Молекулярный уровень Химическая организация клетки

Молекулярный уровень Химическая организация клетки Введение в общую биологию и экологию

Молекулярный уровень: общая характеристика Молекулярный уровень – начальный, Мономеры – группы атомов, наиболее глубинный уровень относительно просто устроенная, организации живого входящая в состав сложных химических соединений Каждый организм состоит из молекул органических веществ, находящихся в Полимер – цепь, состоящая из клетке – это биологические молекулы многочисленных звеньев – мономеров Живые организмы состоят из тех же Биополимеры – полимеры, входящие в химических элементов, что и неживые. состав живых организмов В настоящее время известно более 100 элементов, большая часть их содержится Молекула полимера состоит из в живых организмах тысяч соединенных между собой мономеров (одинаковых или разных) Наиболее распространенные в живой природе: углевод (С), кислород (О), Свойства биополимеров зависят от: водород (Н) и азот (N) • строения мономеров • числа мономеров Основой всех органических соединений служит углерод, он вступает в связь с • разнообразия мономеров многими атомами и их группами – образует цепочки, различные по Ø Биополимеры универсальны, т. к. химическому составу, длине и форме. построены по одному плану у всех живых организмов.

Молекулярный уровень: общая характеристика К биополимерам относятся: Разнообразные свойства • белки биополимеров обусловлены различным сочетанием нескольких • углеводы типов мономеров • нуклеиновые кислоты Специфические свойства Для каждого вида биополимеров проявляются только в характерны определенное строение живой клетке и функции: • Биополимеры -белки, состоят из Преемственность между мономеров-аминокислот, выполняют молекулярным и следующим за ним функции: основной структурный клеточным уровнем материал, регулируют процессы обеспечивается тем, что биологические молекулы – это • Нуклеиновые кислоты состоят из материал, из которого образуются нуклеотидов, участвуют в передаче надмолекулярные – клеточные генетической информации структуры. • Углеводу состоят из моносахаридов, главный энергетический материал белок аминокислота живых организмов нуклеиновая кислота нуклеотид • Жиры высокомолекулярные органические соединения – углевод строительный и энергетический ресурс моносахарид организма. К содержанию

Работа с учебником Углеводы – одна из основных групп органических соединений, входит в состав клеток всех организмов Углеводы (сахариды) Элементный состав – С, Н, О Функции углеводов: Общая формула Сn (Н 2 О)m, примеры: 1. Энергетическая (глюкоза) глюкоза -С 6 Н 12 О 6 , сахароза – С 12 Н 24 О 11 2. Запасающая (резервная) (крахмал, Углеводы гликоген) 3. Строительная (структурная) простые, или сложные, или (целлюлоза, хитин, муреин) моносахариды полисахариды 4. Рецепторная § Рибоза § Дисахариды: дезоксирибоза сахароза, мальтоза, § Глюкоза лактоза фруктоза § Полисахариды: галактоза крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин дисахариды § Хорошо § Не растворимы в воде, сладкие на вкус не сладкие на вкус К содержанию

Липиды – обширная группа жироподобных веществ, н ерастворимых в воде, но Жиры – наиболее простые и растворимых ворг. растворителях. широко распространенные липиды Большинство липидов состоит из Элементный состав – С, Н, О высокомолекулярных жирных кислот и трехатомного спирта глицерина. Если кислоты относятся к ненасыщенным, то Функции липидов: жиры жидкие, а если к насыщенным- твёрдые. 1. энергетическая 2. запасающая (жиры) В клетках содержится от 2 -3% до 50 -90% 3. источник воды Содержатся во всех без исключения клетках 4. защитная (теплоизоляционная) 5. способствует плавучести 6. строительная 7. регуляторная (гормоны). К содержанию

Состав и строение белков Мономерами белка являются аминокислоты: Белки (протеины) – самые многочисленные, наиболее распространенные, имеющие первостепенное значение (до 50 -80% сухой массы клетки) Молекулы белков – макромолекулы (имеют большие размеры) Бесконечное разнообразие белков создается сочетаниями всего Элементный состав – C, H, O, N (S, P, 20 аминокислот Fe) Сочетания кислотных и основных свойств придает реактивность Белки отличаются: § числом мономеров § составом мономеров § последовательностью мономеров

Уровни структурной организации молекулы белка При изучении состава белков было установлено, что все они имеют различные пространственные конфигурации, построены по единому принципу и имеют четыре уровня организации Первичная структура Третичная структура Вторичная структура Четвертичная структура

Денатурация белков ØДенатурация белков - это потеря белками своих естественных свойств (растворимости) вследствие нарушения пространственной Необратимая структуры их молекул денатурация белка яйца ØДенатурация происходит под воздействием: § температуры § химических веществ По составу белки делятся: § лучистой энергии и др. Простые Сложные ØРазрушаются химические связи начиная белки с четвертичной структуры → третичная → В состав входят вторичная → первичная → аминокислоты Состоят только углеводы из аминокислот ØЭтот процесс частично обратим, если (гликопротеины), разрушение прошло до первичной структуры жиры (липопротеины), ØПервичная структура определяет нуклеиновые особенности строения макромолекулы белка. кислоты К содержанию (нуклеопротеины)

Работа с учебником Каталитическая (ферментативная) Двигательная Структурная (строительная, пластическая) Запасная Функции Защитная белков (антитела) Регуляторная Энергетическая (гормоны) (1 г -17, 6 к. Дж Е) Транспортная Сигнальная К содержанию

Нуклеиновые кислоты биополимеры, Нуклеиновые кислоты – находящиеся в клетке, выполняющие биополимеры, состоящие из различные функции мономеров-нуклеотидов Типа нуклеиновых кислот Каждый нуклеотид состоит: Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) углевод Рибонуклеиновая кислота (РНК) Аденин Дезоксирибоза Тимин Рибоза Гуанин Цитозин р-РНК – рибосомная РНК Урацил т-РНК – транспортная РНК и-РНК – информационная, Функции нуклеиновых кислот или матричная РНК. 1. Хранение наследственной информации 2. Транспортная 3. Строительная 4. Информационная.

Азотистые основания Пуриновые Пиримидиновые Аденин Цитозин А Ц Гуанин Урацил Тимин Г У Т ДНК РНК

Работа с учебником Принцип Пары оснований молекуле ДНК строения ДНК Водородные связи К содержанию А=Т Г=Ц !

АТФ и другие органические соединения Аденозинтрифосфат (АТФ) – Витамины – сложные биоорганические нуклеотид, состоящий из азотистого соединения, необходимые в малых основания аденина, углевода количествах нормальной рибозы и трех остатков фосфорной жизнедеятельности организмов кислоты Одни витамины синтезируются в самом организме, другие – поступают с пищей АТФ – неустойчивая структура Витамины обозначаются буквами латинского алфавита, делятся на жирорастворимые (А, Д, Еи К) и водораствороимые (В, С, РР и др. ) Витамины играют большую роль в обмене веществ – недостаток или избыток в организме нарушает физиологические функции В клетке еще содержатся органические 40 к. Дж вещества – промежуточные или конечные продукты биосинтеза и распада. К содержанию

Биологические катализаторы Катализом называется явление Действуют ферменты в строго ускорения реакции без изменения её определенной последовательности общего результата • специфичны (избирательны) Катализаторы – вещества, изменяющие Молекула фермента имеет активный скорость химической реакции , но не центр – на нем идет определенная входящие в состав продуктов реакции реакция, с ним связываются только определенные молекулы вещества Каталитической способностью (субстрата) (комплементарны друг обладают некоторые молекулы РНК другу) (на начальном этапе зарождения жизни, сейчас роль крайне мала) Ферменты (белки) – основные биокатализаторы в клетке (до 1 000) Молекулы ферментов могут состоят только из белков, или из белков и небелкового компонента На заключительном этапе реакции (кофермента) комплекс “фермент-вещество” Кофермент – как правило витамины, распадается с образованием конечных ионы различных металлов продуктов и свободного фермента Ферменты участвуют в процессах На работу фермента влияют – как синтеза, так и распада. температура, давление, реакция среды, К содержанию концентрация фермента и вещества.

Работа с учебником Вирусы – неклеточные организмы, Проникнув в клетку, вирус изменяет в простейшая форма жизни на нашей ней обмен веществ, внутри клетки планете, занимающая промежуточное происходит самосборка вирусных частиц положение между неживой и живой В конечном итоге клетка погибает, материей вирусы выходят из клетки-хозяина Вирусы – это внутриклеточные паразиты, Вирусная Вирус нуклеиновая вне клетки они не проявляют никаких Клетка кислота свойств живого Синтез вирусной НК От неживой природы вирусы и белков отличаются: • способность к размножению Сборка • обладают наследственностью и нового вируса изменчивостью Вирусы вызывают многие опасные Вирусная частица состоит из: заболевания человека – грипп, оспу, • наследственного материала корь, полиомиелит, свинку, бешенство, (ДНК или РНК) СПИД; у растений – мозаичную • белковой оболочки – болезнь табака и др. , у животных – капсида ящур, чуму и др. К содержанию

Содержание главы

Углеводы Проверьте свои знания Ответьте на вопросы 1. Что понимается под универсальностью молекул биополимеров? 2. Какой элементный состав и строение имеют молекулы углеводов? 3. Какие углеводы называются моно-, ди- и полисахариды? 4. Какие функции выполняют углеводы в живых организмах? К содержанию

Липиды Проверьте свои знания Ответьте на вопросы 1. Какие вещества относятся к липидам? 2. Какое строение имеет большинство липидов? 3. Какие функции выполняют липиды? 4. Какие клетки и ткани наиболее богаты липидами? К содержанию

Состав, строение и функции белков Проверьте свои знания Ответьте на вопросы 1. Какие вещества называются белками, или протеинами? 2. Из каких химических групп состоят мономеры белков? 3. Что такое первичная структура белка? 4. Какие химические связи удерживают конфигурации белков? 5. По каким признакам белки делятся на простые и сложные? 6. Какие функции выполняют белки в живом организме? К содержанию

Нуклеиновые кислоты Проверьте свои знания Ответьте на вопросы 1. Какое строение имеет нуклеотид? 2. Какое строение имеет молекула ДНК? 3. В чем заключается принцип комплементарности? 4. Что общего и какие различия в строении молекул ДНК и РНК? 5. Какие типы молекул РНК вам известны? Каковы их функции? К содержанию

Биологические катализаторы Проверьте свои знания Ответьте на вопросы 1. Какие вещества называются катализаторами? 2. Какую роль играют ферменты в клетке? 3. Почему большинство ферментов при высокой температуре теряет каталитические свойства? 4. Почему недостаток витаминов может вызвать нарушения в процессах жизнедеятельности организма? К содержанию

Вирусы Проверьте свои знания Ответьте на вопросы 1. На основании чего вирусы относят к живым организмам? 2. Какие особенности отличают вирусы от других живых организмов? 3. Какое строение имеют вирусы? 4. Какие заболевания человека вызываются вирусами? К содержанию

Стр. 20 1. Прочитайте часть параграфа 1. 2 , начиная с второго абзаца на стр. 20 Работа 2. Запишите в тетрадь основные функции с углеводов? учебником К содержанию

Стр. 24 1. Прочитайте часть параграфа 1. 4 на стр. 24, начиная с последнего абзаца 2. Определите, какие конфигурации (уровни организации) имеют молекулы Работа белков, какие химические связи их с удерживают? учебником 3. Заполните таблицу: Характеристика Типы связей, Структура белка структуры удерживающих структуры К содержанию

Стр. 30 1. Прочитайте часть параграфа 1. 6, начиная с первого абзац на стр. 30 2. Определите, чем молекула ДНК отличается от молекулы РНК, в чем Работа сходство этих молекул? с учебником 3. Заполните таблицу: Нуклеиновая Сходства Отличия кислота ДНК РНК К содержанию

Стр. 39 1. Из параграфа 1. 9 прочитайте часть статьи – последний абзац Работа 2. Ответьте на вопрос: с - Каково происхождение вирусов? учебником К содержанию

Литература 1. Каменский А. А. и др. , Биология. 9 кл. – М, : “Дрофа”, 2006 2. Беляев Д. К. и др. , Общая биология 10 -11 кл. , М. : “Просвещение”, 2004 3. Полянский Ю. И. , Общая биология 10 -11 кл. , М. : “Просвещение”, 2006 4. Пуговкин А. П. и др. , Общая биология 9 кл. , М. : “Просвещение ”, 2002 5. Энциклопедия для детей. Биология, М. : “Аванта”, 1998