Основними органічними речовинами клітини є білки, вуглеводи, нуклеїнові кислоти і ліпіди.
Вуглеводи. У клітці представлені моносахаридами, дисахаридами і полісахариди.
моносахариди - безбарвні тверді кристалічні речовини, добре розчинні у воді, зазвичай солодкі на смак. До моносахаридам відносять глюкозу, фруктозу, рибозу, дезоксирибозу і ін. Глюкози і фруктози багато в меді, фруктах. Рибоза і дезоксирибоза входять до складу нуклеїнових кислот.
Складні і великі молекули полісахаридів (Крохмаль, целюлоза, глікоген) складаються з безлічі з'єднаних між собою залишків молекул моносахаридів. Такі полісахариди, як крохмаль, целюлоза, глікоген, складаються із сполучених молекул глюкози, число яких постійно і може коливатися від сотень тисяч до мільйонів. Тому загальна формула крохмалю, глікогену і целюлози виглядає так: (C 6 H 10 O 5) n.
При з'єднанні двох молекул глюкози одна молекула води відщеплюється. символ n означає, що число молекул глюкози в молекулах крохмалю, глікогену і целюлози може змінюватися. Целюлоза має лінійну структуру, а крохмаль і глікоген - розгалужену.
Різниця між молекулами целюлози і крохмалю складається також і в тому, що число n у целюлози більше. До складу однієї макромолекули крохмалю входить від декількох сотень до декількох тисяч ланок, а до складу молекули целюлози - понад 10 000 ланок. Целюлоза утворює волокна, які надають рослині жорсткість і міцність. Так, волокно целюлози міцніше, ніж сталевий дріт такого ж діаметру.
ліпіди (Від грец. - жир). Молекули жирів утворені залишками трехатомного спирту (гліцерину) і залишками молекул жирних кислот. Головне властивість ліпідів - гидрофобность.
Особливості структури молекул вуглеводів і ліпідів визначають їх функції в клітині.
Функції вуглеводів і ліпідів в клітці.
1. Запас поживних речовин в клітині.
Вуглеводами багаті клітини бульб картоплі і кореневищ багатьох рослин. Глікоген накопичується в клітинах печінки і м'язів. Коли організму потрібна енергія, молекули глікогену розщеплюються на легко розчинні молекули глюкози. Запаси жиру містяться в клітинах жирової клітковини птахів і ссавців, насіння деяких рослин. У хордових тварин запаси жиру відкладаються під шкірою і служать для захисту організму від переохолодження та механічних пошкоджень. Так, китів, моржів, тюленів, пінгвінів захищають від переохолодження потужні жирові відкладення. У кита, наприклад, шар підшкірного жиру досягає 1 м.
2. Енергетична. Молекули вуглеводів і жирів окислюються в клітинах до вуглекислого газу і води, а звільняється при цьому, використовується на процеси життєдіяльності.
3. Структурна. Вуглеводи і ліпіди входять до складу різних частин і органоїдів клітини. Так, з целюлози будуються клітинні стінки рослин. У деревині міститься від 40 до 60% целюлози. Ліпіди - обов'язковий компонент клітинної мембрани.
Білки.
Функції білків в клітині:
1. каталітична. Білки-каталізатори прискорюють хімічні реакції в клітині. Так каталаза збільшує швидкість розкладання пероксиду водню (H 2 O 2) в 10 11 разів
2. Регуляторна.Наприклад, білок інсулін регулює вміст цукру в крові.
3. Структурна. Молекули білків входять до складу всіх клітинних мембран. Молекули білка колагену складають основу хрящів і сухожиль. З білка складаються волосся, шерсть, нігті, роги, копита, луска, пір'я, павутина.
4. Рухова. Деякі білки (актин, міозин) здатні викликати скорочення м'язових волокон.
5. Захисна.. Антитіла, які утворюються у хребетних є білки, що знешкоджують проникаючі в організм чужорідні речовини. Білок фібриноген бере участь в згортанні крові.
6. Транспортна.. Наприклад, білок крові гемоглобін, який входить до складу еритроцитів, утворює в легких неміцні з'єднання з киснем і доставляє його до всіх клітин організму.
7. Запасающая. накопичуючись, наприклад, в насінні рослин.
8. Енергетична.При нестачі полісахаридів і ліпідів білки можуть виконувати енергетичну функцію. При окисленні молекул білків в клітині звільняється енергія приблизно в такій же кількості, як і при окисленні вуглеводів.
Нуклеїнові кислоти.
Нуклеїнові кислоти були відкриті в другій половині XIX ст. швейцарським біохіміком Ф. Мішер, який виділив з ядер клітин речовина з високим вмістом азоту і фосфору і назвав його "нуклєїнах" (від лат. nucleos - ядро).
Існує два типи нуклеїнових кислот - ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) і РНК (рибонуклеїнова кислота). Нуклеїнові кислоти, як і білки, мають видовий специфічністю, тобто організмам кожного виду властивий свій тип ДНК.
Молекули нуклеїнових кислот являють собою дуже довгі ланцюги, що складаються з багатьох сотень і навіть мільйонів нуклеотидів. Будь-яка нуклеїнова кислота містить всього чотири типи нуклеотидів. Функції молекул нуклеїнових кислот залежать від числа в ланцюзі і послідовності з'єднання в молекулі нуклеотидів.
Кожен нуклеотид складається з трьох компонентів: азотистого підстави, вуглеводу і фосфорної кислоти. До складу кожного нуклеотиду ДНК входить один з чотирьох типів азотистих основ (аденін - А, тимін - Т, гуанін - Г або цитозин - Ц), а також вуглевод дезоксирибоза і залишок фосфорної кислоти.
У 1953 р американським біологом Дж. Уотсоном і англійським фізиком Ф. Криком була створена модель будови молекули ДНК. Вчені встановили, що кожна молекула ДНК складається з двох ланцюгів, пов'язаних між собою і спірально закручених. Вона має вигляд подвійної спіралі. У кожному ланцюзі чотири типи нуклеотидів чергуються в певній послідовності.
Нуклеотидний складу ДНК різниться у різних видів бактерій, грибів, рослин, тварин. Але він не змінюється з віком, мало залежить від змін навколишнього середовища. Нуклеотиди парні, тобто число аденілових нуклеотидів в будь-який молекулі ДНК дорівнює числу тіміділових нуклеотидів (А-Т), а число цітіділових нуклеотидів дорівнює числу гуанілова нуклеотидів (Ц-Г). Це пов'язано з тим, що з'єднання двох ланцюгів між собою в молекулі ДНК підпорядковується певним правилом, а саме: аденін одного ланцюга завжди пов'язаний двома водневими зв'язками тільки з тиміном іншого ланцюга, а гуанін - трьома водневими зв'язками з цитозином, тобто нуклеотидні ланцюга однієї молекули ДНК комплементарні, доповнюють один одного ДНК містять всі бактерії, переважна більшість вірусів. Вона виявлена \u200b\u200bв ядрах клітин тварин, грибів і рослин, а також в мітохондріях і хлоропластах. В ядрі кожної клітини людського організму міститься 6,6 х 10 -12 г ДНК, а в ядрі статевих клітин - в два рази менше - 3,3 · 10-12 м
Молекули нуклеїнових кислот - ДНК і РНК складаються з нуклеотидів. До складу нуклеотидів ДНК входить азотистих основ (А, Т, Г, Ц), вуглевод дезоксирибоза і залишок молекули фосфорної кислоти. Молекула ДНК являє собою подвійну спіраль, що складається з двох ланцюгів, з'єднаних водневими зв'язками за принципом комплементарності. Функція ДНК - зберігання спадкової інформації.
Молекула РНК на відміну від ДНК, як правило, являє собою одиночну ланцюжок нуклеотидів, яка значно коротше, ніж ДНК. Однак загальна маса РНК в клітині більше, ніж ДНК. Молекули РНК є і в ядрі, і в цитоплазмі.
Відомі три основних типи РНК: інформаційні, або матричні, - іРНК; Хвороби - рРНК, транспортні - тРНК, які розрізняються за формою, розмірами і функцій молекул. Їх головна функція - участь в біосинтезі білка.
На показано будову молекул РНК. Ви бачите, що молекула РНК, як і молекула ДНК, складається з чотирьох типів нуклеотидів, три з яких містять такі ж азотисті основи, як і нуклеотиди ДНК (А, Г, Ц). Однак до складу РНК замість азотистої основи тиміну входить інше азотистих основ - урацил (У). Таким чином, до складу нуклеотидів молекули РНК входять азотисті основи: А, Г, Ц, У. Крім того, замість вуглеводу дезоксирибози до складу РНК входить рибоза
У клітинах всіх організмів є молекули АТФ - аденозинтрифосфорної кислоти. АТФ - універсальний речовина клітини, молекула якого має багаті енергією зв'язку. Молекула АТФ - це один своєрідний нуклеотид, який, як і інші нуклеотиди, складається з трьох компонентів: азотистого підстави - аденіну, вуглеводу - рибози, але замість одного містить три залишку молекул фосфорної кислоти Зв'язки, позначені на значком ~, багаті енергією і називаються макроергічними. Кожна молекула АТФ містить дві макроергічні зв'язку.
При розриві макроергічним зв'язку і відщепленні за допомогою ферментів однієї молекули фосфорної кислоти звільняється 40 кДж / моль енергії, а АТФ при цьому перетворюється в АДФ - аденозіндіфосфорная кислоту. При відщепленні ще однієї молекули фосфорної кислоти звільняється ще 40 кДж / моль; утворюється АМФ - аденозинмонофосфорной кислота. Ці реакції оборотні, тобто АМФ може перетворюватися в АДФ, АДФ - в АТФ
Молекули АТФ не тільки розщеплюються, а й синтезуються, тому їх вміст у клітині щодо постійно. Значення АТФ в житті клітини величезна. Ці молекули грають провідну роль в енергетичному обміні, необхідному для забезпечення життєдіяльності клітини і організму в цілому.
Органічні речовини лежать в основі всієї живої природи. Рослини і тварини, мікро-організми і віруси - всі живі істоти складаються з величезної кількості різних ор-ганических речовин і порівняно невеликі-шого числа неорганічних. Саме сполуки вуглецю, завдяки їх великому разнооб-разію і здатності до численних химиче-ським перетворенням, стали тією основою, на якій виникло життя у всіх її проявле-пах. Для цього потрібні були дуже складні органічні речовини, молекули яких со-тримають ланцюга з багатьох тисяч атомів, т. Е. По-Лімер. Такі полімери називають биополимерами.
Перш за все це білки - носії жит-ні, основа живої клітини. Складні органіч-ські полімери - білки складаються головним обра-зом з вуглецю, водню, кисню, азоту та сірки. Їх молекули утворені з'єднанням дуже великого числа простих молекул - так званих амінокислот. Амінокислот близько двадцяти, але з'єднуються вони один з дру-гом в різному поєднанні, суворо характер-ном і постійному для кожного білка, кожного органу, кожної тканини, кожного виду живих істот. А так як довжина білкових молекул може бути дуже велика - до кількох де-сятков тисяч окремих амінокислот в ланцюзі, то стає ясно, яким чином саме білки забезпечують різноманітність проявів життя.
Існує дуже багато різних білків.
Є білки опорні, призначення яких формувати скелет, покриви та інші опори організму. Такі білки входять до складу кісток, утворюють хрящі, шкіру, волосся, роги, копита, пір'я, луску риб. Є опорні білки, обра-зующие м'язи і несучі не тільки опорні, але і скоротливі функції. Скорочення м'язів (найважливіша роль білків цього типу) - це перетворення частини хімічної енергії таких білків в механічну роботу.
Є бел-ки крові з найрізноманітнішими функціями. Гемоглобін крові, наприклад, служить рознос-чиком кисню по організму. Дуже велика група білків регулює хімічні реакції в організмах. Це ферменти (біологи-етичні каталізатори). Їх відомо більше семисот. Високорозвинені організми вміють виробляти ще й захисні білки, так звані антитіла, які здатні осажен-дати і тим знешкоджувати проникли ззовні в організм сторонні речовини і тіла.
Поряд з білками найважливішу роль в житті відіграють нуклеїнові кислоти. Ці речовини будують білки. В живому організмі завжди відбувається обмін речовин. Постійно оновлюється склад майже всіх його клітин. Об-новлять і білки клітин. Але ж для каж-дого органу, для кожної тканини потрібно вигото-вити свій специфічний білок, зі своїм неповторним порядком амінокислот в ланцюзі. Хранителі цього порядку - нуклеїнові кислоти. Це теж полімерні молекули, складно побудований-ні, часто у вигляді подвійної спіралі з атомів. Нуклеїнові кислоти є свого роду шаблонами, за якими організми будують свої білки. Часто образно кажуть, що в них записаний код синтезу білка. Для кожного білка - свій код, свій шаблон. У нуклеїнових кислот є ще одна функція. Вони шаблони і для самих нуклеїнових кислот. Це свого роду «пристрій», за допомогою якого каж-дий вид живих істот передає з поко-ління в покоління коди побудови своїх білків.
Опорні функції в живій природі виконан-няют не тільки білки. У рослинах, наприклад, опорні, скелетні речовини - целюліт через та лігнін. Це теж полімерні віщо-ства, але зовсім іншого типу. Довгі ланцюги атомів целюлози побудовані з молекул глюкози, що відноситься до групи цукрів. Тому целюлозу відносять до полісахаридів. Будова лігніну досі вікон-чательно не встановлено. Це теж полімер, мабуть, з сітчастими молекулами. А у на-секомих опорні функції виконує хітін- теж полісахарид.
Є велика група речовин (жири, цукру або вуглеводи), які переносять і запасають хімічну енергію. Вони є запасним будівельним матеріалом, необхідним для утворення нових клітин (див. Ст. «Хімія пі-щі»). Безліч органічних речовин в живих організмах відіграє роль регуляторів жізнеде-ності (вітаміни, гормони). Одні регу-лируют зростання і ділення клітин, інші - нку-ня або травлення, треті - діяльність нервової системи і т. П. В живих організмах містяться ще численні речовини са-мих різноманітних призначень: фарбувальні, яким світ квітів зобов'язаний своєю красою, па -хучіе - привертають або відлякують, що захищають від зовнішніх ворогів, і багато дру-гих. Рослини і тварини, навіть кожна окремих-ва клітина, являють собою дуже складні лабораторії, в яких виникають, перетворюється-щаются і розкладаються тисячі органічних речовин. Численні і різноманітні хі-етичні реакції протікають в цих лабораторіях в строго визначеної послідовності. Створюються, ростуть і відмирають найскладніші структури ...
Світ органічних речовин оточує нас, ми самі складаємося з них, і вся жива природа, з якою ми щомиті стикаємося, серед якої ми живемо і яку ми постійно ис-користуємося, складається з органічних речовин.
1. Вуглеводи складаються з ...
- вуглецю, водню і кисню
- вуглецю, азоту і водню
- вуглецю, кисню та азоту
вуглеводи, або цукориди, - одна з основних груп органічних сполук. Вони входять до складу клітин всіх живих організмів. Вуглеводи складаються з вуглецю, водню і кисню. Назва, вони отримали тому, що у більшості з них співвідношення водню і кисню в молекулі таке ж, як і в молекулі води.
Загальна формула вуглеводів: Сn (Н2О) m. Прикладами можуть служити глюкоза - З 6 Н 12 О 6 і сахароза - З 12 Н 22 Про 11. До складу похідних вуглеводів можуть входити і інші елементи. Всі вуглеводи діляться на прості, або моносахариди, І складні, або полісахариди. З моносахаридів найбільше значення для живих організмів мають рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза.
Функції вуглеводів: енергетична, будівельна, захисна, запасающая.
2. Визнач із запропонованих полісахариди.
- крохмаль, глікоген, хітин ...
- глюкоза, фруктоза, галактоза
- рибоза, дезоксирибоза
Ді-і полісахариди утворюються шляхом з'єднання двох і більш моносахаридів. Дисахариди за своїми властивостями близькі до моносахаридів. І ті, і інші добре розчинні у воді і мають солодкий смак. Полісахариди складаються з великого числа моносахаридів, з'єднаних ковалентними зв'язками. До них відносяться крохмаль, глікоген, целюлоза, хітин та інші.
3. Порушення природної структури білка.
- денатурація
- ренатурації
- дегенерація
Порушення природної структури білка називають денатурацією. Вона може відбуватися під впливом температури, хімічних речовин, променевої енергії та інших факторів. При слабкому впливі розпадається тільки четвертичная структура, при більш сильному - третинна, а потім - вторинна, і білок залишається у вигляді поліпептидного ланцюга. Цей процес частково звернемо: якщо не зруйнована первинна структура, то денатурований білок здатний відновлювати свою структуру. Таким чином, що всі особливості будови макромолекули білка визначаються його первинною структурою.
4. Функція, завдяки якій відбувається прискорення біохімічних реакцій в клітині.
- каталітична
- ферментативна
- обидві відповіді правильні
ферменти (Або біокаталізатори) - це молекули білків, що працюють як біологічні каталізатори, в тисячі разів збільшують швидкість хімічних реакцій. Щоб великі органічні молекули вступили в реакцію, їм недостатньо простого контакту. Необхідно, щоб функціональні групи цих молекул були звернені один до одного і ніякі інші молекули не заважали їх взаємодії. Імовірність того, що молекули самі визначаться за потрібне чином, незначна мала. Фермент ж приєднує до себе обидві молекули в потрібному положенні, допомагає ми позбутися від водяної плівки, поставляє енергію, прибирає зайві частини і звільняє готовий продукт реакції. При цьому самі ферменти, подібно іншим хімічним катализаторам, не змінюються в результаті минулих реакцій і виконують свою роботу знову і знову. Для функціонування кожного ферменту є оптимальні умови. Одні ферменти активні в нейтральній, інші - в кислому або лужному середовищі. При температурі понад 60 ° С більшість ферментів не функціонує.
5. Функція скорочувальних білків.
- рухова
- транспортна
- захисна
рухова функція білків виконують особливі скоротливі білки. Завдяки їм рухаються війки і джгутики у найпростіших, переміщаються хромосоми при діленні клітини, скорочуються м'язи у багатоклітинних, удосконалюються інші види руху у живих організмів.
Джгутик всіх еукаріотів має довжину близько 100 мкм. На поперечному зрізі можна побачити, що по периферії джгутика розташовані 9 пар мікротрубочок, а в центрі - 2 мікротрубочки. Всі пари мікротрубочок пов'язані між собою. Білок, що здійснює це зв'язування, змінює свою конформацію за рахунок енергії, що виділяється при гідролізі АТФ. Це призводить до того, що пари мікротрубочок починають рухатися одна відносно одної, джгутик згинається і клітина починає рух.
6. Функція білків, завдяки якій гемоглобін переносить кисень з легень до клітин інших тканин і органів.
- транспортна
- рухова
- обидві відповіді правильні
Важливе значення має транспортна функція білків. Так, гемоглобін переносить кисень з легень до клітин інших тканин і органів. У м'язах цю функцію виконує білок гемоглобін. Білки сироватки крові (альбумін) сприяють переносу ліпідів і жирних кислот, різних біологічно активних речовин. Приєднуючи кисень, гемоглобін з синюватого стає червоним. Тому кров, в якій багато кисню, відрізняється за кольором від крові, в якій його мало. Транспортні білки в зовнішній мембрані клітин переносять різні речовини з навколишнього середовища в цитоплазму.
7. Функція білка, що підтримує постійну концентрацію речовин в крові і клітинах організму. Беруть участь в зростанні, розмноженні і інших життєво важливих процесах.
- ферментативна
- регуляторна
- транспортна
Регуляторна функція властива білкам - гормонів. Вони підтримують постійні концентрації речовин в крові і клітинах, беруть участь в зростанні, розмноженні і інших життєво важливих процесах. У присутності речовини-регулятора починається зчитування певної ділянки ДНК. Вироблений даним геном білок починає довгий ланцюжок перетворень речовин, що проходять через ферментативний комплекс. Зрештою виробляється речовина-регулятор, який зупиняє зчитування або переводить його на іншу ділянку. При цьому саме інформація ДНК визначає, які речовини виробляти, а кінцевий продукт синтезу блокує ДНК і призупиняє весь процес. Інший шлях: ДНК блокується речовиною, що з'явилися в результаті діяльності керуючих систем організму: нервової або гуморальної. Звичайно, у зазначеній ланцюга може бути велика кількість посередників. Є, наприклад, ціла група білків-рецепторів, які посилають сигнал, що управляє у відповідь на зміну зовнішнього або внутрішнього середовища.
8. До складу молекули ДНК входять азотисті основи ...
- аденін, гуанін, цитозин, тимін
- аденін, гуанін, лейцин, тимін
- немає правильної відповіді
До складу молекули ДНК входять чотири типи азотистих основ: аденін, гуанін, цитозин і тимін. Вони і визначають назви відповідних нуклеотидів.
9. Визнач складу нуклеотиду.
- залишок фосфорної кислоти, цітідін, вуглевод
- азотистих основ, вуглевод, ДНК
- азотистих основ, вуглевод, залишок фосфорної кислоти
Кожен нуклеотид складається з трьох компонентів, з'єднаних міцними хімічними зв'язками. Це азотистих основ, вуглевод (рибоза або дезоксирибоза) і залишок фосфорної кислоти.
10. Назва зв'язку між аденином і тиміном при утворенні двуцепочной молекули ДНК.
- одинарна
- подвійна
- потрійна
Молекула ДНК є подвійний ряд нуклеотидів, зшитих в поздовжньому і поперечному напрямку Каркасом її структури служать вуглеводи, надійно пов'язані фосфатними групами в два ланцюжки. Між ланцюгами «драбинкою» розташовані азотисті основи, притягнуті один до одного слабкими водневими зв'язками (в разі аденін-тимін - зв'язок подвійна).
11. Визнач склад аденозинтрифосфату:
- аденін, урацил, два залишку фосфорної кислоти
- аденін, рибоза, три залишку фосфорної кислоти
нуклеїнова кислота аденозинтрифосфату (АТФ) складається з одного-єдиного нуклеотиду і містить дві макроергічні (багаті енергією) зв'язку між фосфатними групами. АТФ абсолютно необхідна в кожній клітині, так як вона грає роль біологічного акумулятора - переносника енергії. Вона потрібна скрізь, де відбувається запасання енергії або її звільнення і використання, тобто практично в будь-який біохімічної реакції, оскільки подібні реакції відбуваються в кожній клітині майже безперервно, кожна молекула АТФ розряджається і знову заряджається, наприклад, в організмі людини в середньому один раз в хвилину. АТФ міститься в цитоплазмі, мітохондріях, пластидах і ядрах.
13. Білкова оболонка вірусу.
- капсида
- липида
- немає правильної відповіді
Влаштовані віруси дуже просто. Кожна вірусна частка складається з РНК або ДНК, укладеної в білкову оболонку, яку називають капсидом. Капсид виконує кілька функцій.
- Захист генетичного матеріалу (ДНК або РНК) вірусу від механічних і хімічних ушкоджень.
- Визначення потенціалу до зараження клітини.
- На початкових стадіях зараження клітини: прикріплення до клітинної мембрани, розрив мембрани і впровадження в клітку генетичного матеріалу вірусу.
14. Рівень представлений молекулами органічних речовин, що знаходяться в клітинах і отримали назву біологічних молекул.
- клітинний
- молекулярний
- організменний
молекулярний рівень представлений молекулами органічних речовин - білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів, ліпідів. На молекулярному рівні досліджується роль цих найважливіших біологічних сполук в зростанні і розвитку організмів, зберіганні і передачі спадкової інформації, обміні речовин і перетворенні енергії в живих клітинах і інших явищах.
15. Який з термінів є синонімом поняття «обмін речовин»?
- асиміляція
- катаболізм
- метаболізм
Обмін речовин ( метаболізм) - сукупність взаємопов'язаних процесів синтезу і розщеплення хімічних речовин, що відбуваються в організмі. Біологи поділяють його на пластичний (анаболізм) і енергетичний обміни (катаболізм), які пов'язані між собою. Всі синтетичні процеси потребують речовинах і енергії, що поставляються процесами розщеплення. Процеси розщеплення катализируются ферментами, синтезуються в ході пластичного обміну, з використанням продуктів і енергії енергетичного обміну. Реакції метаболізму в живій клітині протікають при помірних температурах, нормальному тиску і малих коливаннях кислотності. Поза живих організмів при таких умовах все хімічні реакції асиміляції і дисиміляції або взагалі не могли б протікати, або протікали б повільно. Однак в живих організмах ці реакції проходять дуже швидко. Це обумовлюється участю в них ферментів.
Представники царства вірусів - особлива група життєвих форм. Вони мають не тільки вузькоспеціалізоване будова, але і характеризуються специфічним обміном речовин. У даній статті ми вивчимо неклеточную форму життя - вірус. З чого складається, як розмножується і яку роль він відіграє в природі, ви дізнаєтеся, прочитавши її.
Відкриття неклітинних форм життя
Російський вчений Д.Івановський в 1892 році займався вивченням збудника хвороби тютюну - тютюнової мозаїки. Він встановив, що патогенний агент не відноситься до бактерій, а є особливою формою, в подальшому названої вірусом. В кінці 19 століття в біології ще не використовували мікроскопи з високою роздільною здатністю, тому вчений не зміг дізнатися, з яких молекул складається вірус, а також побачити і описати його. Після створення електронного мікроскопа на початку 20 століття світ побачив перше представників нового царства, що опинилися причиною багатьох небезпечних і важко виліковних хвороб людини, а також інших живих організмів: тварин, рослин, бактерій.
Положення неклітинних форм в систематики живої природи
Як було сказано раніше, ці організми об'єднані в п'яте - віруси. Головний морфологічна ознака, характерний для всіх вірусів, - відсутність клітинної будови. До сих пір в науковому світі не припиняються дискусії з питання, чи є неклітинні форми живими об'єктами в повному розумінні цього поняття. Адже всі прояви метаболізму у них можливі тільки після проникнення в живу клітину. До цього моменту віруси поводяться, як об'єкти неживої природи: у них відсутні реакції обміну речовин, вони не розмножуються. На початку 20 століття перед вченими виникла ціла група питань: що таке вірус, з чого складається його оболонка, що знаходиться всередині вірусної частинки? Відповіді були отримані в результаті багаторічних досліджень і експериментів, що стали основою для нової наукової дисципліни. Вона виникла на стику біології і медицини і називається вірусологією.
особливості будови
Вираз «все геніальне просто» безпосередньо стосується неклітинних форм життя. Вірус складається з молекул нуклеїнових кислот - ДНК або РНК, покритих протеїнової оболонкою. У нього немає власного енергетичного та білоксинтезуючого апарату. Без клітини-господаря віруси не мають жодної ознаки живої субстанції: ні дихання, ні зростання, ні дратівливості, ні розмноження. Щоб все це з'явилося, потрібно тільки одне: знайти жертву - живу клітину, підпорядкувати її обмін речовин своєї нуклеїнової кислоти і в кінці кінців знищити. Як було сказано раніше, оболонка вірусу складається з білкових молекул, що мають впорядковане будова (прості віруси).
Якщо до складу оболонки входять ще і ліпопротеїдні субодиниці, що є насправді частиною цитоплазматичної мембрани клітини господаря, такі віруси називаються складними (збудники віспи та гепатиту В). Часто до складу поверхневої оболонки вірусу входять і глікопротеїди. Вони виконують сигнальну функцію. Таким чином, як і оболонка, так і сам вірус складаються з молекул органічного компонента - протеїну і нуклеїнових кислот (ДНК або РНК).
Як віруси проникають в живі клітини
- Злиттям своєї оболонки з мембраною клітини (вірус грипу).
- Шляхом піноцитозу (збудник поліомієліту тварин).
- Через пошкодження клітинної стінки (віруси рослин).
розмноження вірусів
Підсумком нападу збудника на клітку стає з'єднання ДНК або РНК вірусу з власними білковими частинками. Таким чином, новостворений вірус складається з молекул нуклеїнових кислот, покритих впорядкованими частинками протеидов. Мембрана клітини-господаря руйнується, клітина гине, а вийшли з неї віруси впроваджуються в здорові клітини організму.
Явище зворотного редуплікаціі
На початку вивчення представників даного царства існувала думка, що віруси складаються з клітин, але вже досліди Д. Іванівського довели, що збудників неможливо виділити за допомогою мікробіологічних фільтрів: патогени проходили через їх пори і виявлялися в фільтраті, який зберігав вірулентні властивості.
Подальшими дослідженнями було встановлено той факт, що вірус складається з молекул органічної речовини і виявляє ознаки живої субстанції тільки після свого безпосереднього проникнення в клітину. У ній він починає розмножуватися. Більшість РНК-вірусів розмножуються так, як було описано вище, але деякі з них, наприклад вірус СНІДу, в ядрі клітини-господаря викликає синтез ДНК. Це явище називається зворотної репликацией. Потім на синтезується і-РНК вірусу, а вже на ній починається збірка вірусних білкових субодиниць, що утворюють його оболонку.
особливості бактеріофагів
Що являє собою бактеріофаг - клітку або вірус? З чого складається ця некліткова форма життя? Відповіді на ці питання такі: це вірус, що вражає виключно прокаріотів - бактерії. Будова його досить своєрідно. Вірус складається з молекул органічної речовини і ділиться на три частини: головку, стержень (чохол) і хвостові нитки. У передній частині - голівці - знаходиться молекула ДНК. Далі слід чохол, що має всередині порожній стрижень. Хвостові нитки, прикріплені до нього, забезпечують з'єднання вірусу з рецепторними локусами бактерії. Принцип дії бактеріофага нагадує шприц. Після скорочення білків чохла молекула ДНК потрапляє в порожнистий стрижень і далі впорскується в цитоплазму клітини-мішені. Тепер заражена бактерія буде синтезувати ДНК вірусу і його білки, що неминуче призведе до її загибелі.
Як організм захищає себе від вірусних інфекцій
Природа створила особливі захисні пристосування, що протистоять вірусних захворювань рослин, тварин і людини. Самі збудники сприймаються їх клітинами як антигени. У відповідь на присутність вірусів в організмі виробляються імуноглобуліни - захисні антитіла. - тимус, лімфатичні вузли - реагують на вірусне вторгнення і сприяють виробленню захисних протеїнів - інтерферонів. Ці речовини пригнічують розвиток вірусних частинок і гальмують їх розмноження. Обидва види захисних реакцій, розглянутих вище, відносяться до гуморального імунітету. Інша форма захисту - клітинна. Лейкоцити, макрофаги, нейтрофіли поглинають вірусні частинки і розщеплюють їх.
значення вірусів
Не секрет, що воно в основному негативне. Ці ультрамалі патогенні частки (від 15 до 450 нм), видимі тільки в електронний мікроскоп, викликають цілий букет небезпечних і важко виліковних захворювань всіх без винятку організмів, що існують на Землі. Так, у вражають життєво важливі органи і системи, наприклад нервову (сказ, енцефаліт, поліомієліт) імунну (СНІД), травну (гепатит), дихальну (грип, аденоінфекціі). Тварини хворіють ящером, чумою, а рослини - різними некрозами, пятнистостями, мозаїчністю.
Різноманіття представників царства не вивчено до кінця. Доказом служить те, що до сих пір відкривають нові види вірусів і діагностують раніше не зустрічаються захворювання. Наприклад, в середині 20 століття в Африці був виявлений вірус Зика. Він знаходиться в організмі комарів, які при укусі заражають людини та інших ссавців. Симптоми захворювання свідчать про те, що збудник вражає перш за все відділи центральної нервової системи і викликає у новонароджених мікроцефалію. Люди, які є носіями цього вірусу, повинні пам'ятати, що вони є потенційно небезпечними для своїх партнерів, так як в медичній практиці зареєстровані випадки передачі захворювання статевим шляхом.
До позитивної ролі вірусів можна віднести їх використання в боротьбі проти видів-шкідників, в генній інженерії.
У даній роботі ми розповіли, що таке вірус, з чого складається його частка, як організми захищають себе від патогенних агентів. Також ми визначили, яку роль відіграють неклітинні форми життя в природі.
Зміст 1. Молекулярний рівень: загальна характеристика 2. Вуглеводи 2. Вуглеводи. Перевірте свої знання Перевірте свої знання 3. Ліпіди 3. Ліпіди. Перевірте свої знання Перевірте свої знання 4. Склад і будова білків 5. Функції білків 5. Функції білків. Перевірте свої знання Перевірте свої знання 6. Нуклеїнові кислоти 6. Нуклеїнові кислоти. Перевірте свої знання Перевірте свої знання 7. АТФ та інші органічні сполуки клітини 8. Біологічні каталізатори 8. Біологічні каталізатори. Перевірте свої знання Перевірте свої знання 9. Віруси 9. Віруси. Перевірте свої знання Перевірте свої знання 10. Зміст глави 11. Література
Молекулярний рівень: загальна характеристика молекулярний рівень - початковий, найбільш глибинний рівень організації живого Кожен організм складається з молекул органічних речовин, що знаходяться в клітці - це біологічні молекули Живі організми складаються з тих же хімічних елементів, що і неживі. В даний час відомо більше 100 елементів, велика частина їх міститься в живих організмах Найбільш поширені в живій природі: вуглевод (С), кисень (О), водень (Н) і азот (N) Основою всіх органічних сполук служить вуглець, він вступає в зв'язок з багатьма атомами і їх групами - утворює ланцюжка, різні за хімічним складом, довжині і формі. Мономери - групи атомів, щодо просто влаштована, що входить до складу складних хімічних сполук Полімер - ланцюг, що складається з численних ланок - мономерів Біополімери - полімери, що входять до складу живих організмів Молекула полімеру складається з тисяч з'єднаних між собою мономерів (однакових або різних) Властивості біополімерів залежать від: будови мономерів числа мономерів різноманітності мономерів Біополімери універсальні, т. к. побудовані за єдиним планом у всіх живих організмів.
Молекулярний рівень: загальна характеристика До биополимерам відносяться: білки вуглеводи нуклеїнові кислоти Для кожного виду біополімерів характерні певну будову і функції: Біополімери - білки, складаються з мономерів - амінокислот, виконують функції: основний структурний матеріал, регулюють процеси Нуклеїнові кислоти складаються з нуклеотидів, беруть участь в передачі генетичної інформації вуглеводи складаються з моносахаридів, головний енергетичний матеріал живих організмів Жири високомолекулярні органічні сполуки - будівельний і енергетичний ресурс організму. Різноманітні властивості біополімерів обумовлені різним поєднанням декількох типів мономерів Специфічні властивості біополімерів проявляються тільки в живій клітині Наступність між молекулярним і наступним за ним клітинним рівнем забезпечується тим, що біологічні молекули - це матеріал, з якого утворюються надмолекулярні - клітинні структури. белокамінокіслота нуклеїнова кислота нуклеотид вуглевод моносахарид До змісту
Вуглеводи (цукри) Вуглеводи - одна з основних груп органічних сполук, входить до складу клітин всіх організмів Елементний склад - С, Н, О Загальна формула С n (Н 2 О) m, приклади: глюкоза - З 6 Н 12 О 6, сахароза - З 12 Н 24 Про 11 Функції вуглеводів: 1. Енергетична (глюкоза) 2. запасаються (резервна) (крохмаль, глікоген) 3. Будівельна (структурна) (целюлоза, хітин, муреин) 4. рецепторних Вуглеводи прості, або моносахариди складні, або полісахариди Рибоза дезоксирибоза Глюкоза фруктоза галактоза дисахариди: сахароза, мальтоза, лактоза полісахариди: крохмаль, глікоген, целюлоза, хітин Добре розчинні у воді, солодкі на смак чи не розчиняються у воді, не солодкі на смак дисахариди Робота з підручником до змісту
Ліпіди ліпіди - велика група жироподібних речовин, нерозчинних у воді Більшість ліпідів складається з високомолекулярних жирних кислот і трехатомного спирту гліцерину В клітинах міститься від 2-3% до 50-90% Містяться в усіх без винятку клітинах Жири - найбільш прості і широко поширені ліпіди Елементний склад - С, Н, О Опціїліпідів: 1. енергетична 2. запасаються (жири) 3. джерело води 4. захисна (теплоізоляційна) 5. сприяє плавучості 6. будівельна 7. регуляторна (гормони). До змісту
Склад і будова білків Білки (протеїни) - найчисленніші, найбільш поширені, мають першорядне значення (до 50-80% сухої маси клітини) Молекули білків - макромолекули (мають великі розміри) Елементний склад - C, H, O, N (S, P, Fe) Білки відрізняються: числом мономерів складом мономерів послідовністю мономерів Мономерами білка є амінокислоти: Нескінченна різноманітність білків створюється поєднаннями всього 20 амінокислот Сполучення кислотних і основних властивостей надає реактивність
Рівні структурної організації молекули білка При вивченні складу білків було встановлено, що всі вони мають різні просторові конфігурації, побудовані за єдиним принципом і мають чотири рівні організації Первинна структура Вторинна структура Третинна структура Четвертичная структура
Денатурація білків Денатурація білків - це втрата білками своїх природних властивостей (розчинності) внаслідок порушення просторової структури їх молекул Денатурація відбувається під впливом: температури хімічних речовин променевої енергії та ін. Руйнуються хімічні зв'язки починаючи з четвертинної структури третинна вторинна первинна амінокислоти Цей процес частково звернемо, якщо руйнування пройшло до первинної структури Первинна структура визначає особливості будови макромолекули білка. За складом білки діляться: Прості білки Складні білки Складаються тільки з амінокислот До складу входять вуглеводи (глікопротеїни), жири (ліпопротеїни), нуклеїнові кислоти (нуклеопротеїнами) Необоротна денатурація білка яйця До змісту
Нуклеїнові кислоти нуклеїнові кислоти біополімери, що знаходяться в клітці, що виконують різні функції Типу нуклеїнових кислот Нуклеїнові кислоти - біополімери, що складаються з мономерів - нуклеотидів Функції нуклеїнових кислот 1. Зберігання спадкової інформації 2. Транспортна 3. Будівельна 4. Інформаційна. Дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) Рибонуклеїнова кислота (РНК) Кожен нуклеотид складається: вуглевод Аденін Тимин Гуанін Цитозин Урацил дезоксирибозою Рибоза р - РНК - рибосомная РНК т - РНК - транспортна РНК і - РНК - інформаційна, або матрична РНК.
АТФ та інші органічні сполуки АТФ (АТФ) - нуклеотид, що складається з азотистої основи аденіну, вуглеводу рибози і трьох залишків фосфорної кислоти АТФ - нестійка структура Вітаміни - складні биоорганические сполуки, необхідні в малих кількостях нормальної життєдіяльності організмів Одні вітаміни синтезуються в самому організмі, інші - надходять з їжею Вітаміни позначаються буквами латинського алфавіту, діляться на жиророзчинні (А, Д, Єї К) і водораствороімие (в, с, РР і ін.) Вітаміни відіграють велику роль в обміні речовин - недолік або надлишок в організмі порушує фізіологічні функції в клітці ще містяться органічні речовини - проміжні або кінцеві продукти біосинтезу і розпаду. 40 кДж До змісту
Біологічні каталізатори каталізу називається явище прискорення реакції без зміни її загального результату Каталізатори - речовини, що змінюють швидкість хімічної реакції, але не входять до складу продуктів реакції Каталітичної здатністю володіють деякі молекули РНК (на початковому етапі зародження життя, зараз роль вкрай мала) Ферменти (білки) - основні біокаталізатори в клітці (до 1 000) Молекули ферментів можуть складаються тільки з білків, або з білків і небілкового компонента (коферменту) Кофермент - як правило вітаміни, іони різних металів Ферменти беруть участь в процесах як синтезу, так і розпаду. Діють ферменти в строго визначеної послідовності специфічні (виборчі) Молекула ферменту має активний центр - на ньому йде певна реакція, з ним зв'язуються тільки певні молекули речовини (субстрату) (комплементарні один одному) На заключному етапі реакції комплекс фермент - речовина розпадається з утворенням кінцевих продуктів і вільного ферменту На роботу ферменту впливають - температура, тиск, реакція середовища, концентрація ферменту і речовини. До змісту
Склад, будова і функції білків Перевірте свої знання 1. Які речовини називаються білками, або протеїнами? 2. З яких хімічних груп складаються мономери білків? 3. Що таке первинна структура білка? 4. Які хімічні зв'язки утримують конфігурації білків? 5. За якими ознаками білки діляться на прості і складні? 6. Які функції виконують білки в живому організмі? Дайте відповідь на питання До змісту
Нуклеїнові кислоти Перевірте свої знання 1. Яку будову має нуклеотид? 2. Яку будову має молекула ДНК? 3. У чому полягає принцип комплементарності? 4. Що спільного і які відмінності в будові молекул ДНК і РНК? 5. Які типи молекул РНК вам відомі? Які їх функції? Дайте відповідь на питання До змісту
Біологічні каталізатори Перевірте свої знання 1. Які речовини називаються каталізаторами? 2. Яку роль відіграють ферменти в клітці? 3. Чому більшість ферментів при високій температурі втрачає каталітичні властивості? 4. Чому нестача вітамінів може викликати порушення в процесах життєдіяльності організму? Дайте відповідь на питання До змісту
Віруси Перевірте свої знання 1. На підставі чого віруси відносять до живих організмів? 2. Які особливості відрізняють віруси від інших живих організмів? 3. Яку будову мають віруси? 4. Які захворювання людини викликаються вірусами? Дайте відповідь на питання До змісту
Стор. 20 Робота з підручником 1. Прочитайте частина параграфа 1.2, починаючи з другого абзацу на стор Запишіть в зошит основні функції вуглеводів? До змісту
Стор. 24 Робота з підручником 1. Прочитайте частина параграфа 1.4 на стор.24, починаючи з останнього абзацу 2. Визначте, які зміни (рівні організації) мають молекули білків, які хімічні зв'язки їх утримують? 3. Заповніть таблицю: Структура білка Характеристика структури Типи зв'язків, що утримують структури До змісту
Стор. 30 Робота з підручником 1. Прочитайте частина параграфа 1.6, починаючи з першого абзац на стор Визначте, ніж молекула ДНК відрізняється від молекули РНК, в чому подібність цих молекул? 3. Заповніть таблицю: Нуклеїнова кислота СходстваОтлічія ДНК РНК До змісту
Література 1. Каменський А. А. та ін., Біологія. 9 кл. - М ,: Дрофа, Бєляєв Д. К. та ін., Загальна біологія кл., М .: Просвещение, Полянський Ю. І., Загальна біологія кл., М .: Просвещение, Пуговкін А. П. та ін., Загальна біологія 9 кл., М .: Просвещение, Енциклопедія для дітей. Біологія, М .: Аванта, 1998.
