Урок; Химический состав клетки. Углеводы, липиды, их роль в жизнедеятельности клетки. Выберите только физические свойства воды способность к диссоциации

2.3.1. Неорганические вещества клетки

2.3. Химическая организация клетки

2.3.1. Неорганические вещества клетки

В состав клетки входит около 70 элементов Периодической системы элементов Менделеева, а 24 из них присутствуют во всех типах клеток. Все присутствующие в клетке элементы делятся, в зависимости от их содержания в клетке, на группы:

макроэлементы – H, O, N, C,. Mg, Na, Ca, Fe, K, P, Cl, S;
микроэлементы – В, Ni, Cu, Co, Zn, Mb и др.;
ультрамикроэлементы – U, Ra, Au, Pb, Hg, Se и др.

Другой принцип классификации элементов:

органогены (кислород, водород, углерод, азот),
макроэлементы,
микроэлементы.

В состав клетки входят молекулы неорганических и органических соединений.

Неорганические соединения клетки – вода и неорганические ионы.Вода – важнейшее неорганическое вещество клетки. Все биохимические реакции происходят в водных растворах. Молекула воды имеет нелинейную пространственную структуру и обладает полярностью. Между отдельными молекулами воды образуются водородные связи, определяющие физические и химические свойства воды.

Физические свойства воды	Значение для биологических процессов
Высокая теплоемкость (из-за водородных связей между молекулами) и теплопроводность (из-за небольших размеров молекул)	ТранспирацияПотоотделениеПериодическое выпадение осадков
Прозрачность в видимом участке спектра	Высокопродуктивные биоценозы прудов, озер, рек ( из-за возможности фотосинтеза на небольшой глубине)
Практически полная несжимаемость (из-за сил межмолекулярного сцепления)	Поддержание формы организмов: форма сочных органов растений, положение трав в пространстве, гидростатический скелет круглых червей, медуз, амниотическая жидкость поддерживает и защищает плод млекопитающих
Подвижность молекул (из-за слабости водородных связей)	Осмос: поступление воды из почвы; плазмолиз
Вязкость (водородные связи)	Смазывающие свойства: синовиальная жидкость в суставах, плевральная жидкость
Растворитель (полярность молекул)	Кровь, тканевая жидкость, лимфа, желудочный сок, слюна, у животных; клеточный сок у растений; водные организмы используют растворенный в воде кислород
Способность образовывать гидратационную оболочку вокруг макромолекул (из-за полярности молекул)	Дисперсионная среда в коллоидной системе цитоплазмы
Оптимальное для биологических систем значение сил поверхностного натяжения (из-за сил межмолекулярного сцепления)	Водные растворы – средство передвижения веществ в организме
Расширение при замерзании (из-за образования каждой молекулой максимального числа – 4 – водородных связей_	Лед легче воды, выполняет в водоемах функцию теплоизолятора

Неорганические ионы:катионы K+, Na+, Ca2+ , Mg2+ и анионы Cl–, NO3- , PO4 2-, CO32-, НPO42-.

Разность между количеством катионов и анионов (Nа+, К+, Сl-) на поверхности и внутри клетки обеспечивает возникновение потенциала действия, что лежит в основе нервного и мышечного возбуждения.Анионы фосфорной кислоты создают фосфатную буферную систему, поддерживающую рН внутриклеточной среды организма на уровне 6—9.Угольная кислота и ее анионы создают бикарбонатную буферную систему и поддерживают рН внеклеточной среды (плазмы крови) на уровне 7—4.Соединения азота служат источником минерального питания, синтеза белков, нуклеиновых кислот. Атомы фосфора входят в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов, а также костей позвоночных, хитинового покрова членистоногих. Ионы кальция входят в состав вещества костей; они также необходимы для осуществления мышечного сокращения, свертывания крови.

Таблица. Роль макроэлементов на клеточном и организменном уровне организации.

Таблица. Роль микроэлементов в жизни клетки, растительного и животного организмов.

Тематические задания

Часть А

А1. Полярностью воды обусловлена ее способность1) проводить тепло 3) растворять хлорид натрия2) поглощать тепло 4) растворять глицерин

А2. Больным рахитом детям необходимо давать препараты, содержащие1) железо 2) калий 3) кальций 4) цинк

А3. Проведение нервного импульса обеспечивается ионами:1) калия и натрия 2) фосфора и азота 3) железа и меди 4) кислорода и хлора

А4. Слабые связи между молекулами воды в ее жидкой фазе называются:1) ковалентными 2) гидрофобными 3) водородными 4) гидрофильными

А5. В состав гемоглобина входит1) фосфор 2) железо 3) сера 4) магний

А6. Выберите группу химических элементов, обязательно входящую в состав белков1) Na, K, O, S 2) N, P, C, Cl 3) C, S, Fe, O 4) C, H, O, N

А7. Пациентам с гипофункцией щитовидной железы дают препараты, содержащие1) йод 2) железо 3) фосфор 4) натрий

Часть В

В1. Выберите функции воды в клетке1) энергетическая 2) ферментативная 3) транспортная 4) строительная 5) смазывающая 6) терморегуляционная

В2. Выберите только физические свойства воды1) способность к диссоциации 2) гидролиз солей 3) плотность4) теплопроводность 5) электропроводность 6) донорство электронов

Часть С

С1. Какие физические свойства воды определяют ее биологическое значение?

biology100.ru

Часть А Нуклеиновые кислоты

Поиск Лекций

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИИ

Часть АНеорганические вещества клетки

А1. Полярностью воды обусловлена ее способность

1) проводить тепло 3) растворять хлорид натрия

2) поглощать тепло 4) растворять глицерин

А2. Больным рахитом детям необходимо давать препараты, содержащие

1) железо 2) калий 3) кальций 4) цинк

А3. Проведение нервного импульса обеспечивается ионами:

1) калия и натрия 3) железа и меди

2) фосфора и азота 4) кислорода и хлора

А4. Слабые связи между молекулами воды в ее жидкой фазе называются:

1) ковалентными 3) водородными

2) гидрофобными 4) гидрофильными

А5. В состав гемоглобина входит

1) фосфор 2) железо 3) сера 4) магний

А6. Выберите группу химических элементов, обязательно входящую в состав белков

1) Na, K, O, S

2) N, P, C, Cl

3) C, S, Fe, O

4) C, H, O, N

А7. Пациентам с гипофункцией щитовидной железы дают препараты, содержащие

1) йод

2) железо

3) фосфор

4) натрий

Часть В

В1. Выберите функции воды в клетке

1) энергетическая 4) строительная

2) ферментативная 5) смазывающая

3) транспортная 6) терморегуляционная

В2. Выберите только физические свойства воды

1) способность к диссоциации

2) гидролиз солей

3) плотность

4) теплопроводность

5) электропроводность

6) донорство электронов

Часть С

С1. Какие физические свойства воды определяют ее биологическое значение?

Часть А Углеводы, липиды

А1. Мономером полисахаридов может быть:

1) аминокислота 3) нуклеотид

2) глюкоза 4) целлюлоза

А2. В клетках животных запасным углеводом является:

1) целлюлоза 3) хитин

2) крахмал 4) гликоген

А3. Больше всего энергии выделится при расщеплении:

1) 10 г белка 3) 10 г жира

2) 10 г глюкозы 4) 10 г аминокислоты

А4. Какую из функций липиды не выполняют?

энергетическую 3) изоляционную

каталитическую 4) запасающую

А5. Липиды можно растворить в:

1) воде 3) соляной кислоте

2) растворе поваренной соли 4) ацетоне

Часть В

В1. Выберите особенности строения углеводов

1) состоят из остатков аминокислот

2) состоят из остатков глюкозы

3) состоят из атомов водорода, углерода и кислорода

4) некоторые молекулы имеют разветвленную структуру

5) состоят из остатков жирных кислот и глицерина

6) состоят из нуклеотидов

В2. Выберите функции, которые углеводы выполняют в организме

1) каталитическая 4)строительная

2) транспортная 5) защитная

3) сигнальная 6) энергетическая

ВЗ. Выберите функции, которые липиды выполняют в клетке

1) структурная 4) ферментативная

2) энергетическая 5) сигнальная

3) запасающая 6) транспортная

В4. Соотнесите группу химических соединений с их ролью в клетке

Часть С

С1. Почему в организме не накапливается глюкоза, а накапливается крахмал и гликоген?

С2. Почему именно мыло смывает жир с рук?

Часть А Белки, их строение и функции

А1. Последовательность аминокислот в молекуле белка зависит от:

1) структуры гена 3) их случайного сочетания

2) внешней среды 4) их строения

А2. Человек получает незаменимые аминокислоты путем

1) их синтеза в клетках 3) приема лекарств

2) поступления с пищей 4) приема витаминов

А3. При понижении температуры активность ферментов

1) заметно повышается

2) заметно понижается

3) остается стабильной

4) периодически изменяется

А4. В защите организма от кровопотерь участвует

1) гемоглобин 3) фибрин

2) коллаген 4) миозин

А5. В каком из указанных процессов белки не участвуют?

обмен веществ

кодирование наследственной информации

ферментативный катализ

транспорт веществ

А6. Укажите пример пептидной связи:

Часть В

В1. Выберите функции, характерные для белков

1) каталитическая 4) транспортная

2) кроветворная 5) рефлекторная

3) защитная 6) фотосинтетическая

В2. Установите соответствие между структурой белковой молекулы и ее особенностями

Часть С

С1. Почему продукты хранят в холодильнике?

С2. Почему продукты, подвергшиеся тепловой обработке, хранятся дольше?

СЗ. Объясните понятие «специфичность» белка, и какое биологическое значение имеет специфичность?

С4. Прочитайте текст, укажите номера предложений, в которых допущены ошибки и объясните их 1) Большая часть химических реакций в организме катализируется ферментами. 2) Каждый фермент может катализировать множество типов реакций. 3) У фермента есть активный центр, геометрическая форма которого изменяется в зависимости от вещества, с которым фермент взаимодействует. 4) Примером действия фермента может быть разложение мочевины уреазой. 5) Мочевина разлагается на двуокись углерода и аммиак, которым пахнет кошачий лоток с песком. 6) За одну секунду уреаза расщепляет до 30 ООО молекул мочевины, в обычных условиях на это потребовалось бы около 3 млн лет.

Часть А Нуклеиновые кислоты

А1. Мономерами ДНК и РНК являются

1) азотистые основания 3) аминокислоты

2) фосфатные группы 4) нуклеотиды

А2. Функция информационной РНК:

1) удвоение информации

2) снятие информации с ДНК

3) транспорт аминокислот на рибосомы

4) хранение информации

А3. Укажите вторую цепь ДНК, комплементарную первой: АТТ – ГЦЦ – ТТГ

1) УАА – ТГГ – ААЦ 3) УЦЦ – ГЦЦ – АЦГ

2) ТАА – ЦГГ – ААЦ 4) ТАА – УГГ – УУЦ

А4. Подтверждением гипотезы, предполагающей, что ДНК является генетическим материалом клетки, служит:

1) количество нуклеотидов в молекуле

2) индивидуальность ДНК

3) соотношение азотистых оснований (А = Т, Г= Ц)

4) соотношение ДНК в гаметах и соматических клетках (1:2)

А5. Молекула ДНК способна передавать информацию благодаря:

1) последовательности нуклеотидов

2) количеству нуклеотидов

3) способности к самоудвоению

4) спирализации молекулы

А6. В каком случае правильно указан состав одного из нуклеотидов РНК

1) тимин – рибоза – фосфат

2) урацил – дезоксирибоза – фосфат

3) урацил – рибоза – фосфат

4) аденин – дезоксирибоза – фосфат

Часть В

В1. Выберите признаки молекулы ДНК

1) Одноцепочная молекула

2) Нуклеотиды – АТУЦ

3) Нуклеотиды – АТГЦ

4) Углевод – рибоза

5) Углевод – дезоксирибоза

6) Способна к репликации

В2. Выберите функции, характерные для молекул РНК эукариотических клеток

1) распределение наследственной информации

2) передача наследственной информации к месту синтеза белков

3) транспорт аминокислот к месту синтеза белков

4) инициирование репликации ДНК

5) формирование структуры рибосом

6) хранение наследственной информации

Часть С

С1. Установление структуры ДНК позволило решить ряд проблем. Какие, по вашему мнению, это были проблемы и как они решились в результате этого открытия?

С2. Сравните нуклеиновые кислоты по составу и свойствам.

poisk-ru.ru

Урок; Химический состав клетки. Углеводы, липиды, их роль в жизнедеятельности клетки.

Тема: Химический состав клетки. Углеводы, липиды, их роль в жизнедеятельности клетки.

Глоссарий урока: моносахариды, олигосахариды, полисахариды, липиды, воска, фосфолипиды.

Личностные результаты: формирование познавательных интересов и мотивов на изучение живой природы. Развитие интеллектуальных умений, творческих способностей.

Метапредметные результаты: формирование умений сравнивать, делать вывод, рассуждать, формулировать определения понятий.

Предметные результаты:характеризовать особенности строения, функции углеводов и липидов, их роль в жизнедеятельности клетки.

УУД: построение логической цепи рассуждений, сравнение, соотнесение понятий.

Цель урока:познакомить учащихсяся со строением, классификацией и функциями углеводов, с многообразием и функциями липидов.

Ход урока: проверка знаний

1. Дайте характеристику химическому составу клетки.

Почему можно утверждать, что химический состав клетки является подтверждением единства живой природы и общности живой и неживой природы?

Почему считают, что углерод составляет химическую основу жизни?

· Выберите правильную последовательность химических элементов по возрастанию их концентрации в клетке:

а) йод-углерод-сера; б) железо-медь-калий;

в) фосфор-магний-цинк; г) фтор-хлор-кислород.

· Дефицитом какого элемента могут быть обусловлены изменения формы конечностей у детей?

а) железа; б) калия; в) магния; г) кальция.

2. Охарактеризуйте строение молекулы воды и ее функции в клетке.

· Вода растворитель. Полярные молекулы воды растворяют полярные молекулы других веществ. Вещества растворимые в воде называют гидрофильные, нерастворимые в воде – гидрофобные.

· Высокая удельная теплоемкость. Для разрыва водородных связей, удерживающих молекулы воды, требуется поглотить большое количество энергии. Это свойство воды обеспечивает поддержание теплового баланса в организме.

· Теплопроводность.

· Вода практически не сжимается, обеспечивая тургорное давление.

· Сцепление и поверхностное натяжение. Водородные связи обеспечивают вязкость воды и сцепление с молекулами других веществ. Благодаря силам сцепления на поверхности воды образуется пленка, которую характеризует поверхностное натяжение.

· Может находиться в трех состояниях.

· Плотность. При охлаждении движение молекул воды замедляется. Количество водородных связей становится максимальным. Наибольшую плотность вода имеет при 4 градусах. Замерзая вода расширяется (необходимо место для образования водородных связей), ее плотность уменьшается, поэтому лед плавает на поверхности воды.

3. Выберите функции воды в клетке:

а) энергетическая г) строительная

б) ферментативная д) смазывающая

в) транспортная е) терморегуляционная

4. Выберите только физические свойства воды:

а) способность к диссоциации

б) гидролиз солей

в) плотность

г) теплопроводность

д) электропроводность

е) донорство электронов

Кол-во воды в клетках эмбриона - 97,55%; восьмимесячного - 83%; новорожденного - 74%; взрослого - 66% (кости - 20%, печень - 70%, мозг -86%). Количество воды прямо пропорционально интенсивности обмена веществ.

5. Расскажите, как определяется кислотность или основность растворов? (концентрацией ионов Н)

Как эта концентрация выражается? (Эту концентрацию выражают при помощи водородного показателя рН)

Нейтральная реакция рН = 7

Кислая рН меньше 7

Основная рН больше 7

Протяженность шкалы рН до 14

Значение рН в клетках 7 Изменение на 1-2 единицы губительно для клетки.

Как поддерживается Постоянство рН в клетках (поддерживается благодаря буферным свойствам их содержимого).

Буферным называют раствор, содержащий смесь какой-либо слабой кислоты и ее растворимой соли. Когда кислотность (концентрация ионов Н) увеличивается, свободные анионы, источником которых является соль, легко соединяется со свободными ионами Н и удаляет их из раствора. Когда кислотность снижается, высвобождаются дополнительные ионы Н.

Являясь компонентами буферных систем организма, ионы определяют их свойства - способность поддерживать рН на определенном уровне (близко к нейтральной), несмотря на то, что в результате обмена веществ образуются кислые и щелочные продукты.

6. Расскажите, что такое гомеостаз?

Изучение нового материала.

1. Распределите представленные вещества на группы. Объясните, какой принцип для распределения вы использовали?

Рибоза, гемоглобин, хитин, целлюлоза, альбумин, холестерин, муреин, глюкоза, фибрин, тестостерон, крахмал, гликоген, сахароза

Углеводы

Липиды (жиры)

Белки

рибоза

холестерин

гемоглобин

хитин

тестостерон

альбумин

целлюлоза

фибрин

муреин

глюкоза

крахмал

гликоген

сахароза

2. Сегодня мы будем говорить об углеводах и липидах

Общая формула углеводов С (НО) Глюкоза С Н О

Посмотрите на углеводы, которые вы выделили, и попробуйте разделить их на 3 группы. Объясните, какой принцип распределения вы использовали?

Моносахариды

Дисахариды

Полисахариды

рибоза

сахароза

хитин

глюкоза

целлюлоза

муреин

крахмал

гликоген

Чем они отличаются? Дать понятие полимер.

3. Работа с рисунками:

(Стр.3-9) рис.8 рис.9 рис.10

4. Функции углеводов

Значения углеводов в клетке

Функции

При ферментативном расщеплении молекулы углеводов освобождается 17,5 кДж

энергетическая

При избытке углеводы встречаются в клетке в виде крахмала, гликогена. Усиленное расщепление углеводов происходит при прорастании семян, длительном голодании, интенсивной мышечной работе

запасающая

Углеводы входят в состав клеточных стенок, образуют хитиновый покров членистоногих, препятствуют проникновению бактерий, выделяясь при повреждении растений.

защитная

Целлюлоза, хитин, муреин входит в состав клеточных стенок. Хитин образует панцирь членистоногих

строительная, пластическая

Участвует в процессах клеточного узнавания, воспринимает сигналы из окружающей среды, входя в состав гликопротеинов

рецепторная, сигнальная

5. Липиды - жироподобные вещества.

Их молекулы неполярны, гидрофобны, растворяются в органических растворителях.

Содержание в различных клетках неодинаково, особенно много в клетках некоторых растений (масличные), печени, крови, сердце.

По строению делятся на простые и сложные.

· Простые: нейтральные липиды (жиры), воски, стерины, стероиды.

нейтральные липиды (жиры) состоят из: см. рис.11

· Сложные липиды содержат нелипидный компонент. Наиболее важные: фосфолипиды, гликолипиды (в составе клеточных мембран)

Функции липидов

6. Соотнесите:

Описание функции Название

1) входят в состав клеточных мембран А) энергетическая

2) при окислении 1г. жира выделяется 38,9кДж Б) источник воды

3) откладываются в клетках растений и животных В) регуляторная

4) подкожная жировая клетчатка защищает органы от переохлаждения, ударов. Г) запасающая

5) некоторые из липидов являются гормонами Д) строительная

6) при окислении 1г жира выделяется более 1г воды Е) защитная

7. Закрепление:

вопросы стр.37 №1 - 3; стр.39 №1 - 4.

Д/З: §9; §10

infourok.ru

Клетка как биологическая система

Новые рефераты:

Особенности предмета и метода хозяйственного права. .
Гендерные особенности лидерства в старших классах.
Содержание и назначение важнейших правовых и законодательных актов мирового и регионального значения.
Организация судебной статистики, изучение и обобщение судебной практики. Ведение справочной работы по учету законодательства и судебной практики.
Кадровое обеспечение деятельности судов. Организация специальной (юридической) учебы и повышения квалификации работников судов.
Критерии и системы показателей экономической безопасности. Классификация внешних и внутренних угроз.
ГАС «Правосудие» (назначение, состав, функции и задачи). Составить в соответствии с ГОСТ Р 7.0.5-2008 перечень нормативных правовых актов, регламентирующих правовые режимы конфиденциальной информации, дать их краткую характеристику.
Судебная власть как одна из ветвей государственной власти.
Основные понятия традиционного отечественного делопроизводства (документирование и документооборот, сопоставление российского и зарубежного делопроизводства).
ОСНОВНЫЕ ТЕОРИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ГОСУДАРСТВА И ПРАВА.
Исследование современных концепций правового государства.
Главная » ЕГЭ по биологии - справочник для подготовки » Клетка как биологическая система

Клетка как биологическая система
2.1. Клеточная теория, ее основные положения, роль в формировании современной естественнонаучной картины мира. Развитие знаний о клетке. Клеточное строение организмов, сходство строения клеток всех организмов – основа единства органического мира, доказательства родства живой природы Базовые категории и терминология, тестируемые в экзаменационном процессе (ЕГЭ) : единство органического мира, клетка, клеточная теория, положения клеточной теории. Мы уже говорили о том, что научная теория представляет собой обобщение научных данных об объекте исследования. Это в полной мере касается клеточной теории, созданной двумя немецкими исследователями М. Шлейденом и Т. Шванном в 1839 г. В основу клеточной теории легли работы многих исследователей, искавших элементарную структурную единицу живого. Созданию и развитию клеточной теории способствовало возникновение в XVI в. и дальнейшее развитие микроскопии. Вот основные события, которые стали предшественниками создания клеточной теории: – 1590 г. – создание первого микроскопа (братья Янсен) ; – 1665 г. Роберт Гук – первое описание микроскопической структуры пробки ветки бузины (на самом деле это были клеточные стенки, но Гук ввел название «клетка») ; – 1695 г. Публикация Антония Левенгука о микробах и других микроскопических организмах, увиденных им в микроскоп; – 1833 г. Р. Броун описал ядро растительной клетки; – 1839 г. М. Шлейден и Т. Шванн открыли ядрышко. Основные положения современной клеточной теории: 1. Все простые и сложные организмы состоят из клеток, способных к обмену с окружающей средой веществами, энергией, биологической информацией. 2. Клетка – элементарная структурная, функциональная и генетическая единица живого. 3. Клетка – элементарная единица размножения и развития живого. 4. В многоклеточных организмах клетки дифференцированы по строению и функциям. Они объединены в ткани, органы и системы органов. 5. Клетка представляет собой элементарную, открытую живую систему, способную к саморегуляции, самообновлению и воспроизведению. Клеточная теория развивалась благодаря новым открытиям. В 1880 г. Уолтер Флемминг описал хромосомы и процессы, происходящие в митозе. С 1903 г. стала развиваться генетика. Начиная с 1930 г. стала бурно развиваться электронная микроскопия, что позволило ученым изучать тончайшее строение клеточных структур. XX век стал веком расцвета биологии и таких наук, как цитология, генетика, эмбриология, биохимия, биофизика. Без создания клеточной теории это развитие было бы невозможным. Итак, клеточная теория утверждает, что все живые организмы состоят из клеток. Клетка – это та минимальная структура живого, которая обладает всеми жизненными свойствами – способностью к обмену веществ, росту, развитию, передаче генетической информации, саморегуляции и самообновлению. Клетки всех организмов обладают сходными чертами строения. При этом клетки отличаются друг от друга по своим размерам, форме и функциям. Яйцо страуса и икринка лягушки состоят из одной клетки. Мышечные клетки обладают сократимостью, а нервные клетки проводят нервные импульсы. Различия в строении клеток во многом зависят от функций, которые они выполняют в организмах. Чем сложнее устроен организм, тем более разнообразны по своему строению и функциям его клетки. Каждый вид клеток имеет определенные размеры и форму. Сходство в строении клеток различных организмов, общность их основных свойств подтверждают общность их происхождения и позволяют сделать вывод о единстве органического мира. 2.2. Клетка – единица строения, жизнедеятельности, роста и развития организмов. Многообразие клеток. Сравнительная характеристика клеток растений, животных, бактерий, грибов Базовые категории и терминология, тестируемые в экзаменационном процессе (ЕГЭ) : клетки бактерий, клетки грибов, клетки растений, клетки животных, прокариотические клетки, эукариотические клетки. Наука, изучающая строение и функции клеток, называется цитология . Мы уже говорили о том, что клетки могут отличаться друг от друга по форме, строению и функциям, хотя основные структурные элементы у большинства клеток сходны. Биологи выделяют две большие систематические группы клеток – прокариотические и эукариотические . Прокариотические клетки не содержат настоящего ядра и ряда органоидов. (Смотрите раздел «Строение клетки».) Эукариотические клетки содержат ядро, в котором находится наследственный аппарат организма. Прокариотические клетки – это клетки бактерий, синезеленых водорослей. Клетки всех остальных организмов относятся к эукариотическим. Любой организм развивается из клетки. Это относится к организмам, появившимся на свет как в результате бесполого, так и в результате полового способов размножения. Именно поэтому клетка считается единицей роста и развития организма. Современная систематика выделяет следующие царства организмов: Бактерии, Грибы, Растения, Животные. Основаниями для такого разделения являются способы питания этих организмов и строение клеток. Бактериальные клетки имеют следующие, характерные для них структуры – плотную клеточную стенку, одну кольцевую молекулу ДНК (нуклеотид) , рибосомы. В этих клетках нет многих органоидов, характерных для эукариотических растительных, животных и грибных клеток. По способу питания бактерии делятся на автотрофов , хемотрофов и гетеротрофов . Клетки растений содержат характерные только для них пластиды – хлоропласты, лейкопласты и хромопласты; они окружены плотной клеточной стенкой из целлюлозы, а также имеют вакуоли с клеточным соком. Все зеленые растения относятся к автотрофным организмам. У клеток животных нет плотных клеточных стенок. Они окружены клеточной мембраной, через которую происходит обмен веществ с окружающей средой. Клетки грибов покрыты клеточной стенкой, отличающейся по химическому составу от клеточных стенок растений. Она содержит в качестве основных компонентов хитин, полисахариды, белки и жиры. Запасным веществом клеток грибов и животных является гликоген. Примеры практических заданий ЕГЭ по теме: «« ЕГЭ Часть А А1. Какое из перечисленных положений согласуется с клеточной теорией 1) клетка является элементарной единицей наследственности 2) клетка является единицей размножения 3) клетки всех организмов различны по своему строению 4) клетки всех организмов обладают разным химическим составом А2. К доклеточным формам жизни относятся: 1) дрожжи 3) бактерии 2) пеницилл 4) вирусы А3. Растительная клетка от клетки гриба отличается строением: 1) ядра 3) клеточной стенки 2) митохондрий 4) рибосом А4. Из одной клетки состоят: 1) вирус гриппа и амеба 2) гриб мукор и кукушкин лен 3) планария и вольвокс 4) эвглена зеленая и инфузория-туфелька А5. В клетках прокариот есть: 1) ядро 3) аппарат Гольджи 2) митохондрии 4) рибосомы А6. На видовую принадлежность клетки указывает: 1) форма ядра 2) количество хромосом 3) строение мембраны 4) первичная структура белка А7. Роль клеточной теории в науке заключается в 1) открытии клеточного ядра 2) открытии клетки 3) обобщении знаний о строении организмов 4) открытии механизмов обмена веществ ЕГЭ Часть В В1. Выберите признаки, характерные только для растительных клеток 1) есть митохондрии и рибосомы 2) клеточная стенка из целлюлозы 3) есть хлоропласты 4) запасное вещество – гликоген 5) запасное вещество – крахмал 6) ядро окружено двойной мембраной В2. Выберите признаки, отличающие царство Бактерии от остальных царств органического мира. 1) гетеротрофный способ питания 2) автотрофный способ питания 3) наличие нуклеоида 4) отсутствие митохондрий 5) отсутствие ядра 6) наличие рибосом ВЗ. Найдите соответствие между особенностями строения клетки и царствам, к которому эти клетки относятся Часть С С1. Приведите примеры эукариотических клеток, в которых нет ядра. С2. Докажите, что клеточная теория обобщила ряд биологических открытий и предсказала новые открытия. 2.3. Химическая организация клетки. Взаимосвязь строения и функций неорганических и органических веществ (белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, АТФ) , входящих в состав клетки. Обоснование родства организмов на основе анализа химического состава их клеток Базовые категории и терминология, тестируемые в экзаменационном процессе (ЕГЭ) : азотистые основания, активный центр фермента, гидрофильность, гидрофобность, аминокислоты, АТФ, белки, биополимеры, денатурация, ДНК, дезоксирибоза, комплементарность, липиды, мономер, нуклеотид, пептидная связь, полимер, углеводы, рибоза, РНК, ферменты, фосфолипиды. 2.3.1. Неорганические вещества клетки В состав клетки входит около 70 элементов периодической системы элементов Менделеева, а 24 из них присутствуют во всех типах клеток. Все присутствующие в клетке элементы делятся, в зависимости от их содержания в клетке, на группы: макроэлементы – H, O, N, C,. Mg, Na, Ca, Fe, K, P, Cl, S; микроэлементы – В, Ni, Cu, Co, Zn, Mb и др.; ультрамикроэлементы – U, Ra, Au, Pb, Hg, Se и др. В состав клетки входят молекулы неорганических и органических соединений. Неорганические соединения клетки – вода и неорганические ионы. Вода – важнейшее неорганическое вещество клетки. Все биохимические реакции происходят в водных растворах. Молекула воды имеет нелинейную пространственную структуру и обладает полярностью. Между отдельными молекулами воды образуются водородные связи, определяющие физические и химические свойства воды. Физические свойства воды : так как молекулы воды полярны, то вода обладает свойством растворять полярные молекулы других веществ. Вещества, растворимые в воде, называются гидрофильными . Вещества, нерастворимые в воде называются гидрофобными . Вода обладает высокой удельной теплоемкостью. Чтобы разорвать многочисленные водородные связи, имеющиеся между молекулами воды, требуется поглотить большое количество энергии. Вспомните, как долго нагревается до кипения чайник. Это свойство воды обеспечивает поддержание теплового баланса в организме. Для испарения воды необходима достаточно большая энергия. Температура кипения воды выше, чем у многих других веществ. Это свойство воды предохраняет организм от перегрева. Вода может находиться в трех агрегатных состояниях – жидком, твердом и газообразном. Водородные связи обуславливают вязкость воды и сцепление ее молекул с молекулами других веществ. Благодаря силам сцепления молекул на поверхности воды создается пленка, обладающая такой характеристикой, как поверхностное натяжение . При охлаждении движение молекул воды замедляется. Количество водородных связей между молекулами становится максимальным. Наибольшей плотности вода достигает при 4 Сº. При замерзании вода расширяется (необходимо место для образования водородных связей) и ее плотность уменьшается. Поэтому лед плавает. Биологические функции воды . Вода обеспечивает передвижение веществ в клетке и организме, поглощение веществ и выведение продуктов метаболизма. В природе вода переносит продукты жизнедеятельности в почвы и к водоемам. Вода – активный участник реакций обмена веществ. Вода участвует в образовании смазывающих жидкостей и слизей, секретов и соков в организме. Эти жидкости находятся в суставах позвоночных животных, в плевральной полости, в околосердечной сумке. Вода входит в состав слизей, которые облегчают передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей. Водную основу имеют и секреты, выделяемые некоторыми железами и органами: слюна, слезы, желчь, сперма и т.д. Неорганические ионы . К неорганическим ионам клетки относятся: катионы K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Nh4+ и анионы Cl–, NO3-, Н2PO4-, NCO3-, НPO42-. Разность между количеством катионов и анионов (Nа+ , Ка+ , Сl-) на поверхности и внутри клетки обеспечивает возникновение потенциала действия, что лежит в основе нервного и мышечного возбуждения. Анионы фосфорной кислоты создают фосфатную буферную систему , поддерживающую рН внутриклеточной среды организма на уровне 6—9. Угольная кислота и ее анионы создают бикарбонатную буферную систему и поддерживают рН внеклеточной среды (плазмы крови) на уровне 7—4. Соединения азота служат источником минерального питания, синтеза белков, нуклеиновых кислот. Атомы фосфора входят в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов, а также костей позвоночных, хитинового покрова членистоногих. Ионы кальция входят в состав вещества костей; они также необходимы для осуществления мышечного сокращения, свертывания крови. ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А А1. Полярностью воды обусловлена ее способность 1) проводить тепло 3) растворять хлорид натрия 2) поглощать тепло 4) растворять глицерин А2. Больным рахитом детям необходимо давать препараты, содержащие 1) железо 2) калий 3) кальций 4) цинк А3. Проведение нервного импульса обеспечивается ионами: 1) калия и натрия 3) железа и меди 2) фосфора и азота 4) кислорода и хлора А4. Слабые связи между молекулами воды в ее жидкой фазе называются: 1) ковалентными 3) водородными 2) гидрофобными 4) гидрофильными А5. В состав гемоглобина входит 1) фосфор 2) железо 3) сера 4) магний А6. Выберите группу химических элементов, обязательно входящую в состав белков 1) Na, K, O, S 2) N, P, C, Cl 3) C, S, Fe, O 4) C, H, O, N А7. Пациентам с гипофункцией щитовидной железы дают препараты, содержащие 1) йод 2) железо 3) фосфор 4) натрий ЕГЭ Часть В В1. Выберите функции воды в клетке 1) энергетическая 4) строительная 2) ферментативная 5) смазывающая 3) транспортная 6) терморегуляционная В2. Выберите только физические свойства воды 1) способность к диссоциации 2) гидролиз солей 3) плотность 4) теплопроводность 5) электропроводность 6) донорство электронов Часть С С1. Какие физические свойства воды определяют ее биологическое значение? 2.3.2. Органические вещества клетки. Углеводы, липиды Углеводы . Общая формула Сn (h3O) n. Следовательно, углеводы содержат в своем составе только три химических элемента. Растворимые в воде углеводы. Функции растворимых углеводов : транспортная, защитная, сигнальная, энергетическая. Моносахариды: глюкоза – основной источник энергии для клеточного дыхания. Фруктоза – составная часть нектара цветов и фруктовых соков. Рибоза и дезоксирибоза – структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами РНК и ДНК. Дисахариды: сахароза (глюкоза + фруктоза) – основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях. Лактоза (глюкоза + галактоза) – входит в состав молока млекопитающих. Мальтоза (глюкоза + глюкоза) – источник энергии в прорастающих семенах. Полимерные углеводы : крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин. Они не растворимы в воде. Функции полимерных углеводов : структурная, запасающая, энергетическая, защитная. Крахмал состоит из разветвленных спирализованных молекул, образующих запасные вещества в тканях растений. Целлюлоза – полимер, образованный остатками глюкозы, состоящими из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных водородными связями. Такая структура препятствует проникновению воды и обеспечивает устойчивость целлюлозных оболочек растительных клеток. Хитин состоит из аминопроизводных глюкозы. Основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов. Гликоген – запасное вещество животной клетки. Гликоген еще более ветвистый, чем крахмал и хорошо растворимы в воде. Липиды – сложные эфиры жирных кислот и глицерина. Нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных растворителях. Присутствуют во всех клетках. Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода. Виды липидов: жиры, воска, фосфолипиды. Функции липидов: запасающая – жиры, откладываются в запас в тканях позвоночных животных. Энергетическая – половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды. Энергетический эффект от расщепления 1 г жира – 39 кДж, что в два раза больше энергетического эффекта от расщепления 1 г глюкозы или белка. Защитная – подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений. Структурная – фосфолипиды входят в состав клеточных мембран. Теплоизоляционная – подкожный жир помогает сохранить тепло. Электроизоляционная – миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон) , изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов. Питательная – некоторые липидоподобные вещества способствуют наращиванию мышечной массы, поддержанию тонуса организма. Смазывающая – воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих растений, воск используется в строительстве пчелиных сот. Гормональная – гормон надпочечников – кортизон и половые гормоны имеют липидную природу. ПРИМЕРЫ ЗАДАНИИ ЕГЭ Часть А А1. Мономером полисахаридов может быть: 1) аминокислота 3) нуклеотид 2) глюкоза 4) целлюлоза А2. В клетках животных запасным углеводом является: 1) целлюлоза 3) хитин 2) крахмал 4) гликоген А3. Больше всего энергии выделится при расщеплении: 1) 10 г белка 3) 10 г жира 2) 10 г глюкозы 4) 10 г аминокислоты А4. Какую из функций липиды не выполняют? энергетическую 3) изоляционную каталитическую 4) запасающую А5. Липиды можно растворить в: 1) воде 3) соляной кислоте 2) растворе поваренной соли 4) ацетоне ЕГЭ Часть В В1. Выберите особенности строения углеводов 1) состоят из остатков аминокислот 2) состоят из остатков глюкозы 3) состоят из атомов водорода, углерода и кислорода 4) некоторые молекулы имеют разветвленную структуру 5) состоят из остатков жирных кислот и глицерина 6) состоят из нуклеотидов В2. Выберите функции, которые углеводы выполняют в организме 1) каталитическая 4) строительная 2) транспортная 5) защитная 3) сигнальная 6) энергетическая ВЗ. Выберите функции, которые липиды выполняют в клетке 1) структурная 4) ферментативная 2) энергетическая 5) сигнальная 3) запасающая 6) транспортная В4. Соотнесите группу химических соединений с их ролью в клетке Часть С С1. Почему в организме не накапливается глюкоза, а накапливается крахмал и гликоген? С2. Почему именно мыло смывает жир с рук? 2.3.3. Белки, их строение и функции Белки – это биологические гетерополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Белки синтезируются в живых организмах и выполняют в них определенные функции. В состав белков входят атомы углерода, кислорода, водорода, азота и иногда серы. Мономерами белков являются аминокислоты – вещества, имеющие в своем составе неизменяемые части аминогруппу Nh3 и карбоксильную группу СООН и изменяемую часть – радикал. Именно радикалами аминокислоты отличаются друг от друга. Аминокислоты обладают свойствами кислоты и основания (они амфотерны) , поэтому могут соединяться друг с другом. Их количество в одной молекуле может достигать нескольких сотен. Чередование разных аминокислот в разной последовательности позволяет получать огромное количество различных по структуре и функциям белков. В белках встречается 20 видов различных аминокислот, некоторые из которых животные синтезировать не могут. Они получают их от растений, которые могут синтезировать все аминокислоты. Именно до аминокислот расщепляются белки в пищеварительных трактах животных. Из этих аминокислот, поступающих в клетки организма, строятся его новые белки. Структура белковой молекулы . Под структурой белковой молекулы понимают ее аминокислотный состав, последовательность мономеров и степень скрученности молекулы, которая должна умещаться в различных отделах и органоидах клетки, причем не одна, а вместе с огромным количеством других молекул. Последовательность аминокислот в молекуле белка образует его первичную структуру. Она зависит от последовательности нуклеотидов в участке молекулы ДНК (гене) , кодирующем данный белок. Соседние аминокислоты связаны пептидными связями, возникающими между углеродом карбоксильной группы одной аминокислоты и азотом аминогруппы другой аминокислоты. Длинная молекула белка сворачивается и приобретает сначала вид спирали. Так возникает вторичная структура белковой молекулы. Между СО и NH – группами аминокислотных остатков, соседних витков спирали, возникают водородные связи, удерживающие цепь. Молекула белка сложной конфигурации в виде глобулы (шарика) , приобретает третичную структуру. Прочность этой структуры обеспечивается гидрофобными, водородными, ионными и дисульфидными S-S связями. Некоторые белки имеют четвертичную структуру, образованную несколькими полипептидными цепями (третичными структурами) . Четвертичная структура так же удерживается слабыми нековалентными связями – ионными, водородными, гидрофобными. При этом прочность этих связей невелика и структура может быть легко нарушена. При нагревании или обработке некоторыми химическими веществами белок подвергается денатурации и теряет свою биологическую активность. Нарушение четвертичной, третичной и вторичной структур обратимо. Разрушение первичной структуры необратимо. В любой клетке есть сотни белковых молекул, выполняющих различные функции. Кроме прочего, белки имеют видовую специфичность. Это означает, что каждый вид организмов обладает белками, не встречающимися у других видов. Это создает серьезные трудности при пересадке органов и тканей от одного человека к другому, при прививках одного вида растений на другой и т.д. Функции белков . Каталитическая (ферментативная ) – белки ускоряют все биохимические процессы, идущие в клетке: расщепление питательных веществ в пищеварительном тракте, участвуют в реакциях матричного синтеза. Каждый фермент ускоряет одну и только одну реакцию (как в прямом, так и в обратном направлении) . Скорость ферментативных реакций зависит от температуры среды, уровня ее рН, а также от концентраций реагирующих веществ и концентрации фермента. Транспортная – белки обеспечивают активный транспорт ионов через клеточные мембраны, транспорт кислорода и углекислого газа, транспорт жирных кислот. Защитная – антитела обеспечивают иммунную защиту организма; фибриноген и фибрин защищают организм от кровопотерь. Структурная – одна из основных функций белков. Белки входят в состав клеточных мембран; белок кератин образует волосы и ногти; белки коллаген и эластин – хрящи и сухожилия. Сократительная – обеспечивается сократительными белками – актином и миозином. Сигнальная – белковые молекулы могут принимать сигналы и служить их переносчиками в организме (гормонами) . Следует помнить, что не все гормоны являются белками. Энергетическая – при длительном голодании белки могут использоваться в качестве дополнительного источника энергии после того, как израсходованы углеводы и жиры. Примеры практических заданий ЕГЭ по теме: «« ЕГЭ Часть А А1. Последовательность аминокислот в молекуле белка зависит от: 1) структуры гена 3) их случайного сочетания 2) внешней среды 4) их строения А2. Человек получает незаменимые аминокислоты путем 1) их синтеза в клетках 3) приема лекарств 2) поступления с пищей 4) приема витаминов А3. При понижении температуры активность ферментов 1) заметно повышается 2) заметно понижается 3) остается стабильной 4) периодически изменяется А4. В защите организма от кровопотерь участвует 1) гемоглобин 3) фибрин 2) коллаген 4) миозин А5. В каком из указанных процессов белки не участвуют? обмен веществ кодирование наследственной информации ферментативный катализ транспорт веществ А6. Укажите пример пептидной связи: ЕГЭ Часть В В1. Выберите функции, характерные для белков 1) каталитическая 4) транспортная 2) кроветворная 5) рефлекторная 3) защитная 6) фотосинтетическая В2. Установите соответствие между структурой белковой молекулы и ее особенностями
Часть С С1. Почему продукты хранят в холодильнике? С2. Почему продукты, подвергшиеся тепловой обработке, хранятся дольше? СЗ. Объясните понятие «специфичность» белка, и какое биологическое значение имеет специфичность? С4. Прочитайте текст, укажите номера предложений, в которых допущены ошибки и объясните их 1) Большая часть химических реакций в организме катализируется ферментами. 2) Каждый фермент может катализировать множество типов реакций. 3) У фермента есть активный центр, геометрическая форма которого изменяется в зависимости от вещества, с которым фермент взаимодействует. 4) Примером действия фермента может быть разложение мочевины уреазой. 5) Мочевина разлагается на двуокись углерода и аммиак, которым пахнет кошачий лоток с песком. 6) За одну секунду уреаза расщепляет до 30 ООО молекул мочевины, в обычных условиях на это потребовалось бы около 3 млн лет. 2.3.4.Нуклеиновые кислоты Нуклеиновые кислоты были открыты в 1868 г. швейцарским ученым Ф. Мишером. В организмах существует несколько видов нуклеиновых кислот, которые встречаются в различных органоидах клетки – ядре, митохондриях, пластидах. К нуклеиновым кислотам относятся ДНК, и-РНК, т-РНк, р-РНК. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – линейный полимер, имеющий вид двойной спирали, образованной парой антипараллельных комплементарных (соответствующих друг другу по конфигурации) цепей. Пространственная структура молекулы ДНК была смоделирована американскими учеными Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком в 1953 г. Мономерами ДНК являются нуклеотиды . Каждый нуклеотид ДНК состоит из пуринового (А – аденин или Г – гуанин) или пиримидинового (Т – тимин или Ц – цитозин) азотистого основания , пятиуглеродного сахара – дезоксирибозы и фосфатной группы . Нуклеотиды в молекуле ДНК обращены друг к другу азотистыми основаниями и объединены парами в соответствии с правилами комплементарности: напротив аденина расположен тимин, напротив гуанина – цитозин. Пара А – Т соединена двумя водородными связями, а пара Г – Ц – тремя. При репликации (удвоении) молекулы ДНК водородные связи рвутся и цепи расходятся и на каждой из них синтезируется новая цепь ДНК. Остов цепей ДНК образован сахарофосфатными остатками. Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК определяет ее специфичность, а также специфичность белков организма, которые кодируются этой последовательностью. Эти последовательности индивидуальны и для каждого вида организмов, и для отдельных особей. Пример: дана последовательность нуклеотидов ДНК : ЦГА – ТТА – ЦАА. На информационной РНК (и-РНК) будет синтезирована цепь ГЦУ – ААУ – ГУУ, в результате чего выстроится цепочка аминокислот: аланин – аспарагин – валин. При замене нуклеотидов в одном из триплетов или их перестановке этот триплет будет кодировать другую аминокислоту, а следовательно изменится и белок, кодируемый данным геном. (Воспользовавшись школьным учебником, попытайтесь убедиться в этом.) Изменения в составе нуклеотидов или их последовательности называются мутацией. Рибонуклеиновая кислота (РНК) – линейный полимер, состоящий из одной цепи нуклеотидов. В составе РНК тиминовый нуклеотид замещен на урациловый (У) . Каждый нуклеотид РНК содержит пятиуглеродный сахар – ри– бозу, одно из четырех азотистых оснований и остаток фосфорной кислоты. Виды РНК. Матричная , или информационная , РНК. Синтезируется в ядре при участии фермента РНК-полимеразы. Комплементарна участку ДНК, на котором происходит синтез. Ее функция – снятие информации с ДНК и передача ее к месту синтеза белка – на рибосомы. Составляет 5% РНК клетки. Рибосомная РНК – синтезируется в ядрышке и входит в состав рибосом. Составляет 85% РНК клетки. Транспортная РНК (более 40 видов) . Транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка. Имеет форму клеверного листа и состоит из 70—90 нуклеотидов. Аденозинтрифосфорная кислота – АТФ . АТФ представляет собой нуклеотид, состоящий из азотистого основания – аденина, углевода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, в двух из которых запасается большое количество энергии. При отщеплении одного остатка фосфорной кислоты освобождается 40 кДж/моль энергии. Сравните эту цифру с цифрой, обозначающей количество выделенной энергии 1 г глюкозы или жира. Способность запасать такое количество энергии делает АТФ ее универсальным источником. Синтез АТФ происходит в основном в митохондриях. Примеры практических заданий ЕГЭ по теме: «« ЕГЭ Часть А А1. Мономерами ДНК и РНК являются 1) азотистые основания 3) аминокислоты 2) фосфатные группы 4) нуклеотиды А2. Функция информационной РНК: 1) удвоение информации 2) снятие информации с ДНК 3) транспорт аминокислот на рибосомы 4) хранение информации А3. Укажите вторую цепь ДНК, комплементарную первой: АТТ – ГЦЦ – ТТГ 1) УАА – ТГГ – ААЦ 3) УЦЦ – ГЦЦ – АЦГ 2) ТАА – ЦГГ – ААЦ 4) ТАА – УГГ – УУЦ А4. Подтверждением гипотезы, предполагающей, что ДНК является генетическим материалом клетки, служит: 1) количество нуклеотидов в молекуле 2) индивидуальность ДНК 3) соотношение азотистых оснований (А = Т, Г= Ц) 4) соотношение ДНК в гаметах и соматических клетках (1:2) А5. Молекула ДНК способна передавать информацию благодаря: 1) последовательности нуклеотидов 2) количеству нуклеотидов 3) способности к самоудвоению 4) спирализации молекулы А6. В каком случае правильно указан состав одного из нуклеотидов РНК 1) тимин – рибоза – фосфат 2) урацил – дезоксирибоза – фосфат 3) урацил – рибоза – фосфат 4) аденин – дезоксирибоза – фосфат ЕГЭ Часть В В1. Выберите признаки молекулы ДНК 1) Одноцепочная молекула 2) Нуклеотиды – АТУЦ 3) Нуклеотиды – АТГЦ 4) Углевод – рибоза 5) Углевод – дезоксирибоза 6) Способна к репликации В2. Выберите функции, характерные для молекул РНК эукариотических клеток 1) распределение наследственной информации 2) передача наследственной информации к месту синтеза белков 3) транспорт аминокислот к месту синтеза белков 4) инициирование репликации ДНК 5) формирование структуры рибосом 6) хранение наследственной информации Часть С С1. Установление структуры ДНК позволило решить ряд проблем. Какие, по вашему мнению, это были проблемы и как они решились в результате этого открытия? С2. Сравните нуклеиновые кислоты по составу и свойствам.
Интересная информация: Антивирусное состояние клетки, индуцируемое интерфероном.
Лекция, реферат. Клетка как биологическая система - понятие и виды. Классификация, сущность и особенности.
Оглавление книги открыть закрыть

Биология – наука о жизни Клетка как биологическая система Строение про– и эукариотной клеток. Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки – основа ее целостности Метаболизм, ферменты, энергетический обмен Биосинтез белка и нуклеиновых кислот. Клетка – генетическая единица живого. Организм как биологическая система Онтогенез и присущие ему закономерности. Генетика, ее задачи. Наследственность и изменчивость – свойства организмов. Основные генетические понятия Закономерности наследственности, их цитологические основы. Изменчивость признаков у организмов - модификационная, мутационная, комбинативная Селекция, ее задачи и практическое значение Многообразие организмов, их строение и жизнедеятельность Царство Бактерии. Царство Грибы. Царство Растения Многообразие растений Царство Животные. Хордовые животные, их классификация, особенности строения и жизнедеятельности, роль в природе и жизни человека Надкласс Рыбы Класс Земноводные. Класс Пресмыкающиеся. Класс Птицы Класс Млекопитающие Человек и его здоровье Строение и функции дыхательной системы Строение и функции выделительной системы Строение и жизнедеятельность органов и систем органов - опорно-двигательной, покровной, кровообращения, лимфообращения. Кожа, ее строение и функции Внутренняя среда организма человека. Группы крови. Обмен веществ в организме человека Нервная и эндокринная системы Строение и функции центральной нервной системы Строение и функции вегетативной нервной системы Эндокринная система Анализаторы. Органы чувств, их роль в организме. Высшая нервная деятельность. Сон, его значение. Сознание, память, эмоции, речь, мышление. Особенности психики человека Личная и общественная гигиена, здоровый образ жизни Надорганизменные системы. Эволюция органического мира Вид,его критерии и структура. Популяция – структурная единица вида и элементарная единица эволюции. Развитие эволюционных идей. Значение работ К. Линнея, учения Ж.-Б. Ламарка, эволюционной теории Ч. Дарвина. Взаимосвязь движущих сил эволюции. Результаты эволюции - приспособленность организмов к среде обитания, многообразие видов. Макроэволюция. Направления и пути эволюции (А.Н. Северцов, И.И. Шмальгаузен) Происхождение человека. Человек как вид, его место в системе органического мира. Экосистемы и присущие им закономерности Экосистема (биогеоценоз), ее компоненты Разнообразие экосистем (биогеоценозов) . Саморазвитие и смена экосистем Круговорот веществ и превращения энергии в экосистемах, роль в нем организмов разных царств. Ответы по ЕГЭ биология Ответы по биологии ЕГЭ, часть ВОтветы по биологии, ЕГЭ часть C
« назад Оглавление вперед » Биология – наука о жизни « | » Строение про– и эукариотной клеток. Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки – основа ее целостности

referatwork.ru

Неорганические вещества клетки

В состав клетки входит около 70 элементов периодической системы элементов Менделеева, а 24 из них присутствуют во всех типах клеток. Все присутствующие в клетке элементы делятся, в зависимости от их содержания в клетке, на группы:

макроэлементы – H, O, N, C,. Mg, Na, Ca, Fe, K, P, Cl, S;

микроэлементы – В, Ni, Cu, Co, Zn, Mb и др.;

ультрамикроэлементы – U, Ra, Au, Pb, Hg, Se и др.

В состав клетки входят молекулы неорганическихи органическихсоединений.

Неорганические соединения клетки – вода и неорганические ионы.

Вода – важнейшее неорганическое вещество клетки. Все биохимические реакции происходят в водных растворах. Молекула воды имеет нелинейную пространственную структуру и обладает полярностью. Между отдельными молекулами воды образуются водородные связи, определяющие физические и химические свойства воды.

Физические свойства воды : так как молекулы воды полярны, то вода обладает свойством растворять полярные молекулы других веществ. Вещества, растворимые в воде, называются гидрофильными . Вещества, нерастворимые в воде называются гидрофобными .

Вода обладает высокой удельной теплоемкостью. Чтобы разорвать многочисленные водородные связи, имеющиеся между молекулами воды, требуется поглотить большое количество энергии. Вспомните, как долго нагревается до кипения чайник. Это свойство воды обеспечивает поддержание теплового баланса в организме.

Для испарения воды необходима достаточно большая энергия. Температура кипения воды выше, чем у многих других веществ. Это свойство воды предохраняет организм от перегрева.

Вода может находиться в трех агрегатных состояниях – жидком, твердом и газообразном.

Водородные связи обуславливают вязкость воды и сцепление ее молекул с молекулами других веществ. Благодаря силам сцепления молекул на поверхности воды создается пленка, обладающая такой характеристикой, как поверхностное натяжение .

При охлаждении движение молекул воды замедляется. Количество водородных связей между молекулами становится максимальным. Наибольшей плотности вода достигает при 4 Сº. При замерзании вода расширяется (необходимо место для образования водородных связей) и ее плотность уменьшается. Поэтому лед плавает.

Биологические функции воды . Вода обеспечивает передвижение веществ в клетке и организме, поглощение веществ и выведение продуктов метаболизма. В природе вода переносит продукты жизнедеятельности в почвы и к водоемам.

Вода – активный участник реакций обмена веществ.

Вода участвует в образовании смазывающих жидкостей и слизей, секретов и соков в организме. Эти жидкости находятся в суставах позвоночных животных, в плевральной полости, в околосердечной сумке.

Вода входит в состав слизей, которые облегчают передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей. Водную основу имеют и секреты, выделяемые некоторыми железами и органами: слюна, слезы, желчь, сперма и т.д.

Неорганические ионы . К неорганическим ионам клетки относятся: катионы K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Nh4+ и анионы Cl–, NO3-, Н2PO4-, NCO3-, НPO42-.

Разность между количеством катионов и анионов (Nа+ , Ка+ , Сl-) на поверхности и внутри клетки обеспечивает возникновение потенциала действия, что лежит в основе нервного и мышечного возбуждения.

Анионы фосфорной кислоты создают фосфатную буферную систему , поддерживающую рН внутриклеточной среды организма на уровне 6—9.

Угольная кислота и ее анионы создают бикарбонатную буферную систему и поддерживают рН внеклеточной среды (плазмы крови) на уровне 7—4.

Соединения азота служат источником минерального питания, синтеза белков, нуклеиновых кислот. Атомы фосфора входят в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов, а также костей позвоночных, хитинового покрова членистоногих. Ионы кальция входят в состав вещества костей; они также необходимы для осуществления мышечного сокращения, свертывания крови.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть А

А1. Полярностью воды обусловлена ее способность

1) проводить тепло 3) растворять хлорид натрия

2) поглощать тепло 4) растворять глицерин

А2. Больным рахитом детям необходимо давать препараты, содержащие

1) железо 2) калий 3) кальций 4) цинк

А3. Проведение нервного импульса обеспечивается ионами:

1) калия и натрия 3) железа и меди

2) фосфора и азота 4) кислорода и хлора

А4. Слабые связи между молекулами воды в ее жидкой фазе называются:

1) ковалентными 3) водородными

2) гидрофобными 4) гидрофильными

А5. В состав гемоглобина входит

1) фосфор 2) железо 3) сера 4) магний

А6. Выберите группу химических элементов, обязательно входящую в состав белков

1) Na, K, O, S

2) N, P, C, Cl

3) C, S, Fe, O

4) C, H, O, N

А7. Пациентам с гипофункцией щитовидной железы дают препараты, содержащие

1) йод

2) железо

3) фосфор

4) натрий

Часть В

В1. Выберите функции воды в клетке

1) энергетическая 4) строительная

2) ферментативная 5) смазывающая

3) транспортная 6) терморегуляционная

В2. Выберите только физические свойства воды

1) способность к диссоциации

2) гидролиз солей

3) плотность

4) теплопроводность

5) электропроводность

6) донорство электронов

Часть С

С1. Какие физические свойства воды определяют ее биологическое значение?

2.3.1. Неорганические вещества клетки | 2.3. Химическая организация клетки. Взаимосвязь строения и функций неорганических и органических веществ (белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, АТФ), входящих в состав клетки. Обоснование родства организмов на основе анализа химического состава их клеток | Раздел 2 Клетка как биологическая система | Читать онлайн, без регистрации

2.3.1. Неорганические вещества клетки

макроэлементы – H, O, N, C, Mg, Na, Ca, Fe, K, P, Cl, S;

микроэлементы – В, Ni, Cu, Co, Zn, Mb и др.;

ультрамикроэлементы – U, Ra, Au, Pb, Hg, Se и др.

В состав клетки входят молекулы неорганических и органических соединений.

Неорганические соединения клетки – вода и неорганические ионы.

Физические свойства воды: так как молекулы воды полярны, то вода обладает свойством растворять полярные молекулы других веществ. Вещества, растворимые в воде, называются гидрофильными. Вещества, нерастворимые в воде называются гидрофобными.

Вода может находиться в трех агрегатных состояниях – жидком, твердом и газообразном.

Биологические функции воды. Вода обеспечивает передвижение веществ в клетке и организме, поглощение веществ и выведение продуктов метаболизма. В природе вода переносит продукты жизнедеятельности в почвы и к водоемам.

Вода – активный участник реакций обмена веществ.

Неорганические ионы. К неорганическим ионам клетки относятся: катионы K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Nh4+ и анионы Cl—, NO3-, Н2PO4-, NCO3-, НPO42-.

Разность между количеством катионов и анионов (Nа+, Ка+, Сl-) на поверхности и внутри клетки обеспечивает возникновение потенциала действия, что лежит в основе нервного и мышечного возбуждения.

Анионы фосфорной кислоты создают фосфатную буферную систему, поддерживающую рН внутриклеточной среды организма на уровне 6–9.

Угольная кислота и ее анионы создают бикарбонатную буферную систему и поддерживают рН внеклеточной среды (плазмы крови) на уровне 7–4.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть А

А1. Полярностью воды обусловлена ее способность

1) проводить тепло 3) растворять хлорид натрия

2) поглощать тепло 4) растворять глицерин

А2. Больным рахитом детям необходимо давать препараты, содержащие

1) железо 2) калий 3) кальций 4) цинк

А3. Проведение нервного импульса обеспечивается ионами:

1) калия и натрия 3) железа и меди

2) фосфора и азота 4) кислорода и хлора

А4. Слабые связи между молекулами воды в ее жидкой фазе называются:

1) ковалентными 3) водородными

2) гидрофобными 4) гидрофильными

А5. В состав гемоглобина входит

1) фосфор 2) железо 3) сера 4) магний

А6. Выберите группу химических элементов, обязательно входящую в состав белков

1) Na, K, O, S

2) N, P, C, Cl

3) C, S, Fe, O

4) C, H, O, N

А7. Пациентам с гипофункцией щитовидной железы дают препараты, содержащие

1) йод

2) железо

3) фосфор

4) натрий

В1. Выберите функции воды в клетке

1) энергетическая 4) строительная

2) ферментативная 5) смазывающая

3) транспортная 6) терморегуляционная

В2. Выберите только физические свойства воды

1) способность к диссоциации

2) гидролиз солей

3) плотность

4) теплопроводность

5) электропроводность

6) донорство электронов

С1. Какие физические свойства воды определяют ее биологическое значение?

velib.com

Вопрос 20. Электролитическая диссоциация воды. Водородный показатель среды. Ионные реакции в растворах.

Электролитическая диссоциация – это процесс распада молекул веществ на ионы под действием полярных молекул растворителя, а также при их расплавлении.

Вода представляет собой слабый амфотерный электролит:

Н2О Н+ + ОН-

или, более точно:

2Н2О Н3О+ + ОН-

Константа диссоциации воды при 25оС равна:

Такое значение константы соответствует диссоциации одной из ста миллионов молекул воды, поэтому концентрацию воды можно считать постоянной и равной 55,55 моль/л (плотность воды 1000 г/л, масса 1 л 1000 г, количество вещества воды 1000г:18г/моль=55,55 моль, С=55,55 моль: 1 л =55,55 моль/л). Тогда

Эта величина постоянная при данной температуре (25оС), она называется ионным произведением воды KW:

Диссоциация воды – процесс эндотермический, поэтому с повышением температуры в соответствии с принципом Ле-Шателье диссоциация усиливается, ионное произведение возрастает и достигает при 100оС значения 10-13.

В чистой воде при 25оС концентрации ионов водорода и гидроксила равны между собой:

[H+] = [OH-] = 10-7 моль/л

Растворы, в которых концентрации ионов водорода и гидроксила равны между собой, называются нейтральными.

Если к чистой воде прибавить кислоту, концентрация ионов водорда повысится и станет больше, чем 10-7 моль/л, среда станет кислой, при этом концентрация ионов гидроксила мгновенно изменится так, чтобы ионное произведение воды сохранило свое значение 10-14. Тоже самое будет происходить и при добавлении к чистой воде щелочи. Концентрации ионов водорода и гидроксила связаны между собой через ионное произведение, поэтому, зная концентрацию одного из ионов, легко вычислить концентрацию другого. Например, если [H+] = 10-3 моль/л, то [OH-] = KW/[H+] = 10-14/10-3 = 10-11 моль/л, или, если [OH-] = 10-2 моль/л, то [H+] = KW/[OH-] = 10-14/10-2 = 10-12 моль/л. Таким образом, концентрация ионов водорода или гидроксила может служить количественной характеристикой кислотности или щелочности среды.

На практике пользуются не концентрациями ионов водорода или гидроксила, а водородным рН или гидроксильным рОН показателями.

Водородный показатель рН равен отрицательному десятичному логарифму концентрации ионов водорода:

рН = - lg[H+]

Если рН среды равен 7 - среда нейтральная, если меньше 7 - кислая, причем чем меньше рН, тем выше концентрация ионов водорода. pН больше 7 – среда щелочная, чем больше рН, тем выше концентрация ионов гидроксила.

Реакции ионного обмена.

Ионные реакции в растворах электролитов – это реакции между ионами.

Ионные реакции протекают необратимо в том случае, если в результате реакции образуется осадок нерастворимого вещества, слабый электролит или выделяется газообразное вещество.

При записи уравнения реакции в ионном виде формулы веществ записываются так, как вещества присутствуют в растворе: сильные электролиты в виде ионов; слабые электролиты, газы, нерастворимые вещества – в виде молекул.

studfiles.net