Какие органические вещества входят в состав клетки?

13 ответов на вопрос “Какие органические вещества входят в состав клетки?”

ИДИ ЛЕСОМ 03-05-2019 Ответить

Цианиды — соединения с содержанием одновалентной цианогруппы;
простые оксиды углерода,
аллотропы углерода.
Среди основных органических веществ в клетке выделяются:
белки,
липиды (жиры),
углеводы,
нуклеиновые кислоты.
Каждое из них считается значимым клеточным компонентом, выполняющим свои функции.
Это интересно! Как устроены органеллы: строение и функции органоидов растительной клетки и животной

Углеводы

Образуются из органических полимерных и мономерных веществ. В их составе присутствуют кислород, водород и углерод. В результате углеводного расщепления выделяется жизненно важная энергия.
По химическому строению к классу углеводных соединений относятся:
моносахариды,
олигосахариды,
полисахариды.
В группе моносахаридов (или простых углеводов), в зависимости от количества содержащихся в них атомов углерода, выделяются гексоза, триоза, пентоза и другие. Пентоза включает такие вещества, как дезоксирибоза и рибоза, которые входят в структуру ДНК И РНК.
Распространенные виды гексозы – глюкоза (энергетический источник всех живых клеток), фруктоза. Глюкоза содержится во фруктах, овощах, человеческой крови. Фруктоза присутствует в меде и фруктах.
Особенностью группы олигосахаридов является наличие 2 и более мономеров гексозы. Распространенные дисахариды – сахароза и лактоза.
Группа полисахаридов (или сложных углеводов) содержит в своем составе множество полимеров, в чьей структуре присутствует более двух мономеров гексозы. Растительный полисахарид – целлюлоза (или клетчатка). Примеры – гликопротеиды, гликолипиды, гликоген (крахмал животного происхождения, который образуется в печени), крахмал (встречается в животных и растительных клетках).
Большее число углеводов присутствует в составе растительных клеток, умеющих создавать углеводы в ходе фотосинтеза.
Основные функции углеводов: структурная, энергетическая и запасающая. Структурная функция в растительных клетках обеспечивается за счет полисахарида целлюлозы. Энергетическая состоит в накоплении запаса энергии и постепенном ее высвобождении для удовлетворения потребностей организма. В пределах растительных клеток накапливается крахмал (процесс происходит в период вегетации, отложения формируются в области луковиц и клубней). Животный организм восполняет энергетические потери за счет полисахарида гликогена, образующегося и сохраняющегося в печени. Процесс окисления углеводов происходит до воды и углекислого газа.

Липиды

В состав клетки входит такая группа веществ, как липиды — это совокупность жиров и жироподобных веществ (липоидов).
Для липидной биохимической группы присущи следующие черты:
хорошая растворимость в органических веществах;
нерастворимость в воде (гидрофобность): данная характеристика является отличительным свойством жиров.
По консистенции жиры имеют две формы:
Жидкую: встречается у растений.
Твердую: преобладает у животных.
Mixed Tv Vm 03-05-2019 Ответить

В
зависимости от того, в каком количестве
входят химические элементы в состав
веществ, образующих живой организм,
принято выделять несколько групп атомов.
Первую
группу (около
98% массы клетки) образуют четыре
элемента: водород, кислород, углерод и
азот. Их называют макроэлементами.
Это
главные компоненты всех органических
соединений. Вместе с двумя элементами
второй
группы —
серой и фосфором, являющимися необходимыми
составными частями молекул биологических
полимеров (от греч. polys
— много; meros
— часть) — белков и нуклеиновых кислот,
их часто называют биоэлементами.
В
меньших количествах в состав клетки,
кроме упомянутых фосфора и серы,
входят 6 элементов: калий и натрий,
кальций и магний, железо и хлор. Каждый
из них выполняет важную функцию в клетке.
Например, Na,
К и Cl
обеспечивают проницаемость клеточных
мембран для различных веществ и
проведение импульса по нервному волокну.
Са и Р участвуют в формировании
межклеточного вещества костной ткани,
определяя прочность кости. Кроме того,
Са — один из факторов, от которых зависит
нормальная свертываемость крови.
Железо входит в состав гемоглобина —
белка эритроцитов, участвующего в
переносе кислорода от легких к тканям.
Наконец, Mg
в клетках растений включен в хлорофилл
— пигмент, обусловливающий фотосинтез,
а у животных входит в состав
биологических катализаторов — ферментов,
участвующих в биохимических превращениях.
Все
остальные элементы — третья
группа (цинк,
медь, йод, фтор и др.) содержатся в клетке
в очень малых количествах. Общий их
вклад в массу клетки всего 0,02%. Поэтому
их называют микроэлементами. Однако
это не означает, что они меньше нужны
организму, чем другие элементы.
Микроэлементы также важны для живого
организма, но включаются в его состав
в меньших количествах. Цинк, например,
входит в молекулу гормона поджелудочной
железы — инсулина, который участвует
в регуляции обмена углеводов, а йод
— необходимый компонент тироксина
— гормона щитовидной железы, регулирующего
интенсивность обмена веществ всего
организма в целом и его рост в процессе
развития.
Все
перечисленные химические элементы
участвуют в построении организма в
виде ионов либо в составе тех или иных
соединений — молекул неорганических
и органических веществ.
Неорганические
вещества, входящие в
состав
клетки
Вода.
Самое распространенное неорганическое
соединение в живых организмах —
вода. Ее содержание колеблется в широких
пределах: в клетках эмали зубов воды
около 10%, а в клетках развивающегося
зародыша — более 90%. В среднем в
многоклеточном организме вода составляет
около 80% массы тела.
Роль
воды в клетке очень велика. Ее функции
во многом определяются химической
природой. Дипольный характер строения
молекул обусловливает способность воды
активно вступать во взаимодействие с
различными веществами. Ее молекулы
вызывают расщепление ряда водорастворимых
веществ на катионы и анионы. В результате
этого ионы быстро вступают в химические
реакции. Большинство химических
реакций представляет собой взаимодействие
между растворимыми в воде веществами.
Таким
образом, полярность молекул и способность
образовывать водородные связи делают
воду хорошим растворителем для
огромного количества неорганических
и органических веществ. Кроме того,
в качестве растворителя вода обеспечивает
как приток веществ в клетку, так и
удаление из нее продуктов жизнедеятельности,
поскольку большинство химических
соединений может проникнуть через
наружную клеточную мембрану только
в растворенном виде.
Не
менее важна и чисто химическая роль
воды. Под действием некоторых
катализаторов — ферментов — она
вступает в реакции гидролиза, т. е.
реакции, при которых к свободным
валентностям различных молекул
присоединяются группы ОН-
или Н-
воды. В результате образуются новые
вещества с новыми свойствами.
Вода
в известной степени является
теплорегулятором; за счет хорошей
теплопроводности и большой теплоемкости
воды, при изменении температуры окружающей
среды, внутри клетки температура остается
неизменной или ее колебания оказываются
значительно меньшими, чем в окружающей
клетку среде.
Минеральные
соли.
Большая часть неорганических веществ
клетки находится в виде солей — либо
диссоциированных на ионы, либо в
твердом состоянии. Среди первых большое
значение имеют катионы К-,
Na+
Са2+,
которые обеспечивают такое важнейшее
свойство живых организмов, как
раздражимость. В тканях многоклеточных
животных кальций входит в состав
межклеточного «цемента», обусловливающего
сцепление клеток между собой и
упорядоченное их расположение в
тканях. От концентрации солей внутри
клетки зависят буферные свойства клетки.
Буферностью
называют способность клетки поддерживать
слабощелочную реакцию своего содержимого
на постоянном уровне.
Нерастворимые
минеральные соли, например фосфорнокислый
кальций, входят в состав межклеточного
вещества костной ткани, в раковины
моллюсков, обеспечивая прочность
этих образований.
Органические
вещества входящие в состав клетки
Органические
соединения составляют в среднем 20— 30%
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 многих
других. В различные типы клеток входит
неодинаковое количество органических
соединений. В растительных клетках
преобладают сложные углеводы —
полисахариды; в животных — больше белков
и жиров. Тем не менее каждая из групп
органических веществ в любом типе клеток
выполняет сходные функции.
Биологические
полимеры — белки. Среди
органических веществ клетки белки
занимают первое место как по количеству,
так и по значению. У животных на них
приходится около 50% сухой массы клетки.
В организме человека встречаются 5 млн.
типов белковых молекул, отличающихся
не только друг от друга, но и от белков
других организмов. Несмотря на такое
разнообразие и сложность строения
они построены всего из 20 различных
аминокислот. Соединение двух
аминокислот в одну молекулу называется
дипептидом, трех аминокислот — трипептидом
и т. д., а соединение, состоящее из 20 и
более аминокислотных остатков, —
полипептидом.
Углеводы,
или
сахариды, — органические вещества с
общей формулой Сn(Н20)m.
У большинства углеводов число молекул
воды соответствует количеству атомов
углерода. Поэтому эти вещества и были
названы углеводами.
В
животной клетке углеводы находятся в
количествах, не превышающих 1—2, иногда
5%. Наиболее богаты углеводами
растительные клетки, где их содержание
в некоторых случаях достигает 90%
сухой массы (клубни картофеля, семена
и т. д.). Углеводы бывают простыми и
сложными.
Простые
углеводы называют моносахаридами.
В
зависимости от числа атомов углерода
в молекуле моносахариды называют
триозами — 3 атома, тетрозами — 4,
пентозами — 5 или гексозами — 6 атомов
углерода. Из шестиуглеродных моносахаридов
— гексоз — наиболее важны глюкоза,
фруктоза и галактоза. Глюкоза
содержится в крови (0,08— 0,12%). Пентозы —
рибоза
и
дезоксирибоза
—
входят в состав нуклеиновых кислот
и АТФ.
Если
в одной молекуле объединяются два
моносахарида, такое соединение
называют дисахаридом. К дисахаридам
относятся пищевой сахар — сахароза,
получаемый
из тростника или сахарной свеклы, который
состоит из одной молекулы глюкозы и
одной молекулы фруктозы, и молочный
сахар, образуемый
молекулами глюкозы и галактозы.
Сложные
углеводы, образованные многими
моносахаридами, называют полисахаридами.
Мономерами
таких полисахаридов, как крахмал,
гликоген, целлюлоза, является глюкоза.
Полисахариды, как правило, — разветвленные
полимеры.
Жиры
(липиды)
представляют собой соединения
высокомолекулярных жирных кислот и
трехатомного спирта глицерина. Жиры не
растворяются в воде, они гидрофобны (от
греч. hydor
— вода и phobos
— страх). В клетках всегда есть и другие
сложные гидрофобные жироподобные
вещества, называемые липоидами.
Содержание
жира в клетке колеблется в пределах 5—
15% от массы сухого вещества. В клетках
жировой ткани количество жира возрастает
до 90%. Накапливаясь в клетках жировой
ткани животных, в семенах и плодах
растений, жир служит запасным источником
энергии.
Важна
роль жиров и как растворителей гидрофобных
органических соединений, необходимых
для нормального протекания биохимических
превращений в организме.
Биологически
полимеры – нуклеиновые кислоты.
Значение нуклеиновых кислот в клетке
очень велико. Особенности их химического
строения обеспечивают возможность
хранения, переноса и передачи по
наследству дочерним клеткам информации
о структуре белковых молекул, которые
синтезируются в каждой ткани на
определенном этапе индивидуального
развития.
Поскольку
большинство свойств и признаков
обусловлено белками, то понятно, что
стабильность нуклеиновых кислот —
важнейшее условие нормальной
жизнедеятельности клеток и целых
организмов. Любые изменения строения
нуклеиновых кислот влекут за собой
изменения структуры клеток или активности
физиологических процессов в них, влияя
таким образом на жизнеспособность.
Изучение
структуры нуклеиновых кислот, которую
впервые установили американский
биолог Дж. Уотсон и английский физик
Ф. Крик, имеет исключительно важное
значение для понимания наследования
признаков у организмов и закономерностей
функционирования как отдельных клеток,
так и клеточных систем – тканей и
органов.
Существуют
два типа нуклеиновых кислот: ДНК и РНК.
KIBOTU 03-05-2019 Ответить

8. Объясните, каким образом белки осуществляют защитную функцию.
При поступлении в организм чужеродных белков или микроорганизмов, в лейкоцитах образуются особые белки – антитела, которые связывают и обезвреживают данные антигены.
9. Впишите необходимое число.
Энергетическая ценность белков составляет 17,6 кДж/г.
10. Ответьте, в чем заключается транспортная функция белков. Приведите примеры.
Белки присоединяют различные химические элементы (например, кислород) или биологически активные вещества (например, гормоны) и переносят их к различным тканям и органам.
11. Приведите общую химическую формулу углеводов.
Cn(H2O)m.
12. Укажите, в каких клетках содержится больше углеводов, в растительных или животных.
В животных клетках углеводов всего 1-2%, редко – 5% по массе, тогда как в растительных клетках их содержание достигает 90%.
13. Укажите основные классы, на которые подразделяются углеводы, встречающиеся в растительных, животных клетках и межклеточном веществе.
1. Моносахариды.
2. Дисахариды.
3. Полисахариды.
14. Напишите, из каких моносахаридных остатков состоит дисахарид сахароза.
Сахароза = глюкоза + фруктоза.
15. Из нижеперечисленных углеводов полисахаридами являются: лактоза, крахмал, целлюлоза, мальтоза, сахароза, гликоген.
16. Допишите предложение.
При полном окислении 1 г углеводов освобождается 17, 6 кДж энергии.
17. Перечислите основные функции углеводов.
1. Строительная.
2. Энергетическая.
3. Запасающая.
18. Заполните пропуски в тексте.
Известно, что удобной формой резервирования органического вещества для энергетических и пластических (строительных) целей в клетке являются углеводы. При этом в растительных клетках углеводы откладываются в форме крахмала, а в животных – гликогена.
19. Дайте определение липидов, основанное на их наиболее общих физико-химических свойствах.
Липиды – это нерастворимые в воде органические вещества, которые представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина.
20. Укажите критерий, на основании которого нейтральные жиры принято делить на масла и жиры.
Удельный вес, прозрачность, консистенция при 20С, жирно-кислотный состав.
21. Напишите, какова энергетическая ценность липидов.
38, 9 кДж энергии.
22. Допишите предложение.
Строительная функция жиров реализуется в таких структурных компонентах клетки, как цитоплазматическая мембрана.
23. Ответьте, могут ли липиды использоваться в качестве источника эндогенной воды. Почему?
Липиды могут использоваться в качестве источника воды. При окислении жиров образуется вода (метаболическая).
24. Известно, что некоторые гормоны по своей химической природе являются липидами, что позволяет утверждать, что жиры выполняют регуляторную функцию. Укажите, какие из нижеперечисленных гормонов относятся к липидам.
Тироксин, половые гормоны, адреналин, инсулин, гормон роста.
25. В клетке встречаются соединения жиров с другими органическими веществами. Как они называются и какие функции выполняют?
Название: фосфолипиды.
Функции: являются компонентами мембран, то есть выполняют строительную функцию.
26. Дайте определение нуклеиновых кислот.
Нуклеиновые кислоты – это полимеры, состоящие из нуклеотидов, способные хранить и передавать наследственную информацию.
27. Впишите недостающее слово.
Мономерами нуклеиновых кислот являются нуклеотиды.
28. Назовите основные типы нуклеиновых кислот, встречающиеся в клетке.
1. ДНК
2. РНК
А) иРНК
Б) тРНК
В) рРНК.
29. Укажите функции ДНК.
Хранение и передача наследственной информации.
Kajidal 03-05-2019 Ответить

Органические вещества, входящие в состав клетки.
Органические соединения составляют в среднем 20-30% 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. Тем не менее каждая из групп органических веществ в любом типе клеток выполняет сходные функции.
Белки. Среди органических веществ клетки белки занимают первое место как по количеству, так и по значениию. У животных на них приходится около 50 % сухой массы клетки. В организме человека встречается 5 млн. типов белковых молекул, отличающихся не только друг от друга, но и от белков других организмов.
Несмотря на такое разнообразие и сложность строения, они построены всего из 20 различных аминокислот.
Белки, выделенные из живых организмов — животных, растений и микроорганизмов,— включают несколько сотен, а иногда и тысяч комбинаций 20 основных аминокислот. Порядок их чередования самый разнообразный, что делает возможным существование огромного числа молекул белка, отличающихся друг от друга. Например, для белка, состоящего всего из 20 остатков аминокислот, теоретически возможно около 2 • 1018 вариантов, отличающихся чередованием аминокислот, а значит, и свойствами различных белковых молекул. Последовательность аминокислот в полипептидной цепи принято называть первичной структурой белка. Однако молекула белка в виде цепи аминокислот, последовательно соединенных между собой пептидными связями, еще не способна выполнять специфические функции. Для этого необходима более высокая структурная организация. Путем образования водородных связей между остатками карбоксильных и аминогрупп разных аминокислот белковая молекула принимает вид спирали. Это вторичная структура белка. Но и ее часто недостаточно для приобретения характерной активности. Только молекула, обладающая третичной структурой, может выполнять роль катализатора или любую другую. Третичная структура образуется благодаря взаимодействию радикалов, в частности радикалов аминокислоты цистеина, которые содержат серу. Атомы серы двух аминокислот, находящихся на некотором расстоянии друг от друга в полипептидной цепи, соединяются, образуя так называемые дисульфидные, или 5-3 связи. Благодаря этим взаимодействиям, а также другим менее сильным связям белковая спираль сворачивается и приобретает форму шарика, или глобулы. Способ укладки полипептид-ных спиралей в глобулы называют третичной структурой белка. Многие белки, обладающие третичной структурой, могут выполнять свою биологическую роль в клетке. Однако для некоторых функций организма требуется участие белков с еще более высоким уровнем организации. Такая организация называется четвертичной структурой. Она представляет собой функциональное объединение нескольких (двух, трех и более) молекул белка с третичной организацией. Пример такого сложного белка — гемоглобин. Его молекула состоит из четырех связанных между собой молекул.
Утрата белковой молекулой своей структурной организации называется денатурацией.
Денатурация может быть вызвана изменением температуры, обезвоживанием, облучением рентгеновскими лучами и другими воздействиями. Вначале разрушается самая слабая структура— четвертичная, затем третичная, вторичная и при наиболее жестких условиях — первичная. Если изменение условий среды не приводит к разрушению первичной структуры молекулы, то при восстановлении нормальных условий среды полностью воссоздается и структура белка. Такой процесс носит название ренатурации. Это свойство белков полностью восстанавливать утраченную структуру широко используется в медицинской и пищевой промышленности для приготовления некоторых медицинских препаратов, например антибиотиков, для получения пищевых концентратов, сохраняющих длительное время в высушенном виде свои питательные свойства.
Функции белков в клетке чрезвычайно многообразны. Одна из важнейших — строительная функция: белки участвуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки, а также внеклеточных структур. Исключительно важное значение имеет каталитическая роль белков. Все ферменты — вещества белковой природы, они ускоряют химические реакции, протекающие в клетке в десятки и сотни тысяч раз.
Двигательная функция живых организмов обеспечивается специальными сократительными белками. Эти белки участвуют во всех видах движения, к которым способны клетки и организмы: мерцание ресничек и биение жгутиков у простейших, сокращение мышц у многоклеточных животных, движение листьев у растений и др.
Транспортная функция белков заключается в присоединении химических элементов (например, кислорода) или биологически активных веществ (гормонов) и переносе их к различным тканям и органам тела.
При поступлении в организм чужеродных белков или микроорганизмов в белых кровяных тельцах — лейкоцитах — образуются особые белки — антитела. Они связывают и обезвреживают не свойственные организму вещества — это защитная функция.
Белки служат и одним из источников энергии в клетке, т. е. выполняют энергетическую функцию. При полном расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии.
Углеводы. Углеводы, или сахариды,— органические вещества. У большинства углеводов число атомов водорода вдвое превышает количество атомов кислорода. Поэтому эти вещества и были названы углеводами.
В животной клетке углеводы находятся в количествах, не превышающих 1—2, иногда 5 %. Наиболее богаты углеводами растительные клетки, где их содержание в некоторых случаях достигает 90 % сухой массы (клубни картофеля, семена и т. д.).
Углеводы бывают простые и сложные. Простые углеводы называются моносахаридами. В зависимости от числа атомов углерода в молекуле моносахариды называю триозами — 3 атома, тетрозами — 4, пентозами — 5 и гексозами — 6 атомов углерода. Из шестиуглеродных моносахаридов — гексоз наиболее важны глюкоза, фруктоза и галактоза. Глюкоза содержится в крови (0,1—0,12 %). Пентозы — рибоза и дезоксирибоза — входят в состав нуклеиновых кислот и АТФ. Если в одной молекуле объединяются два моносахарида, такое соединение на-зываь дисахаридом. Пищевой сахар, получаемый из тростника или сахарной свеклы, состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы, молочный сахар — из глюкозы и галактозы.
Сложные углеводы, образованные многими моносахаридами, называются полисахаридами. Мономером таких полисаха-ридов, как крахмал, гликоген, целлюлоза, является глюкоза.
Углеводы выполняют две основные функции: строительную и энергетическую. Например, целлюлоза образует стенки растительных клеток; сложный полисахарид хитин — главный структурный компонент наружного скелета членистоногих. Строительную функцию хитин выполня и у грибов. Углеводы играют роль основного источника энергии в клетке. В процессе окисления 1 г углеводов освобождается 17,6 кДж. Крахмал у растений и гликоген у животных, откладываясь в клетках, служат энергетическим резервом.
Жиры и липоиды. Жиры (липиды) представляют собой соединения высокомолекулярных жирных кислот и трехатомного спирта глицерина. Жиры не растворяются в воде — они гидро-фобны. В клетках всегда есть и другие сложные гидрофобные жироподобные вещества, называемые липоидами.
Одна из основных функций жиров — энергетическая. В ходе расщепления 1 г жиров освобождается большое количество энергии — 38,9 кДж. Содержание жира в клетке колеблется в пределах 5—15 % от массы сухого вещества. В клетках жировой ткани количество жира возрастает до 90 %. Накапливаясь в клетках жировой ткани животных, в семенах и плодах растений, жир служит запасным источником энергии.
Жиры и липоиды выполняют и строительную функцию, они входят в состав клеточных мембран. Благодаря плохой теплопроводности жир способен выполнять функцию теплоизолято-ра. У некоторых животных (тюлени, киты) он откладывается в подкожной жировой ткани, которая у китов образует слой толщиной до 1 м. Образование некоторых липоидов предшествует синтезу ряда гормонов. Следовательно, этим веществам присуща и функция регуляции обменных процессов.
Нуклеиновые кислоты. Значение нуклеиновых кислот в клетке очень велико. Особенности их химического строения обеспечивают возможность хранения, переноса и передачи по наследству дочерним клеткам информации о сгруктуре белковых молекул, которые синтезируются в каждой ткани на определенном этапе индивидуального развития. Поскольку большинство свойств и признаков клеток обусловлено белками, то понятно, что стабильность нуклеиновых кислот — важнейшее условие нормальной жизнедеятельности клеток и целых организмов. Любые изменения строения нуклеиновых кислот влекут за собой изменения структуры клеток или активности физиологических процессов в них, влияя, таким образом, на жизнеспособность. Изучение структуры нуклеиновых кислот, которую впервые установили американский биолог Уотсон и английский физик Крик, имеет исключительно важное значение для понимания наследования признаков у организмов и закономерностей функционирования, как отдельных клеток, так и клеточных систем — тканей и органов.
Существуют два типа нуклеиновых кислот: ДНК и РНК. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) — биологический полимер, состоящий из двух полинуклеотидных цепей, соединенных друг с другом. Мономеры, составляющие каждую из цепей ДНК, представляют собой сложные органические соединения, включающие азотистые основания — аденин (А) или тимин (Т), цитозин (Ц) или гуанин (Г); пятиатомный сахар пентозу — дезоксирибо-зу по имени которой получила название и сама ДНК, а также остаток фосфорной кислоты. Эти соединения носят название нуклеотидов. В каждой цепи нуклеотиды соединяются между собой образуя кобалетные связи между дезокарибозой одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого. Нуклеотиды могут соединяться только попарно: азотистое основание А одной цепи полинуклеотидов всегда связано двумя водородными связями с азотистым основанием Т противоположной по-линуклеотидной цепочки, а Г тремя водородными связями с Ц. Такая способность к избирательному соединению нуклеотидов, в результате чего образуются пары А-Т и Г-Ц, называется ком-плементарностью.
РНК (рибонуклеиновая кислота) также, как ДНК, представляет собой полимер, мономерами которого являются нуклеотиды. Азотистые основания трех нуклеотидов те же самые, что входят в состав ДНК (аденин, гуанин, цитозин), четвертое – ура-цил – присутствует в молекуле РНК вместо тимина. Нуклеотиды РНК отличаются от нуклеотидов ДНК и по строению входящего в их состав углевода: они включают другую пентозу – ри-бозу (вместо дезоксирибозы). В цепочке РНК нуклеотиды соединяются путем образования ковалентных связей между де-зоксирибозой одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого.
РНК переносят информацию о последовательности аминокислот в белках, т. е. о структуре белков от хромосом к месту их синтеза, и участвуют в синтезе белков.
Существует несколько видов РНК. Их названия обусловлены выполняемой функцией или местонахождением в клетке. Большую часть РНК цитоплазмы (до 80—90 %) составляет рибосо-мальная РНК (рРНК), содержащаяся в рибосомах. Молекулы рРНК относительно невелики и состоят из 3—5 тыс. нуклеотидов. Другой вид РНК — информационные (иРНК), переносящие к рибосомам информацию о последовательности аминокислот в белках, которые должны синтезироваться. Размер этих РНК зависит от длины участка ДНК, на котором они были синтезированы. Молекулы иРНК могут состоять из 300—30000 нуклеотидов. Транспортные Р/-//((тРНК) включают 76—85 нуклеотидов и выполняют несколько функций. Они доставляют аминокислоты к месту синтеза белка, “узнают” (по принципу комплемен-тарности) триплет иРНК, соответствующий переносимой аминокислоте, осуществляют точную ориентацию аминокислоты на рибосоме.
Karmen 03-05-2019 Ответить

ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

ОСНОВЫ ЦИТОЛОГИИ

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ

ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ КЛЕТКИ.
Органические соединения составляют около 20-30 % массы живых клеток. К ним
относятся биологические полимеры – белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды, а
также жиры, гормоны, пигменты, АТФ и т.д.
Белки составляют 10-18% от общей массы клетки (50 – 80% от сухой
массы). Молекулярная масса белков колеблется от десятков тысяч до многих
миллионов единиц. Белки – это биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Все
белки живых организмов построены из 20
аминокислот. Не смотря на это, разнообразие белковых молекул огромно.
Они различаются по величине, структуре и функциям, которые определяются
количеством и порядком расположения аминокислот. Кроме простых белков (альбумины,
глобулины, гістони) есть и сложные, которые представляют собой соединения белков с углеводами
(глікопротеїди), жиры (липопротеиды) и нуклеиновыми кислотами
(нуклеопротеїди).
Каждая аминокислота состоит из углеводородного радикала, соединенного с
карбоксильною группой, имеет кислотные свойства (-СООН), и
аминогруппой (-NH2), которая имеет основные свойства. Аминокислоты
отличаются друг от друга только радикалами. Аминокислоты являются амфотерными
соединениями, которые имеют одновременно свойства и кислот, и оснований. Это явление
обусловливает возможность соединения кислот в длинные цепочки. При этом
устанавливаются прочные ковалентные (пептидные) связи между углеродом кислотной и азотом
основной групп (-CO-NH-) с выделением молекулы
воды. Соединения, состоящие из двух аминокислотных остатков, называются
дипептидами, с трех – трипептидами, из многих – полипептидами.
Белки живых организмов состоят из сотен и тысяч аминокислот, т.е.
есть макромолекулами. Различные свойства и функции белковых молекул определяются
последовательностью соединения аминокислот, которая закодирована в ДНК. Эту последовательность
называют первичной структурой молекулы белка, от которой, в свою очередь, зависят
дальнейшие уровни пространственной организации и биологические свойства белков.
Первичная структура белковой молекулы обусловлена пептидными связями.
Вторичная структура белковой молекулы достигается ее спіралізацією,
благодаря установлению между атомами соседних витков спирали водородных связей.
Они слабее ковалентных, но, много раз повторенные, создают достаточно прочную
соединение. Функционирования в виде закрученной спирали характерно для некоторых
фибриллярных белков (коллаген, фибриноген, миозин, актин и др).
Большинство белковых молекул становятся функционально активными только после
приобретение глобулярної (третичной) структуры. Она формируется путем
многократного сворачивания спирали в трехмерное образование – глобулу. Эта
структура сшивается, как правило, еще более слабыми дисульфидными (-S-S-)
связями. Глобулярну структуру имеет большинство белков (альбумины, глобулины
т.п.).
Для выполнения некоторых функций требуется участие белков с более высоким
уровнем организации, при котором возникает объединение нескольких белковых глобулярних
молекул в единую систему – четвертичну
структуру (химические связи могут быть разные). Например, молекула гемоглобина
состоит из четырех разных глобул и гемінової группы, содержащий ион железа.
Утрата белковой молекулой своей структурной организации называется
денатурацией. Причиной ее могут быть различные химические (кислоты, щелочи, спирт, соли
тяжелых металлов и др.) и физические (высокие температура и давление, ионизирующее
излучения и т.п.) факторы. Сначала разрушается очень слабая – четвертична,
затем третичная, вторичная, а при более жестких условиях и первичная структура. Если
под действием денатурирующего фактора не затрагивается первичная структура, то при
возврате белковых молекул в нормальные условия среды их структура полностью
восстанавливается, т.е. происходит ренатурации. Это свойство белковых молекул
широко используется в медицине для приготовления вакцин и сывороток и в
пищевой промышленности для получения пищевых концентратов. При необратимой
денатурации (разрушении первичной структуры) белки теряют свои свойства.
Белки выполняют следующие функции: строительную, каталитическую, транспортную,
двигательную, защитную, сигнальную, регуляторную и энергетическую.
Как строительный материал белки входят в состав всех клеточных мембран,
гіалоплазми, органоидов, ядерного сока, хромосом и ядрышек.
Каталитическую (ферментативную) функцию выполняют белки – ферменты, в
десятки и сотни тысяч раз ускоряя протекание биохимических реакций в клетках
при нормальном давлении и температуре около 37 °С. Каждый фермент может
катализировать только одну реакцию, то есть действие ферментов строго специфично.
Специфичность ферментов обусловлена наличием одного или нескольких активных
центров, в которых происходит тесный контакт между молекулами фермента и
специфического вещества (субстрата). Некоторые ферменты применяются в медицинской
практике и пищевой промышленности.
Транспортная функция белков заключается в переносе веществ, например
кислорода (гемоглобин) и некоторых биологически активных веществ (гормонов).
Двигательная функция белков заключается в том, что все виды двигательных реакций клеток
и организмов обеспечиваются специальными скоротливими белками – актином и
міозином. Они содержатся во всех мышцах, ресницах и джгутиках. их нити способны
сокращаться с использованием энергии АТФ.
Защитная функция белков связана с выработкой особых лейкоцитами
белковых веществ – антител в ответ на проникновение в организм чужеродных
белков или микроорганизмов. Антитела связывают,
нейтрализуют и разрушают не свойственные организму соединения. Примером защитной
функции белков может быть превращение фибриногена в фибрин при свертывании
крови.
Сигнальная (рецепторная) функция осуществляется белками благодаря способности
их молекул изменять свою структуру под воздействием химических и физических факторов,
вследствие чего клетка или организм воспринимает эти изменения.
Регуляторная функция осуществляется гормонами, которые имеют белковую природу
(например, инсулин).
Энергетическая функция белков заключается в их способности быть источником энергии
в клетке (как правило, при отсутствии других). При полном ферментативном
расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии.
Углеводы. Углеводы, или сахариды, – органические вещества с общей
формуле Сn(Н20)m. В большинстве углеводов
число атомов водорода в два раза превышает количество атомов кислорода. Поэтому эти вещества
и были названы углеводами. В животных клетках углеводов немного – 1-2,
иногда до 5% (в клетках печени). Богаты углеводами растительные клетки, где их
содержание достигает 90% сухой массы (клубни картофеля).
Углеводы подразделяют на простые и сложные. Простые углеводы
называются моносахаридами. В зависимости от числа атомов углерода в молекуле
моносахариды называются триозами (3 атома), тетрозами (4 атома), пентозами (5
атомов) или гексозами (6 атомов углерода).
Из шести углеродных моносахаридов – гексоз – наиболее важны глюкоза,
фруктоза и галактоза. Глюкоза содержится в крови (0,1-0,12 %) и служит основным
источником энергии для клеток и тканей организма. Пентози – рибоза и
дезоксирибоза входят в состав нуклеиновых кислот и АТФ. Если в одной
молекуле объединяются два моносахариды, то такое соединение называют дисахаридом.
К дисахариду относится пищевой сахар, который получают из сахарного тростника
или сахарной свеклы. Он состоит из одной молекулы глюкозы и одной
молекулы фруктозы. Молочный сахар также является Дымером и включает глюкозу и
галактозу.
Сложные углеводы, образованные многими моносахаридами много кого,
называются полисахаридами. Мономером таких полисахаридов, как крахмал,
гликоген, целлюлоза, является глюкоза.
Углеводы выполняют две основные функции: строительную и энергетическую.
Например, целлюлоза образует стенки растительных клеток; сложный полисахарид
хитин – главный структурный компонент наружного скелета членистоногих.
Строительную функцию хитин выполняет и у грибов. Углеводы играют роль
основного источника энергии в клетке. В процессе окисления 1 г углеводов
освобождаются 17,6 кДж энергии. Крахмал у растений и гликоген у животных,
откладываясь в клетках, служит энергетическим резервом.
Липиды (жиры) и ліпоїди являются обязательными компонентами всех клеток. Жиры являются
сложными эфирами высокомолекулярных жирных кислот и спирта трьохатомного
глицерина, а ліпоїди – жирных кислот с другими спиртами. Эти соединения нерастворимы в
воде (гидрофобные). Липиды могут образовывать сложные комплексы с белками
(липопротеиды), углеводами (гліколіпіди), остатками фосфорной кислоты
(фосфолипиды) и т.п. Содержание жиров в клетке колеблется от 5 до 15% массы сухой
вещества, а в клетках подкожной жировой клетчатки – до 90%.
Жиры выполняют строительные/, энергетическую, запасаючу и защитную функции.
Бімолекулярний слой липидов (преимущественно фосфолипиды) образует основу всех
биологических мембран клеток. Липиды входят в состав оболочек нервных
волокон. Жиры являются источником энергии: при полном расщеплении 1 г жира
освобождается 38,9 кДж энергии. Они служат источником воды, выделяющейся при
их окислении. Жиры являются запасным источником энергии, накапливаясь в жировой
ткани животных и в плодах и семенах растений. Они защищают органы от
механических повреждений (например, почки окутаны мягким жировым «футляром»).
Накапливаясь в подкожной жировой клетчатке некоторых животных (киты, тюлени),
жиры выполняют функцию теплоизоляции.
Нуклеиновые кислоты имеют первостепенное биологическое значение и являются сложными
высокомолекулярными біополімерами, мономерами которых являются нуклеотиды. Они впервые
были найдены в ядрах клеток, откуда и их название (nucleus – ядро).
Существуют два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и
рибонуклеиновая (РНК). ДНК входит в основном в хроматин ядра, хотя небольшое ее
количество содержится и в некоторых органоїдах (митохондрии, пластиди). РНК
содержится в ядрышках, рибосомах в цитоплазме клетки.

Рис. 127. Схема строения нуклеотида.
Структура молекулы ДНК была впервые расшифрована Дж. Уотсоном и Ф. Криком в
1953 г. Она является двумя полінуклеотидними цепями, соединенными друг с другом.
Мономерами ДНК являются нуклеотиды, в состав которых входят: п’ятивуглецевий сахар – дезоксирибоза,
остаток фосфорной кислоты и азотная основа.
Нуклеотиды отличаются друг от друга только азотными основаниями. К
состав нуклеотидов ДНК входят следующие азотистые основания: аденин, гуанин, цитозин
и тимин. Нуклеотиды соединяются в цепочку путем образования ковалентных связей
между дезоксирибозою одного и остатком фосфорной кислоты соседнего нуклеотида.
Оба цепочки объединяются в одну молекулу водородными связями, возникающими
между азотными основами различных цепочек, причем за определенную пространственную
конфигурацию между аденіном и тимином устанавливаются две связи, а между гуанином
и цитозином – три. Вследствие этого нуклеотиды двух цепочек образуют пары:
А-Т, Г-Ц. Четкое соответствие нуклеотидов друг другу в парных цепочках ДНК
называется комплементарністю (додатковістю). Это свойство лежит в основе
репликации (самоподвоєння) молекулы ДНК, то есть образования новой молекулы на
основе первоначальной.

Рис. 128. Комплементарная соединение
нуклеотидов и образования дволанцюгової молекулы ДНК.
Репликация (от лат. replicatio – повторение) происходит следующим образом.
Под действием специального фермента (ДНК-полимеразы) разрываются водородные связи
между нуклеотидами двух цепочек, и к связям, освободившиеся по принципу
комплементарности присоединяются соответствующие нуклеотиды ДНК (А-Т, Г-Ц). Следовательно,
порядок нуклеотидов в «старом» цепочке ДНК определяет порядок нуклеотидов в
«новому», то есть «старый» цепочка ДНК является матрицей для синтеза «нового». Такие
реакции называются реакциями
матричного синтеза, они характерны только для живого. Молекулы ДНК могут
содержать от 200 до 2×108 нуклеотидов. Огромное разнообразие
молекул ДНК достигается различными их размерами и разной последовательностью
нуклеотидов.
Роль ДНК в клетке заключается в хранении, воспроизведении и передаче
генетической информации. Благодаря матричному синтезу наследственная информация дочерних
клеток точно соответствует материнской.
РНК, как и ДНК, является полимером, построенным из мономеров – нуклеотидов.
Структура нуклеотидов РНК похожа с такой ДНК, но есть следующие отличия:
вместо дезоксирибози в состав нуклеотидов РНК входит пяти углеродный сахар
– рибоза, а вместо азотной основания тимина – урацил. Остальные трех азотных основ
те же: аденин, гуанин и цитозин. По сравнению с ДНК в состав РНК входит меньше
нуклеотидов и, следовательно, его молекулярная масса меньше.
Известны двух – и одноланцюжкові РНК. Дволанцюжкові РНК содержатся в некоторых
вирусах, что виконуть (как и ДНК) роль хранителя и передатчика наследственной
информации. В клетках других организмов встречаются одноланцюжкові РНК, которые являются
копиями соответствующих участков ДНК.
В клетках существуют три типа РНК: информационная, транспортная и
рибосомальна. Информационная РНК (и-РНК) состоит из 300-30 000 нуклеотидов и
составляет примерно 5 % от всей РНК, содержащейся в клетке. Она является копией
определенного участка ДНК (гена). Молекулы и-РНК выполняют роль переносчиков
генетической информации от ДНК к месту синтеза белка (рибосомы) и
непосредственно участвуют в сборе его молекул.
Транспортная РНК (т-РНК) составляет до 10 % от всей РНК клетки и
состоит из 75-85 нуклеотидов (рис. 129). Молекулы т-РНК транспортируют
аминокислоты из цитоплазмы в рибосомы.

Рис. 129. Схема строения т-РНК. А, В, В,
Г – участки комплементарного соединения внутри одной цепочки РНК; Д – активный
центр (участок соединения с аминокислотой); Е – участок комплементарной соединения с
молекулы и РНК.
Основную часть РНК цитоплазмы
(около 85 %) составляет рибосомальна РНК (р-РНК). Она входит в состав
рибосом. Молекулы р-РНК включают 3-5 тыс.
нуклеотидов. Считают, что р-РНК
обеспечивает определенное пространственное взаиморасположение и-РНК и т-РНК.
Fauk 03-05-2019 Ответить

Вопрос 2. Что такое липиды? Опишите их химический состав.
Липиды — гидрофобные органические соединения, нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в органических веществах (эфире, бензине, хлороформе). Липиды широко представлены в живой природе и играют огромную роль в жизнедеятельности клетки. Их можно подразделить на три основные группы: нейтральные жиры, воски и жироподобные вещества. По химической структуре нейтральные жиры представляют собой сложные соединения трехатомного спирта глицерина и остатков жирных кислот. Если в этих жирных кислотах много двойных -СН=СН- связей, то липид жидкий (подсолнечное масло и другие растительные жиры, рыбий жир), а если двойных связей мало — твердый (сливочное масло, большинство других животных жиров). К жироподобным веществам относятся, например, фосфолипиды. По своей структуре они сходны с жирами, но один или два остатка жирных кислот в их молекуле замещены остатком фосфорной кислоты.
Вопрос 3. Какова роль липидов в обеспечении жизнедеятельности организма?
Нейтральные жиры являются чрезвычайно важным источником энергии в организме и, кроме того, источником метаболической воды. Иными словами, при распаде жиров выделяется не только энергия, но и вода, что особенно важно для обитателей пустынь и животных, впадающих в длительную спячку. Жиры откладываются в основном в жировой ткани, которая служит энергетическим депо, предохраняет организм от потери тепла и выполняет защитную функцию. Так, в полости тела формируются защитные жировые прокладки между внутренними органами. Подкожная жировая клетчатка особенно развита у китов и тюленей, постоянно находящихся в холодной воде. Сальные железы кожи выделяют секрет для смазки шерсти млекопитающих; у птиц аналогичную функцию выполняет копчиковая железа. Воск пчел служит для постройки сот. У растений, существующих в условиях недостатка воды, часто развита восковая кутикула (белесый налет на поверхности листьев, стеблей, плодов). Она защищает растение от избыточного испарения, ультрафиолетового излучения и механических повреждений.
Вопрос 4. В чем заключается биологическое значение жироподобных веществ?
Представители группы жироподобных веществ — фосфолипиды формируют основу всех биологических мембран. Это чрезвычайно важная функция, и ни одна клетка не может существовать без достаточного количества фосфолипидов. Принципиальным моментом является наличие в фосфолипидах мембран «гибких» остатков жирных кислот с двойными связями (имеют преимущественно растительное происхождение). К жироподобным веществам относятся также некоторые витамины (A, D, Е, К), а также холестерин. Название «холестерин» происходит от латинского слова «холео» — «желчь», поскольку из холестерина в клетках печени синтезируются желчные кислоты, необходимые для нормального переваривания жиров. В надпочечниках, половых железах и плаценте из холестерина образуются стероидные гормоны.
VideoAnswer 03-05-2019 Ответить
VideoAnswer 03-05-2019 Ответить
VideoAnswer 03-05-2019 Ответить
VideoAnswer 03-05-2019 Ответить

Какие органические вещества входят в состав клетки?

13 ответов на вопрос “Какие органические вещества входят в состав клетки?”

Добавить ответ Отменить ответ