Загрузил Татьяна Архипова

1 химия клетки

реклама
BIO
BOOK
Химия клетки
by Barashkova
@bio_barashkova
@bio_ baraskova
Химия клетки
Химические элементы в клетке
Вещества в клетке
Неорганические вещества
Вода
Минеральные вещества
Органические вещества
Белки
Липиды
@bio_barashkova
Углеводы
Нуклеиновые
кислоты
@bio_barashkova
01
Химия клетки
COН
C-углерод, это основа жизни
Органические вещества в живых организмах являются соединениями углерода
Органические вещества
Вещества, состоящие из «мономерных звеньев», соединённых в длинные
макромолекулы химическими связями
Белки
В состав белков входят углерод, водород, кислород и азот
Полимер- мономером которого являются АМИНОКИСЛОТЫ
Строение аминокислоты
Пептидная связь и структуры белка
Структура белковой молекулы
Первичная структура белка
это строго определенная последовательность
аминокислотных остатков в линейной
полипептидной цепи
Вторичная структура белка
белка формируется за счет образования
многочисленных водородных связей между атомами
водорода NH-групп и атомами кислорода CO-групп
разных аминокислотных остатков
@bio_barashkova
@bio_barashkova
02
Химия клетки
Третичная структура белка
Глобула
Связи у третичной и четвертичной структур ионные, ковалентные (дисульфидные),
гидрофобные
Четвертичная структура белка
Несколько глобул
Денатурация и ренатурация белка
Большая часть белковых молекул способна сохранять
свою биологическую активность, то есть выполнять
свойственную им функцию только в узком диапазоне
температур и кислотности среды. При повышении
температуры, изменении кислотности до
экстремальных значений, добавлении гидрофобных
агентов (например, органических растворителей) или
при значительном увеличении концентрации солей в
структуре белков происходят изменения, которые
приводят к их денатурации — потере белком своей
нативной (естественной) пространственной структуры
обратимая денатурации - при возвращении в исходные
(нативные) условия пространственная структура белка
восстанавливается
необратимая денатурация, когда исходную (нативную) структуру восстановить уже
практически невозможно. Как правило, необратимая денатурация связана не с
нарушением первичной структуры, а с тем, что разные полипептидные цепи
взаимодействуют своими гидрофобными участками, слипаются и образуют большие
агрегаты — твердые частицы белка, выпадающие в осадок.
Функции белков
1. Одна из важнейших функций белков — каталитическая. При той температуре и кислотности среды,
которая характерна для живой клетки, скорость большинства химических реакций мала. Тем не менее
реакции в клетке протекают с очень большой скоростью. Увеличение скорости химических реакций
достигается за счет функционирования биологических катализаторов — ферментов.
@bio_barashkova
@bio_barashkova
03
Химия клетки
Ферменты — самый крупный и специализированный класс белков. Именно
ферменты обеспечивают протекание в клетке многочисленных химических
реакций, совокупность которых составляет обмен веществ или метаболизм. В
настоящее время известны десятки тысяч различных ферментов.
2. Структурная функция.
Из структурных белков формируются элементы цитоскелета. К структурным белкам относится,
например, фибриллярный белок -кератин, который образует промежуточные филаменты эпителиальных
клеток, входит в состав волос, когтей, рогов и копыт млекопитающих, а также фибриллярный белок
коллаген, основной структурный белок соединительной и костной ткани
3. Транспортная функция
а) Прежде всего, это белки мембран, осуществляющие активный перенос веществ из окружающей среды
в клетку и обратно. К транспортным белкам относятся также некоторые белки, встроенные в
биологические мембраны и формирующие в них поры (каналы).
б) Это также белки крови, которые связывают и переносят различные вещества. Наиболее известным из
транспортных белков является гемоглобин, который осуществляет перенос кислорода из легких в ткани.
Помимо кислорода с кровью переносятся и другие вещества: сывороточные липопротеиды переносят с
током крови липиды, а сывороточный альбумин — свободные жирные кислоты.
4. Защитная функция.
При попадании в организм животных или человека вирусов, бактерий, чужеродных белков или других
полимеров в организме происходит синтез белков, которые называют антителами, или
иммуноглобулинами. Антитела связываются с чужеродными полимерами, которые называют
антигенами.
5. Многие живые существа (растения, грибы, бактерии, беспозвоночные, рыбы, амфибии, змеи) для
обеспечения защиты и нападения выделяют также белки и пептиды, называемые токсинами. Эти белки
подавляют жизненно важные процессы в клетках других организмов, могут разрушать определенные
клеточные полимеры, что приводит к гибели организма.
6. Регуляторная функция
а) Прежде всего, эту функцию выполняют белки — активаторы и репрессоры генов.
б) Кроме того, специализированные белки регулируют активность ферментов.
в) В специализированных клетках животных осуществляется синтез биологически активных
веществ, поступающих непосредственно в кровь- гормонов
7. Энергетическая функция и функция источника незаменимых аминокислот.
При голодании собственные белки используются в качестве энергетического субстрата в последнюю
очередь — когда израсходованы запасы гликогена и жира. Это может приводить к падению мышечной
массы, заболеваниям кожи, возникновению язв и др.
@bio_barashkova
@bio_barashkova
04
Химия клетки
Углеводы
Моносахариды
С5
Рибоза
Дезоксирибоза
Олигосахариды
С6
Глюкоза
Фруктоза
Галактоза
Полисахариды
Сахароза -глюкоза+фруктоза
Целлюлоза
Лактоза- глюкоза+галактоза
Крахмал
Мальтоза- глюкооза+глюкоза
Гликоген
Целлюлоза
Моносахариды и дисахариды- растворимы в воде и имеют сладкий вкус
Полисахариды- не растворимы в воде и не имеют вкуса
Функции углеводов
1. Углеводы являются первичными продуктами фотосинтеза, на основе их углеродного скелета
образуются практически все другие вещества в клетках автотрофов. Гетеротрофы потребляют эти
вещества в качестве пищи.
2. Энергетическая функция: углеводы являются наиболее удобным источником энергии. Основные
пути получения энергии у всех живых организмов рассчитаны на использование глюкозы и
фруктозы.
3. Структурная функция: полисахариды, например целлюлоза и хитин, входят в состав клеточных
стенок, хитинового панциря членистоногих. Также полисахариды являются неотъемлемыми
компонентами соединительной ткани животных (хрящи, сухожилия и др.).
4. Запасающая (резервная) функция. Важнейшие резервные углеводы — крахмал (у растений) и
гликоген (у животных и грибов).
5. Транспортная функция: в форме углеводов осуществляется основной транспорт веществ в
многоклеточных организмах, например в крови животных (глюкоза) или в флоэме высших растений
(сахароза).
Липиды
Неполярны
НЕ полимеры
Гидрофобны
Гидрофильные(полярные)- моносахариды, дисахариды
Гидрофобные( неполярные)- полисахариды, липиды, некоторые белки
Триглицериды (жиры)
Наиболее простыми липидами (жирами) являются эфиры трехатомного спирта
глицерина и жирных кислот, которые называются триацилглицеридами.
@bio_barashkova
@bio_barashkova
05
Химия клетки
Глицерин-спирт
Насыщенные - все связи между атомами углерода
одиночные. Высокая температура плавления, обычно твёрдые
(сало)
Ненасыщенные - есть двойные связи между атомами
углерода. Более низкая температура плавления, обычно
жидкие масла (растительное масло)
В мембране животных содержатся ненасыщенные и насыщенные жирные кислоты.
Ненасыщенные имеют более низкую температуру плавления. Чем отличаются эти кислоты?
В мембране лягушки или мыши концентрация ненасыщенных кислот будет больше?
Фосфолипиды
Глицерин+ два остатка ЖК+ остаток фосфорной кислоты
Фосфор делает молекулу заряженной
Значит может взаимодействовать с водой
Молекула будет полярной
Стероиды
Холестерин- входит в состав клеточной
мембраны и придает прочность
Воски
Защита от испарения у
растений
Строительство сот у пчел
Половые гормоны
@bio_barashkova
@bio_barashkova
06
Химия клетки
Функции липидов
1. Жиры и масла представляют собой форму, в которой сохраняется энергия во многих организмах,
фосфолипиды и стероиды представляют собой основные структурные элементы биологических
мембран
2. Стероидные гормоны выполняют регуляторную функцию.
3. В сетчатке глаза ретиналь (липид, производное витамина А) играет роль светопоглощающего
пигмента и принимает участие в передаче сигнала.
4. Энергетическая функция
5. Теплоизоляционная функция: у животных нейтральные жиры откладываются в основном в подкожной
клетчатке, где создают хороший теплоизоляционный слой, особенно развитый у морских
млекопитающих — китообразных и ластоногих.
6. Откладываясь в полости тела вокруг внутренних органов (например, вокруг почек), жировая подушка
защищает их от механических повреждений при движении, прыжках, ударах и т. д. (защитная
функция).
7. Жирорастворимые витамины К, Е, D и А играют важные метаболические функции:
витамин К необходим для свертывания крови;
витамин Е играет функцию мембранного антиоксиданта и важен для размножения животных;
витамин D необходим для минерализации костей (при его недостатке в детском возрасте возникает
рахит — нарушение развития скелета);
витамин А — компонента зрительного пигмента глаз.
Нуклеиновые кислоты
Полимер- мономером которого являются НУКЛЕОТИДЫ
Нуклеотид ДНК
Нуклеотид РНК
Азотистые основания
@bio_barashkova
@bio_barashkova
07
Химия клетки
Признаки
Местонахождение в клетке
Роль в клетке
ДНК
РНК
ядро, митохондрии, пластиды
ядро, цитоплазма, рибосомы,
митохондрии, пластиды
химическая основа хромосомного
генетического материала (генов);
матрица для синтеза ДНК;
матрица для синтеза РНК;
информация о структуре белка
иРНК передает код
наследственной информации о
первичной структуре белка;
рРНК входит в состав рибосом;
тРНК переносит аминокислоты к
рибосомам;
митохондриальная и пластидная
ДНК входят в состав этих
органоидов
Строение
двойная спираль: две
комплементарные
полинуклеотидные цепи
Мономеры
дезоксирибонуклеотиды
одинарная полинуклеотидная
цепь
рибонуклеотиды
Крахмал - полисахарид, накапливающийся в клетках растений. Какую функцию он выполняет
и как его можно обнаружить в клетках клубня картофеля?
@bio_barashkova
@bio_barashkova
08
Химия клетки
В молекуле ДНК количество нуклеотидов с цитозином составляет 20% от общего числа. Какой
процент приходится на нуклеотиды с тимином в этой молекуле? В ответе запишите только
соответствующее число.
Фрагмент молекулы ДНК содержит 80 нуклеотидов. Из них 15 приходится на аденин. Сколько
гуаниновых нуклеотидов содержится в этом фрагменте? В ответе запишите только соответствующее
число.
В молекуле ДНК на долю нуклеотидов, содержащих азотистое основание тимин, приходится 28%.
Определите процентное содержание в этой молекуле нуклеотидов, содержащих азотистое
основание цитозин. В ответе запишите только соответствующее число.
Фрагмент молекулы какого вещества изображен на рисунке? На основании чего вы сделали такой
вывод? Из чего состоит мономер этой молекулы?
Установите соответствие между характеристикой и органическим веществом клетки: к каждой
позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО
1) белки
2) жиры
ХАРАКТЕРИСТИКА
А) все представители гидрофобны
Б) главные компоненты мембран клеток
В) в своем составе всегда имеют атомы азота
Г) не являются полимерами
Д) катализаторы в живых клетках
Е) главные компоненты ногтей и рогов
@bio_barashkova
@bio_barashkova
09
Скачать