- •Содержание
- •Глава II. Ткани, органы и системы органов
- •Глава IV. Мышечная система
- •Глава V. Нервная система
- •Глава I. Клетка.
- •§ 1. Место человека в животном мире.
- •1. Назовите общие признаки, характерные для отряда приматов.
- •§ 2. Происхождение человека. Биологические и социальные факторы «гоминизации».
- •§ 3. Развитие человека и его возрастные особенности.
- •Раздел I.
- •Глава I. Клетка.
- •§ 4. Строение и функции клетки.
- •§ 5. Цитолемма. Строение и функции биологических мембран.
- •1. Из каких молекул построены биологические мембраны? Как эти молекулы расположены в мембранах?
- •2. Дайте характеристику транспортной функции плазматической мембраны. Назовите и опишите виды транспорта через мембрану.
- •3. Назовите известные вам межклеточные соединения. Какие функции они выполняют?
- •§ 6. Ядро клетки.
- •§ 7. Химический состав клетки.
- •§ 8. Функции клетки.
- •§ 9. Рост и размножение клеток.
- •1. В чем смысл клеточного деления? Для чего оно существует?
- •2. Что такое митоз и что такое мейоз? в чем их отличия?
- •3. Назовите фазы клеточного деления (митоза). Дайте каждой фазе характеристику. Глава II. Ткани, органы и системы органов
- •§ 10. Ткани.
- •§ 11. Органы. Системы и аппараты органов.
- •Раздел II.
- •Глава III. Костная система.
- •§ 12. Общая характеристика аппарата опоры и движения.
- •1. Какие системы органов образует аппарат опоры и движения?
- •2. Укажите черты специализации в строении скелета, связанные прямохождением, трудовой деятельностью и речью.
- •§ 13. Скелет человека. Строение костей.
- •§ 14. Соединение костей скелета. Классификация суставов.
- •§ 15. Скелет туловища.
- •§ 16. Кости черепа и их соединения.
- •§ 17. Кости и соединения костей верхней конечности.
- •§ 18. Кости и соединения костей нижней конечности.
- •§ 19. Развитие и рост костей.
- •Глава IV. Мышечная система
- •§ 20. Строение и функции скелетных мышц.
- •§ 21. Классификация скелетных мышц. Вспомогательные аппараты мышц.
- •§ 22. Работ и сила мышц. Мышечный тонус. Управление движениями. Утомление.
- •§ 23. Группы мышц тела человека. Мышцы головы и туловища.
- •§ 24. Мышцы верхней и нижней конечностей.
- •§ 25, Развитие скелетных мышц. Значение физических упражнений в формировании аппарата опоры и движения.
- •Раздел III.
- •Глава V. Нервная система
- •§ 26. Значение и развитие нервной системы.
- •§ 27. Нервная ткань.
- •§ 28. Основные физиологические свойства структуры нервной системы.
- •§ 29. Рефлекс. Рефлекторная дуга.
- •1. Дайте определение рефлекторной дуги и назовите ее отделы (звенья).
- •2. Чем отличается простая рефлекторная дуга от сложной?
- •3. Что называют рефлекторным кольцом (кругом)? Глава VI. Строение и функции отделов нервной системы.
- •§ 30. Спинной мозг и спинномозговые центры.
- •§ 31. Головной мозг. Общие сведения о головном мозге.
- •§ 32.Продолговатый мозг. Мост, мозжечок, средний мозг.
- •§ 33. Промежуточный мозг.
- •1. Назовите отделы, которые входят в состав промежуточного мозга.
- •2. Объясните функции зрительного бугра.
- •3. Назовите функции гипоталамуса и его связи с эндокринным аппаратом.
- •§ 34. Конечный мозг.
- •§ 35. Подкорковые ядра. Белое вещество полушарий большого мозга.
- •§ 36. Локализация функций в коре полушарий большого мозга.
- •§ 37. Высшая нервная деятельность.
- •§ 38. Вегетативная (автономная) нервная система.
- •Глава VII. Эндокринный аппарат (железы внутренней секреции).
- •§ 39. Гуморальная регуляция функций. Гормоны.
- •§ 40. Классификация и строение желез внутренней секреции.
- •Раздел IV.
- •Глава I. Клетка.
- •§ 41. Органы пищеварения. Пищеварение.
- •1. Какие системы органов относят к внутренностям?
- •2. Каковы функции внутренних органов?
- •3. Назовите общие признаки строения внутренних органов.
- •§ 42. Пищеварительная система. Полость рта, глотка, пищевод.
- •§ 43. Желудок, тонкая и толстая кишка. Печень и поджелудочная железа.
- •§ 44. Пищевые продукты и питательные вещества.
- •§ 45. Пищеварение. Секреторные и моторные функции органов пищеварительной системы.
- •§ 46. Типы пищеварения. Всасывание.
- •§ 47. Пищеварение в полости рта.
- •§ 48. Пищеварение в желудке.
- •§ 49. Пищеварение в толстой и тонкой кишке.
- •Глава IX. Органы дыхания. Дыхание.
- •§ 50. Строение органов дыхания.
- •§ 51. Дыхание.
- •Глава X. Мочевыделительные органы. Выделение.
- •§ 52. Строение органов мочевыделительной системы.
- •§ 53. Механизмы образования и выведения мочи.
- •Глава XI. Половая система.Индивидуальное развитие организма
- •§ 54. Строение мужских и женских половых органов.
- •§ 55. Половые клетки. Сперматогенез и овогенез. Овуляция.
- •§ 56. Эмбриональный период развития человека и его критические периоды.
- •Глава XII. § 57. Обмен веществ и энергии в организме человека
- •Раздел V.
- •Глава XIII. Кровь.
- •§ 58. Состав и функции крови.
- •§ 59. Защитные функции крови.
- •Глава XIV. Сердечно-сосудистая система
- •§ 60. Кровеносные сосуды. Малый круг кровообращения.
- •§ 61. Большой круг кровообращения артерии и вены
- •§ 62. Строение сердца.
- •§ 63. Работа сердца
- •§ 64. Движение крови по сосудам.
- •§ 65. Лимфатическая система.
- •Глава XV. Иммунная система
- •§ 66. Иммунитет. Виды иммунитета.
- •§ 67. Строение и функции органов иммунной системы.
- •Раздел VI.
- •Глава XVI. Органы чувств. Анализаторы
- •§ 68. Строение и значение анализаторов.
- •§ 69. Строение и функции органа зрения.
- •§70. Вспомогательные органы глаза. Оптическая система глаза.
- •§ 71. Зрительный анализатор.
- •§ 72. Орган слуха и равновесия. Строение и функции органа слуха.
- •§ 73. Звуковоспринимающий аппарат внутреннего уха. Слуховой анализатор.
- •§ 74. Строение и функции органа равновесия (вестибулярного аппарата). Вестибулярный анализатор.
- •§ 75. Вкусовой и обонятельный анализаторы.
- •§ 76. Кожа и ее производные.
- •§ 77. Кожная чувствительность. Кожные анализаторы.
- •1. Назовите виды кожной чувствительности.
- •2. Перечислите виды кожных рецепторов.
- •3. Проследите ход нервных импульсов кожной чувствительности по рефлекторной дуге, проходящей на уровне сегмента спинного мозга, и путь импульсов к корковому концу (ядру) кожного анализатора.
§ 7. Химический состав клетки.
Все клетки животных и растений сходны не только по строению, но и
по химическому составу. Они содержат как неорганические, так и органические вещества.
Неорганические вещества клетки. В состав клетки входят более 80 химических элементов периодической системы Менделеева. При этом на долю шести из них – углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора и серы приходится около 99% общей массы клетки. Химические элементы находятся в клетке либо в виде ионов, либо в виде соединений. Первое место среди веществ клетки занимает вода, имеющая химическую формулу Н2О. Вода составляет около 70% массы клетки. Большинство реакций, протекающих в клетке, могут идти только в водной среде. Вода обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью.
Благодаря этим свойствам в клетке поддерживается тепловое равновесие. Она – основное средство передвижения веществ в клетке и организме. Велико значение воды как растворителя: многие вещества поступают в клетку из внешней среды в водном растворе и в водном же растворе выводятся из клетки отработанные продукты. Вода определяет физические свойства клетки – ее объем, упругость. При потере большого количества воды организмы гибнут.
К неорганическим веществам клетки, кроме воды, относят соли. Для процессов жизнедеятельности клетки наиболее важны катионы К+, Na+, Ca2+, Mg2+, а также анионы Н2Р04– Cl–, НСО3–. Концентрация катионов и анионов во внутриклеточной и внеклеточной средах различна. Так, внутри клетки всегда довольно высокая концентрация ионов калия и очень низкая – ионов натрия. Напротив, в окружающей клетку среде – в тканевой жидкости меньше ионов калия и больше ионов натрия. Пока клетка жива, эти различия в концентрациях ионов калия и натрия между клеточной и внеклеточной средами сохраняют постоянство. После гибели клетки содержание ионов в клетке и окружающей ее среде быстро выравнивается.
Основные сложные органические химические вещества, присутствующие в клетках человека. Их состав и функции.
Органические вещества (биомолекулы)
|
Строительные блоки
|
Главные функции
|
ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота)
|
нуклеотиды (азотистое основание + углевод + фосфорная кислота)
|
генетический материал
|
РНК (рибонуклеиновая кислота)
|
нуклеотиды
|
матрица для синтеза белков
|
Белки
|
аминокислоты
|
строительная, ферментативная, двигательная, транспортная, защитная, энергетическая
|
Полисахар иды
|
глюкоза
|
запас энергии на короткое время
|
Липиды
|
жирные кислоты
|
компоненты мембран, запас энергии на длительное время
|
Органические вещества клетки (табл. 1). Можно сказать, что почти все молекулы клетки относятся к соединениям углерода. Благодаря небольшому размеру и наличию на внешней оболочке четырех электронов, атом углерода может образовывать четыре прочные ковалентные связи с другими атомами, создавая большие и сложные молекулы. Углеродсодержащие вещества характерны только для живых клеток и организмов.
Большинство органических соединений, входящих в состав клетки, характеризуются большим размером молекул. Поэтому их называют макромолекулами (от греч. macros – большой). Такие молекулы состоят из повторяющихся сходных по структуре и связанных между собой соединений – мономеров (от греч. monos – один). Образованную мономерами макромолекулу называют полимером (от греч. poly – много).
Белки. Белки составляют основную массу цитоплазмы и ядра клетки. В состав всех белков входят атомы водорода, кислорода и азота. Во многие белки входят атомы серы, фосфора. Каждая молекула белка состоит из тысяч атомов, например молекула белка гемоглобина (C3832H4616О872N780S8Fe4) .
Существует огромное количество различных белков. Все они построены из аминокислот. Каждая аминокислота содержит карбоксильную группу (СООН), имеющую кислотные свойства, и аминогруппу (NН2), имеющую основные свойства. Участки молекул, лежащие вне амино- и карбоксильной групп, которыми отличаются аминокислоты, называют радикалами (R).
К числу важнейших аминокислот относят аланин, глутаминовую и аспарагиновую кислоты, пролин, лейцин, цистеин. Соединения аминокислот друг с другом называют пептидами. Пептид из двух аминокислот называют дипептидом, из трех аминокислот – трипептидом, из многих аминокислот – полипептидом. Таким образом, белки являются полимерами, мономерами которых служат аминокислоты. В состав большинства белков входит 300 – 500 аминокислот, но есть и более крупные белки, состоящие из 1500 и более аминокислот.
Белки отличаются составом, числом и порядком чередования аминокислотных звеньев в полипептидной цепи. Установлено, что именно последовательность чередования аминокислот имеет первостепенное значение в существующем разнообразии белков. Многие молекулы белков имеют большую длину и молекулярную массу. Так, молекулярная масса инсулина – 5700, гемоглобина – 65 000, а воды – всего 18.
Полипептидные цепи белков не всегда вытянуты в длину. Они могут скручиваться, изгибаться или свертываться самым различным образом.
Разнообразие физических и химических свойств белков обеспечивает им выполнение множества функций: строительную, ферментативную, двигательную, транспортную, защитную, энергетическую.
Углеводы – это сложные органические вещества, в состав которых входят атомы углерода, кислорода и водорода. Общая формула углеводов Сn(Н20)n, где n – не меньше трех. Различают простые и сложные углеводы. Простые углеводы называют моносахаридами. Сложные углеводы представляют собой полимеры, в которых моносахариды играют роль мономеров. Из двух мономеров образуется дисахарид, из трех – трисахарид, из многих – полисахарид. Все моносахариды – бесцветные вещества, хорошо растворимые в воде. Самые распространенные моносахариды в животной клетке – глюкоза, рибоза, дезоксирибоза.
Глюкоза – первичный источник энергии для клетки. Подвергаясь расщеплению, она превращается в оксид углерода и воду (СО2+Н2О).
В ходе этой реакции освобождается энергия (при расщеплении 1 г глюкозы освобождается 17,6 кДж энергии). Рибоза и дезоксирибоза входят в состав нуклеиновых кислот и аденозинтрифосфорной кислоты.
Липиды образованы теми же химическими элементами, что и углеводы, – углеродом, водородом и кислородом. Они представляют собой органические вещества, нерастворимые в воде. Самые распространенные липиды – жиры. Жир – основной источник энергии. При его расщеплении выделяется в 2 раза больше энергии, чем при расщеплении углеводов. Липиды гидрофобны, они входят в состав клеточных мембран.
Нуклеиновые кислоты-ДНК и РНК. Название «нуклеиновые кислоты» происходит от латинского слова «нуклеус», т.е. ядро, где они и были впервые обнаружены. Нуклеиновые кислоты являются полинуклеотидами, т. е. представляют собой последовательно соединенные друг с другом нуклеотиды. Нуклеотид – это химическое соединение, состоящее из одной молекулы фосфорнои кислоты, одной молекулы моносахарида и одной молекулы органического основания. Органические основания при взаимодействии с кислотами могут образовывать соли.
Молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК.) представляет собой две цепи, спирально закрученные одна вокруг другой. Каждая цепь – полимер, мономерами которого являются нуклеотиды, в состав которых входят азотистые основания (аденин, тимин, гуанин, цитозин), углевод (дезоксирибоза) и фосфорная кислота.
При образовании двойной спирали комплементарные азотистые основания одной цепи «стыкуются» с азотистыми основаниями другой. Основания подходят друг к другу настолько близко, что между ними возникают водородные связи. В полинуклеотидных цепях ДНК каждые три следующие друг за другом нуклеотида составляют триплет (совокупность из трех компонентов). Наивысшее число возможных триплетов 64, т. е. 43.
ДНК имеет уникальное свойство – способность к удвоению, которым не обладает ни одна из других известных молекул. В определенные моменты ДНК может существовать в виде одноцепочной молекулы. При достаточном наборе нуклеотидов и в присутствии специальных ферментов происходит воссоздание (образование) недостающей половины на основе принципа комплементарности (дополнения к имеющейся).
Молекула рибонуклеиновой кислоты (РНК) также полимер, мономерами которой являются нуклеотиды, в состав которой входят азотистые основания (аденин, урацил, гуанин, цитозин), углевод (рибоза) и фосфорная кислота. РНК представляет собой одноцепочную молекулу. В РНК, так же как и в ДНК, комбинации из трех нуклеотидов образуют триплеты, или информационные единицы. Каждый триплет управляет включением в белок совершенно определенной аминокислоты.
Наивысшее число возможных триплетов, так же как и в ДНК – 64.
По выполняемым функциям выделяют несколько видов РНК: транспортная РНК (тРНК) в основном содержится в цитоплазме клетки; рибосомная РНК (рРНК) составляет существенную часть структуры рибосом; информационная РНК (иРНК), или матричная (мРНК), содержится в ядре и цитоплазме клетки и переносит информацию о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка в рибосомах. Все виды РНК синтезируются на ДНК, которая служит своего рода матрицей.
Ферменты. Реакции органических соединений в клетках и тканях протекают с очень низкой скоростью. В то же время живая клетка имеет особые вещества для ускорения реакций, которые называют ферментами. Ферменты, расщепляющие углеводы называют сахаразами, отщепляющие водород – дегидрогеназами, расщепляющие жиры – липазами.
1. Назовите основные химические элементы, входящие в структуру клеток.
2. Назовите основные неорганические вещества в составе клеток
3. Перечислите основные химические элементы, входящие в состав органических молекул клеток.
4. Опишите особенности строения белка как полимера.
5. Охарактеризуйте биологическую роль углеводов и липидов.
6. Какова биологическая роль ДНК и РНК?