Вопрос 17. «Пресинтетический, синтетический, постсинтетический периоды интерфазы.»

Интерфаза – подготовительный период

G1 – пресинтетический – 2n2c (происходит синтез РНК, ферментов, АТФ)

S – синтетический – 2n4c (синтез РНК, ферментов, АТФ, удвоение ДНК, удвоение центриолей)

G2 – постсинтетический – 2n4c (синтез РНК, ферментов, АТФ, удвоение ДНК, удвоение центриолей, синтез белка-тубулина)

Подготовительный этап закончился. (c – количество ДНК, n – количество хромосом)

Вопрос 18. «Современное положение клеточной теории.»

1.) Все живые организмы состоят из клеток. Клетка – единица строения, функционирования, размножения и индивидуального развития живых организмов. Вне клетки нет жизни.

2.) Клетки всех организмов сходны между собой по строению и химическому составу.

3.) Новые клетки появляются только из ранее существовавших путем деления.

4.) Клеточное строение всех ныне живущих организмов – свидетельство единства их происхождения.

Химический состав клетки.

В клетку входит 87 элементов из них 27 элементов входят в клетку постоянно. Эти элементы разделяются на 3 группы:

Макроэлементы – кислород, углерод, водород, азот, кальций, калий, магний, натрий, железо, сера, фосфор, хлор. На долю этих элементов приходится более 99% всей массы клетки. Концентрация некоторых из них велика: например, на кислород приходится 65-67%; углерод – 15-18%; азот – 1,5-3%.

Микроэлементы – медь, бор, кобальт, молибден, марганец, никель, бром, цинк, йод и др. Доля их в клетке суммарно составляет более 0,1%; концентрация каждого не превышает 0,001%. Это ионы металлов, входящие в состав биологически активных веществ (гормонов, ферментов и др.)

Ультрамикроэлементы – уран, золото, бериллий, ртуть, цезий, селен и др. Их концентрация не превышает 0,000001%. Физиологическая роль многих из них до конца не установлена.

В клетках некоторых организмов обнаружено повышенное содержание отдельных химических элементов. Например, бактерии способны накапливать марганец, морские водоросли – йод, ряска – радий, моллюски и ракообразные – медь, позвоночные – железо.

Химические элементы входят в состав органических соединений. Углерод, кислород и водород участвуют в построении молекул углеводов и жиров. В молекулы белков, помимо этих элементов, входят азот и сера, а в молекулы нуклеиновых кислот – фосфор и азот. Ионы железа и меди включены в молекулы окислительных ферментов, магний – в молекулу хлорофилла, железо входит в состав гемоглобина, йод – в состав гормона щитовидной железы тироксина, цинк – в состав инсулина – гормона поджелудочной железы, кобальт – в состав витамина В.

Все химические соединения в клетке можно разделить на органические(белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты, АТФ) и неорганические (вода и минеральные соли):

Неорганические: Вода – универсальный растворитель. В зависимости от этого свойства все вещества делятся на гидрофильные (спирты, щелочи, соли, кислоты) и гидрофобные (липиды, жироподобные вещества: холестерин, половые гормоны). Вода в клетке находится в свободном и связанном состояниях. Биологическое значение воды для жизнедеятельности клетки определено ее строением и свойствами. Если энергия притяжения молекул воды к молекулам какого –либо вещества больше, чем энергия притяжения между молекулами воды, то вещество растворяется. Различные вещества, растворенные в воде, могут транспортироваться в клетки путем диффузии или к органам и тканям организма, например по кровеносной и лимфатической системам. С помощью воды вещества удаляются из клетки. Вода необходима для поддержания постоянства химического состава клетки, что связано с явлением осмоса, суть которого в проникновении молекул растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор какого-либо вещества. Осмос представляет собой одностороннюю диффузию молекул воды в направлении раствора. Вода определяет физиологические свойства клетки (ее упругость, объем). Благодаря высокой теплоемкости и теплопроводности вода поддерживает тепловое равновесие клетки и организма. Испаряясь, она способствует охлаждению тела. Это происходит при потоотделении у животных и транспирации воды листьями у растений.

Минеральные соли. В клетках они могут находиться либо в диссоциированном состоянии в виде ионов, либо в соединениях с белками, углеводами и липидами. Из катионов наиболее важны K, Na, Ca, Mg, а из анионов – Cl, HCO3, H2PO4. Неравномерное распределение ионов калия и натрия с наружной и внутренней стороны мембран нервных и мышечных клеток обеспечивает возможность возникновения и распространения электрических импульсов. Анионы слабых кислот внутри клетки способствуют сохранению определенной концентрации водородных ионов. В клетке поддерживается слабощелочная реакция. Нерастворимые минеральные соли, например, фосфорнокислый кальций, обеспечивают прочность костной ткани позвоночных.

Органические: Углеводы – это гомополимеры, состоящие из одинаковых мономеров – моносахароз. Впервые термин «углеводы» был введен русским химиком Шмидтом в 1844 году. Углеводы делятся на следующие группы:

Моносахариды

Дисахариды

Полисахариды

Моносахариды – это соединения, которые образуют одну цепочку, состоящую из 3-7 атомов углерода. Моно- и ди- сахариды растворимы в воде. Могут кристаллизоваться и обычно их называют сахарами. Полисахариды не кристаллизуется, растворимость сахаров увеличивается обратно пропорционально в зависимости от числа углеродных атомов. Самые сладкие – это дисахариды, сладкий вкус у полисахаридов уменьшается. В зависимости от числа углеродных атомов в молекуле моносахарида различают: триозы, пентозы, гексозы, гептозы.

Триозы – С3Н6О3, у животных молочная кислота, у растений пировиноградная.

Тетроза – С4Н8О4, встречается у бактерий.

Пентоза – С5Н10О5, рибоза входит в состав РНК. С5Н10О4, дезоксирибоза входит в состав ДНК

Гексоза – С6Н12О6

Глюкоза – альдогексоза, виноградный сахар, сахар в крови (в норме – 5,5 ммоль)

Фруктоза – сахар, который содержится в фруктах

Галактоза – это моносахарид, входящий в состав молочного сахаралактозы.

Функции углеводов: строительная, энергетическая, запасающая, защитная.

Липиды – это гетерогенные соединения, нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в органических растворителях: в эфире, бензине, бензоле, хлороформе, ацетоне, этаноле. В зависимости от строения различают:

Простые липиды – жиры, масла, воски, которые по химическому строению являются сложными эфирами трехатомного спирта – глицерина и жирных высших кислот: пальмитиновой, стеариновой, алеиновой. В виду того, что в длинной молекуле содержится одна парализованная СООН группа, она в воде не растворяется, а погружается ее полярная группа СОО, длинный хвост молекулы будет выступать над поверхностью воды. Поэтому на воде жиры образуют пленку.

Нейтральные жиры – триацилглицериды или триглицериды. Они образованы из триацилглицерина и высших жирных кислот(пальмитиновой и стеариновой). Нейтральные жиры имеют большое значение в химической промышленности, так как при их гидролизе образуются три соединения: глицерин, свободно жирные кислоты, соли свободных жирных кислот, из которых получают мыло.

Сложные липиды – многокомпанентные гетерогенные органические вещества, при гидролизе образующие не только глицерин и высшие жирные кислоты, а еще другие соединения.

К сложным липидам относят:

Многольцевые спирты – стирины (холестерин, половые гормоны)

Растительные пегменты – каратин

Жирорастворимые витамины: A D E K F

Фосфолипиды (входит в состав растений и животных)

Функции липидов: жиры являются источником энергии, так как при расщеплении 1г жира выделяется 38,9 кДЖ энергии; жиры – хороший источник воды, при окислении жиров из 1 кг жира образуется 1,1 кг воды; жиры выполняют строительную функцию; жиры выполняют защитную функцию служит не только для теплоизоляции, но и предохраняет их от механических повреждений.

Белки –это высокомолекулярные гетерополимеры, состоящие из углерода, кислорода, азота, водорода, серы. Они образованы путем соединения более простых соединений – мономеров аминокислот. В состав клеточных белков входят 20 аминокислот – они называются волшебными, так как входят в состав природных белков. Аминокислоты делятся на 2 группы:

Незаменимые – не синтезирующиеся в организме, а поступающие с пищей. К ним относятся: валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, триптофан, треанин, фенилаланин, гистидин, тирозин.

Заменимые – синтезирующие в организмы. К ним относятся: аланин, глицин, серин, аспарагиновая кислота, аспарагин, глутаминовая кислота, глутамин, аргинин, пролин, цистеин.

Если в состав белков входит весь набор незаменимых аминокислот, то такие белки будут называться качественными. Если в составе белка не будет хотя бы одной незаменимой кислоты, то такой будет называться некачественной. Качественные белки встречаются только у животных и птиц, а некачественные – у растений. Если в состав белков входят меньше 10 аминокислот, то такой белок будет называться полипептидом. Если больше 10 – белком . Белки бывают простые и сложные, если белки при гидролизе образуют тоько аминокислоты, то такие белки называются простые. К простым белкам относят альбулин и глобулин. Если при гидролизе белков кроме аминокислот , образуются еще и другие соединения, то такие белки называются сложными. К ним относятся нуклеопротеиды, фосфопротеиды. Простые белки называются протеинами, сложные – протеидами.

Нуклеиновые кислоты – дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Нуклеиновые кислоты представляют собой полимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара пентозы и остатка фосфорной кислоты. (нужно просмотреть схемы ДНК и РНК в тетради)