§ 2.3. Біоорганічні сполуки

• Назад до змісту

ДІЯЛЬНІСТЬ

НАВЧАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

Які особливості біоорганічних сполук визначають їхнє біологічне значення? Пояснення з використанням фрейму «Тетрада». БІООРГАНІЧНІ СПОЛУКИ.

Р Формулює визначення терміну «БІООРГАНІЧНІ СПОЛУКИ».

Біоорганічні сполуки (біомолекули) — це речовини, які мають скелети з ковалентно зв’язаних атомів Карбону і синтезуються клітинами організмів.

В Визначає сутність змістових елементів схеми: особливості, хімічні зв’язки, різноманітність, біологічне значення:

• Особливості: наявність міцних карбонових скелетів (лінійних, розгалужених або циклічних), висока енергоємність та змінна хімічна активність під дією ферментів.
• Хімічні зв’язки: міцні ковалентні зв’язки утворюють стійкий каркас молекул, а слабкі нековалентні (водневі, йонні, гідрофобні) — підтримують 3D-конфігурацію та комплементарність.
• Різноманітність: малі біомолекули (мономери: глюкоза, амінокислоти, нуклеотиди, ліпіди, гормони, АТФ) та біополімери (білки, полісахариди, ДНК, РНК).
• Біологічне значення: будівельна (структурна), інформаційна, каталітична, регуляторна, захисна та енергетична функції в живих клітинах.

К Конструює фрейм «Тетрада: Біоорганічні сполуки»:

С Пояснює: особливості біоорганічних сполук та формулює висновок

Властивості біомолекул зумовлені хімічною природою Карбону та поєднанням міцних ковалентних і слабких нековалентних зв’язків. Завдяки цьому вони одночасно є міцними для збереження структури й динамічними для участі в реакціях обміну речовин.

РОЗВИВАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

Чому частка макромолекул в клітинах більша, аніж частка малих молекул? Інформаційно-пошукова вправа. Порівняльна характеристика малих молекул та макромолекул.

Р Визначає пізнавальну ситуацію.

Частка біополімерів у клітині становить близько 25%, тоді як на малі біомолекули припадає лише до 5%. Необхідно з’ясувати, чому клітина містить значно більше макромолекул.

В Формулює очікувані результати інформування.

Порівняти малі та великі біомолекули за розмірами, властивостями й функціями та обґрунтувати переважання макромолекул у клітині.

К Виконує дії та конструює інфотаблицю «Малі молекули й макромолекули»

С Організовує: ІНФОРМУВАННЯ взаємозв’язку функцій біомолекул з їхньою будовою та властивостями з формулюванням висновку

Малі молекули слугують будівельними блоками або проміжними джерелами енергії, тому вони швидко утворюються і витрачаються. Макромолекули утворюють постійні клітинні структури (мембрани, органели, хромосоми), запасають речовини та зберігають інформацію. Через свою тривалу структурну роль вони становлять основу сухої маси клітини.

ЦІННІСНЕ ЗАВДАННЯ

Яке значення ковалентних зв’язків для біомолекул? Вправа для реагування. Теорія ковалентного зв’язку та Карбон.

Р Визначає поняття «Ковалентний зв’язок»

Ковалентний зв’язок — це хімічний зв’язок, який утворюється між атомами за допомогою спільних електронних пар.

В Ілюструє прикладами ковалентний зв’язок біомолекул

Прикладами є зв’язки $\text{C}-\text{C}$ та $\text{C}-\text{H}$ у скелетах біомолекул, пептидні зв’язки в білках, глікозидні зв’язки в полісахаридах та фосфодіестерні зв’язки в молекулах ДНК і РНК.

К Конструює інфографіку

Елементи інфографіки «Ковалентний зв’язок — основа біомолекул»:

1. Чотиривалентний Карбон: утворює 4 міцні ковалентні зв’язки завдяки чотирьом спільним електронним парам.
2. Карбонові ланцюги: здатність формувати міцні лінійні та кільцеві скелети органічних речовин.
3. Утворення полімерів: об’єднання мономерів міцними ковалентними зв’язками у стабільні макромолекули.
4. Результат: стійкість речовин живого до нагрівання, світла та руйнівних хімічних чинників.

С Виявляє ставлення на рівні реагування та пояснює роль ковалентних зв’язків у функціонуванні органічних сполук в складі МАТЕРІЇ

Ковалентні зв’язки забезпечують міцність і стабільність карбонового скелета біомолекул у водному середовищі клітини. Водночас розщеплення цих зв’язків у біохімічних процесах є головним джерелом енергії для підтримки життєдіяльності організму.

САМОРОЗВИТОК

САМОНАВЧАННЯ

Комунікаційне завдання. Дидактична гра «Знайди зайве»

Назва: Волоський горіх (горіх).

Пояснення:

1. З біохімічної точки зору горіх багатий переважно на ліпіди (жири), тоді як інші зображені плоди (малина, яблуко, слива, полуниця, вишня) містять здебільшого вуглеводи (моносахариди, пектини).
2. За ботанічною класифікацією горіх є сухим нерозкривним плодом, а решта об’єктів — соковитими плодами.

САМООЦІНЮВАННЯ

Репродуктивне завдання. Вправа-відтворення. Різноманітність біоорганічних сполук

I. Особливості біомолекул

1.1. Основною причиною різноманітності біомолекул є властивості…

• А Гідрогену
• Б Карбону

Правильна відповідь: Б Карбону. Атоми Карбону утворюють міцні ковалентні зв’язки один з одним, формуючи карбонові ланцюги різної будови.

1.2. «Завдяки … зв’язкам біомолекули достатньо міцні й тому є стійкими до нагрівання, дії світла, впливу агресивного хімічного середовища»

• А нековалентним
• Б ковалентним

Правильна відповідь: Б ковалентним. Саме ковалентні зв’язки забезпечують стійкість карбонового скелета.

II. Різноманітність біомолекул

2.1. Вибираю варіант з переліком малих біомолекул:

• А амінокислоти, нуклеотиди
• Б нуклеїнові кислоти, білки

Правильна відповідь: А амінокислоти, нуклеотиди. Вони мають молекулярну масу до 1000 Да і слугують мономерами.

2.2. Називаю групу макромолекул:

• А ліпіди
• Б полісахариди

Правильна відповідь: Б полісахариди. Це високомолекулярні біополімери, тоді як ліпіди належать до малих біомолекул.

III. Малі біомолекули

3.1. Називаю групу, що визначає лужні властивості амінокислот:

• А СООН
• Б NH2

Правильна відповідь: Б NH2. Аміногрупа ($-\text{NH}_2$) надає сполукам основних (лужних) властивостей, а карбоксильна ($-\text{COOH}$) — кислотних.

3.2. Вибираю назву мономерів нуклеїнових кислот:

• А моносахариди
• Б нуклеотиди

Правильна відповідь: Б нуклеотиди. Ланцюги ДНК і РНК побудовані з нуклеотидних залишків.

IV. Макромолекули

4.1. ДНК та РНК належать до…

• А білків
• Б нуклеїнових кислот

Правильна відповідь: Б нуклеїнових кислот. Це біополімери, які відповідають за збереження та реалізацію спадкової інформації.

4.2. Целюлоза, крохмаль – це…

• А полісахариди
• Б моносахариди

Правильна відповідь: А полісахариди. Це високомолекулярні вуглеводи, що складаються з багатьох мономерів глюкози.

V. Функції макромолекул в клітинах

5.1. Яку функцію здійснюють білкові комплекси антиген-антитіло?

• А енергетичну
• Б резервну
• В захисну
• Г інформаційну

Правильна відповідь: В захисну. Взаємодія антитіл зі сторонніми антигенами забезпечує гуморальний імунітет клітини та організму.

5.2. Комплекси фермент-субстрат виконують функцію …

• А структурну
• Б регуляційну

Правильна відповідь: Б регуляційну. Фермент-субстратні комплекси забезпечують каталіз і регулюють швидкість біохімічних перетворень.

VI. Біологічне значення для організмів

6.1. Резервний полісахарид у рослин – це…

• А крохмаль
• Б глікоген
• В хітин
• Г целюлоза

Правильна відповідь: А крохмаль. Крохмаль відкладається рослинними клітинами як запасна поживна речовина.

6.2. Структурний компонент зовнішнього скелету комах, павуків – це…

• А глікоген
• Б хітин
• В глюкоза
• Г ДНК

Правильна відповідь: Б хітин. Хітин є опорним полісахаридом кутикули членистоногих та клітинних стінок грибів.