Глава 1. Химический состав клетки

1
Российская Федерация
КОМИТЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ
АДМИНИСТРАЦИИ ГОРОДСКОГО ОКРУГА «ГОРОД КАЛИНИНГРАД»
МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ
ШКОЛА №21
ЗАДАЧНИК ПО ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ
БИОХИМИЯ КЛЕТКИ
НА ПРАВАХ АВТОРА Djytvbg
МАОУ СОШ №21
2
Глава 1. Химический состав клетки
Тема: Введение. Неорганические соединения
Задание 1.1. Химические элементы в живых организмах
. Заполните таблицу:
Три группы элементов
Значение
Макроэлементы
Элементы 1 группы (O, C, H, N)
Элементы 2 группы (K, Na, Ca, Mg,
S, P, Cl, Fe)
Микроэлементы
Zn, Mn, Cu, Co, Mo и многие другие
Ультамикроэлементы
Au, U, Ra и многие другие
Задание 1.2. Свойства воды
Ответьте на вопросы:
1.
2.
3.
4.
Какой заряд на атоме кислорода и на атомах водорода в молекуле воды?
Сколько водородных связей может образовывать одна молекула воды?
Почему ион натрия имеет положительный заряд?
Почему ион хлора имеет отрицательный заряд?
Задание 1.3. Функции воды
Заполните таблицу:
Функции воды
Основа внутриклеточной и внутренней среды
2. Растворитель для полярных
соединений
3. Транспортные функции
4. Участие в химических реакциях
5. Регуляция теплоотдачи
6. Равномерное распределение
тепла в разных частях клетки и
организма
7. Растворитель для "смазочных
материалов"
8. Защита водоемов от промерзания
9. Участие в образовании структур
белковых и других молекул
10. Другие функции
1.
В чем проявляются
3
Задание 1.4. Значение солей
Заполните таблицу
Важнейшие катионы и анионы
Катионы
К+, Na+, Ca2+, Mg2+
Анионы
H2PO4–, Cl–, HCO3–
Значение
***Задание 1.5. Буферные системы
Ответьте на вопросы:
Фосфатная буферная система:
Низкий pH
НРО4 + Н
Гидрофосфат — ион
2-
Высокий pH
+
←―――――――→H2PO4Дигидрофосфат — ион
Бикарбонатная буферная система:
Низкий pH
Высокий pH
НСО3 + Н
←―――――――→
H2СO3
Гидрокарбонат — ион
Угольная кислота
-
1.
2.
+
Как отреагирует фосфатная буферная система на понижение Ph?
Как отреагирует бикарбонатная буферная система на повышение Ph?
Задание 1.6. Живые организмы, уровни организации жизни
Укажите правильные варианты ответов:
**Тест 1. Какие организмы относятся к империи Клеточные, надцарству Прокариоты?
1. Вирусы.
2. Архебактерии.
3. Эубактерии.
4. Синезеленые.
Тест 2. Какие организмы относятся к империи Клеточные, надцарству Эукариоты?
1. Вирусы.
5. Эубактерии.
2. Грибы.
6. Синезеленые.
3. Растения.
7. Животные.
4. Архебактерии.
**Тест 3. Какие уровни организации жизни можно выделить в организме человека?
1. Молекулярный.
5. Популяционно-видовой.
2. Биогеоценотический.
6. Клеточный.
3. Тканевой.
7. Биосферный.
4. Организменный.
8. Органный.
Тест 3. Какие элементы относятся к элементам 1-й группы?
1. Сера.
5. Водород.
2. Кислород.
6. Железо.
3. Углерод.
7. Азот.
4. Фосфор.
8. Кальций.
**Тест 4. Какие суждения верны:
1. Молекула воды не имеет заряда.
2. Молекула воды — диполь.
3. На кислороде в молекуле воды небольшой отрицательный заряд, на водороде — положительный.
4. На кислороде в молекуле воды небольшой положительный заряд, на водороде — отрицательный.
**Тест 5. Какие суждения верны:
1. Молекулы воды удерживаются друг около друга ковалентными связями.
2. Молекулы воды удерживаются друг около друга водородными связями.
3. Ковалентные связи прочнее в 15-20 раз водородных.
4. Водородные связи прочнее в 15-20 раз ковалентных.
Тест 6. Вода имеет максимальную плотность при:
1. 0ºС.
2. 4ºС.
3. 20ºС.
4. 25ºС.
4
Тест 7. Каково соотношение ионов натрия и калия по обе стороны наружной клеточной мембраны?
1. Снаружи клетки всегда больше калия и меньше натрия, чем внутри.
2. Снаружи клетки всегда больше натрия и меньше калия, чем внутри.
3. Натрия и калия снаружи клетки всегда больше, чем внутри.
4. Натрия и калия внутри клетки всегда больше, чем снаружи.
Тест 8. В клетке поддерживается определенная концентрация водородных ионов, слабощелочная, почти нейтральная среда. Какие реакции поддерживают рН?
1. Реакции гидролиза.
2. Реакции гидратации.
3. Реакции конденсации.
4. Буферные реакции.
Тест 9. Верно ли утверждение: "Дигидрофосфат-ионы способны понизить рН клетки, превращаясь в гидрофосфатионы".
1. Верно.
2. Ошибочно.
**Тест 10. Какие суждения верны:
1.
2.
3.
4.
Жиры относятся к гидрофильным веществам.
Вода обладает большой теплоемкостью и теплопроводностью.
Щелочная среда — если водородных ионов много.
Вода принимает участие в образовании структуры молекул растворенных веществ.
Тема: Биополимеры. Углеводы, липиды
Задание 1.7. Углеводы и их функции
Заполните таблицу
Углеводы
1.
2.
3.
Представители, функции
Моносахариды
Олигосахариды
Полисахариды
***Задание 1.8. Различные формы глюкозы
Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:
1. Какие формы глюкозы изображены на рисунке цифрами 1 — 4?
2. Как называется изомер глюкозы, входящий в состав целлюлозы? Гликогена? Клетчатки?
***Задание 1.9. Важнейшие пентозы
Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы
5
1.
2.
Какие углеводы изображены на рисунке цифрами 1 — 2?
В состав каких органических молекул входят данные пентозы?
Задание 1.10. Заполните таблицу:
Функции углеводов
1.
2.
3.
4.
5.
Таблица 5. Функции углеводов
В чем проявляются
Энергетическая
Структурная
Запасающая
Взаимодействие клеток
Источник метаболической воды
***Задание 1.11. Важнейшие липиды
Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:
1.
2.
3.
4.
Какие липиды изображены на рисунке цифрами 1 — 2?
Из молекул каких веществ образованы молекулы жиров?
Чем ненасыщенная жирная кислота отличается от насыщенной?
Где встречаются вещества, обозначенные на рисунке цифрой 1? Цифрой 2?
Задание 1.12. Функции липидов:
Заполните таблицу:
Функции углеводов
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
В чем проявляются
Энергетическая
Структурная
Запасающая
Теплоизоляционная
Источник метаболической воды
***Регуляторная
***Кофакторы ферментов
Задание 1.13. Характеристика углеводов и липидов
Укажите правильные варианты ответов:
**Тест 1. Какие из перечисленных веществ относятся к моносахаридам?
1. Крахмал.
5. Свекловичный сахар (сахароза).
2. Гликоген.
6. Мальтоза.
3. Глюкоза.
7. Молочный сахар (лактоза).
4. Дезоксирибоза.
8. Рибоза.
**Тест 2. Какие из перечисленных веществ относятся к полисахаридам?
1. Крахмал.
5. Рибоза.
2. Гликоген.
6. Мальтоза.
3. Глюкоза.
7. Молочный сахар (лактоза).
4. Дезоксирибоза.
8. Целлюлоза.
**Тест 3. Какие из перечисленных веществ относятся к дисахаридам?
1. Крахмал.
5. Хитин.
2. Свекловичный сахар (сахароза). 6. Мальтоза.
6
3. Глюкоза.
7. Молочный сахар (лактоза).
4. Дезоксирибоза.
8. Целлюлоза.
Тест 4. Остатки какого моносахарида входят в состав молекулы ДНК?
1. Рибозы.
2. Дезоксирибозы.
3. Глюкозы.
4. Фруктозы.
Тест 5. Из остатков какого вещества состоит молекула крахмала?
1. Из остатков рибозы.
2. Из остатков -глюкозы.
3. Из остатков и -глюкозы.
4. Из остатков дезоксирибозы.
Тест 6. Какие функции выполняют углеводы?
1. Структурную.
5. Обеспечивают взаимодействие клеток, узнавание.
2. Энергетическую.
6. Источник метаболической воды (образуется при окислении).
3. Каталитическую.
7. Запасающую.
4. Многие являются гормонами.
Тест 7. При полном сгорании 1 г. вещества выделилось 38,9 кДж энергии. Какое вещество сгорело?
1. Углеводы.
2. Жиры.
3. Или углеводы, или липиды. При их полном окислении выделяется 38,9 кДж энергии.
4. Не углеводы и не липиды. При их полном окислении выделяется 17,6 кДж энергии.
Тест 8. Какие вещества образуют основу клеточных мембран?
1. Жиры.
2. Фосфолипиды.
3. Воска.
4. Липиды.
Тест 9. Верно ли утверждение: "Фосфолипиды — сложные эфиры глицерина (глицерола) и жирных кислот".
1. Верно.
2. Ошибочно.
**Тест 10. Какие функции выполняют липиды?
1. Структурную.
5. Некоторые являются ферментами.
2. Энергетическую.
6. Источник метаболической воды (образуется при окислении).
3. Теплоизолирующую.
7. Запасающую.
4. Некоторые являются гормонами. 8. Витамины A, D, E, K — входят в состав некоторых ферментов.
Задание 1.14. Углеводы, липиды
Какие утверждения верны:
1. В состав углеводов входят углерод, водород, кислород, азот и сера.
2. Формула дезоксирибозы С5Н10О5.
3. Мономерами крахмала являются остатки -глюкозы.
4. Олигосахаридами называют углеводы, содержащие от 2 до 10 моносахаридных остатков.
5. Полисахариды образуются в результате реакции поликонденсации.
6. Углеводы — основные источники для получения энергии в животном организме.
7. Жиры — это сложные эфиры высших жирных кислот и трехатомного спирта глицерина.
8. Плотность жиров выше, чем у воды.
9. Жиры присутствуют во всех клетках живых существ, участвуя главным образом в формировании клеточных
мембран.
10. Каталитическая функция жиров связана с жирорастворимыми витаминами (А, D, E, K).
Тема: Биополимеры. Белки, их функции
***Задание 1.15. Аминокислота. Образование дипептида
Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:
7
1.
2.
3.
4.
Что обозначено на рисунке цифрами 1 — 5?
Какие функциональные группировки аминокислоты обеспечивают основные свойства? Кислотные?
Сколько незаменимых аминокислот для взрослого человека?
Какие белки называются полноценными?
***Задание 1.16 Структуры белковых молекул
Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:
1.
2.
3.
4.
Какие структуры белковых молекул изображены на рисунке
под цифрами 1 – 4?
Какие связи удерживают остатки аминокислот в полипептиде?
Какие химические связи принимают участие в образовании
вторичной структуры?
Какие химические связи принимают участие в образовании
третичной структуры?
3.
Задание 1.17. Функции белков
Заполните таблицу:
Функции белков
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
В чем проявляются
Структурная
Рецепторная
Регуляторная
Каталитическая
Транспортная
Двигательная
Энергетическая
Запасающая
Защитная
***Задание 1.18. Схематическое изображение фермент-субстратного комплекса
Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:
1.
2.
Что обозначено на рисунке под цифрами 1 — 4?
Как называется участок фермента, взаимодействующий с молекулой субстрата?
8
3.
4.
5.
Какая структура у белков-ферментов?
Кто автор гипотезы соответствия субстрата и активного центра фермента как ключа и замка (3)?
Кто автор гипотезы индуцированного соответствия (4), гипотезы "руки и перчатки"?
Задание 1.19. Строение и функции белков
Укажите правильные варианты ответов:
Тест 1. Какие органические вещества в клетке на первом месте по массе?
1. Углеводы.
2. Белки.
3. Липиды.
4. Нуклеиновые кислоты.
**Тест 2. Какие элементы входят в состав простых белков?
1. Углерод.
5. Фосфор.
2. Водород.
6. Азот.
3. Кислород.
7. Железо.
4. Сера.
8. Хлор.
Тест 3. Сколько аминокислот образует все многообразие белков?
1. 170.
2. 26.
3. 20.
4. 10.
***Тест 4. Сколько аминокислот являются незаменимыми для человека?
1. Таких аминокислот нет.
2. 20.
3. 10.
4. 7.
***Тест 5. Какие белки называются неполноценными?
1. В которых отсутствуют некоторые аминокислоты.
2. В которых отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты.
3. В которых отсутствуют некоторые заменимые аминокислоты.
4. Все известные белки являются полноценными.
Тест 6. Какая функциональная группировка придает аминокислоте кислые, какая щелочные свойства?
1. Кислые — радикал, щелочные — аминогруппа.
2. Кислые — аминогруппа, щелочные — радикал.
3. Кислые — карбоксильная группа, — щелочные — радикал.
4. Кислые — карбоксильная группа, щелочные — аминогруппа.
Тест 7. В результате какой реакции образуется пептидная связь:
1. Реакция гидролиза.
2. Реакция гидратации.
3. Реакции конденсации.
4. Все выше перечисленные реакции могут привести к образованию пептидной связи.
Тест 8. Между какими группировками аминокислот образуется пептидная связь?
1. Между карбоксильными группами соседних аминокислот.
2. Между аминогруппами соседних аминокислот.
3. Между аминогруппой одной аминокислоты и радикалом другой.
4. Между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой.
**Тест 9. Какие связи стабилизируют вторичную структуру белков?
1. Ковалентные.
2. Водородные.
3. Ионные.
4. Такие связи отсутствуют.
**Тест 10. Какие связи стабилизируют третичную структуру белков?
1. Ковалентные.
2. Водородные.
3. Ионные.
4. Гидрофильно-гидрофобное взаимодействие.
**Тест 11. Что образуется при окислении 1 г белка?
1. Вода.
5. Мочевина.
2. Углекислый газ.
6. 38,9 кДж энергии.
3. Аммиак.
4. 17, 6 кДж энергии.
9
Тест 12. В пробирки с пероксидом водорода поместили кусочек вареной колбасы, хлеба, моркови, рубленого яйца.
В какой из пробирок выделялся кислород?
1. С кусочком вареной колбасы.
2. С кусочком хлеба.
3. С кусочком моркови.
4. С кусочком рубленого яйца.
**Тест 13. Какие суждения верны:
1. Ферменты специфичны, каждый фермент обеспечивает реакции одного типа.
2. Ферменты универсальны и могут катализировать реакции разных типов.
3. Каталитическая активность ферментов не зависит от рН и температуры.
4. Каталитическая активность ферментов напрямую зависит от рН и температуры.
**Тест 14. Какие суждения верны:
1. Фермент — ключ, субстрат — замок согласно теории Фишера.
2. Фермент — замок, субстрат — ключ согласно теории Фишера.
3. После каталитической реакции фермент и субстрат распадаются, образуя продукты реакции.
4. После каталитической реакции фермент остается неизменным, субстрат распадается, образуя продукты реакции.
**Тест 15. Какие суждения верны:
1. Витамины являются кофакторами ферментов.
2. Все белки являются биологическими катализаторами, ферментами.
3. При замерзании происходит необратимая денатурация ферментов.
4. Ренатурация — утрата трехмерной конфигурации белка без изменения первичной структуры.
Тема: Нуклеиновые кислоты. АТФ
***Задание 1.20. Строение молекулы ДНК
Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
В каких органоидах клетки находится ДНК?
Каковы функции ДНК?
Что обозначено на рисунке цифрами 1 — 6?
Какие пуриновые и пиримидиновые основания входят в состав ДНК?
Каков диаметр молекулы ДНК и каково расстояние между двумя нуклеотидами одной цепи?
Как нуклеотиды ДНК соединены в одну цепь?
Как цепи ДНК соединены друг с другом?
Чем образованы "края" молекулы ДНК?
Задание 1.21. Строение ДНК
Заполните таблицу:
Строение
нуклеотида
Особенности
строения молекулы
Задание 1.22. ДНК
Укажите правильные варианты ответов:
**Тест 1. Где в клетках эукариот содержится ДНК?
Функции в
клетке
10
1. В цитоплазме.
5. В пластидах.
2. В ядре.
6. В комплексе Гольджи.
3. В рибосомах.
4. В митохондриях.
Тест 2. Каковы размеры молекулы ДНК у человека?
1. Ширина 20 мкм, длина до 8 см.
2. Ширина 2 мкм, длина до 8 см.
3. Ширина 20нм, длина до 8 см.
4. Ширина 2 нм, длина до 8 см.
**Тест 3. Какие пуриновые основания входят в состав молекулы ДНК:
1. Аденин.
2. Гуанин.
3. Тимин.
4. Цитозин.
Тест 4. Фрагмент ДНК содержит 30000 нуклеотидов. Происходит удвоение ДНК, сколько свободных нуклеотидов
для этого потребуется?
1. 60000.
2. 45000.
3. 30000.
4. 15000.
Тест 5. Как нуклеотиды ДНК соединены в одну цепь?
1. Через остаток фосфорной кислоты одного нуклеотида и 3' атом дезоксирибозы другого.
2. Через остаток фосфорной кислоты одного нуклеотида и азотистое основание другого.
3. Через остатки фосфорной кислоты соседних нуклеотидов.
4. Через дезоксирибозы соседних нуклеотидов.
Тест 6. Фрагмент ДНК содержит 30000 А-нуклеотидов. Происходит удвоение ДНК, сколько А- и Т-нуклеотидов
для этого потребуется?
1. А — 60000, Т — 60000.
2. А — 30000, Т — 30000.
3. А — 15000, Т — 15000.
4. Данных для ответа недостаточно.
Тест 7. Фрагмент ДНК содержит 30000 А-нуклеотидов и 40000 Ц-нуклеотидов. Сколько Т- и Г-нуклеотидов в данном фрагменте?
1. Т — 40000, Г — 30000.
2. Т — 30000, Г — 40000.
3. Т — 60000, Г — 80000.
4. Данных для ответа недостаточно.
**Тест 8. Какие ученые в 1953 году предложили модель строения молекулы ДНК?
1. Ф.Крик.
2. Г.Мендель.
3. Т.Морган.
4. Д.Уотсон.
Тест 9. Каковы функции ДНК в клетке?
1. Один из основных источников энергии.
2. Принимает непосредственное участие в синтезе белков.
3. Обеспечивает синтез углеводов и липидов в клетке.
4. Участвует в хранении и передаче наследственной информации.
**Тест 10. Какие суждения верны:
1. Цепи нуклеотидов в молекуле ДНК антипараллельны.
2. Между А- и Т-нуклеотидами 2 водородные связи, между Г- и Ц-нуклеотидами 3 водородные связи.
3. А- и Т-нуклеотиды относятся к пиримидиновым нуклеотидам.
4. В состав нуклеотидов ДНК входит сахар рибоза.
Задание 1.23. Строение РНК
Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы
11
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Каковы функции РНК?
Где образуются РНК?
Что обозначено на рисунке цифрами 1 — 6?
Какие пуриновые и пиримидиновые основания входят в состав РНК?
Какие виды РНК находятся в клетке?
Как нуклеотиды РНК соединены в одну цепь?
Задание 1.24. Строение РНК
Заполните таблицу:
Строение
нуклеотида
Особенности
строения молекулы
Функции в
клетке
Задание 1.25. Строение АТФ
Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:
1.
2.
3.
4.
Каковы функции АТФ?
Напишите полное название АТФ.
Какое основание и какой сахар входят в состав АТФ?
Сколько энергии выделяется при гидролизе двух макроэргических связей в ДНК?
Задание 1.26. РНК, АТФ
Какие утверждения верны:
1. Молекула РНК представляет собой неразветвленный полинуклеотид, имеющий третичную структуру.
2. В состав нуклеотидов РНК входит сахар рибоза.
3. Азотистые основания в РНК представлены аденином, гуанином, тимином и цитозином.
4. Самые крупные молекулы РНК содержатся в рибосомах, рРНК.
5. Нуклеотиды РНК способны образовывать водородные связи между собой, но это внутри–, а не межцепочечные соединения комплементарных нуклеотидов.
6. Цепи РНК значительно длиннее молекул ДНК.
7. РНК обеспечивают синтез белков в клетке.
8. Молекула РНК состоит из двух комплементарно связанных и антипараллельно направленных полинуклеотидных цепей.
9. Молекулы РНК образуются в результате самоудвоения, репликации.
10. АТФ представляет собой нуклеотид, образованный остатками азотистого основания (аденина), сахара (дезоксирибозы) и фосфорной кислоты.
12
11. При гидролизе макроэргических связей двух моль АТФ до АМФ выделяется около 160 кДж энергии.
Задание 1.27. Вопросы к зачету:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
Перечислите уровни организации жизни в пределах одного организма.
Перечислите уровни организации жизни от организма и выше.
Основные методы изучения в биологии?
Перечислите элементы первой и второй группы.
Перечислите функции, которые выполняет вода в клетке.
Запишите пример буферной системы.
На какие группы делятся углеводы?
Напишите формулы важнейших пентоз.
Какие вещества относятся к полисахаридам?
Что является мономером гликогена, клетчатки?
Какие функции выполняют углеводы?
Что представляют из себя жиры?
Какие липиды входят в состав мембран?
Перечислите жирорастворимые витамины.
Перечислите 5 важнейших функций жиров.
Запишите общую формулу аминокислоты.
Запишите структурную формулу дипептида.
Как называется связь между двумя аминокислотами?
Какие аминокислоты называются незаменимыми? Сколько их?
Какие белки называются полноценными?
Чем представлена первичная структура белков?
Чем представлена вторичная структура белка?
Какими связями удерживается третичная структура белков?
Сколько энергии выделяется при расщеплении 1 г белков, углеводов, липидов?
Перечислите функции белков.
Каковы основные свойства ферментов?
Из остатков каких веществ состоит нуклеотид ДНК?
Запишите структурную формулу нуклеотида ДНК.
Какие азотистые основания входят в состав нуклеотидов ДНК?
Какие пуриновые азотистые основания входят в состав молекулы ДНК?
Как нуклеотиды ДНК соединены в одну цепь?
Сколько водородных связей между комплементарными азотистыми основаниями?
Что такое «принцип комплементарности»?
Какие функции выполняют ДНК?
Запишите структурную формулу нуклеотида РНК.
Как нуклеотиды РНК соединяются в полинуклеотидную цепь?
Какие азотистые основания входят в состав нуклеотидов РНК?
Какие функции выполняют РНК?
Запишите структурную формулу АТФ.
Сколько энергии в макроэргических связях АТФ?
13
ИНФОРМАЦИЯ О ВЛАДЕЛЬЦЕ:
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Ф.И.О.
ученика (-цы)
Класс
Дата
Подпись