Войти
Закрыть

Клетка и её исследование

9 Клас

В своей книге Micrographia («Микрография»), которая была опубликована в сентябре 1665 г., английский 28-летний учёный Роберт Гук (16351703) описал срез коры дуба, состоящей из ячеек, напоминающих ему кельи монахов. Учёный назвал эти ячейки клетками (от англ. cell - келья, ячейка). Он иллюстрировал клетки бузины, укропа, моркови, изобразил глаза блохи, мухи и комара. Эти исследования Роберта Гука стали основой науки о клетке, которую назвали цитологией. СОДЕРЖАНИЕ С помощью каких методов исследуют клетку? Со времени открытия клетки микроскопия остаётся одним из важнейших методов исследования в цитологии. Используется световая (оптическая) микроскопия, что позволяет наблюдать за живыми и мёртвыми клетками. Благодаря серии линз, сквозь которые проходит свет, световой микроскоп обеспечивает оптическое увеличение объектов максимум в 1 000 раз. Однако в световой микроскоп видно и меньшие объекты, если они сами излучают свет. Этот факт используется в флуоресцентной микроскопии, для которой к клеточным структурам присоединяют флуоресцентные белки или антитела с флуоресцентными метками. А в 2006 г. немецкие учёные Ш. Хель и М. Босси сконструировали оптический микроскоп под названием «наноскоп», в который можно наблюдать объекты размером около 10 нм и получать высококачественные трёхмерные изображения. В ХХ в. была изобретена электронная микроскопия (Э. Руска, М. Кноль, 1931), что позволило изучать ультраструктуры клеток. Различают два основных типа электронной микроскопии: сканирующую и трансмиссионную. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) используется для изучения поверхности объекта. Образцы чаще всего покрывают тонкой пленкой золота. Трансмиссионная электронная микроскопия (ТЭМ) используется для изучения внутреннего строения клетки. Пучок электронов пропускается через объект, который обрабатывают соединениями тяжёлых металлов для увеличения его плотности (ил. 24)....
0 Переглянути

Обобщение темы 1. Химический состав клетки и биологические молекулы

9 Клас

ЕДИНСТВО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА - основной признак живого на молекулярном уровне. В состав всех живых организмов входят те же химические элементы, что имеются и в неживой материи. Однако их соотношение в живом и неживом различно. Кроме того, все живые организмы состоят из биомолекул, которых нет в неживой природе. Это белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты и АТФ (табл. 1)....
0 Переглянути

Молекулярный уровень организации жизни

9 Клас

Энергия (от греч. энергос - деятельный) - это физическая величина, общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Понятие энергии объединяет все явления природы в одно целое. Оно связано со способностью физического тела или системы выполнять определённую работу. При этом тело или система частично теряет энергию. СОДЕРЖАНИЕ Как обеспечиваются единство и постоянство химического состава клетки? МОЛЕКУЛЯРНЫЙ УРОВЕНЬ ЖИЗНИ - это уровень организации, свойства которого определяются химическими элементами и молекулами и их участием в процессах преобразования энергии, веществ и информации. Для поддержания упорядоченности химического состава в изменяющихся условиях существования клеткам необходимо непрерывное пополнение энергии извне. Источником этой энергии является свет для клеток автотрофов или химическая энергия органических соединений для клеток гетеротрофов. Первый закон термодинамики указывает на то, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, она лишь переходит из одной формы в другую. Например, в растительных клетках световая энергия превращается в химическую энергию связей глюкозы, в клетках животных химическая энергия углеводов превращается в механическую энергию движения. Во время преобразования энергии в клетках какая-то её часть утрачивается в виде теплоты. Все эти преобразования энергии составляют её энергетический обмен. Во время энергетического обмена энергия используется для превращения веществ: синтеза сложных молекул из простых, образования особых энергетических соединений с макроэргическими связями и т. п. Благодаря энергии клетка осуществляет и преобразования информации: воспринимает сенсорную информацию извне, подаёт информативные сигналы для других клеток, передаёт наследственную информацию следующему поколению клеток. Эти примеры свидетельствуют о том, что преобразования энергии происходят одновременно с преобразованиями веществ и информации. Итак, единство и постоянство составляющих молекулярного уровня обеспечивается триединым потоком энергии, веществ и информации. Как строение АТФ связано с её функциями? Аденозинтрифосфатная кислота (АТФ) - органическое соединение, являющееся универсальным химическим аккумулятором энергии в клетке. Молекула АТФ является нуклеотидом, состоящим из аденина, рибозы и трёх остатков ортофосфатной кислоты. При гидролитическом отщеплении фосфатной группы от АТФ высвобождается около 40 кДж энергии и образуется АДФ...
0 Переглянути

Нуклеиновые кислоты

9 Клас

25 апреля 1953 г. считается днём рождения молекулярной биологии, поскольку в этот день в журнале Nature была опубликована статья Джеймса Уотсона и Фрэнсиса Крика с описанием созданной модели пространственной структуры ДНК. Одно из величайших открытий человечества было сделано так, что невозможно определить, какой науке это открытие принадлежит, - так тесно переплелись в нём химия, физика и биология. СОДЕРЖАНИЕ Каковы особенности нуклеиновых кислот? В живом организме есть химические соединения, предназначенные для сохранения наследственной информации. Это дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК). Они не только сохраняют информацию внутри организма, но и передают её следующему поколению. В клетках организма есть и соединения, которые эту информацию реализуют в определённые белки. Это рибонуклеиновые кислоты (РНК). Нуклеиновые кислоты были открыты швейцарским химиком Ф. Мишером в составе ядер лейкоцитов в 1869 г., откуда и происходит их название (от лат. nucleus - ядро). Это наиболее высокомолекулярные вещества в клетке, их масса достигает нескольких миллионов. Позже химики установили, что нуклеиновые кислоты имеют вид неразветвлённой цепи, образованной из нуклеотидов....
0 Переглянути

Белки, их организация и функции

9 Клас

БЕЛКИ - это высокомолекулярные биополимерные органические соединения, мономерами которых являются аминокислоты. Особенностью современных исследований белков является определение белкового состава организмов; этим занимается такая наука, как протеомика. Белки являются биополимерами из 20 различных мономеров - природных основных аминокислот, соединённых в макромолекулах в специфических количестве и последовательности. Порядок расположения аминокислот в молекуле белка определяется геном. Аминокислоты - это малые биомолекулы, в состав которых входят амино- и карбоксильная группы. Кроме того, они содержат характеристическую (радикал-R) группу, которая у разных аминокислот различна (ил. 14). При взаимодействии NН2-группы одной аминокислоты с СООН-группой другой образуются пептидные связи, определяющие прочность белковых молекул (ил. 15). По биологическим особенностям аминокислоты делятся на заменимые (например, аланин, аспарагин) и незаменимые (аргинин, валин). Первые синтезируются в организме человека и животных, а другие не синтезируются и попадают в него только с пищевыми продуктами. Для нормальной жизнедеятельности организм нуждается в полном наборе из 20 основных аминокислот. По химическому составу белки делят на простые (протеины) и сложные (протеиды). Простые белки состоят только из аминокислотных остатков, а сложные содержат ещё и небелковые компоненты (атомы железа в гемоглобине, цинка - в инсулине, магния - в хлорофилле, молекулы липидов - в липопротеидах, углеводов - в гликопротеидах, нуклеиновых кислот - в нуклеопротеидах)....
0 Переглянути

Липиды: свойства и биологическая роль

9 Клас

В современной биологии успешно развиваются такие отрасли науки, как геномика и протеомика. Они изучают, соответственно, генный и белковый состав различных типов клеток. В последнее время существенно возрос научный интерес к липидам: их исследуют не только биохимики, но и физиологи, вирусологи, иммунологи. Вследствие возник новый раздел биохимии - липидомика, изучающая липидный состав клеток. Каково же биологическое значение липидов, входящих в набор основных «молекул жизни»? СОДЕРЖАНИЕ Какие свойства липидов определяют их значение? Липиды (от греч. липосом - жир) - это разнообразная по химическому составу группа органических веществ живого. Молекулы липидов могут содержать остатки спиртов, жирных кислот, серной кислоты, углеводов, белков и др. Свойства многих липидов в значительной степени определяются жирными кислотами. Жирные кислоты - это группа малых молекул, которые по химической природе являются одноосновными карбоновыми кислотами. Общая формуле жирных кислот - СН3(СН2)nСООН. Их молекулы имеют две различные части: длинную углеродную цепь и карбоксильную группу (ил. 11). Гидрофобная цепь жирных кислот малоактивна, с водой не взаимодействует, и поэтому вся их химическая активность обусловлена гидрофильной карбоксильной группой. Благодаря таким особенностям жирные кислоты и их производные в воде образуют поверхностные пленки, капли, небольшие шарообразные мицеллы и др. (ил. 12). Эти комплексы имеют огромное значение для организмов, поскольку участвуют в построении клеточных мембран, образуют запасающие включения, обеспечивают усвоение жирорастворимых витаминов, способствуют пищеварению жиров и т. п. На сегодня известно более 800 природных жирных кислот, однако широкое распространение в живой природе получили около 20. Наиболее известны пальмитиновая - СН3(СН2)14СООН (см. ил. 11), стеариновая - СН3(СН2)16СООН, олеиновая - СН3(СН2)7СН=СН (СН2)7СООН и др. Они могут быть насыщенными (не имеющими двойных связей) и ненасыщенными (с двойными связями)....
0 Переглянути

Углеводы: свойства и роль

9 Клас

Углеводы являются неотъемлемой химической составляющей частью клеток всех без исключения организмов планеты Земля. Но особенно много этих соединений содержится в растительных клетках - около 80 %, в то время, как в животных клетках - всего около 2 %. По вашему мнению, почему? СОДЕРЖАНИЕ Каковы свойства углеводов? Первые исследованные углеводы имели сладкий вкус, поэтому их ещё часто называют сахаридами, или сахарами. Это важный компонент организмов, источник их энергии и строительный материал. В живой природе углеводы являются самыми распространёнными по массе органическими соединениями. Их общая формула - Cn(Н2О)m, откуда и исходное название углеводов (углерод и вода). Некоторые углеводы могут также содержать азот (например, хитин), серу (например, пектины), фосфор и др. Образуются углеводы в клетках автотрофных организмов (растений, цианобактерий, железобактерий) из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и хемосинтеза. Гетеротрофные организмы (животные, грибы) образуют углеводы из готовых органических веществ, поступающих с пищей. В живых клетках из углеводов синтезируются аминокислоты, жирные кислоты, витамины. Углеводы могут превращаться в липиды. Следовательно, без преувеличения, углеводы называют основой жизни. Всем известны такие углеводы, как глюкоза и сахароза (ил. 9). Для них характерны растворимость, способность к кристаллизации и сладкий вкус. Но с увеличением молекулярной массы углеводов эти свойства ослабляются и исчезают, например у крахмала....
0 Переглянути

Органические молекулы живого. Биополимеры

9 Клас

В ноябре 2014 г. на комету Чурюмова - Герасименко (её открыл в 1969 г. украинский учёный Клим Чурюмов в результате изучения фотопластинок, снятых Светланой Герасименко) с космического аппарата «Розетта» впервые совершил посадку модуль «Филы». Он взял образцы почвы, в которых было обнаружено шестнадцать органических соединений, из которых четыре были замечены на кометах впервые. Это ацетамид CH3CONH2, ацетон (CH3)2CO, метилизоцианат CH3NCO и пропиональдегид CH3CH2CHO. Эти соединения, согласно гипотезе учёных, могли быть исходными соединениями для возникновения биомолекул. Что такое биомолекулы? СОДЕРЖАНИЕ Каковы основные особенности биомолекул? ОРГАНИЧЕСКИЕ МОЛЕКУЛЫ ЖИВОГО, или БИОМОЛЕКУЛЫ, - это вещества, которые имеют скелеты из ковалентно связанных атомов углерода и синтезируются клетками организмов. Биомолекулы относятся к органическим соединениям. Их изучают биохимия и молекулярная биология. Содержание биомолекул в клетках составляет около 30 %. Основная причина их разнообразия - свойства углерода, среди которых выделяют способность атомов соединяться между собой с образованием карбоновых скелетов. Благодаря ковалентным связям биомолекулы достаточно прочны, устойчивы к нагреванию, действию света, воздействию агрессивной химической среды. Карбоновый каркас подвижен, и поэтому цепи способны изгибаться, сворачиваться, могут быть открытыми (линейная форма) и замыкаться в кольца (циклическая форма). Биомолекулам свойственны прочные ковалентные (например, дис ульфидная, пептидная) и слабые нековалентные (например, водородная, ионная) химические связи. Эти связи определяют существование биомолекул и их кратковременное взаимодействие между собой....
0 Переглянути

Вода и её свойства

9 Клас

Антуан де Сент-Экзюпери (1900-1944) - французский писатель и авиатор. Выдающимся художественным произведением художника (его Magnum opus) является сказка «Маленький принц», в которой есть известные всем строки: «<У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются не зная, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты - сама жизнь». ВОДА - неорганическое вещество, молекулы которого состоят из двух атомов водорода и одного атома кислорода (ил. 4). Содержание воды неодинаково в разных клетках и разных организмах. Больше всего воды содержится в теле медуз (95-98 %), меньше её у насекомых (40-50 %) и лишайниках (5-7 %). Количественно вода занимает первое место среди химических соединений любой клетки. Какие же биологические функции выполняет это самое важное на Земле вещество? • Вода — универсальный растворитель для многих соединений и обеспечивает протекание химических реакций, клеточное транспортирование. По растворимости в воде все соединения делятся на гидрофильные и гидрофобные. Гидрофильные (от греч. гидро - вода и филиа - любовь) соединения - это полярные вещества, которые хорошо растворяются в воде. Они содержат частично заряжённые группы или частицы, способные взаимодействовать с молекулами воды. Это растворимые кристаллические соли, моносахариды, некоторые аминокислоты, нуклеиновые кислоты, витамин С и др. Гидрофобные (от греч. гидро - вода и фобос - страх) вещества - неполярные вещества, нерастворимые в воде. Это нерастворимые минеральные соли, липиды, полисахариды, некоторые белки....
0 Переглянути

Химический состав клетки. Неорганические соединения

9 Клас

«Птицы и звери, камни и звёзды - все мы одно... - шипел Змей, раскачиваясь между детьми. - Дети и змеи, звезды и камни - все мы одно...» - писала английская писательница Памела Линдон Трэверс (1899-1996) в своей детской книге «Мэри Поппинс» (Глава 10. Полнолуние), которая вышла ещё в 1934 г. Как вы думаете, о чём говорится в этом отрывке? СОДЕРЖАНИЕ Каков химический состав клетки? ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ - совокупность химических элементов и химических веществ, содержащихся в клетке и обеспечивающих её жизнедеятельность или организма в целом. Условно химический состав клетки можно изучать на элементном и молекулярном уровнях. Наука, изучающая химический состав живого, значение и превращение его компонентов, называется биохимией. Элементный состав определяется химическими элементами, участвующими в жизнедеятельности клетки. Их называют биоэлементами. Эти элементы есть и в неживой природе, но в клетках их соотношение весьма устойчиво. Биоэлементы в зависимости от количественного состава делят на органогены, макро- и микроэлементы....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 193 194 195 196 197 198 199 200 201 ... 343
Назад

Навігація