Что такое целлюлоза в биологии 5 класс определение кратко и понятно

Обновлено: 06.07.2024

Целлюлоза (клетчатка) — является растительным полисахаридом, наиболее распространенным органическим веществом на планете.

Целлюлоза представляет собой биополимер, который характеризуется высокой механической прочностью. Вещество образует стенку клеток растений и выполняет функцию опорного материала растительных организмов. Высокомолекулярное соединение является углеводом, полисахаридом в виде твердого вещества с белой окраской, которое плохо растворяется в воде.

Строение, нахождение в природе, формула

Состав вещества, как и крахмала, можно записать в виде формулы:

( C 6 H 10 O 5 ) n

Молекулы целлюлозы являются неразветвленными цепочками из остатков β -глюкозы. Соединение звеньев глюкозы обеспечивается β - ( 1 → 4 ) - гликозидной связью. Данное соединение мономерных звеньев служит отличием целлюлозы от других гомополимеров глюкозы, например, крахмала и гликогена, в которых соединение глюкозных звеньев происходит за счет α - ( 1 → 4 ) - гликозидных связей.

Крахмал и целлюлоза различаются по строению и свойствам. Амилоза крахмала (линейная составляющая крахмала) характеризуется молекулами, сворачивающимися в спираль. Макромолекула целлюлозы принимает вытянутую стержневую конформацию.

β -глюкозы придают цепным молекулам выпрямленную форму с помощью внутри- и меж-молекулярных водородных связей. По этой причине соединение обладает волокнистой структурой. Характеристикой целлюлозы, обусловленной наличием прочных межмолекулярных водородных связей, также является плохая растворимость в воде.

Впервые целлюлозу обнаружил и описал французский химик Ансельм Пайен в 1838 году.

Молекулы целлюлозы характеризуются линейной (неразветвленной) структурой, что отличает их от молекул крахмала, в особенности от его разветвленной части — амилопектина. В связи с этим, целлюлоза достаточно легко образует волокна.

Целлюлоза в большой концентрации входит в компонентный состав следующих объектов:

древесина (40-60%);
волокна льна (60-85%);
волокна хлопка (95-98%);
вата и фильтрованная бумага — до 90%.

Целлюлоза является ключевым компонентом оболочки клеток растительных организмов. Вещество формируется в растениях, как результат процесса фотосинтеза. Древесина содержит около 50% целлюлозы, а волокна хлопка, льна, конопли являются практически чистой целлюлозой.

Хитин, который считают аналогом целлюлозы, представляет собой основной компонент внешнего скелета членистоногих и других беспозвоночных. Данное вещество включено в компонентный состав клеточных стенок грибов и бактерий.

Физические и химические свойства целлюлозы

Физические свойства целлюлозы:

целлюлоза представляет собой стойкое твердое вещество белой окраски;
соединение не разрушается в процессе нагрева до 200 °C;
вещество является горючим, температура воспламенения составляет 275 °C;
температура самовоспламенения 420 °C (в случае хлопковой целлюлозы);
высокая механическая прочность;
плохая растворимость в воде;
целлюлоза не обладает вкусом и запахом;
молярная масса мономерного звена 162,1406 г/моль.

Целлюлоза не является пищей для человека, что отличает ее от крахмала. Это связано с отсутствием способности расщепляться в организме при воздействии ферментов. Соединение не растворяется в воде, слабых кислотах и большинстве растворителей органического происхождения. По причине большого количества гидроксильных групп вещество является гидрофильным с краевым углом смачивания от 20 до 30 градусов.

В процессе длительного нагрева с минеральными кислотами или под действием ферментов (у жвачных животных) протекает реакция ступенчатого гидролиза целлюлозы:

Нитрование. При обычной температуре целлюлоза вступает в химические реакции только с концентрированными кислотами. Процесс взаимодействия вещества с концентрированной азотной кислотой при наличии концентрированной серной кислоты, которая играет роль водоотнимающего средства, приводит к образованию сложного эфира в виде тринитрата целлюлозы:

Взаимодействие с уксусным ангидридом. Целлюлоза вступает в химическую реакцию с уксусным ангидридом (в результате гидролиза образует уксусную кислоту) в присутствии серной кислоты, что приводит к образованию триацетилцеллюлозы:

Термическое разложение целлюлозы в условиях отсутствия воздуха:

Целлюлоза, или клетчатка – это полисахарид, содержащийся в клеточных стенках растений. Ею богаты волокна хлопка, льна, конопли и др. Её содержание в растениях может достигать 95 % от общей массы. Например, древесина на 50 % состоит из клетчатки.

Строение целлюлозы

Целлюлоза по строению идентична крахмалу, но их свойства отличаются. Крахмал внутри организма человека реагирует с водой, а целлюлоза нет. Именно с этим свойством связано то, что целлюлоза не используется человеком как пищевой продукт.

Молекулярная формула целлюлозы идентична формуле крахмала: (С₆Н₁₀О₅)n, где n – степень полимеризации. Степень полимеризации у целлюлозы больше по сравнению с крахмалом. Макромолекула целлюлозы состоит из множества мономеров – остатков молекул β-глюкозы, а макромолекула крахмала – из α-глюкозы. Крахмал и целлюлоза – циклические соединения.

Структурные формулы целлюлозы и крахмала выглядят следующим образом:

Получение целлюлозы Клетчатку, как правило, синтезируют из древесины. В России популярен сульфитный метод синтеза целлюлозы.

Измельченную древесину помещают в гидросульфит кальция Ca(HSO₃)₂ или натрия NaHSO₃.
Полученную смесь нагревают в автоклавах при давлении 0,5-0,6 Мпа и температуре 150˚С.
Таким образом, синтезируется практически 100%-ная целлюлоза. С целью дальнейшего использования она промывается, сушится и обрабатывается.

В смеси технической целлюлозы, которая формируется после варки, также находятся лигнин и гемицеллюлоза. Если необходимо получить искусственные волокна, то целлюлозу облагораживают, т.е. обрабатывают щелочью для устранения гемицеллюлоз.

Чтобы удалить лигнин и придать целлюлозе белоснежный цвет, нужно провести отбелку. Например, хлорная отбелка состоит из двух стадий обработки:

хлором (разрушают лигнин);
щелочью (экстракция продуктов разрушения).

Физические свойства целлюлозы

Целлюлоза – белое вещество, которое не разрушается при нагревании. Она не имеет запах и вкус. Волокна целлюлозы прочные, так как они служат строительным материалом для клеток растений.

Целлюлоза не растворяется ни в воде, ни в органических растворителях. Единственное вещество, в котором растворяется клетчатка – аммиачный раствор гидроксида меди (II).

Химические свойства целлюлозы

В результате образуется глюкоза.

Реакция целлюлозы и азотной кислоты протекает при участии концентрированной серной кислоты. В результате формируются сложные эфиры.

Также целлюлоза реагирует с уксусным ангидридом при участии уксусной и серной кислот.

Целлюлоза в биологии

В начале XIX века французский ученый Ансельм Пайен впервые обнаружил целлюлозу. Клетчатка формируется при фотосинтезе. Целлюлоза – самое распространенное органическое соединение на нашей планете.

Целлюлоза в организме выполняет ряд функций:

Строительная (клеточная стенка растений).
Защитная (формирование на растениях шипов и колючек).
Пластическая (углеводы входят в состав молекулярных структур) и др.

Если в пище содержится клетчатка, то у человека быстрее наступает чувство сытости. Целлюлоза улучшает перистальтику кишечника.

Применение целлюлозы

Человек применяет целлюлозу с давних времен. На данный момент популярностью пользуются сложные эфиры, полученные путем этерификации.

Например, ацетатный шелк, негорючую пленку и органическое стекло производят из ацетилцеллюлозы. При производстве шелка ацетилцеллюлозу помещают в дихлорметан и этанол. Получившуюся смесь пропускают через колпачки с большим количеством отверстий. Порции раствора прогревают через нагретый воздух. Растворитель растворяется и триацетилцеллюлоза образует тонкие нити.

Тринитроцеллюлоза применяется как взрывчатка и как сырье для производства бездымного пороха. Ее растворяют в этилацетате или ацетоне. Полученную смесь измельчают и получают бездымный порох.

Динитроцеллюлозу применяют при производстве коллодия. Для получения коллодия динитроцеллюлозу растворяют в спирте и эфире. После испарения растворителей образуется толстая пленка – коллодий, который применяется в медицине. Динитроцеллюлоза также идет на производство целлулоида, который синтезируют путем ее сплавления с камфорой.

1. То же, что клетчатка (в 1 знач.).

2. Вещество, получаемое из химически обработанной древесины и стеблей некоторых растений и идущее на изготовление бумаги, искусственного шелка, взрывчатых веществ и т. п.

Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

ЦЕЛЛЮЛО'ЗА (или целлулоза), ы, мн. нет, ж. [от латин. cellula — клетка]. 1. То же, что клетчатка в 1 знач. (бот.). 2. Вещество, получаемое из химически обработанной древесины и стеблей нек-рых растений и идущее на изготовление бумаги, искусственного шелка, взрывчатых веществ.

целлюло́за

Фразеологизмы и устойчивые сочетания

Делаем Карту слов лучше вместе

Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!

Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.

Вопрос: почвоведение — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?

Азотофиксирующие бактерии - почвенные бактерии, преобразующие азот из воздуха в растворимую форму, пригодную для всасывания растениями; в симбиозе с бобовыми образуют клубеньки на корнях, такие бактерии называют клубеньковыми; в симбиозе обогащают почву азотом, повышая её урожайность.

Бактериальные заболевания - ангина, пневмония, тиф, холера, чума, дифтерия, дизентерия, менингит и другие.

Бактерии - древнейшие простейшие доядерные одноклеточные организмы.

Белки - органические вещества, основной "строительный" материал клетки.

Биология - изучает строение и жизнедеятельности организмов, их многообразие и влияние, историческое и индивидуальное развитие.

Биосфера - область распространения жизни на Земле.

Ботаника - наука о растениях.

Вайя (плосковетка) - листообразный побег у папоротников.

Вакуоль - окружённые мембраной пузырьки с клеточным соком (вода с растворёнными в ней веществами); может содержать пигменты (красящие вещества).

Виды бактерий - шарообразные кокки, палочковидные бациллы, изогнутые в виде запятой вибрионы, спиралевидные спириллы.

Виды тканей - покровные, основные, механические, проводящие, образовательные.

Водоросли - древнейшие низшие растения, обитающие в разных местах с повышенной влажностью (соленая и пресная вода, кора деревьев, сырая почва, затенённые камни или здания), бывают одноклеточными и многоклеточными.

Высшие растения - растения, разделяющиеся на отдельные органы (корни, стебли, листья), сформированные из различных тканей.

Голосеменные - древняя группа высших семенных растений, включающая исключительно наземные деревья, кустарники или лианы; размножаются семенами, лежащими открыто на чешуйках шишек

Грибница (мицелий) - тело гриба, состоящее из тонких ветвящихся обычно белых нитей — гифов. Также включает в себя плодовые тела гриба (то, что мы называем грибами в быту).

Грибокорень (микориза) - симбиоз мицелия гриба с корнями высших растений.

Дрожжи - одноклеточные грибы, состоящие из одной молекулы шарообразной формы, не образуют грибницы, размножаются почкованием.

Использование бактерий человеком - в сельском хозяйстве, промышленности, фармацевтике, очистке сточных вод и т.д.

Клетка - мельчайшая частица живого организма; дышит, питается, растёт и размножается.

Корневище - видоизменённый побег с недоразвитыми или отмирающими листьями, почками, придаточными корнями; служит для размножения и запасания питательных веществ.

Лишайники - группа организмов, получающихся в результате симбиоза гриба и водоросли; светолюбивы, растут медленно, но долго (50-100 лет), неприхотливы (встречаются в горах, пустыне и тундре, на деревьях, скалах, даже на стекле), но крайне чувствительны к загрязнениям окружающей среды (индикаторы чистоты воздуха).

Межклетники - промежутки между клетками, заполненные воздухом.

Мембрана - своеобразный внутренний "фильтр" клетки, пропускающий одни вещества и не пропускающий другие, пока клетка жива.

Минеральные соли - неорганические вещества, используемые для синтеза органических молекул в клетках живых организмов.

Мукор (белая плесень) - род плесневых грибов, распространённый в верхнем слое почвы, на продуктах питания и органических остатках; мицелий мукора не поделён перегородками и представлен одной гигантской многоядерной разветвлённой клеткой.

Мхи - древние многолетние низкорослые растения, обитающие в местах повышенной влажности; способствуют образованию болот и торфа.

Наблюдение - восприятие и фиксация объектов или явлений, без вмешательства в процесс.

Низшие растения - растения, не имеющие разделения на отдельные органы (корни, стебли, листья) и сложного тканевого строения.

Нуклеиновые кислоты - органические вещества, сохраняющие наследственную информацию и передающую её потомкам живых организмов.

Палеоботаника - наука, изучающая ископаемые остатки древних растений.

Папоротники - древнейшие сосудистые растения травянистой или древесной формы.

Пеницилл - род плесневых грибов, поражающих грунт, растения, продукты питания; отличается от мукора многоклеточным строением.

Питание грибов - питаются готовыми органическими веществами, подобно животным, но путём всасывания, а не захвата, что роднит их с растениями.

Питание лишайника - водоросль образует органические вещества в процессе фотосинтеза, которыми питается гриб, а гриб поставляет водоросли воду с минеральными веществами.

Пластиды - части растительной клетки, отвечающие за окраску растения и фотосинтез.

Плауны - вечнозеленые ветвящиеся многолетние травянистые растения.

Плесневые грибы - группа грибов, образующих ветвящиеся мицелии без видимых невооружённым глазом плодовых тел; поражают урожай и продукты питания, разрушают древесину, вызывают болезни животных и человека.

Покрытосеменные (цветковые) - самая молодая, но и самая многочисленная группа растений, отличающаяся наличием органа размножения - цветка, превращающегося впоследствии в плод с семенами внутри.

Признаки живого - клеточное строение. Дыхание, питание, рост, развитие, размножение, обмен веществ и энергии, реагирование.

Применение грибов человеком - применяются в пищевых, хозяйственных и медицинских целях (продукты брожения, биотехнологии, антибиотики).

Размножение бактерий - бактерии размножаются делением, некоторые виды — спорами, длительно сохраняющимися в самых неблагоприятных условиях.

Размножение лишайников - кусочками слоевища или специальными клетками, разрывающими таллом, выходя наружу.

Ризоиды - прообраз корней — тонкие нити, которыми водоросли, а также мхи, лишайники и грибы прикрепляются к поверхности и получают влагу и питательные вещества.

Риниофиты - вымершие примитивные сосудистые растения, являвшиеся первыми наземным растениями, то есть переходной формой от водорослей к плаунам, хвощам и папоротникам.

Роль бактерий в природе - азлагают сложные органические вещества на простые, участвуя таким образом в круговороте веществ.

Сапротрофы - живые организмы, питающиеся органическими веществами из отмерших организмов или выделений живых организмов.

С ветовой микроскоп (устройство) - тубус (зрительная трубка с линзами), окуляр, объектив, штатив, предметный столик, зеркало.

Симбиоз - тесная связь между живыми организмами, полезная для каждого из них.

Спорангий - орган, производящий споры у грибов, водорослей, растений.

Среды обитания живого - наземно-воздушная, водная, почвенная, другие организмы (4).

Строение клетки - оболочка с порами, мембрана, цитоплазма, ядро, ядрышко, вакуоли с клеточным соком и пигментами, пластиды.

Строение лишайника - тело лишайника образовано нитями грибницы, между которыми расположены одноклеточные зелёные водоросли или цианобактерии.

Таллом (слоевище) - тело растения, не разделяющееся на отдельные органы и разнообразные ткани.

Ткань - группа клеток со сходным строением, происхождением и функциями.

Углеводы - органические вещества, основной источник энергии, необходимой для жизнедеятельности клетки.

Фенология - наука о сезонных явлениях природы, сроках и причинах их наступления.

Фитонциды - выделяемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, микроскопических грибов, простейших.

Хвощи - многолетние сосудистые травянистые растения с длинными ветвящимися корневищами.

Химический состав клетки - неорганические: вода (40-95%) и минеральные соли (1-1,5%; Органические: белки (10-20%), жиры (1-5%), углеводы (0,2-2%), нуклеиновые кислоты (1-2%).

Хлорофилл - зелёный пигмент, придающий зеленый цвет хлоропластам растений и участвующий в процессе фотосинтеза; присутствует в высших растениях, водорослях, цианобактериях и бактериях.

Хроматофор - пигментсодержащая и светоотражающая клетка организма, придающая окраску.

Царства живой природы - бактерии, Грибы, Растения и Животные (4).

Целлюлоза - нерастворимое в воде волокнистое вещество, придающее прочность оболочке клетки.

Цитоплазма - бесцветное вязкое вещество между мембраной и ядром клетки; при сильном изменении температуры разрушается, и клетка гибнет.

Экологические факторы - абиотические (климат), биотические и антропогенные (от деятельности человека).

Экология - наука о взаимодействии живых организмов между собой и с окружающей средой.

Эксперимент - наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях с заведомо определенной целью.

Ядро и ядрышко - важнейшая часть клетки, сохраняющая и воспроизводящая наследственную информацию, а также регулирующая обмен веществ внутри клетки.

Читайте также: