КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Неорганические соединения клетки
Химический состав клетки. В клетках живых организмов содержаться те же хим. эл., что и в окружающей неживой природе. В клетках обнаружено более 80 эл. из таблицы Д.И. Менделеева. Функции 27 из них определены. Макро эл. около 99% от массы клетки O, C, H, N. F, K, S, Fe, Mg, Na, Ca. Микро эл. от 0,001% до 0,000001% массы тела B, Кобальт, Cu, Молибден, Zn, ванадий, I, Br. Ультра-микро эл. менее 0,000001% радий, золото, бериллий, цезий, силен и др. Все эти эл. входят в состав органических и неорганических соединений. Неорганические вещества. I. Вода (Н2О). Живая клетка содержит около 70% Н2О от массы. Функции: 1) Универсальный растворитель. 2) Участвует в био-хим. реакциях (гидролиз, окислительно-восстановительные, фотосинтез) 3) Участвует в явлениях осмоса. 4) Транспортная. 5) Вода практически не сжимается, определяя этим тургор. 6) Обладает силой поверхностного натяжения. 7) Обладает высокой теплоёмкостью, теплопроводностью. II. Минеральные вещества. Минеральные вещества в клетке находится в виде солей. Функции: 1) Поддерживают тургор клетки. 2) Регулируют био. – хим. процессы. 3) Поддерживают постоянный состав внутренней среды. Органические вещества. I. Углеводы (сахариды). В животных клетках 1-5% углеводов, в растительных до 90% (фотосинтез). Мономер – глюкоза. Функции: структурная, защитная, запасающая, строительная, энергетическая. II. Липиды – жиры, жироподобные соединения. Мономер – глицерин и высокомолекулярные жирные кислоты. Функции: структурная (строительные), запасающая, защитная, регуляторная, энергетическая. III. Белки – высокомолекулярные полимерные органические соединения. Содержание белков в различных клетках от 50-80%. Мономеры – аминокислоты.
Функции: структурная, рецепторная, транспортная, защитная, двигательная, регуляторная, энергетическая. IV. ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота. Функции: хранение наследственной информации, передача ген. информации, структурный компонент. V. АТФ – аденозинтрифосфорная кислота. Функции: универсальный хранитель и переносчик энергии в клетке.
Вода и минеральные вещества Вода Н2О. Живая клетка содержит около 70% Н2О от массы. Н2О находится в двух формах: 1) Свободная (95%) – в межклеточном пространстве, сосудах, вакуолях, полостях органов. 2) Связанная (5%) – с высоко-молекулярными органическими веществами. Свойство: 8) Универсальный растворитель. По растворимости в воде вещества делятся на гидрофильные – растворимые и гидрофобные – не растворимые (жиры, нуклеиновые кислоты, некоторые белки). 9) Участвует в био-хим. реакциях (гидролиз, окислительно-восстановительные, фотосинтез) 10) Участвует в явлениях осмоса – прохождение растворителя через полупроницаемую оболочку в сторону растворимого вещества за счёт силы осмотического давления. Осмотическое давление у млекопитающих равно 0,9% р-р NaCl.
11) Транспортная – вещества растворимые в воде транспортируются в клетку или из неё путём диффузии. 12) Вода практически не сжимается, определяя этим тургор. 13) Обладает силой поверхностного натяжения – это сила осуществляет капиллярный кровоток восходящий и нисходящий в растениях. 14) Обладает высокой теплоёмкостью, теплопроводностью, которое поддерживает тепловое равновесие. При недостатке Н2О нарушаются процессы обмена веществ, потеря 20% Н2О приводит к гибели. Минеральные вещества. Минеральные вещества в клетке находятся в виде солей. По совей реакции растворы могут быть кислыми, основными, нейтральными. Эту концентрацию выражают при помощи водородного показателя рН. рН = 7 нейтральная реакция жидкости
рН < 7 кислая рН > 7 основная Изменение рН на 1-2 единицы губительно для клетки. Функция минеральных солей: 1) Поддерживают тургор клетки. 2) Регулируют био-хим. процессы. 3) Поддерживают постоянный состав внутренней среды. Примеры: 1) Ионы кальция стимулируют мышечное сокращение. Снижение концентрации в крови вызывает судороги. 2) Соли калия, натрия, кальция. Соотношение этих ионов обеспечивает нормальное сокращение сердечной системы. 3) Йод компонент щитовидной железы. 9) Органические соединения клетки: углеводы, липиды, белки, аминокислоты, ферменты. I. Углеводы Входят в состав клеток всех живых организмов. В животных клетках 1-5% углеводов, в растительных до 90% (фотосинтез). Хим. состав: C, H, O. Мономер – глюкоза. Группы углеводов: 1) Моносахариды – бесцветные, сладки, хорошо растворимы в воде (глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза). 2) Олигосахарида (дисахариды) – сладкие, растворимые (сахароза, мальтоза, лактоза). 3) Полисахариды – несладкие, плохо растворимы в воде (крахмал, целлюлоза – в растительных клетках, хитин у грибов и членистоногих, гликоген у животных и человека). Гликоген запасается в мышцах, печени. При его расщеплении выделяется глюкоза. Функции углеводов: 1) Структурная – входит в состав оболочек растительных клеток. 2) Защитная – секреты выделяемые железами содержат углеводы, которые предохраняют полые органы (бронхи, желудок, кишечник) от мех. Повреждений, а растения от проникновения болезнетворных бактерий 3) Запасающая. Питательные вещества (крахмал, гликоген) откладываются в клетках в запас. 4) Строительная. Моносахариды служат исходным материалом для построения органических веществ. 5) Энергетическая. 60% энергии организм получает при распаде углеводов. При расщеплении 1 грамма углевода выделяется 17,6 кДж энергии. II. Липиды (жиры, жиро-подобные соединения). Хим. состав C, O, H. Мономер – глицерин и высоко-молекулярные жирные кислоты. Свойства: не растворимы в воде, растворимы в органических растворителях (бензин, хлороформ, эфир, ацетон). По хим. строению липиды делятся на след группы: 1) Нейтральная. Они делятся на твёрдые (при 20 градусах остаются твёрдыми), мягкие (сливочное масло и жир чел. тела), жидкие (растительные масла).
2) Воска. Покрывают: кожу, шерсть, перья животных, стебли, листья, плоды растений. Сложные эфиры образуемые жирными кислотами и многоатомным спиртом. 3) Фосфолипиды. Один, два остатка жирных кислот, замещены остатком фосфорной кислоты. Основное компонент клеточной мембраны. 4) Стероиды – это липиды не содержащие жирных кислот. К стероидам относятся гормоны (кортизон, половые), витамины (A, D, E). Стероид холестерин: важный компонент клеточной мембраны. Избыток холестерина может привести к заболеваниям сердечно-сосудистой системы и образованию желчных камней. Функции липидов: 1) Структурная (строительная) – входя в состав клеточных мембран. 2) Запасающая – откладываются в запас в растениях в плодах и семенах, у животных в подкожно жировой клетчатке. При окислении 1г жира вырабатывается более 1г воды. 3) Защитная – служат для теплоизоляции организмов, т.к. обладает плохой теплопроводностью. 4) Регуляторная – гормоны (кортикостерон, андрогены, эстрогены и др.) регулируют обменные процессы в организме. 5) Энергетическая: при окислении 1г жира выделяется 38,9 кДЖ. III. Белки. Высокомолекулярные полимерные органические соединения. Содержание белков в различных клетках от 50-80%. Каждый чел. на Земле имеет свой не повторимый набор только ему свойственных белков (исключение однояйцевые близнецы). Специфичность белковых наборов обеспечивает иммунный статус каждого человека. Хим. состав: C, O, N, H, S, P, Fe. Мономеры. Всего их 20, из них 9 незаменимых. Они поступают в организм с пищей в готовом виде. Свойства: 1) Денатурация – разрушение белковых молекул под воздействием высокой температуры, кислот, хим. веществ, обезвоживания, облучения. 2) Ренатурация – восстановление прежней структуры при возвращении нормальных условий среды (кроме первичной). 3) Строение (уровни организации белковой молекулы): 1) Первичная структура. Это полипептидная цепочка состоящая из последовательности аминокислот. 2) Вторичная структура. Спирально-закрученная полипептидная цепь.
3) Третичная структура. Спираль принимает причудливую конфигурацию – глобула.
4) Четвертичная структура. Несколько глобул соединяются в сложный комплекс.
Функции белков: 1) Каталитическая (ферментативная) – белки служат катализаторами (ускорителями био-хим. реакций). 2) Структурная – входят в состав мембран, органелл клетки, костей, волос, сухожилий и т.д. 3) Рецепторная – белки рецепторы воспринимают сигнал из внешней среды и передают их в клетку. 4) Транспортная – белки-переносчики осуществляют перенос веществ через клеточные мембраны (белок гемоглобин переносит кислород из лёгких в клетки др. тканей). 5) Защитная – белки предохраняют организм от повреждения и вторжения чужеродных организмов (белки иммуноглобулины обезвреживают чужеродные белки. Интерферон подавляет развитие вирусов). 6) Двигательная – белки актин и лизин участвуют в сокращении мышечных волокон. 7) Регуляторная – белки гормоны регулируют физиологические процессы. Например инсулин, глюкагон регулируют уровень глюкозы в крови. 8) Энергетическая – при расщеплении 1г белка выделяется 17,6 кДЖ энергии.
IV. Аминокислоты. Это мономер белков. Формула: В состав аминокислоты входят аминогруппы H2N и карбоксильная группа COOH. Аминокислоты отличаются друг от друга своими радикалами R. Аминокислоты соединяются пептидными связями в полипептидные цепочки. NH-CO---NH-CO---NH-CO --- - полипептидная связь. Карбоксильная группа одной аминокислоты присоединяется к аминогруппе соседней аминокислоты. V. Ферменты. Это белковые молекулы способные катализировать (ускорять био-хим. реакции в клетке в сони, миллионы раз). Функции и свойства: Ферменты специфичны, то есть катализируют только определённую хим. реакцию или сходные. Действуют в строго определённой последовательности. Активность ферментов зависит от температуры, реакции среды, наличия коферментов- небелковые соединения, ими могут служить витамины, ионы, различные Me. Оптимальная температура действия ферментов 37-40 градусов. Активность ферментов регулируется: При повышении температур усиливается, под действием лекарств, ядов, подавляется. Отсутствие или недостаток ферментов приводит к тяжёлым заболеваниям (гемофилия вызвана недостатком фермента отвечающего за свёртываемость крови). Ферменты используются в медицине для получения вакцин. В промышленности для получения из крахмала сахара, из сахара спирта и др. веществ. Строение:
В активном центре субстрат взаимодействует с ферментом, которые подходят друг к другу как «ключ к замку». 10) Нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК, АТФ. ДНК, РНК впервые выделены из ядра клеток в 1869 г. швейцарским учёным Мишером. Нуклеиновые кислоты – это полимеры мономером которого являются нуклеотиды состоящие из 2 нуклеиновых оснований аденин и гуанин и 3 пиримидиновых цитозин, урацил, тимин. I) ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Расшифровали в 1953 г. Уотсон и Крик. 2 нити спирально обвивающие друг друга. ДНК находится в ядре. Нуклеотид состоит из 3 остатков: 1) Углеводный – дезоксирибоза. 2) Фосфорной кислоты. 3) Азотистые основания. Нуклеотиды отличаются друг от друга только азотистыми основаниями. Ц – цитидиловый, Г – гуаниновый, Т – тимидиловый, А – адениновый. Сборка молекул ДНК. Соединение нуклеотидов в нити ДНК происходит посредством ковалентных связей через углевод одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты соседнего. Соединение двух нитей. Две нити соединяются друг с другом водородными связями между азотистыми основаниями. Азотистые основания соединяются по принципу комплементарности А-Т, Г-Ц. Комплементарность (дополнение) – строгое соответствие нуклеотидов расположенных в парных нитях ДНК. В азотистых основаниях находится генетический код. Свойства и функции ДНК: I) Репликация (редупликация) – само удваивание. Происходит в синтетический период интерфазы. 1) Фермент разрывает водородные связи и спирали раскручиваются. 2) Одна цепь отделяется от другой части молекулы ДНК (каждая цепь используется в качестве матрицы). 3) На молекулы воздействует фермент ДНК – полимераза. 4) Присоединение каждой цепи ДНК комплементарных нуклеотидов. 5) Образование двух молекул ДНК. II) Хранение наследственной информации в виде последовательности нуклеотидов. III) Передача на ген. инф. IV) Структурная ДНК присутствует в хромосоме в качестве структурного компонента.
II) РНК (рибонуклеиновая кислота). Полимер состоящий из одной цепочки. Они находятся: в ядрышке, цитоплазме, рибосомах, митохондриях, пластидах. Мономер – нуклеотид состоящий из 3 остатков: 1) Углеводный – рибоза. 2) Остаток фосфорной кислоты. 3) Азотистое основание (непарные) (А, Г, Ц, У – вместо тимина). Функции РНК: передача и реализация наследственной информации через синтез белка. Типы РНК: 1) Информационное (иРНК) или матричная (мРНК) 5% всей РНК. Она синтезируется в процессе транскрипции на определённом участке молекулы ДНК – гене. иРНК переносит инф. О структуре белка (последовательность нуклеотидов) из ядра в цитоплазму на рибосомы и становится матрицей для синтеза белка. 2) Рибосомные (рибосомальный рРНК) 85% всей РНК, синтезируется в ядрышке, входят в состав хромосом, формируют активный центр рибосомы где происходит биосинтез белка. 3) Транспортный (тРНК) 10% всей РНК, образуется в ядре и переходит в цитоплазму и транспортируют аминокислоты к месту синтеза белка, то есть к рибосомам. Поэтому имеет форму листа клевера: III) АТФ (аденозинтрифосфорная кислота). Нуклеотид состоящий из 3 остатков: 1) Азотистое основание – аденин. 2) Углеводный остаток – рибоза. 3) Три остатка фосфорной кислоты. Связи между остатками фосфорной кислоты богаты энергией и называются макроэлементами. При отщеплении 1 молекулы фосфорной кислоты АТФ переходит в АДФ, двух молекула на АМФ. При этом выделяется энергия 40 кДЖ. АТФ (три) > АДФ (ди) > АМФ (моно). АТФ синтезируется в митохондриях, в результате реакции фосфорилирование. Один остаток фосфорной кислоты присоединяется к АДФ. Они всегда есть в клетке, как продукт её жизнедеятельности. Функции АТФ: универсальный хранитель и переносчик информации.
Дата добавления: 2015-04-23; Просмотров: 2750; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |