов и простациклинов.


Таблица 1

Наиболее часто встречающиеся высшие жирные кислоты

Формулы Названия
  Насыщенные кислоты  
C15H31-COOH   Пальмитиновая
C17H35-COOH
 
 

Стеариновая
  Мононенасыщенные кислоты  
C17H33-COOH
 
 

Олеиновая
  Полиненасыщенные кислоты  
C17H31-COOH Линолевая
C17H29-COOH
 
 



Линоленовая
C19H31-COOH Арахидоновая

Простые омыляемые липиды

 
 

Воски – это сложные эфиры высших жирных кислот и высших одно- или двухатомных спиртов.

 
 

Воски входят в состав жира, покрывающего кожу, шерсть, перья животных и птиц; защищают поверхность листьев и стволов растений.

Например, из пчелинового воска выделен мирицилпальмитат:

 
 

 

 

Триацилглицерины (жиры и масла) – сложные эфиры высших жирных кислот и трехатомного спирта глицерина:

 

 

Жирные кислоты, входящие в состав триацилглицеринов, определяют их физико-химические свойства. Температура плавления жиров понижается с уменьшением длины цепи и увеличением степени ненасыщенности радикалов жирных кислот.

Растительные триацилглицерины (масла), в состав которых входят моно- и полиненасыщенные жирные кислоты – жидкие при комнатной температуре. Животные жиры (сало) обычно содержат значительное количество насыщенных кислот, при комнатной температуре они твердые.

Однако жиры, выделенные из разных органов одного и того же организма, различаются по жирнокислотному составу: в жирах печени больше ненасыщенных, а в подкожной жировой клетчатке – больше насыщенных жирных кислот.

Степень ненасыщенности жиров оценивается йодным числом.

 

Йодное число – это масса йода в граммах, взаимодействующего со 100 г жира:

 

 

+2J2

 

 

 
 

 

 


 

 

 
 


 

 

Йодное число растительных масел выше, чем жиров животного происхождения.


Растительные масла используются для получения маргарина. В основе этого процесса лежит реакция гидрогенизации триацилглицеринов:

 

.

 

пл пл.

 

 
 

Жиры обладают всеми свойствами сложных эфиров (см. предыдущее занятие). Наиболее важной реакцией триацилглицеридов является их гидролиз, протекающий в кислой, щелочной средах, при длительном нагревании с водой или под действием ферментов липаз.

 

глицерин соли жирных

кислот (мыла)

Сложные омыляемые липиды

 

Фосфолипиды – липиды, содержащие кроме липидных компонентов остаток фосфорной кислоты.

Фосфолипиды

 
 


Глицерофосфо- сфингофосфо-

липиды липиды

(фосфоглицериды) (сфингомиелины)

 


Глицерофосфолипиды – производные фосфатидной кислоты. Фосфатидные кислоты

 
 

представляют собой диацилглицеролфосфаты:

 

 

Фосфатидные кислоты

 

Примерами глицерофосфолипидов служат фосфатидилэтаноламины (1), фосфатидилхолины (2), фосфатидилсерины (3), фосфатидилинозитолы (4) (См. схему образования фосфоглицеридов)

Фосфатидилсерины и фосфатидилэтаноламины часто называют кефалинами, а фосфатидилхолины – лецитинами.

Как правило, в природных глицерофосфолипидах в первом положении глицерина (a-положение) находится остаток насыщенной кислоты, а во втором положении (b-положение) – ненасыщенной.

 
 

Схема образования фосфоглицеридов

 

Сложно-эфирные связи между глицерином и кислотными остатками легко гидролизуются. Например, под действием фермента фосфолипазы А2, содержащемся в яде змей и скорпионов, происходит гидролиз сложно-эфирной связи в b- положении с образованием лизофосфолипидов, обладающих сильным гемолитическим действием:

1-стеароил-2-линоленоил- 1-стеароил-лизофосфатидилхолин

 
 

фосфатидилхолин

Сфингофосфолипиды (сфингомиелины) построены на основе аминоспирта сфингозина:

 

+

-H2O

 

 

Сфингозин

 
 

 

 


 

 

Церамид

 

Церамид – основа сфинголипидов, выделенных впервые из миелиновых оболочек нервных тканей, – сфингомиелинов:

 
 

Гликолипиды (гликосфинголипиды)содержат углеводные остатки: моносахариды (D-галактозу или D-глюкозу) – цереброзиды или более сложные сахара (олигосахариды) – ганглиозиды.

 

Гликолипиды

       
   
 
 


Цереброзиды ганглиозиды

 

 
 

Цереброзиды

 

 
 

Ганглиозиды

 

 

Характерная особенность сложных липидов – их бифильность, или амфифильность. Например, лецитин содержит «гидрофильную головку» и «гидрофобные хвосты»

 
 

гидрофобные хвосты

гидрофильная головка

 

Такие вещества способны к образованию мицелл (Рис.1) и клеточных мембран (Рис.2)

 
 

 

 


Рис.1 Мицелла

 

 
 


Рис.2. Модель клеточной мембраны.

 

Неомыляемые липиды

 

Неомыляемые липиды не гидролизуются в щелочной среде. К неомыляемым липидам относятся терпены и стероиды.

Терпены – природные соединения, построенные из фрагментов изопрена (2–метилбутадиена–1,3):

 

СН3

1 2½ 3 4

СН2 = С – СН = СН2

 

 

Большинство терпенов образованы из молекул изопрена, соединенных друг с другом по «изопреновому правилу» (Л. Ружичка, 1921 г.): «голова» к «хвосту».

Например, оцимен:

+

 

 

«голова» «хвост» «голова» «хвост» оцимен

 

По числу изопреновых звеньев терпены делятся на монотерпены (2 изопреновых звена), сесквитерпены (3 изопреновых звена), дитерпены (4 изопреновых звена) и т.д. Они могут быть ациклическими и циклическими.

Многие терпены входят в состав эфирных масел растений, обладают приятным запахом и используются в парфюмерии, пищевой промышленности и медицине.

           
   
     
 
 

Например, основной компонент розового и гераниевого масел – гераниол; лимонного масла – гераниаль и нераль:

 

гераниол гераниаль нераль

 

 
 

В состав эфирного масла мяты перечной входит циклический терпен – ментол:

Он обладает антисептическим, местноанестезирующим действием; входит в состав препарата валидола; используется в парфюмерии и пищевой промышленности.

 

 
 

Издавна применяется как стимулятор сердечной деятельности бициклический терпен камфора. Ее выделяют из эфирного масла камфарного дерева, а у нас в стране - синтезируют в промышленном масштабе окислением борнеола, компонента масла сибирской пихты:

 

борнеол камфора

 

Терпены синтезируются и в организме высших животных и человека. Например, в печени из остатков уксусной кислоты образуется терпен – сквален, который далее под влиянием фермента циклизуется с образованием стероида ланостерина.

 
 

 

Сквален

 

Стероиды

 

 
 

Широко распространены в организмах и растений, и животных. Построены на основе стерана, или циклопентанпергидрофенантрена.

 

 

Фенантрен пергидрофенантрен циклопентан стеран, или циклопентанпергидрофенантрен

 

 

Циклическое ядро стерана неплоское, все кольца находятся в наиболее устойчивой конформации «кресла» (А, B, C) или «конверта» (D).

По отношению друг к другу кольца B и C, C и D в природных стероидах находятся в транс – положении, а кольца A и B могут быть сочленены и цис- и транс-:

 

 

Цис- Транс-

или

       
   

 

 


5 5

 

цис – сочленение транс – сочленение

колец A/B; колец A/B, B/C, C/D

транс – сочленение

колец B/C, C/D

 

Тип сочленения колец зависит от конфигурации 5 ангулярного атома. Если заместитель или атом Н при атоме С5 находится выше конформации (5b, ), то тип сочленения колец А/В – цис; если заместитель находится под конформацией (5a, ), то тип сочленения – транс. Конфигурация 5a или 5b отражается в систематическом названии стероида.

Например, к 5a - стероидам, имеющим транс – сочленение колец А/В, относится продукт восстановления холестерина, содержащийся в клетках животных, холестанол. Его систематическое название: холестан-5a-ол-3b. В кишечнике под действием ферментов бактерий образуется другой продукт восстановления холестерина – копростанол – холестан-5b-ол-3b, имеющий цис – сочленение колец А/В.

Классификация стероидов

 

Стероиды классифицируются на основе углеводородного скелета, лежащего в основе молекулы. Выделяют следующие группы стероидов:

1. Группа холестана27) – группа стероидных спиртов (стеринов). К этой группе относятся холестерин и эргостерин (стероид дрожжей), продукты их восстановления, и др.

Холестерин встречается только в организме животных. Он служит предшественником стероидных гормонов, желчных кислот, витамина Д3; является обязательным компонентом клеточных мембран, влияет на проницаемость мембран и активность мембранных ферментов.

 

2. Группа холана24). Это группа желчных кислот, необходимых для эмульгирования и переваривания жиров.

 
 


Основными желчными кислотами

являются: холевая, дезоксихолевая,

хенодезоксихолевая и литохолевая кислоты.

 

 

3. Группа прегнана21).

На основе углеводорода прегнана

построены гормоны коры надпочечников –

кортикостероиды, регулирующие

углеводный (глюкокортикоиды) и водно-

солевой (минералокортикоиды) обмены.

 

 

 
 

 


Например, кортикостерон

(11,21-дигидроксипрегнен-4-дион-3,20)

 

 

4. Группа андростана19). Мужские половые гормоны – андрогены.

 
 


 

 

Наиболее активным андрогеном является тестостерон (17-гидроксиандростен–4–он-3)

 
 

Тестостерон

Лекарственные препараты аналогичного строения (например, 19-нортестостерон) используются для наращивания мышечной массы некоторыми группами спортсменов (тяжелоатлеты, культуристы и др.)

 

5. Группа эстрана 18). Женские половые гормоны – эстрогены (эстрадиол, эстрон)

Например, эстрадиол, или 1,3,5(10)-эстратриен-3,17b -диол, контролирует менструальный цикл у женщин

 

 
 

 


 

 

Эстрадиол

 

 
 

6. Группа карденолида 21). Сердечные гликозиды - в малых дозах используются как стимуляторы сердечной деятельности.

 

Глоссарий

Липиды – это разнообразные по химическому строению низкомолекулярные органические вещества, плохо растворимые в воде, но растворимые в неполярных органических растворителях (эфире, хлороформе, бензоле и других)

Липиды

- омыляемые – липиды, подвергающиеся щелочному гидролизу (омылению) с образованием солей жирных кислот

- неомыляемые – не подвергающиеся щелочному гидролизу

Воски – это сложные эфиры высших жирных кислот и высших одно- или двухатомных спиртов.

Триацилглицерины (жиры и масла) – сложные эфиры высших жирных кислот и трехатомного спирта глицерина.

Йодное число – это масса йода в граммах, взаимодействующего со 100 г жира.

Гидрогенизация растительных масел – присоединение водорода к непредельным кислотным остаткам триацилглицерина с образованием твердого жира. Используется в производстве маргарина.

Фосфолипиды – сложные липиды, содержащие кроме жирорастворимых компонентов остаток фосфорной кислоты.

Глицерофосфолипиды (фосфоглицериды) – фосфолипиды, построенные на основе глицерина. Являются производными фосфатидной кислоты.

Фосфатидные кислоты – диацилглицеролфосфаты

Сфингофосфолипиды (сфингомиелины)– фосфолипиды, построенные на основе аминоспирта сфингозина

Гликолипиды (гликосфинголипиды) - сложные липиды, содержащие в составе молекул углеводные остатки.

Церамиды– амиды жирных кислот и аминоспирта сфингозина; являются структурной основой сфингогликолипидов.

Цереброзиды –гликолипиды, содержащие в своем составе моносахариды (например, D-глюкозу или D-галактозу)

Ганглиозиды - гликолипиды, содержащие в своем составе олигосахариды.

Амфифильность, или бифильность – обусловлена наличием в молекуле гидрофильной «головки» и гидрофобного «хвоста».

Мицеллы — частицы в коллоидных растворах, состоят из нерастворимого в воде (гидрофобного) ядра, окруженного гидрофильной оболочкой. Образуются при участии амфифильных молекул.

Терпены – природные соединения (углеводороды и их кислородсодержащие производные), построенные из фрагментов изопрена (2–метилбутадиена–1,3)

Стероиды -природные соединения, построенные на основе стерана.

Стеран(циклопентанпергидрофенантрен)-конденсированный углеводород (С17) – ядро всех стероидов.

Холестан – углеводород (С27) – составляет основу стероидных спиртов - стеринов.

Холан – углеводород (С24) – структурная основа желчных кислот

Прегнан – углеводород (С21) - структурная основа гормонов коры надпочечников.

Андростан – углеводород (С19) - структурная основа андрогенов – мужских половых гормонов.

Эстран – углеводород (С18) - структурная основа эстрагенов – женских половых гормонов.

Карденолид– стероидный лактон – основа сердечных гликозидов.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2017 год. Все права принадлежат их авторам!