Соли к важны для организма так как входят в состав гемоглобина
Ирина Сергачёва
Знаток
(434),
на голосовании
5 лет назад
Тест « Химический состав клетки». 2 вариант.
1. Наиболее распространенными в клетках живых организмах элементами являются:
а) С, О, Н, N; б) О, S, H,Fe; в) Н, Fe, N,S; г) N, О, S, Н.
2. Углерод как элемент входит в состав: «
а) только белков и углеводов;
б) только углеводов и липидов;
в) всех органических и неорганических соединений клетки;
г) всех органических соединений клетки.
3. Функции воды в клетке:
а) хранение и передача наследственной информации;
б) торможение химических реакций;
в) растворитель;
г) энергетическая функция.
4. К углеводам моносахаридам относятся:
а) мальтоза; б) лактоза; в) крахмал; г) глюкоза.
5. К углеводам полисахаридам относятся:
а) целлюлоза4 б) рибоза; в) фруктоза; г) глюкоза.
6. В состав молекулы ДНК входят остатки: а) рибозы; б) мальтозы; в) дезоксирибозы; г) сахарозы.
7. Продуктами реакции взаимодействия глицерина и высших жирных кислот являются: а) только жиры; б) только масла; в) жиры и масла; г) жиры, масла и фосфолипиды.
8. Жиры и масла по отношению к воде обладают свойствами:
а) всегда гидрофильными;
б) чаще гидрофобными, реже гидрофильными;
в) всегда гидрофобными;
г) реже гидрофильными.
9. Белки – это:
а) мономеры; б) биополимеры; в) моносахариды; г) полисахариды.
10. В водных растворах аминокислоты проявляют свойства:
а) кислот; б) оснований; в) кислот и оснований; г) в одних случаях кислот, в других -оснований.
11. Первичная структура белка определяется:
а) только числом аминокислотных остатков;
б) видами аминокислотных остатков;
в) только последовательностью аминокислотных остатков;
г) числом и последовательностью аминокислотных остатков.
12. Первичная структура белка поддерживается связями:
а) только водородными;
б) дисульфидными и пептидными;
в) пептидными и гидрофобными;
г) только пептидными.
13. Ферменты выполняют следующие функции:
а) являются основным источником энергии;
б) ускоряют биохимические реакции;
в) транспортируют кислород;
г) участвуют в химической реакции, превращаясь в другие вещества.
14. Биологическую активность белка определяет структура:
а) только первичная;
б) только вторичная;
в) всегда четвертичная;
г) четвертичная, иногда третичная.
15. Молекулы, которые наиболее легко расщепляются в клетке с освобождением энергии: а) клетчатка; б) белки; в) нуклеиновые кислоты; г) моносахариды.
16.Мономерами молекул нуклеиновых кислот являются:
а) только нуклеотиды;
б) только азотистые основания;
в) азотистые основания и фосфорные кислоты;
г) нуклеотиды и полинуклеотиды.
17.Нуклеотиды молекулы ДНК содержат азотистые основания:
а) тимин, аденин, урацил, гуанин;
б) аденин, урацил, тимин, цитозин;
в) аденин, гуанин, урацил, цитозин;
г) цитозин, гуанин, аденин, тимин.
18. Углеводов содержится больше:
а) в растительных клетках;
б) в животных клетках;
в) одинаковое количество в тех и других.
19.Нуклеотиды молекулы РНК содержат азотистые основания:
а) аденин, гуанин, урацил, цитозин
б) аденин, тимин, урацил, цитозин
в) цитозин, гуанин, аденин, тимин
г) тимин, урацил, аденин, гуанин
20. Жиры растворимы:
а) в воде; б) в спирте; в) в бензине.
21. Молекула вещества, состоящая из нуклеотидов и имеющая вид одноцепочной нити:
а) РНК; б) АТФ; в) ДНК; г) АДФ.
22. Наиболее крупные размеры среди нуклеиновых кислот имеют молекулы: а) ДНК; б) тРНК; в) иРНК; 4)рРНК.
23. Соли К важны для организма, так как:
а) входят в состав гемоглобина;
б) являются катализаторами биохимических реакций;
в) участвуют в проведении нервных импульсов.
1. Наиболее распространенными в клетках живых организмах элементами являются:
а) С, О, Н, N; б) О, S, H,Fe; в) Н, Fe, N,S; г) N, О, S, Н.
2. Углерод как элемент входит в состав: «
а) только белков и углеводов;
б) только углеводов и липидов;
в) всех органических и неорганических соединений клетки;
г) всех органических соединений клетки.
3. Функции воды в клетке:
а) хранение и передача наследственной информации;
б) торможение химических реакций;
в) растворитель;
г) энергетическая функция.
4. К углеводам моносахаридам относятся:
а) мальтоза; б) лактоза; в) крахмал; г) глюкоза.
5. К углеводам полисахаридам относятся:
а) целлюлоза4 б) рибоза; в) фруктоза; г) глюкоза.
6. В состав молекулы ДНК входят остатки: а)рибозы; б) мальтозы; в) дезоксирибозы; г) сахарозы.
7. Продуктами реакции взаимодействия глицерина и высших жирных кислот являются: а) только жиры; б) только масла; в) жиры и масла; г) жиры, масла и фосфолипиды.
8. Жиры и масла по отношению к воде обладают свойствами:
а) всегда гидрофильными;
б) чаще гидрофобными, реже гидрофильными;
в) всегда гидрофобными;
г) реже гидрофильными.
9. Белки — это:
а) мономеры; б) биополимеры; в) моносахариды; г) полисахариды.
10. В водных растворах аминокислоты проявляют свойства:
а) кислот; б)оснований; в) кислот и оснований; г)в одних случаях кислот, в других -оснований.
11. Первичная структура белка определяется:
а) только числом аминокислотных остатков;
б) видами аминокислотных остатков;
в) только последовательностью аминокислотных остатков;
г) числом и последовательностью аминокислотных остатков.
12. Первичная структура белка поддерживается связями:
а) только водородными;
б) дисульфидными и пептидными;
в) пептидными и гидрофобными;
г) только пептидными.
13. Ферменты выполняют следующие функции:
а) являются основным источником энергии;
б) ускоряют биохимические реакции;
в) транспортируют кислород;
г) участвуют в химической реакции, превращаясь в другие вещества.
14. Биологическую активность белка определяет структура:
а) только первичная;
б) только вторичная;
в) всегда четвертичная;
г) четвертичная, иногда третичная.
15. Молекулы, которые наиболее легко расщепляются в клетке с освобождением энергии: а) клетчатка; б) белки; в) нуклеиновые кислоты; г) моносахариды.
16.Мономерами молекул нуклеиновых кислот являются:
а) только нуклеотиды;
б) только азотистые основания;
в) азотистые основания и фосфорные кислоты;
г) нуклеотиды и полинуклеотиды.
17.Нуклеотиды молекулы ДНК содержат азотистые основания:
а) тимин, аденин, урацил, гуанин;
б) аденин, урацил, тимин, цитозин;
в) аденин, гуанин, урацил, цитозин;
г) цитозин, гуанин, аденин, тимин.
18. Углеводов содержится больше:
а) в растительных клетках;
б) в животных клетках;
в) одинаковое количество в тех и других.
19.Нуклеотиды молекулы РНК содержат азотистые основания:
а) аденин, гуанин, урацил, цитозин
б) аденин, тимин, урацил, цитозин
в) цитозин, гуанин, аденин, тимин
г) тимин, урацил, аденин, гуанин
20. Жиры растворимы:
а) в воде; б) в спирте; в) в бензине.
21. Молекула вещества, состоящая из нуклеотидов и имеющая вид одноцепочной нити:
а) РНК; б) АТФ; в) ДНК; г) АДФ.
22. Наиболее крупные размеры среди нуклеиновых кислот имеют молекулы: а)ДНК; б)тРНК; в) иРНК; 4)рРНК.
23. Соли К важны для организма, так как:
а) входят в состав гемоглобина;
б) являются катализаторами биохимических реакций;
в) участвуют в проведении нервных импульсов.
Вставьте в текст пропущенные слова.
Молекулы воды, несущая на одном конце положительный заряд, а на другом -отрицательный заряд называется…….
Белки ускоряют химические реакции в клетке, выполняя …. функцию, способствуют перемещению веществ, выполняя ….функцию.
Часть молекулы аминокислоты, определяющая уникальные ее свойства –
Процесс утраты белковой молекулой природной структуры под воздействием различных факторов среды……
Главная биологическая функция моносахаридов в клетке ……
Задания со свободным ответом.
1. Какие аминокислоты называются незаменимыми и сколько их?
2, Что представляет собой принцип комплементарности?
З.По какому признаку химические элементы распределяются на макро-, микро-, ультрамикроэлементами?
Слишком многие люди, ведущие здоровый, активный образ жизни, мало интересуются микроэлементами, больше обращая внимание на калорийность. Это большая ошибка: ведь некоторые компоненты пищи предназначены не для поставки энергии, а для улучшения мышечных волокон, стимуляции их роста, влияют на уровень гемоглобина и так далее. В действительности микроэлементы также важны, как БЖУ, из-за их важной роли в биохимии организма.
Сегодня поговорим о наиболее важных минеральных веществах. Конечно, все прочие тоже нужны, но в таких малых количествах, что потребность в них сама собой удовлетворяется за счет сбалансированной пищи, правильного питания.
Итак. Традиционно все минеральные вещества делят на две группы:
макро и микроэлементы
– Макроэлементы. Они содержатся в организме в больших количествах, от нескольких грамм до сотен грамм. Входят в состав костей, крови, мышц. К ним относятся натрий, калий, кальций, фосфор, железо;
– Микроэлементы. В организме их буквально миллиграммы или микрограммы. Но эти элементы входят в состав ферментных систем как активаторы и катализаторы биохимических процессов.
Стоит рассмотреть каждый из этих макро – и микроэлементов в отдельности в порядке возрастания их значимости в организме.
Калий.
содержание калия в продуктах
Один из важнейших макроэлементов в организме. Совместно с натрием регулирует содержание воды внутри клеток. Обеспечивает поддержание электрического потенциала в нервах и на поверхности клеточных мембран, регулирует сокращение мышц. Включается в механизм накопления гликогена – основного источника энергии в клетке. Плохой калий-натриевый баланс приводит к нарушению водного обмена, обезвоживанию, ослаблению мускулатуры. К счастью, часто поступивший калий с пищей покрывает полностью потребность в этом элементе для большинства людей. Содержится он в молоке, фруктах, овощах, гречке. Рекомендуемое ежедневное поступление примерно 2 г, для спортсменов и людей, занятых тяжелым физическим трудом, рекомендуют 2,5-5 г. Избыток калия по отношению к натрию может вызвать нарушение работы сердечно-сосудистой системы, так что новомодные “калиевые диеты” просто опасны.
Медь.
содержание меди
Биологическая роль меди более важна, чем считалось ранее. Этот микроэлемент не только участвует в процессе усвоения кислорода и многих ферментативных реакциях, но и увеличивает скорость кровообращения при интенсивной физической нагрузке. По этой причине медь – один из наиболее важных микроэлементов, и иногда ее может не хватать. Так что есть смысл следить за поступлением меди с пищей. Источники меди: мясо (в частности внутренние органы), морские продукты, орехи. Рекомендуемое ежедневное поступление 1,5-3 мг.
Ванадий.
ванадий содержание в продуктах
Хотя большая часть исследований по этому элементу выполнялась на крысах, страдающих диабетом, опубликованные данные свидетельствуют о его положительном влиянии на накопление гликогена. Источники: морская живность, шпинат, грибы. Рекомендуемое ежедневное поступление 10-25 мкг.
Железо.
содержание железа в продуктах
Этому микроэлементу стоит уделить побольше внимания. Наверняка вы хоть раз, но слышали, что железо очень важно для организма, особенно тем, кто регулярно тренируется. Сейчас расскажем почему. Железо входит в состав гемоглобина крови, отвечающего за транспорт кислорода и выполнение окислительных реакций. Как это отражается на ваших занятиях спортом? Скорость восстановления после тренировки зависит от аэробной активности организма. Чем больше кислорода попадает в ткани, тем быстрее мышцы восстанавливаются для дальнейшей работы. Микротравмы при спортивной деятельности и усиленное выведение железа с калом после нагрузки приводят к тому, что потребность в железе у активного человека может быть повышена почти в 2 раза по сравнению с физически малоактивными людьми. Поступление достаточного количества железа особенно важно для женщин. При менструациях с кровью теряется некоторое количество железа, которое необходимо пополнять. В противном случае возникает риск анемии. Есть даже официальные данные о том, что у значительного количества женщин наблюдается скрытый дефицит железа. Не критичный, но всё же. К сожалению, практически из всех продуктов железо усваивается очень плохо (иногда в организм попадают лишь доли процента железа, содержащегося в пище). Из мясных продуктов оно усваивается легче. Железо содержится в красном мясе (говядина, баранина), бобовых, зеленых овощах, зерновых . Рекомендуемое ежедневное поступление: мужчины 10 мг, женщины 15 мг. Для спортсменов, тех кто ведет активный образ жизни и у кого тяжелый физический труд – до 25 мг в день.
Фосфор.
фосфор в продуктах питания
Содержится в организме в больших количествах. Напрямую участвует в процессах метаболизма. Фосфор всегда в организме работает совместно с кальцием, потому их соотношение необходимо держать равным 1:1. Фосфорные добавки снижают количество молочной кислоты в крови. Он помогает обеспечивать скорость и мощь сокращений мышц, что важно как для силовой, так и для скоростной тренировки. Рекомендуемое потребление фосфора 1200 мг в день. При напряженных тренировках оно может быть существенно увеличено.
Натрий.
натрий в продуктах питания
Как говорилось выше, натрий (как и калий) – электролит, играющий ключевую роль в регулировании жидкостного обмена. Содержание натрия в организме определяет количество удерживаемой тканями воды. (Вы могли почувствовать это, проснувшись с отеками после сильно подсоленного ужина). Хотя нормальная пища обычно содержит достаточное (иногда даже избыточное) количество натрия, и обычно советуют ограничивать количество соли. Но есть исключение не слишком ограничивать его потребление перед тяжелыми физическими нагрузками. Слишком жесткие ограничения запускают механизмы, предотвращающие дальнейшую потерю натрия и воды. Кроме того, учтите, что натрий играет важную роль в обеспечении выносливости, так как он участвует в передаче нервных импульсов. Этого элемента не должно быть слишком мало или слишком много. Натрий содержится в поваренной соли, морепродуктах, морской капусте и яйце. Рекомендуемое ежедневное потребление около 5000 мг.
Хром.
содержание хрома в продуктах
Элемент, играющий ключевую роль в обеспечении переносимости глюкозы, обеспечивающий связывание инсулина с тканями. Способствует переносу глюкозы, аминокислот и жирных кислот в клетки. Участие хрома в метаболизме липидов может приводить к снижению содержания жира в теле, но это еще не доказано. Сообщения о достижении отличных результатов с помощью хромовых добавок, мягко говоря, преждевременны. Хром содержится в черном перце, сыре, грибах, пшенице рыбе, мясе, птице и свекле . Рекомендуемое потребление 50-200 мкг
Цинк.
цинк в продуктах
Этот элемент участвует практически во всех стадиях роста клеток. Он необходим для работы более чем 300 различных ферментов. К тому же (и это необходимо иметь в виду спортсменам) интенсивные тренировки способствуют ускоренной потере цинка. Питание многих людей слишком бедно этим элементом. Но недостаток его может практически прекратить рост, потому важно чтобы цинк был в достаточном количестве в рационе детей. Цинк содержится в зерновых, бобовых и орехах . Ежедневное потребление: мужчины 15 мг, женщины 12 мг.
Кальций.
кальций в продуктах
Пожалуй, наиболее распространенный элемент в организме. Кальций напрямую участвует в сокращении мышц (есть теория по поводу влияния ионов кальция на сократительный процесс). Если его мало, мышцы не могут сокращаться быстро и сильно. Стресс, получаемый костями при тренировке, повышает расход кальция для увеличения их крепости. Женщинам надо быть особенно внимательными, так как низкий уровень эстрогенов может вести к ускоренной потере кальция. Учтите, что витамин Д способствует лучшему усвоению кальция, причем оба компонента соседствуют в различных молочных продуктах. Вот еще один повод пить молоко! Кальций содержится в молочных продуктах, зеленых овощах, бобовых. Рекомендуемое ежедневное потребление 800 мг.
Магний.
магний в продуктах
Магний – один из ключевых компонентов в запасании энергии и синтезе белка. Он теряется в больших количествах вместе с потом. К несчастью, многие люди ведущий активный образ жизни не восполняют эту потерю с питанием, так как не едят большинство продуктов, богатых магнием (орехи, бобовые и т.д.). Недавно опубликовано исследование, в котором показано значительное увеличение силы мышц под воздействием добавок магния. Магний содержится в орехах, продуктах из цельного зерна, бобовых, бананах, зеленых овощах. Рекомендуемое ежедневное потребление: мужчины 350 мг, женщины 280 мг.
Вот еще несколько микроэлементов, необходимых организму в небольших количествах:
Йод. Входит в состав гормонов щитовидной железы, регулирующих метаболизм питательных веществ и тепловыделение в организме. Недостаток йода вызывает так называемую базедову болезнь (зоб), характеризующуюся избытком жира, вялостью, ненормальным разрастанием щитовидной железы. Йод содержится в морских продуктах. Рекомендуемое ежедневное потребление около 50 мкг.
Марганец. Элемент, являющийся активатором некоторых ферментных систем. Суточная доза около 4 мг. Входит в состав поливитаминного препарата “Компливит” и некоторых других.
Молибден. Активирует некоторые ферменты, участвующие в метаболизме белков. Делает более эффективной работу антиокислителей, в том числе витамина С. Усиливает синтез аминокислот, улучшает накопление азота. При недостатке молибдена страдают анаболические процессы, наблюдается ослабление иммунной системы. Источники: бобовые, крестоцветные (капуста, шпинат), крыжовник, черная смородина. Ежедневная потребность – около 0,3-0,4 мг.
Немного о предосторожностях
Передозировка одного микроэлемента может привести к функциональным нарушениям и повышенному выделению другого или нежелательным побочным эффектам. Например, избыток цинка ведет к снижению уровня “хорошего” холестерина. Избыток кальция – к недостатку фосфора, и наоборот. Избыток молибдена уменьшает содержание меди. Некоторые микроэлементы (селен, хром, медь) в избыточных дозах токсичны. Так что придерживайтесь указанных выше рекомендаций.
Еще раз микроэлементы и витамины также важны, как питательные вещества, ибо без них последние не будут правильно усваиваться организмом. Будьте внимательны к важным мелочам!
Организмы состоят из клеток. Клетки разных организмов обладают сходным химическим составом. В таблице 1 представлены основные химические элементы, обнаруженные в клетках живых организмов.
Таблица 1. Содержание химических элементов в клетке
| Элемент | Количество, % | Элемент | Количество, % |
| Кислород | 65-75 | Кальций | 0,04-2,00 |
| Углерод | 15-18 | Магний | 0,02-0,03 |
| Водород | 8-10 | Натрий | 0,02-0,03 |
| Азот | 1,5-3,0 | Железо | 0,01-0,015 |
| Фосфор | 0,2-1,0 | Цинк | 0,0003 |
| Калий | 0,15-0,4 | Медь | 0,0002 |
| Сера | 0,15-0,2 | Иод | 0,0001 |
| Хлор | 0,05-0,10 | Фтор | 0,0001 |
По содержанию в клетке можно выделить три группы элементов. В первую группу входят кислород, углерод, водород и азот. На их долю приходится почти 98% всего состава клетки. Во вторую группу входят калий, натрий, кальций, сера, фосфор, магний, железо, хлор. Их содержание в клетке составляет десятые и сотые доли процента. Элементы этих двух групп относят к макроэлементам (от греч. макрос – большой).
Остальные элементы, представ ленные в клетке сотыми и тысячными долями процента, входят в третью группу. Это микроэлементы (от греч. микро – малый).
Каких-либо элементов, присущих только живой природе, в клетке не обнаружено. Все перечисленные химические элементы входят и в состав неживой природы. Это указывает на единство живой и неживой природы.
Недостаток какого-либо элемента может привести к заболеванию, и даже гибели организма, так как каждый элемент играет определенную роль. Макроэлементы первой группы составляют основу биополимеров – белков, углеводов, нуклеиновых кислот, а также липидов, без которых жизнь невозможна. Сера входит в состав некоторых белков, фосфор – в состав нуклеиновых кислот, железо – в состав гемоглобина, а магний – в состав хлорофилла. Кальций играет важную роль в обмене веществ.
Часть химических элементов, содержащихся в клетке, входит в со став неорганических веществ – минеральных солей и воды.
Минеральные соли находятся в клетке, как правило, в виде катионов (К+, Na+, Ca2+, Mg2+) и анионов ( HPO2-/4, H2PO-/4, СI-, НСО3), соотношение которых определяет важную для жизнедеятельности клеток кислотность среды.
(У многих клеток среда слабощелочная и ее рН почти не изменяется, так как в ней постоянно поддерживается определенное соотношение катионов и анионов.)
Из неорганических веществ в живой природе огромную роль играет вода.
Без воды жизнь невозможна. Она составляет значительную массу большинства клеток. Много воды содержится в клетках мозга и эмбрионов человека: воды более 80%; в клетках жировой ткани – всего 40.% К старости содержание воды в клетках снижается. Человек, потерявший 20% воды, погибает.
Уникальные свойства воды определяют ее роль в организме. Она участвует в теплорегуляции, которая обусловлена высокой теплоемкостью воды – потреблением большого количества энергии при нагревании. Чем же определяется высокая теплоемкость воды?
В молекуле воды атом кислорода ковалентно связан с двумя атомами водорода. Молекула воды полярна, так как атом кислорода имеет частично отрицательный заряд, а каждый из двух атомов водорода имеет
частично положительный заряд. Между атомом кислорода одной молекулы воды и атомом водорода другой молекулы образуется водородная связь. Водородные связи обеспечивают соединение большого числа молекул воды. При нагревании воды значительная часть энергии расходуется на разрыв водородных связей, что и определяет ее высокую теплоемкость.
Вода – хороший растворитель. Благодаря полярности ее молекулы взаимодействуют с положительно и отрицательно заряженными ионами, способствуя тем самым растворению вещества. По отношению к воде все вещества клетки делятся на гидрофильные и гидрофобные.
Гидрофильными (от греч. гидро – вода и филео – люблю) называют вещества, которые растворяются в воде. К ним относят ионные соединения (например, соли) и некоторые неионные соединения (например, сахара).
Гидрофобными (от греч. гидро – вода и фобос – страх) называют вещества, нерастворимые в воде. К ним относят, например, липиды.
Вода играет большую роль в химических реакциях, протекающих в клетке в водных растворах. Она растворяет ненужные организму продукты обмена веществ и тем самым способствует выводу их из организма. Большое содержание воды в клетке придает ей упругость. Вода способствует перемещению различных веществ внутри клетки или из клетки в клетку.
Тела живой и неживой природы состоят из одинаковых химических элементов. В состав живых организмов входят неорганические вещества – вода и минеральные соли. Жизненно важные многочисленные функции воды в клетке обусловлены особенностями ее молекул: их полярностью, способностью образовывать водородные связи.
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ
В клетках живых организмов встречается около 90 элементов, причем примерно 25 из обнаружены практически во всех клетках. По содержанию в клетке химические элементы подразделяются на три большие группы: макроэлементы(99%), микроэлементы(1%), ультрамикроэлементы(менее 0,001%).
К макроэлементам относятся кислород, углерод, водород, фосфор, калий, сера, хлор, кальций, магний, натрий, железо.
К микроэлеметам относятся марганец, медь, цинк, йод, фтор.
К ультрамикроэлементам относятся серебро, золото, бром, селен.
| ЭЛЕМЕНТЫ | СОДЕРЖАНИЕ В ОРГАНИЗМЕ (%) | БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ |
| Макроэлементы: | ||
| O.C.H.N | 62-3 | Входят в состав всех органических веществ клетки, воды |
| Фосфор Р | 1,0 | Входят в состав нуклеиновых кислот, АТФ (образует макроэргические связи), ферментов, костной ткани и эмали зубов |
| Кальций Са+2 | 2,5 | У растений входит в состав оболочки клетки, у животных – в состав костей и зубов, активизирует свертываемость крови |
| Микроэлементы: | 1-0,01 | |
| Сера S | 0,25 | Входит в состав белков, витаминов и ферментов |
| Калий К+ | 0,25 | Обуславливает проведение нервных импульсов; активатор ферментов белкового синтеза, процессов фотосинтеза, роста растений |
| Хлор CI- | 0,2 | Является компонентом желудочного сока в виде соляной кислоты, активизирует ферменты |
| Натрий Na+ | 0,1 | Обеспечивает проведение нервных импульсов, поддерживает осмотическое давление в клетке, стимулирует синтез гормонов |
| Магний Мg+2 | 0,07 | Входит в состав молекулы хлорофилла, содержится в костях и зубах, активизирует синтез ДНК, энергетический обмен |
| Йод I- | 0,1 | Входит в состав гормона щитовидной железы – тироксина, влияет на обмен веществ |
| Железо Fе+3 | 0,01 | Входит в состав гемоглобина, миоглобина, хрусталика и роговицы глаза, активатор ферментов, участвует в синтезе хлорофилла. Обеспечивает транспорт кислорода к тканям и органам |
| Ультрамикроэлементы: | менее 0,01, следовые количества | |
| Медь Си+2 | Участвует в процессах кроветворения, фотосинтеза, катализирует внутриклеточные окислительные процессы | |
| Марганец Мn | Повышает урожайность растений, активизирует процесс фотосинтеза, влияет на процессы кроветворения | |
| Бор В | Влияет на ростовые процессы растений | |
| Фтор F | Входит в состав эмали зубов, при недостатке развивается кариес, при избытке – флюороз | |
| Вещества : | ||
| Н20 | 60-98 | Составляет внутреннюю среду организма, участвует в процессах гидролиза, структурирует клетку. Универсальный растворитель, катализатор, участник химических реакций |
ОРГАНИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ
| ВЕЩЕСТВА | СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА | ФУНКЦИИ |
| Липиды | ||
| Сложные эфиры высших жирных кислот и глицерина. В состав фосфолипидов входит дополнительно остаток Н3РО4.Обладают гидрофобными или гидрофильно-гидрофобными свойствами, высокой энергоемкостью | Строительная – образует билипидный слой всех мембранных. Энергетическая. Терморегуляторная. Защитная. Гормональная (кортикостероиды, половые гормоны). Компоненты витаминов D,E. Источник воды в организме.Запасное питательное вещество | |
| Углеводы | ||
| Моносахариды: глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза | Хорошо растворимы в воде | Энергетическая |
| Дисахариды: сахароза, мальтоза (солодовый сахар) | Растворимы в воде | Компоненты ДНК, РНК, АТФ |
| Полисахариды: крахмал, гликоген, целлюлоза | Плохо растворимы или нерастворимы в воде | Запасное питательное вещество. Строительная – оболочка растительной клетки |
| Белки | Полимеры. Мономеры – 20 аминокислот. | Ферменты – биокатализаторы. |
| I структура – последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Связь – пептидная – СО- NH- | Строительная – входят в состав мембранных структур, рибосом. | |
| II структура – a -спираль, связь – водородная | Двигательная (сократительные белки мышц). | |
| III структура – пространственная конфигурация a -спирали (глобула). Связи – ионные, ковалентные, гидрофобные, водородные | Транспортная (гемоглобин). Защитная (антитела).Регуляторная (гормоны, инсулин) | |
| IV структура характерна не для всех белков. Соединение нескольких полипептидных цепей в единую суперструктуруВ воде плохо растворимы. Действие высоких температур, концентрированных кислот и щелочей, солей тяжелых металлов вызывает денатурацию | ||
| Нуклеиновые кислоты: | Биополимеры. Состоят из нуклеотидов | |
| ДНК – дезокси-рибонуклеино-вая кислота. | Состав нуклеотида: дезоксирибоза, азотистые основания – аденин, гуанин, цитозин, тимин, остаток Н3РО4. Комплементарность азотистых оснований А = Т, Г = Ц. Двойная спираль. Способна к самоудвоению | Образуют хромосомы. Хранение и передача наследственной информации, генетического кода. Биосинтез РНК, белков. Кодирует первичную структуру белка. Содержится в ядре, митохондриях, пластидах |
| РНК – рибонуклеиновая кислота. | Состав нуклеотида: рибоза, азотистые основания – аденин, гуанин, цитозин, урацил, остаток Н3РО4 Комплементарность азотистых оснований А = У, Г = Ц. Одна цепь | |
| Информационная РНК | Передача информации о первичной структуре белка, участвует в биосинтезе белка | |
| Рибосомальная РНК | Строит тело рибосомы | |
| Транспортная РНК | Кодирует и переносит аминокислоты к месту синтеза белка – рибосомам | |
| Вирусная РНК и ДНК | Генетический аппарат вирусов | |
Ферменты.
Важнейшая функция белков – каталитическая. Белковые молекулы, увеличивающие на несколько порядков скорость химических реакции в клетке, называют ферментами. Ни один биохимический процесс в организме не происходит без участия ферментов.
В настоящее время обнаружено свыше 2000 ферментов. Их эффективность во много раз выше, чем эффективность неорганических катализаторов, используемых в производстве. Так, 1 мг железа в составе фермента каталазы заменяет 10 т неорганического железа. Каталаза увеличивает скорость разложения пероксида водорода (Н2О2) в 1011 раз. Фермент, катализирующий реакцию образования угольной кислоты (СО2+Н2О = Н2СО3), ускоряет реакцию в 107 раз.
Важным свойством ферментов является специфичность их действия, каждый фермент катализирует только одну или небольшую группу сходных реакций.
Вещество, на которое воздействует фермент, называют субстратом. Структуры молекулы фермента и субстрата должны точно соответствовать друг другу. Этим объясняется специфичность действия ферментов. При соединении субстрата с ферментом пространственная структура фермента изменяется.
Последовательность взаимодействия фермента и субстрата можно изобразить схематично:
Субстрат+Фермент – Фермент-субстратный комплекс – Фермент+Продукт.
Из схемы видно, что субстрат соединяется с ферментом с образованием фермент-субстратного комплекса. При этом субстрат превращается в новое вещество – продукт. На конечном этапе фермент освобождается от продукта и вновь вступает во взаимодействие с очередной молекулой субстрата.
Ферменты функционируют лишь при определенной температуре, концентрации веществ, кислотности среды. Изменение условий приводит к изменению третичной и четвертичной структуры белковой молекулы, а, следовательно, и к подавлению активности фермента. Как это происходит? Каталитической активностью обладает лишь определенный участок молекулы фермента, называемый активным центром. Активный центр содержит от 3 до 12 аминокислотных остатков и формируется в результате изгиба полипептидной цепи.
Под влиянием разных факторов изменяется структура молекулы фермента. При этом нарушается пространственная конфигурация активного центра, и фермент теряет свою активность.
Ферменты – это белки, играющие роль биологических катализаторов. Благодаря ферментам на несколько порядков возрастает скорость химических реакций в клетках. Важное свойство ферментов – специфичность действия в определенных условиях.
Нуклеиновые кислоты.
Нуклеиновые кислоты были от крыты во второй половине XIX в. швейцарским биохимиком Ф. Мишером, который выделил из ядер клеток вещество с высоким содержанием азота и фосфора и назвал его “нуклеином” (от лат. нуклеус – ядро).
В нуклеиновых кислотах хранится наследственная информация о строении и функционировании каждой клетки и всех живых существ на Земле. Существует два типа нуклеиновых кислот – ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота). Нуклеиновые кислоты, как и белки, обладают видовой специфичностью, то есть организмам каждого вида присущ свой тип ДНК. Чтобы выяснить причины видовой специфичности, рассмотрим строение нуклеиновых кислот.
Молекулы нуклеиновых кислот представляют собой очень длинные цепи, состоящие из многих сотен и даже миллионов нуклеотидов. Любая нуклеиновая кислота содержит всего четыре типа нуклеотидов. Функции молекул нуклеиновых кислот зависят от их строения, входящих в их состав нуклеотидов, их числа в цепи и последовательности соединения в молекуле.
Каждый нуклеотид состоит из трех компонентов: азотистого основания, углевода и фосфорной кислоты. В состав каждого нуклеотида ДНК входит один из четырех типов азотистых оснований (аденин – А, тимин – Т, гуанин – Г или цитозин – Ц), а также угле вод дезоксирибоза и остаток фосфорной кислоты.
Таким образом, нуклеотиды ДНК различаются лишь типом азотистого основания.
Молекула ДНК состоит из огромного множества нуклеотидов, соединенных в цепочку в определенной последовательности. Каждый вид молекулы ДНК имеет свойственное ей число и последовательность нуклеотидов.
Молекулы ДНК очень длинные. Например, для буквенной записи последовательности нуклеотидов в молекулах ДНК из одной клетки человека (46 хромосом) потребовалась бы книга объемом около 820000 страниц. Чередование четырех типов нуклеотидов может образовать бесконечное множество вариантов молекул ДНК. Указанные особенности строения молекул ДНК позволяют им хранить огромный объем информации обо всех признаках организмов.
В 1953 г. американским биологом Дж. Уотсоном и английским физиком Ф. Криком была создана модель строения молекулы ДНК. Ученые установили, что каждая молекула ДНК состоит из двух цепей, связанных между собой и спирально закрученных. Она имеет вид двойной спирали. В каждой цепи четыре типа нуклеотидов чередуются в определенной последовательности.
Нуклеотидный состав ДНК различается у разных видов бактерий, грибов, растений, животных. Но он не меняется с возрастом, мало зависит от изменений окружающей среды. Нуклеотиды парные, то есть число адениновых нуклеотидов в любой молекуле ДНК равно числу тимидиновых нуклеотидов (А-Т), а число цитозиновых нуклеотидов равно числу гуаниновых нуклеотидов (Ц-Г). Это связано с тем, что соединение двух цепей между собой в молекуле ДНК подчиняется определенному правилу, а именно: аденин одной цепи всегда связан двумя водородными связями только с Тимином другой цепи, а гуанин – тремя водородными связями с цитозином, то есть нуклеотидные цепи одной молекулы ДНК комплементарны, дополняют друг друга.
ДНК содержат все бактерии, подавляющее большинство вирусов. Она обнаружена в ядрах клеток животных, грибов и растений, а также в митохондриях и хлоропластах. В ядре каждой клетки человеческого организма содержится 6,6 х 10-12 г ДНК, а в ядре половых клеток – в два раза меньше – 3,3 х 10-12 г.
Молекулы нуклеиновых кислот – ДНК