§ 6. Липиды



1. Что представляют собой липиды? К какой группе относится большинство липидов — к гидрофильным или к гидрофобным веществам?

Липиды (от греч. липос — жир) — обширная группа жиров и жироподобных веществ, которые содержатся в клетках всех живых организмов. Большинство из них неполярны и, следовательно, гидрофобны.

2. В каких клетках (тканях, органах) растений и животных содержится больше всего липидов?

В живых организмах содержание липидов составляет от 5 до 15 % сухой массы. В клетках жировой ткани оно достигает 90 %. Высокое содержание липидов характерно для нервной ткани, подкожной клетчатки, молока млекопитающих. Много жиров в семенах и плодах некоторых растений (подсолнечника, грецкого ореха, маслины, льна, клещевины, рапса, сои, кукурузы).

3. Перечислите группы липидов. Какие основные биологические функции характерны для каждой группы?

Жиры — наиболее простые и широко распространенные липиды. Их молекулы образуются в результате присоединения к молекуле спирта глицерина трех остатков карбоновых кислот (чаще всего высших), которые могут быть одинаковыми или разными. Фосфолипиды по структуре сходны с жирами, но в их молекуле один остаток карбоновой кислоты замещен радикалом, содержащим остаток фосфорной кислоты. Фосфолипиды являются основным компонентом клеточных мембран. К липидам относятся также воски, выполняющие в организме растений и животных в основном защитную функцию. Еще одну группу липидов составляют стероиды. Их молекулы не содержат остатков карбоновых кислот.

Одна из основных функций липидов — энергетическая. При полном окислении 1 г жиров до углекислого газа и воды выделяется около 39 кДж энергии, что намного больше по сравнению с полным окислением такого же количества углеводов. Кроме того, при окислении 1 г жиров образуется 1,05—1,1 г воды.

Важной функцией липидов является строительная (структурная). Фосфолипиды, холестерин, липопротеины, гликолипиды — важнейшие компоненты клеточных мембран.

Защитная функция липидов заключается в том, что они предохраняют внутренние органы от механических повреждений (например, почки человека покрыты жировым слоем, защищающим их от травм, сотрясения при ходьбе и прыжках).

Накапливаясь в подкожной жировой клетчатке, жиры выполняют теплоизоляционную функцию.

Регуляторная функция. Половые гормоны и кортикостероиды регулируют процессы развития и размножения, обмена веществ. Витамины группы D, которые являются производными холестерина, играют важную роль в обмене кальция и фосфора. Желчные кислоты участвуют в пищеварении: они обеспечивают эмульгирование жиров пищи и всасывание продуктов их расщепления.

4. Почему при комнатной температуре одни жиры твердые, а другие имеют жидкую консистенцию? Приведите примеры твердых и жидких жиров.

Длина углеродных цепей и количество двойных связей в остатках карбоновых кислот определяют физические свойства того или иного жира. Для жиров с короткими и (или) ненасыщенными цепями характерна низкая температура плавления. При комнатной температуре они имеют жидкую либо мазеподобную консистенцию. И наоборот, жиры с длинными и насыщенными цепями при комнатной температуре представляют собой твердые вещества.

5. Выявите сходство и различия в структуре и свойствах жиров и фосфолипидов.

Сходство заключается в том, что и жиры и фосфолипиды в своем составе имеют молекулы глицерина и остаток карбоновой кислоты. Отличия: у жиров 3 остатка карбоновой кислоты, а у фосфолипидов только один.

6. Многие животные, обитающие в условиях холодного климата, имеют толстую подкожную жировую клетчатку. Некоторые обитатели степей и пустынь также усиленно запасают подкожный жир. Какие функции выполняют жиры в организме этих животных?

При окислении 1 г жиров образуется 1,05—1,1 г воды, поэтому благодаря запасам жира некоторые животные могут длительное время обходиться без нее. Например, верблюды в пустыне выдерживают без воды 10—12 суток.

7. Почему при окислении жиров высвобождается больше энергии, чем при окислении такого же количества углеводов?

В окислении участвуют молекулы углерода и водорода. В жирах, в сравнении с углеводами, этих атомов больше, поэтому при их окислении выделяется больше энергии.

8. Содержание запасных углеводов в клетках растений может достигать 90 % сухой массы. В организме животных основные запасы хранятся в виде жиров. Чем это можно объяснить?

При полном окислении 1 г жиров до углекислого газа и воды выделяется около 39 кДж энергии, что намного больше по сравнению с полным окислением такого же количества углеводов. Поскольку животные более подвижные, чем растения, им требуется больше энергии.