Что такое органические вещества в биологии 5 класс определение кратко
Обновлено: 04.07.2024
Определение органических веществ записано в учебнике химии, но не каждый может его дословно воспроизвести. А зря, ведь органические вещества составляют большинство из известных веществ в природе. На сегодняшний день таких соединений наука насчитывает свыше 20 миллионов.
Имеются в виду не только образующие биологические организмы (в клетке их около трети по массе). Целые государства существуют за счет продажи продуктов предположительно органического происхождения (нефть, природный газ). Последние во многом определяют энергетическую составляющую мирового производства. Плюс залежи каменного угля.
Огромно значение данные вещества имеют в химической индустрии. Например, без кокса невозможна выплавка ферроуглеродных сплавов.
Что такое органические вещества
Это все углеродосодержащие соединения. Примеры и характеристика органических веществ приведены ниже.
Органические соединения, органические вещества — класс химических соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов). [1]
Содержание
История
Количество известных органических соединений составляет почти 27 млн
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 22 марта 2012.
. Таким образом, органические соединения — самый обширный класс химических соединений. Многообразие органических соединений связано с уникальным свойством углерода образовывать цепочки из атомов, что в свою очередь обусловлено высокой стабильностью (то есть энергией) углерод-углеродной связи. Связь углерод-углерод может быть как одинарной, так и кратной — двойной, тройной. При увеличении кратности углерод-углеродной связи возрастает её энергия, то есть стабильность, а длина уменьшается. Высокая валентность углерода — 4, а также возможность образовывать кратные связи, позволяет образовывать структуры различной размерности (линейные, плоские, объёмные).
Классификация
Соединения углерода с другими элементами составляют особый класс органических соединений — элементоорганические соединения. Металлоорганические соединения содержат связь металл-углерод и составляют обширный подкласс элементоорганических соединений.
Характерные свойства
Существует несколько важных свойств, которые выделяют органические соединения в отдельный, ни на что не похожий класс химических соединений.
- Различная топология образования связей между атомами, образующими органические соединения (прежде всего, атомами углерода), приводит к появлению изомеров — соединений, имеющих один и тот же состав и молекулярную массу, но обладающих различными физико-химическими свойствами. Данное явление носит название изомерии.
- Явление гомологии — существование рядов органических соединений, в которых формула любых двух соседей ряда (гомологов) отличается на одну и ту же группу — гомологическую разницу CH2. Целый ряд физико-химических свойств в первом приближении изменяется симбатно [неизвестный термин] по ходу гомологического ряда. Это важное свойство используется в материаловедении при поиске веществ с заранее заданными свойствами.
Номенклатура органических соединений
Органическая номенклатура — это система классификации и наименований органических веществ. В настоящее время распространена номенклатура ИЮПАК.
Классификация органических соединений построена на важном принципе, согласно которому физические и химические свойства органического соединения в первом приближении определяются двумя основными критериями — строением углеродного скелета соединения и его функциональными группами.
В зависимости от природы углеродного скелета органические соединения можно разделить на ациклические и циклические. Среди ациклических соединений различают предельные и непредельные. Циклические соединения разделяются на карбоциклические (алициклические и ароматические) и гетероциклические.
- Органические соединения
-
(алканы) (диеновые углеводороды)
- Алициклические соединения
- Биология. 5–6 классы. Пасечник В. В., Суматохин С. В., Калинова Г. С. и др. / Под ред. Пасечника В. В. М.: Просвещение, 2019
- Биология. 6 класс. Теремов А. В., Славина Н. В. М.: Бином, 2019.
- Биология. 5 класс. Мансурова С. Е., Рохлов В. С., Мишняева Е. Ю. М.: Бином, 2019.
- Биология. 5 класс. Суматохин С. В., Радионов В. Н. М.: Бином, 2014.
- Биология. 6 класс. Беркинблит М. Б., Глаголев С. М., Малеева Ю. В., Чуб В. В. М.: Бином, 2014.
- Биология. 6 класс. Трайтак Д. И., Трайтак Н. Д. М.: Мнемозина, 2012.
- Биология. 6 класс. Ловягин С. Н., Вахрушев А. А., Раутиан А. С. М.: Баласс, 2013.
- амилазу — фермент в слюне, расщепляющий крахмал на растворимые сахара;
- липазу — расщепляет жиры и другие липиды;
- пепсин — расщепляет белки в пище.
- Генетическая информация упакована в клетках в виде ДНК.
- Вся структурная и функциональная информация организма присутствует в форме ДНК.
- ДНК кодирует синтез всех типов белков.
- Генетическая информация передается следующему поколению клеток в виде ДНК.
-
, Фенолы , Кетоны
Алифатические соединения
Алифатические соединения — органические вещества, не содержащие в структуре ароматических систем.
Ароматические соединения
Ароматические соединения, или арены, — органические вещества, в структуру которых входит одна (или более) ароматическая циклическая система (см. Ароматизация)
Гетероциклические соединения
Гетероциклические соединения — вещества, в молекулярной структуре которых присутствует хотя бы один цикл с одним (или несколькими) гетероатомом
Полимеры
Полимеры представляют собой особый вид веществ, также известный как высокомолекулярные соединения. В их структуру обычно входят многочисленные сегменты (соединения) меньшего размера. Эти сегменты могут быть идентичны, и тогда речь идёт о гомополимере. Полимеры относятся к макромолекулам — классу веществ, состоящих из молекул очень большого размера. Полимеры могут быть органическими (полиэтилен, полипропилен, плексиглас и т. д.) или неорганическими (силикон); синтетическими (поливинилхлорид) или природными (целлюлоза, крахмал).
Структурный анализ органических веществ
В настоящее время существует несколько методов характеристики органических соединений. Кристаллография (рентгеноструктурный анализ) — наиболее точный метод, требующий, однако, наличия высококачественного кристалла достаточного размера для получения высокого разрешения. Поэтому пока этот метод не используется слишком часто.
Элементный анализ — деструктивный метод, использующийся для количественного определения содержания элементов в молекуле вещества.
Инфракрасная спектроскопия (ИК): используется главным образом для доказательства наличия (или отсутствия) определённых функциональных групп.
Масс-спектрометрия: используется для определения молекулярных масс веществ и способов их фрагментации.
Спектроскопия ядерного магнитного резонанса ЯМР.
Ультрафиолетовая спектроскопия (УФ): используется для определения степени сопряжения в системе
Химический элемент – это атомы одного и того же вида.
Органические вещества – это вещества, которые входят в состав живых организмов и образуются только при их участии.
Неорганические вещества – это вещества, которые входят в состав неживой природы и могут образовываться без участия живых организмов.
Обязательная и дополнительная литература по теме
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Сейчас на Земле известно более ста химических элементов. Из их атомов состоят все вещества, встречающиеся на Земле. 80 химических элементов обнаружены в составе живых организмов. При этом четыре из них – углерод, водород, азот и кислород составляют около 98 % массы любого организма. Остальные химические элементы встречаются в живых организмах в малых количествах.
Клетки всех живых организмов состоят из одних и тех же химических элементов. Эти же элементы входят и в состав объектов неживой природы. Сходство состава указывает на общность живой и неживой природы.
На этом уроке вы узнаете, из каких химических элементов состоят клетки живых организмов, и какие изменения претерпевают эти химические соединения по мере роста и развития клеток.
В клетках живых организмов больше всего содержится таких химических элементов, как углерод, водород, кислород и азот. Вместе они составляют до 98 % массы клетки. Около 2 % массы клетки приходится на восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы содержатся в клетках в очень малых количествах.
Химические элементы, соединяясь между собой, образуют неорганические (вода и минеральные соли) и органические (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и др.) вещества.
Значение каждого из веществ, содержащегося в клетке уникально. Вода придаёт клетке упругость, определяет её форму, участвует в обмене веществ. Неорганические вещества используются для синтеза органических молекул. При недостатке минеральных веществ важнейшие процессы жизнедеятельности клеток нарушаются. Углеводы придают прочность клеточным оболочкам, а также служат запасающими веществами. Белки входят в состав разнообразных клеточных структур, регулируют процессы жизнедеятельности и тоже могут запасаться в клетках. Жиры откладываются в клетках. При расщеплении жиров освобождается необходимая живым организмам энергия. Нуклеиновые кислоты играют ведающую роль в сохранении наследственной информации.
Клетка – это миниатюрная природная лаборатория, в которой синтезируются и претерпевают изменения различные химические соединения. Сходство химического состава клеток разных организмов доказывает единство живой природы.
Органические вещества — это вещества, которые входят в состав живых организмов и образуются только при их участии. Как правило, все живые существа содержат органические вещества.
К органическим веществам относятся белки, жиры и углеводы, которых насчитывается около 10 миллионов.
Виды органических веществ, классификация
Белки
Белки — это строительные блоки жизни. Они жизненно важны для нашего существования и присутствуют в каждом организме на Земле. Белки — наиболее распространенные молекулы, встречающиеся в клетках. На самом деле они составляют больше сухого вещества клетки, чем жиры, углеводы и все другие молекулы вместе взятые.
Белки являются наиболее распространенными органическими компонентами человеческого организма и во многих отношениях наиболее важными. Они составляют от 10 до 30 % клеточной массы и являются основными структурными материалами организма.
Белки жизненно важны для многих функций организма. На поверхности клеток некоторые белки соединяются с углеводами, превращаясь в гликопротеины. Они позволяют клеткам реагировать на определенные молекулы, которые связываются с ними.
Белки включают биологические катализаторы (ферменты), сократительные белки мышц и гемоглобин крови. В человеческом организме насчитывается более 200 000 типов белков, полный набор которых известен как протеом.
Антитела — это белки, которые обнаруживают и уничтожают чужеродные вещества.
Все белки содержат атомы углерода, водорода, кислорода и азота, а также небольшое количество серы. Двадцать распространенных аминокислот, как незаменимых, так и несущественных, составляют белки, существующие в организме человека и большинства других живых организмов.
Аминокислоты являются строительными блоками белков, состоящими из двух основных групп: аминов и органических кислот. Все аминокислоты абсолютно одинаковы, за исключением одной группы атомов, известной как группа SR аминокислоты.
Белки бывают самых разнообразных форм и выполняют широкий спектр функций. Примеры белков включают ферменты, антитела и некоторые гормоны, помогающие ускорить химические реакции, защищающие от болезней и регулирующие активность клеток. Белки также играют важную роль в движении, структурной поддержке, хранении, коммуникации между клетками, пищеварении и транспортировке веществ по организму.
Существуют моторные белки, такие как миозин и динеины. Они обладают способностью преобразовывать химическую энергию в движение.
Миозин — это белок, содержащийся в мышцах и вызывающий сокращение мышечных волокон в них. Динеины обеспечивают энергию, приводящую в движение жгутики. Жгутики — это длинные тонкие структуры, прикрепленные снаружи к определенным клеткам (таким, как сперматозоиды), и отвечающие за их подвижность.
Многие белки обеспечивают структурную поддержку определенным частям организма. Кератин, например, является белком, содержащимся во внешних слоях кожи, и делает кожу прочным защитным слоем от внешнего мира. Кератин также является структурным белком, из которого состоят волосы, рога и ногти.
Как только сигнал попадает внутрь клетки, он обычно передается между несколькими белками, прежде чем достигнет конечного пункта назначения (чаще всего тоже это белок).
Пищеварение также управляется белками. Ферменты — это белки, которые стимулируют пищеварение, ускоряя химические реакции. Пищеварение — это расщепление пищи из крупных нерастворимых молекул на более мелкие молекулы, которые могут растворяться в воде. Поскольку более мелкие молекулы растворимы в воде, они могут попадать в кровь и транспортироваться по всему организму.
Пищеварительные ферменты — это ферменты, ответственные за расщепление молекул пищи на более мелкие, растворимые в воде молекулы. Некоторые примеры пищеварительных белков включают:
Жиры нерастворимы в воде, но могут растворяться в других липидах, маслах, эфире, хлороформе или спирте. Липиды включают в себя множество соединений, таких как триглицериды, фосфолипиды и стероиды, выполняющие жизненно важные клеточные функции.
Жиры являются наиболее распространенным типом липидов. Они обеспечивают примерно в два раза больше энергии, чем углеводы. Липиды помогают поддерживать температуру тела. Подобно углеводам, молекулы жира также содержат углерод, водород и кислород, но имеют гораздо меньше атомов кислорода, чем углеводы. Некоторые сложные липиды также содержат фосфор.
Жиры — это триглицерид (тип липида), который обычно является твердым при комнатной температуре. Другими типами липидов являются жирные кислоты, глицерин, глицерофосфолипид, сфинголипид, стерол-липид.
По определению, липид представляет собой жирное или воскообразное органическое соединение, которое легко растворимо в неполярном растворителе (например, эфире), но не в полярном растворителе (воде).
В пищевой науке жир и липид считаются одним и тем же веществом. Однако не все липиды являются жирами. Масло также отличается от жира, оно является одним из видов липидов. В отличие от жира, масло не затвердевает при комнатной температуре. Это происходит потому, что масло состоит из коротких или ненасыщенных цепей жирных кислот, которые при комнатной температуре остаются жидкими.
Жиры служат средством накопления энергии для большинства эукариот, а также служат источником пищи. Они обладают самым высоким потенциалом накопления энергии среди макроэлементов и очень химически стабильны, что делает их идеальными для хранения энергии для последующего использования.
Макроэлементы относятся не к размеру молекулы, а к количеству, необходимому для поддержания жизни. Витамины и минералы считаются микроэлементами.
Углеводы
Углеводы — это природные органические соединения, содержащиеся во всех клетках живых организмов и выполняющие важные функции.
Они жизненно важны для жизни на Земле и выполняют целый ряд функций, таких как обеспечение энергией и структурная поддержка. Углевод — это либо сахар, либо полимер сахаров. Полимер — это два или более простых сахара, соединенных вместе.
Углеводы — это молекулы на основе углерода, в которых водород и кислород связаны цепочкой атомов углерода.
Некоторые из более сложных углеводов обеспечивают структурную поддержку и защиту. Клетки растений и грибов имеют клеточные стенки, состоящие из углеводов. Эти клеточные стенки обеспечивают защиту и поддержку клетки и всего организма.
Углеводы также участвуют в межклеточном распознавании. Клетки имеют углеводы на внешней поверхности своих клеточных мембран, которые действуют как рецепторы. Рецепторы могут взаимодействовать с углеводами на мембранах других клеток и помогать клеткам идентифицировать друг друга.
Углеводы обеспечивают большую часть энергии, необходимой клеткам организма, и помогают строить клеточные структуры.
Нуклеиновые кислоты
Нуклеиновые кислоты — это биомолекулы, которые необходимы для каждой формы жизни, присутствующей на земле. Они присутствуют во всех организмах, от мелких вирусов и бактерий до крупных и сложных животных, таких как люди и киты.
Две нуклеиновые кислоты различаются по своей структуре, функциям, свойствам и расположению внутри клетки:
1. ДНК, также известная как дезоксирибонуклеиновая кислота, является наиболее важной биологической молекулой, присутствующей в живых клетках. Вся генетическая информация хранится в клетке в виде ДНК. Происшествие ДНК присутствует во всех живых клетках в той или иной форме.
Биологические функции ДНК заключаются в следующем:
2. РНК, также известная как рибонуклеиновая кислота, является второй по значимости нуклеиновой кислотой, присутствующей в живых организмах. Это полимер рибонуклеотидов, содержащий рибозу в качестве пентозного сахара.
В большинстве живых клеток ДНК и РНК работают сообща, выполняя свои функции.
РНК также присутствует почти во всех живых клетках. У бактерий он присутствует в цитоплазме клетки, а также в бактериальных рибосомах. Эта кислота в изобилии присутствует в цитоплазме в свободной форме и в составе рибосом. Она синтезируется в ядре из ДНК в процессе транскрипции. Три типа РНК полностью отличаются друг от друга по структуре и функциям:
Органические и неорганические вещества – эти термины знакомы каждому человеку из школьной программы по биологии или химии. Также о них слышали садоводы. Что представляют собой и чем отличаются подобные вещества, способны объяснить не все. Для того чтобы лучше разобраться в особенностях и понять нюансы, рекомендуется сначала дать определение для каждого из рассматриваемых понятий, а затем провести сравнение по ключевым характеристикам.
Определение понятий
Органические вещества – соединения, которые имеют сложную химическую структуру (молекулярное строение). Они имеют невысокую температуру плавления, при воздействии высоких температур распадаются на несколько простых компонентов. Реакция протекает с выделением углекислого газа и воды. В молекулах присутствуют углерод и водород. Происхождение природное.
Неорганические вещества – химические соединения, имеющие простое молекулярное строение и небольшую массу. Температуры плавления высокие. Разложение происходит длительное время. Природа происхождения как биологическая, так и искусственная (промышленность).
Сравнение
Некоторые отличия между органикой и неорганическими веществами стала понятна из приведенных определений, но для более подробного разбора и выявления отличий, следует провести сравнение. Органика распадается за короткий промежуток времени на простые составные элементы – белки, углеводы, липиды. Разнообразие органики – результат наличия в ее молекулах углерода. Органические вещества способны к процессу изометрии. В результате образуются соединения, которые имеют одинаковый набор атомов в молекулах. Достичь разнообразия в этом случае позволяет различное положение атомов в молекулах образовавшихся веществ. Самыми распространенными являются такие соединения, как фруктоза и глюкоза. В них находится одинаковый набор атомов, но расположение отличается, поэтому свойства этих компонентов и их работа в химических реакциях различаются.
Неорганические вещества, самым распространенным из которых является вода, обладают небольшой молекулярной массой. Неорганики по современной классификации насчитывается всего около 100 тысяч, против органических соединений, которых представлено более 18 млн. Неорганические составляющие не способы к процессам изометрии. К неорганике также относятся различные металлы, соли, оксиды, различные смеси и простые вещества.
Выводы
Проведя сравнение, можно с уверенностью сказать, что различия между органическими и неорганическими веществами выражены в особенностях молекулярной структуры. Температура плавления и скорость разложения также являются факторами, указывающими на различия между рассматриваемыми понятиями. Наличие таких составляющих как водород и углерод характерны для органических соединений. Происхождение неорганики не всегда природное, многие компоненты являются плодом технических, производственных и научных изысканий. Общее количество неорганических веществ составляет по современной классификации 100 тысяч. Органика же превосходит числом, таких элементов в классификации представлено более чем в 10 раз больше. Органика имеет сложную структуру молекулярной сетки, неорганика — простую. Для того чтобы запустить процессы разложения в первом случае не требуется нагрева до высоких температур (например, мясо портиться при комнатной температуре, а для плавления металлов требуется длительный нагрев).
В состав молекул всех органических веществ входит углерод, но нужно учитывать и особенности этой группы компонентов. Так в карбидах или цианидах нет этого элемента. Уникальным свойством углерода является способность образовывать цепочки из атомов. Благодаря подобной способности соединений из одного и того же атомного набора может появляться очень много.
Читайте также: