Органические и неорганические вещества, входящие в состав клетки. Нуклеиновые кислоты и их роль

1. Органические и неорганические вещества входящие в состав клетки.Нуклеиновые кислоты и их роль в клетки презентация

Подготовил Мухин Максим
Студент группы АТ-155

2. Органические вещества, входящие в состав клетки.

Органические соединения составляют в среднем 2030% массы клетки живого организма. К ним
относятся биологические полимеры — белки,
нуклеиновые кислоты и углеводы, а также жиры и
ряд небольших молекул - гормонов, пигментов, АТФ
и многие другие. В различные типы клеток входит
неодинаковое количество органических соединений.
В растительных клетках преобладают сложные
углеводы — полисахариды; в животных — больше
белков и жиров.

3.

4.

Познакомимся с некоторыми органическими веществами
клетки. Углеводы – органические вещества, в состав которых входят
углерод, водород и кислород. В молекулах углеводов соотношение между
числом атомов углерода, водорода и кислорода составляет 1 : 2 : 1.
Различают простые углеводы – моносахариды и сложные – п 1000
олисахариды.
Моносахариды – бесцветные твердые кристаллические вещества, хорошо
растворимые в воде, обычно сладкие на вкус. К моносахари-дам относят
глюкозу, фруктозу, ри-бозу, дезоксирибозу и др. Глюкозы и фруктозы много
в меде, фруктах. Сахар, который мы едим, состоит из остатков молекул
глюкозы и фруктозы. Рибоза и дезоксирибоза входят в состав нуклеиновых
кислот. Сложные и крупные молекулы полисахаридов (крахмал, целлюлоза,
гликоген) состоят из множества соединенных между собой остатков
молекул моносахаридов. Такие полисахариды, как крахмал, целлюлоза,
гликоген, состоят из соединенных молекул глюкозы, число которых
непостоянно и может колебаться от сотен тысяч до миллионов. Поэтому
общая формула крахмала, гликогена и целлюлозы выглядит так: (C6H10O5)n.

5.

Другой тип молекул, входящих в состав клетки, – липиды (от
греч. lipos – жир). Молекулы жиров образованы остатками
трехатомного спирта (глицерина) и остатками молекул
жирных кислот. Главное свойство липидов – гидрофобность.
Животный крахмал – гликоген накапливается в клетках
печени и мышц. Когда организму требуется энергия,
молекулы гликогена расщепляются на легко растворимые
молекулы глюкозы, которые доставляются кровью к
различным клеткам организма животного.
Запасы жира содержатся в клетках жировой клетчатки птиц и
млекопитающих, семян некоторых растений. У хордовых
животных запасы жира откладываются под кожей и служат
для защиты организма от переохлаждения и механических
повреждений. Так, китов, моржей, тюленей, пингвинов
защищают от переохлаждения мощные жировые отложения. У
кита, например, слой подкожного жира достигает 1 м.

6.

Одна из важнейших функций углеводов и липидов –
энергетическая. Заключенная в этих веществах энергия
освобождается при разрыве химических связей в
процессе расщепления молекул. Молекулы углеводов и
жиров окисляются в клет e0f ках до углекислого газа и
воды, а освобождающаяся при этом энергия
используется на процессы жизнедеятельности. Так, при
окислении 1 г углеводов освобождается 17,6 кДж
энергии, а при окислении 1 г жиров – в два раза больше.
Углеводы и липиды выполняют также структурную
функцию. Они входят в состав различных частей и
органоидов клетки. Так, из целлюлозы строятся
клеточные стенки растений. В древесине содержится от
40 до 60% целлюлозы. Липиды – обязательный
компонент клеточной мембраны.

7. Неорганические вещества и их роль в клетке

Вода. Из неорганических веществ, входящих в состав клетки, важнейшим является вода.
Количество ее составляет от 60 до 95% общей массы клетки. Вода играет важнейшую роль
в жизни клеток и живых организмов в целом. Помимо того что она входит в их состав, для
многих организмов это еще и среда обитания.
Роль воды в клетке определяется ее уникальными химическими и физическими
свойствами, связанными главным образом с малыми размерами молекул, с полярностью ее
молекул и с их способностью образовывать друг с другом водородные связи.
Вода—универсальный растворитель для полярных веществ, например солей, Сахаров,
спиртов, кислот и др. Вещества, хорошо растворимые в воде,
называются гидрофильными.Когда вещество переходит в раствор, его молекулы или ионы
получают возможность двигаться более свободно; соответственно возрастает реакционная
способность вещества. Именно по этой причине большая часть химических реакций в
клетке протекает в водных растворах. Ее молекулы участвуют во многих химических
реакциях, например при образовании или гидролизе полимеров. В
процессе фотосинтеза вода является донором электронов, источником ионов водорода и
свободного кислорода.
Неполярные вещества вода не растворяет и не смешивается с ними, поскольку не может
образовывать с ними водородные связи. Нерастворимые в воде вещества
называютсягидрофобными. Гидрофобные молекулы или их части отталкиваются водой, а в
ее присутствии притягиваются друг к другу. Такие взаимодействия играют важную роль в
обеспечении стабильности мембран, а также многих белковых молекул, нуклеинов вых
кислот и ряда субклеточных структур.

8.

Для воды характерно исключительно высокое поверхностное
натяжение. Это свойство имеет очень важное значение для
адсорбционных процессов, для передвижения растворов по тканям
(кровообращение, восходящий и нисходящий токи в растениях).
Многим мелким организмам поверхностное натяжение позволяет
удерживаться на воде или скользить по ее поверхности.
Вода обеспечивает передвижение веществ в клетке и организме,
поглощение веществ и выведение продуктов метаболизма.
У растений вода определяет тургор клеток, а у некоторых животных
выполняет опорные функции, являясь
гидростатическим скелетом (круглые и
кольчатые черви, иглокожие).
Вода — составная часть смазывающих жидкостей (синовиальной
— в суставах позвоночных,плевральной— в плевральной полости,
перикардиальной — в околосердечной сумке) ислизей (облегчают
передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на
слизистых оболочках дыхательных путей). Она входит в состав
слюны, желчи, слез, спермы и др.

9. Нуклеиновые кислоты и их роль в клетке

Нуклеиновые кислоты являются биополимерами, состоящими из мономеров —
нуклеотидов.
Каждый нуклеотид состоит из фосфатной группы, пятиуглеродного сахара (пентозы) и
азотистого основания .
Остаток фосфорной кислоты, связанный с пятым атомом С в пентозе, может соединяться
ковалентной связью с гидроксильной группой возле третьего атома С другого нуклеотида.
Обратите внимание: концы цепочки нуклеотидов, связанных в нуклеиновую кислоту,
разные.
На одном конце расположен связанный с пятым атомом пентозы фосфат, и этот конец
называется 5'-концом (читается «пять- штрих»). На другом конце остается не связанная с
фосфатом ОН- группа около третьего атома пентозы (З'-конец). Благодаря реакции
полимеризации нуклеотидов образуются нуклеиновые кислоты .
В зависимости от вида пентозы различают два типа нуклеиновых кислот —
дезоксирибонуклеиновые (сокращенно ДНК) и рибонуклеиновые (РНК). Название кислот
обусловлено тем, что молекула ДНК содержит дезоксирибозу, а молекула РНК — рибозу.

10.

11.

В природе существует два вида нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновые (ДНК) ирибонуклеиновые (РНК). Различие в названиях
объясняется тем, что молекула ДНК содержит пяти-углеродный сахар
дезоксирибозу, а молекула РНК— рибозу. В настоящее время известно
большое число разновидностей ДНК и РНК, отличающихся друг от друга по
строению и значению в метаболизме.
ДНК находится преимущественно в хромосомах клеточного ядра (99% всей
ДНК клетки), а также в митохондриях и хлоропластах. РНК входит в состав
рибосом; молекулы РНК содержатся также в цитоплазме, матриксе пластид
и митохондрий.
Нуклеотиды — структурные компоненты нуклеиновых кислот.
Нуклеиновые кислоты представляют собой биополимеры, мономерами
которых являются нуклеотиды.
Нуклеотиды —сложные вещества. В состав каждого нуклео-тида входит
азотистое основание, пятиуглеродный сахар (рибоза или дезоксирибоза) и
остаток фосфорной кислоты.
Существует пять основных азотистых оснований: аденин, гуанин, урацил,
тимин и цитозин. Первые два являются пуриновыми; их молекулы состоят
из двух колец, первое содержит пять членов, второе — шесть. Следующие
три являются пиримидинами и имеют одно пятичленное кольцо.