Video lektion 2: Organiske forbindelsers struktur, egenskaber og funktioner Begrebet biopolymerer

Foredrag: Cellens kemiske sammensætning. Makro- og mikroelementer. Forholdet mellem uorganiske og organiske stoffers struktur og funktioner

Cellens kemiske sammensætning

Det har vist sig, at omkring 80 kemiske grundstoffer konstant er indeholdt i levende organismers celler i form af uopløselige forbindelser og ioner. Alle af dem er opdelt i 2 store grupper efter deres koncentration:

makronæringsstoffer, hvis indhold ikke er lavere end 0,01%;

sporstoffer - hvis koncentration er mindre end 0,01%.

I enhver celle er indholdet af mikroelementer mindre end 1%, henholdsvis makroelementer mere end 99%.

Makronæringsstoffer:

Natrium, kalium og klor - giver mange biologiske processer - turgor (internt cellulært tryk), udseendet af nerve elektriske impulser.

Nitrogen, oxygen, brint, kulstof. Disse er hovedkomponenterne i cellen.

Fosfor og svovl er vigtige komponenter i peptider (proteiner) og nukleinsyrer.

Calcium er grundlaget for alle skeletformationer - tænder, knogler, skaller, cellevægge. Også involveret i muskelsammentrækning og blodpropper.

Magnesium er en del af klorofyl. Deltager i syntesen af ​​proteiner.

Jern er en komponent i hæmoglobin, er involveret i fotosyntese, bestemmer ydeevnen af ​​enzymer.

sporstoffer indeholdt i meget lave koncentrationer, er vigtige for fysiologiske processer:

Zink er en bestanddel af insulin;

Kobber - deltager i fotosyntese og respiration;

Kobolt er en komponent af vitamin B12;

Jod er involveret i reguleringen af ​​stofskiftet. Det er en vigtig bestanddel af skjoldbruskkirtelhormoner;

Fluor er en del af tandemaljen.

Ubalance i koncentrationen af ​​mikro- og makroelementer fører til metaboliske forstyrrelser, udvikling af kroniske sygdomme. Mangel på calcium - årsagen til rakitis, jern - anæmi, nitrogen - mangel på proteiner, jod - et fald i intensiteten af ​​metaboliske processer.

Overvej forholdet mellem organiske og uorganiske stoffer i cellen, deres struktur og funktioner.

Celler indeholder et stort antal mikro- og makromolekyler, der tilhører forskellige kemiske klasser.

Uorganiske stoffer i cellen

Vand. Af den samlede masse af en levende organisme udgør den den største procentdel - 50-90% og deltager i næsten alle livsprocesser:

termoregulering;

kapillære processer, da det er et universelt polært opløsningsmiddel, påvirker egenskaberne af den interstitielle væske, intensiteten af ​​stofskiftet. I forhold til vand er alle kemiske forbindelser opdelt i hydrofile (opløselige) og lipofile (opløselige i fedtstoffer).

Intensiteten af ​​stofskiftet afhænger af dens koncentration i cellen - jo mere vand, jo hurtigere sker processerne. Tab af 12% vand af den menneskelige krop - kræver restaurering under opsyn af en læge, med et tab på 20% - døden opstår.

mineralske salte. Indeholdt i levende systemer i opløst form (der er dissocieret til ioner) og uopløst. Opløste salte er involveret i:

transport af stoffer over membranen. Metalkationer giver en "kalium-natriumpumpe" ved at ændre cellens osmotiske tryk. På grund af dette styrter vand med stoffer opløst i det ind i cellen eller forlader den og fører unødvendige væk;

dannelsen af ​​nerveimpulser af elektrokemisk karakter;

muskelsammentrækning;

blodstørkning;

er en del af proteiner;

phosphation er en bestanddel af nukleinsyrer og ATP;

carbonation - opretholder Ph i cytoplasmaet.

Uopløselige salte i form af hele molekyler danner strukturerne af skaller, skaller, knogler, tænder.

Cellens organiske stof

Fælles træk ved organiske stoffer- tilstedeværelsen af ​​en kulstofskeletkæde. Disse er biopolymerer og små molekyler med en simpel struktur.

De vigtigste klasser fundet i levende organismer:

Kulhydrater. Der er forskellige typer af dem i celler - simple sukkerarter og uopløselige polymerer (cellulose). Procentvis er deres andel i planters tørstof op til 80%, dyr - 20%. De spiller en vigtig rolle i cellernes livsstøtte:

Fruktose og glukose (monosukker) - absorberes hurtigt af kroppen, indgår i stofskiftet og er en energikilde.

Ribose og deoxyribose (monosukker) er en af ​​de tre hovedkomponenter i DNA og RNA.

Laktose (refererer til disaccharider) - syntetiseret af dyrekroppen, er en del af mælken fra pattedyr.

Saccharose (disaccharid) - en energikilde, dannes i planter.

Maltose (disaccharid) - giver frøspiring.

Også simple sukkerarter udfører andre funktioner: signalering, beskyttende, transport.
Polymere kulhydrater er vandopløseligt glykogen, såvel som uopløselig cellulose, kitin og stivelse. De spiller en vigtig rolle i stofskiftet, udfører strukturelle, opbevarings-, beskyttende funktioner.

lipider eller fedtstoffer. De er uopløselige i vand, men blandes godt med hinanden og opløses i ikke-polære væsker (ikke indeholder oxygen, f.eks. petroleum eller cykliske kulbrinter er upolære opløsningsmidler). Lipider er nødvendige i kroppen for at give den energi – når de oxideres, dannes der energi og vand. Fedtstoffer er meget energieffektive - ved hjælp af 39 kJ pr. gram frigivet under oxidation, kan du løfte en byrde, der vejer 4 tons til en højde på 1 m. Fedt giver også en beskyttende og varmeisolerende funktion - hos dyr, dets tykke lag hjælper med at holde varmen i den kolde årstid. Fedtlignende stoffer beskytter vandfuglenes fjer mod at blive våde, giver et sundt skinnende udseende og elasticitet af dyrehår og udfører en integumentær funktion på planteblade. Nogle hormoner har en lipidstruktur. Fedtstoffer danner grundlaget for strukturen af ​​membraner.

Proteiner eller proteiner er heteropolymerer med biogen struktur. De består af aminosyrer, hvis strukturelle enheder er: aminogruppe, radikal og carboxylgruppe. Aminosyrernes egenskaber og deres forskelle fra hinanden bestemmer radikalerne. På grund af amfotere egenskaber kan de danne bindinger med hinanden. Et protein kan bestå af nogle få eller hundredvis af aminosyrer. I alt omfatter strukturen af ​​proteiner 20 aminosyrer, deres kombinationer bestemmer proteinernes forskellige former og egenskaber. Omkring et dusin aminosyrer er essentielle - de syntetiseres ikke i dyrekroppen, og deres indtag leveres af planteføde. I mave-tarmkanalen nedbrydes proteiner til individuelle monomerer, der bruges til syntesen af ​​deres egne proteiner.

Strukturelle egenskaber ved proteiner:

primær struktur - aminosyrekæde;

sekundær - en kæde snoet i en spiral, hvor der dannes hydrogenbindinger mellem vindingerne;

tertiær - en spiral eller flere af dem, foldet til en kugle og forbundet med svage bindinger;

kvartær findes ikke i alle proteiner. Disse er flere kugler forbundet med ikke-kovalente bindinger.

Styrken af ​​strukturer kan brydes og derefter genoprettes, mens proteinet midlertidigt mister sine karakteristiske egenskaber og biologiske aktivitet. Irreversibel er kun ødelæggelsen af ​​den primære struktur.

Proteiner udfører mange funktioner i cellen:

acceleration af kemiske reaktioner (enzymatisk eller katalytisk funktion, som hver især er ansvarlig for en specifik enkelt reaktion);
transport - overførsel af ioner, ilt, fedtsyrer gennem cellemembraner;

beskyttende- sådanne blodproteiner som fibrin og fibrinogen er til stede i blodplasmaet i en inaktiv form på stedet for sår under påvirkning af ilt fra blodpropper. Antistoffer giver immunitet.

strukturel– peptider er delvist eller er grundlaget for cellemembraner, sener og andet bindevæv, hår, uld, hove og negle, vinger og ydre belægninger. Actin og myosin sørger for kontraktil aktivitet af muskler;

regulerende- proteiner-hormoner giver humoral regulering;
energi - under fraværet af næringsstoffer begynder kroppen at nedbryde sine egne proteiner, hvilket forstyrrer processen med sin egen vitale aktivitet. Derfor kan kroppen efter en lang sult ikke altid komme sig uden lægehjælp.

Nukleinsyrer. Der er 2 af dem - DNA og RNA. RNA er af flere typer - informations-, transport-, ribosomalt. Åbnet af schweizeren F. Fischer i slutningen af ​​det 19. århundrede.

DNA er deoxyribonukleinsyre. Indeholdt i kernen, plastider og mitokondrier. Strukturelt er det en lineær polymer, der danner en dobbelt helix af komplementære nukleotidkæder. Ideen om dens rumlige struktur blev skabt i 1953 af amerikanerne D. Watson og F. Crick.

Dens monomere enheder er nukleotider, som har en grundlæggende fælles struktur af:

fosfatgrupper;

deoxyribose;

nitrogenholdig base (tilhører puringruppen - adenin, guanin, pyrimidin - thymin og cytosin.)

I strukturen af ​​et polymermolekyle er nukleotider kombineret i par og komplementære, hvilket skyldes det forskellige antal hydrogenbindinger: adenin + thymin - to, guanin + cytosin - tre hydrogenbindinger.

Rækkefølgen af ​​nukleotider koder for de strukturelle aminosyresekvenser af proteinmolekyler. En mutation er en ændring i rækkefølgen af ​​nukleotider, da proteinmolekyler med en anden struktur vil blive kodet.

RNA er ribonukleinsyre. Strukturelle træk ved dens forskel fra DNA er:

i stedet for thyminnukleotid - uracil;

ribose i stedet for deoxyribose.

Overfør RNA - dette er en polymerkæde, som er foldet i planet i form af et kløverblad, dens hovedfunktion er at levere aminosyrer til ribosomer.

Matrix (information) RNA dannes konstant i kernen, komplementær til enhver sektion af DNA. Dette er en strukturel matrix; på basis af dens struktur vil et proteinmolekyle blive samlet på ribosomet. Af det samlede indhold af RNA-molekyler er denne type 5%.

Ribosomal- Ansvarlig for processen med at sammensætte et proteinmolekyle. Syntetiseret i nukleolus. Det er 85% i buret.

ATP er adenosintrifosfat. Dette er et nukleotid, der indeholder:

3 rester phosphorsyre;

Som et resultat af kaskade kemiske processer syntetiseres respiration i mitokondrier. Hovedfunktionen er energi, en kemisk binding i den indeholder næsten lige så meget energi, som den opnås ved at oxidere 1 g fedt.

Denne videolektion er afsat til emnet "Celle: struktur, kemisk sammensætning og vital aktivitet." Videnskaben, der studerer cellen, kaldes cytologi. I denne lektion vil vi diskutere strukturen af ​​den mindste strukturelle enhed i vores krop, finde ud af dens kemiske sammensætning og overveje, hvordan dens vitale aktivitet udføres.

Emne: Generelt overblik over den menneskelige krop

Lektie: Celle: struktur, kemisk sammensætning og vital aktivitet

Den menneskelige krop er en enorm flercellet tilstand. Cellen er den strukturelle enhed af både plante- og dyreorganismer. Videnskaben, der studerer celler, kaldes.

I form, struktur og funktion er celler ekstremt forskellige, men de har alle en fælles struktur. Men formen, størrelsen og funktionerne afhænger af den funktion, som orgelet udfører.

For første gang blev eksistensen af ​​celler rapporteret i 1665 af den fremragende engelske fysiker, matematiker og mikroskopist Robert Hooke.

Ris. en.

Efter Hookes opdagelse blev der fundet celler under mikroskopet i alle slags dyr og planter. Og de havde alle en fælles byggeplan. Men i et lysmikroskop kunne kun cytoplasmaet og kernen ses. Fremkomsten af ​​elektronmikroskopet gjorde det muligt for forskere ikke kun at se andre, men også at undersøge deres ultrastruktur.

1. Kolesov D.V., Mash R.D., Belyaev I.N. Biologi 8 M.: Trappe - s. 32, opgaver og spørgsmål 2, 3, 5.

2. Hvad er cellens hoveddele?

3. Fortæl os om celleorganeller.

4. Forbered en rapport om historien om opdagelsen af ​​mikroskopet.

Som alle levende ting består menneskekroppen af ​​celler. Takket være kroppens cellulære struktur er dens vækst, reproduktion, restaurering af beskadigede organer og væv og andre former for aktivitet mulig. Formen og størrelsen af ​​cellerne er forskellige og afhænger af den funktion, de udfører.

I hver celle skelnes der mellem to hoveddele - cytoplasmaet og kernen, i cytoplasmaet indeholder til gengæld organeller - cellens mindste strukturer, der sikrer dens vitale aktivitet (mitokondrier, ribosomer, cellecenter osv.). Kromosomer dannes i kernen før celledeling. Udenfor er cellen dækket af en membran, der adskiller en celle fra en anden. Rummet mellem celler er fyldt med flydende intercellulært stof. Membranens hovedfunktion er, at den sikrer selektiv indtræden af ​​forskellige stoffer i cellen og fjernelse af metaboliske produkter fra den.

Cellerne i den menneskelige krop består af en række uorganiske (vand, mineralsalte) og organiske stoffer (kulhydrater, fedtstoffer, proteiner og nukleinsyrer).

Kulhydrater består af kulstof, brint og oxygen; mange af dem er meget opløselige i vand og er de vigtigste energikilder til implementering af vitale processer.

Fedtstoffer dannes af de samme kemiske grundstoffer som kulhydrater; de er uopløselige i vand. Fedtstoffer er en del af cellemembraner og fungerer også som den vigtigste energikilde i kroppen.

Proteiner er cellernes vigtigste byggemateriale. Strukturen af ​​proteiner er kompleks: et proteinmolekyle er stort og er en kæde, der består af tiere og hundreder af simplere forbindelser - aminosyrer. Mange proteiner tjener som enzymer, der fremskynder forløbet af biokemiske processer i cellen.

Nukleinsyrer produceret i cellekernen er sammensat af kulstof, ilt, brint og fosfor. Der er to typer nukleinsyrer:

1) deoxyribonuklein (DNA) er lokaliseret i kromosomer og bestemmer sammensætningen af ​​celleproteiner og overførslen af ​​arvelige egenskaber fra forældre til afkom;

2) ribonukleinsyre (RNA) - forbundet med dannelsen af ​​proteiner, der er karakteristiske for denne celle.

CELLENS FYSIOLOGI

En levende celle har en række egenskaber: evnen til metabolisme og reproduktion, irritabilitet, vækst og mobilitet, på grundlag af hvilken hele organismens funktioner udføres.

Cellens cytoplasma og kerne består af stoffer, der kommer ind i kroppen gennem fordøjelsesorganerne. I fordøjelsesprocessen sker den kemiske nedbrydning af komplekse organiske stoffer med dannelsen af ​​enklere forbindelser, der bringes til cellen med blodet. Den energi, der frigives under kemisk henfald, bruges til at opretholde cellernes vitale aktivitet. I processen med biosyntese forarbejdes simple stoffer, der kommer ind i cellen, i den til komplekse organiske forbindelser. Affaldsstoffer - kuldioxid, vand og andre forbindelser - blodet fører ud af cellen til nyrerne, lungerne og huden, som frigiver dem til det ydre miljø. Som et resultat af en sådan metabolisme opdateres sammensætningen af ​​celler konstant: nogle stoffer dannes i dem, andre ødelægges.

Cellen som en elementær enhed i et levende system har irritabilitet, det vil sige evnen til at reagere på ydre og indre påvirkninger.

De fleste celler i menneskekroppen formerer sig ved indirekte deling. Før deling afsluttes hvert kromosom på grund af de stoffer, der er til stede i kernen og bliver dobbelt.

Processen med indirekte fission består af flere faser.

1. Forøgelse af kernens volumen; adskille kromosomerne af hvert par fra hinanden og sprede dem i hele cellen; dannelse fra cellecentret af delespindlen.

2. Indretningen af ​​kromosomer mod hinanden i cellens ækvatorplan og fastgørelsen af ​​spindeltråde til dem.

3. Divergens af parrede kromosomer fra midten til modsatte poler af cellen.

4. Dannelsen af ​​to kerner fra adskilte kromosomer, fremkomsten af ​​en indsnævring og derefter en skillevæg på cellelegemet.

Som et resultat af denne opdeling sikres den nøjagtige fordeling af kromosomer - bærere af arvelige egenskaber og egenskaber af organismen - mellem to datterceller.

Celler kan vokse, øges i volumen, og nogle har evnen til at bevæge sig.

Alle levende organismer består af celler. Den menneskelige krop har også cellulær struktur, takket være hvilken dens vækst, reproduktion og udvikling er mulig.

Den menneskelige krop består af et stort antal celler i forskellige former og størrelser, som afhænger af den udførte funktion. Ved at studere cellers struktur og funktion er forlovet cytologi.

Hver celle er dækket af en membran bestående af flere lag af molekyler, som sikrer den selektive permeabilitet af stoffer. Under membranen i cellen er et viskøst halvflydende stof - cytoplasmaet med organeller.

Mitokondrier- cellens energistationer, ribosomer - stedet for proteindannelse, det endoplasmatiske retikulum, som udfører funktionen til at transportere stoffer, kernen - stedet for lagring af arvelig information, inde i kernen - nukleolus. Det producerer ribonukleinsyre. Nær kernen er det cellecenter, der er nødvendigt for celledeling.

menneskelige celler sammensat af organiske og uorganiske stoffer.

Uorganiske stoffer:
Vand - udgør 80% af cellens masse, opløser stoffer, deltager i kemiske reaktioner;
Mineralsalte i form af ioner er involveret i fordelingen af ​​vand mellem celler og intercellulært stof. De er nødvendige for syntesen af ​​vitale organiske stoffer.
organisk stof:
Proteiner er cellens grundstoffer, de mest komplekse stoffer, der findes i naturen. Proteiner er en del af membraner, kerner, organeller, udfører en strukturel funktion i cellen. Enzymer - proteiner, reaktionsacceleratorer;
Fedtstoffer - udfører en energifunktion, de er en del af membranerne;
Kulhydrater - også ved spaltning danner de en stor mængde energi, de er meget opløselige i vand, og derfor genereres energi meget hurtigt, når de spaltes.
Nukleinsyrer - DNA og RNA, de bestemmer, lagrer og overfører arvelig information om sammensætningen af ​​celleproteiner fra forældre til afkom.
Cellerne i den menneskelige krop har en række vitale egenskaber og udfører visse funktioner:

PÅ celler metaboliseres, ledsaget af syntese og nedbrydning af organiske forbindelser; metabolisme ledsages af transformation af energi;
Når stoffer dannes i en celle, vokser den, væksten af ​​celler er forbundet med en stigning i deres antal, dette er forbundet med reproduktion ved deling;
Levende celler er excitable;
Et af cellens karakteristiske træk er bevægelse.
Celle i den menneskelige krop følgende vitale egenskaber er iboende: metabolisme, vækst, reproduktion og excitabilitet. Baseret på disse funktioner udføres hele organismens funktion.

Cellens kemiske sammensætning.

Grundlæggende egenskaber og niveauer af organisering af levende natur

Organiseringsniveauerne for levende systemer afspejler underordningen, hierarkiet af livets strukturelle organisering:

Molekylær genetisk - individuelle biopolymerer (DNA, RNA, proteiner);

Cellulær - en elementær selvreproducerende enhed af livet (prokaryoter, encellede eukaryoter), væv, organer;

Organisk - uafhængig eksistens af et separat individ;

Befolkningsarter - en elementært udviklende enhed - en befolkning;

Biogeocenotisk - økosystemer bestående af forskellige populationer og deres levesteder;

Biosfærisk - hele jordens levende befolkning, der sørger for cirkulation af stoffer i naturen.

Naturen er hele den eksisterende materielle verden i al dens mangfoldighed af former.

Naturens enhed manifesteres i objektiviteten af ​​dens eksistens, den fælles elementære sammensætning, underordnet de samme fysiske love, i organisationens systemiske natur.

Forskellige naturlige systemer, både levende og ikke-levende, er indbyrdes forbundet og interagerer med hinanden. Et eksempel på systemisk interaktion er biosfæren.

Biologi er et kompleks af videnskaber, der studerer levende systemers udviklings- og livsmønstre, årsagerne til deres mangfoldighed og tilpasningsevne til miljøet, forholdet til andre levende systemer og genstande af livløs natur.

Objektet for biologiforskning er dyreliv.

Emnet for biologisk forskning er:

Generelle og særlige mønstre for organisation, udvikling, metabolisme, overførsel af arvelig information;

Mangfoldigheden af ​​livsformer og organismer selv, samt deres forhold til miljøet.

Al mangfoldigheden af ​​liv på Jorden forklares af den evolutionære proces og miljøets virkning på organismer.

Livets essens bestemmes af M.V.

Volkenstein som eksistensen på Jorden af ​​"levende kroppe, som er åbne selvregulerende og selvreproducerende systemer bygget af biopolymerer - proteiner og nukleinsyrer."

De vigtigste egenskaber ved levende systemer:

Metabolisme;

Selvregulering;

Irritabilitet;

Variabilitet;

Arvelighed;

reproduktion;

Cellens kemiske sammensætning.

Uorganiske stoffer i cellen

Cytologi er en videnskab, der studerer cellers struktur og funktioner. Cellen er den elementære strukturelle og funktionelle enhed af levende organismer. Encellede organismers celler har alle levende systemers egenskaber og funktioner.

Cellerne i flercellede organismer er differentierede i struktur og funktion.

Atomsammensætning: cellen indeholder omkring 70 grundstoffer fra Mendeleevs periodiske system, og 24 af dem er til stede i alle typer celler.

Makronæringsstoffer - H, O, N, C, mikroelementer - Mg, Na, Ca, Fe, K, P, CI, S, ultramikroelementer - Zn, Cu, I, F, Mn, Co, Si osv.

Molekylær sammensætning: cellens sammensætning omfatter molekyler af uorganiske og organiske forbindelser.

Uorganiske stoffer i cellen

Vandmolekylet har en ikke-lineær rumlig struktur og har polaritet. Hydrogenbindinger dannes mellem individuelle molekyler, som bestemmer vands fysiske og kemiske egenskaber.

1. Vandmolekyle 2. Hydrogenbindinger mellem vandmolekyler

Vands fysiske egenskaber:

Vand kan være i tre tilstande - flydende, fast og gasformig;

Vand er et opløsningsmiddel. Polære vandmolekyler opløser polære molekyler af andre stoffer. Stoffer, der er opløselige i vand, kaldes hydrofile. Stoffer, der er uopløselige i vand, er hydrofobe;

Høj specifik varmekapacitet. Det kræver meget energi at bryde de brintbindinger, der holder vandmolekyler sammen.

Denne egenskab ved vand sikrer opretholdelsen af ​​varmebalancen i kroppen;

Høj fordampningsvarme. Det kræver meget energi at fordampe vand. Vands kogepunkt er højere end for mange andre stoffer. Denne egenskab af vand beskytter kroppen mod overophedning;

Vandmolekyler er i konstant bevægelse, de kolliderer med hinanden i væskefasen, hvilket er vigtigt for metaboliske processer;

vedhæftning og overfladespænding.

Hydrogenbindinger bestemmer viskositeten af ​​vand og dets molekylers adhæsion til molekylerne af andre stoffer (kohæsion).

På grund af molekylernes adhæsionskræfter dannes en film på overfladen af ​​vand, som er karakteriseret ved overfladespænding;

Massefylde. Når den afkøles, bremses vandmolekylernes bevægelse. Antallet af hydrogenbindinger mellem molekyler bliver maksimalt. Vand har den højeste massefylde ved 4°C. Frysning, vand udvider sig (et sted er nødvendigt for dannelsen af ​​brintbindinger), og dens tæthed falder, så is flyder på overfladen af ​​vandet, hvilket beskytter reservoiret mod frysning;

Evnen til at danne kolloide strukturer.

Vandmolekyler danner en skal omkring nogle stoffers uopløselige molekyler, hvilket forhindrer dannelsen af ​​store partikler. Denne tilstand af disse molekyler kaldes dispergeret (spredt). De mindste partikler af stoffer omgivet af vandmolekyler danner kolloide opløsninger (cytoplasma, intercellulære væsker).

Vands biologiske funktioner:

Transport - vand sørger for bevægelse af stoffer i cellen og kroppen, absorption af stoffer og udskillelse af stofskifteprodukter.

I naturen fører vand affaldsprodukter til jord og vandområder;

Metabolisk - vand er et medium for alle biokemiske reaktioner og en elektrondonor under fotosyntese, det er nødvendigt for hydrolyse af makromolekyler til deres monomerer;

Deltager i uddannelse:

1) smørevæsker, der reducerer friktion (synovial - i leddene hos hvirveldyr, pleura, i pleurahulen, perikardiel - i perikardialsækken);

2) slim, som letter bevægelsen af ​​stoffer gennem tarmene, skaber et fugtigt miljø på slimhinderne i luftvejene;

3) hemmeligheder (spyt, tårer, galde, sæd osv.) og saft i kroppen.

uorganiske ioner.

Uorganiske celleioner er repræsenteret ved: K+, Na+, Ca2+, Mg2+, NH3-kationer og Cl-, NOi2-, H2PO4-, HCO3-, HPO42- anioner.

Forskellen mellem antallet af kationer og anioner på overfladen og inde i cellen giver forekomsten af ​​et aktionspotentiale, som ligger til grund for nerve- og muskelexcitationen.

Fosforsyreanioner skaber et fosfatbuffersystem, der opretholder pH i kroppens intracellulære miljø på et niveau på 6-9.

Kulsyre og dens anioner danner et bikarbonatbuffersystem og opretholder pH i det ekstracellulære medium (blodplasma) på niveauet 4-7.

Nitrogenforbindelser tjener som en kilde til mineralernæring, syntese af proteiner, nukleinsyrer.

Fosforatomer er en del af nukleinsyrerne, phospholipider, såvel som knoglerne hos hvirveldyr, det kitinøse dække af leddyr. Calciumioner er en del af knoglestoffet, de er også nødvendige for gennemførelsen af ​​muskelsammentrækning, blodkoagulation.

Cellens kemiske sammensætning. uorganiske stoffer

Cellens atomare og molekylære sammensætning. En mikroskopisk celle indeholder flere tusinde stoffer, der er involveret i en række kemiske reaktioner. Kemiske processer, der forekommer i en celle, er en af ​​hovedbetingelserne for dens liv, udvikling og funktion.

Alle celler fra dyre- og planteorganismer, såvel som mikroorganismer, er ens i kemisk sammensætning, hvilket indikerer den organiske verdens enhed.

Tabellen viser data om cellernes atomare sammensætning.

Af de 109 elementer i Mendeleevs periodiske system blev et betydeligt flertal af dem fundet i celler. Nogle elementer er indeholdt i cellerne i en relativt stor mængde, andre i en lille mængde. Særligt højt er indholdet i cellen af ​​fire grundstoffer - ilt, kulstof, nitrogen og brint. I alt udgør de næsten 98 % af cellens samlede indhold. Den næste gruppe består af otte elementer, hvis indhold i en celle udregnes i tiendedele og hundrededele af en procent. Disse er svovl, fosfor, klor, kalium, magnesium, natrium, calcium, jern.

Tilsammen udgør de 1,9 pct. Alle andre elementer er indeholdt i cellen i ekstremt små mængder (mindre end 0,01%).

I cellen er der således ingen særlige elementer, der kun er karakteristiske for den levende natur. Dette indikerer forbindelsen og enhed mellem den levende og den livløse natur.

På atomniveau er der ingen forskelle mellem den organiske og uorganiske verdens kemiske sammensætning. Forskelle findes på et højere organisationsniveau - det molekylære.

Som det kan ses af tabellen, er der i levende kroppe, sammen med stoffer, der er almindelige i den livløse natur, mange stoffer, der kun er karakteristiske for levende organismer.

Vand. I første omgang blandt cellens stoffer er vand. Det udgør næsten 80 % af cellens masse. Vand er den vigtigste komponent i cellen, ikke kun i mængde. Hun har en væsentlig og mangfoldig rolle i cellens liv.

Vand bestemmer cellens fysiske egenskaber - dens volumen, elasticitet.

Betydningen af ​​vand i dannelsen af ​​strukturen af ​​molekyler af organiske stoffer, især strukturen af ​​proteiner, som er nødvendig for udførelsen af ​​deres funktioner. Betydningen af ​​vand som opløsningsmiddel er stor: Mange stoffer kommer ind i cellen fra det ydre miljø i en vandig opløsning, og i en vandig opløsning fjernes affaldsstoffer fra cellen.

Endelig er vand en direkte deltager i mange kemiske reaktioner (nedbrydning af proteiner, kulhydrater, fedtstoffer osv.).

Cellens tilpasningsevne til at fungere i et vandmiljø er et argument for, at livet på Jorden opstod i vand.

Vands biologiske rolle er bestemt af dets ejendommelighed ved dets molekylære struktur: polariteten af ​​dets molekyler.

Kulhydrater.

Kulhydrater er komplekse organiske forbindelser, de omfatter kulstof-, oxygen- og brintatomer.

Skelne mellem simple og komplekse kulhydrater.

Simple kulhydrater kaldes monosaccharider. Komplekse kulhydrater er polymerer, hvor monosaccharider spiller rollen som monomerer.

To monosaccharider danner et disaccharid, tre et trisaccharid og mange et polysaccharid.

Alle monosaccharider er farveløse stoffer, letopløselige i vand. Næsten alle af dem har en behagelig sød smag. De mest almindelige monosaccharider er glucose, fructose, ribose og deoxyribose.

2.3 Cellens kemiske sammensætning. Makro- og mikroelementer

Den søde smag af frugt og bær, såvel som honning, afhænger af indholdet af glukose og fruktose i dem. Ribose og deoxyribose er komponenter af nukleinsyrer (s. 158) og ATP (s.

Di- og trisaccharider, ligesom monosaccharider, opløses godt i vand og har en sød smag. Med en stigning i antallet af monomerenheder falder opløseligheden af ​​polysaccharider, og den søde smag forsvinder.

Roer (eller rør) og mælkesukker er vigtige blandt disaccharider, stivelse (i planter), glykogen (i dyr), fibre (cellulose) er udbredt blandt polysaccharider.

Træ er næsten ren cellulose. Monomererne af disse polysaccharider er glucose.

Kulhydraters biologiske rolle. Kulhydrater spiller rollen som en energikilde, der er nødvendig for, at cellen kan udføre forskellige former for aktivitet. Til cellens aktivitet - bevægelse, sekretion, biosyntese, luminescens osv. - er der brug for energi. Strukturelt komplekse, energirige kulhydrater gennemgår dyb spaltning i cellen og bliver som et resultat til simple, energifattige forbindelser - kulilte (IV) og vand (CO2 OG H20).

Under denne proces frigives energi. Ved spaltning af 1 g kulhydrat frigives 17,6 kJ.

Udover energi udfører kulhydrater også en byggefunktion. For eksempel er væggene i planteceller lavet af cellulose.

Lipider. Lipider findes i alle celler hos dyr og planter. De er en del af mange cellulære strukturer.

Lipider er organiske stoffer, der er uopløselige i vand, men opløselige i benzin, ether og acetone.

Af lipiderne er de mest almindelige og velkendte fedtstoffer.

Der er dog celler, hvori omkring 90% fedt. Hos dyr findes sådanne celler under huden, i mælkekirtlerne og i omentum. Fedt findes i mælken hos alle pattedyr. I nogle planter er en stor mængde fedt koncentreret i frø og frugter, såsom solsikke, hamp, valnød.

Ud over fedtstoffer er andre lipider også til stede i celler, for eksempel lecithin, kolesterol. Lipider omfatter nogle vitaminer (A, O) og hormoner (for eksempel kønshormoner).

Den biologiske betydning af lipider er stor og varieret.

Lad os først og fremmest bemærke deres konstruktionsfunktion. Lipider er hydrofobe. Det tyndeste lag af disse stoffer er en del af cellemembranerne. Stor er betydningen af ​​de mest almindelige af lipiderne - fedt - som energikilde. Fedtstoffer er i stand til at oxidere i cellen til kulilte (IV) og vand. Ved nedbrydningen af ​​fedt frigives der dobbelt så meget energi, end når kulhydrater nedbrydes. Dyr og planter opbevarer fedt i reserve og indtager det i livets proces.

Det er nødvendigt at bemærke følgende værdi. fedt som kilde til vand. Fra 1 kg fedt under dets oxidation dannes næsten 1,1 kg vand. Dette forklarer, hvordan nogle dyr er i stand til at gå ret lang tid uden vand. Kamelfolk, for eksempel, der gør overgangen gennem den vandløse ørken-nu, må ikke drikke i 10-12 dage.

Bjørne, murmeldyr og andre dvaledyr drikker ikke i mere end to måneder. Disse dyr får det vand, der er nødvendigt for livet som følge af fedtoxidation. Ud over strukturelle og energimæssige funktioner udfører lipider beskyttende funktioner: fedt har en lav varmeledningsevne. Det aflejres under huden og danner betydelige ophobninger hos nogle dyr. Så i en hval når tykkelsen af ​​det subkutane fedtlag 1 m, hvilket gør det muligt for dette dyr at leve i det kolde vand i polarhavet.

Biopolymerer: proteiner, nukleinsyrer.

Af alle organiske stoffer er hovedparten i cellen (50-70%). proteiner. Cellemembranen og alle dens indre strukturer er bygget med deltagelse af proteinmolekyler. Proteinmolekyler er meget store, fordi de består af mange hundrede forskellige monomerer, der danner alle mulige kombinationer. Derfor er variationen af ​​proteintyper og deres egenskaber virkelig uendelig.

Proteiner er en del af hår, fjer, horn, muskelfibre, ernæringsmæssige

nye stoffer i æg og frø og mange andre dele af kroppen.

Et proteinmolekyle er en polymer. Monomerer af proteinmolekyler er aminosyrer.

Mere end 150 forskellige aminosyrer er kendt i naturen, men kun 20 er normalt involveret i konstruktionen af ​​proteiner i levende organismer.En lang tråd af aminosyrer sekventielt knyttet til hinanden repræsenterer primær struktur proteinmolekyle (det viser sin kemiske formel).

Normalt er denne lange tråd stramt snoet til en spiral, hvis spoler er fast forbundet med hydrogenbindinger.

Den spiral snoede streng af et molekyle er sekundær struktur, molekyler egern. Sådan et protein er allerede svært at strække. Det oprullede proteinmolekyle snoes derefter til en strammere konfiguration - tertiær struktur. Nogle proteiner har en endnu mere kompleks form - kvartær struktur, for eksempel hæmoglobin. Som et resultat af sådanne gentagne vridninger bliver proteinmolekylets lange og tynde tråd kortere, tykkere og samler sig til en kompakt klump - kugle Kun kugleformet protein udfører sine biologiske funktioner i cellen.

Hvis proteinstrukturen forstyrres, for eksempel ved opvarmning eller kemisk påvirkning, så mister den sine kvaliteter og vikler sig af.

Denne proces kaldes denaturering. Hvis denaturering kun har påvirket den tertiære eller sekundære struktur, så er den reversibel: den kan igen sno sig til en spiral og passe ind i den tertiære struktur (denatureringsfænomen). Samtidig genoprettes dette proteins funktioner. Denne vigtigste egenskab ved proteiner ligger til grund for irritabiliteten af ​​levende systemer, dvs.

levende cellers evne til at reagere på ydre eller indre stimuli.

Mange proteiner spiller en rolle katalysatorer i kemiske reaktioner

passerer gennem cellen.

De kaldes enzymer. Enzymer er involveret i overførsel af atomer og molekyler, i nedbrydning og konstruktion af proteiner, fedtstoffer, kulhydrater og alle andre forbindelser (dvs. i cellulær metabolisme). Ikke en eneste kemisk reaktion i levende celler og væv er komplet uden deltagelse af enzymer.

Alle enzymer har en specifik virkning - de strømliner forløbet af processer eller accelererer reaktioner i cellen.

Proteiner i en celle udfører mange funktioner: de deltager i dens struktur, vækst og i alle livsprocesser. Celleliv er umuligt uden proteiner.

Nukleinsyrer blev først opdaget i cellekernerne, hvorfor de fik deres navn (lat.

pusleus - kerne). Der er to typer nukleinsyrer: deoxyribonukleinsyre (DIC for kort) og ribonukleinsyre (RIC). Nukleinsyremolekyler præ-

er meget lange polymerkæder (strenge), monomerer

som er nukleotider.

Hvert nukleotid indeholder et molekyle af fosforsyre og sukker (deoxyribose eller ribose), samt en af ​​de fire nitrogenholdige baser. De nitrogenholdige baser i DNA er adenin guanin og cymosin, og mi.min,.

Deoxyribonukleinsyre (DNA)- det vigtigste stof i en levende celle. DNA-molekylet er bæreren af ​​den arvelige information fra cellen og organismen som helhed. Fra et DNA-molekyle dannes kromosom.

Organismer af hver biologisk art har et vist antal DNA-molekyler pr. celle. Sekvensen af ​​nukleotider i et DNA-molekyle er også altid strengt individuel og. unik ikke kun for hver biologisk art, men også for individuelle individer.

Denne specificitet af DNA-molekyler tjener som grundlag for at fastslå organismers slægtskab.

DNA-molekyler i alle eukaryoter er placeret i cellens kerne. Prokaryoter har ikke en kerne, så deres DNA er placeret i cytoplasmaet.

i alle levende væsener er DNA-makromolekyler bygget efter samme type. De består af to polynukleotidkæder (strenge) holdt sammen af ​​hydrogenbindinger af nitrogenholdige baser af nukleotider (som en lynlås).

I form af en dobbelt (parret) helix vrider DNA-molekylet sig i retningen fra venstre mod højre.

Sekvensen i arrangementet af nukleotider i pikmolekylet bestemmer cellens arvelige information.

Strukturen af ​​DNA-molekylet blev afsløret i 1953 af en amerikansk biokemiker

James Watson og den engelske fysiker Francis Crick.

For denne opdagelse blev videnskabsmænd tildelt Nobelprisen i 1962. De beviste, at molekylet

DNA består af to polynukleotidkæder.

Samtidig er nukleotider (monomerer) forbundet med hinanden ikke tilfældigt, men selektivt og i par ved hjælp af nitrogenholdige forbindelser. Adenin (A) forbinder altid med thymin (T), og guanin (g) med cytosin (C). Denne dobbeltkæde er stramt viklet ind i en helix. Nukleotidernes evne til selektivt at parre sig kaldes komplementaritet(lat. complementus - tilføjelse).

Replikation foregår som følger.

Med deltagelse af specielle cellulære mekanismer (enzymer) afvikles DNA-dobbelthelixen, strengene divergerer (som en lynlås, der lynes ud), og gradvist fuldendes en komplementær halvdel af de tilsvarende nukleotider til hver af de to kæder.

Som et resultat, i stedet for et DNA-molekyle, dannes to nye identiske molekyler. Desuden består hvert nydannet dobbeltstrenget DNA-molekyle af en "gammel" kæde af nukleotider og et "nyt".

Da DNA er den vigtigste informationsbærer, tillader dets evne til at duplikere, under celledeling, at overføre den arvelige information til nydannede datterceller.

Forrige12345678Næste

SE MERE:

buffering og osmose.
Salte i levende organismer er i opløst tilstand i form af ioner - positivt ladede kationer og negativt ladede anioner.

Koncentrationen af ​​kationer og anioner i cellen og i dens miljø er ikke den samme. Cellen indeholder ret meget kalium og meget lidt natrium. I det ekstracellulære miljø, for eksempel i blodplasma, i havvand, er der tværtimod meget natrium og lidt kalium. Celleirritabilitet afhænger af forholdet mellem koncentrationer af Na+, K+, Ca2+, Mg2+ ioner.

Forskellen i ionkoncentrationer på modsatte sider af membranen sikrer den aktive transport af stoffer gennem membranen.

I flercellede dyrs væv er Ca2+ en del af det intercellulære stof, der sikrer cellernes sammenhæng og deres velordnede arrangement.

Cellens kemiske sammensætning

Det osmotiske tryk i cellen og dens bufferegenskaber afhænger af koncentrationen af ​​salte.

buffering kaldes en celles evne til at opretholde en let alkalisk reaktion af dens indhold på et konstant niveau.

Der er to buffersystemer:

1) fosfatbuffersystem - fosforsyreanioner opretholder pH i det intracellulære miljø på 6,9

2) bicarbonatbuffersystem - anioner af kulsyre opretholder det ekstracellulære mediums pH på niveauet 7,4.

Lad os overveje ligningerne for reaktioner, der forekommer i bufferopløsninger.

Hvis koncentrationen i cellen stiger H+ , derefter tilsættes hydrogenkationen til carbonatanionen:

Med en stigning i koncentrationen af ​​hydroxidanioner sker deres binding:

H + OH– + H2O.

Så karbonatanionen kan opretholde et konstant miljø.

osmotisk kaldet de fænomener, der opstår i et system bestående af to opløsninger adskilt af en semipermeabel membran.

I en plantecelle udføres rollen som semipermeable film af cytoplasmaets grænselag: plasmalemmaet og tonoplasten.

Plasmalemmaet er den ydre membran af cytoplasmaet, der støder op til cellevæggen. Tonoplasten er den indre membran af cytoplasmaet, der omgiver vakuolen. Vakuoler er hulrum i cytoplasmaet fyldt med cellesaft - en vandig opløsning af kulhydrater, organiske syrer, salte, lavmolekylære proteiner, pigmenter.

Koncentrationen af ​​stoffer i cellesaften og i det ydre miljø (i jord, vandområder) er normalt ikke den samme. Hvis den intracellulære koncentration af stoffer er højere end i det ydre miljø, vil vand fra omgivelserne komme ind i cellen, mere præcist ind i vakuolen, hurtigere end i den modsatte retning. Med en stigning i volumen af ​​cellesaft, på grund af indtrængen af ​​vand i cellen, øges dets tryk på cytoplasmaet, som er tæt ved siden af ​​membranen. Når cellen er fuldstændig mættet med vand, har den et maksimalt volumen.

Den indre spændingstilstand i cellen, på grund af det høje vandindhold og det udviklende tryk af cellens indhold på dens membran, kaldes turgor Turgor sikrer, at organer bevarer deres form (for eksempel blade, ikke-lignificerede stængler) og position i rummet, samt deres modstand mod virkningen af ​​mekaniske faktorer. Med tab af vand er forbundet med et fald i turgor og visnen.

Hvis cellen er i en hypertonisk opløsning, hvis koncentration er større end koncentrationen af ​​cellesaft, så vil diffusionshastigheden af ​​vand fra cellesaften overstige diffusionshastigheden af ​​vand ind i cellen fra den omgivende opløsning.

På grund af frigivelsen af ​​vand fra cellen falder volumen af ​​cellesaft, turgor falder. Et fald i volumenet af cellevakuolen ledsages af adskillelsen af ​​cytoplasmaet fra membranen - forekommer plasmolyse.

Under plasmolyse ændres formen af ​​den plasmolyserede protoplast. I første omgang halter protoplasten kun efter cellevæggen på separate steder, oftest i hjørnerne. Plasmolyse af denne form kaldes kantet.

Derefter fortsætter protoplasten med at halte bag cellevæggene og opretholder kontakt med dem på separate steder; overfladen af ​​protoplasten mellem disse punkter har en konkav form.

På dette stadium kaldes plasmolyse konkav.Protoplasten bryder gradvist væk fra cellevæggene over hele overfladen og får en afrundet form. Sådan plasmolyse kaldes konveks

Hvis en plasmolyseret celle placeres i en hypotonisk opløsning, hvis koncentration er mindre end koncentrationen af ​​cellesaft, vil vand fra den omgivende opløsning komme ind i vakuolen. Som et resultat af en stigning i vakuolens volumen vil trykket af cellesaften på cytoplasmaet stige, som begynder at nærme sig cellevæggene, indtil det tager sin oprindelige position - deplasmolyse

Opgave nummer 3

Når du har læst den medfølgende tekst, skal du besvare følgende spørgsmål.

1) definition af buffering

2) hvilken koncentration af anioner bestemmer cellens bufferegenskaber

3) bufferingens rolle i cellen

4) ligning af reaktioner, der forekommer i et bikarbonatbuffersystem (på et magnetkort)

5) bestemmelse af osmose (giv eksempler)

6) Bestemmelse af plasmolyse- og deplasmolyseglas

Omkring 70 kemiske grundstoffer i det periodiske system af D. I. Mendeleev findes i cellen, men indholdet af disse grundstoffer adskiller sig væsentligt fra deres koncentrationer i miljøet, hvilket beviser den organiske verdens enhed.

De kemiske grundstoffer, der er til stede i cellen, er opdelt i tre store grupper: makroelementer, mesoelementer (oligoelementer) og mikroelementer.

Disse omfatter kulstof, ilt, brint og nitrogen, som er en del af de vigtigste organiske stoffer. Mesoelementer er svovl, fosfor, kalium, calcium, natrium, jern, magnesium, klor, som tilsammen udgør omkring 1,9 % af cellemassen.

Svovl og fosfor er komponenter i de vigtigste organiske forbindelser. Kemiske grundstoffer, hvis koncentration i cellen er omkring 0,1 %, er mikroelementer. Disse er zink, jod, kobber, mangan, fluor, kobolt osv.

Cellens stoffer er opdelt i uorganiske og organiske.

Uorganiske stoffer omfatter vand og mineralsalte.

På grund af dets fysisk-kemiske egenskaber er vand i cellen et opløsningsmiddel, et medium til reaktioner, et udgangsmateriale og et produkt af kemiske reaktioner, det udfører transport- og termoregulerende funktioner, giver cellen elasticitet og giver denne støtte til plantecellen.

Mineralsalte i cellen kan være i opløst eller uopløst tilstand.

Opløselige salte dissocieres til ioner. De vigtigste kationer er kalium og natrium, som letter overførslen af ​​stoffer over membranen og deltager i forekomsten og ledningen af ​​en nerveimpuls; calcium, som deltager i sammentrækningsprocesserne af muskelfibre og blodkoagulation, magnesium, som er en del af klorofyl, og jern, som er en del af en række proteiner, herunder hæmoglobin. Zink er en del af molekylet af bugspytkirtelhormonet - insulin, kobber er påkrævet til processerne med fotosyntese og respiration.

De vigtigste anioner er fosfatanionen, som er en del af ATP og nukleinsyrer, og kulsyreresten, som blødgør udsving i mediets pH.

Mangel på calcium og fosfor fører til rakitis, mangel på jern - til anæmi.

Organiske stoffer i cellen er repræsenteret af kulhydrater, lipider, proteiner, nukleinsyrer, ATP, vitaminer og hormoner.

Kulhydrater består hovedsageligt af tre kemiske grundstoffer: kulstof, ilt og brint.

Deres generelle formel er Cm(H20)n. Skelne mellem simple og komplekse kulhydrater. Simple kulhydrater (monosaccharider) indeholder et enkelt sukkermolekyle. De er klassificeret efter antallet af kulstofatomer, for eksempel pentoser (C5) og hexoser (C6). Pentoser omfatter ribose og deoxyribose. Ribose er en bestanddel af RNA og ATP. Deoxyribose er en del af DNA. Hexoser er glucose, fruktose, galactose osv.

De deltager aktivt i metabolismen i cellen og indgår i komplekse kulhydrater - oligosaccharider og polysaccharider. Oligosaccharider (disaccharider) omfatter saccharose (glucose + fructose), lactose eller mælkesukker (glucose + galactose) osv.

Eksempler på polysaccharider er stivelse, glykogen, cellulose og kitin.

Kulhydrater udfører i cellen plastik (konstruktion), energi (energiværdien af ​​nedbrydningen af ​​1 g kulhydrater er 17,6 kJ), lager- og støttefunktioner. Kulhydrater kan også være en del af komplekse lipider og proteiner.

Lipider er en gruppe hydrofobe stoffer.

Disse omfatter fedtstoffer, vokssteroider, fosfolipider osv.

Fedtmolekylets struktur

Fedt er en ester af den trivalente alkohol glycerol og højere organiske (fedt)syrer. I et fedtmolekyle kan en hydrofil del skelnes - "hovedet" (glycerolrest) og en hydrofob del - "haler" (fedtsyrerester), derfor er fedtmolekylet orienteret i vand på en strengt defineret måde: den hydrofile del er rettet mod vand, og den hydrofobe del er væk fra den.

Lipider udfører i cellen plastik (konstruktion), energi (energiværdien ved at spalte 1 g fedt er 38,9 kJ), lagring, beskyttende (amortisering) og regulatoriske (steroidhormoner) funktioner.

Proteiner er biopolymerer, hvis monomerer er aminosyrer.

Aminosyrer indeholder en aminogruppe, en carboxylgruppe og et radikal. Aminosyrer adskiller sig kun i radikaler. Proteiner indeholder 20 essentielle aminosyrer. Aminosyrer er bundet sammen for at danne en peptidbinding.

En kæde på mere end 20 aminosyrer kaldes et polypeptid eller protein. Proteiner danner fire grundlæggende strukturer: primær, sekundær, tertiær og kvaternær.

Den primære struktur er en sekvens af aminosyrer forbundet med en peptidbinding.

Den sekundære struktur er en helix, eller foldet struktur, holdt sammen af ​​hydrogenbindinger mellem oxygen- og hydrogenatomerne i peptidgrupperne i forskellige vindinger af helixen eller folderne.

Den tertiære struktur (kugle) holdes af hydrofobe, hydrogen-, disulfid- og andre bindinger.

Tertiær struktur af et protein

Den tertiære struktur er karakteristisk for de fleste kropsproteiner, såsom muskelmyoglobin.

Kvartær struktur af proteinet.

Den kvaternære struktur er den mest komplekse, dannet af flere polypeptidkæder forbundet hovedsageligt af de samme bindinger som i den tertiære.

Den kvaternære struktur er karakteristisk for hæmoglobin, klorofyl osv.

Proteiner kan være simple eller komplekse. Simple proteiner består kun af aminosyrer, mens komplekse proteiner (lipoproteiner, kromoproteiner, glykoproteiner, nukleoproteiner osv.) indeholder protein og ikke-proteindele.

For eksempel, ud over de fire polypeptidkæder af globinproteinet, inkluderer hæmoglobin en ikke-proteindel - hæm, i hvis centrum der er en jernion, som giver hæmoglobin en rød farve.

Den funktionelle aktivitet af proteiner afhænger af miljøforhold.

Tabet af et proteinmolekyle af dets struktur op til det primære kaldes denaturering. Den omvendte proces med at genoprette sekundære og højere strukturer er renaturering. Den fuldstændige ødelæggelse af et proteinmolekyle kaldes nedbrydning.

Proteiner udfører en række funktioner i cellen: plastisk (konstruktion), katalytisk (enzymatisk), energi (energiværdien ved at spalte 1 g protein er 17,6 kJ), signal (receptor), kontraktil (motorisk), transport, beskyttende, regulering, opbevaring.

Nukleinsyrer er biopolymerer, hvis monomerer er nukleotider.

Et nukleotid består af en nitrogenholdig base, en pentosesukkerrest og en phosphorsyrerest. Der er to typer nukleinsyrer: ribonukleinsyre (RNA) og deoxyribonukleinsyre (DNA).

DNA omfatter fire typer nukleotider: adenin (A), thymin (T), guanin (G) og cytosin (C). Disse nukleotider indeholder sukkeret deoxyribose. For DNA er Chargaffs regler fastsat:

1) antallet af adenylnukleotider i DNA er lig med antallet af thymidyl (A = T);

2) antallet af guanylnukleotider i DNA er lig med antallet af cytidyl (G = C);

3) summen af ​​adenyl- og guanylnukleotider er lig med summen af ​​thymidyl og cytidyl (A + G = T + C).

Strukturen af ​​DNA blev opdaget af F.

Crick og D. Watson (Nobelprisen i fysiologi eller medicin 1962). DNA-molekylet er en dobbeltstrenget helix.

Cellen og dens kemiske sammensætning

Nukleotider er forbundet med hinanden gennem phosphorsyrerester, der danner en phosphodiesterbinding, mens de nitrogenholdige baser er rettet indad. Afstanden mellem nukleotider i kæden er 0,34 nm.

Nukleotider af forskellige kæder er forbundet med hydrogenbindinger i henhold til komplementaritetsprincippet: adenin er forbundet med thymin med to hydrogenbindinger (A \u003d T), og guanin med cytosin med tre (G \u003d C).

Strukturen af ​​nukleotidet

Den vigtigste egenskab ved DNA er evnen til at replikere (selvfordobling).

DNA's hovedfunktion er lagring og transmission af arvelig information.

Det er koncentreret i kernen, mitokondrier og plastider.

Sammensætningen af ​​RNA omfatter også fire nukleotider: adenin (A), ura-cil (U), guanin (G) og cytosin (C). Sukkerpentose-resten i den er repræsenteret ved ribose.

RNA er for det meste enkeltstrengede molekyler. Der er tre typer RNA: messenger (i-RNA), transport (t-RNA) og ribosomalt (r-RNA).

tRNA struktur

Alle deltager aktivt i processen med at realisere arvelig information, som omskrives fra DNA til mRNA, og på sidstnævnte er proteinsyntese allerede udført, tRNA bringer aminosyrer til ribosomer i processen med proteinsyntese, rRNA er en del af selve ribosomerne.

Den kemiske sammensætning af en levende celle

Celler indeholder forskellige kemiske forbindelser. Nogle af dem - uorganiske - findes også i den livløse natur. Organiske forbindelser er dog mest karakteristiske for celler, hvis molekyler har en meget kompleks struktur.

Cellens uorganiske forbindelser. Vand og salte er uorganiske forbindelser. Mest af alt i celler af vand. Det er afgørende for alle livsprocesser.

Vand er et godt opløsningsmiddel. I en vandig opløsning forekommer kemiske vekselvirkninger af forskellige stoffer. Næringsstoffer i opløst tilstand fra det intercellulære stof trænger ind i cellen gennem membranen. Vand bidrager også til fjernelse fra cellen af ​​stoffer, der dannes som følge af de reaktioner, der finder sted i den.

Saltene K, Na, Ca, Mg osv. er vigtigst for cellernes livsprocesser.

Organiske forbindelser i cellen. Hovedrollen i implementeringen af ​​cellefunktion tilhører organiske forbindelser. Blandt dem er proteiner, fedtstoffer, kulhydrater og nukleinsyrer af største betydning.

Proteiner er de grundlæggende og mest komplekse stoffer i enhver levende celle.

Størrelsen af ​​et proteinmolekyle er hundreder og tusinder af gange større end molekylerne af uorganiske forbindelser. Der er intet liv uden proteiner. Nogle proteiner fremskynder kemiske reaktioner ved at fungere som katalysatorer. Sådanne proteiner kaldes enzymer.

Fedt og kulhydrater har en mindre kompleks struktur.

De er cellens byggemateriale og tjener som energikilder for kroppens vitale processer.

Nukleinsyrer produceres i cellekernen. Deraf kom deres navn fra (lat. Nucleus - kernen). Som en del af kromosomerne er nukleinsyrer involveret i lagring og transmission af cellens arvelige egenskaber. Nukleinsyrer sørger for dannelsen af ​​proteiner.

Cellens vitale egenskaber. Cellens vigtigste vitale egenskab er stofskiftet.

Fra det intercellulære stof kommer næringsstoffer og ilt konstant ind i cellerne, og der frigives henfaldsprodukter. Stoffer, der kommer ind i cellen, er involveret i biosynteseprocesserne. Biosyntese er dannelsen af ​​proteiner, fedtstoffer, kulhydrater og deres forbindelser fra simplere stoffer. I processen med biosyntese dannes stoffer, der er karakteristiske for visse celler i kroppen.

For eksempel syntetiseres proteiner i muskelceller, der sikrer deres sammentrækning.

Samtidig med biosyntese i celler sker nedbrydningen af ​​organiske forbindelser. Som et resultat af nedbrydning dannes stoffer med en enklere struktur. Det meste af henfaldsreaktionen foregår med deltagelse af ilt og frigivelse af energi.

Kemisk organisering af cellen

Denne energi bruges på de livsprocesser, der finder sted i cellen. Processerne med biosyntese og henfald udgør stofskiftet, som er ledsaget af energiomdannelser.

Celler er i stand til vækst og reproduktion. Cellerne i menneskekroppen formerer sig ved at dele sig i to. Hver af de resulterende datterceller vokser og når moderens størrelse. Nye celler udfører modercellens funktion.

Levetiden for celler varierer fra et par timer til snesevis af år.

Levende celler er i stand til at reagere på fysiske og kemiske ændringer i deres miljø. Denne egenskab af celler kaldes excitabilitet. Samtidig går celler fra en hviletilstand til en arbejdstilstand - excitation. Ved excitation i celler ændres hastigheden af ​​biosyntese og nedbrydning af stoffer, iltforbrug og temperatur. I en ophidset tilstand udfører forskellige celler deres egne funktioner.

Kirtelceller danner og udskiller stoffer, muskelceller trækker sig sammen, der opstår et svagt elektrisk signal i nerveceller - en nerveimpuls, der kan forplante sig langs cellemembraner.

Kroppens indre miljø.

De fleste celler i kroppen er ikke forbundet med det ydre miljø. Deres vitale aktivitet leveres af det indre miljø, som består af 3 typer væsker: intercellulær (vævs)væske, som cellerne er i direkte kontakt med, blod og lymfe. Det indre miljø forsyner cellerne med de stoffer, der er nødvendige for deres vitale aktivitet, og henfaldsprodukter fjernes gennem det.

Det indre miljø i kroppen har en relativ konstant sammensætning og fysisk-kemiske egenskaber. Kun under denne tilstand kan celler fungere normalt.

Metabolisme, biosyntese og nedbrydning af organiske forbindelser, vækst, reproduktion, excitabilitet er cellernes vigtigste vitale egenskaber.

Cellernes vitale egenskaber er tilvejebragt af den relative konstanthed af sammensætningen af ​​kroppens indre miljø.

LEKTION №7 "Celle, struktur, kemisk sammensætning"

Opgaver:

1. Vis enhed af den organiske verden, manifesteret i den cellulære struktur.

2. Afslør strukturen og funktionen af ​​cellulære organeller.

3. Bestem den kemiske sammensætning af celler.

4. Introducer begreberne stofskifte, enzymer, cellulær homeostase, irritabilitet og excitabilitet, som danner grundlag for cellevital aktivitet.

5. Sammenlign dyre- og planteceller.

6. Forklar begreberne "ydre" og "kroppens indre miljø."

jeg. Tjek af viden.

1. Vis forskellene mellem begreberne "del af kroppen" og "organ".

2. Fortæl om organiseringsniveauerne for den menneskelige krop.

II. nyt materiale

1. Cellens struktur

Celle - et elementært levende system, kroppens vigtigste strukturelle og funktionelle enhed, i stand til selvfornyelse, selvregulering, selvreproduktion.

Struktur	Ordning			Strukturelle funktioner	Funktioner
Membran				Bilipidlag + 2 proteiner	Udveksling af v-v mellem celler, beskyttelse
Cytoplasma				tyktflydende stof	Transportgrube. in-in, celleform
				Begrænset af nuklear ob-coy, DNA	Smitte information, regulering af celleaktivitet
Cellecenter					celledeling
				netværk af tubuli	Syntese og transport af næringsstoffer
Ribosomer				Protein + RNA	proteinsyntese
Lysosomer				Inde - enzymer	Nedbrydning af proteiner, fedtstoffer, ultraviolet
Mitokondrier					Uddannelse E (ATP)
Golgi kompleks					Lysosomdannelse

2. Cellens kemiske sammensætning

Kemisk sammensætning

organisk stof

Proteiner (10-20%)

kulhydrater (1-2%)

uorganiske stoffer

vand (70-85%)

min. salt (1%)

H2O- universal opløsningsmiddel. Alle kemiske reaktioner foregår i opløsninger.

transport af næringsstoffer og udskillelse af skadelige stoffer.

regulering af kropstemperaturen.

Organiske stoffers funktioner:

Proteiner:

konstruktion

enzymatiske

motor

beskyttende

transportere

energi

Fedt:

konstruktion

beskyttende

energi

termoregulerende

Kulhydrater:

konstruktion

energi

beskyttende

NK:

opbevaring og overførsel af arvelige oplysninger

deltagelse i proteinbiosyntese

ATP: lager E

3. Cellens vitale egenskaber:

b

Metabolisme

iosyntese

reproduktion

excitabilitet

udvælgelse

4. Cellereproduktion:

Kromosom - en bærer af arvelig information overført fra forældre til afkom.

5. Kroppens indre miljø:

III. Forankring

Svar på spørgsmål under symbolet "?" og spørgsmål nummer 1 under symbolet "!" i slutningen af ​​stk. 7.

IV. D/s afsnit 7, udfyld tabellen "Funktioner af forskellige organeller og dele af cellen"