Войти
Закрыть

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

Вода та її властивості

9 Клас

Антуан де Сент-Екзюпері (1900-1944) - французький письменник й авіатор. Найвидатнішим художнім твором митця (його Magnum opus) є «Маленький принц», в якому є відомі всім рядки: «У тебе немає ні смаку, ні кольору, ані запаху, тебе неможливо описати, тобою насолоджуються не знаючи, що ти таке. Не можна сказати, що ти необхідна для життя: ти - саме життя». ЗМІСТ У чому полягає життєво важлива роль води? ВОДА - неорганічна речовина, молекули якої складаються з двох атомів Гідрогену та одного атома Оксигену (іл. 4). Вміст води неоднаковий у різних клітинах і різних організмах. Найбільше води міститься в тілі медуз (95—98 %), найменше її у комах (40—50 %) та лишайниках (5—7 %). Кількісно вода посідає перше місце серед хімічних сполук будь-якої клітини. Які ж біологічні функції виконує ця найпоширеніша й найважливіша на Землі речовина? • Вода є універсальним розчинником для багатьох сполук і забезпечує перебіг хімічних реакцій, клітинне транспортування. За розчинністю у воді всі сполуки поділяються на гідрофільні та гідрофобні. Гідрофільні (від грец. гідро - вода і філіа - любов) сполуки - це полярні речовини, які добре розчиняються у воді. Вони містять частково заряджені групи або частинки, здатні взаємодіяти з молекулами води. Це розчинні кристалічні солі, моносахариди, певні амінокислоти, нуклеїнові кислоти, вітамін С та ін. Гідрофобні (від грец. гідро - вода і фобос - страх) речовини - це неполярні речовини, які не розчиняються у воді. Це нерозчинні мінеральні солі, ліпіди, полісахариди, певні білки, вітамін А. • Вода є реагентом, за участі якого в клітинах відбуваються реакції гідролізу, підтримується рН середовища. • Вода - теплорегулятор, що забезпечує рівномірний розподіл теплоти по всій клітині та організму. • Вода є осморегулятором для підтримання сталої концентрації розчинних сполук (наприклад, солей, моносахаридів) в клітині чи організмі. • Вода є опорою, що забезпечує пружність клітин, амортизує механічні впливи. • Вода - це засіб транспортування речовин у клітинах та організмі (наприклад, провідними тканинами у рослин чи кровоносною системою у тварин). • Вода як конформатор бере участь в організації просторової компактної структури (конформації) макромолекул за допомогою молекул, що утворюють водневі зв’язки....
0 Переглянути

Хімічний склад клітини. Неорганічні сполуки

9 Клас

«Звір і птах, камінь і зірка - всі ми одне, усі одне... - тихо примовляла Кобра, опустивши капшук і тихо погойдуючись у проміжку між дітьми. - Дитина і змія, зірка і камінь - усі ми одне...» - писала англійська письменниця Памела Ліндон Треверс (1899-1996) у своїй дитячій книжці «Мері Поппінс» (Розділ 10. Повний місяць), яка вийшла ще в 1934 р. На вашу думку, про що йдеться у цьому уривку? ЗМІСТ Якими є структурні компоненти хімічного складу клітини? ХІМІЧНИЙ СКЛАД КЛІТИНИ — сукупність хімічних елементів й хімічних речовин, що містяться у клітині й забезпечують її життєдіяльність чи організму в цілому. Умовно хімічний склад клітини можна вивчати на елементному та молекулярному рівнях. Наука, що вивчає хімічний склад живого, значення й перетворення його компонентів, називається біохімією. Елементний склад визначається хімічними елементами, що беруть участь в життєдіяльності клітини. Їх називають біоелементами. Ці елементи наявні й у неживій природі, але у клітинах вони мають відносно стале співвідношення. Біоелементи залежно від кількісного складу поділяють на органогени, макро- та мікроелементи. Найбільший відсотковий вміст припадає на Карбон, Оксиген, Гідроген і Нітроген, що є органогенами. Вони відрізняються від інших малими розмірами і незначною відносною атомною масою. Саме ці особливості й зумовлюють їхню участь у побудові багатьох сполук живого, тобто структурну функцію. Так, Карбон входить до складу усіх органічних сполук, Нітроген є складником амінокислот, білків, нуклеїнових кислот, вітамінів. До макроелементів відносять Калій, Кальцій, Натрій, Магній, Ферум, що є металами, і Фосфор, Хлор, Сульфур, що належать до неметалів. Ці елементи крім структурної функції здійснюють ще й регуляторну. Наприклад, Кальцій забезпечує зсідання крові, а Натрій і Калій регулюють транспортування речовин у клітину і з клітини. Мікроелементами є Цинк, Йод, Флуор, Купрум, Манган, Кобальт та ін. Ці елементи входять до складу біологічно активних речовин (гормонів, ферментів) та здійснюють регуляторну функцію. Так, Йод входить до складу гормонів щитоподібної залози, Цинк - до складу інсуліну....
0 Переглянути

Біологічні системи. Біологічне пізнання

9 Клас

Автомобіль (від грец. автос - сам і лат. mobilis - той, що рухається) - самохідна колісна машина з двигуном, що призначена для перевезення людей чи вантажу безрейковими дорогами. Порівняйте автомобіль як технічну систему з конем як біологічною системою. Що є спільного між цими системами і чим вони відрізняються одна від одної? ЗМІСТ Які найзагальніші особливості біологічних систем? БІОЛОГІЧНІ СИСТЕМИ - це сукупність взаємопов’язаних структурних й функціональних компонентів, найзагальнішими особливостями яких є відкритість, упорядкованість та рівневість. Предметом сучасної біології є біологічні системи різної складності. Основними типами біологічних систем є клітина, організм, популяція, вид, екосистема та біосфера (іл. 2). Спільними ознаками біосистем є їхня організація та зв’язки. Структурна організація біосистеми визначається складовими частинами й компонентами. Так, клітини мають поверхневий апарат, цитоплазму і ядро, які утворені певними компонентами (наприклад, в цитоплазмі є органели). Функціональна організація - це злагоджена діяльність складових частин біосистеми, що називається функціонуванням. Цей термін ми вживатимемо ще не раз. Цілісність біосистем забезпечують внутрішні та зовнішні взаємозв’язки компонентів біосистеми між собою та із зовнішнім середовищем. Біосистеми мають ряд особливостей, що відрізняють їх від неживих систем. Проте серед них немає жодної, яка була б притаманна тільки живому. Найзагальнішими особливостями біосистем є відкритість, упорядкованість та рівневість, що здійснюються завдяки здатності живого до використання й перетворення речовин, енергії та інформації. Біосистеми різної складності мають механізми саморегуляції для збереження динамічної сталості, самооновлення - для утворення нових складових частин замість пошкоджених чи втрачених та самовідтворення - для наступності існування в часі, що є їхніми фундаментальними властивостями....
0 Переглянути

Біологія як наука

9 Клас

Томас Гекслі (1825-1895) - видатний англійський природознавець, автор наукових праць із зоології, порівняльної анатомії, палеонтології, антропології. Спробуйте пояснити значення його висловлювання: «Для людини, яка не знає біології, перебування серед живої природи нагадуватиме відвідини художньої галереї, в якій більшість картин обернені до стіни». ЗМІСТ Яке значення біологічних знань для людини? БІОЛОГІЯ (від грец. біос - життя, логос - вчення) - наука, яка вивчає життя в усіх його проявах. «Батьком» біології називають давньогрецького натурфілософа Арістотеля (384-322 рр. до н. е.), але сам термін «біологія» запропонував у 1802 р. французький учений Ж. Б. Ламарк (1744-1829). Об’єктом біологічного пізнання є ЖИТТЯ як особлива форма існування матерії Всесвіту, як те, що є «найпотаємнішим на Землі, поки що унікальним у Всесвіті і найважчим для розуміння». Предметом пізнання біології є прояви життя у всій своїй різноманітності. Це хімічні елементи, речовини й реакції живого, будова, процеси життєдіяльності й поведінка організмів, виникнення, розвиток та вимирання видів, формування й зміна угруповань, значення біосфери для планети Земля та багато інших. Мета і завдання сучасної біології спрямовані на здобуття знань, необхідних для розв’язування екологічних, демографічних, економічних, соціальних та інших проблем, пов’язаних із збереженням природи й біорізноманіття, здоров’я та умов існування людини, а також з розвитком різних галузей діяльності людини. Біологічні знання допомагають людині формувати світогляд, бачити навколо себе не лише красу метелика чи квітки, а й розуміти мудрість її призначення чи гармонію функцій й будови. Жива природа щедра. Бактерії, рослини й тварини дають людині смачну їжу, зручний одяг, підказують конструктивні ідеї технічних приладів чи процесів. Але людина не завжди розумна у своїх вчинках. Її активна господарська діяльність призвела до значного забруднення довкілля шкідливими для всього живого речовинами, знищення або спотворення лісів, степів, водойм. Ми маємо вивчати біологію, щоб навчитися гармонійно поєднувати інтереси людини із законами розвитку природи....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 179 180 181 182 183 184 185 186 187 ... 343
Назад

Навігація