Hlavné organické látky bunky sú bielkoviny, sacharidy, nukleové kyseliny a lipidy.
Sacharidy. V bunke sú zastúpené monosacharidy, disacharidy a polysacharidy.
Monosacharidy - bezfarebné pevné kryštalické látky, ľahko rozpustné vo vode, zvyčajne sladkej chuti. Medzi monosacharidy patrí glukóza, fruktóza, ribóza, deoxyribóza atď. V mede a ovocí je veľa glukózy a fruktózy. Ribóza a deoxyribóza sú súčasťou nukleových kyselín.
Komplexné a veľké molekuly polysacharidy (škrob, celulóza, glykogén) pozostávajú z mnohých navzájom prepojených zvyškov molekúl monosacharidu. Polysacharidy, ako je škrob, celulóza, glykogén, sú zložené z molekúl glukózy spojených dohromady, ktorých počet je premenlivý a môže sa pohybovať od stotisíc do miliónov. Preto všeobecný vzorec pre škrob, glykogén a celulózu vyzerá takto: (C6H10O5) n.
Keď sa spoja dve molekuly glukózy, jedna molekula vody sa odštiepi. Symbol n znamená, že počet molekúl glukózy v molekulách škrobu, glykogénu a celulózy sa môže meniť. Celulóza má lineárnu štruktúru, zatiaľ čo škrob a glykogén sú rozvetvené.
Rozdiel medzi molekulami celulózy a škrobu spočíva aj v skutočnosti, že počet n celulóza má viac. Jedna makromolekula škrobu obsahuje od niekoľko stoviek do niekoľko tisíc jednotiek a molekula celulózy obsahuje viac ako 10 000 jednotiek. Celulóza vytvára vlákna, ktoré dodávajú rastline jej tuhosť a pevnosť. Celulózové vlákno je teda pevnejšie ako oceľový drôt rovnakého priemeru.
Lipidy (z gréčtiny - tučný). Molekuly tuku sú tvorené zvyškami trihydrátu alkoholu (glycerol) a zvyškami molekúl mastných kyselín. Hlavnou vlastnosťou lipidov je hydrofóbnosť.
Vlastnosti štruktúry molekúl sacharidov a lipidov určujú ich funkcie v bunke.
Funkcie sacharidov a lipidov v bunke.
1. Dodávka živín v bunke.
Bunky zemiakových hľúz a rizómov mnohých rastlín sú bohaté na sacharidy. Glykogén sa hromadí v pečeňových a svalových bunkách. Keď telo potrebuje energiu, molekuly glykogénu sa štiepia na ľahko rozpustné molekuly glukózy. Tukové zásoby sú obsiahnuté v bunkách tukového tkaniva vtákov a cicavcov, semenách niektorých rastlín. U strunatcov sa tukové zásoby ukladajú pod kožou a slúžia na ochranu tela pred hypotermiou a mechanickým poškodením. Takže veľryby, mrože, tulene, tučniaky sú chránené pred podchladením silnými tukovými zásobami. Napríklad u veľryby dosahuje vrstva podkožného tuku 1 m.
2. Energie. Molekuly sacharidov a tukov sa v bunkách oxidujú na oxid uhličitý a vodu a energia uvoľnená v tomto procese sa využíva na životne dôležité procesy.
3. Štrukturálne. Sacharidy a lipidy sa nachádzajú v rôznych častiach a organelách bunky. Takže bunkové steny rastlín sú postavené z celulózy. Drevo obsahuje od 40 do 60% celulózy. Lipidy sú nevyhnutnou súčasťou bunkovej membrány.
Bielkoviny.
Funkcie bielkovín v bunke:
1. Katalytické... Katalytické proteíny urýchľujú chemické reakcie v bunke. Kataláza teda zvyšuje rýchlosť rozkladu peroxidu vodíka (H 2 O 2) o 10 11-krát
2. Regulačné.Napríklad proteínový inzulín reguluje hladinu cukru v krvi.
3. Štrukturálne. Molekuly proteínov sú súčasťou všetkých bunkových membrán. Molekuly proteínu kolagénu tvoria základ chrupavky a šliach. Bielkoviny pozostávajú z vlasov, vlny, nechtov, rohov, kopýt, šupín, peria, pavučín.
4. Motor. Niektoré bielkoviny (aktín, myozín) sú schopné spôsobiť stiahnutie svalových vlákien.
5. Ochranný.... Protilátky tvorené u stavovcov sú bielkoviny, ktoré neutralizujú cudzorodé látky vstupujúce do tela. Proteín fibrinogén sa podieľa na zrážaní krvi.
6. Doprava.... Napríklad krvná bielkovina hemoglobín, ktorá je súčasťou erytrocytov, tvorí krehké zlúčeniny s kyslíkom v pľúcach a dodáva ich do všetkých buniek tela.
7. Skladovanie. hromadia sa napríklad v semenách rastlín.
8. Energie.Pri nedostatku polysacharidov a lipidov môžu bielkoviny vykonávať energetickú funkciu. Pri oxidácii molekúl bielkovín v bunke sa energia uvoľňuje v približne rovnakom množstve, ako pri oxidácii sacharidov.
Nukleové kyseliny.
Nukleové kyseliny boli objavené v druhej polovici 19. storočia. švajčiarsky biochemik F. Mischer, ktorý izoloval látku s vysokým obsahom dusíka a fosforu z jadier buniek a nazval ju „nukleín“ (z latinského nucleos - jadro).
Existujú dva typy nukleových kyselín - DNA (deoxyribonukleová kyselina) a RNA (ribonukleová kyselina). Nukleové kyseliny, podobne ako proteíny, sú druhovo špecifické, to znamená, že každý druh má svoj vlastný typ DNA.
Molekuly nukleových kyselín sú veľmi dlhé reťazce pozostávajúce zo stoviek alebo dokonca miliónov nukleotidov. Akákoľvek nukleová kyselina obsahuje iba štyri typy nukleotidov. Funkcie molekúl nukleovej kyseliny závisia od počtu v reťazci a sekvencie zlúčeniny v molekule nukleotidu.
Každý nukleotid pozostáva z troch zložiek: dusíkatej zásady, uhľohydrátu a kyseliny fosforečnej. Každý nukleotid DNA obsahuje jeden zo štyroch typov dusíkatých báz (adenín - A, tymín - T, guanín - G alebo cytozín - C), ako aj deoxyribózový uhľohydrát a zvyšok kyseliny fosforečnej.
V roku 1953 americký biológ J. Watson a anglický fyzik F. Crick vytvorili model štruktúry molekuly DNA. Vedci zistili, že každá molekula DNA sa skladá z dvoch reťazcov, ktoré sú navzájom spojené a špirálovito skrútené. Vyzerá to ako dvojitá špirála. V každom vlákne sa postupne striedajú štyri typy nukleotidov.
Nukleotidové zloženie DNA sa líši v odlišné typy baktérie, huby, rastliny, zvieratá. Ale vekom sa to nemení, záleží to málo na zmenách prostredia. Nukleotidy sú spárované, to znamená, že počet adenylových nukleotidov v ktorejkoľvek molekule DNA sa rovná počtu tymidylových nukleotidov (AT) a počet cytidylových nukleotidov sa rovná počtu guanylových nukleotidov (C-G). Je to tak kvôli skutočnosti, že vzájomné spojenie dvoch reťazcov v molekule DNA sa riadi určitým pravidlom, a to: adenín jedného reťazca je vždy spojený dvoma vodíkovými väzbami iba s tymínom druhého reťazca a guanín je vždy spojený tromi vodíkovými väzbami s cytozínom, to znamená nukleotidovými reťazcami jednej molekuly DNA je komplementárna, navzájom sa komplementárna DNA obsahuje všetky baktérie, prevažnú väčšinu vírusov. Nachádza sa v bunkových jadrách živočíchov, húb a rastlín, ako aj v mitochondriách a chloroplastoch. Jadro každej bunky ľudského tela obsahuje 6,6 x 10 - 12 g DNA a v jadre zárodočných buniek - o polovicu menej - 3,3 x 10 - 12 g.
Molekuly nukleových kyselín - DNA a RNA sú tvorené nukleotidmi. Zloženie nukleotidov DNA zahrnuje dusíkatú bázu (A, T, G, C), deoxyribózový uhľohydrát a zvyšok molekuly kyseliny fosforečnej. Molekula DNA je dvojitá špirála pozostávajúca z dvoch reťazcov spojených vodíkovými väzbami podľa princípu komplementarity. Funkciou DNA je ukladanie dedičných informácií.
Molekula RNA je na rozdiel od DNA obvykle jediným vláknom nukleotidov, ktoré je oveľa kratšie ako DNA. Celková hmotnosť RNA v bunke je však vyššia ako hmotnosť DNA. Molekuly RNA sa nachádzajú v jadre aj v cytoplazme.
Existujú tri hlavné typy RNA: informačná alebo templátová, - mRNA; ribozomálne - rRNA, transportné - tRNA, ktoré sa líšia tvarom, veľkosťou a funkciou molekúl. Ich hlavnou funkciou je účasť na biosyntéze bielkovín.
Je znázornená štruktúra molekúl RNA. Vidíte, že molekula RNA, podobne ako molekula DNA, pozostáva zo štyroch typov nukleotidov, z ktorých tri obsahujú rovnaké dusíkaté bázy ako nukleotidy DNA (A, G, C). Namiesto dusíkatej bázy tymínu však RNA obsahuje inú dusíkatú zásadu - uracil (U). Nukleotidy molekuly RNA teda zahŕňajú dusíkaté zásady: A, G, C, U. Okrem toho obsahuje RNA namiesto sacharidovej deoxyribózy ribózu
V bunkách všetkých organizmov sa nachádzajú molekuly ATP - kyselina adenozíntrifosforečná. ATP je univerzálna bunková látka, ktorej molekula má väzby bohaté na energiu. Molekula ATP je jeden druh nukleotidu, ktorý sa rovnako ako ostatné nukleotidy skladá z troch zložiek: dusíkatej bázy - adenínu, sacharidu - ribózy, ale namiesto jednej obsahuje tri zvyšky molekúl kyseliny fosforečnej. Väzby označené znakom ~ sú bohaté na energiu a nazývajú sa makroergický... Každá molekula ATP obsahuje dve vysokoenergetické väzby.
Ak dôjde k prerušeniu vysokoenergetickej väzby a k odštiepeniu jednej molekuly kyseliny fosforečnej pomocou enzýmov, uvoľní sa 40 kJ / mol energie, zatiaľ čo ATP sa prevedie na ADP - kyselinu adenozíndifosforečnú. Keď sa odštiepi ďalšia molekula kyseliny fosforečnej, uvoľní sa ďalších 40 kJ / mol; Vzniká AMP - kyselina adenozínmonofosforečná. Tieto reakcie sú reverzibilné, to znamená, že AMP je možné previesť na ADP, ADP - na ATP
Molekuly ATP sa nielen štiepia, ale aj syntetizujú, takže ich obsah v bunke je relatívne konštantný. Hodnota ATP v živote bunky je obrovská. Tieto molekuly zohrávajú vedúcu úlohu v energetickom metabolizme potrebnom na zabezpečenie vitálnej činnosti bunky a tela ako celku.
Organické látky sú základom celej živej prírody. Rastliny a zvieratá, mikroorganizmy a vírusy - všetko živé pozostáva z obrovského množstva rôznych organických látok a z relatívne malého množstva anorganických látok. Práve zlúčeniny uhlíka boli vďaka svojej veľkej rozmanitosti a schopnosti početných chemických premien základom, na ktorom vznikol život vo všetkých jeho prejavoch. To si vyžadovalo veľmi zložité organické látky, ktorých molekuly obsahujú reťazce mnohých tisícov atómov, t. J. Polyméry. Takéto polyméry sa nazývajú biopolyméry.
V prvom rade sú to bielkoviny - nosiče života, základ živej bunky. Komplexné organické polyméry - bielkoviny pozostávajú hlavne z uhlíka, vodíka, kyslíka, dusíka a síry. Ich molekuly vznikajú kombináciou veľmi veľkého množstva jednoduchých molekúl - takzvaných aminokyselín. Existuje asi dvadsať aminokyselín, ale navzájom sa kombinujú v inej kombinácii, prísne charakteristickej a stálej pre každý proteín, každý orgán, každé tkanivo, každý typ živého tvora. A keďže dĺžka bielkovinových molekúl môže byť veľmi veľká - až niekoľko desiatok tisíc jednotlivých aminokyselín v reťazci, je zrejmé, ako presne bielkoviny poskytujú rôzne životné prejavy.
Existuje veľa rôznych proteínov.
Existujú podporné proteíny, ktorých účelom je formovať kostru, kožu a ďalšie podpery tela. Takéto bielkoviny sú súčasťou kostí, tvoria chrupavku, kožu, vlasy, rohy, kopytá, perie, šupiny rýb. Existujú podporné proteíny, ktoré formujú svaly a nesú nielen podporné, ale aj kontraktilné funkcie. Svalová kontrakcia (najdôležitejšia úloha tohto typu proteínu) je premena časti chemickej energie takýchto proteínov na mechanickú prácu.
Existujú krvné bielkoviny so širokou škálou funkcií. Napríklad hemoglobín v krvi slúži ako nosič kyslíka v tele. Veľmi veľká skupina bielkovín reguluje chemické reakcie v organizmoch. Sú to enzýmy (biologické katalyzátory). Známych je viac ako sedemsto z nich. Vysoko vyvinuté organizmy sú tiež schopné produkovať ochranné proteíny, takzvané protilátky, ktoré sú schopné zrážať a tým neutralizovať cudzie látky a telá, ktoré sa do tela dostali zvonku.
Spolu s bielkovinami zohrávajú v živote dôležitú úlohu nukleové kyseliny. Tieto látky vytvárajú bielkoviny. V živom organizme vždy prebieha metabolizmus. Zloženie takmer všetkých jeho buniek sa neustále obnovuje. Obnovujú sa aj bunkové proteíny. Ale koniec koncov, pre každý orgán, pre každé tkanivo je potrebné vytvoriť si vlastný špecifický proteín s vlastným jedinečným poradím aminokyselín v reťazci. Strážcami tohto rádu sú nukleové kyseliny. Sú to tiež polymérne molekuly, zložito skonštruované, často vo forme dvojitej špirály atómov. Nukleové kyseliny sú druhom šablón, pomocou ktorých organizmy vytvárajú svoje bielkoviny. Často sa obrazne hovorí, že obsahujú kód syntézy bielkovín. Každý proteín má svoj vlastný kód, svoju vlastnú šablónu. Nukleové kyseliny majú ešte jednu funkciu. Sú to šablóny pre samotné nukleové kyseliny. Jedná sa o druh „pamäťového zariadenia“, pomocou ktorého každý typ živého tvora prenáša z generácie na generáciu kódy na stavbu svojich bielkovín.
Podporné funkcie v živej prírode vykonávajú nielen bielkoviny. V rastlinách napríklad podpora, kostrové látky - celulóza a lignín. Sú to tiež polymérne látky, ale úplne iného typu. Dlhé reťazce atómov celulózy sú postavené z molekúl glukózy, ktoré sú skupinou cukrov. Preto sa celulóza označuje ako polysacharidy. Štruktúra lignínu ešte nie je úplne ustanovená. Toto je tiež polymér, zjavne s mriežkovanými molekulami. A v hmyze plní podporné funkcie chitín, tiež polysacharid.
Existuje veľká skupina látok (tuky, cukry alebo sacharidy), ktoré prenášajú a ukladajú chemickú energiu. Sú náhradným stavebným materiálom potrebným na tvorbu nových buniek (pozri článok „Chémia potravín“). Mnoho organických látok v živých organizmoch hrá úlohu regulátorov vitálnej činnosti (vitamíny, hormóny). Niektoré regulujú rast a delenie buniek, iné - dýchanie alebo trávenie, iné - činnosť nervového systému atď. Živé organizmy tiež obsahujú množstvo látok najrôznejších účelov: farbenie, ktorému vďačí svet kvetov za svoju krásu, pa -hooking - priťahovanie alebo vystrašenie, ochrana pred vonkajšími nepriateľmi a mnoho ďalších. Rastliny a zvieratá, dokonca aj každá bunka, sú veľmi zložité laboratóriá, v ktorých vznikajú, transformujú sa a rozkladajú sa tisíce organických látok. V týchto laboratóriách prebieha množstvo a rozmanitých chemických reakcií v striktne stanovenom poradí. Tvoria sa najkomplexnejšie štruktúry, rastú a odumierajú ...
Svet organických látok nás obklopuje, my sami sa z nich skladáme a všetka živá príroda, s ktorou každú sekundu narazíme, medzi ktorou žijeme a ktorú neustále používame, sa skladá z organických látok.
1. Sacharidy pozostávajú z ...
- uhlík, vodík a kyslík
- uhlík, dusík a vodík
- uhlík, kyslík a dusík
Sacharidyalebo sacharidy, je jednou z hlavných skupín organických zlúčenín. Sú súčasťou buniek všetkých živých organizmov. Sacharidy sú tvorené uhlíkom, vodíkom a kyslíkom. Dostali svoje meno, pretože väčšina z nich má v molekule rovnaký pomer vodíka a kyslíka ako v molekule vody.
Všeobecný vzorec uhľohydrátov: Сn (Н 2 О) m. Príklady zahŕňajú glukóza - C6H12O6 a sacharóza - C 12 H 22 O 11. Do sacharidových derivátov môžu byť tiež zahrnuté ďalšie prvky. Všetky sacharidy sa delia na jednoduché, príp monosacharidya zložité alebo polysacharidy... Z monosacharidov majú pre živé organizmy najväčší význam ribóza, deoxyribóza, glukóza, fruktóza, galaktóza.
Funkcie sacharidov: energetické, stavebné, ochranné, skladovacie.
2. Stanovte navrhované polysacharidy.
- škrob, glykogén, chitín ...
- glukóza, fruktóza, galaktóza
- ribóza, deoxyribóza
Di- a polysacharidy sa tvoria kombináciou dvoch alebo viacerých monosacharidov. Disacharidy majú podobné vlastnosti ako monosacharidy. Oba sú vysoko rozpustné vo vode a majú sladkú chuť. Polysacharidy sú zložené z veľkého množstva monosacharidov spojených kovalentnými väzbami. Tie obsahujú škrob, glykogén, celulóza, chitín iné.
3. Porušenie prirodzenej štruktúry proteínu.
- denaturácia
- renaturácia
- degenerácia
Porušenie prirodzenej štruktúry proteínu sa nazýva denaturácia... Môže sa vyskytnúť pod vplyvom teploty, chemikálií, žiarivej energie a ďalších faktorov. Pri slabom náraze sa rozpadne iba kvartérna štruktúra, pri silnejšej terciárna štruktúra a potom sekundárna a bielkovina zostane vo forme polypeptidového reťazca. Tento proces je čiastočne reverzibilný: ak primárna štruktúra nie je zničená, potom je denaturovaný proteín schopný obnoviť svoju štruktúru. Všetky štrukturálne vlastnosti makromolekuly proteínu sú teda určené jeho primárnou štruktúrou.
4. Funkcia, vďaka ktorej dochádza k urýchleniu biochemických reakcií v bunke.
- katalytický
- enzymatický
- obe odpovede sú správne
Enzýmy (alebo biokatalyzátory) sú bielkovinové molekuly, ktoré pôsobia ako biologické katalyzátory, ktoré tisíckrát zvyšujú rýchlosť chemických reakcií. Aby reagovali veľké organické molekuly, nestačí im jednoduchý kontakt. Je nevyhnutné, aby funkčné skupiny týchto molekúl smerovali proti sebe a aby žiadne ďalšie molekuly nezasahovali do ich interakcie. Pravdepodobnosť, že sa samotné molekuly budú správne orientovať, je zanedbateľná. Enzým, naopak, na seba viaže obe molekuly v požadovanej polohe, pomáha nám zbaviť sa vodného filmu, dodáva energiu, odstraňuje prebytočné časti a uvoľňuje hotový reakčný produkt. Samotné enzýmy sa rovnako ako iné chemické katalyzátory v dôsledku minulých reakcií nemenia a svoju prácu vykonávajú znova a znova. Existujú optimálne podmienky pre fungovanie každého enzýmu. Niektoré enzýmy sú aktívne v neutrálnom prostredí, iné v kyslom alebo zásaditom prostredí. Pri teplotách nad 60 ° C väčšina enzýmov nefunguje.
5. Funkcia kontraktilných proteínov.
- motor
- doprava
- ochranný
Motor funkcia bielkovín sa vykonáva špeciálnymi kontraktilnými proteínmi. Vďaka nim sa mihalnice a bičíky pohybujú v prvokoch, chromozómy sa pohybujú počas bunkového delenia, svaly sa sťahujú v mnohobunkových organizmoch a zlepšujú sa ďalšie typy pohybu v živých organizmoch.
Bičík všetkých eukaryotických buniek je dlhý asi 100 μm. Na priereze je vidieť, že 9 párov mikrotubulov je umiestnených pozdĺž obvodu bičíka a 2 mikrotubuly sú umiestnené v strede. Všetky páry mikrotubulov sú vzájomne prepojené. Proteín, ktorý vykonáva túto väzbu, mení svoju konformáciu v dôsledku energie uvoľnenej počas hydrolýzy ATP. To vedie k tomu, že páry mikrotubulov sa začnú navzájom pohybovať, bičík sa ohýba a bunka sa začína hýbať.
6. Funkcia bielkovín, vďaka ktorej hemoglobín prenáša kyslík z pľúc do buniek iných tkanív a orgánov.
- doprava
- motor
- obe odpovede sú správne
To je dôležité doprava funkcia bielkovín. Hemoglobín teda prenáša kyslík z pľúc do buniek iných tkanív a orgánov. Vo svaloch túto funkciu vykonáva proteín hemoglobín. Sérové \u200b\u200bbielkoviny (albumín) podporujú prenos lipidov a mastných kyselín, rôznych biologicky aktívnych látok. Pripojením kyslíka sa hemoglobín z modrastej farby stáva šarlátovým. Preto sa krv, v ktorej je veľa kyslíka, líši farbou od krvi, v ktorej je kyslíka málo. Transportné proteíny vo vonkajšej membráne buniek prenášajú rôzne látky z prostredia do cytoplazmy.
7. Funkcia bielkovín, ktorá udržuje konštantnú koncentráciu látok v krvi a bunkách tela. Podieľajte sa na raste, reprodukcii a iných životne dôležitých procesoch.
- enzymatický
- regulačné
- doprava
Regulačné funkcia je vlastná bielkovinám - hormónom. Udržiavajú konštantné koncentrácie látok v krvi a bunkách, zúčastňujú sa na raste, reprodukcii a ďalších životne dôležitých procesoch. V prítomnosti regulačnej látky sa začína čítanie určitého úseku DNA. Proteín produkovaný týmto génom začína dlhý reťazec transformácií látok prechádzajúcich cez enzymatický komplex. Na konci sa vytvorí regulačná látka, ktorá zastaví čítanie alebo ju prenesie na iné miesto. Zároveň je to informácia o DNA, ktorá určuje, ktoré látky sa majú produkovať, a konečný produkt syntézy blokuje DNA a pozastavuje celý proces. Ďalším spôsobom: DNA je blokovaná látkou, ktorá sa objavuje v dôsledku činnosti riadiacich systémov tela: nervovej alebo humorálnej. V tomto reťazci samozrejme môže byť veľké množstvo sprostredkovateľov. Existuje napríklad celá skupina receptorových proteínov, ktoré vysielajú riadiaci signál v reakcii na zmeny vo vonkajšom alebo vnútornom prostredí.
8. Molekula DNA obsahuje dusíkaté bázy ...
- adenín, guanín, cytozín, tymín
- adenín, guanín, leucín, tymín
- neexistuje správna odpoveď
Molekula DNA obsahuje štyri typy dusíkatých báz: adenín, guanín, cytozín a tymín. Určujú názvy zodpovedajúcich nukleotidov.
9. Určte zloženie nukleotidu.
- zvyšok kyseliny fosforečnej, cytidín, uhľohydrát
- dusíkatá zásada, uhľohydrát, DNA
- dusíkatá zásada, uhľohydrát, zvyšok kyseliny fosforečnej
Každý nukleotid pozostáva z troch zložiek spojených silnými chemickými väzbami. Jedná sa o dusíkatú zásadu, uhľohydráty (ribóza alebo deoxyribóza) a zvyšky kyseliny fosforečnej.
10. Názov väzby medzi adenínom a tymínom pri tvorbe dvojvláknovej molekuly DNA.
- slobodný
- dvojitý
- trojnásobný
Molekula DNA je dvojitý rad nukleotidov, zošitý v pozdĺžnom a priečnom smere Rámec jeho štruktúry tvoria sacharidy, spoľahlivo spojené fosfátovými skupinami v dvoch reťazcoch. Medzi reťazami „rebríka“ sú dusíkaté bázy, ktoré sú navzájom priťahované slabými vodíkovými väzbami (v prípade adenín-tymínu väzba dvojitý).
11. Stanovte zloženie adenozíntrifosfátu:
- adenín, uracil, dva zvyšky kyseliny fosforečnej
- adenín, ribóza, tri zvyšky kyseliny fosforečnej
Nukleová kyselina adenosintrifosfátu (ATP) je tvorený jedným nukleotidom a obsahuje dve vysokoenergetické (na energiu bohaté) väzby medzi fosfátovými skupinami. ATP je absolútne nevyhnutný v každej bunke, pretože hrá úlohu biologického akumulátora - nosiča energie. Je to potrebné všade tam, kde sa energia ukladá alebo uvoľňuje a využíva, to znamená pri takmer akejkoľvek biochemickej reakcii, pretože takéto reakcie prebiehajú v každej bunke takmer nepretržite, každá molekula ATP sa vybíja a nabíja napríklad v ľudskom tele v priemere raz minútu. ATP sa nachádza v cytoplazme, mitochondriách, plastidoch a jadrách.
13. Proteínový obal vírusu.
- kapsid
- lipid
- neexistuje správna odpoveď
Vírusy sú usporiadané veľmi jednoducho. Každá vírusová častica pozostáva z RNA alebo DNA, uzavretých v proteínovom obale, ktorý sa nazýva kapsid... Kapsida má niekoľko funkcií.
- Ochrana genetického materiálu (DNA alebo RNA) vírusu pred mechanickým a chemickým poškodením.
- Stanovenie potenciálu bunkovej infekcie.
- V počiatočných štádiách bunkovej infekcie: pripojenie k bunkovej membráne, prasknutie membrány a zavedenie genetického materiálu vírusu do bunky.
14. Úroveň predstavovaná molekulami organických látok nachádzajúcich sa v bunkách a nazývaných biologické molekuly.
- bunkový
- molekulárne
- organizmus
Molekulárna hladinu predstavujú molekuly organických látok - bielkoviny, nukleové kyseliny, sacharidy, lipidy. Na molekulárnej úrovni sa skúma úloha týchto dôležitých biologických zlúčenín pri raste a vývoji organizmov, skladovaní a prenose dedičných informácií, metabolizme a premene energie v živých bunkách a pri iných javoch.
15. Ktorý z výrazov je synonymom pre pojem „metabolizmus“?
- asimilácia
- katabolizmus
- metabolizmus
Metabolizmus ( metabolizmus) - súbor vzájomne súvisiacich procesov syntézy a rozkladu chemických látok vyskytujúcich sa v tele. Biológovia ho delia na plastický (anabolizmus) a energetický metabolizmus (katabolizmus), ktoré spolu súvisia. Všetky syntetické procesy vyžadujú látky a energiu dodávanú štiepnymi procesmi. Štiepne procesy sú katalyzované enzýmami syntetizovanými počas plastického metabolizmu pomocou produktov a energie energetického metabolizmu. Metabolické reakcie v živej bunke prebiehajú pri miernych teplotách, normálnom tlaku a malých výkyvoch kyslosti. Mimo živých organizmov za takýchto podmienok nemohli všetky chemické reakcie asimilácie a disimilácie prebiehať vôbec alebo prebiehali pomaly. V živých organizmoch však tieto reakcie prechádzajú veľmi rýchlo. Je to spôsobené účasťou enzýmov v nich.
Predstavitelia kráľovstva vírusov sú zvláštnou skupinou foriem života. Majú nielen vysoko špecializovanú štruktúru, ale vyznačujú sa aj špecifickým metabolizmom. V tomto článku budeme študovať nebunkovú formu života - vírus. Z čoho sa skladá, ako sa množí a akú rolu hrá v prírode, sa dozviete jej čítaním.
Objav nebunkových foriem života
V roku 1892 ruský vedec D. Ivanovskij študoval pôvodcu tabakovej choroby - tabakovú mozaiku. Zistil, že patogénne činidlo nepatrí k baktériám, ale je to špeciálna forma, ktorá sa neskôr nazýva vírus. Na konci 19. storočia sa mikroskopy s vysokým rozlíšením ešte v biológii nepoužívali, takže vedec nemohol zistiť, z akých molekúl sa vírus skladá, a tiež ich vidieť a popísať. Po vytvorení elektrónového mikroskopu na začiatku 20. storočia svet videl prvých predstaviteľov nového kráľovstva, ktorí sa ukázali ako pôvodcovia mnohých nebezpečných a ťažko liečiteľných ľudských chorôb, ako aj ďalších živých organizmov: zvierat, rastlín, baktérií.
Pozícia nebunkových foriem v taxonómii živej prírody
Ako už bolo spomenuté, tieto organizmy sa spájajú do piatej - vírusov. Hlavným morfologickým znakom charakteristickým pre všetky vírusy je absencia bunkovej štruktúry. Vedecký svet doteraz nezastavuje diskusie o tom, či nebunkové formy živé objekty v plnom zmysle tohto konceptu. Koniec koncov, všetky prejavy metabolizmu v nich sú možné až po preniknutí do živej bunky. Až do tohto okamihu sa vírusy správajú ako objekty neživej prírody: nemajú metabolické reakcie, nemnožia sa. Na začiatku 20. storočia sa pred vedcami objavila celá skupina otázok: čo je vírus, z čoho pozostáva jeho obal, čo je vo vnútri vírusovej častice? Odpovede boli získané ako výsledok mnohoročného výskumu a experimentov, ktoré slúžili ako základ pre novú vednú disciplínu. Vznikol na križovatke biológie a medicíny a volá sa virológia.
Štrukturálne prvky
Výraz „všetko je dômyselné je jednoduché“ priamo odkazuje na nebunkové formy života. Vírus sa skladá z molekúl nukleových kyselín - DNA alebo RNA, pokrytých proteínovým plášťom. Nemá svoj vlastný prístroj na syntézu energie a bielkovín. Bez hostiteľskej bunky nemajú vírusy jediný znak živej látky: žiadne dýchanie, žiadny rast, žiadna podráždenosť, žiadna reprodukcia. K tomu, aby sa to všetko objavilo, je potrebná iba jedna vec: nájsť obeť - živú bunku, podriadiť jej metabolizmus svojej nukleovej kyseline a nakoniec ju zničiť. Ako už bolo spomenuté, obal vírusu pozostáva z bielkovinových molekúl s usporiadanou štruktúrou (jednoduché vírusy).
Ak obal obsahuje aj lipoproteínové podjednotky, ktoré sú skutočne súčasťou cytoplazmatickej membrány hostiteľskej bunky, tieto vírusy sa nazývajú komplexné vírusy (pôvodcovia kiahní a hepatitídy B). Glykoproteíny sú často tiež súčasťou povrchového obalu vírusu. Slúžia ako signalizačná funkcia. Obal aj samotný vírus teda pozostávajú z molekúl organickej zložky - proteínu a nukleových kyselín (DNA alebo RNA).
Ako vírusy vstupujú do živých buniek
- Spojením jeho plášťa s bunkovou membránou (vírus chrípky).
- Pinocytózou (pôvodcom zvieracej poliomyelitídy).
- Cez poškodenie bunkovej steny (rastlinné vírusy).
Reprodukcia vírusov
Výsledkom útoku patogénu na bunku je kombinácia DNA alebo RNA vírusu s vlastnými proteínovými časticami. Novo vytvorený vírus teda pozostáva z molekúl nukleových kyselín pokrytých usporiadanými proteínovými časticami. Membrána hostiteľskej bunky je zničená, bunka zomiera a vírusy z nej uvoľnené sa zavádzajú do zdravých buniek tela.
Fenomén reverznej duplikácie
Na začiatku štúdie predstaviteľov tohto kráľovstva sa verilo, že vírusy pozostávajú z buniek, ale už experimenty D. Ivanovského preukázali, že patogény nemožno izolovať pomocou mikrobiologických filtrov: patogény prešli cez ich póry a skončili vo filtráte, ktorý si zachoval virulentné vlastnosti.
Ďalšie štúdie preukázali skutočnosť, že vírus pozostáva z molekúl organickej hmoty a príznaky živej látky vykazuje až po jeho priamom preniknutí do bunky. V ňom sa začína množiť. Väčšina RNA vírusov sa replikuje, ako je opísané vyššie, ale niektoré, napríklad vírus AIDS, indukujú syntézu DNA v jadre hostiteľskej bunky. Tento jav sa nazýva reverzná replikácia. Potom sa syntetizuje m-RNA vírusu a už na ňom začína zhromažďovanie podjednotiek vírusového proteínu, ktoré tvoria jeho obal.
Vlastnosti bakteriofágov
Čo je bakteriofág - bunka alebo vírus? Z čoho je táto nebunková forma života vyrobená? Odpovede na tieto otázky sú nasledujúce: ide o vírus, ktorý infikuje výlučne prokaryotické organizmy - baktérie. Jeho štruktúra je dosť zvláštna. Vírus sa skladá z molekúl organickej hmoty a je rozdelený na tri časti: hlava, driek (plášť) a chvostové vlákna. V prednej časti - hlave - je molekula DNA. Nasleduje kryt, ktorý má vo vnútri duté jadro. Koncové vlákna, ktoré sú k nej pripojené, poskytujú spojenie vírusu s receptorovým lokusom baktérie. Princíp činnosti bakteriofága pripomína injekčnú striekačku. Po zmenšení bielkovín z obalu sa molekula DNA dostane do dutej tyčinky a potom sa vstrekne do cytoplazmy cieľovej bunky. Teraz bude infikovaná baktéria syntetizovať DNA vírusu a jeho proteíny, čo nevyhnutne povedie k jeho smrti.
Ako sa telo chráni pred vírusovými infekciami
Príroda vytvorila špeciálne ochranné zariadenia, ktoré odolávajú vírusové ochorenia rastlín, zvierat a ľudí. Samotné patogény sú bunkami vnímané ako antigény. V reakcii na prítomnosť vírusov v tele sa vytvárajú imunoglobulíny - ochranné protilátky. - týmus, lymfatické uzliny - reagujú na vírusovú inváziu a podporujú tvorbu ochranných proteínov - interferóny. Tieto látky brzdia vývoj vírusových častíc a bránia ich reprodukcii. Oba typy obranných reakcií diskutovaných vyššie súvisia s humorálnou imunitou. Ďalšia forma obrany je bunková. Leukocyty, makrofágy, neutrofily absorbujú vírusové častice a rozkladajú ich.
Dôležitosť vírusov
Nie je tajomstvom, že je väčšinou negatívny. Tieto ultra malé patogénne častice (od 15 do 450 nm), viditeľné iba elektrónovým mikroskopom, spôsobujú bez výnimky celú hromadu nebezpečných a neliečiteľných chorôb všetkých organizmov na Zemi. Ovplyvnené sú teda životne dôležité orgány a systémy, napríklad nervový (besnota, encefalitída, poliomyelitída), imunitný (AIDS), tráviaci (hepatitída), dýchací (chrípka, adenoinfekcie). Zvieratá ochorejú na jaštericu, mor a rastliny - s rôznymi nekrózami, špinením, mozaikou.
Rôznorodosť predstaviteľov kráľovstva nie je úplne pochopená. Dôkazom je, že stále sa objavujú nové typy vírusov a diagnostikujú sa predtým nezvyčajné choroby. Napríklad v polovici 20. storočia bol v Afrike objavený vírus Zika. Nachádza sa v tele komárov, ktoré po uhryznutí infikujú ľudí a ďalšie cicavce. Príznaky ochorenia naznačujú, že patogén primárne ovplyvňuje centrálny nervový systém a u novorodencov spôsobuje mikrocefáliu. Ľudia, ktorí sú nositeľmi tohto vírusu, by si mali pamätať, že pre svojich partnerov predstavujú potenciálne nebezpečenstvo, pretože prípady lekárskeho prenosu choroby boli zaznamenané.
Pozitívnu úlohu vírusov možno pripísať ich použitiu v boji proti druhom škodcov v genetickom inžinierstve.
V tejto práci sme opísali, čo je vírus, z čoho pozostáva jeho častica a ako sa organizmy chránia pred patogénnymi látkami. Zistili sme tiež, akú úlohu v prírode majú nebunkové formy života.
Obsah 1. Molekulárna hladina: všeobecné charakteristiky 2. Sacharidy 2. Sacharidy. Vyskúšajte svoje vedomosti Vyskúšajte svoje vedomosti 3. Lipidy 3. Lipidy. Vyskúšajte svoje vedomosti Vyskúšajte svoje vedomosti 4. Zloženie a štruktúra bielkovín 5. Funkcie bielkovín 5. Funkcie bielkovín. Vyskúšajte svoje vedomosti Vyskúšajte svoje vedomosti 6. Nukleové kyseliny 6. Nukleové kyseliny. Vyskúšajte svoje vedomosti Vyskúšajte svoje vedomosti 7. ATP a ďalšie organické zlúčeniny bunky 8. Biologické katalyzátory 8. Biologické katalyzátory. Vyskúšajte svoje vedomosti Vyskúšajte svoje vedomosti 9. Vírusy 9. Vírusy. Otestujte si svoje vedomosti Otestujte si svoje vedomosti 10. Obsah kapitoly 11. Literatúra
Molekulárna úroveň: všeobecná charakteristika Molekulárna úroveň - počiatočná a najhlbšia úroveň organizácie živých organizmov. Každý organizmus sa skladá z molekúl organických látok v bunke - jedná sa o biologické molekuly. Živé organizmy pozostávajú z rovnakých chemických prvkov ako neživé. V súčasnosti je známych viac ako 100 prvkov, väčšina z nich je obsiahnutá v živých organizmoch. Najčastejšie v živej prírode: sacharidy (C), kyslík (O), vodík (H) a dusík (N). Základom všetkých organických zlúčenín je uhlík, ktorý vstupuje do väzba s mnohými atómami a ich skupinami - vytvára reťazce, ktoré sa líšia chemickým zložením, dĺžkou a tvarom. Monoméry - skupiny atómov, relatívne jednoducho usporiadané, ktoré sú súčasťou komplexných chemických zlúčenín Polymér - reťazec pozostávajúci z mnohých článkov - monoméry Biopolyméry - polyméry, ktoré tvoria živé organizmy Molekula polyméru pozostáva z tisícov vzájomne prepojených monomérov (rovnakých alebo rôznych) Vlastnosti biopolymérov závisia od: štruktúra monomérov počet monomérov rozmanitosť monomérov Biopolyméry sú univerzálne, pretože sú postavené podľa rovnakého plánu pre všetky živé organizmy.
Molekulárna úroveň: všeobecná charakteristika Medzi biopolyméry patria: bielkoviny sacharidy nukleové kyseliny Každý typ biopolyméru sa vyznačuje určitou štruktúrou a funkciou: Biopolyméry sú bielkoviny, pozostávajú z monomérov - aminokyselín, plnia funkcie: hlavný štruktúrny materiál, regulujú procesy Nukleové kyseliny pozostávajú z nukleotidov, zúčastňujú sa prenos genetickej informácie Sacharidy pozostávajú z monosacharidov, hlavného energetického materiálu živých organizmov. Tuky sú vysokomolekulárne organické zlúčeniny - stavebný a energetický zdroj organizmu. Rôzne vlastnosti biopolymérov sú spôsobené rôznymi kombináciami niekoľkých druhov monomérov. Špecifické vlastnosti biopolymérov sa prejavujú iba v živej bunke. Kontinuita medzi molekulárnou a ďalšou bunkovou úrovňou je zabezpečená skutočnosťou, že biologické molekuly sú materiálom, z ktorého sa vytvárajú supramolekulárne bunkové štruktúry. bielkovina aminokyselina nukleová kyselina nukleotid sacharid monosacharid Do obsahu
Sacharidy (sacharidy) Sacharidy - jedna z hlavných skupín organických zlúčenín, je súčasťou buniek všetkých organizmov Elementárne zloženie - C, H, O Všeobecné zloženie C n (H 2 O) m, príklady: glukóza - C 6 H 12 O 6, sacharóza - С 12 Н 24 О 11 Funkcie uhľohydrátov: 1. Energia (glukóza) 2. Skladovanie (rezerva) (škrob, glykogén) 3. Stavebné (štrukturálne) (celulóza, chitín, mureín) 4. Receptor Jednoduché sacharidy alebo komplexné monosacharidy, alebo polysacharidy Ribóza deoxyribóza Glukóza fruktóza galaktóza Disacharidy: sacharóza, maltóza, laktóza Polysacharidy: škrob, glykogén, celulóza, chitín Dobre rozpustný vo vode, sladká chuť Nerozpustný vo vode, disacharidy sladkej chuti Práca s učebnicou Na obsah
Lipidy Lipidy - veľká skupina tukovitých látok nerozpustných vo vode Väčšina lipidov pozostáva z mastných kyselín s vysokou molekulovou hmotnosťou a triatomického alkoholu glycerolu. Bunky obsahujú 2 - 3 - 50 - 90% Obsiahnuté vo všetkých bunkách bez výnimky Tuky sú najjednoduchšie a najrozšírenejšie lipidy Základné zloženie - С, Н, О Lipidové funkcie: 1. energia 2. akumulácia (tuky) 3. zdroj vody 4. ochranný (tepelne izolačný) 5. podporuje vztlak 6. konštrukcia 7. regulačný (hormóny). K obsahu
Zloženie a štruktúra bielkovín Proteíny (bielkoviny) sú najpočetnejšie, najbežnejšie, prvoradé (až 50 - 80% suchej bunkovej hmoty) Molekuly bielkovín - makromolekuly (veľké) Elementárne zloženie - C, H, O, N (S, P, Fe) Proteíny sa líšia: počet monomérov zloženie monomérov postupnosť monomérov Monoméry proteínu sú aminokyseliny: Nekonečná paleta proteínov je vytvorená kombináciami iba 20 aminokyselín. Kombinácie kyslých a základných vlastností dodávajú reaktivitu
Úrovne štruktúrnej organizácie molekuly proteínu Pri štúdiu zloženia proteínov sa zistilo, že všetky majú odlišnú priestorovú konfiguráciu, sú zostavené podľa jediného princípu a majú štyri úrovne organizácie Primárna štruktúra Sekundárna štruktúra Terciárna štruktúra Kvartérna štruktúra
Denaturácia proteínov Denaturácia proteínov je strata ich prirodzených vlastností (rozpustnosti) bielkovinami v dôsledku narušenia priestorovej štruktúry ich molekúl. deštrukcia prešla do primárnej štruktúry Primárna štruktúra určuje štrukturálne vlastnosti proteínovej makromolekuly. Podľa ich zloženia sa proteíny delia: Jednoduché proteíny Komplexné proteíny Skladajú sa iba z aminokyselín Zloženie obsahuje sacharidy (glykoproteíny), tuky (lipoproteíny), nukleové kyseliny (nukleoproteíny) Nezvratná denaturácia vaječného proteínu Na obsah
Nukleové kyseliny Nukleové kyseliny sú biopolyméry v bunke, ktoré vykonávajú rôzne funkcie Typy nukleových kyselín Nukleové kyseliny sú biopolyméry pozostávajúce z monomérov - nukleotidov Funkcie nukleových kyselín 1. Skladovanie dedičných informácií 2. Doprava 3. Konštrukcia 4. Informácie. Kyselina deoxyribonukleová (DNA) Kyselina ribonukleová (RNA) Každý nukleotid pozostáva z: sacharidov Adenín Tymín Guanín Cytozín Uracil Deoxyribóza Ribóza r - RNA - ribozomálna RNA t - RNA - transportná RNA a - RNA - informačná alebo mediálna RNA.
ATP a ďalšie organické zlúčeniny Adenozíntrifosfát (ATP) je nukleotid pozostávajúci z dusíkatej bázy adenínu, sacharidu ribózy a troch zvyškov kyseliny fosforečnej ATP je nestabilná štruktúra. Vitamíny sú komplexné bioorganické zlúčeniny potrebné v malom množstve pre normálnu životne dôležitú aktivitu organizmov. Niektoré vitamíny sa syntetizujú v tele samotnom, iné - prichádzajú s jedlom Vitamíny sa označujú písmenami latinskej abecedy a delia sa na tuky rozpustné (A, D, E a K) a rozpustné vo vode (B, C, PP atď.). Vitamíny majú dôležitú úlohu v metabolizme - nedostatok alebo nadbytok v tele porušuje fyziologické funkcie skupiny B bunka stále obsahuje organické látky - medziprodukty alebo konečné produkty biosyntézy a rozpadu. 40 kJ Prejsť na obsah
Biologické katalyzátory Katalýza je jav urýchľovania reakcie bez zmeny jej celkového výsledku Katalyzátory sú látky, ktoré menia rýchlosť chemickej reakcie, ale nie sú súčasťou reakčných produktov. Niektoré molekuly RNA majú katalytickú schopnosť (v počiatočnom štádiu vzniku života, teraz je ich úloha extrémne malá) Enzýmy (bielkoviny) - hlavné biokatalyzátory v bunke (až 1 000) Molekuly enzýmu môžu pozostávať iba z bielkovín alebo z bielkovín a neproteínovej zložky (koenzým) Koenzým - spravidla vitamíny, ióny rôznych kovov Enzýmy sa podieľajú na procesoch syntézy aj rozpadu. Enzýmy pôsobia v striktne stanovenej sekvencii sú špecifické (selektívne) Molekula enzýmu má aktívne centrum - prebieha na ňom určitá reakcia, viažu sa na ňu iba určité molekuly látky (substrátu) (navzájom sa dopĺňajú) V záverečnej fáze reakcie sa komplex enzýmu a látky rozkladá za tvorby konečných produktov a voľný enzým Práca enzýmu je ovplyvnená teplotou, tlakom, reakciou média, koncentráciou enzýmu a látky. K obsahu
Zloženie, štruktúra a funkcia bielkovín Otestujte si svoje znalosti 1. Aké látky sa nazývajú bielkoviny alebo bielkoviny? 2. Aké sú chemické skupiny proteínových monomérov? 3. Aká je primárna štruktúra proteínu? 4. Aké chemické väzby obsahujú proteínové konfigurácie? 5. Z akých dôvodov sa bielkoviny delia na jednoduché a zložité? 6. Aké funkcie vykonávajú bielkoviny v živom organizme? Odpovedzte na otázky Prejsť na obsah
Nukleové kyseliny Otestujte si svoje znalosti 1. Aká je štruktúra nukleotidu? 2. Aká je štruktúra molekuly DNA? 3. Aký je princíp komplementarity? 4. Čo je bežné a aké sú rozdiely v štruktúre molekúl DNA a RNA? 5. Aké typy molekúl RNA poznáte? Aké sú ich funkcie? Odpovedzte na otázky Prejsť na obsah
Biologické katalyzátory Vyskúšajte svoje vedomosti 1. Aké látky sa nazývajú katalyzátory? 2. Akú úlohu v bunke zohrávajú enzýmy? 3. Prečo má väčšina enzýmov vysoká teplota stráca svoje katalytické vlastnosti? 4. Prečo nedostatok vitamínov môže spôsobiť narušenie životne dôležitých procesov tela? Odpovedzte na otázky Prejsť na obsah
Vírusy Otestujte si svoje znalosti 1. Na základe čoho sa vírusy klasifikujú ako živé organizmy? 2. Aké vlastnosti odlišujú vírusy od iných živých organizmov? 3. Akú štruktúru majú vírusy? 4. Aké choroby ľudí spôsobujú vírusy? Odpovedzte na otázky Prejsť na obsah
P. 20 Práca s učebnicou 1. Prečítajte si časť bodu 1.2, začnite druhým odsekom na strane Zapíšte si do zošita hlavné funkcie sacharidov? K obsahu
P. 24 Práca s učebnicou 1. Prečítajte si časť odseku 1.4 na strane 24, začnite posledným odsekom 2. Určte, aké konfigurácie (úrovne organizácie) majú proteínové molekuly, aké chemické väzby ich drží? 3. Vyplňte tabuľku: Štruktúra proteínov Štruktúrna charakteristika Druhy väzbových štruktúr. Obsah
P. 30 Práca s učebnicou 1. Prečítajte si časť odseku 1.6, začínajúc prvým odsekom na strane. Definujte, v čom sa molekula DNA líši od molekuly RNA, aké sú podobnosti medzi týmito molekulami? 3. Vyplňte tabuľku: Nukleová kyselina Podobnosti Rozdiely DNA RNA Do obsahu
Literatúra 1. Kamensky A. A. a kol., Biology. 9 cl. - M,: Bustard, Belyaev D. K. a kol., Trieda všeobecnej biológie., M.: Vzdelávanie, Polyansky Yu.I., Trieda všeobecnej biológie, M.: Vzdelávanie, Pugovkin A. P. a kol., Všeobecná biológia triedy 9, M .: Výchova a vzdelávanie, Encyklopédia pre deti. Biology, Moscow: Avanta, 1998
