• Nenhum resultado encontrado

Biológia 11. - Tankönyv - A sejt és az ember biológiája - Mozaik kiadó

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Biológia 11. - Tankönyv - A sejt és az ember biológiája - Mozaik kiadó"

Copied!
320
0
0

Texto

(1)

BIOLOGIA

A sejt és az ember biológiája

Hundidac '97 Arany-díj

V Budapesti Nemzetközi Könyvdíja Szép Magyar Könyv '97 Oklevél Szép Magyar Könyv ’98 Kúlöndíj Hundidac ‘99 Arany-díj

Hundidac 2001 Arany-díj Szép Magyar Könyv 2001 Díj Hundidac 2003 Arany-díj

(2)
(3)

BIOLOGIA

A sejt és az ember g g

biológiája

X X

G I M N Á Z I U M I T A N K Ö N Y V

K ILEN CED IK , VÁLTOZATLAN KIADAS

M OZA IK KIADÓ - SZEGED, 2012

(4)

Szerző:

G Á L B É LA

g i m n á z i i o m l a m í r

Bírálók:

D R . B O R O S IM R E

tanszékvezető egyelemi tanár

D R . FA RK A S TA M Á S PH D

egyetem i adjunktus

G A Z S Ó -F O D O R ISTVÁN

g i i W H Í z i u t f t i U t i i á r

Feielős szerkesztő: Nagymiháfy M átyás

Bontóterv, tipográfia: Deák Ferenc, Reményfy Tamás

Mtiszaki szerkesztő: Horváth Péter, Varga Tünde

Foíók: MOZAIK ARCHÍVUM

-

Bozsó Márton, Vadász Sándor, képügynökségek

Ábrák: Csikós Péter, Götn zi Anikó, M olnár Mónika

Kirendelt szakértők: Ahrahám Jidianna, Dr. Borvendég Márta, Penksza Károlyné

A M O ZA IK ARC H ÍVU M képeinek kíziírólagos feihasználási jogú <t Mozitik Kiadó Kft. tulajdona. Minden jog fennlailva, beleéitve a sokszorosítás, a mű Ix^víiett. ill. rövidített változata kiadásának jogút is. A kiadó írá.sbeli hozzájiíiulása nélkül .sem a teljes mű. sem annak része semmiféle fonnában

(fotokópi;u mikrofilm vagy inás hordozó) nem sokszorosítható. KERETTANTERV:

OM Kcrctiantciv 17/2004 (V.20.) OM rendelet, 3. sz. melléklet M O ZA IK Keictlantcivrendszer 17/2004 (V.20.)OM lendelel

i ^ a g y a r ■ y • M d

01

• r m é k •••Ma !♦

KN<;KI)KLYS/ÁM: AK/856-9/2011

ISBN 978 963 697 471 8

© M O /A IK KIADÓ - S /K (;K I), 2(MM

(5)

A SEJTEK FELEPITESE

ÉS ANYAGCSERÉJE

II. fejezet

AZ ÖRÖKÍTÓANYAG

III.

fejezet

A SZABÁLYOZÁS

m

IV. fejezet

A VÉR ÉS A KERINGÉSI

RENDSZER

V. fejezet

A TÁPLÁLKOZÁS

ÉS A LÉGZÉS

VI. fejezet

A KÜLTAKARÓ, A MOZGÁS

k

ÉS A KIVÁLASZTÁS

VII. fejezet

A SZAPORODÁS ÉS

AZ EGYEDFEJLŐDÉS

(6)

T

ARTALOM

A S K IT E K F K L E P im S K ES A N Y A (;(\ S K R E jE

A sejtek fclcpílcsc... 10

A víz biológiai szempontból fontos tuhíjdonsiígiti ... 13

A szénhidrátok... 18

A lipidck... 23

A fchcrjck... 2(> A nukleotid típusú vcgyülctck ... 33

A sejt... 40

A sejt membránja... 43

A sejtek anyagcsere-folyamittai ... 49

A sejtek anyagfelvétele és -leadása... 54

Az anyagcsere-folyamatok áttekintése... 56

A felépítő folyamatok... 5K A lebontó folyamatok... 63

Összefoglaló tesztfeladatok... 69

A Z ö r o k í t ó a n y a í; Az örökiódó információ megjelenésének kémiai alapjai ... 74

A génműködés... 76

A fehérjeszintézis (transzláció)... 79

A sejtciklus cs a DNS bioszintézise... 83

A sejtosztódás típusai és biológiai jelentőségük... 87

A mutációk típus<ii és következményei... 93

ÖvNzefoglaló tesztfeladatok... 97 A S Z A B Á L Y O Z Á S

A szerv’czct belső környezete ... A szabályozás alapjai.

a nyugalmi és az akciós potenciál ... Az ingerület terjedése és a szinapszis... A reflexív e lve... A gerincvelő... Az agyvelő részei I... Az agyvelő lészei 11... A környéki (perifériás) idegrendszer... A szem felépítése... A hallószciv felépítése és működése,

az egyensúly crzckelese... Az ízlelés és a szagkls... A bőr éi

2

Őműködése... Az érzékszervek vedehíK és betegségei... A mozgatómúködés... Az idegrendszer vegetatív működése... Az emberi magatartást kialakító tényezők ... Az idegrendszer működésével kapcsolatos egészségügyi ismeretek... A honnonális szabályozás alapelvei... A hipotalamusz és az agyalapimirigy-rendszcr A pajzsmirigy, a irtellékvese és a hasnyálmirigy .. Összefoglaló tesztfeladatok... 100 104 108 111 114 116 120 123 125 131 135 137 139 142 144 149 155 158 160 162 168

(7)

T

artalom

176 179 m

1

X

6

19() 195 197 202 205 209 A V K R K S A K K R IN (;F > ÍI R K N O S / E R

A ver összcictcic. alkotói... A vcrlcinczkck

cs

a fchcivérscjtck... Azcrtípusok összehasonlítása, a hajszálerek működése A szív szerkezete cs működése... A kis cs a nagy vérkör funkciója ... A nyirokrendszer és az immunitás... Az immunrendszer működése... Az immunrendszerrel összefüggd tényezők... Az immunitással összefüggő betegségek és a rá k ... Összefoglaló tesztfeladiítok

... ...

A T Á P L Á L K O / Á S É S A L É íiZ K S

Az ember táplálkozása... .. 212

Az elóbél felépítése és működése... 215

Aközcpbél ... 219

A vékonybél és a vastagbél ... 222

Azcmé-szto szcivrcndszcr incgbetcgcdcsci ... .. 224

A légzórendszer felépítése és működése... .. 228

A légzőmozgások... .. 232

A légző.szcrvckkcl kapcsolatos egészségügyi ismeretek ... .. 236

Összefoglaló tesztfeladatok... .. 240

A K ij'L T A K A R Ó , A M ()Z (;Á S VS A K IV Á L A S Z T Á S A bőr felcpílcsc... ..244

A bőr egészsége ...247

A csontok szerkezete és kapcsolód<lsa... ..250

A vázizomzat...256

A mozgási szeivrendszcr működése...259

A mozgásszervi betegségekkel kapcsolatos egészségügyi ismeretek... ..261

A kiválasztó szcr\Tcndszcf felépítése és működése...265

A kiválasztás szabályozása és egészségügyi ismeretek... ..269

Összefoglaló tcsztfcladatok... ..271

A S Z A I> ()R ()I)Á S KS A Z K (;Y K I)F K JL Ő I)R S . K (ií> iZ S K (;iÍ(:Y I IS M K R K T K K Az ember szaporodiüia... ..274

Az emberi szexualitils és a fogamzásgátlás... ..279

A megtermékenyítés cs az embrionális fejlődés... ..2X1 A terhesség, a szülés és a posztembrionális fejlődés ... ..2X6 Szexuális úton tcíjcdő betegségek (nemi betegségek)... ..2X9 A mindennapok egészségügyi ismeretei. elsősegélynyújtás... ..291

Rizikófaktorok, civilizációs áitalmak ... ..297

Összefoglaló tesztfeladatok...301 A Z Ö S S Z EF O G L A LÓ T ESZ T FELA D A T O K M E G O L D Á S A ... m F Ü G G E L É K ... 306 a .

i

Í "

V

V

Í S s S S Í 'V ? ^ *

(8)

-E

lő szó

*■)

H O G Y A N H A S Z N A U U K A T A N K Ö N Y V E T ?

A tankönyv az isineieteket szövegben, ábrán és képen jeleníti meg. Az eredmé­ nyes lanuliíshoz együttes használatuk szükséges. A legfontosabb ismereteket vaslap illetve tl<7lí betűs szedés, az érett* scgi követelményben szereplő kifejezést középszinten*, emelt szinten** jelöli.

A fo^alnink kiemelései a kék s/,íiu1 háttér is scpli. A ?^zíncs s á v i n e ll e n i , k fcsch b I w l ü s ré s /x -k * b e n é r d e k e s > .é g e k . k ie g é s z í t é s e k la L ilh ittó k . a m e l y e k c }> .v ú ltiil a / c n u - lt s ^ n l ű c r c t t s c * g l l i c / s / ü k s é g e s i M ii c r v t c k c - t i s l a r l a l - n i» / / M k .

Világoskék színnel és ellérő betülípussal az anyaglioz tartozó feladatok, kísérletek leírását jelöltük Gorxtolkodj el a felvetett problémán, és igyekezz azt megoldani!

^ ELLEN Ő R IZ D TUDÁSOD! A tananyagot kérdé.sek z<uj<ik. Segítségük­ kel kipróbálhatod, sikeiiilt-e megértened, elsajátítanod a tananyagot.

A fejezetek Ismereteinek öszefoglalásiít tesztfeladatok segítik. A felkészüléshez. tudcLsod elmélyítéséhez a kiegészítő kötet­ ben találsz további összefoglaló tábláza­ tokat. képeket, feladatokat.

A l l . osztályos biológiiiköny v a Természetről lizenévesek- nek tankönyvcsalád új. második tagja. A z előző kötet

(líio ló g ia 10. A z élőlények V(ilu>Z(ilossúga) tagolását követve tekinti át a sejtek felépítését és működését, valamint az ember szervezetet.

Törekedtünk a szakmai tartalom korszeiiűsítése. hogy a tankönyv megfeleljen a középszintű tantervi követel­ ményeknek. Ugyanakkor m egtaláljuk az emelt szintű tantervi és érettségi követelményrendszernek megfelelő laitalm akat is. A közép- és az em elt szint az oldalak tagolásával különül el egymástól. Ú j ismeretek is sze­ repelnek a könyvben, mint például a stresszfehéijék, a tennészetes sejthalál, a védőoltások, az egészségtani is­ meretek. az elsősegélynyújtás.

Továbbra is fontos szempont maradt a biológiai fo­ galmak pontos ismerete és használata. A tankönyv igyek­ szik segítséget nyújtani az új érettségi vizsgiuendszer állal támasztott követelmények teljesítéséhez. A z adott témá­ hoz kapcsolódó, azt szervesen kiegészítő részletek jó l használhatók a szövegelemzéshez és a szövegértéshez. Egy-egy részlet pedig alkalmas a vélem énynyilvánítás gyakoroltatásám. sőt akár az etika oldaliból való megkö­ zelítésre, illetve a tanulók gondolkodtatására, egyes prob­ lémák elemzésére is. Ha a tanuló eközben még új isme­ reteket is elsajátít a biológia tudom<inyából. az külön előnyt jelent. A grafikonok és az ábrák elemzésével e készség fejleszthető. A z összefoglaló táblázatok rendszerezik az ismereteket, segítséget nyújthatnak következtetésekhez, az új információk megszerzéséhez. A sejfek feiép ítése és anyagcseréje című fejezetben kiemelten szerepelnek a fel- memlő kémiai fogalmak, megkönnyítve ezzel a munkát.

A z érettségi vizsgarendszer és a követelményrendszer változásával a tankönyvek szerepe is megváltozik. Nem lehet „leckék” formájábiin leírni a tényeket, mert nem ezek elsajátítását kérik szóimon tanulóinktól. A pedagógusnak több a feladata és nagyobb a felelőssége, hiszen a tanuló- csopoii összctclcléíől. céljaitól függően - a követelmény- rendszert figyelembe véve - más->nást és másképpen kell átadni. A vizsga sem a tényanyag reprodukálását, hanem az alkalmazását igényli.

Abban a reményben ajánlom e tankönyvet, hogy hasz­ nálóit jó l segíti majd céljaik elérésében.

Köszönöm családomnak, ÍKfgy minden körülményt biz- tositva segítette a mimkám, és a hfUégáhnnak, a szegedi R adnóti M iklós K ísérleti (iim názitini biológia munka- közössége pedagógusainak, hogy szakm ai észrevételeikkel, javaslataikkal újahh és újabb inspirációt adtak a sorozat

elkészültéhez.

(9)
(10)

1 0 A S W T K K FKLI*:i»ÍTfcSK ílS ANYAÍÍCSKRÍUK

A

SEJTEK FELEPITESE

M l is a z élő rendszer? Erre <iz egyszemnek látszó kérdésre mind <i mai napig nem tudunk pontos választ adni. A korai próbálkozilsok csak egy-egy területet emeltek ki. részigazsúgokat állítottak, vagy túl bonyolultak lettek.

Az élet fogalmával több tudós is foglalkozott. ( IkTiiard [klód beini'u) (1813-1878): iiz élet lé­ nyege az életjclcnségckbcn van.

II.Sp i*n ccr [szpcnszcr] (1820-1903): az élet lényege a folytonos alkalmiizkodiísban van. A. L . I.chnin}'cr (1917-1986): az élő rendszer önszabályozó, önreprodukáló. Izotenn. szupramo* lekuláris (inofekuhik feletti) rendszer, ainely kör­ nyezetével anyag- és encrgiakícseréiődésl>en áll. Önmaga tennclte szerves katalíziítorokkai nagy- sziíinú, egymással kapcsolatban lévő átalakulási folyiuniilot vitlósít meg. Az önreprodukciót llnci'u is molekuláris kód teszi lehetővé.

A m i ma megállapítható, hogy az élő rend.szer- ben több van. mint a fizikai é.s kémiai törvények szerint felépülő anyagban és az azt felépítő mo­ lekulák viselkedésében. Az élet komple.x jelen­ ség, aitlóly változatosságával, bonyolult kölcsön­ hatásaival az alapjelenségeket messze túlhaladja.

A z éiet az anyag specitUis iitlajdonsága, így ön- m agáfxin élet nincs, csak élő rendszer. A z élő és élettelen közötti minőségi különbség a sejteket felépítő molekulák ezreinek, tízezreinek sajátsá­ gos kapcsolatrendszerén, belső rendjén iilapul. A molekuliikniik ez a belső rendezett.sége csak meg­ felelő mennyiségű energia folyamatos felhaszná­

ló.]. Az embeii testben előforduló atomok gyakorisága

kalcium

0.31% nitroQén

V l , 4%

lásával tartható fenn, hiszen az anyag önként a rendezetlenség irányábai változik (az entrópia növekszik).

Az élő rendszernek állandó anyag- és energia­ kicserélődésben kell lennie a környezetével (nyílt rendszer). Ha megszüntetjük az anyag és/vagy az energia cseréjét, az élőlény elpusztul. A kap* c.solat fenntartása mellett az élőlénynek cl is kell határolódnia a környezetétől. A sejthártya át­ enged. sőt litemel anyagokiJt. ugyanakkoi* bizonyos anyagokkal szemben lezatt. Ez az elhatárolódás a belső rend fennt<ulása érdekében elengedhetetlen.

K n lró p ia (görög szó - ziláltság, ö.sszevissza- ság); a rendezetlenség mértéke. Zárt rend­ szerben maguktól végbemennek azok a folya­ matok. amelyek során az entrópia nő.

Atom *: a kémiai elemek iizon legkisebb ré.sze, amely kémiai módszerekkel oszthatatlan (fizi­ kai eljárásokkal elemi részecskékre bontható). Klem ’": azonos lendsziímü atomok összessége. M olekula*: több atom összekapcsolódásával

kialakuló rendszer.

V cg yü let*: különböző elemek atomjainak összekapcsolódásiival kialakuló rendszer.

B IO G É N E L E M E K

A z é lő rendszert felé{>ít<> és az anyagcserében részt vevő elemek összességét biogén elemeknek nevezzük. A természetben előforduló ele­ mek közül sok megtalálható az élő anyagban, né- hányuk gyakorisiíga azonlxm jóval nagyobb, (lo.i.)

A Földön szénala/m élet létezik, az élő rend­ szer óriásmolekuláinak váZiU egymással össze- kapc.solódó szénatomok sora adja. A szcii képes arra, hogy atomjai korlátlan szám ixm egymilshoz rögzítve láncokat, gyű rű ket alkossanak. N égy kovalens kötése sok kapcsolódásra ad lehetőséget, így Igen változatos molekulák sora jöhet létre.

I/om erek: azonos összegképletű. de külön­ böző szerkezetű molekulák összessége. Kovaleas kötés: közös irtolekulapiilyán mozgó kötő elektronpárokkal kialakuló kötés.

(11)

A sh:j IKK FKii:i*írí:sK

11

1 H 1 AV

:

He

1

n

Mtafti readuira—

11

állaodó

btogén cktnci

i u

4

Be

’-O

Min

1

vcgyjel-relalív_

- N a

23.0

(kosakm kapCM>lal)

dllaixtú b*oj^n ckmd^

(iooos ÍMTRttian)

%

iluuó bio^n clcfiKi

(iooos foiiRihan)

5 B

HM

hV

i

c

uta

í

N

140)

*•**

t

0

I6J> * F U.9 N e M.I II 1: n^rium u

14

u

IT

18

Na :.U) •Mm* M g

24.Í

X«A 1

:*.o

Si »<•p M t€ s )2/> Un

Cl

1U> Ar »p« 19 » :i u u V a } • j| a

J5

M

K

)«.i UfaM Ca «i.i

Ükön

Se

4V0

Ti

IU>

V

Cr

ki>r«

Mn F c

Co

Ni » .í

■Ud

Cu

6X5

rit

Zn

G a

w.:

»iSGe

rtmiün

A s S e

ucm

Br 799

ttts

Kr

».u

inrui

«

M

w

41

ti

t í 44

45

» r

4S

41

54

51

51

54

Rb

Sr

rti.

Y

•I-

Zr

Nb M o

mi

Te

NIA

Ru

Rh

Modi

Pd

I06

l

4

NUUe

Ag

1074

112.4

Cd

liU

In

ta*M

i

Sn

lltA

I2J.7

Sb

IV A

Te

rtir

I

Xe

i»j

f5

H

57

72

74

75

77

7*

m II u

»

U

»S u

Cs

1

U

.9 liWBa

M

m La l ».9

inj

Hf

kiteo

Ta

i».«

wtd

w

wu

l«6i

Re

i

T

m

*

Os

1402

cM

a*«a

ír m 2 I9MI

Pt

Au

ra>

Hg

im %nm

TI

SMJ

lAn

Pb

207.1

3».<>

Bi

tVM

Po

<:iOi

i:io>At

c:::>

Rn

ik

V

v

n

U

1*

W

m

IM

m

IM

m II* III

112

Fr

líi'i

Ra

i:;7i

A e Aumm

Rf Db Sg

fCá*rt^

Eh

Hs

i

:

í

>5»

rȒi

M t

lA4i

Uun

(m tUuu

íini

Uub

1 1

.

1

. A Icgfoniosiibb biogcn elemek helye u periódusos rendszerben A sxcn rendszáma h<i( (^C). vagyis a neutronok

mellett hat proton és hat elektron van az atomban. A

6

elektron 1 s" Is* 2p“ clrendeződcsű, de tudjuk, hogy a második hej pályái (

2

s^

2

p“) könnyen híbiidiziílódnak. vagyis a szénatomban

2

sp^ vegy- éitékhéj alakul ki. A négy elektron igyekszik egy* mástól a legtávolabb elhelyezkedni. így a négy kötés lelraéJeresen rendeződik el (a kölesszög

I0^.5*-o.s), (11.2.)

A szén elsősorban kovolem köleseket hoz létre, hiszen az elektronegativitilsa a különböző atomokra jellemző értékek átlagának felel meg (ENf^ = 2.5). Ennek az a következménye, hogy más atommal összekapcsolódva a két atom eiektionegativitá- sainak összege nagy. míg különbsége kicsi lesz. ami a kovalens kötés kialakulását eredményezi.

A szénatom kt^íései en7sek, meil a vegyéitékhéj közel van az atommaghoz. (A szilícium is létrehoz* hat tetr«tédeicsen elhelyezkedő négy kovalens kötési, de ii kötések gyengébbek. A pentaszüán [SÍ

5

H

12

] robbanás közben bomlik, vagyis a sziliciumatomok nem képesek korlátlan szitmban összekapcsolódni.) A szén mellett minden élő rendszerben meg­ található az oxigéiiy a hidrogén, a nitrogén, a kén

és a fo sk o r, melyek kovalens kötéssel vesznek ie.szl a szervetlen és a szerves molekulák alkotásiíban. Főleg ionként fordul elő a luUrium. a káiitmr. a kal­

cium. a magnézium, a kló rén a vas. Sziímos elein csak egyes fajokban fordul elő. ott kisebb-nagyobb mennyiségben. A szilícium például egyes kova- moszalokban, zsurlókban, illetve szivacsokban található meg jelentős mennyiségben, míg a JJuor

az emberi fognak is fontos felépítője.

Az élőlényekben nem található egyetlen olyan elem sem. mely ne lenne meg az élettelen ter­ mészetben is, legfeljebb az előfordulás arányában van különbség. A periódusos rendszeiben való

11.2. A szénatom. > Miért leln^t négy vegyértéke* a szén?

tetraéderes szerkezet

2

p

2

\H L

2

s

2

E ls

2

0 0

g ^ fT íT fríi

1s2 Hí

(12)

1 2 A S W T K K FKLI*:i»ÍTfcSK ílS A N Y A ÍÍC SK R ÍJK C* Fe Ca

c r

12.1. Kísérlet

szerves anyagot izzítunk, és a keletkező gázt meszes vizbe vezetjük

szerves anyagot izzítunk, és a teletkező gáz Cicába kobalt- papírt helyezünk

szerves anyagot izzítunk, és a fejlődő gáz ú^ába hideg üveglapot helyezünk

fehérjét lúggal melegítünk (lúgos hkirolízis). és a képződő gázt Nessler-reagensbe vezetjük szerves anyagot lúggal (NaOH) melegítünk, és a fet- szabaduló gáz útjába nedves piros lakmuszpapírt teszünk

Olom-acetátot adunk a fehérjeokJathoz. ma^ lúggal melegítjük a fehérjét (lúgos hidrolízis) az élő anyagból kivont és leszúrt okJathoz

bárlum-Morldot adunk

fahamuhoz savat (KNO3) adunk (feltárás), melegítjük, majd leszűrve ammónlum-moübdátot cseppentünk hozzá

{-[(NH

4

)

2

MoO,]>

fahamuhoz savat (HNO3) adunk (feltárás), melegítjük, majd leszűrve kállum<rodanÍdot adunk a szűrlethez

fahamut HN03*val melegítünk (feltárás), nujd kállum*ferroclanldot adunk hozzá az élő anyag kivonatához kálium-oxalátot adunk

f^amut HCi'val melegítünk (feltárás), majd kénsavoldatot adunk hozzá az élő anyag kivonatához ezüst-nitrátot adunk

A biogén eleinek kimutatása

Tapasztalat

a meszes víz megzavarosodik a kék színű kobaltpapir

rózsaszínűvé válik a Ndeg üveglapon vizcseppek

jelennek meg a reagens nf>egsárgul a pifos lakmusz n>egkékül

Magyarázat

C O j + C a(0 H )2 CaCO g + H 2O

Co2+(sz) + H20-»Co2+(aq)

a keletkezett víz kondenzákMik (lecsapódik) a hideg üveglapon NH3 + Nessler-reagens (KjlHglJ)

sárgásbarna szín

NH3 + HjO - » NH4OH a felszabaduló ammóniától lúgos kémhatás az oWat színe feketedik (PbS) S^" + Pb(Ac)2 - * PbS + 2CH3COOH

fehér, porszerű csapadék keletkezik az oldat színe megsá/gul (sárga bipiramis kristályok

jelennek meg) az oWat színe megvorosodík

(Fe(SCN)3) K 4 (f^ C N )e]kék szín

(berlini kék) fehér csapadék keletkezik

(Ca(C00)2) kénsavoldat -> fehér csapadék fehér, porszem csapadék jelenik

meg (fényre sötétedő) [AgCI]

SO4 + BaCl2 BaS04

»((NH

4

)

2

Mo

04

|

(NH4,)3jP(Mo3 0,o)4| sárga kristály [ammónium-foszfo-molibdenát] Fe^-^ + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3K+ 4F«3+ + 3K4(Fe(CN)6) -* Fe4(Fe(CN)6Í3+ 12K* kék szín 4- K2(C00)2 -> Ca(C00)2 + 2K+ Ca^^ + H

2

S

04

-»CaSOj + 2H+ fehér csapadék (gipsz) C l- + AgNOg ^ AgCI + NO;

elhelyezkedésükből megállapítható, hogy az éló rendszeri a kisebb alom iömegii elemek alkotják,

sőt a nehezebb elemek gyakran ki'uosiik. inéige- zőek (lásd higany- és ólomméigezés). (il.i.)

A z élő lendszeil felépítő eleineket kém iai leakcínkkal kimutathatjuk, sőt mennyiségüket is meghatiüozhatjuk. A molekulákat alkotó eleme­ ket a kimutatási re<ikció előtt ki kell oldani, vagy megfelelő fonnájúvá keli alakítani. Ezután kö­

vetkezhet a megfelelő reagenssel töilénő kimuta­ tásuk. <

12

.

1

.)

Az elemek evolúciója az egyszerűbb, a kisebb (H. He) atomok kialakulásával indult, és u fejlődés során egyre nehezebb elemek alakultak ki. Az élő rendszer ktalakuliísa idején valószínűleg a kisebb atomtömegű, egyúttal stabilabb elemek voltak többségiben, melyek így u kialakuló molekulák fel­ építőivé váltak.

E L L E N Ő R IZ D T U D Á SO D !

1. M ié it a hidrogénből és a héliumból van a legtöbb az univerzumban?

2. M i lehet az oka annak, hogy a tengervíz és az elő rendszer ionösszetetele hasonló?

3. A 12.1. tábhűiuit alapján magyauízd meg. mi a sav szerepe a vas kimutatásiiUm. illetve mi a ma- gy<u'ázata a reakció során létrejövő c.sapadék keletkezé.sének?

4. M iért volt előnyös a szénalapú élet kialakulása szempontjából, hogy a szén-dioxid oldódik vízben, viszont a szilídum-dioxid nem?

(13)

A VÍZ BU)LÓ(;iAI SZKMIH)NTBÓL KÖNTÖS I IILAJDONSÁÍÍAI

13

A

VÍZ BIOLÓGIAI SZEMPONTBÓL

FONTOS TULAJDONSÁGAI

A z élő rendszer víztailalina átlagosan 60—80%. Legkisebb víztartalm a a száraz m agvaknak ( 13 - 2 5 % ), míg a legnagyobb a medúzákn ak van (95-99%). A z újszülött szei’vezete még 75-80%. a felnőtt ember szervezete már csak 6 0 - 6 4 % vizet t<irtalmaz.

A v íz nagy mennyisége miatt a sejtekben összefüggő közeg ei ad, így sajátságai nagy­ mértékben inegszitbjilk az élő anyag viselkedését. Részt vesz <iz anyagok szátlílásálfaUs oUiószer- kénf, reakrióparínerkéni szei^pelhet.

A víz kiváló oldószere a poláris anyagoknak, ugyanükkor mozgékonysiíga miatt az apoláris anyagokat eloszlatja (diszf}ergálja). Jó diffúziós képessége iniatt fontos szelepet tölt be az anya­ gok szcUlításáhofi. (13.1.)

A sejtekben lévő víz döntő többsége hidrátbu- rokként a molekulákhoz, ionokhoz kötött fonná- bán van jelen, csak mindössze néhány százalék az ún. sziibad víz. Ez a víz reiikcióközegként és le- akciópcutnerként (hidrolízisben, kondenziicióban) is fontos szerepet tölt be.

M egfigyelhetjük, hogy a sejtek általában ru­ galmasak, ami jórészt annak köszönhető, hogy a sejt citoplazmájában a víz hidrogénkötéseket alakít ki a fehéijemolekulák között. Az így kiala­ kuló állandóan meglévő, de a kötések gyengesége

1

I. A \'íz oldószer. > Mi jellemzi az oldtidásfolyamahíi ?

* *..ví2moleku(ák^_ * * ♦

*

» « a'^í^nem októdoít **

„ NaCi- *

» "3'^ a krisl^ ■

3 'Jlb

miatt folytonosan változ

6

térhálós szerkezei biz­ tosítja a iTjgaímasságot, egyúttal bizonyos belső szerkezetet ad.

A víz poliü'is, 105** kölés.szögű V alakú molekula, atni a sajátságos hőtágulását okozza (+4 ^’C-on a legnagyobb a sűrnsége). Eiősen dipólusos. hiszen pohüis kötései a tciszci kczcttcl együtt az oxigén felől negatív.« htdrogcnck felől pozitív töltéstöbb­ letet hoznak létre. Négy hidrogénkötés kialakítá- Siíra képes. (14.1.)

A szobiihőmérsékletű vízben a molekulák 70%-a összekapcsolódik egyiriiUisal. Ez magyitráz- za a nagy fajhőt/hőkapacitást, a nagy párolgáshőt, a miigiis foiiásponlot. Dipólusossága miatt hidiát- burkot képez.

A hidrolízis és a kondenzitció:

lli(ln)lí/js: nagyobb molekula bomlása víz bclcpc- scvcl. Pl.: NHjCI + H>0 -> N H ^ H + H* + C l . Koiidcii/áció: két vagy (öbb molekula egyesülése melléktennék (itt víz) keletkezésével. (I.V

2

.) Il-kötcs: nagy elektronegativitású atomhoz (O , N, C l) kapcsolódó hidrogénnek megfelelő távolságra lévő, nagy elektronegativitású, nemkötő elektronpárral rendelkező atommal létrehozott milsodrendű kötése.

1.^.2. A víz reakciói a sejtben

Hidrolízis

H H htonomef hfFi^onwf MTn)fion>er h OH HjO'

H H Monomer I- OH H -| Monomer H Monomer j- OH HjO

H H Monomer h OH H OH H -j Monomer |- OH

Kondenzáció

H h<ofiomer h OH H HMommefh OH H -I Monomer h OH

^ HjO

H 4 Motx>mer H Moiwmer |- OH H 4 Monomer H OH

»■ H;0

(14)

14

A SWTKK FKLI*:i»ÍTfcSK ílS ANYAÍÍCSKRÍUK

105’ a) gáz (Qöz) •) e ÍH.-

2.1

9 a e o e 9 c> S2^r<l (jég) c _

r l f

fV

i *

1 4 .1 . ► H a s o tl if is i / ö x s z e <i v íz k ü lö n h ö z fy luihnaZíiU aiM »-

U iih a n <1 D io le ku U ik k ö z ö l i fe U é /n 7 kö U s ö n h a fú .s /fk o í!

V an cKt W aals-kölcs: gyenge inásodrendű kötés, mely létrejöhet poláris és apohíris mo­ lekulák között is (orientációs, indukciós és diszpei^iós kölcsönhatások).

Ilo kap acitás: megmutatja, hogy mekkora hő* mennyiség szükséges az adott mennyiségű anyag hőmérsékletének I ®C-kal történő eme­ léséhez.

P á n J^ á sh ő : az az energia, amely szükséges a folyadék gázzá alakításához.

Dís/.pcrgálás: az anyagnak kisebb méretű ré­ szekre történő daiaboiása.

D ifíii/ió *: olyan (külső hatás nélkül bekövet­ kező) anyagiu'iunlás. melynek következtében egy anyaghalmazban a kezdetben m eglévő koncentrációkülönbségek kiegyenlítődnek. Ha egy rendszerben az anyag nem egyenletesen oszlik el (pl. a kockacukor egy pohár vízben), akkor a részecskék rendezetlen, lökdösődő mozgilsa (hőmozgása) előbb-utóbb magától is egyenletes anyageloszlást fog létrehozni.

Oldatok esetén ez a jelenség abban n yilvá­ nul meg, hogy az oldott anyagot a nagyobb koncentrációjú hely felől a kisebb koncentrá­ ciójú hely felé látjuk áramlani. (Figyeld meg, hogy az oldószer is éppúgy diffundál: oldó- szer-molekuhtk kerülnek oda, ahol eddig nem voltiik!) (14.2.)

O Z M Ó Z IS

A szabad vízben oldott anyagok koncentrációja megváltoztatja az oldat viselkedését (fagyclspont. fonáspont. ozmózisnyomás). A z élő rendszeii>en az oziTiózis jelensége alapvető jelentőségű.

... . j j a , ,» • ••i é • * • é ^ • • . • • • • • . . • • • • • ^ • • « * . • • • • • • • « »■* • * • , « ■'» • • vízmolekuták cukomiolekulák idő

14.2. A diffúzió. ► Melyik az <i tényez/>. ontely alapvető fotiUtssiifiú a folyamalhm?

A féligáíereszlő fiárlyák (ilyen a celofán, de a sejtháityák is) olyan résekkel rendelkeznek, íutjc- lyek csak bizonyos mérethati'u alatti részecskéket engednek át (pl. a vízjnolekuhíkat igen. de a szacha- rózmolekulákat már nem). Ez azt eredményezi, hogy a hártya a nagyobb molekulák diffúzióját akadályozza, a kisebbekét viszont nem.

A z élő szervezetben ozmózissal szívódik fel a víz a növény gyökerén, illetve az állatok bélfa­ lán át, és ozmózissal szívódik vissza a víz a szűr- letből a vesében.

Ozm ózis*: az oldószer (általábiin a víz) diffú­ ziója féligáteresztő háilyán keresztül a kisebb koncentrációjú oldat felől a nagyobb felé.

Hii egy edénybe deszlilláll vizet teszünk, majd bele- merítünk egy féligáteresztő hiíilyából (pl. „békanitd- rág" [a béka lehúzott bőre], béldarab stb.) készült zsiikot. amelybe sz^icharózoldatot leszünk, akkor <izt l<ipasz(aljuk. hogy a Z'üíkba beiíramlik a víz. A je­ lenség minden olyan esetben bekövetkezik, ha

14.,'. Ozmotneter. ► Mi miau alakul ki ozmózis?

« > • o ' •

0

• vizmolekulák • cukormolAuiák idő

(15)

A VÍZ BU)LÓ(;iAI SZKMIH)NTBÓL KÖNTÖS I IILAJIK)NSÁ<;AI

15

itz edény téifogatcgyscgeiben több vízinolcktila van.

mirtt a zsákban lévő szacharózoldiit téifogatcgy- scgeibcn. A szach;irózinolckul;ík nem juthcitnak át a féligáleresztö hmlyán. így - a koncentniciókülönb- ség csökkentése érdekében - a difTúzió a vízmo* lekulákat hajtja a zsiík belseje felé. A vízbe«tramlils miatt a zs<ík folyadékszintje emelkedik. Az idő elő* ichiiladtával a szintemelkedcs lassul, hiszen a fo­ lyadékoszlop növekvő nyomása és a be ni lévő mind több molekula fokozza a víz kilépését is. Ha megáll a folyadékszint emelkedése, beáll a dinami­ kus egyensúly. Ekkor a fcligátcicsztő hiuly.tn át a víz be-, illetve kilépési sebessége megegyezik. (I4-J.)

Az (>zmózixnyfmuis luhijdonképi>en az

jeUemzö marnyiséfi, és (innak ko m rn im w jával (nem lúl (ö/nény ohialok eselén) egyenesen ará­ nyos. A z ozmózis külső behatással (pl. a esőben lé­ vő legnyomiis növelésével) már a kísérlet elején is (atrkikor az oldat még töményebb) leállítható. Ez a külsőleg alkalmazott nyoiruís (P2) f<clei meg a tö­ ményebb oldat ozmotikus nyomásának. M inéi na­ gyobb a koncentii'tciókülönbscg a hiíilya két oldala között, annál nagyobb nyomást (/>

2

) kifejteni a vfzbelépés kellő méitékű meg<tkadályoz<lsához. Ha tehát ef>y oldal ovnttíiktés nytmuiso nagyofib, mint egy másiké, akktn' az azt is jelenti, hr>gy na­ gyobb a k<mcenírációja (még ptmtosabhcm: na- gy<dib benne az oUlolf részecskék koncentrációja^.

Konkáv plazmofeis CaCI; hatására Konvex piazmoizis KCI hatásba

C.

f ' C

' r e n d ’.z cf 'k ö r n y e z e l

a környezet i/

4

>tóniás a lend- szeihez viszonyítva, a kömyezet hípcr(

4

>niás a rendszerhez viszonyítva, a környezet liipolóiiíns a rendszerhez viszonyítva. (C: az oldott anyag koncentníciója.)

C . > a

Érdekes jelenség (ún. fordított ozmózis) lép fel <ikkor. ha az ozmózisnyomásnál nagyobb külső nyomást alkalmazunk. Ilyenkor oldószer préselő- dik ki a h<íily<tn a hígabb oldat felé. Ezzel az eijá- rássiil lehet pl. tengen izet sótalanítiuii

(ivóvíznye-15.2. > Milyen anyag hatására alakult ki a plaztnoh'zjs?

rés céljából), de ez a jelenség az oka annak is. hogy a hajszálerek ailériás szakaszom (fehérjementes) vérplazma préselődik ki. itt ugyanis a vérnyomás meghaladja a vétp!azm<i ozmózisnyomását.

()/m ó zlsiiyo n iás**: az a nyoiTíás. amelyet az oldatiu kell kifejteni ahhoz, hogy dinamikus egyensúly jöjjön létre (v'agyis megakadályoz­ zuk az oldószer beáramlását, az ozmózist) a tiszta oldószerrel szemben.

Ila egy oldal oztnolikiis nyomása nagyobb,

mini egy másiké, akkor az ozl is jelenti, hogy

nagyobb benne az oldott részecskék hmcení-

rációja.

Fí/íológíá.s oldHl (i/ofónÍHS o ld at): a sejt ozmotikus nyomásával megegyező ozmotikus nyomású oldat. Az embernél ilyen a 0.9%-os (0,166 mol/dm^) NaCl-oIdat.

Ilcm oiízís*: a vöiösvérsejteket hipotóniás ol­ datba helyezve, megfelelően híg oldat esetén a sejtek inegduzz<idnak és szétpukkadnak.

15.1. A hemolízis ( I ) és a plazjiwlízis (2). > Milyen oldatlxnt következftek he az egyes váltt>ztís<^ a plavnoU'zisnél?

HIPERTÓNIÁS OLDAT IZTÓNIAS OLDAT HIPOTÓS'IÁS OLDAT

1 H jO H . O I

t

fr-/.su^ttrtKlás v í w ö s v é r s e j t s e j t ü i e g H ,0 p la /.n ]< > ií/ís H ,0

(16)

16

A SWTKK FKLI*:i»ÍTfcSK ílS ANYAÍÍCSKRÍUK

A diszpergált részecske mérete A tényt...

Fajlagos felület (felület/térfogat) Adszorpciós készség

Típusa Példa

Durva diszperz rendszer

> SOOnm elnyeli vagy visszaveri (általában átlátszatian) kicsi rossz csapadékok Kolloid rendszer 1-500 nm szórja, ezért opák>s (Faraday-Tyndall-ietenség)

nagy (maxíinális) jó (a sok kis részecske miatt

nagy a fajlagos felületük) hidrofil (ik)fil). hklrofób (liofób)

fehérjeoldat, szappanodat, köd, füst. kocsonya Oldatok <

1

nm átengedi, ezért átlátszó nincs fizikai felület

NaCI-oldat. sósav. NaOH-oklat stb.

16

.

1

. A diszperz rend.szerek osztályozilsa a diszpergált részecskék mérete szerint P la z in o líz is*: növényi sejteket hipertóniás

oldatba helyezve a sejtből víz itiamlik ki. ami miatt a sejt citoplazmája zsugomdik. és a sejt- háilya elválik a sejtfaltól. I5.2.)

K O L L O ID O K

Eg y folyadékba kevert anyagot a keverés mérté­ kétől függően kisebb-nagyobb részekre oszlat­ hatunk el. Ez a folyamat a ih'szi>erg(Uás, a létrejött elegy a dis/pcr/. rendszer.

Dis/per/. rendszer: Olyan, legalább kétkompo- nensű rendszer, amelyben az egyik komponens (diszpcrgáló közeg) icszccskckrc oszlatott állapot­ ban taitja a másik koinponenst (diszpeigált anyag). A diszpeiz rendszerek csopor(osílhal<Sk:

- ii diszpergált részecskék mérete szerint (16.1.). -

21

diszpergált anyag és a diszpergáló közeg hal­

mazállapota szerint

Kniulgeálá.s: folyadékban folyadék (pl. vízben olaj) eloszlatása.

Szuszpendálás: folyadékban szilárd anyag (pl. vízben buktciiumok) closzlutú.sa.

16.2. A diszperz rendszerek osztályozása a disz})crgálö közeg halmaziíiiapota szerint

Diszpergáló közeg Gáz Folyadék

Diszpergált részecske Gáz Folyadék Szilárd anyag

(aeroszolok) (aeroszolok)

hab emulzió szuszpenzió

Szilárd anyag (szilárd szótok)

A 16.1. tábliizat ad<>taiból is látható, hogy a fo­ lyadékban eloszlatott lészecskék eltérő mérete az anyag különböző viselkedését eredményezi. Az élő rendszerekben mindháiom méiettailoiTCÍny előfor­ dul. A z életjelenségek végbeinenetelében nélkülöz­ hetetlen fehéijék is kolloid méretűek. A kolloidok sajátossiígainak megismerésével, sziimos életje- lenség alapját is megérthetjük.

Kolloidm l tehát akkor besiurlünk. ha valamely diszpergált anyag részecskemérete \-5 0 0 nm közé esik. Ezt diszpergálással. de kicsapással (konden- Zíílá.ssal) is elérhetjük. A kolloidok részecskéi álta- lábiin sz«'uTios atomból vagy molekulából állnak, de túlságosan kicsik ahhoz, hogy közönséges fény- mikroszkóppal megfigyelhetők legyenek. A leg­ több szűrőpapíron átmennek, fényszórás, ülepítés és oziTiózis lévén azonUin bizonyítható a jelenlétük.

A kolloidok fő jellegzetessége az, hogy a ré­ szecskék fajtagos feliUeltf (a töinegegységre eső felülete) jó v a l nagyrthh, inint az ugyanolyan tö­ megű. közönséges állapotú iinyagé. Nagy felületük miatt tennodinamikailag instabilak, ezért külön­ böző anyagokat köthetnek meg a felületükön (adszorpció). így stabiiiz<klva kolloid állapotukat.

y^signiondy Kichárd (1865-1929) magyar sziír- inazilsú Nobel-dijas kémikus, ultnimlkroszkópjával igazolta a kolloid részecskék meglétét.

I*ál (1793-1865) orvos, a magyar orvosi és kémiai sziiknyciv megteremtője, a kolloídkcmia jeles képviselője.

Adszorpció*: a felületen való megkötés első­ rendű vagy milsodrendű kémiai kötésekkel (pl. a fehéijemolekula vizet köt meg, ez<iltal hidrát- burok alakul ki).

(17)

A VÍ/ BU)LÓ(;iAI SZKMIH)NTBÓL KÖNTÖS I IILAJDONSÁÍÍAI

17

Abszorpció: uz anyagban való megkötés (pl. a klorofill megköti a fény energiáját).

Az aktív szén porózus, nagy (elúletú anyag. Fólcsérbe helyezett szűrópapírid legyünk aktív szenei, és öntsünk rá pifos színű míkroszkópí festéket (lukszinl) tartalmazó tiíg oldatot. A lecsó* pögő szűrlet sokkal világosabb, esetleg színtelen Milyen je lenség játszódott le?

Ma a tölcsérben lévő az aktív szénre alkoholt (etanolt) óntünk. a lecsópúgő szúrlel piros színű. Ivlire kóvetkezleltietünk: a les­ ték szénhez való kőlódéséból. valamint alkoholban történő oldékonyságából?

A kolloidok típusai az oidószciTc! val(S viszonyuk szerint:

- hÍdir)fil(liofil)kolloÍdok: vonzziik a vizet (azol- dószcit). ezt adszorlxátják a felületükön: - hidioföb (liofób) kolloidok: taszítják a vizet

(az oldószert), főleg iont adszoii>eá]nak.

Szol állapot: folyékony állapot, a kolloid ré­ szecskék önálló hidrátburkukkal egyenként elmozdulhatnak.

(lé i áila p o l: kocsonyás, szilárdabb állapot, a kolloid részecskék összekapcsolódnak hid­ rátburkukkal. Jellegzetes térhálós szerkezet alakul ki.

A vizes alapú kolloid rendszerek fajtái a ré­ szecskék kölcsönhatásiíból kialakuló szerkezet szerint:

- szol állapotú kolloidok. - gél állapotú kolloidok.

Az élő szervezetben a fehérjék mellett a nuk- leinsavcik. sőt a poliszachiu idők öniílló molekuhtí is kolloid méretűek, és makioinolekulás kolloidokként viselkednek. Nagy felületükön vizet adszoiljcálnak.

A hőmérséklettől, a kolloid koncentiációjától. az anyagi minőségtől függően szol vagy gél álla­ potban fordulnak elő.

A szol-gél átalakulás bekövetkezhet:

A hömérsékle! (itolahtUísóval: a hűtés sorsín csök­ ken a hőinozgás eneigiája. és a lassuló kolloid ré- szecskeket körülvevő hidrátburok szelén lévő ol­ dószer-molekulák a szomszéd kolloid részecske hidrát burkával létesítenek kapcsolatot. A kialakuló gél állapot melegítéssel ismét megszüntethető, mivel a kolloid részecskék növekvő mozgási eneigiája elszakítja ezeket a kapcsolatokat. A közeg mennyiségének vállozíulásá' val: vizes alHpú szotokiil gcl állapotba vihetünk a kolloid lészecske hidiátbui kának elvonásiisal vagy a kolloid mennyiségének növelésével. Az előbbi­ hez jól hidratálódó anyagokat (elektrolitokat - só­ kat: pl. NaCI ~. alkohol slb.) használhatunk, melyek hidrátbuikániik kialakulásával csökken a kolloid részecskék hidrátburkának va.stags<íga. és ez a rc- .szecskék összekapcsolódilsiít eredményezi. A kiala­ kulógél állapot hígítással ismét szol állapotba vihe­ tő. Ezt a módszeit használják különt>öző kolloidok kicsapiísára: pl. a szapp<uiok kisóz<ísithoz (tenger- vízl)en a szappan nem habzik, hanem fehér csapa­ dék keletkezik) vagy a fehéijék könnyűfémionok hatási'tra bekövetkező reveizibiiis koagulációjakor.

Koaguláció: az a folyamat, mely során a kol­ loid részecskék durva diszperc rendszen^é kap­ csolódnak össze. Lehet:

Reverzibilis (visszxifoi'díihaló): pl. a hidrofil kolloidok vízelvonással (dehidratálással) tör­ ténő kicsapása.

Irreve/iJhUisívisszafonlithatahm): pl. a hidro- fób kolloidok szolvátburkának elvonásakor.

E L L E N Ő R IZ D TUDÁ.SOD!

1. M e ly tulajdonsága miatt jó oldószer a víz?

2. M ié it veszélyes, ha egy ember gyomorrontás miatt sokat hány és megy a hasa?

3. M elyik oldiitnak nagyobb az ozmózisnyomilsa: az I %-os vagy a 3%-os NaCI-oldatnak? Merre töilénik az oldószer áramlása, ha cs»k féligáteresztő háitya választja el a két oldatot?

4. M iért iszunk az átlagosnál többet, ha sós ételt ettünk? 5. M iért reped ki esős időben az érő cseresznye?

6

. M ivel magyarázható, hogy a csec.semő testének víztiulalma 80%, a felnőtt ember testéé pedig „csak” 6 2 % ?

(18)

18

A SWTKK FKLI*:i»ÍTfcSK ílS ANYAÍÍCSKRÍJK

A

SZÉNHIDRÁTOK

A szénhidrátok alkotják ii bioszféra szerves anyagainak fő tömegét. Nevüket az alkotó szén. hidrogén, oxigén

1

:

2 : 1

arányából hajdan elkép­ zelt képletről [C „(H

2 0

) , J kapt<ik. A valóságban a szénatomokhoz hidiogén- és hidroxilcsopoil kapcsolódik ( ( H - C - O H ) ,,] . és emellett oxocso- poitot is találhatunk a molekuhíkban.

A szénhidrátokat felépítésük alapján csopor­ tosíthatjuk: megkülönböztetünk mono-, di- és po- lÍszach<iridokat. Elsősorban a sejt vagy a szervezet energiaháztailásábiin és - szerkezeti egységek­ ként - felépítésében játszatnak szerepet. (i«.i.)

A uu>ní>sz(tch(tn(ff>k* egy egységből álln<ik. nem hidroliziílhatók. Aiapvázukat 3-7 szénatom alkotja. N yílt láncúak, de a nagyobb méretűek gyűrűvé is záródhatnak.

S/cn Iiid ráto k : polihidroxi-oxovegyületek - polihídroxi-aldehidek (nevük: aUlózf>k) vagy polihidroxi-ketonok (nevük: kelózok), vagy olyan vegyületek, melyek hidrolízisével ilyen molekulák képződnek.

Áldó/: az oxocsoport láncvégi helyzetű (aldehid- csoport).

Kció/: az oxocsopoii htncközi hclyzciű (kctocso- port). A tcnncszctbcii előforduló inonoszitcharidok molekuláiban mindig a második szénatom képezi.

aJdó

2

(A 0. .H ketózok

H-C-OH

K írúlis roiids/i‘r (m olekula): olyan rendszer (molekula), amelynek tükörképe nem hozható önmagáviil fedésbe. (IV.l.)

Akirális molekuh'tk optikai aktivitást mutatnak, oldataikon áthaladva a polározott fény síkját elfor- gatji'ik. Azokat az izomereket, melyek tulajdonságai csak a forgatóképesség Irányában temek el. enon- liomerekfiek nevezzük.

Azenantiomerek minden fizikai, kémiai tulaj- donsiigban megegyeznek, csak a fény síkját ellenté­ tesen forgatjiik (optikai aktivitásuk van). Azenan- tiomeipárokmik ellentétes konfigurációja van!

A biológiai lendszeiekben a szerves molekulák egy részének (pl. s^nhidiátok, aminosiivak) van

ki-IM.1. A szénhidrátok csopoiiosítása felépítésük alapján

Egyszerű szénhidrátok Nem hidrollzálhatók

Összetett szénhidrátok Savas hidrolízissel bonthatók

J1 Monoszacharidok Diszacharidok Poliszacharidok

egy egységből épülnek fel két monoszachartdból áQnak több száz. több ezer

egységből állnak

Jellegzetességük

tiídrolízissel nem bomlanak egyszerűbb vegyu letekre

hidrolízissel két nDonoszacharídra bonthatók

óriásmolekulák (makro­ molekulák). hidrolízissel sok

monoszacharídra bonthatók

Felépítésük C/íHgnOfl

C3-C7 szénatonílszámú C

i2Hj20i i

vízben oklódnak vízben oklódnak nem oklódnak vízben

Tulajdonságuk édes ízűek többségük édes ízű nem édes ízűek

általában redukák) hatásúak többségük redukáló hatású nem redukáló hatásúak

Biológiai jelentőségük az Összetett szénhklrátok energiaszolgáltatók, felépítői energiatárokik (tápanyag), lebontási köztesterm^ek, membránok jelzőmolekulái tartalék energiatárolók, vázanyagok

(19)

As/.i^:Niiii)KÁroK

19

. ‘1 ■ kéz tükörkép U tAörkép szénatom 4 különböző ligandummaJ

19.1. Kiiiílís rendszciiek. > Keress a köniyezefe<lhen királis és akinUis reiuhzerekel!

i'iilitiisd. A szénatom királis, ha négy különböző li- ganduin (egy molekulában a központi alomhoz kap­ csolódó atom vagy atomcsopoii) kapcsolódik hozz<í (a liíncközt H-C-O H részlet szénatomjai — mivel a molekula két vége eltérő - kÍralÍtáscentrumok).

A gyiinh szerkezet kialakulása

Azt4c a hidroxilcsoponok. amelyek i«;»kcÍ

6

jiJcor öt­ vagy hattagú gyűiil alakulhat ki. addíciós folyamat soriin képesek az oxocsoportot hordozó szénatom­ hoz kupcsolódni. A folyiunatoi a lúnc utolsó előtti szcnatomjiihoz kiipcsokSdó oxigén neinkötő e krktjon- pi'ujának az oxoesopoit elektinnhiányos szénatom- ji’ihoz történő bekötődése indítja el (nukleofil [,;itom- iiiagot kedvelő"] addició - datív kötés jön létre).

A kialakuló gyűms molekulában az ox(>csoport hidroxilcsopoi ttá. lín. giikoztdos hidroxílcsopontá alakul, míg a lánc utolsó előtti szénatomjii -OH- csopoitjának oxigénje a gyüiű tagjává válik (éteikö- tést létrehozva). Ezeknek a molekuláknak kikris­ tályosítva csak a gyűrűs tonnájuk fordul elő. vizes oldcUukban a nyílt és a gyűiiís formájuk Is.

Az 1. szénatomon az oxocsoportból a gyűrűvé z;ux5dils sonín kialakuló glikozidos hidmxilcsoport helyzete alapjiín alakul ki az ( X -és a /^-konfiguráció

(anoméria). A gyűrűs molekula síkjára merő­ legesen elhelyezkedő (axiális helyzetű) hidroxil- c.sopoilot tailalmazó az a-, a síkkal párhuzamos (ekvatoriális) helyzetű -OH-csopoiltal rendelkező a ^konfigurációjú molekula. (19.2.)

A természetben előforduló monoszacharidok utolsó előtti (az oxocsoporttal ellentétes végétől sziiinítva 2.) szénatomja is kiralitáscentium. Ennek ineghatáiozott konfiguri'iciója alapján elkülönítjük a D- és iiz L-konfigur<íciót. A D-inonoszacharid a D- glicerinaldehidre vezethető vissza. Az élő szerve­ zetben elsősorl>an ilyen szénhidrátok fordulnak elő.

f- K H-C-OH HO-^-H H-C-OH H-^-OH' CHjOH <j=iL H-C-OH HO-^-H H-C-OH I H-C---CH,OH OH anáks

19.2. A gyűrűs molekula kiiilakuiása (fent), valamint az a-glükóz és a ^glükóz szerkezete

A legkisebb inonoszachiiiidok a hároin szén- atoinos triózok. A giU erinahlebid az anyagcsere- folyamatok egyik legfontosabb köztestennéke, vagyis a folyamatokban képződik, majd tovább- alakul. M int a legtöbb monosz<ich<u idnak. ennek is a foszfátszánnazckai a jelentősek (gliceiin- aIdehid-3-foszfát). (19.3.)

A z öt szénatomos peníózo^ molekulái szintén lehetnek köztcstennékek* de - gyűi"űvé záródott formában - nagyon fontosak az anyagcserében nélkülözhetetlen nukleotidok és származékaik (koenziinek. nukleinsavak) felépílésében. (I

9

j.)

A hexózok, vagyis a hiit szenalomos egyszerű cukrok központi jelentőségűek az élő rendszer

19.3. A triózok. a pentózok és a hexózok képviselői

’ I H -0 -OH ^1 h- O -oh H glfcertnahlehKi 5 0H2OH sO HjOH dezoxv^ 6Q H,0H H \ ? ° “ /O H ,0H H H a-marmóz fruktöz '3 y 2 H OH a-gaiaMiiz

(20)

2 0

A SWTKK FKLI*:i»ÍTfcSK ílS ANYAÍÍCSKRÍJK

nyílt láncú forma

aktehiő-csoport

átmeneti torma gyűrűs forma

a-glükóz vagy ^gtúkóz

20

.

1

. A glükóz. > Mién nem ti huUxUk szémtUnn OH-jáva! alkoi gyűrűi <i gliikozi<lf>.i

szempontjából. A z aldchidcsopoilot t<ul<iliTi<izó

szőlő('tikt>r (glükóz)

<1

legfontosiibb szénhidrát, ineit ii szénhidrútszúllítás ebben a formúbiin töilénik sejten belül és a sejtek közötti térben is (

20

.

1

.). A cuk­ rok lebontása általában ebből indul ki. és a nagy tömegben előforduló poliszachaiidok is glükóz­ ból vagy annak sz«u'mazékaiból épülnek fel.

A z állatok táplálkozilsa szempontjából nagyon fontos a legédesebb ízű monosziicharid, a fruklóz.

M agyar neve (gyüm ölcscukor) utal <ura. hogy

tennésekben fordul elő. A heterotróf élőlények táplálkozásában betöltött jelentős szerepe mellett az anyagcsere-folyamatok köztesteníiékeként is gyakran találkozunk foszfátszánnazékával.

A monoszachíuidők vízben jó l oldódnak. így könnyen átjutnának a sejtháityán. Ezt jelentősen akadályozza, hogy foszforsavval kapcsolódnak össze (kondenziíció). Foszfáté.sztereik a szénhidrát- anyagcsere közte.stennékei, és egyúttal eneigiát is tárolnak.

20.2. A tnonoszacharidok jellemző reakciói Vizsgált

tulajdonság Anyagok

Ezüsttükörpróba* redukáló hatás

AgNOs + NK

4

OH (fehér csapadék, a lúg feleslegében

okI

6

dik * Aq

20

)

Fetiling-reakció* redukáló hatás

Aldóz-ketóz** elkülönítés erős szervetlen savak hatására vizetvonással heterocMusos vegyület jön létre színes fenol­ származék alakul ki

Fehling I.: CUSO

4

Fehling II.; Na-K-tartarát (Seignette-só) + NaOH a) Molich-próba; ketóz + CCH

2

SO

4

(alárétegezve) b) Szelivanov-reakció; ketóz + sósavas rezorcín Reakció

-CHO + 2Ag+ + 20H- (Ag{NH

3

)

20

Hj -- > -COOH + 2 ^ + H

2

O

CU SO 4 + 2N aO H - > C u ( O H )? + N a 2 S 0 4 fehér csapadék -> a feleslegben mélykék

színnel oklódik (• CuO) -CHO + 2Ci|2++ 40H-— »

— > -C O O H 1 2C u* + 2 0 H - + H 2O

zöld

2Cu^ + 2 0 H -^ 1 ^ !^ > Cu20 [v; -CHO + CuO ^ -COOH + Cu?0]

oxi-metil-furfurol képződik Tapasztalat fémezüst válik ki fekete csapadék vagy ezűsttűkör formájában vörös színt] csapadék (Cu»0) képződik a réz(ll)-oxkl redukáló­ dásával vörösbarna gyúfű a két folyadék határán vöröses szín jelenik meg a ketózt tartal­ mazó oklatban

(21)

a s / . í ^ : m i i í ) k á t ( ) k 2 1

21.1. A disziicharidok. ► Cs<tiH>ru>silSil küiötthrizö szeminmutk olo/>jón a titolekiihikalí

D IS Z A C H A R ID O K * *

Két monoszi<chitndból állnak, melyeket élerkötés kapcsol össze. A konden7uícÍób;tn legalább ;iz egyik egyszerű cukor glikoztdos hidroxücsopoiTja részt vesz. A maltóz és a cellobióz lebontási köztes- termékként jelentős az élővilágban.

A két f/«glükózbói álló inaltózt általában a ke* ményítő vagy a glikogén lebontásakoi találj uk meg az élőkben. A cellulóz lebontásakoi képződőcello- bióz kél ^glükózból áll. Mindkét esetben itz egyik hex<Sz I. és a másik hexóz 4. széna(omj«'tn lévő hidroxilcsopoit ie<ikciójával alakul ki az élerkötés.

A hktóz (lvjnik<tr)cs a szacharóz iréiHicukor. luUti'tikor) a helerotróf élőlények tápanyagaként tölt be jelentős szerepet. A tejcukor az emlősök tcjvátiidcki'miik fontos alkotójii. két hcxóza ci galiik- tóz és a glükóz. (

21

.

1

.)

A sz<tch<uóz a növényekben fordul elő, a glü­ kóz és a fruktóz alkotja. Nem redukáló hatású di- sz^icharid. A maltóz. a cellobíóz és a laktóz redu­ káló tulajdonságú.

Adisz4ich<u idok is jól oldódnak vízben, és édes ízérzetet keltenek.

A sz<tcharóz kialakuhís;tkor a glükóz I. és a fmk* tóz 2. szcnalomjiín található hidroxilcsoportok gli- kozidos hidroxilc.soportok kondenzálódn;tk. (Liísd a következő bekezdésben.) Ennek következtében egyik gyűrű sem ké|>es vizes közegben kinyílni, így nincs szabad aldehidcsopoil, vagyis ezéil nem redukáló hatású a szachiuóz. A maltózban. a cello- biózban és a laktózban iizonban a második gyűrű glikozidos hidioxilcsopoilja szabad, s ezek képesek redukálni. (

2 1

.

1

.)

P O U S Z A C H A R ID O K *

A poliszacharidok több száz vagy több ezer inonoszacharid összekajKsolódásával (konden- zúciójúval) létrejövő makromolekulák.

A polisziichiuidok monomerje a glükóz- M in ­ den molekula közös jellemzője a monomerek

kö-M akn m io lcku la: olyan általában kolloid méretű polimer - molekula, amelynek moleku­ latömege nagyobb, mint

1 0 0 0 0

.

zötti í ‘4 glikozidköíés. vagyis a kapcsolódó egyik glükóz I . és a melletle lévő egység 4. szénatom­ ján lévő hidroxilcsoportok között kialakuló éter­ kötés. A z egyes polisz^ichiu idok közötti különb­ séget a monomerek típusa és száma, valamint összekapcsolódás] módjuk adja.

A cellulóz molekulája több ezer /^-glükózból iill (

21

.

2

.). iunelyek az egységek elrendeződése miatt hosszú, el nem ágazó egyenes láncot alkotnak.

A láncon belül <iz egymás melletti egységek és az egymás mellett fekvő láncok között is ki­ alakulnak hidrogénkötések, amelyek jelentős mér­ tékben stabiliziilják a molekulákat. A vízben nem oldódó cellulóz a növények tipikus vázanyaga, a sejtfal alkotója. így Földünk legelteijedtebb összetett szénhidnítja. Jellegzetes szerkezete miatt csak néhány baktérium, illetve alacsonyabb rendű eukarióta képes speciális enzimeivel lebontani.

A tiulalék szénhidrátok közül a növényeknél a keményítő. <iz állatoknál, vahunint a gombiaknál a glikogén jelenik meg. Mindkettőre jellemző.

21.2. A cellulóz molekulaszetkezete ( I ). a cellulózsziílak szerkezete (2) cs a cellulóz <i sejtfalban (3)

(22)

2 2

A SWTKK FKLI*:i»ÍTfcSK ílS ANYAÍÍCSKRÍJK

hogy sok sziiz í/-glükóz kondenzációjával jön létre.

A kem ényítő a növényi sejtekben a fotoszin­ tézis eredményeként képződik, majd fajra je l­ lemző alakú szemcsék fonnájában raktározódik. A szemcsék réteges felépítésűek, és bennük az amilóz és az amüopektin szénhidrát-molekulák mellett a szénhidrátot bontó amihíz enzimet is megtaláljuk.

A glikogén a keményítő amilopektinjéhez ha­ sonlít. A több ezer «-glükóz egység által kiala­ kított spirál azonban sokkal sűrűbben tiulalmaz

1-6-ös elágaZibiokat. A gerincesekben apm szem­ csék fonnájában <

22

.

2

.). a májban és a harántcsíkolt

izmokban tárolódik.

Spirális elrendeződése biztosítja a keményítő kimutatásiinak alapját. A biuna színű Lugol-oldat (KI-os l

2

-oldat: a jodidion lehetővé teszi <az apo- láris jódmolekula vízben való oldódását, hiszen: I ” + I

2

—> I

3

keletkezik) jódja behatol a hélix

22.2. A kcmcnyitő bomlása <iz emésztés soriin

belsejébe, a két molekula kapcsolata miatt meg­ változik az elektronok energiaszintje, ami meg­ változtatja a jód elektronburkániik fényelnyelését. Kék szín jelenik meg. Ha felmelegítjük a rendsze- liinkct. a kék szín eltűnik, újra megjelenik a L u ­ gol-oldat barna színe, hiszen a hőmozgás fokozó­ dása miatt a jód „kirázódik” a spirálból.

A kcmcnyílő (amilum) kct különböző összetevője az amilóz és az amilopektin (szemcsénkénti ará­ nyuk 20 : SO százalék. 22.1.). Az amilóz több sz<iz glükóza az 1-4 glikozidos kötéssckkcl cl nem ágazó láncot hoz létre. Az «*kötések kötésszögci miatt nem lineáris, hanem spirál (hélix) alakú. A meneteket H-kötések latiják ös.sze.

Az amilopektinben is jellegzetes a fenti mo- lekuliialak. de 20-25 egységenként l-

6

-osglikozid- kötesekkel elágíizó. ágas-bogas szerkezet aktkul ki.

A szcnhidnitoknak is kialakulniik az élő rend­ szerekben a sziinnazékai k. Az állatok és a gombák kitinje például fontos v<ítzanyag.

' a

EL LE N Ő R IZD T U D Á SO D !

1. M ic il nincs kél szcn atom os szénhidrát?

2. M i miatt nem lehet gyűrűs molekuUija a triózoknitk és a tetrÓ

2

:oknak? 3. M i okozza a monoszacharidok jó vízoidékonyságát?

4. M ié il redukáló tulajdonságúak az élő szei'vezet monoszacharidjai? 5. M iért lehetnek energiatárolók a szénhidrátok?

6

. M ilyen biológiai jelentősége van az élő rendszerben előforduló diszacharidoknak? 7. M iért nem redukáló hatású a szachiuóz?

8

. M iért nem oldódnak vízben a poliszacharidok? 9. M iért lehet viizanyag a cellulóz?

(23)

2 3

A

LIPIDEK

A z életfontosságú szerves vegyületek nagyon heterogén csoportja, melyek közé sokfajtu. válto­ zatos felépítésű anyag tíulozik. Közös tulajdon- s<íguk, hogy apolárís. ún. zsíroldószerekben (klo- rofonn, benzol, éter stb.) oldódnak. (23.1.)

Az apoláris tulajdonság általában a bennük található [- C H j- ] csoportoknak, a sok szén-hid­ rogén kötésnek köszönhető. Egyes típusaikban a jellegzetességet az oldalláncok, a bekapcsolódó egyéb molekularészletek módosíthatják.

A C -H kötések oxidációjával (főleg a hidro­ gén v ízzé oxidiílásával) nagy mennyiségű energia szabadulhat fel. így a lipidek egyik legfontosabb szerepe az energiatárolás ( I gramm lipidből 39,5 k J energia nyerhető a sejtben, míg ugyan­ olyan tömegű szénhidrátból 17.2 k J).

A H ID R O L I2 Á L H A T Ó L IP ID E K

A neutrális zsírok (gUcerídek) háromértékű alko­ holnak. a glicerinnek zsírsavakkal (24.i.>alkotott

észterei. M inél több a molekulában a telítetlen zsírsav, annál inkább folyékony a molekulák hal­ maza. B á r az egyes m olekulák nem fajspeci- fikusak. de az adott zsíim olekulák megfelelő arányú raktározilsa fajra jellemzően történik.

így különbség van <iz egyes fajokból kinyert zsírok, olajok között. A sertészsír fehéres, szobahőinél^ék- letcn szilárd, a kacsiizsír súigás. ugyanazon a hő- incrscklctcn folyékonyabb a sertészsírnál.

A növények neutrális zsíiját olajnak nevezzük, melynek szénláncai sok telítetlen kötéit taitalmaz* nak, ezért folyékonyabbak, mint az állati zsírok.

/sírsavak: hosszú szén láncú (C |

2

_

24

)« telített vagy telítetlen szcives s<i\'ak (azélő szeivezetben pííros szénatomsziímúak). A leggyakoribbak:

palmitinsav: C

15

H

3 1

CO O H , sztearinsav: C J

7

H

35

CO O H . olajsav; C jy H jjC O O H . linolsav: C J

7

H

3 1

CO O H .

2.^.1. A lipidek különböző típusainak legfontosabb Jellemzői

Gllceridek

Típusok neutrális zsírok foszfatidok

Lipoldok szteroklok karotinoidok Képlet -

0

Hidrolízis Felépítés Tulajdonság Példa Biológiai jelentőség Kimutatás

hkJroMzálhatö lipidek (eiszappanosíttiatók) glfcerirj + 3 zsírsav észtere apolárís sertészsír, cetzsir. tökolaj. repceolaj energiatároló raktározott tápanyag, vitrin - oldószer glicerin + 2 zsírsav + H3PO4 + poláris molekula észtere poláris és apoláris lecitín. kefalin határhártyák, membránok képzése

nem hídrolízálhatö lipklek

szteránváz (gonán izoprénszármazékok

alapváz} -f oklalláncok (8 db)

apotárís apolárís

A Sudan III. piros színű festék telszaporodik az

apoláris sajátságú anyagban megvörösödik

koleszterin, ösztrogén.

tesztoszteron, karotín. xantofill. iikopin,

aldoszteron. epesav. A-. (E-. K-) vitamin

O-vítamtn

hormonok, felületi fotoszintetikus festékek,

feszuttségcsökkentők színanyagok

SbCl3 Woroformos

(24)

2 4

A SWTKK FKLI*:i»ÍTfcSK

ANYAÍÍCSKR^K

tckiMt zsírsav telítetlen zsírsav

i

pahnítinsav linolsav

neutrális zsír (trígiícend)

24.1. A zsíiNiiv (1). a ncuti iilís zsír (2) cs <t keit in (3) molekuli'űának szerkezete. >• Mifyen íiiltíjdonxáfiok kiUöti- iHizielih meg a molekiiUíkal?

A neutrális zsírok legjelentősebb biológiai szerepe iiz energiauhrtlás. T<utalék t<ípanyagként az állatok zsírszövetében, elsősorban a bői iiljában halmozódik fel. M ivel a zsír rossz hővezető, így fontos szerepet tölt be az állat h(7-. sőt vast<igsága miatt m echanikai védelméhen Is. A zsínétegben

oU lóüik az apoláris tulajdonságú D-. A-. E- és K-vélamin. A zsírréteg biztosítja a vitaininok tailós támlását.

A növények - bi'u' főleg keményítő foiinájában tárolják az eneigiát - az olajat i-.tktározó alapszöve­ tükben különítik el. Különösen sokat tiuol olajból a lepce, a napi'afoigó, a dió. a mogyoró, a mák stb.

A felépítés tekintetében a gliceridekhez leg­ közelebb a foszfali<lok és a glikolipidek <íllnak. A foszfatidok molekulájában a gliceiin két hidioxil- csopoitját észteiesíti egy-egy zsír.sav. de a h«u - madik ~OH-csopoilhoz foszforsav kapcsolódik. Az így kialakult molekula a foszfatidsav, a fosz­ fatidok. alapvegyülete. A foszforsavat észteresíti még egy amino- és hidroxilcsopoilot tmlalmazó molekula, mely a foszforsavval együtt poli'uis részét képezi a foszfatidmolekulának.

A neutrális zsírokat a foszfiitidoktól az oldckonysií- guk alapji'in vál;L sztha(juk el. Mindkettő jól oldódik

éterben, de a neutrális zsírok acetnnban és alkohol­ ban is oldódnak, míg a foszfatidok az éteres olda­ tukból ezen oldószerek hatásiíra kicsapódnak. A szerkezet következtében a foszfatidok kel­ lős fulajdonságúak (amfipatikusak). hiszen van poláris és - a zsírsaviik miatt - apoUiris részük is. Ez a térszerkezetre is hatással van. hiszen a két rész a lehető legtávolabb igyekszik elhelyezkedni egymástól. Az apoláiis rész igyekszik <i vizes közegtől eltávolodni, míg a poláris rész a vizes közeghez vonzódik. Ebből következik, hogy a felületeken, fiizishatárokon - pl. víz felületén - egyrétegű (monomolekuhu is) hárlyákal képeznek.

A folyadékban ko llo id méretű m icellákat képeznek, sőt képesek kettős rétegben elhelyez­ kedve ún. liposzóm<ikat kialakítani. A sejt belső része, a citoplazma, és a sejt környezete is vizes alapú, tehát poláris. Em iatt a sejthalálon a fosz­ fatidok apoláris részel kiszorítják a vizet maguk közül, az apoláris részek egymással szembe- forduK’a kettős réteget al<tkítan<tk ki. és a hittlógiai membránok alapját képezik.

A liposzómiik kettős foszfatidrctege hasonló a sejt* membránhoz. Ezt használják ki a kozmetikai cégek a liposzómtls ktémek kcszílcsckor. A Hposzómák üregébe építik be a hatóanyagot, majd ezt a IÍpo- szórna - könnyen létesítve kapcsolatot a sejtmemb­ ránnal -juttatja be a bői' sejtjeibe.

A N E M H ID R O L IZ Á L H A T Ó L IP ID E K

A szJleroidok kiindulási vegyülete. alapviíza. a szte- ránváz. A szteiánváz alapja a gonán, melyet há- roin- hat- és egy ötatomos kondenziilt gyűrű alkot. A viízhoz kapcsolódó oldalláncok, funkciós cso­ portok változatos sajáts<igú típusokat alakítanak ki. A koleszterin a foszfatidokkal együtt a bioló­ giai membiánok alkotója, fokozzíi a hártyák me­ revségét. A D-vilamin a normális csontosodáshoz szükséges zsírban oldódó vitamin, melyet a szer­ vezet előanyag (ergoszterin) fonnájában vesz fel, és a bőralja zsírszövetébe raktározódva a napfény UV-sugarainak hatására válik aktív vitaminná. A z epesavak a májban képződnek, az epe alkotó­ jaként a tápanyagként bekeióilt lipidek emészt­

hetőségét segítik. (25.1.)

A zsírok felületi feszültscget csökkentik. így azokat apió cscppekkc alakítva megnövelik a felületüket, lehetőséget biztosítva ii lipáz (a zsírokat hidro- liziíló) enzimnek a lipidek emésztéséhez. Szerepet jálszitnak e tnolekuliík felszívásiíban és a lipidbontó enzim aktiválásiíban is.

(25)

2 5

Sok honnon is a sztcránviiziis vcgyületek közé

tiiilozik. Ezek a mellékvcsekércgben (pl. aldoszte- ron, kortizon) cs az ivan«irigyekbcn (ösztio- génck. piogcsztcion. íesztoszteion) termelődnek. Fontos szerepük van a belső környezet szabályo- zá.sában és a két nem közötti eltérések kialakí­ tásában. Képzésük a koleszterinből indul ki. A nö­ vényekben tennelődő sztemidokat gyógyszerként használhatjuk (digitonin). (

2

$.i.)

Az öt szcnutomos ízoprcn (2-inctilbuta-L3-dicn) különböző sziünú molckul<iján;ik ös.szckupcsolö- dásiíval alakulnak ki az illat- és a színadó vcgyü- Ictek. a tcipcnek és a karotinoidok.

A karotinoidok*'^ a növényekben és iiz álla­ tokban is megtalálhatók. A molekulákban a sok konjugált kettős kötés ;r-elektronjai delokali- z^tlódniik. így a látható fény fotonjai képesek ger- jeszteni. A z elnyelt, illetve a kisugái'zott energia miatt a molekulák színe.sek. a szín a s;ugától a vö­ rösig változik.

A hkopin a pmadicsom tennésének piros szí­ néért felel, míg a karolin a si'ugarépa karógyöke­ rének narancssárga színét adja. A növények fotoszintézisében is fontos szerepe van a karotin- nak és oxidált sz^innazékiínak, a súigu.xwtlif/illnak.

A karotinoidok közé tartozik az állati és az em­ beri szervezet számára fontos néhány zsírban oldódó vitamin is. A z A-vÍktm in bőrvédő hatású, és a szem látóbíborának, a rodopszinnak az alko- tilsában vesz részt.

A levelek sztniestjeiben a kiuotinnidok a fctiyener- gia megkötésében, illetve a klniofillok védelmében játsziuuik szerepet. A levél elszi'uadása során a zöld klorofill Icbomlik. és egyéb színes vcgyulciek

CHj— COOH OK CH

kóisav

25.1. Szteránvitziis vcgyületek

tes2toszteiwi

(antociánok) alakulnak ki. Az eközben kialakuló változittos színek között látható\á N'álnak a karo­ tinoidok is. Az idő előrehaladásával a karotin eloxidálódik, a levél lassan megsiugul.

Kiuotinsziínnazék a véralvadiísi fehérjék (pl. protroinbin) képzésében nélkülözhetetlen szerepet ját.szó K-vitainin. vahunint az E-vit<unin is.

A lipidek kimutatása az oldékonysági saját- .víguk alapjitn történik. Az apol«üÍs tulajdonságú, ugyanakkor piros színű .'czerv'cs festék, a Sudan MI. a sejtben vagy oldatban ott halmozódik fel, ahol apoláris a közeg. A piros szín megjelenése utal a lipidek elhelyezkedésére.

A kiu^otinoidokat antimon-triklorid klorofonnos oldatával mutathatjuk ki. Az .Sb^-ion bekapcsoló­ dik a kiuotinoidba, és megváltoztatja a delokaliz<ílt elektronrendszer fényelnyelését, ami kék szín meg­ jelenését eredményezi.

E L L E N Ő R IZ D T U D Á SO D !

1. M iért apolárisak általában a lipidek? 2. M iért jó tartalék tápanyag a lipid?

3. M i a hasonlóság és a különbség a neutrális zsírok és a foszfatidok között? 4. M iért képezhet határhártyi'ikat a foszfatidok tömege?

5. M ilyen tulajdonságú fe.stékkel mutathatjuk ki a neutrális zsírok jelenlétét? 6. M i eredményezi a szteroidok nagy változatosságát?

7. M iért veszélyes, ha sok koleszterin keiül a biológiai membránba? 8. M ilyen biológiai szerepet tölthet be egy szteroidmolekula?

9. M iért színesek a karotinoidok?

Referências

Documentos relacionados

− Os adsorventes zeolíticos com níquel preparados podem ser usados no processo de remoção de compostos sulfurosos da gasolina, uma vez que diante dos estudos realizados

Cerca de 75% dos doentes a fazer tratamen- to com este fármaco podem desenvolver efei- tos adversos, geralmente dependentes da dose e tempo de duração do tratamento e, na maioria

Meu objetivo é mostrar como o fenômeno do efeito organizador é interpreta- do por Heidegger, no intuito de evidenciar uma diferença ontológica entre órgão e utensí- lio.

Blusão de moletom com zíper e capuz; calça de moletom; bermuda de moletom; short-saia de moletom; camiseta de manga curta; camiseta de manga longa; agasalho esportivo;

A energia passa da tomada para o chão utilizando nosso corpo como caminho, mas, se estivermos usando sapatos com sola de borracha, ou outro material que impeça a passagem

24 Porto Velho Geografia O Acqua Viva rede UNIR e a sala verde Educação e Meio Ambiente Cátia Eliza Zuffo 1.. 25 Porto Velho

Formação de Públicos Estratégicos para a obtenção da Especialização em Igualdade de

ABERTURA DOS TRABALHOS – Dia 10 de março de 2014 - às 08:00 h, no auditório do Colégio Universitário- COLUN -Cidade Universitária do Bacanga – Av.. Rosalva de Jesus dos Reis