Специальное предложение

Статью подготовили специалисты образовательного сервиса Zaochnik.

Что такое полимер: структура, основные характеристики и примеры полимеров

Содержание:

Полимер в биологии

Структура биологического полимера

Что такое полимер?

Определение 1

Полимер представляет собой биологические вещества, которые отличаются сложной химической структурой.

Исследованием полимером активно занимался Г. Штаудингер. В ходе многочисленных опытов он доказал, что в составе полимеров есть повторяющиеся молекулярные звенья, которые соединены друг с другом при помощи ковалентных связей.

Отличительная особенность таких связей — в наличии общей электронной пары у двух атомов.

Также ученым было доказано, что для пластмассы характерна структура полимера — это открытие принесло Штаудингеру Нобелевскую премию.

Органические соединения в составе живых организмов характеризуются высокой степенью разнообразия. Природных органических соединений насчитывается несколько тысяч, и многие из них отличаются сложной структурой.

Выделяют 2 группы органических веществ:

  1. Полимеры.
  2. Низкомолекулярные вещества.

Если говорить о молекулярной массе полимеров, то она варьируется от нескольких тысяч до нескольких миллионов. В основе всех полимеров лежит большое количество повторяющихся мономеров.

Есть несколько вариантов полимеров: органические, неорганические, элементарно органические. В свою очередь в группе органических выделяют природные, искусственные и синтетические.

Замечание 1

Природные полимеры — продукт естественной среды обитания. В производстве таких полимеров человек участие не принимает.

Примеры биологических полимеров

Самые известные биологические полимеры — крахмал, хлопок, каучук и др.

Чтобы получить какие-либо искусственные полимеры, человек проводит определенные химические опыты.

Пример 1

Для получения модифицированного полимера с последующим его использованием в производстве красок, в раствор стирола в толуоле или ксилоле добавляется льняное или касторовое масла, которые затем нагреваются.

Результат реализации реакций химического синтеза — синтетические полимеры. В синтезе принимают участие разнообразные высокомолекулярные органические продукты.

Пример 2

Лавсан (химический полимер) получается в результате поликонденсирования терефталевой кислоты и этиленгликоля.

Основные характеристики полимеров

Молекула полимера может содержать разное количество мономеров — и это количество сильно варьируется. К примеру, в пептиде глутатиона всего три аминокислоты, хотя его роль в таких процессах как окисление и восстановления огромная. Для сравнения, в молекуле ДНК насчитывается больше трех миллионов нуклеотидов. Эта молекула способна образовывать наследственную информацию не только в отношении эукариотических клеток, но и бактерий.

Большая часть биологических полимеров — теплоизоляторы: они препятствуют процессу передачи тепла. Они достаточно эластичны и легко выдерживают агрессивную химическую среду. А еще биологические полимеры — диэлектрики. То есть, они практически не могут проводить электрический ток и не пропускают его через себя.

Замечание 2

Основные характеристики биологических полимеров — гомо- и гетерополимерность. Это значит, что в составе полимера могут быть как одинаковые, так и разные мономеры.

Нужна помощь преподавателя?
Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

В основе большинства полимеров лежит несколько мономеров: они относятся к одному классу веществ и соединены одинаковой связью. Яркий пример — гиалуроновая кислота.

Полимеры бывают регулярными и нерегулярными. Такое разделение связано с порядком расположения мономеров в полимере.

В состав регулярных полимеров входят повторяющиеся единицы и несколько мономеров. Та же гиалуроновая кислота включает два типа чередующихся остатков: глюкуроновую кислоту и N-ацетилглюкозамин.

Обычно в живых организмах присутствуют гетерополимеры, в которых мономеры не образуют повторяющиеся единицы. Отмечается уникальный характер последовательности мономеров внутри, который обусловлен высокой степенью разнообразия таких полимеров.

Характеристика биологических полимеров учитывает степень разветвленности.

Определение 2

Неразветвленные полимеры — линейные полимеры, образующиеся в результате формирования мономерами, входящими в их состав, двух связей с мономерами по соседству.

Пример таких полимеров — белки, нуклеиновые кислоты, разнообразные полисахариды.

Разветвленные полимеры — гликоген и крахмал. Разветвление отмечается у небольшой группы мономеров. По этой причине у разветвленных полимеров есть различия по частоте ветвления. Различается и длина таких ветвлений. Есть полимеры, основная цепь которых состоит из одного мономера, а боковые цепи — из другого.

В зависимости от состава низкомолекулярных веществ, входящих в состав молекулы полимера, выделяют несколько основных классов полимеров:

  • углеводы;
  • белки и аминокислоты;
  • липиды;
  • нуклеиновые кислоты;
  • нуклеотиды.

Особенности строения полимеров

Разобраться в строении биополимеров помогает молекула белков. Благодаря своему внушительному размеру, ее стали называть макромолекулой. Аминокислотный состав белковых молекул обеспечивает разнообразие: в них входит до 20 аминокислот. Аминокислоты внутри белков включают аминогруппы, отвечающие за основные свойства (NH2). У карбоксильной группы отмечаются кислотные свойства (COOH). В составе аминокислот есть радикал.

Замечание 3

В составе аминокислот первые две части идентичные. Нужную степень уникальности им придает радикал.

При взаимодействии аминокислот одна с другой образуется пептидная связь. Она возникает, когда аминогруппы и карбоксильная группа сближаются. В процессе происходит выделение воды. Формирование пептидной связи происходит между С и N.

Подводя итоги и принимая во внимание особенности строения молекулы белка как биополимера, можно утверждать, что:

  • радикалы аминокислот или кислотно-основные группы боковых радикалов аминокислот наделяют белки в белковой молекуле амфотерными свойствами;
  • для самих аминокислот характерна амфотерность за счет амино- и карбоксильных групп в их составе. Аминогруппа наделяет аминокислоты щелочными свойствами, а карбоксильная группа — кислотными;
  • одни аминокислоты получают от радикалов гидрофильные свойства, а другие — гидрофобные.

Навигация по статьям

Выполненные работы по биологии
  • Биология

    Биомеханика в спортивных бальных танцах

    • Вид работы:

      Реферат

    • Выполнена:

      12 декабря 2016 г.

    • Стоимость:

      500 руб

    Заказать такую же работу
  • Биология

    Отряд куриные

    • Вид работы:

      Реферат

    • Выполнена:

      7 декабря 2016 г.

    • Стоимость:

      500 руб

    Заказать такую же работу
  • Биология

    Анатомический анализ положения велосипедиста

    • Вид работы:

      Реферат

    • Выполнена:

      19 декабря 2016 г.

    • Стоимость:

      400 руб

    Заказать такую же работу
  • Биология

    Ресурсные растения. Витаминоносные растения

    • Вид работы:

      Реферат

    • Выполнена:

      14 декабря 2016 г.

    • Стоимость:

      400 руб

    Заказать такую же работу
  • Биология

    РЕАЛИЗАЦИЯ ДЕЙСТВИЯ ГЕНОВ В ОНТОГЕНЕЗЕ

    • Вид работы:

      Реферат

    • Выполнена:

      21 декабря 2016 г.

    • Стоимость:

      400 руб

    Заказать такую же работу
  • Биология

    Природно очаговые заболевания

    • Вид работы:

      Реферат

    • Выполнена:

      17 декабря 2016 г.

    • Стоимость:

      400 руб

    Заказать такую же работу
  • Не получается написать работу самому?

    Доверь это кандидату наук!