ВСТУПЛЕНИЕ. ВЕЩЕСТВА ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

УРОК 9. МНОГООБРАЗИЕ И ФУНКЦИИ ЛИПИДОВ

Цели урока: ознакомить учащихся с разнообразием и функциями липидов; проанализировать особенности строения и химические свойства липидов, которые позволяют им эффективно выполнять свои функции; обратить внимание на значение липидов для жизнедеятельности живых организмов.

Оборудование и материалы: таблицы иллюстрируют особенности строения, многообразие и функции липидов, или мультимедийный проектор или интерактивная доска, на которых эти таблицы можно демонстрировать; образцы липидов; учебники биологии.

Базовые понятия и термины: липиды, жиры, жирные кислоты, глицерин, воски, триглицериды, стероиды, терпены, мембраны, гормоны.

ХОД УРОКА

И. Организационный этап

II. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности учащихся

Вопросы для беседы

1. Какие функции в живых организмах выполняют белки?

2. Как работают ферменты?

3. Какие защитные белки есть в живых организмов?

III. Изучение нового материала

Рассказ учителя с элементами беседы

Липиды - это олієподібні или жирные вещества, которые могут быть экстрагированы из клеток с помощью неполярных растворителей (например, хлороформом). В состав молекул большинства липидов входят жирные кислоты и спирты.

Липиды обычно делят на простые и сложные. Простые состоят только из остатков жирных кислот (или альдегидов) и спиртов. Сложные липиды являются комплексами простых липидов с белками, углеводородами или производными ортофосфатной кислоты.

Жирными называют карбоновые кислоты, которые содержат в составе своего углеводного «цепочки» от четырех до двадцати четырех атомов Углерода. Хотя они могут случаться в живых организмах и в свободном состоянии, но преимущественно представлены как компоненты липидов. Особенности строения этих кислот оказывают им важных для живых организмов свойств. Они состоят из карбоксильной группы и углеводородного «хвоста». Карбоксильная группа позволяет реагировать со спиртами, образуя липиды, а углеводородный «хвост» предоставляет гидрофобных свойств. Жирные кислоты могут быть насыщенными (только одинарные связи между атомами Углерода) или ненасыщенными (могут иметь один или несколько двойных связей между атомами Углерода). Оба эти типы жирных кислот встречаются в природных липидах. Из насыщенных жирных кислот в живых организмах часто содержится пальмитиновая, стеариновая или лауриновая. Из ненасыщенных жирных кислот в живых организмах часто содержится олеиновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая (для человека последняя кислота является незаменимой).

Чаще всего простые липиды жирные кислоты образуют с триатомним спиртом глицерином. Эту группу соединений называют триглицеридами. Группа восков образуется в результате взаимодействия жирных кислот с одноатомными спиртами. Кроме того, к группе простых липидов включают стероиды и терпены, которые являются производными ізопренів и не содержат в своем составе жирных кислот.

Заполнение вместе с учениками таблицы

Функции простых липидов

Рассматривая функции простых липидов, следует обратить внимание учащихся на такие факты. Триглицериды являются основным энергетическим резервом большинства животных. На единицу массы они запасают вдвое больше энергии, чем углеводы. А это очень важно для животных, которым лишняя масса энергетических запасов может мешать двигаться. Триглицериды у животных запасаются в специальной жировой ткани (это разновидность соединительной ткани). Хранятся они внутри клеток в виде жировых капелек. Кроме запасание энергии жировая ткань теплокровных животных выполняет еще и важную термоизоляционную функцию. Она очень эффективно сохраняет тепло и позволяет млекопитающим и птицам вполне комфортно чувствовать себя в холодных водах Арктики и Антарктики.

Воски производятся многими растениями, образуя на поверхности их листьев и плодов защитный слой. Среди животных их широко используют не только насекомые, но и позвоночные животные. У них эти соединения синтезируют кожные железы, которые таким образом смягчают кожу и защищают ее от воды. К тому же воски успешно производит и использует целый ряд морских организмов.

К группе стероидов и терпенов относят холестерин, который придает жесткости клеточным мембранам, ряд гормонов (тестостерон, эстроген), витаминов (витамины А и D) и защитных веществ (основой живицы хвойных является именно терпены).

Примерами сложных липидов могут быть фосфолипиды, гліколіпіди и липопротеиды. В состав фосфолипидов кроме глицерина и жирных кислот входит остаток ортофосфатной кислоты. Наличие этого остатка способствует формированию различных свойств у двух концов молекулы липида. Остатки жирных кислот образуют длинный «хвост» молекулы с ярко выраженными гидрофобными свойствами. А вот остаток ортофосфатной кислоты образует на противоположном конце молекулы отрицательный заряд, что придает этой области (ее называют полярной «головкой») гидрофильных свойств. К остатку ортофосфатной кислоты может присоединяться еще одна молекула спирта, что приводит к возникновению большого многообразие форм фосфолипидов.

Фосфолипиды играют важную роль в функционировании клеточных мембран, взаимодействуют с рядом белков-рецепторов и участвуют в транспорте некоторых веществ сквозь мембрану.

Гліколіпіди в своем составе чаще всего имеют галактозу или ее производные, хотя встречаются и другие представители углеводов, их важнейшая функция в мембранах клеток - образование рецепторных структур. Липопротеиды образуются в результате ассоциации липидов со специфическими белками. Они встречаются в биологических мембранах, миелиновых оболочках нервов, хлоропластах и, в свободном виде в плазме крови (где выполняют транспортные функции).

В завершение следует рассмотреть группу липидов в целом и выяснить главные функции, которые эти соединения выполняют в живых организмах.

Функции липидов

Структурная - липиды являются основой клеточных мембран и основной составляющей жировой ткани.

Энергетическая - липиды являются одним из основных источников энергии у животных и ряда растений, кроме того, как витамины они берут участие в целом ряде реакций обмена веществ.

Запасаюча - липиды позволяют организмам эффективно запасать энергию, кроме того, они могут быть источником эндогенной воды, которая образуется в результате их окисления.

Защитная - липиды в составе мембран защищают содержимое клеток от попадания вредных веществ и потери полезных, а жировая ткань защищает организм от потери тепла и повреждений внутренних органов во время ударов; некоторые липиды являются защитными веществами, защищающими организм от проникновения паразитов и возбудителей заболеваний.

Регуляторная - липиды образуют важные гормоны, которые регулируют жизнедеятельность организмов.

IV. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений учащихся

Дать ответы на вопросы:

1. Какие вещества относят к липидов?

2. Какую структуру имеют молекулы липидов?

3. Какие функции липиды выполняют в живых организмах?

По возможности желательно провести обобщение нового материала в форме работы в группах с обсуждением проблемных вопросам.

Возможные вопросы для обсуждения

1. Почему в живых организмах широко используются сложные липиды, хотя для их синтеза нужны большие энергетические затраты, чем для синтеза простых липидов?

2. Почему способность липидов образовывать в водных растворах капли оказалась очень важной для появления жизни?

3. Как связана структура липидов с функциями, которые они выполняют?

V. Домашнее задача