2.Строение и функции неорганических веществ клетки.
Вода составляет около 65% ее массы: в молодых быстрорастущих клетка до 95%, в старых около 60%. Роль воды в клетках очень велика, она является средой и растворителем, участвует в большинстве химический реакций, перемещения веществ, терморегуляция, образование клеточных структур определяет объем и упругость клетки. Большинство
веществ поступает в организм и выводиться из него в водном растворе. Гидрофобные вещества простые улеводы, спирты, щелочи, витамины В,С.
Гидрофильные (от греч. "филео" – любить, имеющие положительное сродство к воде). Эти вещества имеют полярную молекулу, включающую электроотрицательные атомы (кислород, азот, фосфор и др.). В результате отдельные атомы таких молекул также обретают частичные заряды и образуют водородные связи с молекулами воды. Примеры: сахара, аминокислоты, органические кислоты.
Содержание минеральных веществ в клетках незначительно, но роль их велика: они поддерживают осматическое равновесие. Регулирует различные биохимический физиологический процессы, например: ионы, натрия, калия, нужны для оброзования нервных импульсов, ионы кальция, нужны для свертывания крови. Минеральные соли, входящие в состав клетки, могут быть растворимыми и нерастворимыми. Растворимые минеральные соли кальция, калия и магния обеспечивают функцию раздражимости. Нерастворимые минеральные соли входят в состав межклеточной жидкости костной ткани, простейших, раковин моллюсков, скелета губок.
3.Строение и функции органических веществ клетки.
Органические вещества составляют 20-30% состава клетки:
Белки, углеводы, липиды, жиры, нуклеиновые кислоты, АТФ.
Могут быть простыми ( аминокислоты, нуклеиновые кислоты, липиды) Наиболее важное значение имеют белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.
Из всех органических веществ в клетке ведущая роль принадлежит белкам. На долю белков приходится 50-80% сухой массы. Молекула белка представляет собой цепь из нескольких десятков или сотен аминокислот, поэтому она имеет огромные размеры и называется макромолекулой (гетерополимером).
Белки- это основные и наиболее сложные вещества любой клетки.По размерам белковая молекула в сотни тысяч раз превосходит молекулы неорганических соединений. Входя в состав мембраны .
Функция белков:
Строительная – основа всех биологических мембран, всех органоидов клетки
Транспортная – гемоглобин переносит кислород из легких клеткам других тканей
3ащитная –иммуноглобулины- способствуют отторжению органоидов и тканей
Регуляторная – регулирует различные физиологические процессы(инсулин)
Энергетическая
Ферментативная все ферменты ускорительные, это биологические катализаторы
Структура белковой молекулы
Первичная структура — полипептидная цепь из аминокислот, связанных в определенной последовательности прочными пептидными связями (возникающими между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой). В результате образуется длинная полипептидная цепь.
Вторичная структура — полипептидная цепь, закрученная в виде спирали. В ней между пептидными связями соседних витков возникают малопрочные водородные связи.
Третичная структура — представляет собой причудливую, но для каждого белка специфическую конфигурацию — глобулу (клубок), в которой переплетаются участки белковой цепи.
Четвертичная структура — типична не для всех белков. Она возникает при соединении нескольких макромолекул, образующих агрегаты. Например, гемоглобин крови представляет агрегат из четырех макромолекул белка.
Такая сложность структуры белковых молекул связана с разнообразием функций, свойственных этим биополимерам.
Нарушение структуры белка называется денатурацией. Она возникает под воздействием высокой температуры, лучистой энергии, химических веществ и других факторов и может быть частично обратимой.
Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода. Простые и сложные.
Простые-это моносохариды(глюкоза, фруктоза, дизоксирибоза) Моносахариды, Это соединения, в основе которых лежит не-разветвленная углеродная цепочка, в которой при одном из атомов углерода находится карбонильная группа (С=0), а при всех остальных — по одной гидроксильной группе. Моносахариды хорошо растворяются в воде, они сладкие на вкус.
Дисохориды ( сарахоза, лактоза, мальтоза) Олигосахариды. При гидролизе олигосахариды образуют несколько молекул простых Сахаров. По своим свойствам дисахариды близки к моносахаридам. Они хорошо растворяются в воде и имеют сладкий вкус.
Полисохариды-это муреин, хитин, целлюлоза, гликоген, крахмал Это высокомолекулярные биополимеры, состоящие из большого числа мономеров — простых Сахаров и их производных. Целлюлоза — линейный полисахарид, состоящий из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных между собой водородными связями. Крахмал (у растений) и гликоген (у животных, человека и грибов) являются основными запасными полисахаридами по ряду причин: будучи нерастворимыми в воде, они не оказывают на клетку ни осмотического, ни химического влияния, что важно при длительном нахождении их в живой клетке.
Функция углевода:
входит в состав ДНК, рибоза в состав РНК и АТФ
энергетическая
резервная или запасающая(крахмал и гликоген)
структурная(целлюлоза, в состав клеточной стенки растений, хитин-в состав клеточной стенки грибов , муреин входит в состав клеточной стенки бактерий)
защитная
Липиды- это обширная группа жиров, и жироподобных веществ, нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях (эфир, бензин)
В химическом отношении большинство липидов представляет собой сложные эфиры высших карбоновых кислот и ряда спиртов. Наиболее известны среди них жиры. Каждая молекула жира образована молекулой трехатомного спирта глицерола и присоединенными к ней эфирными связями трех молекул высших карбоновых кислот.
Липиды входят в состав клеток печени и подкожно-жировой клетчатке
Функции
1)Энергетическая . При окислении жиров высвобождается большое количество энергии, которая идет на образование АТФ. В форме липидов хранится значительная часть энергетических запасов организма, которые расходуются при недостатке питательных веществ.
2) Резервная(запасающая): запасаются у животных в подкожно-жировой клетчатке
3) Структурная(строительная)
- входит в состав клеточных мембран(фосфолипиды)
- уменьшают удельный вес
-специальная жировая ткань- бурый жир у млекопитающих, впадающих в спячку и рудных детей играют роль “биологического обогревателя”
4) защитная- плохо переводит тепло, служит для теплоизоляции организмов. жировой слой защищает организм животных и его отдельные органы от механических повреждений.
5) регуляторная(гормональная)-многие липиды являются гормонами: половые.
6) источник метаболической воды.
7) Смазывающая и водоотталкивающая. Воск покрывает кожу, шерсть, перья, делает их более эластичными и предохраняет от влаги. Восковой налет имеют листья и плоды многих растений.
Нуклеиновые кислоты- это не регулярные полимеры мономерами которых являются нуклеотиды. Нуклеиновые кислоты — это высокомолекулярные органические соединения, имеющие первостепенное биологическое значение. Впервые они были обнаружены в ядре (в конце XIX в.), отсюда и получили название («нуклеус» — ядро). Нуклеиновые кислоты хранят и передают наследственную информацию и определяют синтез белка.
Существует два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Основное место нахождения ДНК — ядро клетки. ДНК обнаружена также в некоторых органоидах (пластиды, митохондрии, центриоли). РНК встречается в ядрышках, в рибосомах и цитоплазме клеток.
Дезоксирибонуклеиновая кислота
Молекула ДНК имеет сложное строение. Она состоит из двух спирально закрученных нитей. Ее мономерами служат нуклеотиды. Каждый нуклеотид — химическое соединение, состоящее их трех веществ: азотистого основания, пятиатомного сахара дезоксирибозы и остатка фосфорной кислоты.
Фосфорная кислота и углевод (дезоксирибоза) у всех нуклеотидов одинаковы, а азотистые основания бывают четырех типов: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Они и определяют название соответствующих нуклеотидов: адениловый (А), гуаниловый (Г), тимидиловый (Т) и цитидиловый (Ц).
Каждая цепь ДНК представляет полинуклеотид, состоящий из нескольких десятков тысяч нуклеотидов.
Азотистые основания в молекуле ДНК соединены между собой неодинаковым количеством водородных связей. Аденин-тимин образуют две водородные связи, гуанин-цитозин соединяются тремя водородными связями.
Рибонуклеиновая кислота
Рибонуклеиновая кислота — РНК — полимер, по структуре сходный с одной цепочкой ДНК, но значительно меньших размеров. Мономерами РНК являются нуклеотиды» состоящие из фосфорной кислоты углевода (рибозы) и азотистого основания. Три азотистых основания РНК — аденин, гуанин и цитозин — соответствуют таковым ДНК, а вместо тимина в РНК присутствует урацил. Образование биополимера РНК происходит через ковалентные связи между рибозой и фосфорной кислотой соседних нуклеотидов.
Известны три вида РНК: информационная РНК (и-РНК) передает информацию о структуре белка с молекулы ДНК, транспортная РНК (т-РНК) транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка и рибосомная РНК (р-РНК) — содержится в рибосомах, участвует в поддержании структуры рибосомы.