È noto che le proprietà delle sostanze organiche sono determinate dalla loro composizione e struttura chimica. Pertanto, non sorprende che la classificazione dei composti organici si basi sulla teoria della struttura - la teoria di L.M. Butlerov. Le sostanze organiche sono classificate in base alla presenza e all'ordine di connessione degli atomi nelle loro molecole. La parte più duratura e meno mutevole di una molecola di materia organica è il suo scheletro, una catena di atomi di carbonio. A seconda dell'ordine di unione degli atomi di carbonio in questa catena, le sostanze sono divise in acicliche, che non contengono catene chiuse di atomi di carbonio nelle molecole, e carbocicliche, contenenti tali valori (cicli) nelle molecole.
Oltre agli atomi di carbonio e idrogeno, le molecole di sostanze organiche possono contenere atomi di altri elementi chimici. Le sostanze nelle molecole di cui questi cosiddetti eteroatomi sono inclusi in una catena chiusa sono indicate come composti eterociclici.
Gli eteroatomi (ossigeno, azoto, ecc.) Possono far parte di molecole e composti aciclici, formando in essi gruppi funzionali, ad esempio idrossile - OH, carbonile, carbossile, gruppo amminico -NH2.
Gruppo funzionale- un gruppo di atomi che determina le proprietà chimiche più caratteristiche di una sostanza e la sua appartenenza a una certa classe di composti.

Idrocarburi- Questi sono composti costituiti solo da atomi di idrogeno e carbonio.

A seconda della struttura della catena del carbonio, i composti organici sono suddivisi in composti a catena aperta - aciclico (alifatico) e ciclico- con una catena chiusa di atomi.

I cicli sono divisi in due gruppi: composti carbociclici(i cicli sono formati solo da atomi di carbonio) e eterociclico(i cicli comprendono anche altri atomi, come ossigeno, azoto, zolfo).

I composti carbociclici, a loro volta, comprendono due serie di composti: aliciclico e aromatico.

I composti aromatici nel cuore della struttura delle molecole hanno cicli piatti contenenti carbonio con uno speciale sistema chiuso di elettroni p che formano un sistema π comune (una singola nuvola di elettroni π). L'aromaticità è anche caratteristica di molti composti eterociclici.

Tutti gli altri composti carbociclici appartengono alla serie aliciclica.

Sia gli idrocarburi aciclici (alifatici) che ciclici possono contenere legami multipli (doppi o tripli). Tali idrocarburi sono chiamati insaturi (insaturi) in contrasto con limitanti (saturi), contenenti solo singoli legami.

Idrocarburi alifatici saturi sono chiamati alcani, hanno la formula generale C n H 2 n +2, dove n è il numero di atomi di carbonio. Il loro vecchio nome è spesso usato oggigiorno: paraffine.

contenente un doppio legame, ho preso il nome alcheni... Hanno la formula generale C n H 2 n.

Idrocarburi alifatici insaturicon due doppi legami sono chiamati alcadieni

Idrocarburi alifatici insaturicon un triplo legame sono chiamati alchini... La loro formula generale è C n H 2 n - 2.

Idrocarburi aliciclici saturi - cicloalcani, la loro formula generale è С n Н 2 n.

Un gruppo speciale di idrocarburi aromatico, o arene(con un sistema -elettrone comune chiuso), è noto dall'esempio degli idrocarburi con la formula generale C n H 2 n -6.

Pertanto, se uno o più atomi di idrogeno nelle loro molecole vengono sostituiti da altri atomi o gruppi di atomi (alogeni, gruppi ossidrilici, gruppi amminici, ecc.), derivati ​​di idrocarburi: derivati ​​dell'alogeno, composti contenenti ossigeno, contenenti azoto e altri composti organici.

Derivati ​​alogeni gli idrocarburi possono essere considerati come prodotti di sostituzione negli idrocarburi di uno o più atomi di idrogeno con atomi di alogeno. In accordo con ciò possono esistere derivati ​​di alogeno mono-, di-, tri- (generalmente poli-) limitanti ed insaturi.

Formula generale degli idrocarburi saturi monoalogenati:

e la composizione è espressa dalla formula

C n H 2 n +1 ,

dove R è il residuo di un idrocarburo saturo (alcano), un radicale idrocarburico (questa designazione viene utilizzata ulteriormente quando si considerano altre classi di sostanze organiche), G è un atomo di alogeno (F, Cl, Br, I).

Alcoli- derivati ​​di idrocarburi in cui uno o più atomi di idrogeno sono sostituiti da gruppi ossidrilici.

Gli alcoli sono chiamati monoatomico, se hanno un gruppo ossidrile, e limitante, se sono derivati ​​di alcani.

La formula generale degli alcoli monovalenti saturi:

e la loro composizione è espressa dalla formula generale:
C n H 2 n +1 OH o C n H 2 n +2 O

Sono noti esempi di alcoli polivalenti, cioè aventi più gruppi ossidrilici.

fenoli- derivati ​​di idrocarburi aromatici (serie benzenica), in cui uno o più atomi di idrogeno nell'anello benzenico sono sostituiti da gruppi ossidrile.

Il rappresentante più semplice con la formula C 6 H 5 OH è chiamato fenolo.

Aldeidi e chetoni- derivati ​​di idrocarburi contenenti un gruppo di atomi carbonilici (carbonile).

Nelle molecole di aldeidi, un legame del carbonile va a combinarsi con un atomo di idrogeno, l'altro - con un radicale idrocarburico.

Nel caso dei chetoni, il gruppo carbonilico è legato a due radicali (generalmente differenti).

La composizione di aldeidi e chetoni saturati è espressa dalla formula C n H 2l O.

Acidi carbossilici- derivati ​​di idrocarburi contenenti gruppi carbossilici (-COOH).

Se c'è un gruppo carbossilico nella molecola acida, allora l'acido carbossilico è monobasico. Formula generale degli acidi monobasici saturi (R-COOH). La loro composizione è espressa dalla formula C n H 2 n O 2.

Eteri sono sostanze organiche contenenti due radicali idrocarburici legati da un atomo di ossigeno: R-O-R o R 1 -O-R 2.

I radicali possono essere uguali o diversi. La composizione degli eteri è espressa dalla formula C n H 2 n +2 O

esteri- composti formati sostituendo l'atomo di idrogeno del gruppo carbossilico negli acidi carbossilici con un radicale idrocarburico.

Nitrocomposti- derivati ​​di idrocarburi in cui uno o più atomi di idrogeno sono sostituiti da un nitrogruppo —NO 2.

La formula generale per limitare i composti mononitro:

e la composizione è espressa dalla formula generale

CnH2n+1NO2.

ammine- composti considerati derivati ​​dell'ammoniaca (NH 3), in cui gli atomi di idrogeno sono sostituiti da radicali idrocarburici.

A seconda della natura del radicale, le ammine possono essere alifaticoe aromatico.

A seconda del numero di atomi di idrogeno sostituiti da radicali, si distinguono:

Ammine primarie con la formula generale: R-NH 2

Secondario - con la formula generale: R 1 -NH-R 2

Terziario - con la formula generale:

In un caso particolare, per ammine secondarie e terziarie, i radicali possono essere gli stessi.

Le ammine primarie possono anche essere considerate come derivati ​​di idrocarburi (alcani) in cui un atomo di idrogeno è sostituito da un gruppo amminico -NH 2. La composizione delle ammine primarie limitanti è espressa dalla formula C n H 2 n +3 N.

Aminoacidi contengono due gruppi funzionali collegati a un radicale idrocarburico: il gruppo amminico —NH 2 e il carbossile —COOH.

La composizione degli amminoacidi limitanti contenenti un gruppo amminico e un carbossile è espressa dalla formula C n H 2 n +1 NO 2.

Sono noti altri importanti composti organici che hanno diversi gruppi funzionali diversi o identici, lunghe catene lineari legate ad anelli benzenici. In tali casi, è impossibile una determinazione rigorosa dell'appartenenza di una sostanza a una particolare classe. Questi composti sono spesso isolati in gruppi specifici di sostanze: carboidrati, proteine, acidi nucleici, antibiotici, alcaloidi, ecc.

Per il nome dei composti organici vengono utilizzate 2 nomenclature: nomi razionali e sistematici (IUPAC) e banali.

Compilazione della nomenclatura IUPAC

1) La base del nome del composto è la radice della parola che denota un idrocarburo saturo con lo stesso numero di atomi della catena principale.

2) Viene aggiunto un suffisso alla radice, che caratterizza il grado di saturazione:

An (limitante, non ci sono connessioni multiple);
-it (in presenza di un doppio legame);
-in (in presenza di un triplo legame).

Se ci sono più legami multipli, il suffisso indica il numero di tali legami (-dien, -triene, ecc.) E dopo il suffisso, la posizione del legame multiplo deve essere indicata in numeri, ad esempio:
CH 3 –CH 2 –CH = CH 2 CH 3 –CH = CH – CH 3
butene-1 butene-2

CH 2 = CH – CH = CH 2
butadiene-1,3

Tali gruppi come nitro-, alogeni, radicali idrocarburici non inclusi nella catena principale sono effettuati nel prefisso. Tuttavia, sono elencati in ordine alfabetico. La posizione del sostituto è indicata da un numero davanti al prefisso.

L'ordine di composizione del nome è il seguente:

1. Trova la catena di atomi più lunga C.

2. Numerare in sequenza gli atomi di carbonio della catena principale, partendo dall'estremità più vicina alla ramificazione.

3. Il nome dell'alcano è composto dai nomi dei radicali laterali elencati in ordine alfabetico, indicando la posizione nella catena principale, e il nome della catena principale.

Nomenclatura di alcune sostanze organiche (banali e internazionali)

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1. Come si chiama una sostanza organica, le cui molecole contengono atomi C, O, H, che svolgono una funzione energetica e costruttiva?
Acido A-nucleico B-proteina
B-carboidrato G-ATP
2. Quali carboidrati sono i polimeri?
A-monosaccaridi B-disaccaridi B-polisaccaridi
3. Il gruppo dei monosaccaridi comprende:
A-glucosio B-saccarosio B-cellulosa
4. Quali carboidrati sono insolubili in acqua?
A-glucosio, fruttosio B-amido B-ribosio, desossiribosio
5. Si formano molecole di grasso:
A - dalla glicerina, acidi carbossilici superiori B - dal glucosio
B-di aminoacidi, acqua D-di alcol etilico, acidi carbossilici superiori
6. I grassi svolgono funzioni nella cellula:
A-trasporto B-energia
B-catalitico G-informazioni
7. Quali composti in relazione all'acqua sono i lipidi?
A-idrofilo B-idrofobo
8. Qual è l'importanza dei grassi negli animali?
A-struttura delle membrane B-termoregolazione
B-fonte di energia D-sorgente d'acqua D-tutto quanto sopra
9. I monomeri proteici sono:
A-nucleotidi B-amminoacidi B-glucosio D-grassi
10. La materia organica più importante, che fa parte delle cellule di tutti i regni della natura vivente, che ha una configurazione lineare primaria, comprende:
A-a polisaccaridi B-a lipidi
B-c ATP G-c polipeptidi
2. Scrivi le funzioni delle proteine, fai degli esempi.
3. Compito: Lungo la catena del DNA AATGTSGATGCTTAGTTTAGG, è necessario completare la catena complementare e determinare la lunghezza del DNA

1. Scegli una risposta corretta
1. Quanti degli amminoacidi conosciuti sono coinvolti nella sintesi proteica?
A-20 B-100 V-23
2. Quale parte delle molecole di amminoacidi le distingue l'una dall'altra?
A-radicale gruppo B-carbossilico B-gruppo amminico
3. Quali composti sono inclusi nell'ATP?
A-adenina, carboidrati ribosio, 3 molecole di acido fosforico
B - guanina, zucchero fruttosio, residuo di acido fosforico.
B-ribosio, glicerina e qualsiasi amminoacido
4. Qual è il ruolo delle molecole di ATP nella cellula?
A-fornire una funzione di trasporto B-trasmettere informazioni ereditarie
B-fornire processi vitali con energia D-accelerare le reazioni biochimiche
5. I monomeri dell'acido nucleico sono:
A-aminoacidi B-grassi
B-nucleotidi G-glucosio
6. A quale classe di sostanze chimiche appartiene il ribosio?
A-proteina B-carboidrato B-lipide
7. Quale nucleotide non è incluso nella molecola del DNA?
A-adenil B-uridile
B-guanile G-timidil
8. Quale acido nucleico è il più lungo?
A-DNA B-RNA
9.Il nucleotide guanilico è complementare al nucleotide:
A-timidil B-citidyl
B-adenil G-uridile
10. Il processo di raddoppio delle molecole di DNA è chiamato:
A-replica B-trascrizione
B-complementarità G-traduzione.
2. Scrivi le funzioni dei lipidi, fai degli esempi.
3. La sfida. In quale sequenza saranno localizzati i nucleotidi nell'i-RNA se la catena del DNA ha la seguente composizione: GGTATAGCGCTTAAGCTTT, determinare la lunghezza dell'i-RNA.

La materia organica è un composto chimico che contiene carbonio. Le uniche eccezioni sono l'acido carbonico, i carburi, i carbonati, i cianuri e gli ossidi di carbonio.

Storia

Il termine "materia organica" stesso è apparso nella vita quotidiana degli scienziati nella fase del primo sviluppo della chimica. A quel tempo prevalevano visioni del mondo vitalistiche. Questa era una continuazione delle tradizioni di Aristotele e Plinio. Durante questo periodo, gli esperti erano impegnati a dividere il mondo in vivi e non viventi. Allo stesso tempo, tutte le sostanze, senza eccezioni, erano chiaramente divise in minerali e organiche. Si credeva che per la sintesi di composti di sostanze "viventi", fosse necessaria una "forza" speciale. È inerente a tutti gli esseri viventi e senza di esso gli elementi organici non possono formarsi.

Questa affermazione, ridicola per la scienza moderna, prevalse per molto tempo, finché nel 1828 Friedrich Wöhler la confutò empiricamente. Era in grado di ottenere l'urea organica dal cianato di ammonio inorganico. Questo ha spinto in avanti la chimica. Tuttavia, la divisione delle sostanze in organiche e inorganiche è stata preservata nel tempo presente. È alla base della classificazione. Sono noti quasi 27 milioni di composti organici.

Perché ci sono così tanti composti organici?

La materia organica è, con alcune eccezioni, un composto di carbonio. Questo è in realtà un elemento molto curioso. Il carbonio è in grado di formare catene dai suoi atomi. Allo stesso tempo, è molto importante che la connessione tra loro sia stabile.

Inoltre, il carbonio nelle sostanze organiche mostra una valenza - IV. Da ciò ne consegue che questo elemento è in grado di formare legami con altre sostanze non solo singole, ma anche doppie e triple. All'aumentare della loro molteplicità, la catena degli atomi si accorcia. Allo stesso tempo, la stabilità della connessione aumenta solo.

Anche il carbonio ha la capacità di formare strutture piatte, lineari e tridimensionali. Ecco perché ci sono così tante diverse sostanze organiche in natura.

Composizione

Come accennato in precedenza, la materia organica è composta da composti di carbonio. E questo è molto importante. sorgono quando è associato a quasi tutti gli elementi della tavola periodica. In natura, molto spesso la loro composizione (oltre al carbonio) include ossigeno, idrogeno, zolfo, azoto e fosforo. Gli altri elementi sono molto meno comuni.

Proprietà

Quindi, la materia organica è un composto di carbonio. Tuttavia, ci sono diversi criteri importanti che deve soddisfare. Tutte le sostanze di origine organica hanno proprietà comuni:

1. La diversa tipologia dei legami esistenti tra gli atomi porta inevitabilmente alla comparsa degli isomeri. Prima di tutto, si formano quando le molecole di carbonio si combinano. Gli isomeri sono sostanze diverse con lo stesso peso molecolare e composizione, ma diverse proprietà chimiche e fisiche. Questo fenomeno è chiamato isomeria.

2. Un altro criterio è il fenomeno dell'omologia. Si tratta di una serie di composti organici, in cui la formula delle sostanze vicine differisce dalle precedenti per un gruppo CH 2. Questa importante proprietà è utilizzata nella scienza dei materiali.

Quali sono le classi di sostanze organiche?

Esistono diverse classi di composti organici. Sono noti a tutti. lipidi e carboidrati. Questi gruppi possono essere chiamati polimeri biologici. Sono coinvolti nel metabolismo a livello cellulare in qualsiasi organismo. Anche inclusi in questo gruppo sono gli acidi nucleici. Quindi possiamo dire che la materia organica è ciò che mangiamo ogni giorno, ciò di cui siamo fatti.

scoiattoli

Le proteine ​​sono costituite da componenti strutturali - amminoacidi. Questi sono i loro monomeri. Le proteine ​​sono anche chiamate proteine. Sono noti circa 200 tipi di amminoacidi. Si trovano tutti negli organismi viventi. Ma solo venti di loro sono costituenti delle proteine. Sono chiamati di base. Ma nella letteratura puoi anche trovare termini meno popolari: aminoacidi proteinogenici e che formano proteine. La formula per la materia organica di questa classe contiene componenti amminici (-NH 2) e carbossilici (-COOH). Sono collegati tra loro dagli stessi legami di carbonio.

Funzioni proteiche

Le proteine ​​nel corpo di piante e animali hanno molte funzioni importanti. Ma il principale è strutturale. Le proteine ​​sono i componenti principali della membrana cellulare e della matrice degli organelli nelle cellule. Nel nostro corpo, tutte le pareti di arterie, vene e capillari, tendini e cartilagini, unghie e capelli sono composte principalmente da diverse proteine.

La funzione successiva è enzimatica. Le proteine ​​agiscono come enzimi. Catalizzano il corso delle reazioni chimiche nel corpo. Sono responsabili della scomposizione dei nutrienti nel tratto digestivo. Nelle piante, gli enzimi fissano la posizione del carbonio durante la fotosintesi.

Alcuni trasportano varie sostanze nel corpo, come l'ossigeno. Anche la materia organica è in grado di attaccarsi ad essi. Ecco come si svolge la funzione di trasporto. Le proteine ​​trasportano ioni metallici, acidi grassi, ormoni e, naturalmente, anidride carbonica ed emoglobina attraverso i vasi sanguigni. Il trasporto avviene anche a livello intercellulare.

I composti proteici - le immunoglobuline - sono responsabili della funzione protettiva. Questi sono anticorpi del sangue. Ad esempio, la trombina e il fibrinogeno sono attivamente coinvolti nel processo di coagulazione. Pertanto, prevengono grandi perdite di sangue.

Le proteine ​​sono anche responsabili della funzione contrattile. A causa del fatto che le protofibrille di miosina e actina eseguono costantemente movimenti di scorrimento l'una rispetto all'altra, le fibre muscolari si contraggono. Ma anche gli organismi unicellulari hanno processi simili. Il movimento dei flagelli batterici è anche direttamente correlato allo scorrimento dei microtubuli, che sono di natura proteica.

L'ossidazione della materia organica rilascia una grande quantità di energia. Ma, di regola, le proteine ​​vengono utilizzate molto raramente per il fabbisogno energetico. Questo accade quando tutte le scorte sono esaurite. I lipidi e i carboidrati sono i più adatti per questo. Pertanto, le proteine ​​possono svolgere una funzione energetica, ma solo a determinate condizioni.

Lipidi

Un composto simile al grasso è anche una materia organica. I lipidi sono tra le molecole biologiche più semplici. Sono insolubili in acqua, ma si degradano in soluzioni non polari come benzina, etere e cloroformio. Fanno parte di tutte le cellule viventi. Chimicamente, i lipidi sono alcoli e acidi carbossilici. I più famosi di questi sono i grassi. Nel corpo di animali e piante, queste sostanze hanno molte funzioni importanti. Molti lipidi sono utilizzati in medicina e nell'industria.

Funzioni lipidiche

Queste sostanze chimiche organiche lavorano con le proteine ​​nelle cellule per formare membrane biologiche. Ma la loro funzione principale è l'energia. Quando le molecole di grasso vengono ossidate, viene rilasciata un'enorme quantità di energia. Va alla formazione di ATP nelle cellule. Sotto forma di lipidi, il corpo può immagazzinare una quantità significativa di riserve energetiche. A volte ce ne sono anche più di quanto sia necessario per l'attuazione della vita normale. Con i cambiamenti patologici, il metabolismo delle cellule "grasse" diventa maggiore. Anche se in tutta onestà va notato che tali riserve eccessive sono semplicemente necessarie per il letargo di animali e piante. Molte persone credono che alberi e arbusti si nutrano del suolo durante la stagione fredda. In realtà, consumano le riserve di oli e grassi che hanno accumulato durante l'estate.

Nell'uomo e negli animali, i grassi possono anche avere una funzione protettiva. Si depositano nel tessuto sottocutaneo e intorno a organi come i reni e l'intestino. Pertanto, fungono da buona protezione contro i danni meccanici, cioè gli urti.

Inoltre, i grassi hanno un basso livello di conduttività termica, che aiuta a trattenere il calore. Questo è molto importante, soprattutto nei climi freddi. Negli animali marini, anche lo strato di grasso sottocutaneo contribuisce al buon assetto. Ma negli uccelli i lipidi svolgono anche una funzione idrorepellente e lubrificante. La cera ricopre le loro piume e le rende più elastiche. Alcune specie di piante hanno la stessa fioritura sulle foglie.

Carboidrati

La formula della sostanza organica C n (H 2 O) m indica che il composto appartiene alla classe dei carboidrati. I nomi di queste molecole indicano il fatto che contengono ossigeno e idrogeno nella stessa quantità dell'acqua. Oltre a questi elementi chimici, i composti possono contenere, ad esempio, azoto.

I carboidrati nella cellula sono il gruppo principale di composti organici. Questi sono prodotti primari Sono anche i prodotti primari di sintesi nelle piante di altre sostanze, ad esempio alcoli, acidi organici e amminoacidi. Inoltre, i carboidrati fanno parte delle cellule di animali e funghi. Si trovano anche tra i principali componenti di batteri e protozoi. Quindi, in una cellula animale, vanno dall'1 al 2% e in una cellula vegetale il loro numero può raggiungere il 90%.

Ad oggi si distinguono solo tre gruppi di carboidrati:

Zuccheri semplici (monosaccaridi);

Oligosaccaridi, costituiti da diverse molecole di zuccheri semplici collegati in sequenza;

Polisaccaridi, contengono più di 10 molecole di monosaccaridi e loro derivati.

Funzioni dei carboidrati

Tutte le sostanze organiche nella cellula svolgono funzioni specifiche. Ad esempio, il glucosio è la principale fonte di energia. Viene scomposto in tutte le cellule durante la respirazione cellulare. Il glicogeno e l'amido costituiscono la principale riserva di energia, con la prima sostanza negli animali e la seconda nelle piante.

I carboidrati hanno anche una funzione strutturale. La cellulosa è il componente principale della parete cellulare delle piante. E negli artropodi, la chitina svolge la stessa funzione. Si trova anche nelle cellule dei funghi superiori. Se prendiamo come esempio gli oligosaccaridi, allora fanno parte della membrana citoplasmatica, sotto forma di glicolipidi e glicoproteine. Inoltre, il glicocalice viene spesso rilevato nelle cellule. I pentosi sono coinvolti nella sintesi degli acidi nucleici. Quando è incluso nel DNA e il ribosio è incluso nell'RNA. Inoltre, questi componenti si trovano nei coenzimi, ad esempio in FAD, NADP e NAD.

I carboidrati sono anche in grado di svolgere una funzione protettiva nel corpo. Negli animali, la sostanza eparina previene attivamente la rapida coagulazione del sangue. Si forma durante il danno tissutale e blocca la formazione di coaguli di sangue nei vasi. L'eparina si trova in grandi quantità nei mastociti nei granuli.

Acidi nucleici

Proteine, carboidrati e lipidi non sono tutte classi note di materia organica. La chimica include anche gli acidi nucleici. Questi sono biopolimeri contenenti fosforo. Essendo nel nucleo cellulare e nel citoplasma di tutti gli esseri viventi, forniscono il trasferimento e l'archiviazione di dati genetici. Queste sostanze sono state scoperte grazie al biochimico F. Mischer, che stava studiando gli spermatozoi di salmone. È stata una scoperta "accidentale". Poco dopo, RNA e DNA sono stati trovati in tutti gli organismi vegetali e animali. Sono stati isolati anche acidi nucleici nelle cellule di funghi e batteri, oltre che virus.

In totale, in natura sono stati trovati due tipi di acidi nucleici: acidi ribonucleici (RNA) e acidi desossiribonucleici (DNA). La differenza è chiara dal nome. il desossiribosio è uno zucchero a cinque atomi di carbonio. E nella molecola di RNA si trova il ribosio.

La chimica organica si occupa dello studio degli acidi nucleici. Gli argomenti di ricerca sono dettati anche dalla medicina. Ci sono molte malattie genetiche nascoste nei codici del DNA che gli scienziati devono ancora scoprire.

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1. Come si chiama una sostanza organica, le cui molecole contengono atomi C, O, H, che svolgono una funzione energetica e costruttiva?
Acido A-nucleico B-proteina
B-carboidrato G-ATP
2. Quali carboidrati sono i polimeri?
A-monosaccaridi B-disaccaridi B-polisaccaridi
3. Il gruppo dei monosaccaridi comprende:
A-glucosio B-saccarosio B-cellulosa
4. Quali carboidrati sono insolubili in acqua?
A-glucosio, fruttosio B-amido B-ribosio, desossiribosio
5. Si formano molecole di grasso:
A - dalla glicerina, acidi carbossilici superiori B - dal glucosio
B-di aminoacidi, acqua D-di alcol etilico, acidi carbossilici superiori
6. I grassi svolgono funzioni nella cellula:
A-trasporto B-energia
B-catalitico G-informazioni
7. Quali composti in relazione all'acqua sono i lipidi?
A-idrofilo B-idrofobo
8. Qual è l'importanza dei grassi negli animali?
A-struttura delle membrane B-termoregolazione
B-fonte di energia D-sorgente d'acqua D-tutto quanto sopra
9. I monomeri proteici sono:
A-nucleotidi B-amminoacidi B-glucosio D-grassi
10. La materia organica più importante, che fa parte delle cellule di tutti i regni della natura vivente, che ha una configurazione lineare primaria, comprende:
A-a polisaccaridi B-a lipidi
B-c ATP G-c polipeptidi
2. Scrivi le funzioni delle proteine, fai degli esempi.
3. Compito: Lungo la catena del DNA AATGTSGATGCTTAGTTTAGG, è necessario completare la catena complementare e determinare la lunghezza del DNA
1. Scegli una risposta corretta
1. Quanti degli amminoacidi conosciuti sono coinvolti nella sintesi proteica?
A-20 B-100 V-23
2. Quale parte delle molecole di amminoacidi le distingue l'una dall'altra?
A-radicale gruppo B-carbossilico B-gruppo amminico
3. Quali composti sono inclusi nell'ATP?
A-adenina, carboidrati ribosio, 3 molecole di acido fosforico
B - guanina, zucchero fruttosio, residuo di acido fosforico.
B-ribosio, glicerina e qualsiasi amminoacido
4. Qual è il ruolo delle molecole di ATP nella cellula?
A-fornire una funzione di trasporto B-trasmettere informazioni ereditarie
B-fornire processi vitali con energia D-accelerare le reazioni biochimiche
5. I monomeri dell'acido nucleico sono:
A-aminoacidi B-grassi
B-nucleotidi G-glucosio
6. A quale classe di sostanze chimiche appartiene il ribosio?
A-proteina B-carboidrato B-lipide
7. Quale nucleotide non è incluso nella molecola del DNA?
A-adenil B-uridile
B-guanile G-timidil
8. Quale acido nucleico è il più lungo?
A-DNA B-RNA
9.Il nucleotide guanilico è complementare al nucleotide:
A-timidil B-citidyl
B-adenil G-uridile
10. Il processo di raddoppio delle molecole di DNA è chiamato:
A-replica B-trascrizione
B-complementarità G-traduzione.
2. Scrivi le funzioni dei lipidi, fai degli esempi.
3. La sfida. In quale sequenza saranno localizzati i nucleotidi nell'i-RNA se la catena del DNA ha la seguente composizione: GGTATAGCGCTTAAGCTTT, determinare la lunghezza dell'i-RNA.

In passato, gli scienziati hanno diviso tutte le sostanze in natura in quelle condizionatamente inanimate e viventi, compreso il regno degli animali e delle piante tra queste ultime. Le sostanze del primo gruppo sono chiamate minerali. E quelli che entravano nel secondo erano chiamati sostanze organiche.

Cosa significa questo? La classe delle sostanze organiche è la più ampia tra tutti i composti chimici noti agli scienziati moderni. Alla domanda su quali sostanze siano organiche si può rispondere come segue: si tratta di composti chimici, che includono il carbonio.

Si prega di notare che non tutti i composti contenenti carbonio sono organici. Ad esempio, nel loro numero non sono inclusi i corbudi e i carbonati, l'acido carbonico e i cianuri, gli ossidi di carbonio.

Perché ci sono così tante sostanze organiche?

La risposta a questa domanda risiede nelle proprietà del carbonio. Questo elemento è curioso in quanto è in grado di formare catene dai suoi atomi. Eppure il legame di carbonio è molto stabile.

Inoltre, nei composti organici, presenta un'elevata valenza (IV), ad es. la capacità di formare legami chimici con altre sostanze. E non solo singolo, ma anche doppio e persino triplo (altrimenti - multipli). All'aumentare della molteplicità del legame, la catena di atomi si accorcia e la stabilità del legame aumenta.

E il carbonio è anche dotato della capacità di formare strutture lineari, piatte e tridimensionali.

Ecco perché le sostanze organiche in natura sono così diverse. Puoi facilmente verificarlo tu stesso: mettiti davanti a uno specchio e guarda attentamente il tuo riflesso. Ognuno di noi è una guida ambulante alla chimica organica. Pensaci: almeno il 30% della massa di ciascuna delle tue cellule è composto da composti organici. Le proteine ​​che hanno costruito il tuo corpo. Carboidrati che fungono da "combustibile" e fonte di energia. Grassi che immagazzinano riserve di energia. Ormoni che controllano gli organi e persino il tuo comportamento. Enzimi che innescano reazioni chimiche dentro di te. E anche il "codice sorgente", i filamenti di DNA sono tutti composti organici a base di carbonio.

Composizione delle sostanze organiche

Come abbiamo detto all'inizio, il principale materiale da costruzione per la materia organica è il carbonio. E quasi tutti gli elementi, combinandosi con il carbonio, possono formare composti organici.

In natura, idrogeno, ossigeno, azoto, zolfo e fosforo sono più spesso presenti nella composizione delle sostanze organiche.

La struttura delle sostanze organiche

La varietà di sostanze organiche sul pianeta e la varietà della loro struttura possono essere spiegate dalle caratteristiche degli atomi di carbonio.

Ricorda che gli atomi di carbonio sono in grado di formare legami molto forti tra loro collegandosi in catene. Il risultato sono molecole stabili. Il modo esatto in cui gli atomi di carbonio sono collegati in una catena (disposti a zigzag) è una delle caratteristiche chiave della sua struttura. Il carbonio può combinarsi sia in catene aperte che in catene chiuse (cicliche).

È anche importante che la struttura delle sostanze chimiche influenzi direttamente le loro proprietà chimiche. Anche il modo in cui gli atomi e i gruppi di atomi in una molecola si influenzano a vicenda gioca un ruolo significativo.

A causa delle caratteristiche strutturali, il conto dello stesso tipo di composti del carbonio va a decine e centinaia. Ad esempio, considera i composti di idrogeno e carbonio: metano, etano, propano, butano, ecc.

Ad esempio, il metano è CH 4. Una tale combinazione di idrogeno con carbonio in condizioni normali è in uno stato di aggregazione gassosa. Quando l'ossigeno appare nella composizione, si forma un liquido: alcol metilico CH 3 OH.

Non solo le sostanze con diversa composizione qualitativa (come nell'esempio sopra) presentano proprietà diverse, ma anche sostanze con la stessa composizione qualitativa sono in grado di farlo. Un esempio è la diversa capacità del metano CH 4 e dell'etilene C 2 H 4 di reagire con bromo e cloro. Il metano è capace di tali reazioni solo se riscaldato o sotto luce ultravioletta. E l'etilene reagisce anche senza illuminazione e riscaldamento.

Considera questa opzione: la composizione qualitativa dei composti chimici è la stessa, la composizione quantitativa è diversa. Quindi le proprietà chimiche dei composti sono diverse. Come nel caso dell'acetilene C 2 H 2 e del benzene C 6 H 6.

Un ruolo importante in questa diversità è giocato da tali proprietà delle sostanze organiche, "legate" alla loro struttura, come l'isomerismo e l'omologia.

Immagina di avere due sostanze apparentemente identiche: la stessa composizione e la stessa formula molecolare per descriverle. Ma la struttura di queste sostanze è fondamentalmente diversa, da cui segue la differenza nelle proprietà chimiche e fisiche. Ad esempio, la formula molecolare C 4 H 10 può essere scritta come due sostanze diverse: butano e isobutano.

Stiamo parlando di isomeri- composti che hanno la stessa composizione e peso molecolare. Ma gli atomi nelle loro molecole sono disposti in un ordine diverso (struttura ramificata e non ramificata).

Per quanto riguarda omologia- questa è una caratteristica di una tale catena di carbonio in cui ogni membro successivo può essere ottenuto aggiungendo un gruppo CH 2 al precedente. Ogni serie omologa può essere espressa da una formula generale. E conoscendo la formula, è facile determinare la composizione di uno qualsiasi dei membri della serie. Ad esempio, gli omologhi del metano sono descritti dalla formula C n H 2n + 2.

Con l'aggiunta della "differenza omologica" CH 2, il legame tra gli atomi della sostanza viene potenziato. Prendiamo la serie omologa del metano: i suoi primi quattro membri sono gas (metano, etano, propano, butano), i successivi sei sono liquidi (pentano, esano, eptano, ottano, nonano, decano), e quindi sostanze allo stato solido di seguono le aggregazioni (pentadecano, eicosan, ecc.). E più forte è il legame tra gli atomi di carbonio, maggiore è il peso molecolare, il punto di ebollizione e il punto di fusione delle sostanze.

Quali classi di sostanze organiche esistono?

Le sostanze organiche di origine biologica includono:

• proteine;
• carboidrati;
• acidi nucleici;
• lipidi.

I primi tre punti possono anche essere chiamati polimeri biologici.

Una classificazione più dettagliata dei prodotti chimici organici copre le sostanze non solo di origine biologica.

Gli idrocarburi includono:

• composti aciclici:
  • idrocarburi saturi (alcani);
  • idrocarburi insaturi:
    • alcheni;
    • alchini;
    • alcadieni.
• collegamenti ciclici:
  • composti carbociclici:
    • aliciclico;
    • aromatico.
  • composti eterociclici.

Esistono anche altre classi di composti organici in cui il carbonio si combina con sostanze diverse dall'idrogeno:

• alcoli e fenoli;
• aldeidi e chetoni;
• acidi carbossilici;
• esteri;
• lipidi;
• carboidrati:
  • monosaccaridi;
  • oligosaccaridi;
  • polisaccaridi.
  • mucopolisaccaridi.
• ammine;
• aminoacidi;
• proteine;
• acidi nucleici.

Formule di sostanze organiche per classe

Esempi di sostanze organiche

Come ricorderete, nel corpo umano, vari tipi di sostanze organiche sono alla base delle fondamenta. Questi sono i nostri tessuti e fluidi, ormoni e pigmenti, enzimi e ATP e molto altro ancora.

Nel corpo dell'uomo e degli animali, le proteine ​​e i grassi hanno la priorità (metà della massa secca delle cellule animali è costituita da proteine). Nelle piante (circa l'80% della massa cellulare secca) - per i carboidrati, principalmente quelli complessi - i polisaccaridi. Compresa la cellulosa (senza la quale non ci sarebbe la carta), l'amido.

Parliamo di alcuni di loro in modo più dettagliato.

Ad esempio, circa carboidrati... Se fosse possibile prendere e misurare le masse di tutte le sostanze organiche del pianeta, sarebbero i carboidrati a vincere questa competizione.

Servono come fonte di energia nel corpo, sono materiali da costruzione per le cellule e forniscono anche sostanze. L'amido è usato a questo scopo per le piante, il glicogeno per gli animali.

Inoltre, i carboidrati sono molto diversi. Ad esempio, carboidrati semplici. I monosaccaridi più comuni in natura sono il pentosio (incluso il desossiribosio, che fa parte del DNA) e l'esoso (il glucosio che conosci).

Come dai mattoni, in un grande cantiere della natura, i polisaccaridi sono costruiti da migliaia e migliaia di monosaccaridi. Senza di loro, o meglio, senza cellulosa, amido, non ci sarebbero piante. E gli animali senza glicogeno, lattosio e chitina avrebbero difficoltà.

Diamo un'occhiata da vicino proteine... La natura è la più grande maestra di mosaici e puzzle: da soli 20 amminoacidi nel corpo umano si formano 5 milioni di tipi di proteine. Le proteine ​​hanno anche molte funzioni vitali. Ad esempio, costruzione, regolazione dei processi nel corpo, coagulazione del sangue (ci sono proteine ​​separate per questo), movimento, trasporto di determinate sostanze nel corpo, sono anche una fonte di energia, sotto forma di enzimi agiscono come un catalizzatore per reazioni, fornire protezione. Gli anticorpi svolgono un ruolo importante nella protezione del corpo da influenze esterne negative. E se si verifica discordia nella messa a punto del corpo, gli anticorpi, invece di distruggere i nemici esterni, possono agire come aggressori nei confronti degli organi e dei tessuti del corpo.

Le proteine ​​sono anche divise in semplici (proteine) e complesse (proteidi). E hanno proprietà inerenti solo a loro: denaturazione (distruzione, che hai notato più di una volta quando hai bollito un uovo sodo) e rinaturazione (questa proprietà è ampiamente utilizzata nella produzione di antibiotici, concentrati alimentari, ecc.).

Non ignoreremo e lipidi(grassi). Nel nostro corpo, servono come fonte di energia di riserva. Come solventi, aiutano il corso delle reazioni biochimiche. Partecipa alla costruzione del corpo, ad esempio alla formazione delle membrane cellulari.

E qualche parola in più su composti organici così curiosi come ormoni... Sono coinvolti nelle reazioni biochimiche e nel metabolismo. Così piccoli, gli ormoni fanno uomini uomini (testosterone) e donne donne (estrogeni). Ci rendono felici o tristi (gli ormoni tiroidei svolgono un ruolo importante negli sbalzi d'umore e le endorfine danno una sensazione di felicità). E determinano anche se siamo "gufi" o "allodole". Se sei disposto a studiare fino a tardi o preferisci alzarti presto e fare i compiti prima della scuola, non è solo la tua routine quotidiana che decide, ma anche alcuni ormoni surrenali.

Conclusione

Il mondo della materia organica è davvero sorprendente. Basta approfondire un po' il suo studio per togliere il fiato dal sentimento di parentela con tutta la vita sulla Terra. Due gambe, quattro o radici al posto delle gambe: siamo tutti uniti dalla magia del laboratorio chimico di Madre Natura. Fa sì che gli atomi di carbonio si concatenino, reagiscano e creino migliaia di composti chimici così diversi.

Ora hai una guida rapida alla chimica organica. Naturalmente, non tutte le informazioni possibili sono presentate qui. Potrebbe essere necessario chiarire alcuni punti da soli. Ma puoi sempre utilizzare il percorso da noi delineato per la tua ricerca indipendente.

Puoi anche utilizzare la definizione di materia organica, la classificazione e le formule generali dei composti organici e le informazioni generali su di essi fornite nell'articolo per prepararti alle lezioni di chimica a scuola.

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