2. Biologia10_2

1.

Клетка как единица живого.
Неорганические соединения
клетки. Углеводы и липиды

2.

Клетка – это ограниченные мембраной и способные к самовоспроизведению
структуры, которым присущи все признаки живого
Прокариотические клетки – это клетки, которые не
имеют настоящего ядра или мембраносвязанных
органелл
Эукариотическая клетка — клетка, имеющая ядро, покрытое
цитоплазмой и защищенное мембраной, которая составляет
клеточную оболочку.

3.

Клетка – это ограниченные мембраной и способные к самовоспроизведению
структуры, которым присущи все признаки живого
Прокариотические клетки – это клетки, которые не
имеют настоящего ядра или мембраносвязанных
органелл
Эукариотическая клетка — клетка, имеющая ядро, покрытое
цитоплазмой и защищенное мембраной, которая составляет
клеточную оболочку.

4.

Основные положения клеточной теории
1839 г.
1.Клетка — наименьшая (элементарная) единица строения,
функционирования и развития живых организмов, способная к
самовоспроизведению.
2.Клетки всех живых организмов сходны по составу,
строению и процессам жизнедеятельности.
3.Клетки образуются путём деления исходной материнской
клетки.
4.В многоклеточных организмах клетки специализированы по
выполняемым функциям и образуют ткани, из которых
состоят органы и системы органов.
Маттиас Шлейден
и Теодор Шванн

5.

1859 г. — принцип Рудольфа
Вирхова: «каждая клетка — из
клетки».
Вирхов считал, что рак вызывается хроническим раздражением
в тканях (т.н. теория раздражения или ирритационная теория
происхождения опухолей). Согласно данной теории, причиной
многих опухолей является влияние на ткань физических и
химических раздражителей (травм, ионизирующей радиации,
химических веществ органического и неорганического
происхождения и пр.)
Создание клеточной теории сыграло важную роль в
развитии таких биологических наук, как цитология,
биохимия, генетика, эмбриология.

6. 1. Химические элементы клетки

Из известных в настоящее время
более 115 элементов
около 80 обнаружено в составе клетки.
К макроэлементам относят элементы,
содержание которых превышает 0,001 %
от массы тела. 98 % массы любого
организма составляют органогены:
кислород, углерод, водород и азот
К микроэлементам относятся те
элементы, на долю которых приходится
от 0,000001 % до 0,001 %: бор (B),
никель (Ni), кобальт (Co), медь (Cu),
молибден (Mo), цинк (Zn) и др.

7.

8.

9.

Количество химического
элемента не определяет его
значение для организма.
Например, йод относится к
микроэлементам, но он
входит в состав гормонов
щитовидной железы,
которые регулируют обмен
веществ в организме
человека

10.

Организмы, избирательно
накапливающие
микроэлементы
Некоторые живые организмы могут быть
индикаторами химических условий среды
благодаря тому, что они избирательно
накапливают в органах и тканях
определенные химические элементы
Животные, накапливающие в теле некоторые
химические элементы: лучевики (кальций и стронций),
корненожки (барий и кальций), асцидии (ванадий)
Растения, накапливающие в теле некоторые
химические элементы: водоросль (йод),
лютик (литий), ряска (радий)

11. 2. Неорганические и органические соединения Элементы в виде атомов образуют молекулы неорганических и органических соединений

2. Неорганические и органические соединения
Элементы в виде атомов образуют
молекулы неорганических и органических соединений клетки
К неорганическим соединениям относятся вода и минеральные соли
К органическим веществам относятся соединения углерода, содержащие также
атомы водорода, кислорода, азота, фосфора. Органические
соединения характерны только для живых организмов, в то время как
неорганические существуют и в неживой природе

12.

3. Вода и её роль в жизнедеятельности клетки
Вода (H2O) — важнейшее неорганическое вещество клетки
3.1 Структура молекулы воды
Особые свойства воды связаны со строением её молекулы
Молекула полярная, она является диполем.

13. Полярные молекулы воды взаимодействуют между собой с образованием водородных связей, обуславливающих многие

Полярные молекулы воды взаимодействуют между
собой с образованием водородных связей,
обуславливающих многие особенности физических и
химических свойств вещества

14.

15. Свойства воды

Вода — полярный растворитель, в ней растворяются
другие полярные вещества. Такие вещества
называют гидрофильными
Вещества, нерастворимые в воде,
называются гидрофобными.
Важное свойство воды — способность растворять
газообразные вещества (O2, CO2 и др.).
У воды высокая теплоёмкость
Вода имеет высокую теплоту парообразования
У воды также высокая теплопроводность
Вода не сжимается
У воды высокое поверхностное натяжение

16. Функции воды

1. Вода является универсальным растворителем.
2. Вода выполняет в живых организмах транспортную
функцию.
3. Вода участвует в биохимических реакциях,
протекающих в клетке (гидролиз веществ),
является источником кислорода и водорода при
фотолизе в световую фазу фотосинтеза.
4. Вода играет важную роль в
осуществлении теплорегуляции.
5. Вода является составной частью слизей,
образующихся в органах дыхания и пищеварения, а
также секретов некоторых желез и органов:
пищеварительных соков, желчи, слюны, пота, слёз и т.
д

17. 3. Минеральные вещества и их роль в клетке

Для нормальной жизнедеятельности организмов требуются минеральные соли.
В клетке они находятся в твёрдом или в растворённом виде.
Растворённые соли диссоциированы на ионы. Наиболее важными являются
катионы металлов: калия K+, натрия Na+, кальция Ca2+, магния Mg2+, и
анионы: Cl−, H2PO−4, HPO2−4, HCO−3, CO2−3
ионы калия и натрия обеспечивают возбудимость клеток

18. Роль минеральных солей в клетке

Ионы кальция участвуют в регуляции мышечных сокращений, необходимы
для процесса свёртывания крови. Твёрдые соли кальция входят в состав
костной ткани, содержатся в раковинах моллюсков и панцирях
ракообразных.
Ионы магния входят в состав хлорофилла, а ионы железа — в состав
гемоглобина.
Катионы многих металлов (магния, кальция, железа, меди, кобальта,
цинка, марганца и др.) необходимы для синтеза некоторых ферментов,
гормонов и витаминов.
Анионы фосфорной и угольной кислот образуют буферные системы,
поддерживающие на постоянном уровне содержание ионов водорода в
клетке (рН среды). Анионы HPO2−4 и H2PO−4 (фосфатная буферная
система) обеспечивают рН цитоплазмы клеток в пределах 6,9–7,4.
Анионы HCO−3 и CO2−3 (бикарбонатная буферная система) поддерживают
значение рН плазмы крови 7,4.
Минеральные соли, содержащие азот и фосфор, нужны для образования
белков, ДНК, РНК, АТФ и др.
Фосфаты входят в состав костной и зубной ткани. Хлоридионы необходимы для образования соляной кислоты, содержащейся в
желудочном соке, а сульфат ионы — для синтеза некоторых
аминокислот.
Недостаток минеральных солей приводит к нарушению процессов обмена
веществ и негативно сказывается на жизнедеятельности клетки.

19. Роль минеральных солей в клетке

Ионы кальция участвуют в регуляции мышечных сокращений, необходимы
для процесса свёртывания крови. Твёрдые соли кальция входят в состав
костной ткани, содержатся в раковинах моллюсков и панцирях
ракообразных.
Ионы магния входят в состав хлорофилла, а ионы железа — в состав
гемоглобина.
Катионы многих металлов (магния, кальция, железа, меди, кобальта,
цинка, марганца и др.) необходимы для синтеза некоторых ферментов,
гормонов и витаминов.
Анионы фосфорной и угольной кислот образуют буферные системы,
поддерживающие на постоянном уровне содержание ионов водорода в
клетке (рН среды). Анионы HPO2−4 и H2PO−4 (фосфатная буферная
система) обеспечивают рН цитоплазмы клеток в пределах 6,9–7,4.
Анионы HCO−3 и CO2−3 (бикарбонатная буферная система) поддерживают
значение рН плазмы крови 7,4.
Минеральные соли, содержащие азот и фосфор, нужны для образования
белков, ДНК, РНК, АТФ и др.
Фосфаты входят в состав костной и зубной ткани. Хлоридионы необходимы для образования соляной кислоты, содержащейся в
желудочном соке, а сульфат ионы — для синтеза некоторых
аминокислот.
Недостаток минеральных солей приводит к нарушению процессов обмена
веществ и негативно сказывается на жизнедеятельности клетки.

20. 4. Биополимеры состоят из мономеров

В клетках находятся низкомолекулярные соединения:
аминокислоты, моносахариды, нуклеотиды, витамины, а
также высокомолекулярные (полимеры): белки, полисахариды,
нуклеиновые кислоты.
Молекулы этих веществ (макромолекулы) состоят из большого
числа повторяющихся звеньев. Белки, полисахариды и
нуклеиновые кислоты содержатся во всех живых клетках и
выполняют важнейшие функции, обеспечивающие
жизнедеятельность клетки. Поэтому их
называют биополимерами.
Простые вещества, из которых образуются макромолекулы,
называются мономерами. Мономерами нуклеиновых
кислот являются нуклеотиды, белков — аминокислоты, а
макромолекулы полисахаридов состоят из остатков глюкозы.

21. Мономеры биополимеры

22. Состав, свойства и функции углеводов

Молекулы углеводов состоят из атомов трёх элементов —
углерода, водорода и кислорода. Состав большинства углеводов
можно выразить формулой: Cn(H2O)m
Углеводы делят на три
класса: моносахариды, олигосахариды и полисахариды

23.

Моносахариды
Моносахариды — это простейшие углеводы. Углеводами, в
свою очередь, называют органические соединения, которые
состоят из углерода, водорода и кислорода.
По числу атомов углерода
По числу атомов углерода моносахариды делятся
на:
- тетрозы (эритроза, треоза и эритрулоза);
- пентозы (рибоза, дезоксирибоза и арабиноза);
- гексозы (глюкоза, фруктоза и галактоза).

24. моносахариды

Глюкоза является главным источником
энергии в клетках всех живых организмов.
Фруктоза содержится в мёде, ягодах и
фруктах.
Рибоза входит в состав важных химических
соединений — РНК, АТФ, некоторых
ферментов.
Дезоксирибоза — компонент молекул ДНК.
Все моносахариды — это сладкие на вкус
кристаллические вещества, хорошо растворимые
в воде.

25.

Олигосахариды
Олигосахариды содержат в молекулах от двух до
десяти остатков моносахаридов.
Молекулы дисахаридов образуются в
результате соединения двух молекул моносахаридов.
По свойствам они похожи на моносахариды: хорошо
растворяются в воде, сладкие на вкус.
Сахароза состоит из остатков глюкозы и фруктозы. В
растениях это вещество является растворимым
запасным углеводом, а также продуктом фотосинтеза,
который транспортируется от листьев к другим
органам. Знакома всем как сахар (свекловичный или
тростниковый).
Лактоза (молочный сахар) образована молекулами
глюкозы и галактозы. Содержится в молоке.
Мальтоза (солодовый сахар) состоит из
глюкозы. Образуется из крахмала при прорастании семян,
является источником энергии для процесса прорастания.

26.

Полисахариды
Молекулы полисахаридов состоят из большого числа
остатков моносахаридов. Эти вещества не имеют вкуса и
не растворяются в воде.
Крахмал — запасной углевод растений. Его
молекулы образованы остатками глюкозы, соединёнными в
линейные или разветвлённые цепи.
Целлюлоза входит в состав клеточных стенок грибов и
растений и придаёт им прочность. Молекулы целлюлозы
тоже образованы остатками глюкозы, но они намного
длиннее молекул крахмала. Целлюлоза не растворяется в
воде и других растворителях.
Гликоген похож по строению на крахмал. Это запасной
углевод у животных.
Хитин похож по строению на целлюлозу, но отличается
наличием в его молекулах атомов азота.

27. Функции углеводов

1. Энергетическая функция углеводов заключается в том, что под влиянием
ферментов происходит их расщеплении и окисление с выделением энергии. Важно,
что углеводы могут расщепляться как в присутствии кислорода, так и без него.
Продуктами полного окисления этих веществ являются углекислый газ и вода.
2. Запасающая функция проявляется в накоплении излишков углеводов в клетках: у
растений — крахмала, у животных и грибов — гликогена. При необходимости
запасные углеводы расщепляются до глюкозы и используются клеткой для
получения энергии.
3. Строительная функция заключается в том, что углеводы служат
строительным материалом: целлюлоза входит в состав клеточных стенок
растений, а хитин образует клеточные стенки грибов и кутикулу членистоногих.
Эти же углеводы выполняют защитную функцию.
4. Сигнальная (рецепторная) функция состоит в том, что гликопротеины
(комплексные соединения углеводов и белков), расположенные на поверхности клетки,
воспринимают и передают в клетку сигналы из внешней среды.

28. Липиды

Липиды — обширная группа жироподобных
веществ (сложных эфиров жирных кислот
и трёхатомного спирта глицерина),
нерастворимых в воде. К липидам
относят жиры, воски, фосфолипиды
и стероиды (липиды, не содержащие
жирных кислот).
● Липиды состоят из атомов водорода,
кислорода и углерода.

29. Функции липидов

Запасающая — жиры являются основной формой запасания липидов в клетке.
Энергетическая — половина энергии, потребляемой клетками позвоночных
животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров (при
окислении они дают более чем в два раза больше энергии по сравнению с
углеводами).
Жиры используются и как источник воды (при окислении 1 г жира образуется
более 1 г воды).
Защитная — подкожный жировой слой защищает организм от механических
повреждений.
Структурная — фосфолипиды входят в состав клеточных мембран.
Теплоизоляционная — подкожный жир помогает сохранить тепло.
Электроизоляционная — миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют
оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз
ускоряет передачу нервных импульсов.
Гормональная (регуляторная) — гормон надпочечников (кортизон) и половые
гормоны (прогестерон и тестостерон) являются стероидами.
Смазывающая — воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от
воды. Восковым налётом покрыты листья многих растений, воск используется
при строительстве пчелиных сот.