Денатурация может быть обратимой и необратимой. Если при воздействии денатурирующих факторов разрушения первичной структуры молекулы не произошло, при наступлении благоприятных условий денатурированный белок может вновь восстановить свою трёхмерную форму.
Рис. 155. Денатурация белка
Этот процесс называют ренатурацией, и он убедительно доказывает, что третичная структура белка зависит от последовательности аминокислотных остатков, т. е. от его первичной структуры.
Липиды.
Среди низкомолекулярных органических соединений, входящих в состав живых организмов, важную роль играют липиды. К этой группе относят жиры, воски и различные жироподобные вещества. Это гидрофобные соединения, нерастворимые в воде. Жиры по химическому строению представляют собой соединение трёхатомного спирта – глицерина с остатками жирных кислот (рис. 156). Жирные кислоты могут быть ненасыщенными или насыщенными, в зависимости от того, имеют они в структуре своей молекулы двойную связь или нет. Соответственно, образованные ими жиры тоже делятся на ненасыщенные и насыщенные. Ненасыщенные жиры при комнатной температуре находятся в жидком состоянии. Из жиров, употребляемых человеком в пищу, к ним относятся растительные масла (подсолнечное, кукурузное, оливковое и др.). Насыщенные жиры при такой температуре находятся в твёрдом состоянии, в чём легко убедиться на примере сливочного масла и сала. Если через ненасыщенное растительное масло пропустить при определённых условиях водород, он присоединится по месту двойной связи в остатке жирной кислоты, и жир станет насыщенным. Подобным образом из растительного масла получают маргарин.
Чрезмерное употребление насыщенных жиров животного происхождения может привести к опасным последствиям. Дело в том, что они содержат холестерин – вещество, необходимое для жизни, но при избытке способное вызывать закупорку кровеносных сосудов. Это нередко приводит к инсультам и инфарктам. Поэтому животные жиры надо употреблять в ограниченном количестве, заменяя их по возможности растительными маслами.
Рис. 156. Модель (А) и схема строения (Б) молекулы нейтрального жира
В организме жиры являются источником энергии и метаболической воды, участвуют в терморегуляции и выполняют защитную функцию. Не менее важное значение имеют жироподобные вещества. Представители этой группы – фосфолипиды – формируют основу всех клеточных мембран.
Проверьте свои знания
1. Приведите примеры известных вам белков. Какие функции они выполняют?
2. Как образуются вторичная и третичная структуры белка?
3. Вспомните из курса «Человек и его здоровье», какие аминокислоты называют заменимыми, а какие – незаменимыми? Что такое полноценные и неполноценные белки? В какой пище содержатся такие белки?
4. К насыщенным или ненасыщенным жирам относится вещество, изображённое на рисунке 156? Объясните свою точку зрения.
5. A, D, E и K, обладающие высокой биологической активностью. Вспомните из курса «Человек и его здоровье» функции этих витаминов и симптомы их недостаточности. К жироподобным веществам относят также жирорастворимые витамины
6. Объясните, почему липиды не относят к биополимерам.
Задания
1. Подберите эпиграф к данному параграфу.
2. Выясните, что произойдёт с белком яйца, если на него подействовать водой, спиртом, ацетоном, кислотой, растительным маслом, высокой температурой и т. д. Удастся ли восстановить структуру белка, вернувшись к исходным условиям?
3. Используя дополнительную литературу и ресурсы сети Интернет, выясните, почему холестерин называют веществом, необходимым для жизни. Выясните, какой у вас уровень холестерина. Оцените, насколько он соответствует норме. Сделайте выводы о своём рационе питания.
Ваша будущая профессия
1. Смоделируйте ситуации, в которых вам могут пригодиться знания, полученные при изучении данной главы.
2. Какие профессии может выбрать специалист в области химии?
3. Согласно официальной статистике, за период с 1999 по 2004 г. Россию покинули 25 тыс. учёных, а 20 тыс. ежегодно работают по системе контрактов за рубежом, что составляет примерно 5–6 % от общего научного потенциала страны. По мнению многих современных социологов, Россия только набирает силу по числу уехавших специалистов. Обсудите в классе, каковы, на ваш взгляд, причины «утечки мозгов». Что можно сделать, чтобы молодые специалисты оставались работать на Родине? (Круглый стол.)
Земля и вселенная
§ 59 Как и что мы видим во вселенной
В кромешной тьмеСтудёной ночкиМерцали звёзды-одиночки.
«А что нам прятаться за тучкой?Сплотиться быМогучей кучкой!»
И дикий вихрь летит с известьем:«Решили Звёзды-одиночкиВообразить себяСозвездьем!»
Л. Мартынов
Люди наблюдают за небом с тех самых пор, как они существуют. Яркий огненный шар, каждое утро с величайшей аккуратностью встающий над горизонтом и с такой же аккуратностью уходящий вечером за другую сторону этого горизонта, не мог представляться иначе, как одним из величайших богов, дарующим тепло и свет. Ночью над Землёй нависал необъятный купол небесной сферы, на котором горели звёзды – по всей вероятности, фонари, зажжённые богами и передвигаемые ими с чрезвычайной пунктуальностью. Со временем человечество научилось определять законы движения небесных светил с поразительной точностью. Эти знания были необходимы и для того, чтобы судить о намерениях богов, и для чисто практических целей, например определения сроков сельскохозяйственных работ. Посмотрим на звёздное небо. Если мы находимся на открытой местности, Земля кажется нам круглым плоским диском, границей которого является горизонт. Куда бы мы ни двигались, мы всегда будем находиться в центре этого круга.
Над собой мы видим небосвод – обширную полусферу, край которой находится на горизонте. Центр этой полусферы, т. е. точку, которая находится прямо над вашей головой, называют зенитом.
Для того чтобы сориентироваться в расположении звёзд, проще всего найти сначала Полярную звезду. Если у вас есть компас, можно найти её по компасу – она всегда находится в северном направлении. Но можно обойтись и без компаса, если вы можете узнать созвездие Большая Медведица. Оно имеет форму ковша с ручкой. Если две звезды ковша, расположенные дальше всего от ручки, соединить воображаемой линией и продолжить эту линию на пять таких же расстояний, как и расстояние между этими звёздами, то вы заметите яркую Полярную звезду. Эта звезда является очень важной из-за своего особого положения на небе: она почти точно совпадает с точкой, называемой полюсом мира (точнее, Северным полюсом мира, потому что есть ещё невидимый для нас Южный). Весь небесный свод как бы вращается вокруг Полярной звезды, а сама она практически остаётся на месте.
Высота, на которой какая-либо звезда находится над горизонтом, определяется углом между земной поверхностью и линией, направленной от вас на эту звезду. Высота, на которой находится Полярная звезда, почти точно совпадает с географической широтой, на которой находится наблюдатель. Если географическая широта вашего местопребывания равна 55°, то и Полярная звезда будет висеть над горизонтом под углом 55° к нему.
Если провести воображаемый полукруг, проходящий через Полярную звезду (т. е. через Северный полюс мира) и зенит, мы получим дугу, называемую меридианом, а линия, проходящая от наблюдателя к полюсу мира, определяет ось мира, вокруг которой с востока на запад вращаются звёзды.
Если мы достаточно долго будем наблюдать за этим вращением, то увидим, что звёзды над западным краем горизонта будут постепенно исчезать, а с востока будут появляться новые звёзды.
Рис. 157. Концепция небесной сферы помогает астрономам описывать положение звёзд на небе. Для того чтобы определить положение звезды, астрономы пользуются координатной сеткой, подобной сетке широт и долгот на поверхности Земли. Эквивалентом широты является склонение, измеряемое в градусах от небесного экватора. Эквивалентом долготы является прямое восхождение. Его отмеряют от той точки, где Солнце находится на небесном экваторе во время весеннего равноденствия (Первая точка Овна)
В отличие, например, от жителей Древней Месопотамии, нас не удивит появление новых звёзд «из ниоткуда». Мы знаем, что Земля круглая, звёзды находятся не только над нами, но и под нами, а небосвод на самом деле является не полусферой, а целой сферой[14] (рис. 157). Если продолжить отвесную линию от зенита через наблюдателя и через Южное полушарие к южной небесной полусфере, мы упрёмся в точку, называемую надиром. Точка же, находящаяся на прямой, проходящей через наблюдателя от Северного полюса мира, называется Южным полюсом мира. Если в плоскости, перпендикулярной этой линии, провести воображаемую окружность произвольного радиуса, мы получим небесный экватор.
