Химическая организация клетки. Органические вещества

Химическая организация клетки

Химическая организация клетки. Органические вещества

Вы уже знаете, что все организмы состоят из клеток. Некоторые организмы состоят из одной клетки, другие — из многих. Процессы, происходящие внутри клеток, является основой функционирования как одноклеточных, так и многоклеточных организмов. Разнообразие соединений в организмах гораздо больше, чем в объектах неживой природы.

Внутриклеточные процессы обеспечиваются взаимодействием многих химических веществ. Для того чтобы понять, как построена и функционирует клетка, ознакомимся сначала с ее химическим составом.

Типичная клетка организма человека содержит как органические, так и неорганические вещества: 65% воды, 1,5% других неорганических соединений, 20% белков, 12% липидов, около 1% нуклеиновых кислот и менее 0,5% углеводов и других органических веществ ( по массе).

Элементный состав клеток

Из курса химии вам уже известно, что химические вещества состоят из молекул, а те, в свою очередь, из атомов химических элементов.

В организмах обнаружены почти все химические элементы, которые есть в объектах неживой природы, что свидетельствует о единстве живой и неживой природы. Они образованы одинаковыми атомами, однако их количество может существенно различаться.

В качестве доказательства этого рассмотрим схему содержания некоторых химических элементов в организме человека. Он несколько сходен (но не идентичен) с составом морской воды, однако существенно отличается от состава земной коры.

В организме человека имеются атомы 60 химических элементов, но только на четыре из них — водород, кислород, углерод и азот приходится около 99% от количества атомов и 96% массы организма человека.

Недостаток тех или иных элементов может привести к ограничению роста и развития, а иногда — даже к гибели организма. Ведь химические элементы образуют органические и неорганические соединения, которые обеспечивают жизнедеятельность клетки и организма в целом. Поэтому ознакомимся со значением основных химических элементов для всего живого.

Значение химических элементов для всего живого

По значению для живого химические элементы делятся на несколько групп.

1. Углерод, водород, кислород и азот формируют 98% массы организмов. Эти четыре элемента называются органогенными. Первые три элемента являются обязательными компонентами всех органических соединений. Азот входит в состав белков и нуклеиновых кислот, а также других веществ.

Кроме того, водород и кислород составляют молекулу воды, является обязательным компонентом живого. Для дыхания аэробным организмам необходим кислород (02 ), образованный двумя атомами кислорода. Углерод входит в состав неорганических соединений — углекислого газа (С02 ), карбонатов и водород-карбонатов, которые имеют важное значение для живых организмов.

2. На семь других химических элементов приходится около 1,9% количества атомов. Несмотря на относительно небольшое количество, они необходимы для функционирования всех известных организмов:

  • Натрий, калий и хлор в виде соответствующих ионов (Na + , К + , Cl+) необходимы для нормального функционирования каждой клетки.
  • Ртуть участвует в обеспечении способности нервных и мышечных клеток к раздражительности и возбуждения. Соляная кислота создает кислую среду в желудке позвоночных животных и человека, обеспечивая активность ферментов желудочного сока.
  • Кальций в составе карбонатов, сульфатов и фосфатов обеспечивает прочность костей, зубов, ракушек, яичной скорлупы и т.д. (рис. 6). Как ион Са2+  он участвует в регуляции многих внутриклеточных функций. В частности он необходим для обеспечения процессов выделения (секреции) из клетки многих гормонов, ферментов, медиаторов, нужен для сокращения мышц. В организме человека ион Са2+  участвует в свертывании крови.
  • Фосфор в виде ортофосфат-аниона входит в состав многих жизненно важных органических соединений, в частности ортофосфорная кислота, необходимой для синтеза АТФ и нуклеиновых кислот.
  • Магний входит в состав некоторых ферментов, активируя их. У растений этот элемент является обязательным компонентом молекулы хлорофилла в хлоропластах. Сера входит в состав некоторых аминокислот, образующих белки во всех живых организмах.

3. Следующие элементы есть в живом в общем количестве 0,1%. Они нужны для жизнедеятельности многих, но не всех организмов. К этой группе относятся бор, фтор, кремний, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель, медь, цинк, йод, молибден, селен. Они являются компонентами некоторых жизненно необходимых веществ в определенных видов или групп организмов.

 Например, йод входит в состав гормонов щитовидной железы позвоночных животных, а кремний — в состав опорных структур некоторых организмов: клеточных стенок хвощей, панцирей диатомовых водорослей, внутриклеточного скелета радиолярий, скелета некоторых губок.

 С помощью микроскопа можно увидеть эритроциты красного цвета, который обусловлен наличием гемоглобина, в состав которого входит железо.

Вода в составе клеток и ее биологическая роль

Вода относится к числу наиболее распространенным веществ на Земле. Она занимает огромные пространства на поверхности планеты в виде льда и снега, покрывает высокие горы и огромные просторы Арктики и Антарктиды. Много воды есть в атмосфере. Это пар, туман и облака. Значительное количество воды содержится и в земной коре в виде подземных вод.

В природе вода находится не только в свободном состоянии, но и в химически связанном. Она является составляющей многих горных пород и всех живых организмов. Это основная неорганическое вещество, входящее в состав живых организмов. воды в них составляет 60 — 70%, а в некоторых случаях — до 98%. Цитоплазма большинстве клеток содержит примерно 80% воды, кровь и лимфа человека — более 80%.

Итак, вода является основой внутренней среды организмов.

Молекула воды состоит из двух атомов водорода, соединенных с атомом кислорода ковалентными связями. Молекула воды является полярной — атом кислорода в ее составе должно частично отрицательный заряд, тогда как атомы водорода — частично положительный. Благодаря этому две соседние молекулы взаимно притягиваются.

Так возникает водородная связь. Этим объясняется главная особенность воды — она ​​является растворителем для других веществ полярного строения.

В растворе молекулы воды ориентированы так, что отрицательно заряженный атом кислорода направлен в сторону положительных зарядов растворенных частиц, а положительно заряженные атомы водорода — в сторону негативных.

В зависимости от растворимости в воде соединения разделяют на гидрофильные (хорошо растворимые) и гидрофобные (нерастворимые). К гидрофильным принадлежит большинство солей, глюкоза, некоторые аминокислоты и белки.

Гидрофобными являются жиры и другие подобные вещества. Как растворитель вода является средой для протекания многих химических реакций. Кроме того, она может сама вступать в определенные реакции или образовываться как продукт их протекания.

Благодаря хорошей растворимости различных веществ вода участвует в их транспортировке, перенося питательные вещества, продукты обменных процессов и т.д. (например, с кровью в организме человека или в сосудах растений). В организме вода распределена неравномерно.

Это зависит от интенсивности процессов обмена веществ между органами и тканями.

Как и другие жидкости, вода плохо сжимается, а потому может выполнять механическую функцию. Заполненные жидкостью полости в теле животных работают как гидроскелет.

У растений вода обеспечивает упругость клеток и частей тела. Жидкость, которая заполняет пространство между головным мозгом и костями черепа, обеспечивает амортизацию при ударах.

Благодаря воде ослабляется трения между различными поверхностями (например, в суставах).

Из курса физики целесообразно вспомнить, что вода имеет сравнительно высокие удельную теплоемкость и теплоту испарения. В результате она выполняет терморегуляторную функцию.

При испарении воды с поверхности организма он теряет большое количество теплоты (вспомните, как в жару охлаждаются кошки или собаки). Вода переносит теплоту от более нагретых органов к холодным.

Например, во время интенсивной физической работы кровь нагревается в мышцах и охлаждается в коже.

Вода может менять свои свойства, в частности температуры замерзания и кипения в зависимости от количества растворенных в ней веществ.

Вследствие увеличения концентрации растворенных веществ снижается температура, при которой вода переходит в твердое состояние, и организмы могут приспосабливаться к изменениям температуры окружающей среды.

Например, с наступлением зимы в клетках растений повышается содержание углеводов в растворе, у членистоногих — глицерина, у рыб — белков и тому подобное.

Источник: https://www.polnaja-jenciklopedija.ru/biologiya/himicheskaya-organizatsiya-kletki.html

Химическая организация клетки. Органические вещества

Химическая организация клетки. Органические вещества

ТАБЛИЦА (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. М.,1991)

ВеществоПоступление в клеткуСоставФункции
БелкиУ растений синтезируются на рибосомах из аминокислот, которые образуются в клетках, из NH2 и карбоксильной группы, соединенных с различными радикалами. У животных поступают с пищей, расщепляются до аминокислот, которые идут на синтез собственных белковБиополимеры. Мономерами являются аминокислоты – низко-молекулярные соединения. Заменимые аминокислоты синтезируются в организме, незаменимые поступают с пищей: Макромолекулы белка имеют первичную (цепочка), вторичную (спираль), третичную (глобулы) и четвертичную (агрегаты молекул) структурыСтроительная (входит в состав всех мембранных структур); каталитическая (ферменты); регуляторная (гормоны); двигательная (сократительные белки); транспортная (гемоглобин); защитная (антитела); сигнальная (реакция на раздражение); энергетическая (источник энергии); механическая (прочность различных структур)
Белки-ферментыСинтезируются из аминокислот на рибосомах в соответствии с генетическим кодомБиополимеры. Бывают двух типов: однокомпо-нентные, состоящие только из белка, и двухкомпонен-тные, состоящие из белка и небелкового компонента – органического (витамина) и неорганического (металла)Биологические катализаторы специфического характера; образующие в клетках ферментные системы противопо-ложного действия, что обеспечивает регуляцию жизнеде-ятельности: одни участвуют в синтезе органических веществ, другие – в их расщеплении
Жиры (липиды), липоидыУ растений синтезируются в каналах эндоплаз-матической сети; у животных поступают с пищей, расщепляются и вновь синтезируются в собственные жирыСоединения глицерина (трехатомного спирта) с высокомоле-кулярными органическими кислотами (жирными). Носят гидрофобный характер. Липоиды – жироподобные вещества, у которых одна молекула жирной кислоты заменена на Н2РО4Источник энергии. Теплорегуляция. Защита органов. Строительная функция – входят в состав мембран, обеспечивая их полупроницаемость, и матрикса органелл. Компонент витаминов, растительных пигментов. Источник воды для животных организмов
УглеводыУ растений синтезируются в хлоропластах в процессе фотосинтеза из СО2 и НзО. У животных поступают с пищейБиополимеры. Мономером является глюкоза. Моносахариды: глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза, галактоза. Дисахариды: сахароза, мальтоза. Полисахариды: крахмал, гликоген, клетчатка, хитинИсточник энергии. Исходное органическое вещество в цепи питания, строительный материал – целлюлозная клеточная стенка у растений. Рибоза и дезоксирибоза – составные компоненты ДНК, РНК. АТФ

Изорганических соединений в клетке содержатся белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты, жироподобные вещества (липоиды) и др. Таким образом, отличия живого от неживого в химическом отношении проявляются уже на молекулярном уровне.

Белки. Из всех органических веществ в клетке ведущая роль принадлежит белкам.

Белки – это полимеры, их составными единицами (мономерами) являются аминокислоты. На долю белков в клетке приходится 50-80% сухой массы.

Молекулярная масса белков огромна; например, у белка яйца-яичного альбумина она составляет 36000, у гемоглобина-65 000, у сократительного белка мышц (актомиозин)- 1500000, в то время как у молекул глюкозы она равна 180.

Любая аминокислота состоит из карбоксила (СООН), аминогруппы (NH2) и радикала (R).

Различаются они только радикалами, которые крайне разнообразны по структуре. Аминогруппа придает аминокислоте щелочные свойства карбоксил – кислотные; этим определяются амфотерные свойства аминокислот. Каждая аминокислота может соединиться с другой посредством пептидных связей (-CO-NH-).

В этом случае от аминогруппы одной аминокислоты отделяется ион H+, а от карбоксила другой радикал ОН с образованием молекулы воды. Соединение, возникающее из двух и большего числа аминокислотных остатков, называется полипептидом. В нем между мономерами существуют самые прочные ковалентные связи.

Таким образом, природный белок состоит из нескольких десятков или сотен аминокислот, структура же белковой молекулы зависит от вида аминокислот, их количества и порядка расположения в полипептидной цепи.

Последовательность аминокислот в полипептидной цепи определяет первичную структуру молекулы белка от которой в свою очередь зависят последующие уровни пространственной организации и биологические свойства белка. Следующий уровень организации белка – вторичная структура. Она имеет вид спирали.

Между изгибами спирали возникают водородные связи, которые слабее ковалентных, но, повторенные многократно, создают довольно прочное сцепление. Витки спирали могут сворачиваться в клубочки, образуя более сложное разветвление, в котором отдельные звенья спирали соединяются более слабыми бисульфидными связями.

В этих пунктах в радикалах аминокислот располагаются атомы серы, и соединение между ними создает бисульфидную связь: -S-S-. Так возникает третичная структура молекулы белка. Объединяясь в агрегаты, молекулы белка смогут образовывать четвертичную структуру.

Под влиянием термических, химических и других факторов в белке нарушаются бисульфидные и водородные связи. Это приводит к нарушению сложной структуры – денатурации. При этом третичная структура переходит во вторичную и далее – в первичную. Если первичная структура не разрушается, то весь процесс оказывается обратимым, что имеет исключительно важное значение в восстановлении функциональных свойств белковой молекулы после повреждающих воздействий. Белки можно разделить на глобулярные (антитела, гормоны, ферменты) и фибриллярные (коллаген, кератин кожи, эластин).

Биологическая роль белков в клетке и во всех жизненных процессах очень велика. На первом месте стоит их каталитическая функция.

Поскольку многие внутриклеточные вещества в химическом отношении инертны и их концентрация в клетке незначительна, реакции в клетках должны бы протекать очень замедленно. Однако благодаря присутствию в клетке биокатализаторов реакции проходят исключительно быстро.

Все биокатализаторы (они называются ферментами или энзимами) – вещества белковой природы. Каждую химическую реакцию обусловливает свой биокатализатор.

Всевозможных реакций в цитоплазме клетки осуществляется очень, много, столь же много и биокатализаторов, контролирующих ход этих реакций.

Строительная функция белков сводится к их участию в формировании всех клеточных органоидов и мембраны. Следующая функция белка – сигнальная.

Исследования показывают, что факторы внешней и внутренней среды – температурные, химические, механические и другие способны вызвать обратимые изменения структуры, а значит, и свойств белков. Их способность к обратимым, изменениям структуры под влиянием раздражителей лежит в основе важного свойства живого – раздражимости.

Восприятие любого раздражителя связано с изменением пространственной упаковки белковой молекулы.

Сократительная функция белка состоит в том, что все виды двигательных реакций клетки выполняются особыми сократительными белками (актин и миозин в мышцах высших животных, сократительные белки в жгутиках и ресничках простейших и др.). При этом, взаимодействуя с АТФ, белки разрушают ее, а сами укорачиваются, вызывая эффект движения.

Транспортная функция белков выражается в способности специфических белков крови обратимо соединяться с органическими и неорганическими веществами и доставлять их в разные органы, и ткани. Так, гемоглобин соединяется с кислородом и диоксидом углерода. Сывороточный белок альбумин связывает и переносит вещества липидного характера, гормоны и др.

Белки выполняют и защитную функцию. В организме в ответ на проникновение в него чужеродных веществ вырабатываются антитела – особые белки, которые нейтрализуют, обезвреживают чужеродные белки.

Белки могут служить источником энергии. Расщепляясь в клетке до аминокислот и далее до конечных продуктов распада – диоксида углерода, воды и азотосодержащих веществ, они выделяют энергию, необходимую для многих жизненных процессов в клетке.

Углеводы встречаются как в животных, так и в растительных клетках, причем в последних их значительно больше-до 80% сухой массы.

В живых клетках углеводы могут быть представлены простыми сахарами (моносахаридами Cn(H2O)n, например глюкозой, фруктозой, и сложными соединениями (полисахаридами), такими, как крахмал, клетчатка, гликоген.

Глюкоза и фруктоза хорошо растворимы в воде и встречаются в клетках плодов, которым придают сладкий вкус.

По числу атомов углерода простые углеводы делятся на две группы: пентозы (включают 5 атомов углерода), например рибоза, дезоксирибоза (в составе нуклеиновых кислот и АТФ), и гексозы (6 атомов углерода), например галактоза, глюкоза, фруктоза. Молекулы моносахаридов, объединяясь друг с другом, образуют дисахариды например сахарозу (состоит из глюкозы и фруктозы), лактозу (состоит из глюкозы и галактозы). Все они хорошо растворимы в воде. Более сложные полисахариды в воле нерастворимы и сладким вкусом не обладают: например крахмал и клетчатка в растительных клетках, гликоген-в животных клетках. Углеводы участвуют в построении ряда клеточных структур – клеточной стенки растений, а в сложном сочетании с белками входят в состав костей, хрящей, связок, сухожилий Кроме того, углеводы служат источником энергии, которая расходуется на движение клеток, секрецию, синтез белков и любые другие формы деятельности клетки.

Жиры представляют собой соединение трехатомного спирта глицерина с жирными кислотами. Их содержание в клетках составляет 5-15% от сухой массы, а в некоторых клетках-до 90%.

Наряду с жирами в клетках встречаются жироподобные вещества – липоиды, представляющие собой эфиры жирных кислот и спиртов, но не глицерина. Подобно жиру, они нерастворимы в воде и обычно присутствуют в клетке в соединении с белками, образуя с ними комплексы – липопротеиды.

Жиры и жироподобные вещества содержатся в клеточных мембранах и ядре, входят в состав оболочек нервных волокон, регулируют поступление жирорастворимых веществ внутрь клетки и за ее пределы. Жиры служат источником воды, которая выделяется при их окислении.

Они плохо проводят тепло и могут поэтому выполнять функцию теплоизоляции. Некоторые липоиды входят в состав гормонов половых желез и надпочечников, провитамина D, желтка яйцеклеток и др. Жиры – источник энергии.

липоиды

Нуклеиновые кислоты – это высокомолекулярные органические соединения, имеющие первостепенное биологическое значение. Впервые они были обнаружены в ядре клеток (в конце XIX в.), отсюда и получили соответствующее название (нуклеус – ядро). Нуклеиновые кислоты хранят и передают наследственную информацию. Подробнее см. “Нуклеиновые кислоты

Источник: https://www.examen.ru/add/manual/school-subjects/natural-sciences/biology/uchenie-o-kletke/ximicheskaya-organizacziya-kletki-organicheskie-veshhestva/

Технологическая карта и презентация к уроку

Химическая организация клетки. Органические вещества

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ЗАНЯТИЯ

ПредметБиология

Курс 1 (база 9 классов)

Тема Химическая организация клетки. Органические вещества в клетке.

Цель занятия – изучение особенностей строения органических веществ, их роли в обеспечении жизнедеятельности клетки и биологическое значение для живых организмов.

Задачи занятия:

образовательныеформировать знания о химическом составе клетки, их роли в обеспечении жизнедеятельности клетки и биологического значения для живых организмов.

развивающие развивать умение анализировать, сравнивать, обобщать, выявлять причинно-следственные связи, объяснять особенности; развивать коммуникативные навыки при работе в группах, развивать познавательный интерес.

воспитательные осознание роли органических веществ для нормального функционирования, как отдельной клетки, так и целого организма; создать условия для реализации личностных и коммуникативных навыков у студентов.

Тип занятия – изучение нового материала.

Организационная форма занятия – фронтальная, групповая и индивидуальная работа.

Имеющиеся понятия – неорганические вещества, органические вещества, минеральные элементы (макро-, микро- и ультрамикроэлементы), вода.

Новые понятия – полимеры, мономеры, белки, жиры, углеводу, нуклеиновые кислоты, АТФ.

Автор учебника или УМК, по которому ведётся обучение – Биология для профессий и специальностей технического и естественнонаучного профилей: учебник для СПО / В.М. Константинов, А.Г. Резанов, Е.О. Фадеева; под ред. В.М. Константинова. – М. : Академия, 2017. – 336 с.

Средства обучения – презентация «Органические вещества в клетке»; таблицы «Органические вещества в клетке» и «Функции органических веществ в клетке»; инструктивные карточки «Функции белков», «Функции углеводов» и «Функции липидов»; учебники; фильм «Денатурация белка»; компьютер и мультимедийный проектор.

Планируемые результаты урока:

личностные – осознавать неполноту знаний и проявлять интереса к познанию нового; понимать значение органических веществ для обеспечения нормального функционирования живого организма; развивать умение слушать и слышать мнения коллег; оценивать свой вклад в работу группы; формировать творческое отношение к процессу выполнения заданий и ответственное отношение к процессу обучения.

метапредметные – применять уже полученные знания на химии при изучении нового материала; понимать учебную задачу урока и стремиться к ее выполнению; развить умение получать, анализировать представленную информацию, составлять на ее основе таблицы, писать конспект; уметь сравнивать объекты по признакам, находить отличия; искать ответы на поставленные проблемные вопросы; уметь сотрудничать при работе в группе, интересоваться мнением коллег и высказывать свое мнение, мысли и идеи в устной форме;

предметные – знать химический состав клетки, раскрывать особенности строения и функций белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот и АТФ, выделять существенные признаки представителей каждого класса органических веществ; объяснять значения терминов.

Обучающийся научится характеризовать основные классы органических веществ, образующих живые организмы, называть их отличительные признаки; называть смысл понятий полимер, мономер, белок, аминокислота, углеводы, моносахариды, полисахариды, нуклеиновая кислота, нуклеотид, АТФ; классифицировать, сравнивать; оценивать информацию об органических веществах, получаемую из разных источников.

Обучающийся получит возможность научиться находить в учебной литературе информацию функциях и значении органических веществ в клетке и живом организме, оформлять ее в виде таблиц и представлять в форме устного сообщения; объяснять как особенности строения органических веществ связаны с выполняемыми или функциями; высказывать свое мнение на поставленные вопросы, аргументировать свою точку зрения в ходе их обсуждения.

Информационные источники:

  1. Биология. Пособие для поступающих в вузы / Н.Г. Быстренина, А.Г. Мустафин, Ф.К. Лагкуева, В.Н. Ярыгин; под ред. В.Н. Ярыгина. 11-е изд. – М. : Высшая школа, 2010. – 492 с.

  2. Богданова, Т.Л. Биология. Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы / Т.Л. Богданова, Е.А. Солодова. – М. : АСТ-Пресс, 2012. – 816 с.

  3. Жеребцова, Е.Л. Биология в схемах и таблицах / Е.Л. Жеребцова. – СПб. : Тригон, 2009. – 128 с.

  4. Общая биология для средних специальных учебных заведений / С.Г. Мамонтов, В.Б. Захаров, И.Б. Агафонов, Н.И. Сонин. – М., 2009.

ХОД ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО МЕРОПРИЯТИЯ

Проводит устный опрос. Выявляет проблемы, возникшие при изучении предыдущей темы

Отвечают на вопросы

Фронтальный устный опрос. Репродуктивный метод

Познавательные – умение использовать полученные знания, умение высказываться в устной форме

Коммуникативные – установление контакта между преподавателем и студентами

Мотивация учебной деятельности

Помогает студентам выйти тему лекции, сформулировать ее

Отвечают на вопросы, обсуждают высказанные ответы, делают предположения о теме лекции. Записывают тему в тетрадь

Беседа со студентами

Познавательные – построение логической цепочки рассуждений, умение адекватно, осознанно высказываться в устной форме

Коммуникативные – взаимодействие студентов при обсуждении вопросов, учитывать мнение коллег, и принятие решения

Изучение нового материала

Раздает группам заготовку таблицы, которую студенты будут заполнять в ходе лекции

Студенты делают заготовку таблицы в своих тетрадях

Работа с таблицей

Познавательные – умение работать с понятийным аппаратом урока; читать осмысленно, находить, выделять и распределять информацию; анализировать объект для выделения его составных элементов; сравнивать и обобщать; строить цепочку рассуждений и аргументировать свой ответ; самостоятельно создавать алгоритмы при решении творческих заданий; высказываться в устной форме; формировать поисковый стиль мышления

Регулятивные – умение выполнять учебное задание

Коммуникативные – взаимодействие со студентами и студентов между собой, умение адекватно использовать речевые средства для представления результата

Слайд 2. Знакомит студентов с понятиями полимеры и мономеры; ведет диалог со студентами

Слушают учителя. Знакомятся с понятийным аппаратом урока

Фронтальная форма. Словесное изложение материала, принцип наглядности

Слайд 3–8. Знакомит студентов с белками, уровнями организации, свойствами; демонстрация фильма по денатурации белка;

по мере изучения материала задает студентам вопросы убедиться, что материал хорошо усвоен

Слушают учителя и заполняют таблицу «Органические вещества клетки»

распределяя соответствующую информацию о белках по категориям (особенности строения, свойства и функции),

отвечают на вопросы преподавателя,

задают вопросы для уточнения

Фронтальная форма. Словесное изложение материала, принцип наглядности, работа с таблицами, классификация,

диалог

диалог

Преподаватель задает вопрос: При интенсивной деятельности нужна глюкоза, почему участникам лыжных пробегов в пути дают сахар?

Студенты пытаются ответить на вопрос. Приходят к осознанию того, что они не знают что такое глюкоза. Им необходимо узнать, к какой группе органических соединений относится глюкоза, какова их роль в организме

Подводящий диалог

Слайд 9–13. Знакомит студентов с углеводами, особенностями их строения, свойствами;

по мере изучения материала задает студентам вопросы убедиться, что материал хорошо усвоен

Повторяет вопрос, заданный до начала изучения класса «Углеводы»

Слушают учителя и заполняют таблицу «Органические вещества клетки»

распределяя соответствующую информацию об углеводах по категориям (особенности строения, свойства и функции),

отвечают на вопросы преподавателя,

задают вопросы для уточнения. Высказывают свое мнение по поводу ранее заданного вопроса.

Фронтальная форма. Словесное изложение материала, принцип наглядности, работа с таблицами, классификация,

диалог

диалог

Слайд 14–16. Знакомит студентов с липидами, особенностями их строения, свойствами;

по мере изучения материала задает студентам вопросы убедиться, что материал хорошо усвоен

Слушают учителя и заполняют таблицу «Органические вещества клетки»

распределяя соответствующую информацию о липидах по категориям (особенности строения, свойства и функции)

отвечают на вопросы преподавателя,

задают вопросы для уточнения

Фронтальная форма. Словесное изложение материала, принцип наглядности, работа с таблицами, классификация,

диалог

диалог

Слайд 17. Раздает инструктивные карточки для рабочих групп, которые изучают функции белков (гр. 1), жиров (гр. 2) и углеводов (гр. 3)

Знакомятся с инструктивными карточками для групп, при заполнении таблицы «Функции органических веществ», студенты находят информацию в учебнике и распределяют ее по соответствующим ячейкам так, чтобы не потерялся смысл, дополняют таблицу во время представления материала другими группами

Групповая форма.

работа с текстом, метод информационного поиска, смыслового чтения, работа с таблицами, логическое поисковое задание, прием значимости, выступление

Слайд 18–29. Знакомит студентов с нуклеиновыми кислотами, особенностями их строения, свойствами, роли в живом организме;

пишет на доске последовательность азотистых оснований для объяснения принципа комплементарности и закрепления материала;

помогает студентам при возникновении затруднений использования принципа комплементарности

Слушают учителя и заполняют таблицу «Органические вещества клетки»

распределяя соответствующую информацию о НК по категориям (особенности строения, свойства и функции), рассматривая строение нуклеиновых кислот, расчленяют их мономер на составные части,

используя правило комплементарности, синтезируют цепи нуклеиновых кислот вместе с преподавателем и самостоятельно;

задают вопросы для уточнения

Фронтальная и индивидуальная формы. Словесное изложение, принцип наглядности, диалог, классификация,

анализ объекта, сравнение

метод самостоятельной работы с материалом

Слайд 30–34. Знакомит студентов с АТФ, особенностями строения, свойствами, роли в живом организме;

по мере изучения материала задает студентам вопросы

Слушают учителя и заполняют таблицу «Органические вещества клетки»

распределяя соответствующую информацию об АТФ по категориям (особенности строения, свойства и функции);

отвечают на вопросы преподавателя;

задают вопросы для уточнения

Фронтальная форма. Словесное изложение материала, принцип наглядности, работа с таблицами, классификация

диалог

диалог

Первичное закрепление знаний

Задает вопросы студентам, используя различные приемы

Верите ли вы, что:

  • глюкоза является мономером крахмала, гликогена, целлюлозы;
  • белки являются основным строительным материалом;
  • белки участвуют во всех видах движения, к которым способны клетки и организмы: образование псевдоподий, мерцание ресничек, биение жгутиков у простейших, сокращение мышц у многоклеточных животных, движение листьев у растений;
  • изменения в структуре нуклеиновых кислот влияют на жизнеспособность организмов

Вставьте недостающий элемент:

  • мономерами белков являются …
  • урацил входит только в состав …
  • при обратимой денатурации нарушается … структура белка
  • крахмал является запасным веществом … клетки
  • вторичная структура белка представляет собой …
  • что общего между азотистыми основаниями аденином, тимином, цитозином и гуанином?
  • что общего между аденином, углеводом рибозой и тремя молекулами фосфорной кислоты?
  • из приведенного перечня выберите лишнее: крахмал, миозин, лактоза, гликоген;

Отвечают на вопросы преподавателя, дополняют высказывания

Фронтальная форма.

«Верю – не верю»,

вставь недостающий элемент

обобщение

Личностные – творческое отношение к процессу выполнения заданий

Познавательные – использование и структурирование полученных знаний, умение распознавать объект; обобщать объекты по какому-либо критерию; восполнять недостающие элементы; высказываться в устной форме и аргументировать свой ответ

Коммуникативные – умение адекватно использовать речевые средства для представления результата

Рефлексия

Просит ответить студентов на вопросы

  • все ли было понятно в течение лекции?
  • какая часть лекции показалась самой интересной? Какая вызвала затруднения?

Проводят самооценку результатов, высказывают мнение по поводу новой формы деятельности.

Фронтальная форма. Беседа со студентами

Личностные – умение реализации я – концепции

Познавательные – умение работать с ключевыми терминами и понятиями по теме, контролировать и оценивать результативность процесса обучения, высказываться в устной форме

Коммуникативные – умение адекватно использовать речевые средства для представления результата

Домашнее задание

Объясняет домашнее задание, раздает темы докладов

Записывают домашнее задание, определяют его объем

Регулятивные – умение оценить уровень своих предметных познаний, умение осуществлять самоконтроль

Вопросы для этапа «Актуализация знаний»

  1. Какие вещества относятся к неорганическим?

  2. На какие группы по количественному содержанию можно разделить минеральные элементы?

  3. Какова роль неорганических веществ (Na, K, Ca, Mg) в клетке / организме?

  4. Назовите основные свойства воды и ее значение для клетки.

  5. Какие вещества называются органическими?

  6. Назовите элементы органогены.

Вопросы для этапа «Мотивация учебной деятельности»

  1. Могут ли клетки живых организмов состоят только из воды и минеральных элементов?

  2. Какие еще вещества нужны для обеспечения жизнедеятельности организмов?

  3. Что такое органогены, перечислите их?

ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА В КЛЕТКЕ

ИНСТРУКТИВНАЯ КАРТОЧКА 1. «ФУНКЦИИ БЕЛКОВ»

  1. Прочитайте текст учебника

  2. Заполните соответствующие строки таблицы

  3. Расскажите о роли белков в клетке и организме

ФУНКЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В КЛЕТКЕ

Функции

Белки

Липиды

Углеводы

Двигательная

Защитная

Запасающая

Каталитическая

Регуляторная

Резервная

Рецепторная (сигнальная)

Строительная (структурная)

Терморегуляторная

Транспортная

Токсическая

Энергетическая

ИНСТРУКТИВНАЯ КАРТОЧКА 2. «ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ»

  1. Прочитайте текст учебника

  2. Заполните соответствующие строки таблицы

  3. Расскажите о роли углеводов в клетке и организме

ФУНКЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В КЛЕТКЕ

Функции

Белки

Липиды

Углеводы

Двигательная

Защитная

Запасающая

Каталитическая

Регуляторная

Резервная

Рецепторная (сигнальная)

Строительная (структурная)

Терморегуляторная

Транспортная

Токсическая

Энергетическая

ИНСТРУКТИВНАЯ КАРТОЧКА 3. «ФУНКЦИИ ЛИПИДОВ»

  1. Прочитайте текст учебника

  2. Заполните соответствующие строки таблицы

  3. Расскажите о роли липидов в клетке и организме

ФУНКЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В КЛЕТКЕ

Функции

Белки

Липиды

Углеводы

Двигательная

Защитная

Запасающая

Каталитическая

Регуляторная

Резервная

Рецепторная (сигнальная)

Строительная (структурная)

Терморегуляторная

Транспортная

Токсическая

Энергетическая

Источник: https://infourok.ru/tehnologicheskaya-karta-i-prezentaciya-k-uroku-himicheskaya-organizaciya-kletki-organicheskie-veschestva-2239071.html

Презентация на тему: Химическая организация клетки. Органические вещества клетки

Химическая организация клетки. Органические вещества
Презентация на тему: Химическая организация клетки. Органические вещества клетки

Скачать эту презентацию

Получить код Наши баннеры

Скачать эту презентацию

№ слайда 1 Описание слайда:

Химическая организация клетки. Органические вещества клетки

№ слайда 2 № слайда 3 № слайда 4 Описание слайда:

Углеводы это обширная группа природных органических соединений, химическая структура которых часто отвечает общей формуле Cm(H2O)n (т. е. углеродвода).

№ слайда 5 № слайда 6 № слайда 7 Описание слайда:

Липиды обширная группа природных органических соединений, включающая жиры и жироподобные вещества. Мономеры: глицерин + жирная кислота

№ слайда 8 Описание слайда:

Классификация липидов ПРОСТЫЕЖирные кислотыЖирные альдегидыЖирные спирты СЛОЖНЫЕПолярные ФосфолипидыГликолипидыФосфогликолипидыНейтральные Воски

№ слайда 9 Описание слайда:

Основные типы молекул мембранных липидов

№ слайда 10 Описание слайда:

Функции липидов ЭнергетическаяСтруктурнаяЗапасающаяЗащитнаяРегуляторнаяИсточник экзогенной воды

№ слайда 11 Описание слайда:

БЕЛКИ Белки – высокомолекулярные органические вещества, состоящие из соединённых в цепочку пептидной связью аминокислот.Мономер белка – аминокислота

№ слайда 12 Описание слайда:

Строение аминокислоты Аминокислоты -органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные (1) и аминные (2) группы.R – радикал; их 20 видов

№ слайда 13 Описание слайда:

Структура белка

№ слайда 14 № слайда 15 Описание слайда:

Первичная структура белка Полипептидная цепь из последовательно соединенных аминокислотных остатковСвязи:пептидные

№ слайда 16 Описание слайда:

Вторичная структура белка Полипептидная нить закручена в спиральα-спираль – из одной полипептидной цепиβ –спираль – из нескольких полипептидных цепейСвязи:водородные

№ слайда 17 Описание слайда:

Третичная структура белка Нить аминокислот свёртывается и образует клубок или фибриллу, специфичную для каждого белка. Связи: водородныедисульфидные гидрофобное взаимодействие

№ слайда 18 Описание слайда:

Четвертичная структура белка молекулы белков четвертичной структуры состоят из нескольких макромолекул белков третичной структур, свёрнутых в клубок вместеСвязи:ИонныеВодородныеГидрофобные связи

№ слайда 19 Описание слайда:

Свойства белков Денатурация (разрушение структуры белка)Ренатурация (восстановление структуры белка)

№ слайда 20 Описание слайда:

Функции белков

№ слайда 21 Описание слайда:

Нуклеиновые кислоты это высокомолекулярные органические соединения, биополимеры, образованные остатками нуклеотидовМономер – нуклеотид

№ слайда 22 № слайда 23 № слайда 24 № слайда 25 Описание слайда:

Виды РНК иРНК (мРНК) Перенос генетической информации от ДНК к рибосомам В цитоплазме тРНК Транспорт аминокислоты к месту синтеза белковый цепи, узнавание кодона на иРНК В цитоплазмерРНКСтруктурная, участие в синтезе белковой цепиВ рибосомах

№ слайда 26 Описание слайда:

Функции нуклеиновых кислот хранение генетической информацииучастие в реализации генетической информации (синтез белка)передача генетической информации дочерними клетками при делении клеток и организмам при их размножении

№ слайда 27 Описание слайда:

Сравнение ДНК и РНК

№ слайда 28 Описание слайда:

АТФ это соединение, представляющее собой ту химическую форму, в которой энергия, полученная в результате фотосинтеза, дыхания и брожения, становится доступной для клетки и может быть ею использована.АТФ – нуклеотид

№ слайда 29 Описание слайда:

Строение АТФ Азотистое основание Аденин Пентоза, Рибоза

№ слайда 30 Описание слайда:

Свойства АТФ

№ слайда 31 Описание слайда:

Функции АТФ роль связана с обеспечением энергией многочисленных биохимических реакций Гидролиз макроэргических связей молекулы АТФ, сопровождаемый отщеплением 1 или 2 остатков фосфорной кислоты, приводит к выделению, по различным данным, от 40 до 60 кДж/моль.АТФ + H2O → АДФ + H3PO4 + энергияАТФ + H2O → АМФ + H4P2O7 + энергия

Скачать эту презентацию
Скачивание материала начнется через 60 сек. А пока Вы ожидаете, предлагаем ознакомиться с курсами видеолекций для учителей от центра дополнительного образования “Профессионал-Р” (Лицензия на осуществление образовательной деятельности

№3715 от 13.11.2013).

Получить доступ

Источник: https://ppt4web.ru/biologija/khimicheskaja-organizacija-kletki-organicheskie-veshhestva-kletki.html

Химическая организация клетки. Неорганические вещества. Органические вещества

Химическая организация клетки. Органические вещества

В состав живой клетки входят те же химические элементы, которые входят в состав неживой природы. Из 104 элементов периодической системы Д. И. Менделеева в клетках обнаружено 60.

Их делят на три группы:

  1. основные элементы — кислород, углерод, водород и азот (98% состава клетки);
  2. элементы, составляющие десятые и сотые доли процента,— калий, фосфор, сера, магний, железо, хлор, кальций, натрий (в сумме 1,9%);
  3. все остальные элементы, присутствующие в еще более малых количествах,— микроэлементы.

Молекулярный состав клетки сложный и разнородный. Отдельные соединения — вода и минеральные соли — встречаются также в неживой природе; другие — органические соединения: углеводы, жиры, белки, нуклеиновые кислоты и др.— характерны только для живых организмов.

Неорганические вещества

Вода составляет около 80% массы клетки; в молодых быстрорастущих клетках — до 95%, в старых — 60%.

Роль воды в клетке велика.

Она является основной средой и растворителем, участвует в большинстве химических реакций, перемещении веществ, терморегуляции, образовании клеточных структур, определяет объем и упругость клетки. Большинство веществ поступает в организм и выводится из него в водном растворе.

Биологическая роль воды определяется специфичностью строения: полярностью ее молекул и способностью образовывать водородные связи, за счет которых возникают комплексы из нескольких молекул воды. Если энергия притяжения между молекулами воды меньше, чем между молекулами воды и вещества, оно растворяется в воде.

Такие вещества называют гидрофильными (от греч. «гидро» — вода, «филее» — люблю). Это многие минеральные соли, белки, углеводы и др.

Если энергия притяжения между молекулами воды больше, чем энергия притяжения между молекулами воды и вещества, такие вещества нерастворимы (или слаборастворимы), их называют гидрофобными (от греч. «фобос» — страх) — жиры, липиды и др.

Минеральные соли в водных растворах клетки диссоциируют на катионы и анионы, обеспечивая устойчивое количество необходимых химических элементов и осмотическое давление. Из катионов наиболее важны К+, Na+, Са2+, Mg+. Концентрация отдельных катионов в клетке и во внеклеточной среде неодинакова.

В живой клетке концентрация К высокая, Na+ — низкая, а в плазме крови, наоборот, высокая концентрация Na+ и низкая К+. Это обусловлено избирательной проницаемостью мембран.

Разность в концентрации ионов в клетке и среде обеспечивает поступление воды из окружающей среды в клетку и всасывание воды корнями растений.

Недостаток отдельных элементов — Fe, Р, Mg, Со, Zn — блокирует образование нуклеиновых кислот, гемоглобина, белков и других жизненно важных веществ и ведет к серьезным заболеваниям. Анионы определяют постоянство рН-клеточной среды (нейтральной и слабощелочной). Из анионов наиболее важны НРО42-, Н2РO4—, Cl —, HCO3—

Органические вещества

Органические вещества в комплексе образуют около 20—30% состава клетки.

Углеводы — органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Их делят на простые — моносахариды (от греч. «монос» — один) и сложные — полисахариды (от греч. «поли» — много).

Моносахариды (их общая формула СnН2nОn) — бесцветные вещества с приятным сладким вкусом, хорошо растворимы в воде. Они различаются по количеству атомов углерода.

Из моносахаридов наиболее распространены гексозы (с 6 атомами С): глюкоза, фруктоза (содержащиеся в фруктах, меде, крови) и галактоза (содержащаяся в молоке).

Из пентоз (с 5 атомами С) наиболее распространены рибоза и дезоксирибоза, входящие в состав нуклеиновых кислот и АТФ.

Полисахариды относятся к полимерам — соединениям, у которых многократно повторяется один и тот же мономер. Мономерами полисахаридов являются моносахариды. Полисахариды растворимы в воде, многие обладают сладким вкусом. Из них наиболее просты дисахариды, состоящие из двух моносахаридов.

Например, сахароза состоит из глюкозы и фруктозы; молочный сахар — из глюкозы и галактозы. С увеличением числа мономеров растворимость полисахаридов падает. Из высокомолекулярных полисахаридов наиболее распространены у животных гликоген, у растений — крахмал и клетчатка (целлюлоза).

Последняя состоит из 150—200 молекул глюкозы.

Углеводы — основной источник энергии для всех форм клеточной активности (движение, биосинтез, секреция и т. д.). Расщепляясь до простейших продуктов СO2 и Н2O, 1 г углевода освобождает 17,6 кДж энергии. Углеводы выполняют строительную функцию у растений (их оболочки состоят из целлюлозы) и роль запасных веществ (у растений — крахмал, у животных — гликоген).

Липиды — это нерастворимые в воде жироподобные вещества и жиры, состоящие из глицерина и высокомолекулярных жирных кислот. Животные жиры содержатся в молоке, мясе, подкожной клетчатке.

При комнатной температуре это твердые вещества. У растений жиры находятся в семенах, плодах и других органах. При комнатной температуре это жидкости. С жирами по химической структуре сходны жироподобные вещества.

Их много в желтке яиц, клетках мозга и других тканях.

Роль липидов определяется их структурной функцией. Из них состоят клеточные мембраны, которые вследствие своей гидрофобности препятствуют смешению содержимого клетки с окружающей средой.

Липиды выполняют энергетическую функцию. Расщепляясь до СO2 и Н2O, 1 г жира выделяет 38,9 кДж энергии.

Они плохо проводят тепло, накапливаясь в подкожной клетчатке (и других органах и тканях), выполняют защитную функцию и роль запасных веществ.

Белки — наиболее специфичны и важны для организма. Они относятся к непериодическим полимерам. В отличие от других полимеров их молекулы состоят из сходных, но нетождественных мономеров — 20 различных аминокислот.

Каждая аминокислота имеет свое название, особое строение и свойства. Их общую формулу можно представить в следующем виде

Молекула аминокислоты состоит из специфической части (радикала R) и части, одинаковой для всех аминокислот, включающей аминогруппу (— NH2) с основными свойствами, и карбоксильную группу (СООН) с кислотными свойствами.

Наличие в одной молекуле кислотной и основной групп обусловливает их высокую реактивность. Через эти группы происходит соединение аминокислот при образовании полимера — белка.

При этом из аминогруппы одной аминокислоты и карбоксила другой выделяется молекула воды, а освободившиеся электроны соединяются, образуя пептидную связь. Поэтому белки называют полипептидами.

Молекула белка представляет собой цепь из нескольких десятков или сотен аминокислот.

Молекулы белков имеют огромные размеры, поэтому их называют макромолекулами. Белки, как и аминокислоты, обладают высокой реактивностью и способны реагировать с кислотами и щелочами. Они различаются по составу, количеству и последовательности расположения аминокислот (число таких сочетаний из 20 аминокислот практически бесконечно). Этим объясняется многообразие белков.

В строении молекул белков различают четыре уровня организации (59)

  • Первичная структура — полипептидная цепь из аминокислот, связанных в определенной последовательности ковалентными (прочными) пептидными связями.
  • Вторичная структура — полипептидная цепь, закрученная в тугую спираль. В ней между пептидными связями соседних витков (и другими атомами) возникают малопрочные водородные связи. В комплексе они обеспечивают довольно прочную структуру.
  • Третичная структура представляет собой причудливую, но для каждого белка специфическую конфигурацию — глобулу. Она удерживается малопрочными гидрофобными связями или силами сцепления между неполярными радикалами, которые встречаются у многих аминокислот. Благодаря их многочисленности они обеспечивают достаточную устойчивость белковой макромолекулы и ее подвижность. Третичная структура белков поддерживается также за счет ковалентных S — S (эс — эс) связей, возникающих между удаленными друг от друга радикалами серосодержащей аминокислоты — цистеина.
  • Четвертичная структура типична не для всех белков. Она возникает при соединении нескольких белковых макромолекул, образующих комплексы. Например, гемоглобин крови человека представляет комплекс из четырех макромолекул этого белка.

Такая сложность структуры белковых молекул связана с разнообразием функций, свойственных этим биополимерам. Однако строение белковых молекул зависит от свойств окружающей среды.

Нарушение природной структуры белка называют денатурацией. Она может возникать под воздействием высокой температуры, химических веществ, лучистой энергии и других факторов.

При слабом воздействии распадается только четвертичная структура, при более сильном — третичная, а затем — вторичная, и белок остается в виде первичной структуры — полипептидной цепи, Этот процесс частично обратим, и денатурированный белок способен восстанавливать свою структуру.

Роль белка в жизни клетки огромна

Белки — это строительный материал организма. Они участвуют в построении оболочки, органоидов и мембран клетки и отдельных тканей (волос, сосудов и др.). Многие белки выполняют в клетке роль катализаторов — ферментов, ускоряющих клеточные реакции в десятки, сотни миллионов раз. Известно около тысячи ферментов. В их состав, кроме белка, входят металлы Mg, Fe, Мn, витамины и т. д.

Каждая реакция катализируется своим особым ферментом. При этом действует не весь фермент, а определенный участок — активный центр. Он подходит к субстрату, как ключ к замку. Действуют ферменты при определенной температуре и рН среды. Особые сократительные белки обеспечивают двигательные функции клеток (движение жгутиковых, инфузорий, сокращение мышц и т. д.).

Отдельные белки (гемоглобин крови) выполняют транспортную функцию, доставляя кислород ко всем органам и тканям тела. Специфические белки — антитела — выполняют защитную функцию, обезвреживая чужеродные вещества. Некоторые белки выполняют энергетическую функцию. Распадаясь до аминокислот, а затем до еще более простых веществ, 1 г белка освобождает 17,6 кДж энергии.

Нуклеиновые кислоты (от лат. «нуклеус» — ядро) впервые обнаружены в ядре. Они бывают двух типов — дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) и рибонуклеиновые кислоты (РНК). Биологическая роль их велика, они определяют синтез белков и передачу наследственной информации от одного поколения к другому.

Молекула ДНК имеет сложное строение. Она состоит из двух спирально закрученных цепей.

Ширина двойной спирали 2 нм1, длина несколько десятков и даже сотен микромикрон (в сотни или тысячи раз больше самой крупной белковой молекулы).

ДНК — полимер, мономерами которой являются нуклеотиды — соединения, состоящие из молекулы фосфорной кислоты, углевода — дезоксирибозы и азотистого основания. Их общая формула имеет следующий вид:

Фосфорная кислота и углевод одинаковы у всех нуклеотидов, а азотистые основания бывают четырех типов: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Они и определяют название соответствующих нуклеотидов:

  • адениловый (А),
  • гуаниловый (Г),
  • цитозиловый (Ц),
  • тимидиловый (Т).

Каждая цепь ДНК представляет полинуклеотид, состоящий из нескольких десятков тысяч нуклеотидов. В ней соседние нуклеотиды соединены прочной ковалентной связью между фосфорной кислотой и дезоксирибозой.

При огромных размерах молекул ДНК сочетание в них из четырех нуклеотидов может быть бесконечно большим.

При образовании двойной спирали ДНК азотистые основания одной цепи располагаются в строго определенном порядке против азотистых оснований другой. При этом против А всегда оказывается Т, а против Г — только Ц.

Это объясняется тем, что А и Т, а также Г и Ц строго соответствуют друг другу, как две половинки разбитого стекла, и являются дополнительными или комплементарными (от греч. «комплемент» — дополнение) друг другу.

Если известна последовательность расположения нуклеотидов в одной цепи ДНК, то по принципу комплементарности можно установить нуклеотиды другой цепи (см. приложение, задача 1). Соединяются комплементарные нуклеотиды при помощи водородных связей.

Между А и Т возникают две связи, между Г и Ц — три.

Удвоение молекулы ДНК — ее уникальная особенность, обеспечивающая передачу наследственной информации от материнской клетки дочерним. Процесс удвоения ДНК называется редупликацией ДНК. Он осуществляется следующим образом.

Незадолго перед делением клетки молекула ДНК раскручивается и ее двойная цепочка под действием фермента с одного конца расщепляется на две самостоятельные цепи. На каждой половине из свободных нуклеотидов клетки, по принципу комплементарности, выстраивается вторая цепь.

В результате вместо одной молекулы ДНК возникают две совершенно одинаковые молекулы.

РНК — полимер, по структуре сходный с одной цепочкой ДНК, но значительно меньших размеров. Мономерами РНК являются нуклеотиды, состоящие из фосфорной кислоты, углевода (рибозы) и азотистого основания. Три азотистых основания РНК — аденин, гуанин и цитозин — соответствуют таковым ДНК, а четвертое — иное. Вместо тимина в РНК присутствует урацил.

Образование полимера РНК происходит через ковалентные связи между рибозой и фосфорной кислотой соседних нуклеотидов.

Известны три вида РНК: информационная РНК (и-РНК) передает информацию о структуре белка с молекулы ДНК; транспортная РНК (т-РНК) транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка; рибосомная РНК (р-РНК) содержится в рибосомах, участвует в синтезе белка.

АТФ — аденозинтрифосфорная кислота — важное органическое соединение. По структуре это нуклеотид. В его состав входит азотистое основание аденин, углевод — рибоза и три молекулы фосфорной кислоты. АТФ — неустойчивая структура, под влиянием фермента разрывается связь между «Р» и «О», отщепляется молекула фосфорной кислоты и АТФ переходит в АДФ (аденозин-дифосфорную кислоту).

Эта реакция сопровождается выделением 40 кДж энергии, поэтому фосфорнокислородную связь называют макроэнергетической связью и обозначают знаком [бесконечность]. В АТФ имеются две такие связи. Если отщепляются две молекулы фосфорной кислоты, то АТФ переходит в АМФ (аденозинмонофосфорную кислоту).

АТФ играет центральную роль в превращении энергии в клетке.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://kaz-ekzams.ru/biologiya/uchebnaya-literatura-po-biologii/biologiya-spravochnye-materialy/obshhaya-biologiya/690-ximicheskaya-organizaciya-kletki-neorganicheskie-veshhestva-organicheskie-veshhestva.html

Химический состав клетки – Биология Егэ

Химическая организация клетки. Органические вещества

Химический состав клетки

Для всего живого характерно избирательное отношение к окружающей среде. Из 110 элементов периодической системы Д. И. Менделеева в состав организмов входит более половины. Однако необходимых для жизни элементов, без которых живое не может обойтись, всего около 20.

Все эти элементы входят в состав неживой природы и земной коры, а также в состав живых организмов, но их процентное распределение в живых и неживых телах различно.

Элементный состав живой материи

Накоплением знаний о биомолекулах занимается молекулярная биология, развивающаяся в тесном контакте с биохимией. Биохимия изучает жизнь на уровне молекул и элементов.


Макроэлементы (греч. makrós — большой и лат. elemėntum — первоначальное вещество) — химические элементы, являющиеся основными компонентами всех живых организмов.

К ним относят кислород, водород, углерод, азот, железо, фосфор, калий, кальций, сера, магний, натрий и хлор. Эти элементы также и универсальные компоненты органических соединений.

Их концентрация достигает в сумме 98 — 99%.

Все макроэлементы разделяют на 2 группы.

Роль макроэлементов I и II групп

Макроэлементы I группыМакроэлементы II группыO, C, H и NP, S, K, Mg, Na, Ca, Fe и Cl
Главные компоненты всех живых организмов (98% массы)Обязательные компоненты всех живых организмов (0,01 — 0,9% массы)
Входят в состав подавляющего большинства органических и неорганических веществ клетки. В частности, все углеводы и липиды состоят из O, C, H, белки и нуклеиновые кислоты — из O, C, H и NВходят в состав многих неорганических и органических соединений клетки, в том числе ферментов и др.
Поступают в живые организмы из атмосферы, с водой и пищейПоступают в организмы растений в составе ионов солей, в организмы животных — с пищей 

биоэлементов в клетке

Элемент в клетке, % от массы
Кислород (О)65,00 — 75,00
Углерод (С)15,00 — 18,00
Водород (Н)8,00 — 10,00
Азот (N)1,00 — 3,00
Фосфор (P)0,20 — 1,00
Сера (S)0,15 — 0,20

Микроэлементы (греч. mikrós — малый и лат. elemėntum — первоначальное вещество) — химические элементы, содержащиеся в организмах в низких концентрациях (обычно тысячные доли процента и ниже), но крайне необходимые для нормальной жизнедеятельности. Это алюминий, медь, марганец, цинк, молибден, кобальт, никель, иод, селен, бром, фтор, бор и некоторые другие.

Микроэлементы входят в состав разнообразных биологически активных соединений: ферментов (например, Zn, Cu, Mn, Mo; всего известно около 200 металлоферментов), витаминов (Со — в состав витамина B12), гормонов (I — в тироксин, Zn и Со — в инсулин), дыхательных пигментов (Cu — в гемоцианин). Микроэлементы влияют на рост, размножение, кроветворение и т. д.

Кобальт входит в состав витамина В12 и принимает участие в синтезе гемоглобина, его недостаток приводит к анемии.

1 — кобальт в природе; 2 — структурная формула витамина В12; 3 — эритроциты здорового человека и эритроциты больного анемией

Молибден в составе ферментов участвует в фиксации азота у бактерий и обеспечивает работу устьичного аппарата у растений.

1 — молибденит (минерал, содержащий молибден); 2 — азотфиксирующие бактерии; 3 — устьичный аппарат

Медь является компонентом фермента, участвующего в синтезе меланина (пигмента кожи), влияет на рост и размножение растений, на процессы кроветворения у животных организмов.

1 — медь; 2 — частицы меланина в клетках кожи; 3 — рост и развитие растения

Йод у всех позвоночных животных входит в состав гормона щитовидной железы — тироксина.

1 — йод; 2 — внешний вид щитовидной железы; 3 — клетки щитовидной железы, синтезирующие тироксин

Бор влияет на ростовые процессы у растений, его недостаток приводит к отмиранию верхушечных почек, цветков и завязей.

1 — бор в природе; 2 — пространственная структура бора; 3 — верхушечная почка

Цинк входит в состав гормона поджелудочной железы — инсулина, а также действует на рост животных и растений.

1 — пространственная структура инсулина; 2 — поджелудочная железа; 3 — рост и развитие животных

В организмы растений и микроорганизмов микроэлементы поступают из почвы и воды; в организмы животных и человека — с пищей, в составе природных вод и с воздухом.

Ультрамикроэлементы (лат. ultra — сверх, за пределами; греч. mikrós — малый и лат.elemėntum — первоначальное вещество) — химические элементы, содержащиеся в организмах в ничтожно малых концентрациях. К ним относят золото, бериллий, серебро и некоторые другие элементы. 

Их физиологическая роль в живых организмах пока до конца не установлена.

ТЕСТ

ВИДЕО

Химический состав клетки

Источник: https://www.sites.google.com/site/biologiaege/kletocnaa-teoria-himiceskij-sostav-kletki/himiceskij-sostav-kletki

Vse-referaty
Добавить комментарий