Урок 10/14. Різноманіття та функції ліпідів

Цілі уроку: ознайомити учнів із різноманіттям і функціями ліпідів; проаналізувати особливості будови й хімічні властивості ліпідів, які дозволяють їм ефективно виконувати

свої функції; звернути увагу на значення ліпідів для життєдіяльності живих організмів.

Обладнання й матеріали: таблиці, які ілюструють особливості будови, різноманіття та функції ліпідів, або мультимедійний проектор чи інтерактивна дошка, на яких ці таблиці можна демонструвати; зразки ліпідів; підручники біології.

Базові поняття й терміни: ліпіди, жири, жирні кислоти, гліцерин, воски, тригліцериди, стероїди, терпени, мембрани, гормони.

Хід уроку

І. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної

діяльності учнів

Питання для бесіди

1. Які функції в живих організмах виконують білки? 2. Як працюють ферменти?

3. Які захисні білки є в живих організмів?

III. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя з елементами бесіди

Ліпіди — це олієподібні або жирні речовини, які можуть бути екстраговані з клітин з допомогою неполярних розчинників (наприклад, хлороформом). До складу молекул більшості ліпідів входять жирні кислоти і спирти Ліпіди традиційно поділяють на прості та складні. Прості складаються тільки із залишків жирних кислот (або альдегідів) і спиртівСкладні ліпіди є комплексами простих ліпідів із білками, вуглеводнями або похідними фосфатної кислоти.

Жирними називають карбонові кислоти, які містять у складі свого вуглеводного «ланцюжка» від чотирьох до двадцяти чотирьох атомів Карбону. Хоча вони можуть траплятися в живих організмах і у вільному вигляді, але переважно представлені як компоненти

ліпідів.

Особливості будови цих кислот надають їм важливих для живих організмів властивостей. Вони складаються з карбоксильної групи й вуглеводневого «хвоста». Карбоксильна група дозволяє реагувати зі спиртами, утворюючи ліпіди, а вуглеводневий «хвіст» надає гідрофобних властивостей. Жирні кислоти можуть бути насиченими (мають лише одинарні зв’язки між атомами Карбону) або ненасиченими (можуть мати один або кілька подвійних зв’язків між атомами Карбону). Обидва ці типи жирних кислот трапляють-

ся в природних ліпідах. Із насичених жирних кислот у живих організмах часто міститься пальмітинова CH₃(CH₂)₁₄COOH, стеаринова CH₃(CH₂)₁₆COOH або лаурінова CH₃(CH₂)₁₀COOH. Із ненасичених жирних кислот у живих організмах часто міститься олеїнова СН₃-(СН₂)₇-СН=СН-(СН₂)₇-СООН, лінолева СН₃(СН₂)₃-(СН₂-СН=СН)₂-(СН₂)₇-СООН, ліноленова СН₃-(СН₂)-(СН₂-СН=СН)₃-(СН₂)₆-СООН та арахідонова СН₃-(СН₂)₄-(СН=СН-СН₂)₄-(СН₂)₂-СООН (для людини остання кислота є незамінною).

Найчастіше прості ліпіди жирні кислоти утворюють із триатомним спиртом гліцерином. Цю групу сполук називають тригліцеридами. Група восків утворюється внаслідок узаємодіїжирних кислот з одноатомними спиртами. Крім того, до групи простих ліпідів включають стероїди й терпени, які є похідними ізопренів і не містять у своєму складі жирних кислот.

Заповнення разом з учнями таблиці

Функції простих ліпідівРозглядаючи функції простих ліпідів, слід звернути увагу учнів на такі факти. Тригліцериди є основним енергетичним резервом більшості тварин. На одиницю маси вони запасають удвічі більше енергії, ніж вуглеводи. А це дуже важливо для тварин, яким зайва маса енергетичних запасів може заважати рухатись. Тригліцериди у тварин запасаються у спеціальній жировій тканині (це різновид сполучної тканини). Зберігаються вони всередині клітин у вигляді жирових крапельок. Крім запасання енергій жирова тканина теплокровних тварин виконує ще й важливу термоізоляційну функцію. Вона дуже ефективно зберігає тепло й дозволяє ссавцям і птахам цілком комфортно почувати себе в холодних водах Арктики

й Антарктики.

Воски виробляються багатьма рослинами, утворюючи на поверхні їх листків та плодів захисний шар. Серед тварин їх широко використовують не лише комахи, а й хребетні тварини. У них ці сполуки синтезують шкірні залози, які таким чином пом’якшують

шкіру й захищають її від води. До того ж воски успішно виробляє і використовує цілий ряд морських організмів До групи стероїдів і терпенів відносять холестерин, який надає жорсткості клітинним мембранам, ряд гормонів (тестостерон, естроген), вітамінів (вітаміни A та D) та захисних речовин (основою живиці хвойних є саме терпени). Прикладами складних ліпідів можуть бути фосфоліпіди, гліколіпіди та ліпопротеїди. До складу фосфоліпідів крім гліцерину й жирних кислот входить залишок фосфатної кислотиНаявність цього залишку сприяє формуванню різних властивостей у двох кінців молекули ліпіду. Залишки жирних кислот утворюють довгий «хвіст» молекули з яскраво вираженими гідрофобними властивостями. А от залишок фосфатної кислоти утворює на протилежному

кінці молекули від’ємний заряд, що надає цій ділянці (її називають полярною «голівкою») гідрофільних властивостей. До залишку фосфатної кислоти може приєднуватися ще одна молекула спирту, що спричиняє виникнення великого різноманіття форм фосфоліпідів.

Фосфоліпіди відіграють важливу роль у функціонуванні клітинних мембран, узаємодіють з рядом білків-рецепторів та беруть участь у транспорті деяких речовин крізь мембрану.

Гліколіпіди у своєму складі частіше за все мають галактозу або її похідні, хоча трапляються й інші представники вуглеводів. Їх найважливіша функція в мембранах клітин — утворення рецепторних структур. Ліпопротеїди утворюються внаслідок асоціації ліпідів зі специфічними білками. Вони трапляються в біологічних мембранах, мієлінових оболонках нервів, хлоропластах та у вільному вигляді в плазмі крові (де виконують транспортні функції).

На завершення слід розглянути групу ліпідів у цілому і сформулювати головні функції, які ці сполуки виконують у живих організмах.

Функції ліпідівСтруктурна — ліпіди є основою клітинних мембран та основною складовою жирової тканини.

Енергетична — ліпіди є одним з основних джерел енергії у тварин і ряду рослин, крім того, як вітаміни вони беруть участь у цілому ряді реакцій обміну речовин.

Запасаюча — ліпіди дозволяють організмам ефективно запасати енергію, крім того, вони можуть бути джерелом ендогенної води, яка утворюється внаслідок їх окиснення.

Захисна — ліпіди у складі мембран захищають уміст клітин від потрапляння шкідливих речовин і втрати корисних, а жирова тканина захищає організм від утрати тепла та пошкоджень внутрішніх органів під час ударів; деякі ліпіди є захисними речовинами,

які захищають організм від проникнення паразитів і збудників захворювань.

Регуляторна — ліпіди утворюють важливі гормони, які регулюють життєдіяльність організмів.

IV. Узагальнення, систематизація й контроль

знань і вмінь учнів

Дати відповіді на питання:

1. Які речовини відносять до ліпідів?

2. Яку структуру мають молекули ліпідів?

3. Які функції ліпіди виконують у живих організмах?

За можливості бажано узагальнення нового матеріалу провести

у формі роботи в групах з обговоренням проблемних питань.

Можливі питання для обговорення

1. Чому в живих організмах широко використовуються складні

ліпіди, хоча для їх синтезу потрібні більші енергетичні витра-

ти, ніж для синтезу простих ліпідів?

2. Чому здатність ліпідів утворювати у водних розчинах краплі

виявилася дуже важливою для появи життя?

3. Як пов’язана структура ліпідів із функціями, які вони вико-

нують?

V. Домашнє завдання

Можливо Вам це буде цікаво