Войти
Закрыть

Клітинна мембрана

9 Клас

Губки - примітивні багатоклітинні тварини з дивними особливостями. Якщо пропустити губку крізь сито, то можна отримати фільтрат з живими відокремленими клітинами. Вони зберігають життєдіяльність впродовж декількох днів, а потім активно переміщуються, збираються в групи й перетворюються на маленькі губки. Як ці клітини розпізнають одна одну і за допомогою яких клітинних утворів поєднуються між собою? ЗМІСТ Як функції клітинної мембрани пов'язані з її будовою? Весь потік речовин, енергії та інформації відбувається через клітинну мембрану, яку утворюють ліпіди, білки і вуглеводи (іл. 29). Основу мембрани становлять фосфоліпіди, що утворюють подвійний біліпідний шар. Цей шар разом із білками визначає найзагальніші властивості мембран, тобто їхню рухливість, здатність самовідновлюватися та вибіркову проникність для речовин. В оточенні води фосфоліпіди організовуються таким чином: гідрофільні «головки» спрямовані назовні та контактують з водою, а гідрофобні «хвости» орієнтовані всередину. Для зміцнення рухливої мембрани у ній наявні молекули холестеролу. Відповідно до рідинно-мозаїчної моделі будови клітинна мембрана містить вбудовані у біліпідний шар молекули білків, що відповідають за транспортування речовин, обмін речовин та перетворення енергії, захист й опору для клітини. Деякі білки і ліпіди клітинних мембран, особливо у тваринних клітинах, пов’язані з вуглеводами й утворюють гліколіпіди й глікопротеїди. Ці молекули ймовірно беруть участь у розпізнаванні впливів середовища, контактуванні клітин між собою та реакціях клітин на подразнення. Таким чином, основними функціями клітинної мембрани є: 1) транспортна (обмін речовин, енергії та інформації з навколишнім середовищем через біліпідний шар, білкові канали тощо); 2) метаболічна (ферментні білки беруть участь у процесах взаємоперетворення речовин та енергії); 3) рецепторна (рецепторні білки в мембранах сприймають інформацію із середовища); 4) захисна (чужорідні мембранні білки-антигени спричиняють формування антитіл); 5) контактна (вуглеводи й фібрилярні білки забезпечують різні взаємодії між клітинами); 6) опорна (до білків мембрани прикріплюються елементи цитоскелета, який організовує рухи та переміщення елементів клітини) (іл. 30)....
0 Переглянути

Клітина та її структура

9 Клас

Держава - політичне утворення з визначеною територією, економікою і політичною владою. Кожна держава має свою територію та кордони, проводить власну незалежну політику на світовій арені, має міжнародне визнання та державну символіку: герб, прапор і гімн. Як ви вважаєте, чи доцільно порівнювати державу з клітиною? Чи є щось спільне між цими утвореннями? ЗМІСТ Яке значення основних частин клітини? Клітини одноклітинних організмів виконують всі життєві функції, а клітини багатоклітинних організмів спеціалізуються на виконанні якоїсь однієї. Але усім клітинам для життя необхідно: а) одержувати енергію з навколишнього середовища і перетворювати її у певні форми (механічну енергію руху, електричну енергію збудження тощо); б) вибірково вбирати речовини із середовища, переміщувати їх у клітині й виводити продукти обміну назовні; в) зберігати, реалізовувати і передавати спадкову інформацію наступному поколінню; г) постійно підтримувати внутрішньоклітинну рівновагу; д) розпізнавати сигнали середовища і реагувати на них; е) утворювати нові молекули і структури взамін тих, термін життя яких закінчився. Ці та багато інших функціональних процесів здійснюються за участі структурних частин клітини, якими є поверхневий апарат, цитоплазма з органелами та ядро (або нуклеоїд). Поверхневий апарат клітини здійснює захисну, транспортну, контактну та інші функції. Цитоплазма забезпечує внутрішні взаємозв’язки між елементами клітини та умови для діяльності всіх органел. Ядро зберігає спадкову інформацію та контролює процеси її життєдіяльності, узгоджуючи з умовами довкілля. За особливостями організації виокремлюють два типи організації клітин - прокаріотичний та еукаріотичний. Отже, основними структурними частинами клітини є поверхневий апарат, цитоплазма та ядро (нуклеоїд). Які особливості структури прокаріотичних клітин? Прокаріотичні (від грец. про - до, каріон - ядро) клітини - це клітини доядерних організмів, які не мають чітко сформованого ядра та більшості органел (іл. 27). Такий тип клітин є в архей, бактерій та ціанобактерій. За розміром клітини цих організмів у 10 разів менші, ніж клітини еукаріотів. Дрібні розміри сприяють швидкому обміну речовин із середовищем....
0 Переглянути

Клітина та її дослідження

9 Клас

У своїй книжці Micrographia («Мікрографія»), що була опублікована у вересні 1665 р., англійський 28-річний учений Роберт Гук (1635-1703) описав зріз кори дуба, побудованої з комірок, що нагадували йому келії монахів. Науковець назвав ці комірки клітинами (від англ. cell - келія, комірка). Він ілюстрував клітинки бузини, кропу, моркви, зображення ока блохи, мухи й комара. Ці дослідження Роберта Гука стали основою науки про клітину, яку назвали цитологією. ЗМІСТ За допомогою яких методів досліджують клітину? Із часу відкриття клітини мікроскопія залишається одним із найважливіших методів дослідження в цитології. Використовується світлова (оптична) мікроскопія, що дає змогу спостерігати за живими й мертвими клітинами. Завдяки серії лінз, крізь які проходить світло, світловий мікроскоп забезпечує оптичне збільшення об’єктів максимум у 1000 разів. Проте в світловий мікроскоп видно й менші об’єкти, якщо вони самі випромінюють світло. Цей факт використовують у флуоресцентній мікроскопії, для якої до клітинних структур приєднують флуоресцентні білки або антитіла із флуоресцентними мітками. А в 2006 р. німецькі вчені Ш. Хель і М. Боссі сконструювали оптичний мікроскоп під назвою «наноскоп», у який можна спостерігати об’єкти розміром близько 10 нм і отримувати високоякісні тривимірні зображення. У ХХ ст. було винайдено електронну мікроскопію (Е. Руска, М. Кноль, 1931), що уможливило вивчення ультраструктури клітин. Розрізняють два основні типи електронної мікроскопії: сканувальну та трансмісійну. Сканувальна електронна мікроскопія (СЕМ) використовується для вивчення поверхні об’єкта. Зразки найчастіше покривають тонкою плівкою золота. Трансмісійна електронна мікроскопія (ТЕМ) використовується для вивчення внутрішньої будови клітини. Пучок електронів пропускається крізь об’єкт, що обробляють сполуками важких металів для збільшення його густини (іл. 25)....
0 Переглянути

Молекулярний рівень організації життя

9 Клас

Енергія (від грец. енергос - діяльний) - це фізична величина, загальна кількісна міра руху і взаємодії всіх видів матерії. Поняття енергії поєднує всі явища природи в одне ціле. Воно пов’язане зі здатністю фізичного тіла або системи виконувати певну роботу. При цьому тіло або система частково втрачає енергію. ЗМІСТ Як забезпечується єдність та сталість хімічного складу клітини? МОЛЕКУЛЯРНИЙ РІВЕНЬ ЖИТТЯ - це рівень організації, існування й властивості якого визначаються хімічними елементами й молекулами та їхньою участю в процесах перетворення енергії, речовин та інформації. Для підтримання упорядкованості хімічного складу в мінливих умовах існування клітинам необхідне безперервне надходження енергії ззовні. Джерелом цієї енергії є світло для клітин автотрофів або хімічна енергія органічних сполук для клітин гетеротрофів. Перший закон термодинаміки вказує на те, що енергія не може бути ні створена, ні знищена, вона лише переходить з однієї форми в іншу. Наприклад, у рослинних клітинах світлова енергія перетворюється в хімічну енергію зв’язків глюкози, у клітинах тварин хімічна енергія вуглеводів перетворюється в механічну енергію руху. Під час перетворення енергії у клітинах якась її частка втрачається у вигляді теплоти. Всі ці перетворення енергії становлять її енергетичний обмін. Під час енергетичного обміну енергія використовується для перетворення речовин: синтезу складних молекул із простих, утворення особливих енергетичних сполук з макроергічними зв’язками тощо. Завдяки енергії клітина здійснює й перетворення інформації: сприймає сенсорну інформацію ззовні, подає інформативні сигнали для інших клітин, передає спадкову інформацію наступному поколінню клітин. Ці приклади свідчать про те, що перетворення енергії відбувається водночас з перетвореннями речовин та інформації....
0 Переглянути

Нуклеїнові кислоти

9 Клас

25 квітня 1953 р. вважається днем народження молекулярної біології, оскільки в цей день в журналі Nature була опублікована стаття Джеймса Уотсона і Френсіса Кріка з описом створеної моделі просторової структури ДНК. Одне з найбільших відкриттів людства було зроблено так, що неможливо визначити, який науці це відкриття належить, - так тісно переплелися в ньому хімія, фізика та біологія. ЗМІСТ Які особливості будови та властивості нуклеїнових кислот? У живому організмі є хімічні сполуки, призначені для збереження спадкової інформації. Це дезоксирибонуклеїнові кислоти (ДНК). Вони не лише зберігають інформацію всередині організму, а й передають її наступному поколінню. В клітинах організму є й сполуки, що цю інформацію реалізують у певні білки. Це рибонуклеїнові кислоти (РНК). Нуклеїнові кислоти було виявлено швейцарським хіміком Ф. Мішером у складі ядер лейкоцитів в 1869 р., звідки й походить їхня назва (від лат. nucleus - ядро). Це найбільш високомолекулярні речовини у клітині, їх маса досягає декількох мільйонів. Пізніше хіміки встановили, що нуклеїнові кислоти мають вигляд нерозгалуженого ланцюга, утвореного з нуклеотидів. Нуклеотиди - органічні сполуки, молекули яких складаються з азотистої основи, моносахариду і залишків ортофосфатної кислоти (іл. 18). Вміст цих малих молекул у клітині становить 0,4 % від загальної її маси. Отже, до складу молекул нуклеотидів входять: 1) азотиста (нітрогеновмісна) основа (А - аденін, Г - гуанін, Т - тимін, Ц - цитозин або У - урацил); 2) залишок пентози (Р - рибоза або Д - дезоксирибоза) і ортофосфатна кислота. Нуклеотиди добре розчинні у воді, проявляють властивості кислот, оскільки містять ортофосфатну кислоту, а завдяки нітрогеновмісним основам - основні властивості. І саме ці властивості, співвідношення і послідовність розташування нуклеотидів, просторова структура молекул визначають властивості й функції нуклеїнових кислот. Організми різних видів різняться між собою, тому що молекули ДНК їхніх клітин мають різну послідовність нуклеотидів, і відповідно, містять різну спадкову інформацію....
0 Переглянути

Білки, їхня організація та функції

9 Клас

У природі існує близько 10 трильйонів (1012) різних білків, що забезпечують життєдіяльність організмів усіх ступенів складності від вірусів до людини та вирізняють між собою представників тих двох мільйонів видів організмів, відомих на сьогодні в біології. Від чого залежить така вражаюча різноманітність білків? ЗМІСТ Які особливості будови білків? БІЛКИ - це високомолекулярні біополімерні органічні сполуки, мономерами яких є амінокислоти. Особливістю сучасних досліджень білків є визначення білкового складу організмів; цим займається така наука, як протеоміка. Білки є біополімерами з 20 різних мономерів - природних основних амінокислот, поєднаних у макромолекулах в специфічних кількості й послідовності. Порядок розташування амінокислот у молекулі білка визначається геном. Амінокислоти - це малі біомолекули, до складу яких входять аміно- і карбоксильна групи. Крім того, вони містять характеристичну (радикал-R) групу, яка у різних амінокислот є різною (іл. 15). При взаємодії NН2-групи однієї амінокислоти з СООН-групою іншої утворюються пептидні зв’язки, що визначають міцність білкових молекул (іл. 16). За біологічними особливостями амінокислоти поділяють на замінні (наприклад, аланін, аспарагін) та незамінні (аргінін, валін). Перші синтезуються в організмі людини і тварин, а другі не синтезуються і потрапляють до нього лише з харчовими продуктами. Для нормальної життєдіяльності організм потребує повного набору з 20 основних амінокислот....
0 Переглянути

Ліпіди: властивості та біологічна роль

9 Клас

У сучасній біології успішно розвиваються такі галузі науки, як геноміка й протеоміка. Вони вивчають, відповідно, генний і білковий склад різних типів клітин. Останнім часом суттєво зріс науковий інтерес до ліпідів: їх почали досліджувати не лише біохіміки, а й фізіологи, вірусологи, фармакологи, імунологи. Це стало причиною того, що виник новий розділ біохімії - ліпідоміка, що вивчає ліпідний склад клітин, і на дослідження у цьому напрямі виділяються величезні кошти. Яке ж біологічне значення ліпідів, що входять до набору основних «молекул життя»? ЗМІСТ Які властивості ліпідів визначають їхнє значення? Ліпіди - це дуже різноманітна за хімічним складом група органічних речовин живого. Молекули ліпідів можуть містити залишки спиртів, жирних кислот, сульфатної кислоти, вуглеводів, білків та ін. Властивості багатьох ліпідів значною мірою визначаються жирними кислотами. Жирні кислоти - це група малих молекул, що за хімічною природою є одноосновними карбоновими кислотами. Загальна формулою жирних кислот - СН3(СН2)nСООН. Їхні молекули мають дві різні частини: довгий карбоновий ланцюг і карбоксильну групу (іл. 11). Гідрофобний ланцюг жирних кислот малоактивний, з водою не взаємодіє, і тому вся їхня хімічна активність зумовлена гідрофільною карбоксильною групою. Завдяки таким особливостям жирні кислоти та їхні похідні у воді утворюють поверхневі плівки, краплини, невеликі кулясті міцели та ін. (іл. 12). Ці комплекси мають величезне значення для організмів, оскільки беруть участь у побудові клітинних мембран, утворюють запасливі включення, забезпечують засвоєння жиророзчинних вітамінів, сприяють травленню жирів тощо. На сьогодні відомо понад 800 природних жирних кислот, проте значного поширення у живій природі набули близько 20. Найбільш відомими є пальмітинова - СН3(СН2)14СООН (див. іл. 11), стеаринова - СН3(СН2)16СООН, олеїнова - СН3(СН2)7СН=СН (СН2)7СООН та ін. Вони можуть бути насиченими (не мають подвійних зв’язків) і ненасиченими (з подвійними зв’язками)....
0 Переглянути

Вуглеводи: властивості та роль

9 Клас

Вуглеводи є невід’ємною хімічною складовою частиною клітин усіх без винятку організмів планети Земля. Але особливо багато цих сполук міститься в рослинних клітинах - близько 80%, в той час, як у тваринних клітинах - лише близько 2 %. На вашу думку, чому? ЗМІСТ Які властивості вуглеводів? Перші досліджені вуглеводи мали солодкий смак, тому їх ще часто називають сахаридами, або цукрами. Це важливий компонент організмів, джерело їхньої енергії та будівельний матеріал. У живій природі вуглеводи є найпоширенішими за масою органічними сполуками. Їхня загальна формула - Сn(Н2О)m, звідки й вихідна назва вуглеводів (вуглець і вода). Деякі вуглеводи можуть також містити Нітроген (наприклад, хітин), Сульфур (наприклад, пектини), Фосфор тощо. Утворюються вуглеводи у клітинах автотрофних організмів (рослин, ціанобактерій, залізобактерій) з неорганічних сполук в процесі фотосинтезу і хемосинтезу. Гетеротрофні організми (тварини, гриби) утворюють вуглеводи з готових органічних речовин, що надходять з їжею. У живих клітинах з вуглеводів синтезуються амінокислоти, жирні кислоти, вітаміни. Вуглеводи можуть перетворюватися на ліпіди. Отже, без перебільшення, вуглеводи називають основою життя. Всім відомі такі вуглеводи, як глюкоза й сахароза (іл. 9). Для них характерними є розчинність, здатність до кристалізації та солодкий смак. Але із збільшенням молекулярної маси вуглеводів ці властивості послаблюються і зникають, як-то у крохмалю....
0 Переглянути

Органічні молекули живого. Біополімери

9 Клас

У листопаді 2014 р. на комету Чурюмова-Герасименко (її відкрив у 1969 р. український науковець Клим Чурюмов у результаті вивчення фотопластинок, знятих Світланою Герасименко) з космічного апарату «Розетта» вперше здійснив посадку модуль «Філи». Він взяв зразки ґрунту, в яких було виявлено шістнадцять органічних сполук, з яких чотири було помічено на кометах уперше. Це ацетамід CH3CONH2, ацетон (CH3)2CO, метилізоцианат CH3NCO і пропіональдегід CH3CH2CHO. Ці сполуки, згідно з гіпотезою науковців, могли бути вихідними сполуками для виникнення біомолекул. Що таке біомолекули? ЗМІСТ Які основні особливості біомолекул? ОРГАНІЧНІ МОЛЕКУЛИ ЖИВОГО, або БІОМОЛЕКУЛИ, - це речовини, що мають скелети з ковалентно зв’язаних атомів Карбону і синтезуються клітинами організмів. Біомолекули належать до органічних сполук. Їх вивчають біохімія та молекулярна біологія. Вміст біомолекул у клітинах становить близько 30 %. Основною причиною їхньої різноманітності є властивості Карбону, серед яких виокремлюють здатність атомів сполучатись між собою з утворенням карбонових скелетів. Завдяки ковалентним зв’язкам біомолекули достатньо міцні, стійкі до нагрівання, дії світла, впливу агресивного хімічного середовища. Карбоновий каркас є рухливим, і тому ланцюги здатні вигинатися, скручуватися, можуть бути відкритими (лінійна форма) і замикатися в кільця (циклічна форма). Біомолекулам властиві міцні ковалентні (наприклад, дисульфідний, пептидний) і слабкі нековалентні (наприклад, водневий, йонний) хімічні зв’язки. Ці зв’язки визначають існування біомолекул та їх короткочасну взаємодію між собою. Завдяки енергії своїх зв’язків біомолекули мають високу енергоємкість і здатність до окиснення з виділенням великої кількості теплоти. Кінцевими продуктами цього окиснення є СО2, Н2О, NH3, що видаляються з клітин....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ... 56
Назад

Навігація