Węglowodany

Węglowodany to związki organiczne, które w swym składzie mają CHO, czyli węgiel, wodór i tlen. Inne nazwy to cukry, cukrowce, sacharydy.

Podział węglowodanów:

Cukry proste
1.  Monosacharydy.
2. Oligosacharydy. Disacharydy.

Cukry złożone
2. Cukry złożone.Polisacharydy.


Węglowodany POWINNY stanowić większość związków dostarczanych naszemu organizmowi. Dostarczają one niezbędną energię w postaci kalorii.  Węglowodany dostarczają 4kcal/g.
Uwaga:
cal - 1 kaloria,
kcal - 1 kilo kaloria, czyli 1000cal,

Ad.1.
Monosacharydy można dzielić wg ilości atomów węgla lub wg grupy (aldozy i ketozy).
Ja opiszę tylko heksozy, ponieważ są najczęściej spotykane. Mają 6 at. węgla.

Glukoza - podstawowy cukier, krąży we krwi.  Nadmierny poziom tego cukru we krwi oznacza cukrzycę. Insulina (hormon) obniża go.

Galaktoza - jest składnikiem laktozy, a więc stanowi 1/2 cukru mlecznego np. występującego w mleku krowim.

Fruktoza - występuje w owocach -> fruits.

Ad. 2.
Disacharydy są zbudowane z mniejszych jednostek monosacharydów. Jak widać każdy z poniższych związków ma w swoim składzie glukozę.

Sacharoza - glu + fru, tradycyjny cukier jaki otrzymuje się z np. buraków cukrowych.

Laktoza - glu + gal, cukier mleczny. Z nim związana jest nietolerancja laktozy, czyli brak enzymu laktazy aby rozłożyć laktozę. Co ważne laktoza jest nieobecna już w serze, ze względu na charakter procesu jego wytwarzania. Uwaga: jak widzimy mleko także dostarcza nam węglowodanów!

Maltoza - glu + glu, występuje w pyłku kwiatowym -> miodzie. Jest także wyczuwalna po kilkuminutowym trzymaniu chleba w buzi, kiedy to amylaza ślinowa zaczyna działać.

Ad. 3 Cukry złożone.
Polisacharydy to związki o bardzo długich łańcuchach o różnej strukturze.

Glikogen - substancja magazynowana w mięśniach  i wątrobie zwierząt, która daje organizmowi energię. Jest to wersja glukozy przeznaczona do przechowywania.

Skrobia - występuje w ziarnach -> pieczywo, makaron. Magazynuje energię w roślinach, czyli to taki roślinny odpowiednik glikogenu, ponieważ także składa się z merów glukozy.

Celuloza - składnik błonnika, który jest nietrawiony przez organizmy zwierzęce (bydło potrafi to dzięki odpowiednim bakteriom w swoim przewodzie pokarmowym). Odgrywa bardzo znaczącą rolę w zdrowym odżywianiu człowieka. Buduje ścianki komórek roślinnych a więc występuje w różnych częściach roślin.

Faza ciemna - wersja skrócona

Faza ciemna to etap fotosyntezy, kiedy światło nie jest potrzebne do jej zajścia aczkolwiek jest to faza zależna od produktów fazy jasnej, czyli tzw. siły asymilacyjnej.

Asymilacja CO2 - w fotosyntezie zachodzi w fazie ciemnej i jest nazywana karboksylacją.

Trzy etapy fazy ciemnej (cykl Calvina):

1. Karboksylacja.
RuBP --- +CO2 ---> heksaza (cukier o 6 at. węgla)

Następnie:
heksaza ---rozpad---> 2 x kwas fosfoglicerynowy PGA

2. Redukcja.
PGA ----> PGAL aldehyd fosfoglicerynowy

3. Regeneracja.
5/6 powstałych cząst. aldehydu przeznaczona jest na odtworzenie akceptora dwutlenku węgla, czyli RuBP.
Natomiast pozostałą 1/6 cząst. możemy uznać jako zysk netto z fotosyntezy.


RuBP - rybulozobifosforan. Karboksylację katalizuje tutaj enzym rubisco.

Faza jasna - synteza ATP.

 W poprzednim poście o niecyklicznym transporcie elektronów odszukaj moment, gdy pompowane są jony H+ do wnętrza tylakoidów - z tego miejsca zaczynamy.

Syntaza* ATP:
1. Z powodu wpompowania H+ do tylakoidów następuje ich nadmiar wewnątrz a niedobor na zewnątrz. Występuje więc różnica potencjałów i można tu mówić o miniogniwie organicznym.
2. Jony mogą powrócić tylko kanałami jonowymi. Powracając niosą dużą energię kinetyczną.
3. Energia kinetyczna wprawia w ruch obrotowy inne białka tworzące czynniki sprzęgające.
4. Ruch obrotowy białek pozwala na syntezę ATP oraz uwolnienie powstałych cząsteczek ATP.

*syntaza - to nie jest błąd.

Transport elektronów + syntaza = fosforylacja fotosyntetyczna niecykliczna.

Faza jasna - niecykliczny transport elektronów.

Faza jasna to etap fotosyntezy na którym wytworzona zostaje siła asymilacyjna.

Składniki siły asymilayjnej:
- ATP - magazynuje energię.
- NADPH - stanowi potencjał redukcyjny,

Aby przystąpić do omawiania fazy jasnej musisz wiedzieć coś-niecoś o:
- budowie chloroplastu - które to tylakoidy gran, a która to stroma,
- budowa cząstki chlorofilu,
- budowa fotosystemów,
- fotolizie wody,
- znać mechanizm transportu niecyklicznego i cyklicznego elektronów,
Jeśli masz z tymi rzeczami problem przewiń niżej.

Niecykliczny transport elektronów:

1. Światło pada na liść. Zakładamy też, że roślina ma dostęp do wody.

2. Chloroplasty - w tylakoidach gran układ antenowy cząsteczek chlorofilu fotosystemu PSI kumuluje energię (jest pobudzany).

3. Kiedy energia i elektrony dochodzą do centrum reakcji następuje emisja elektronów. Występuje niedobór elektronów tutaj.
3a. Niedobór uzupełniany jest elektronami z pobudzonego PSII. Występuje niedobór elektronów w PSII.
3b. Niedobór  uzupełniany jest elektronami z fotolizy wody.
 pod wpływem światła H2O ---> 2H+  +  2e-  + 1/2O2
tlen jest uwalniany do atmosfery

4. Emitowane elektrony (oznaczane przeze mnie e-) są odbierane przez tzw. pierwotne akceptory e- (najczęściej są to białka np. ferrodoksyna). Wędrują w łańcuchu przenośników.

5. Z przenośnika e- trafiają na NADP+, następuje redukcja. Pobrane są także jony H+ ze środowiska*.
NADP+  +e-  + H+ ---> NADPH

* jony H+ są pompowane do tylakoidów podczas uzupełniania niedoboru e- w PSI, kiedy to elektrony wędrują z PSII.

_____________________________________________________

Informacje dodatkowe:

 1. Budowa chloroplastu najlepiej jest przedstawiona na załączonym rysunku >tutaj<.
 Pęcherzykowate twory to tylakoidy gran, otoczenie ograniczone podwójną błoną to tzw. stroma. Błona jest podwójna (wew. i zew.) ponieważ wg teorii endosymbiozy chloroplasty  powstały z dawnych autotrofów.  Jeśli myślisz, że ta teoria jest śmieszna przeczytaj >tutaj<. Chloroplasty bowiem są półautonomiczne - mają własne DNA  i rybosomy.

2. Chlorofil to barwnik fotosyntetyczny zdolny do pochłaniania światła słonecznego o określonym zakresie, posiada dwa maksima absorpcji ( zakres światła niebieskiego i czerwonego).
Składa się z:
-układu porfirynowego z centralnym jonem magnezu*,
-długiego łancucha fitolu,
-podstawnika różnego dla chlorofilu a i b.
Chlorofil a i b to typy barwnika, które różnią się nieco pochłanianymi długościami fal. Zielona barwa jest pewnego rodzaju efektem ubocznym jego właściwości.

Inne barwniki fotosyntetyczne to: karetonoidy, fikobiliny.

*to dlatego mając niedobory magnezu należy jeść warzywa zielone (czytaj: warzywa z chlorofilem)

3. Budowa fotosystemu (fotoukładu).
Fotosystem to wiele cząsteczek chlorofilu zgrupowanych razem, aby możliwa była kumulacja energii i przekazywanie elektronów. Energia padająca na chlorofile zostaje przekazywana do następnych, gdzie kumuluje się na zasadzie odwróconej piramidy - jest to nazwane układem antenowym. Na końcu układy znajduje się centrum reakcji, gdzie jest obniżony poziom wzbudzenia. Dzięki temu elektrony stąd mogą zostać emitowane z fotosystemu.

Rodzaje  fotosystemu:
- fotosystem I - PSI,
- fotosystem II - PSII,
Fotoukłady różnią się nieco maksimem absorpcji. W roślinie zawsze występują dwa rodzaje fotosystemu.

4. Fotoliza wody - jest to rozpad wody pod wpływem światła.
Równanie reakcji pod spodem, albo na wiki:
 H2O ---> 2H+  +  2e-  + 1/2 O2

5. Co to jest NADP+ i do czego służy? Rola NADP+, NADPH w fotosyntezie.
 NADP+ to pochodna NAD+, służy jako akceptor elektronów i protonów w efekcie czego powstaje NADPH.
NADP+ + 2H+ + 2e- ---> NADPH

NADPH służy z kolei do późniejszej syntezy cukrów w cyklu Calvina (faza ciemna fotosyntezy).

6. Redukcja - jest to reakcja, w której dany atom(y) przechodzi na niższy stopień utlenienia.
W przypadku fotosyntezy reakcją redukcji jest np. reakcja w punkcie powyżej, czyli redukcja NADP+.

Fotosynteza - I'm lovin' it!

1. Co to jest?
Definicja do zrozumienia wg MeMarie:
Jest to skomplikowany i zadziwiająco sprytny proces, który uniezależnia org. samożywne od dostaw energii z innych organizmów. Np. większość roślin nie musi zabijać innych żyjątek, aby je zjeść - one same sobie jedzenie wytwarzają. Jeśli wytwarzają to znaczy, że z mniejszych elementów (dwutlenek węgla, woda, energia z promieniowania) tworzą większe (glukoza) - tzw. "jedzenie". I od razu powiem, że chloroplasty są od wytwarzania a mitochondria od zużywania. Bo najpierw trzeba wyprodukować, żeby to coś zużyć.

Idąc tym tokiem pojmowania fotosyntezy (jako składania małych elementów w duże) nazwijmy elementy początkowe substratami a te już złożone produktami. Jak pewnie zauważyliście przy susbtratach wymieniłam energię, a więc fotosynteza pochłania energię = jest procesem endoenergetycznym (przedrostek endo- zawsze oznacza coś zw. z wnętrzem; tutaj chodzi, że energia jest pobierana, nie uwalniana). Jeśli proces jest endoenergetyczny i ze związków prostych powstają bardziej złożone,to mamy do czynienia z anabolizmem, inaczej syntezą. FotoSYNTEZA, czaimy? :)

Definicja podręcznikowa:
 Jest to anaboliczny proces wiązania energii świetlnej w prostych związkach organicznych (produkt) przy użyciu substratów: dwutlenku węgla i wody.

Jeśli interesuje Cię także temat ATP kliknij >>tutaj<<.

Idea tak piękna, że warta rozpowszechnienia

Uwaga, uwaga!
Do ambitnych i znających mniej więcej angielski. Rozprzestrzeniam dobrą nowinę jaką jest znalezienie w Internecie niezwykłej okazji do darmowej edukacji.

https://www.coursera.org/courses

Tutaj mamy listę kursów na przeróżne tematy, które są prowadzone przez profesorów najlepszych amerykańskich uniwerkow for free. Nauka online w formie oglądania video i pisania testów sprawdzających.

Wypróbowane, sprawdzone, polecone :)

Tkanka łączna oporowa - podział, funkcje, budowa.

 Tkanka oporowa:
- chrzęstna (szklista, sprężysta, włóknista);
- kostna,

Funkcje tkanki oporowej:
- bierny układ ruchu,
- magazynuje sole mineralne, wapń,
- f. krwiotwórcza,
- ochrona narządów przed uszkodzeniem,

W każdej z tkanek oporowych występuje tkanka twórcza i gubna, która w przypadku uszkodzenia zanika i odtwarza się jako nowa.
Chrzęstna: chondroklasty (chrząstkogubna), chondroblasty (chrząstkotwórcza),
Kostna: osteoklasty (kościogubne), osteoblasty (kościotwórcze)

Oznacza to duże możliwości regeneracyjne obu tkanek.

Tkanka chrzęstna szklista - występuje u wszystkich kręgowców w początkowym stadium rozwoju, służy bowiem jako szkielet. Potem w miarę rozwoju przestaje wystarczać i jest zastępowana przez tkankę kostną. U niektórych zwierząt jednak pozostaje i nadal pełni taką funkcję. U człowieka pokrywa powierzchnie stawowe, buduje oskrzela, nagłośnię, nos, chrzęstną część żeber.

Tkanka chrzęstna sprężysta - jej główne miejsca występowania to małżowiny uszne, ze względu na właściwości akustyczne jej włókien.

Tkanka chrzęstna włóknista - bardzo wytrzymała ze względu na obecność włókien kolagenowych. Występowanie: krążki międzykręgowe, ścięgna i miejsca przyczepu ich do kości.

Wybieg w przyszłość - nukleotydy i kwasy DNA, RNA.

Podstawa genetyki, czyli co znajduje się w jądrze komórkowym i z czego jest to zbudowane.
Myślę że niektórym może wyjaśnić coś niecoś.
Proszę >tutaj< na tzw. blogu pomocniczym ;)

Z doświadczenia wiem jak ważna jest nomenklatura i to aby jej nie mylić. A przy ogromie materiału do nauki bywało to ciężkie. Dlatego dopisałam potencjalnych 'mylników' do nazwy nukleotyd.


Nauki przyrodnicze ogółem to najbardziej niesamowite dziedziny zainteresowań: tajemnicze, dynamiczne i piękne. Czasem jestem pod wrażeniem postępu jaki się dokonuje lub też genialnych myśli, fantazyjnych teorii naukowców. Należy się im za to szacunek i sceptycyzm w stosunku do różnych zabobonów, duchów i innych głupot. Nie po to spędzają życie na udowadnianiu swoich tez, aby istniała ciemna masa wierząca nadal w zjawiska nigdy nie zweryfikowane, rodem z afrykańskich plemion.

 Pozdrawiam  młodych Biologów ;)