![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Химическая организация клетки |
Введение. Клетка – элементарная единица жизни на Земле. Она обладает всеми признаками живого организма: растет, размножается, обменивается с окружающей средой веществами и энергией, реагирует на внешние раздражители. Начало биологической эволюции связано с появлением на Земле клеточных форм жизни. Одноклеточные организмы представляют собой существующие отдельно друг от друга клетки. Тело всех многоклеточных – животных и растений – построено из большего или меньшего числа клеток, которые являются своего рода блоками, составляющими сложный организм. Независимо от того, представляет ли собой клетка целостную живую систему – отдельный организм или составляет лишь его часть, она наделена набором признаков и свойств, общим для всех клеток. Цель: изучить элементарную единицу строения живых организмов – клетку. Основные задачи: Познакомиться с неорганическими и органическими веществами клетки. Рассмотреть обмен веществ и преобразование энергии в клетке. Изучить клеточную теорию строения организмов. Химический состав клетки. В клетках обнаружено около 60 элементов периодической системы Менделеева, встречающихся и в неживой природе. Это одно из доказательств общности живой и неживой природы. В живых организмах наиболее распространены водород, кислород, углерод и азот, которые составляют около 98% массы клеток. Такое обусловлено особенностями химических свойств водорода, кислорода, углерода и азота, вследствие чего они оказались наиболее подходящими для образования молекул, выполняющих биологические функции. Эти четыре элемента способны образовывать очень прочные ковалентные связи посредством спаривания электронов, принадлежащих двум атомам. Ковалентно связанные атомы углерода могут формировать каркасы бесчисленного множества различных органических молекул. Поскольку атомы углерода легко образуют ковалентные связи с кислородом, водородом, азотом, а также с серой, органические молекулы достигают исключительной сложности и разнообразия строения. Кроме четырех основных элементов в клетке в заметных количествах (10ые и 100ые доли процента) содержатся железо, калий, натрий, кальций, магний, хлор, фосфор и сера. Все остальные элементы (цинк, медь, йод, фтор, кобальт, марганец и др.) находятся в клетке в очень малых количествах и поэтому называются микроэлементами. Химические элементы входят в состав неорганических и органических соединений. К неорганическим соединениям относятся вода, минеральные соли, диоксид углерода, кислоты и основания. Органические соединения – это белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры (липиды) и липоиды. Кроме кислорода, водорода, углерода и азота в их состав могут входить другие элементы. Некоторые белки содержат серу. Составной частью нуклеиновых кислот является фосфор. Молекула гемоглобина включает железо, магний участвует в построении молекулы хлорофилла. Микроэлементы, несмотря на крайне низкое содержание в живых организмах, играют важную роль в процессах жизнедеятельности. Йод входит в состав гормона щитовидной железы – тироксина, кобальт – в состав витамина В12. гормон островковой части поджелудочной железы – инсулин – содержит цинк.
У некоторых рыб место железа в молекулах пигментов, переносящих кислород, занимает медь. Неорганические вещества. Вода. Н2О – самое распространенное соединение в живых организмах. Содержание ее в разных клетках колеблется в довольно широких пределах: от 10% в эмали зубов до 98% в теле медузы, но среднем она составляет около 80% массы тела. Исключительно важная роль воды в обеспечении процессов жизнедеятельности обусловлена ее физико-химическими свойствами. Полярность молекул и способность образовывать водородные связи делают воду хорошим растворителем для огромного количества веществ. Большинство химических реакций, протекающих в клетке, может происходить только в водном растворе. Вода участвует и во многих химических превращениях. Общее число водородных связей между молекулами воды изменяется в зависимости от °. При ° таяния льда разрушается примерно 15% водородных связей, при ° 40°С – половина. При переходе в газообразное состояние разрушаются все водородные связи. Этим объясняется высокая удельная теплоемкость воды. При изменении ° внешней среды вода поглощает или выделяет теплоту вследствие разрыва или новообразования водородных связей. Таким путем колебания ° внутри клетки оказываются меньшими, чем в окружающей среде. Высокая теплота испарения лежит в основе эффективного механизма теплоотдачи у растений и животных. Вода как растворитель принимает участие в явлениях осмоса, играющего важную роль в жизнедеятельности клетки организма. Осмосом называют проникновение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор какого-либо вещества. Полупроницаемыми называются мембраны, которые пропускают молекулы растворителя, но не пропускают молекулы (или ионы) растворенного вещества. Следовательно, осмос – односторонняя диффузия молекул воды в направлении раствора. Минеральные соли. Большая часть неорганических в-в клетки находится в виде солей в диссоциированном, либо в твердом состоянии. Концентрация катионов и анионов в клетке и в окружающей ее среде неодинакова. В клетке содержится довольно много К и очень много а. Во внеклеточной среде, например в плазме крови, в морской воде, наоборот, много натрия и мало калия. Раздражимость клетки зависит от соотношения концентраций ионов a , K , Ca2 , Mg2 . В тканях многоклеточных животных К входит в состав многоклеточного вещества, обеспечивающего сцепленность клеток и упорядоченное их расположение. От концентрации солей в большой мере зависят осмотическое давление в клетке и ее буферные свойства. Буферностью называется способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию ее содержимого на постоянном уровне. Буферность внутри клетки обеспечивается главным образом ионами Н2РО4 и НРО42-. Во внеклеточных жидкостях и в крови роль буфера играют Н2СО3 и НСО3-. Анионы связывают ионы Н и гидроксид-ионы (ОН-), благодаря чему реакция внутри клетки внеклеточных жидкостей практически не меняется. Нерастворимые минеральные соли (например, фосфорнокислый Са) обеспечивает прочность костной ткани позвоночных и раковин моллюсков. Органические вещества клетки. Белки. Среди органических веществ клетки белки стоят на первом месте как по количеству (10 – 12% от общей массы клетки), так и по значению.
Белки представляют собой высокомолекулярные полимеры (с молекулярной массой от 6000 до 1 млн. и выше), мономерами которых являются аминокислоты. Живыми организмами используется 20 аминокислот, хотя их существует значительно больше. В состав любой аминокислоты входит аминогруппа (- H2), обладающая основными свойствами, и карбоксильная группа (-СООН), имеющая кислотные свойства. Две аминокислоты соединяются в одну молекулу путем установления связи H -CO с выделением молекулы воды. Связь между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксилом другой называется пептидной. Белки представляют собой полипептиды, содержащие десятки и сотни аминокислот. Молекулы различных белков отличаются друг от друга молекулярной массой, числом, составом аминокислот и последовательностью расположения их в полипептидной цепи. Понятно поэтому, что белки отличаются огромным разнообразием, их количество у всех видов живых организмов оценивается числом 1010 – 1012. Цепь аминокислотных звеньев, соединенных ковалентно пептидными связями в определенной последовательности, называется первичной структурой белка. В клетках белки имеют вид спирально закрученных волокон или шариков (глобул). Это объясняется тем, что в природном белке полипептидная цепочка уложена строго определенным образом в зависимости от химического строения входящих в ее состав аминокислот. Вначале полипептидная цепь сворачивается в спираль. Между атомами соседних витков возникает притяжение и образуются водородные связи, в частности, между H- и СО- группами, расположенными на соседних витках. Цепочка аминокислот, закрученная в виде спирали, образует вторичную структуру белка. В результате дальнейшей укладки спирали возникает специфичная для каждого белка конфигурация, называемая третичной структурой. Третичная структура обусловлена действием сил сцепления между гидрофобными радикалами, имеющимися у некоторых аминокислот, и ковалентными связями между SH- группами аминокислоты цистеина (S-S- связи). Количество аминокислот гидрофобными радикалами и цистеина, а также порядок их расположения в полипептидной цепочке специфичны для каждого белка. Следовательно, особенности третичной структуры белка определяются его первичной структурой. Биологическую активность белок проявляет только в виде третичной структуры. Поэтому замена даже одной аминокислоты в полипептидной цепочке может привести к изменению конфигурации белка и к снижению или утрате его биологической активности. В некоторых случаях белковые молекулы объединяются друг с другом и могут выполнять свою функцию только в виде комплексов. Так, гемоглобин – это комплекс из четырех молекул и только в такой форме способен присоединять и транспортировать О. подобные агрегаты представляют собой четвертичную структуру белка. По своему составу белки делятся на два основных класса – простые и сложные. Простые белки состоят только из аминокислот нуклеиновые кислоты (нуклеотиды), липиды (липопротеиды), Ме (металлопротеиды), Р (фосфопротеиды). Функции белков в клетке чрезвычайно многообразны. Одна из важнейших – строительная функция: белки участвуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки, а также внутриклеточных структур.
Состоит из гиалоплазмы, в которой содержатся органоиды и др. включения. ЦИТОСПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ - то же, что цитофотометрия. ЦИТОСПОРОЗ - болезнь растений, вызываемая паразитическими грибами. Поражает плодовые и лесные древесные породы, особенно сильно косточковые. На стволах и ветвях камедеточащие язвы. ЦИТОФОТОМЕТРИЯ (цитоспектрофотометрия) - спектральный метод количественного и качественного изучения химических веществ клетки по избирательному поглощению ими ультрафиолетовых, видимых или инфракрасных лучей. ЦИТОХИМИЯ - раздел цитологии, изучающих химическими методами строение и функции клеток, внутриклеточных структур и продуктов их жизнедеятельности. ЦИТОХРОМЫ (дыхательные ферменты) - сложные белки (гемопротеиды), осуществляющие в живых клетках ступенчатый перенос электронов и (или) водорода (посредством обратимого изменения валентности атома железа в геме) от окисляемых органических веществ к молекулярному кислороду. При этом образуется богатое энергией соединение - АТФ. ЦИТРА (нем. Zither) - струнный щипковый музыкальный инструмент, получивший наибольшее распространение в Австрии и Германии в 19 в
1. Структурная и молекулярная организация генного вещества
2. Химическая организация клетки. Органические вещества
3. Химический эксперимент по неорганической химии в системе проблемного обучения
4. Познавательная викторина по химии "Угадай химический элемент"
5. Кислород и водород как химические элементы и простые вещества. Их получение и применение
10. Региональные международные организации как субъекты международного права
11. Кино как новый элемент художественной культры
12. Урок - как основная форма организации учебного процесса, его характеристика и требования к нему
13. Политический режим, как элемент формы государства
14. Химия, элементы таблицы Менделеева
15. Характеристика химического элемента №16 (Сера)
16. Химические свойства неметаллических элементов
17. Колебательные химические реакции - как пример самоорганизации в неживой природе
18. Прибыль как основной показатель результатов деятельности организации
19. Международные организации как механизмы регулирования международных отношений
20. Совершенствование системы мотивации как инструмент повышения эффективности деятельности организаций
21. Экономика и организация химических производств
26. Скрытая метафора "мир-сцена" как структурный элемент трагедии Уильяма Шекспира "Гамлет"
27. Прямая реклама и система Public Relations как элементы маркетинга
28. Как выявить наиболее острые проблемы организации
29. Внутрифирменное обучение как технология развития кадрового потенциала организации
30. Командообразование как технология формирования управленческого потенциала организации
32. Международные организации как механизмы регулирования международных отношений
33. Элементы проблемного обучения как метод и средство мотивации учения при изучении темы физики
34. Владение как элемент вещного права
35. Организация учета налогоплательщиков как один из путей привлечения к уплате налогов
36. Как заставить работника работать, или мотивация персонала в организации
43. Кобальт - химический элемент
44. Миграция химических элементов
45. К вопросу о металлической связи в плот-нейших упаковках химических элементов
46. Миграция химических элементов
47. Микроэлементный состав лишайников как индикатор загрязнения атмосферы на севере Западной Сибири
48. Гражданские инициативы как элемент биоразнообразия
49. Биологический круговорот химических элементов в распространенных тропических сообществах
50. Франчайзинг как способ организации своего бизнеса
52. Малое предпринимательство как элемент современной рыночной системы
53. Рынок как форма организации общественного хозяйства
59. Желудок как химический реактор
60. Циклическая структура периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева
61. К вопросу о металлической связи в плотнейших упаковках химических элементов
62. Как отмыть химическую посуду от водорослей?
63. Некоторые химические элементы
64. Анализ хозяйственной деятельности строительной организации как объект анализа
65. Местность, как элемент военной обстановки
66. Химический состав нефти и газа
67. Кредиты как основной элемент, структура кредитной системы Украины
68. Лексические и грамматические архаизмы как элемент поэтического стиля Б.Ахмадулиной
69. Стандарты обслуживания клиентов как составляющая корпоративной культуры организации
73. Микроэлементный состав лишайников как индикатор загрязнения атмосферы на севере Западной Сибири
74. Национальная инновационная система как ключевой элемент развития экономики России
75. Фирма как экономическая организация
77. Характеристика хлора как аварийно химически опасного вещества
79. Строение и химический состав мышц. Молекулярные механизмы мышечного сокращения и расслабления
80. Как ген, хромосома и клетка противодействуют среде и избегают гибели
82. Бюджетирование как элемент управленческого учета на малых предприятиях
83. Документация как элемент метода бухгалтерского учета
85. Элементы организации бухгалтерского учёта на предприятии малого бизнеса
89. Гражданская правосубъектность как элемент (основа) правового статуса
90. Коллективный договор, как основа трудовых отношениях в организации
91. Некоммерческие организации как юридические лица
92. Представление доказательств участниками процесса как элемент доказывания
93. Уголовная ответственность и состав преступления как ее основание
94. Военные суды в Вооруженных Силах: их организация, состав, система и полномочия
95. Клавиатура как основной элемент компьютера
96. Состав и физико-химические свойства молока
97. Химический состав и свойства мёда
98. PR как элемент комплекса маркетинговых коммуникаций
99. Бренд как инструмент управления организацией
100. Качество сервиса как фактор формирования имиджа организации общественного питания