К чему снится мамонтСемейный сонникСонник: видеть во сне Мамонт – Если вы...
Все живые организмы на % состоят из воды
Вода - Н 2 О О О О О Н Н Н Н Н Н Н Н
Свойства и функции воды СвойствоФункция НесжимаемостьУпругость клетки Молекулы связаны друг с другом – испаряется при очень высокой температуре Поддерживает постоянную температуру в клетке Полярные молекулыХороший растворитель Маленькие легкие молекулы – легко вступает в химические реакции Химический реагент
Минеральные соли содержатся в клетке в виде катионов и анионов К Na Ca Обеспечивают раздражимость H 2 PO 4 HCO 3 Обеспечивают буферность (способность поддерживать постоЯнную слабощелочную реакцию - -
Молекулярн ая масса Число аминокислот ных остатков Число полипепти дных цепей Рибонуклеаз а Лизоцим Миоглобин Гемоглобин Вирус табачной мозаики ~ 40 млн.~ Размеры белков
Класс белко в ХарактеристикаФункцияПримеры Фибр илляр ные 1.Вторичная структура 2.Нерастворимы в воде 3.Большая механическая прочность 4.Длинные параллельные полипептидные цепи, образующие длинные волокна Структурн ые функции Коллаген – сухожилия, кости, соединительная ткань; миозин – мышцы; фиброин – шелк, паутина; кератин – волосы, рога, ногти, перья. Глобу лярн ые 1.Третичная структура 2.Растворимы в воде 3.Полипептидные цепи свернуты в компактные глобулы Ферменты, антитела, гормоны Каталаза, инсулин, миоглобин, альбумин Пром ежут очные 1.Фибриллярные 2.Растворимые Свертыван ие крови Фибриноген Структура белка
Свойства белков: Способность к денатурации – необратимому повреждению первичной структуры (при высокой температуре, кислотности, щелочности, давлении и т.д.); Способность к ренатурации – восстановлению вторичной, третичной и четвертичной структуры, если не была повреждена первичная структура белка.
1 слайд
2 слайд
Урок №1. Химический состав клетки. Органические и неорганические вещества. Цель: познакомиться с химическими веществами клетки. План: 1.Химические элементы. 2.Органические вещества клетки 3.Неорганические вещества клетка
3 слайд
4 слайд
1. Химические элементы. Наиболее распространенные химические элементы: кислород (О2), углерод (С), азот(N2), водород (Н2) В организм человека весом 70 кг. входят: 45,5 кг. кислорода (О2),12,6 кг. углерода (С), 7кг.водорода (Н2), 2,1кг азота (N2), 1,4кг кальция (Са), 700гр фосфора (Р). На все остальные приходится 700 гр. (калий, сера, натрий, хлор, магний, железо, цинк, свинец, мышьяк, золото, олово и т.д.) * Известно 109 химических элементов. * 80 из них входят в состав клетки.
5 слайд
элемент Неорганическое вещество Органическое вещество Химическое соединение элемент элемент
6 слайд
7 слайд
8 слайд
Самое распространенное неорганическое вещество в живом организме –вода. Среднее содержание воды в в головном мозге -85% в костях – 20%, эмали зубов – 10%. тело медузы -95% Вода (Н2О) 1-Определяет объем и упругость клетки, 2-Участвует в химических реакциях. Химические реакции протекают только в водной среде. 3-Участвует в выводе вредных веществ из организма. 4-Способствует передвижению кислорода, углекислого газа и питательных веществ по организму. назад
9 слайд
Составляет до 1 % от массы клетки Самые распространенные соли натрия и калия. Суточная потребность человека в поваренной соли -9грамм. Минеральные соли 1- Обеспечивают выполнение такой функции организма как раздражимость. 2-Придают прочность костям, раковинам моллюсков. назад
10 слайд
Белок – основное вещество клетки. Если из клетки удалить всю воду, То 50% ее сухой массы составляют белки. Волосы, ногти, когти, перья, Копыта, яд змеи – это белок. Белки 1-Участвуют в формировании ядра, цитоплазмы клетки, ее органоидов. 2-Белок гемоглобин переносит кислород, придает красный цвет крови. 3-Движение мышцы 4-Защита организма от инфекций. 5-Свертывание крови назад
11 слайд
Глюкоза, сахароза, сахар который мы едим каждый день, клетчатка, крахмал - углеводы. В клубнях картофеля до 80% углеводов, а в клетках печени и мышц углеводов- до 5%. Углеводы 1-Основная функция - энергетическая. 2- Животные запасают углеводы в виде гликогена, растения в виде крахмала. 3-Опорная и защитная (входят в состав клеточных оболочек растений – клетчатка, образует наружный скелет насекомых и ракообразных – хитин.) назад
12 слайд
Жир - дает 30% всей энергии необходимой организму. У кита слой жира равен 1 метру. Из 1кг жира образуется 1.1 кг воды. Животные впадающие в спячку медведь, суслик. сурок благодаря запасам жира Могут не пить два месяца. Верблюды при переходе через пустыню Могут не пить две недели. Жиры 1- Запасной источник энергии 2-Опорная функция. Являются основным компонента клеточных и ядерных оболочек. 3-Внутренний резерв воды 4-Теплоизолятор. Предохраняет организм от потери тепла. назад
13 слайд
Нуклеиновая кислота от латинского «нуклеус» - ядро. Нуклеиновые кислоты 1-Передача и хранение наследственной информации. 2-входят в состав хромосом. назад
14 слайд
Проверь себя. Какой из изображенных продуктов наиболее богат белком? Следующий вопрос ДА НЕТ
15 слайд
16 слайд
17 слайд
Проверь себя. Какой из изображенных продуктов наиболее богат углеводами? Следующий вопрос ДА НЕТ
18 слайд
19 слайд
20 слайд
Проверь себя. Какой из изображенных продуктов наиболее богат жирами? Лабораторная работа
21 слайд
22 слайд
1 слайд
Тема: «Химический состав клетки. Неорганические вещества клетки» Задачи: Дать характеристику химическому составу клетки: группам элементов входящих в состав клетки; Раскрыть свойства и значение воды, роль важнейших катионов и анионов в клетке. Глава I. Химический состав клетки Пименов А.В.
2 слайд
Все живые организмы на Земле делятся на две империи - империя Клеточные и империя Неклеточные. Империя Клеточные объединяет организмы, имеющие клеточное строение. К неклеточным организмам относится вирусы, объединенные в царство Вирусы. Свойства живых организмов
3 слайд
1. Важнейший признак живого организма - способность к размножению, способность к передаче генетической информации следующему поколению. При бесполом размножении следующее поколение получают генетическую информацию от материнского организма, при половом - происходит объединение генетической информации двух организмов. 2. Живой организм является открытой системой, в него поступают питательные вещества, он использует различные виды энергии - энергию света, энергию, выделяющуюся при окислении органических и неорганических веществ, выделяет в окружающую среду продукты обмена веществ и энергию. Другими словами, между организмом и средой обитания происходит постоянный обмен веществ и энергии. 3. Клетки живых организмов образованы различными биополимерами, важнейшими из которых являются нуклеиновые кислоты и белки. Но мертвая лошадь также состоит из биополимеров, поэтому важно подчеркнуть их постоянное самообновление. 4. Пока организм жив, он воспринимает воздействия окружающей среды, под влиянием раздражителя происходит возбуждение и развивается ответная реакция на возбуждение. Возбудимость - важнейшее свойство организма. Свойства живых организмов
4 слайд
5. В результате естественного отбора организмы удивительным образом адаптировались к конкретным условиям обитания. Эта адаптация началась с эволюции на уровне молекул, затем на уровне органоидов клетки - на клеточном уровне, затем на уровне многоклеточного организма. 6. Для живых организмов характерна высокая степень организации, которая проявляется в сложном строении биологических молекул, органоидов, клеток, органов, их специализации к выполнению определенных функций. 7. Также к признакам живых организмов относятся рост, старение и смерть. Свойства живых организмов
5 слайд
Ученые на основании особенностей проявления свойств живого выделяют несколько уровней организации живой природы: Молекулярный. Клеточный. Организменный. Популяционно-видовой. Экосистемный. Биосферный. Уровни организации живой материи
6 слайд
Молекулярный уровень представлен молекулами органических веществ – белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, находящихся в клетках и получивших название биологических молекул. Уровни организации живой материи
7 слайд
На клеточном уровне изучается строение клеток, строение и функции ее отдельных органоидов. Уровни организации живой материи
8 слайд
На организменном уровне – строение тканей, органов и систем органов целостного организма. Уровни организации живой материи
9 слайд
На популяционно-видовом уровне изучаются структура вида, характеристика популяций. Уровни организации живой материи
10 слайд
На экосистемном (биогеоценотическом) уровне изучается структура и характеристика биогеоценозов. Уровни организации живой материи
11 слайд
12 слайд
Что изучается на молекулярном уровне? Изучаются молекулы органических веществ – белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, находящихся в клетках и получивших название биологических молекул. Что изучается на клеточном уровне? На клеточном уровне изучается строение клеток, строение и функции ее отдельных органоидов. Что изучается на организменном уровне? Строение тканей, органов и систем органов целостного организма. Что изучается на популяционно-видовом уровне? На популяционно-видовом уровне изучаются структура вида, характеристика популяций. Что изучается на биогеоценотическом уровне? На экосистемном (биогеоценотическом) уровне изучается структура и характеристика биогеоценозов. Что изучается на биосферном уровне? На биосферном – изучается биосфера. Распространение жизни в атмосфере, литосфере, гидросфере. Влияние человека на биосферу. Подведем итоги:
13 слайд
14 слайд
Химический состав клетки Все клетки, независимо от уровня организации, сходны по химическому составу. В живых организмах обнаружено около 80 химических элементов периодической системы Д.И.Менделеева. Для 24 элементов известны функции, которые они выполняют в клетке. Эти элементы называются биогенными. По количественному содержанию в живом веществе элементы делятся на три категории: Макроэлементы: O, C, H, N - около 98% от массы клетки, элементы 1-ой группы; K, Na, Ca, Mg, S, P, Cl, Fe - 1,9 % от массы клетки, элементы 2-ой группы. К макроэлементам относят элементы, концентрация которых превышает 0,001%. Они составляют основную массу живого вещества клетки. Микроэлементы: (Zn, Mn, Cu, Co, Mo и многие другие), доля которых составляет от 0,001% до 0,000001% (0,1 % массы клетки). Входят в состав биологически активных веществ - ферментов, витаминов и гормонов. Ультрамикроэлементы: (Au, U, Ra и др.), концентрация которых не превышает 0,000001%. Роль большинства элементов этой группы до сих пор не выяснена.
15 слайд
16 слайд
17 слайд
Какие элементы относятся к элементам 1-й группы? С, Н, О, N.. Какие элементы относятся к элементам 2-й группы? : K, Na, Ca, Mg, S, P, Cl, Fe. Сколько процентов от массы приходится на элементы 1 и 2 группы: Элементы 1-й группы – 98%, элементы 2-й группы – 2%. Какие элементы называются макроэлементами? Элементы, количество которых составляет больше 0,001% от массы тела, называются макроэлементами. Какие элементы называются микро- и ультрамикроэлементами? Элементы, на долю которых приходится от 0,001 до 0,000001%, – микроэлементами, а элементы, содержание которых не превышает 0,000001%, – ультрамикроэлементами. Подведем итоги:
18 слайд
19 слайд
Вода. Самое распространенное в живых организмах неорганическое соединение. Ее содержание колеблется в широких пределах: в клетках эмали зубов вода составляет по массе около 10%, а в клетках развивающегося зародыша - более 90%. Химические соединения клетки. Вода
20 слайд
Молекула воды состоит из атома О, связанного с двумя атомами Н полярными ковалентными связями. Характерное расположение электронов в молекуле воды придает ей электрическую асимметрию. Более электроотрицательный атом кислорода притягивает электроны атомов водорода сильнее, в результате общие пары электронов смещены в молекуле воды в его сторону. Поэтому, хотя молекула воды в целом не заряжена, каждый из двух атомов водорода обладает частично положительным зарядом (обозначаемым δ+), а атом кислорода несет частично отрицательный заряд (2δ-). Молекула воды поляризована и является диполем (имеет два полюса). Химические соединения клетки. Вода
21 слайд
Частично отрицательный заряд атома кислорода одной молекулы воды притягивается частично положительными атомами водорода других молекул. Таким образом, каждая молекула воды стремится связаться водородными связями с четырьмя соседними молекулами воды. Вода является хорошим растворителем. Благодаря полярности молекул и способности образовывать водородные связи вода легко растворяет ионные соединения (соли, кислоты, основания). Хорошо растворяются в воде и некоторые неионные, но полярные соединения, т. е. в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные) группы, например сахара, простые спирты, аминокислоты. Вещества, хорошо растворимые в воде, называются гидрофильными (от греч. hygros – влажный и philia – дружба, склонность). Химические соединения клетки. Вода
22 слайд
23 слайд
Вещества, плохо или вовсе нерастворимые в воде, называются гидрофобными (от греч. phobos – страх). К ним относятся жиры, нуклеиновые кислоты, некоторые белки. Такие вещества могут образовывать с водой поверхности раздела, на которых протекают многие химические реакции. Следовательно, тот факт, что вода не растворяет неполярные вещества, для живых организмов также очень важен. К числу важных в физиологическом отношении свойств воды относится ее способность растворять газы (О2, СО2 и др.). Химические соединения клетки. Вода
24 слайд
Вода обладает высокой теплоемкостью, т. е. способностью поглощать тепловую энергию при минимальном повышении собственной температуры. Большая теплоемкость воды защищает ткани организма от быстрого и сильного повышения температуры. Многие организмы охлаждаются, испаряя воду (транспирация у растений, потоотделение у животных). Химические соединения клетки. Вода
28 слайд
Важнейшие анионы: Н2РО4-, НРО42-, НСО3-, Сl- Буферность – способность поддерживать рН на определенном уровне. Величина рН, равная 7,0 соответствует нейтральному, ниже 7,0 – кислому, выше 7,0 – щелочному раствору. В клетке рН = 7,4. Химические соединения клетки. Соли
29 слайд
Какие вещества относятся к гидрофильным веществам? Вода легко растворяет ионные соединения (соли, кислоты, основания). Хорошо растворяются в воде и некоторые неионные, но полярные соединения, т. е. в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные) группы, например сахара, простые спирты, аминокислоты. Почему липиды нерастворимы в воде? Молекулы липидов не имеют заряда, не гидратируются. Почему воду относят к веществам с большой теплоемкостью? Какое это имеет значение для организмов? Вода способна поглощать тепловую энергию при минимальном повышении собственной температуры. Большая теплоемкость воды защищает ткани организма от быстрого и сильного повышения температуры. Как происходит регуляция теплоотдачи с помощью воды? Многие организмы охлаждаются, испаряя воду (транспирация у растений, потоотделение у животных). Какое значение имеет высокая теплопроводность воды? Обеспечивает равномерное распределение тепла по всему организму. Почему твердый лед легче, чем жидкая вода? Плотность воды в твердом состоянии меньше чем в жидком, благодаря этому лед образуется на поверхности воды. Подведем итоги:
Клетки живых организмов отличаются друг от друга не только по строению и выполняемым функциям, но и по химическому составу. В состав разных клеток входят практически одни и те же химические элементы.
В клетке встречается около 80 химических элементов Периодической системы Дмитрия Ивановича Менделеева. Это практически все элементы, которые присутствуют на нашей планете и известны на сегодняшний день. Выполняемая функция данных элементов мало изучена, так как из 80 элементов только у 24 определена функция, которую они выполняют в клетке.
Химические элементы, которые встречаются в клетке, делят на три большие группы: макроэлементы , микроэлементы и ультрамикроэлементы .
Распределение химических элементов в клетке неравномерно. Большую часть, примерно 98% от массы любой клетки, составляют макроэлементы . В первую очередь, это кислород (75%), углерод (15%), водород (8%), азот (3%). Из этих элементов состоят молекулы органических веществ, а кислород и водород входят в состав воды, которая является основным неорганическим веществом клетки. Так же к макроэлементам относят фосфор, калий, серу, железо, магний, натрий и кальций. Массовая доля любого макроэлемента в клетке составляет не менее 0,001%.
Химические элементы, на долю которых в клетке приходится от 0,001% до 0,000001% (читать: от 1 тысячной до 1 миллионной процента) называются микроэлементами
. Это цинк, йод, медь, марганец, фтор, кобальт, бром и другие.
Процентное содержание в организме того или иного элемента никоим образом не характеризует степень его важности и необходимости в организме.
Например, кобальт входит в состав витамина В 12 , йод - в состав гормонов тироксина и тиронИна, а медь - в состав ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные процессы. Кроме того, медь участвует в переносе кислорода в тканях моллюсков. Значительное число ферментов с разнообразным механизмом действия содержат ионы цинка, марганца, кобальта и молибдена.
Кремний встречается у диатомовых водорослей, хвощей, губок и моллюсков. В хрящах и связках позвоночных животных его содержание может достигать нескольких сотых долей процента.
Бор влияет на рост растений, фтор входит в состав эмали зубов и костей.
На долю ультрамикроэлементов приходится менее 0,000001% от массы клетки. К этой группе относятся радий, цезий, ртуть, уран, золото и другие.
Все вещества клетки делят на две группы: неорганические и органические .
Основным неорганическим веществом клетки является вода. Благодаря своим физико-химическим свойствам вода – это хороший растворитель, следовательно, является средой для протекания химических реакций в клетке. Благодаря полярности молекул вода легко растворяет ионные соединения (соли, кислоты, основания). Вещества, хорошо растворимые в воде, называют гидрофильными . Жиры, нуклеиновые кислоты и некоторые белки плохо растворяются в воде или не растворяются вообще. Такие вещества называют гидрофобными .
Вода играет важную роль в жизнедеятельности организмов благодаря своим свойствам:
Благодаря высокой теплоёмкости , вода способна поглощать тепловую энергию при минимальном повышении собственной температуры. Выделение воды (транспирация у растений, потоотделение у животных) предохраняет организм от перегревания.
Обладая высокой теплопроводностью , вода способствует равномерному распределению тепла по организму.
Практически не сжимаясь , вода создаёт тУргорное давление, определяющее объём и упругость клеток.
Благодаря образованию водородных связей между молекулами воды и молекулами других веществ, вода обладает оптимальным для биологических систем значением силы поверхностного натяжения, благодаря которойосуществляется капиллярный кровоток и движение растворов в растениях.
Минеральные соли в клетке могут находиться в растворённом или не растворённом состояниях. Растворимые соли диссоциируют на ионы. Наиболее важными катионами являются:
калий и натрий , которые отвечают за перенос веществ через клеточную мембрану и участвуют в возникновении и проведении нервного импульса;
кальций принимает участие в процессах сокращения мышечных волокон и свертывании крови. Нерастворимые соли кальция участвуют в формировании костей и зубов, карбонат кальция - в образовании раковин моллюсков, укреплении оболочек клеток некоторых видов растений;
магний входит в состав хлорофилла;
железо входит в состав ряда белков, в том числе гемоглобина.
Цинк входит в состав молекулы гормона поджелудочной железы - инсулина, медь участвует в процессах фотосинтеза и дыхания.
Важнейшими анионами являются фосфат-анион , входящий в состав АТФ и нуклеиновых кислот, и остаток угольной кислоты , регулирующий колебания рН среды.
Органические вещества клетки представлены углеводами, липидами, белками, нуклеиновыми кислотами, АТФ, витаминами и гормонами.
