Помощь в изучении химии. ЗАНЯТИЕ 65. АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ. БИОПОЛИМЕРЫ.

Примерное время на чтение статьи: 35 минуты

БИОПОЛИМЕРЫ.

Биополимеры — это высокомолекулярные (мол. м. 10³—10⁹) природные соединения — белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся групп атомов или звеньев одинакового или различного химического строения.

Составляют структурную основу всех живых организмов и участвуют практически во всех процессах жизнедеятельности. Уникальные биологические свойства биополимеров во многом определяются их существованием в растворах в упорядоченной конформации. Это связано со слабыми внутримолекулярными взаимодействиями, среди которых первостепенную роль играют водородные связи и гидрофобные взаимодействия.

Биополимеры — это класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде и входящие в состав живых организмов. В связи с этим к биополимерам, прежде всего, относят белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды. Мономеры белков — аминокислоты, нуклеиновых кислот — нуклеотиды, в полисахаридах — моносахариды.

По-видимому, наиболее распространённый класс биополимеров — смешанные биополимеры — соединения, построенные из мономерных звеньев, относящиеся к органическим веществам различных типов (например, гликопротеиды, содержащие остатки углеводов и аминокислот, липопротеиды — остатки аминокислот, жирных кислот с длинной цепью и полиолов или аминоспиртов, гликолипиды, содержащие остатки моносахаридов и липидов). Для них характерна локализация на поверхности клетки.

Биополимеры — высокомолекулярные органические соединения,молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев — мономеров.

Мо­ле­ку­ляр­ная мас­са 10³–10⁹. Биополимеры со­став­ля­ют струк­тур­ную ос­но­ву всех жи­вых ор­га­низ­мов, уча­ст­ву­ют прак­ти­че­ски во всех про­цес­сах жиз­не­дея­тель­но­сти. Уни­каль­ные био­ло­гические свой­ст­ва биополимеров обу­слов­ле­ны их спо­соб­но­стью су­ще­ст­во­вать в рас­тво­рах в стро­го упо­ря­до­чен­ной кон­фор­ма­ции, в под­дер­жа­нии ко­то­рой пер­во­сте­пен­ную роль иг­ра­ют во­до­род­ные свя­зи и гид­ро­фоб­ные взаи­мо­дей­ст­вия ме­ж­ду отдельными груп­па­ми ато­мов. Ши­ро­ко рас­про­стра­не­ны сме­шан­ные биополимеры. Они со­сто­ят из ком­по­нен­тов, от­но­ся­щих­ся к различным клас­сам хи­мических со­еди­не­ний (напр., гли­ко­про­те­и­ны – из уг­ле­во­дов и бел­ков, нук­лео­про­теи­ны – из нук­леи­но­вых ки­слот и бел­ков, гли­ко­ли­пи­ды – из уг­ле­во­дов и ли­пи­дов). Биополимеры – это категория органических веществ, которые в природе встречаются в натуральном, естественном виде и входят в состав клеток живых организмов.

Биополимеры обладают рядом особенностей: 1. Состоят из большого числа атомов. 2. Имеют большое число функциональных групп. 3. Отличаются значительным числом степеней свободы, определяемых пространственной изомеризацией и различными конформациями исходных молекул.

Биополимеры имеют цепное строение, причем большинство из них имеют линейную структуру. Количество разветвленных биополимеров не так велико. В стабилизации молекулы биополимера принимают участие следующие взаимодействия: 1. Гидрофобные взаимодействия. 2. Водородные связи. 3. Электростатические силы. 4. Ван-дер-ваальсовы взаимодействия.

Классификация биополимеров.

Биополимеры делятся на три основные группы:

Углеводы: крахмал: запасной полисахарид растений – мономер глюкоза; гликоген: запасной полисахарид животных – мономер глюкоза; целлюлоза: структурный полисахарид растений – мономер глюкоза.

Белки – полимер, мономером которых являются аминокислоты.

Нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК) — полимер, мономером которых являются нуклеотиды.при­род­ные органические со­еди­не­ния, мо­ле­ку­лы ко­то­рых со­сто­ят из боль­шо­го чис­ла по­вто­ряю­щих­ся зве­нь­ев (мо­но­ме­ров).

Существуют и другие классификации биополимеров.

По составу:

1. Гомополимеры – биополимеры, состоящие из одинаковых мономеров (крахмал, целлюлоза).

2. Гетерополимеры – биополимеры, построенные из разных типов мономеров (белки, нуклеиновые кислоты).

По расположению мономеров:

1. Регулярные полимеры – разновидность гетерополимеров, мономеры периодически повторяются (углеводы — крахмал, гликоген, целлюлоза).

2. Нерегулярные полимеры – разновидность гетерополимеров, нет повторяемости в последовательности мономеров (белки, нуклеиновые кислоты).

По разветвленности:

1. Неразветвленные (линейные) полимеры — каждый мономер образует две связи с соседними мономерами (белки, нуклеиновые кислоты, некоторые полисахариды).

2. Разветвленные полимеры — к мономеру присоединяется три или более других мономера (некоторые полисахариды – крахмал, гликоген).

БЕЛКИ.

Белки – необходимая составная часть продуктов питания. Проблема пищевого белка стоит очень остро. По данным Международной организации по продовольствию и с. х-ву при ООН больше половины человечества не получает с пищей необходимого количества белка. Недостаток белка в пище вызывает тяжелое заболевание – квашиоркор. В процессе пищеварения белки подвергаются гидролизу до аминокислот которые и всасываются в кровь. Пищевая ценность белков зависит от их аминокислотного состава, так называемых незаменимых аминокислот, не синтезирующихся в организмах (для человека незаменимы триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин и фениланин). В питательном отношении растительные белки менее ценны, чем животные; они беднее лизином, метионином и триптофаном, труднее перевариваются. Один из путей решения проблемы – добавление в растительную пищу синтетических аминокислот. Наряду с этим выводят новые сорта растении, содержащие гены ответственные за синтез недостающих аминокислот. Перспективно использование для этого методов генетической инженерии. Чрезвычайно важное значение имеет внедрение промышленности, микробиологического синтеза, например выращивание дрожжей на гидролизном этиловом спирте, природном газе или нефти. Получаемые при этом белково-витаминные концентраты (БВК) используют в качестве добавок к корму с.-х. животных. Исследования советских микробиологов и технологов (Г.К.Скрябин и др.) послужили основой для производства БВК в СССР в крупных масштабах.

Функции некоторых белков в организме.

Функции белков	Виды белков
Катализаторы химических реакций	ферменты
Строительные ткани организма	коллаген
Образование мышечной ткани и регуляция работы мышц	актин, миозин
Регуляция биосинтеза белков и нуклеиновых кислот	гормоны
Переносчики вещества по организму	гемоглобин, миоглобин
Преобразование и утилизация энергии	родопсин, цитохромы
Накопление запасов энергии и вещества	проламины
Защита от чужеродных клеток	иммуноглобулин
Противовирусные функции	интерферон
Системы свертывания крови	тромбин, фибрин

Белки служат питательными веществами. В семенах многих растений (пшеница, кукуруза, бобовые, рис и др.), в мясе животных содержатся белки. К белкам относятся также альбумин – основной компонент яичного белка и казеин – главный белок молока. В человеческом организме насчитывается около 10 тыс. молекул белков – катализаторов (ферментов), при воздействии которых осуществляется быстрый гидролиз пептидных связей. Существуют белки, участвующие в регуляции клеточной и физиологической активности. К подобным белкам относятся многие гормоны, такие как инсулин, регулирующий обмен глюкозы, и гормон роста. Особый вид белков наделяет организм способностью изменять форму и сокращаться. За эту функции отвечают входящие в структуру мышц актин и миозин. Опорную и защитную функции выполняют белки, скрепляющие органы и придающие им прочность. Наша кожа представляет собой белок – коллаген, а волосы и ногти состоят из прочного нерастворимого белка – кератина. Первый белок, у которого расшифровали первичную структуру, был инсулин (1954 г.). Инсулин регулирует количество сахара в крови. Его молекула состоит из двух полипептидных цепочек, одна из которых содержит 21 аминокислотный остаток, а другая – 30 остатков. Цепочки соединены двумя дисульфидными мостиками (−S−S−). Для медицинских целей инсулин получают из поджелудочной железы животных. В настоящее время осуществлен полный химический синтез инсулина человека с применением генной инженерии. Перечень функций белков позволяет отнести живые организмы к форме существования белковых тел.

ГЛИКОПРОТЕИНЫ.

Гликопротеи́ны — двухкомпонентные белки, в которых белковая (пептидная) часть молекулы ковалентно соединена с одной или несколькими группами гетероолигосахаридов. Гликопротеины являются важным структурным компонентом клеточных мембран животных и растительных организмов. К гликопротеинам относятся большинство белковых гормонов. Также гликопротеинами являются все антитела, интерфероны, компоненты комплемента, белки плазмы крови, молока, рецепторные белки. Некоторые примеры гликопротеинов: Гликопротеины мембран эритроцитов, которые предопределяют группу крови у человека. Муцины, которые секретируются со слизью дыхательных и пищеварительных трактов. Сахара, присоединённые к муцинам, придают им значительную водоудерживающую способность, а также делают их устойчивыми к протеолизу пищеварительными ферментами. Структурные гликопротеины, которые встречаются в соединительной ткани. Они помогают связывать воедино волокна, клетки и основное вещество соединительной ткани.

Функция	Гликопротеины
Соединительная ткань и сухожилия	коллагены
Смазка и защитное средство	муцины
Транспортная молекула	трансферрин, церулоплазмин
Иммунологическая молекула	иммуноглобулины, антигены гистосовместимости
Гормон	Человеческий хорионический гонадотропин (ХГЧ), тиреотропный гормон (ТТГ)
Фермент	Например, щелочная фосфатаза, пататин
Сайт распознавания прикрепления клеток	Различные белки, участвующие в межклеточном (например, сперматозоид-овоцит), вирусклеточном, бактериальноклеточном, и гормонально-клеточном взаимодействии
Антифриз-протеин	Некоторые белки плазмы холодноводных рыб
Взаимодействовать с определенными углеводами	Лектины , селектины (лектины клеточной адгезии), антитела
Рецептор	Различные белки, участвующие в действии гормонов и лекарств
Влияет на сворачивание определенных белков	Калнексин, кальретикулин
Регулирование развития	Notch и его аналоги, ключевые белки
Гемостаз (и тромбоз)	Специфические гликопротеины на поверхностных мембранах тромбоцитов

НУКЛЕОПРОТЕИНЫ

Нуклеопротеиды — комплексы нуклеиновых кислот с белками. К нуклеопротеидам относятся устойчивые комплексы нуклеиновых кислот с белками, длительное время существующие в клетке в составе органелл или структурных элементов клетки в отличие от разнообразных короткоживущих промежуточных комплексов «белок — нуклеиновая кислота» (комплексы нуклеиновых кислот с ферментами — синтетазами и гидролазами — при синтезе и деградации нуклеиновых кислот, комплексы нуклеиновых кислот с регуляторными белками и т.п.).

Дезоксирибонуклеопротеиды

Хроматин— комплекс ДНК с гистонами в соматических клетках эукариот. За счёт электростатического взаимодействия нить ДНК совершает двойной оборот вокруг октамера гистонного комплекса, образуя  нуклеосомы, соединённые нитью ДНК. При присоединении к комплексу гистона H₁ шесть нуклеосом образуют кольцеобразный комплекс, в результате происходит конденсация хроматина с образованием фибриллярной структуры, которая далее при присоединении топоизомеразы II и ряда вспомогательных белков способна конденсироваться в гетерохроматин. ДНК, связанная в таком нуклеопротеидном комплексе, не транскрибируется.

Нуклеопротамины— комплекс ДНК с протаминами в сперматозоидах позвоночных, моллюсков и некоторых насекомых. За счет высокой основности протаминов и их меньшего, по сравне-нию с гистонами, размера, ДНК в нуклеопротаминах упакована значительно плотнее, чем в соматических клетках — в результате образования нейтрального комплекса ДНК с протаминами нуклеопротамины образуют плотные структуры, содержащие ~50,000 пар оснований, соединенные короткими участками ДНК, связывающимися с ядерным скелетом. Плотная организация нуклеопротаминов обеспечивает защиту ДНК сперматозоидов от внешних факторов.

Отдельным важным классом дезоксирибонуклеопротеидов являются вирусные нуклеопротеиды. Для репликации генетического материала ДНК-содержащих вирусов необходим перенос вирусной ДНК в ядро клетки, и такой транспорт и проникновение в ядро осуществляются в виде нуклеопротеидных комплексов, белки которых несут специфичные участки — сигналы ядерной локализации, обеспечивающие транспорт через ядерные поры.

Рибонуклеопротеиды.

В клетках в наибольших количествах содержатся два класса рибонуклеопротеидов: Нуклеопротеидные комплексы мРНК — матричные рибонуклеопротеиды (мРНП), часто называемые информосомами. Биологическая роль мРНП весьма разнообразна: они участвуют в транспорте мРНК, стабилизации (защите от деградации при транспорте) и трансляционной регуляции. мРНП также являются химически наиболее разнообразным классом нуклеопротеидов, и их разнообразие определяется транскриптомом, то есть совокупностью мРНК, синтезируемых в клетке.

Нуклеопротеидные комплексы  рибосомальных РНК (рРНП) — субъединицы рибосом — органелл, на которых происходит трансляция мРНК и синтез белков. Рибосомы представляют собой агрегаты из двух различных рРНП-субъединиц. Малые ядерные рибонуклеопротеиды (мяРНП) — нуклеопротеидные комплексы малых ядерных РНК, являющиеся субъединицами  сплайсо-сом (участников сплайсинга ядерных транскриптов — предшественников зрелых РНК).

ГЛИКОЛИПИДЫ

Гликолипиды — сложные липиды, образующиеся в результате соединения спиртов, жирных кислот и углеводов. В молекулах гликолипидов есть полярные «головы» (углевод) и неполярные «хвосты» (остатки жирных кислот). Благодаря этому гликолипиды (вместе с фосфолипидами) входят в состав клеточных мембран. Гликолипиды широко представлены в тканях, особенно в нервной ткани, в частности в ткани мозга. Они локализованы преимущественно на наружной поверхности плазматической мембраны, где их углеводные компоненты входят в число других углеводов клеточной поверхности.

Несмотря на большое разнообразие структур, гликолипиды обладают некоторыми общими свойствами. Гликолипиды являются поверхностно-активными веществами (ПАВ). Благодаря присутствию длинных алипавтических цепочек, они могут растворятбся в некоторых органических растворителях (например, в бутаноле, смеси хлороформа и метанола), а наличие углеводной части придает им растворимость в воде, возрастающую с увеличением длины углеводородной цепи. Выбор способов выделения гликолипидов из ткани и разделение их на классы зависит от полярности исследуемых гликолипидов.

НАТУРАЛЬНЫЙ КАУЧУК.

Нельзя обойти вниманием полиизопрены. Изопреновый каучук – это форма природного каучука, но в модифицированной и адаптированной химическим образом вещество. Другими словами, данное вещество является разновидностью резины и его промышленный сбыт в мировой торговле представляет собой десятки тонн в месяц, потому что сфера применения огромна. Его формула: _nСН₂=С(СН₃)-СН=СН₂ → (-СН₂-С(СН₃)=СН-СН₂-)_n. Данный вид каучука очень похож на природный и представляет собой серую массу синтетического вещества без запаха. Его производят путем всевозможных химических процессов. Натуральный каучук – это и есть изопреновый каучук. Поэтому ученым нужно было придумать как разработать эту сложную, но при этом простую формулу. Синтез изопренового каучука удался, но не в полной мере как у натурального. В строении натурального каучука группы СН расположены не беспорядочно, как в искусственном, а находятся по одну сторону двойной связи в каждом звене. Иными словами, получить эту связь искусственным путем просто невозможно.  Этот факт еще раз доказывает уникальность природы и всех веществ, которые она производит.

Природный каучук получают из дерева, именуемым Гевея. Эти каучуконосные виды растений – деревья, произрастают на экваторе, данный пояс достигает ширины 1300 км, именуется «каучуковым поясом». Здесь занимаются выращиванием специальных деревьев, которые предназначаются для промышленных целей. В других растениях есть подобные составы, но они менее качественные, нежели чем в дереве Гевея. Главный сырьевой источник натурального каучука – это сок конкретной растительности, могущей выделять латекс, то есть, жидкость белого цвета с наличием особенных характеристик. Сам латекс представляет собой широко распространенную составляющую растений, его можно встретить у представителей каучуконосных различных ботанических групп. Он присутствует во всяких частях растений, поэтому те и делятся на отдельные виды: · латексные — вещество собирается в соке; · хлоренхимные – когда вещество собирается в молодых побегах и листве; · паренхимные – когда вещество собирается в стеблях и корнях;

Натуральный каучук белого цвета, после добычи меняет цвет до коричневого или черного. Молочко добывают из дерева, путем надрезания его коры. При нагревании и замерзании он резко меняют свои свойства, поэтому ученые придумали методы, которые делали вещество твердым и при этом пластичным, и эластичным, т.е. с сохранением всех необходимых свойств. Один из таких процессов называется вулканизацией. Натуральный каучук обладает множественными двойными связями, его общая формула выглядит так: (C₅H₈) _n. Символ n представляет уровень полимеризации, достигает приблизительно 1000-3000 единиц. В состав молекулы каучука входят лишь водород и углерод, поэтому и относится он к углеводородам, что подтверждает формула. Молекулярный вес некоторых единиц является больше полумиллиона грамм на моль. Значит можно сделать вывод, что каучук представляет собой натуральный полимер изопрена. В изопрене чередуются двойные и одинарные связи, поэтому вращение молекулы возможно лишь возле одинарных. Такие колебания влияют на молекулу, под некоторым давлением она изгибается и ее концы сближаются в состоянии покоя. Она имеет сходство с круглой пружиной, что дает возможность легко растягиваться, увеличивать собственные размеры в момент разведения концов. 

В чистом виде натуральный каучук практически не используется из-за его поведения в низких и повышенных температурах. А вот вулканизированный натуральный каучук чаще всего служит сырьем для производства резины и всевозможных изделий из нее. В первую очередь, именно шинная промышленность нуждается в каучуке природного происхождения. Из него производят летние и зимние шины, а также шины для велосипедов, автомобилей, тракторов, специальной техники.

Стоит понимать, что для производства резины и шин, в том числе, используется не только каучук, но и различные наполнители, пластификаторы, противостарители, катализаторы и другие вещества. Это необходимо для ускорения или упрощения процесса производства или же для придания дополнительных свойств изделиям. Например, противостарители нужны для замедления старения резины и тем самым увеличения срока эксплуатации изделий из нее, а катализаторы вводят для того, чтобы ускорить процесс вулканизации.

Виды натурального каучука

В 1969 году вступил в действие стандарт, регламентирующий качества природного продукта. В нем весь каучук разделен на 8 типов, состоящих из 35 сортов. К основным можно отнести: — рифленый смокед-шит, иногда его называют копченый лист; — светлый креп, он имеет светло-кремовый цвет и множество других.

Качество природного каучука оценивают по результатам осмотра и верификации его с эталонным образцом. Кроме этого, применяется классификация каучука в соответствии с техническими нормами и правилами. В них нормируются количества допустимых примесей.

Свойства натурального каучука

Натуральный каучук имеет высокие физические и технологические свойства, позволяет совершать обработку на оборудовании предприятий резиновой промышленности. Главное и нестандартное свойство – это эластичность, то есть способность возвращаться к начальной форме после того, как прекратится влияние сил, вызывающих деформацию. Натуральный каучук настолько эластичен, что даже при малейших усилиях может показывать изменения растяжения до 1000%, тогда как для стандартных тел данная величина составляет не больше 1%. Это качество сохраняется в больших пределах температуры, что выделяет материал среди других. Когда температуры повышена, он становится липким, мягким, в условиях холода — хрупким и твердым. Если каучук хранить на протяжении длительного времени, то он станет очень твердым. Температура 80 °С – это условия, при которых он утратит эластичность, а 120 °С – станет жидкостью, похожей на смолу, после чего уже не вернется к первоначальному виду. Такому преображению помешает процесс, заключающийся в окислении главного вещества – углеводорода. Если температура поднимется до 250 °С, каучук начнет разлагаться, вследствие чего возникнет множество жидких и газообразных веществ. Каучук можно назвать отличным диэлектриком, обладающим пониженной газопроницаемостью и водопроницаемостью.

Вместе с эластичностью материл обладает еще ярко выраженной пластичностью, что сразу очевидно при его изучении. Он может сохранять свою форму, которая получилась под сильным воздействием внешней среды. Если сказать по-другому, то пластичность каучука – это способность деформироваться, что станет необратимым процессом. Она является отличительной характеристикой материала, проявляется в момент сильного нагревания и обработки механического типа. Потому как каучук имеет, вышеперечисленные свойства, в настоящее время его называют пласто-эластическим материалом и широко используют в современной промышленности.

ЗНАЧЕНИЕ БИОПОЛИМЕРОВ.

Стоит отметить, что биополимеры, как правило, применяются в технологиях изготовления различных пластиковых предметов. Но, несмотря на это, их доля в мировом рынке литья пластмасс составляет менее 1%. Однако биополимеры, которые изготавливаются из легко синтезируемых веществ и быстро возобновляемых сырьевых материалов, обладают огромным рыночным потенциалом. На 2020 г производство биополимеров превысило отметку в 1.5 млн. тонн за год. И для этого есть несколько причин: 1. Возрастающий дефицит как органического, так и минерального сырья, в особенности природного газа и углеводородов, которые используются в изготовлении большинства полимерных изделий. Соответственно со временем цена на эти вещества существенно вырастет. 2. Биополимеры – это не только  альтернатива для обыкновенных пластичных масс на основе нефти, но и новый прогрессивный материал. 3. Интересы к биополимерам в последние годы максимально подогреваются из-за значительного  ухудшения окружающей среды.

Биополимеры способны значительно повлиять на снижение основных нужд промышленности в полезных ископаемых и понизить количество вредоносных выбросов диоксидов углерода в атмосферу нашей планеты. Однако для некоторых отходов биополимеров необходимы специальные технологии по утилизации, например, для полиэтиленовых пакетов и пленок. Ведь существующие на данный период времени методики далеки от совершенства и требуют серьезной доработки. Потому в случае, если наука сможет улучшить технику утилизации полимеров или создаст новые, легко разрушаемые виды, загрязнение окружающей среды значительно снизится, и общая жизнь населения планеты качественно улучшится. В связи с этим можно смело заявить, что потребность в замене сырьевых материалов для изготовления полимерной продукции – отнюдь не миф и биополимеры – это оптимальный и наиболее выигрышный вариант для мировой химической индустрии и науки как таковой.

Биополимеры (полное название – биоразлагаемые полимеры) – это полимеры природного происхождения. По-другому их можно назвать природными полимерами. Они входят в состав живых организмов: например, у человека это молекулы белков и ДНК, у дерева – целлюлоза. Помимо природных есть полимеры синтетического происхождения, которые получают из продуктов химической переработки нефти и газа.

БИОПОЛИМЕРЫ И ЭКОЛОГИЯ.

• Биоразлагаемые полимеры полностью разлагаются и безвредны для окружающей среды, синтетические – практически нет. Их распад в природе произойдёт не раньше, чем через 100 лет, поэтому их нужно утилизировать. Для сравнения: пластик из биополимеров уже за 180 дней разлагается на 90% под действием микроорганизмов – бактерий или грибков.
• Биополимеры делают из 100% возобновляемого сырья, синтетические – из углеводородов. Сырьё для большинства синтетических полимеров – это природный или попутный газ и продукты нефтегазохимии. Это невозобновляемые ресурсы, их объём ограничен. Биологически разлагаемые полимеры получают из биомассы, которую природа производит постоянно: альгинаты из водорослей, целлюлозу из кукурузы, крахмал из картофеля и так далее. 

Обычно природное сырьё дороже продуктов нефтегазохимии. Чтобы сделать биополимеры доступнее, эксперты НПО БиоМикроГели подобрали самые распространённые и доступные источники природного сырья и разработали технологию получения биоразлагаемых полимеров на их основе. Пектин получили из жома сахарной свеклы, яблочного жмыха и корзинок подсолнечника, целлюлозу – из вторичных продуктов деревообработки. В результате получились доступные и экологичные реагенты для очистки воды – биомикрогели.

БиоМикроГели используют биополимеры – целлюлозу и пектин – в производстве реагентов для водоочистки. В России такого сырья много, цена на него невелика. Но даже если разместить производство в других странах, найти аналоги тоже будет легко. К примеру, пектин также есть в жоме тыквы и цитрусовом жмыхе. Реагенты на основе синтетических полимеров могут повторно загрязнять собой очищенную воду. Биомикрогели не влияют на химический состав воды, поэтому её не понадобится дополнительно очищать от остатков реагента.

Использовать продукцию из биополимеров – значит беречь природу. Они также эффективны, как и синтетические, только не вредят природе, не зависят от нефти и газа. Единственный минус – в большинстве случаев они дороже синтетических. Поэтому пока что доля таких биополимеров, как Биомикрогели^®, составляет 1% или 2,62 млн т. Однако, у биоразлагаемых полимеров большой рыночный потенциал – к 2028 году объём мировых мощностей по их производству вырастет на 19% или до 3,13 млн т.

ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ.

Ответьте на вопросы.

1. Какие углеводороды входят в состав нефти?
2. С какой операции начинается переработка сырой нефти?
3. Перечислите фракции, которые получают при перегонке нефти.
4. Какой процесс называют пиролизом?
5. Какой фрагмент макромолекулы называют её структурным звеном?
6. В чем сущность процесса полимеризации?
7. Существуют ли различия в молекулярных структурах крахмала и целлюлозы?
8. Почему крахмал называют «основным запасным веществом» растений, а целлюлозу основным «конструкционным материалом» растений?
9. Почему из клетчатки можно получить волокно, а из крахмала – нет?
10. Какие вещества называют белками?
11. Какую связь называют пептидной?
12. Чем отличается молекула α-аминокислоты от молекулы белка и в чем сходство между ними?
13. Имеют ли белки температуры плавления и кипения?
14. Почему белки нельзя долго заменять пищей, содержащей только жиры и углеводы?
15. Какую роль играют нуклеиновые кислоты в живом организме?
16. Где в живом организме находится основное количество ДНК?
17. Какое соединение называют нуклеотидом?
18. Назовите основные свойства ДНК.
19. Что такое ген?
20. Какую роль играют в организме РНК?

Выполните упражнения.

1. Изобразите структурное звено бутадиенового каучука,.
2. В чем различие между синтетическими и природными высокомолекулярными соединениями?
3. Что такое структурное звено в макромолекуле?
4. В чем сущность процесса полимеризации?
5. В чем сущность процесса поликонденсации?
6. Объясните, чем отличается регулярный полимер от нерегулярного? Приведите примеры.
7. Нормальное содержание глюкозы в крови человека 80-120 мг в 100 мл. Как регулируется содержание глюкозы в крови?
8. Объясните, почему, когда человек работает физически, ему становится жарко?
9. Из 200 г мелких древесных опилок, содержащих 60 % клетчатки, гидролизом получено 36 г глюкозы. Определите массовую долю выхода глюкозы.
10. Длина ДНК в ядре клетки человека 1.5 м. Докажите, что существование ДНК в ядре возможно, несмотря на такую длину.
11. Как вы думаете, каким образом «штампуются» молекулы белков с помощью ДНК, если известно, что ни ДНК, ни РНК по своему химическому составу не похожи на белки?