Задания / Белая_А_М_Биология_ЕГЭ_Раздел_«Молекулярная_биология»_в_новом_формате
.pdfГлава I. Теоретический материал
|
|
Окончание табл. |
|
Свойство |
Роль в клетке |
7 |
Вязкость (из-за на |
Уменьшает трение, участвует в образовании слизей |
|
личия водородных |
и др. смазывающих жидкостей |
|
связей между моле |
|
|
кулами) |
|
8 |
Высокое поверх |
Обеспечивает адсорбционные процессы, передви |
|
ностное натяжение |
жение растворов по тканям, передвижение мелких |
|
|
организмов по поверхности воды |
9Расширение при Обеспечивает теплоизоляцию организмов в воде замерзании (каждая в зимнее время (вода имеет максимальную плотность молекула воды спо при 4 °C, лёд легче воды и поэтому плавает на её по собна образовывать верхности)
четыре водородные
связи)
6.5. Минеральные соли: функции
Минеральные соли в водных растворах диссоциируют на катио ны (положительные ионы) и анионы (отрицательные ионы).
|
Функция |
Значение |
1 |
Сохранение |
За счёт буферных систем происходит регуляция pH среды. |
|
кислотно- |
Фосфатная буферная система поддерживает pH внутри |
|
щелочного |
клеточной среды в пределах 6,9—7,4. Бикарбонатная — на |
|
равновесия |
уровне 7,4 во внеклеточной жидкости и в крови. Анионы |
|
|
слабых кислот и слабые щёлочи связывают ионы водо |
|
|
рода и гидроксид-ионы, благодаря чему реакция внутри |
|
|
клетки практически не меняется |
2 |
Активация фер |
Некоторые катионы являются активаторами и компонен |
|
ментов |
тами различных ферментов, витаминов и гормонов |
3 |
Структурная |
Различные неорганические вещества служат источником |
|
|
для синтеза органических молекул или участвуют в обра |
|
|
зовании внутреннего и наружного скелетов организмов |
4Создание мем Внутри клетки преобладают ионы К+, а снаружи — ионы бранных потен Na+ и С1_. В результате образуется разность потенциалов
циалов клеток внешней и внутренней поверхности мембраны клетки
30
6. Химический состав клетки
Окончание табл.
Функция |
Значение |
5Создание осмо Внутри клетки концентрация ионов солей выше, что тического дав обеспечивает поступление в клетку воды, создаёт тургор
ления |
ное давление |
6.6. Биополимеры
Биологические полимеры — высокомолекулярные органические соединения, молекулы которых состоят из большого числа повто
ряющихся звеньев — мономеров. К биополимерам относятся белки
(состоят из аминокислот), нуклеиновые кислоты (состоят из нуклео
тидов)', полисахариды и их производные (состоят из моносахаридов).
По форме биополимеры могут быть линейными (белки, нуклеи новые кислоты, целлюлоза) или ветвящимися (гликоген, крахмал).
Свойства биополимеров
Свойство |
Значение |
Кооперативность Тесная взаимосвязь всех функциональных групп, т.е. взаи модействие одних групп полимера изменяет характер взаи модействия других его групп. Например, связывание кисло рода белком эритроцитов крови — гемоглобином
Способность об Такие комплексы могут возникать как между отдельны разовывать ин ми частями молекулы, так и между разными молекулами. терполимерные Благодаря образованию комплексов осуществляются био
комплексы |
синтез белков, нуклеиновых кислот, регуляция обмена ве |
|
ществ и другие биологические процессы - |
6.7. Углеводы: классификация, свойства и функции
|
Моносахариды |
Олигосахариды |
Полисахариды |
Особенности |
Бесцветные, |
В большей степени |
Полимеры, состоящие |
строения |
твёрдые кри |
представлены диса |
из моносахаридов, |
и свойства |
сталлические |
харидами, |
линейные (целлюлоза) |
31
Глава I. Теоретический материал
|
|
|
Окончание табл. |
|
Моносахариды |
Олигосахариды |
Полисахариды |
|
вещества, |
растворимы в воде, |
или разветвлённые |
|
хорошо раство |
обладают сладким |
(гликоген), нераство |
|
ряются в воде, |
вкусом |
римы в воде, не имеют |
|
имеют сладкий |
|
сладкого вкуса; могут |
|
вкус |
|
образовывать соеди |
|
|
|
нения с липидами |
|
|
|
(гликолипиды) и бел |
|
|
|
ками (гликопротеины) |
Примеры |
Пентозы (рибо |
Мальтоза (состоит |
Целлюлоза, крахмал, |
|
за, дезоксири |
из 2 молекул глю |
гликоген, хитин |
|
боза); гексозы |
козы), лактоза (га |
|
|
(глюкоза, фрук |
лактоза + глюкоза), |
|
|
тоза, галактоза) |
сахароза (глюкоза + |
|
|
|
фруктоза) |
|
Функции 1. Энергетическая — основной источник энергии, при полном расщеплении 1 г глюкозы освобождается 17,6 кДж энергии.
2.Запасающая — крахмал (у растений) и гликоген (у животных
игрибов).
3.Строительная — входят в состав нуклеиновых кислот, клеточ
ных мембран, клеточных стенок растений и грибов.
4.Рецепторная — гликопротеины, которые входят в состав кле точных мембран, обеспечивают узнавание клетками друг друга.
5.Защитная — растворы углеводов защищают от механических повреждений ткани и органы
6.8.Липиды: классификация, особенности
ифункции
Простые липиды |
Сложные липиды |
Липоиды |
Особенности Сложные эфиры |
Сложные эфиры |
Жироподобные |
спиртов с жирными |
спиртов с жирными |
вещества, предше |
кислотами, гидро |
кислотами и други |
ственники или про |
фобные, легче воды, |
ми группами |
изводные липидов |
способны подвер |
|
|
гаться гидролизу |
|
|
(омылению), в воде |
|
|
32
6. Химический состав клетки
Продолжение табл.
|
Простые липиды |
Сложные липиды |
Липоиды |
|
|
нерастворимы; пла |
|
|
|
|
стичные вещества, |
|
|
|
|
обладающие водо |
|
|
|
|
отталкивающими |
|
|
|
|
свойствами |
|
|
|
Примеры |
1. Нейтральные |
1. Фосфолипиды — Жирные кислоты, |
||
|
жиры — сложные |
сложные эфиры глицерин, холесте |
||
|
эфиры трёхатомно |
трёхатомного спир |
рин, жёлчные кис |
|
|
го спирта глицерина |
та глицерина, жир |
лоты, жирораство |
|
|
и жирных кислот. |
ных кислот и фос |
римые витамины |
|
|
2. Воски — сложные |
форной кислоты. |
(A, D, Е, К), стеро |
|
|
эфиры одноатомных |
2. Гликолипиды — идные гормоны |
||
|
спиртов и жирных |
соединения, постро |
|
|
|
кислот |
|
енные из липидного |
|
|
|
|
и углеводного ком |
|
|
|
|
понентов. |
|
|
|
|
3. Липопротеиды — |
|
|
|
|
комплексы липидов |
|
|
|
|
и белков |
|
Функции |
1. Энергетическая — Структурная — |
1. Регуляторная — |
||
|
при полном |
|
принимают участие |
гормоны регули |
|
расщеплении 1 г |
в образовании |
руют рост, диф |
|
|
жира освобождается |
мембран |
ференцировку, |
|
|
38,9 кДж энергии. |
|
размножение, |
|
|
2. Запасающая — от |
|
адаптации, обмен |
|
|
кладываются в клет |
|
веществ. |
|
|
ках жировой ткани, |
|
2. Каталитиче |
|
|
источник |
энергии |
|
ская — витамины |
|
во время |
спячки, |
|
являются кофакто |
|
миграций, голода. |
|
рами ферментов |
|
|
3. Источник мета |
|
|
|
болической воды — при окислении 1 г жира образуется 1,1 г воды.
4. Защитная —
f
амортизация орга нов, теплоизоляция, воск образует
33
Глава I. Теоретический материал
Окончание табл.
Простые липиды |
Сложные липиды |
Липоиды |
водоотталкивающее покрытие, предохра няя от смачивания
6.9. Белки: строение, свойства и функции
Белки — биологические гетерополимеры, мономерами которых
являются аминокислоты. В образовании природных белков участ вует 20 аминокислот, из них для человека 8 являются незаменимыми, так как не могут синтезироваться в организме и должны поступать с пищей, — это лизин, валин, лейцин, изолейцин, треонин, фенил аланин, триптофан и метионин. Аминокислоты имеют общий план
строения (рис. 1) и между собой различаются только радикалами.
Соединяясь, молекулы аминокислот образуют прочные ковалентные полярные связи — пептидные связи (рис. 2).
радикал
Рис. 1. Строение молекулы аминокислоты
Н |
ROHR |
о |
|
\ |
I II I |
I |
|
N-C-C-N-C-C |
|||
/ |
I '-т—' I |
\ |
|
НН |
н |
он |
|
пептидная связь
Рис. 2. Образование пептидной связи
34
6. Химический состав клетки
Структура белковой молекулы
Структура |
Характеристика |
Ъга связи |
Схема |
|
белка |
||||
|
|
|
||
Первичная |
Линейная структура — |
Пептидная |
|
|
|
последовательность |
|
|
|
|
аминокислот в полипеп- |
|
|
|
|
тидной цепи, которая |
|
|
|
|
определяет все другие |
|
|
|
|
структуры молекулы, |
|
аминокислоты |
|
|
а также свойства и функ |
|
||
|
ции белка |
|
|
|
Вторичная |
Закручивание полипеп- |
Водородные |
|
|
|
тидной цепи в спираль |
связи |
|
|
|
(а-спираль), например |
|
|
|
|
кератин; или складыва |
|
|
|
|
ние в «гармошку» (Р-спи- |
|
|
|
|
раль) |
|
|
|
Третичная |
— Глобулярный белок: |
Ионные, |
|
|
|
упаковка вторичной |
водородные, |
|
|
|
структуры в глобулу; |
дисульфидные, |
|
|
|
- Фибриллярный белок: |
гидрофобные |
|
|
|
несколько вторичных |
|
|
|
|
структур, уложенных |
|
|
|
|
параллельными слоя |
|
|
|
|
ми, или скручивание |
|
|
|
|
нескольких вторичных |
|
|
|
|
структур наподобие |
|
|
|
|
каната в суперспираль |
|
|
|
Четвертичная |
Встречается редко. |
Ионные, водо |
|
|
|
Комплекс из нескольких |
родные, гидро |
|
|
|
третичных структур орга |
фобные |
|
|
|
нической природы и неор |
|
|
|
|
ганическое вещество, на |
|
|
|
|
пример, гемоглобин |
|
|
Окончательную доработку структуры белка на постгрансляционном этапе называют фолдингом. Фолдинг осуществляется специфи
ческими ферментами — шаперонами.
35
6. Химический состав клетки
5. Термолабильные (проявляют свою активность в узких темпе ратурных диапазонах).
Под влиянием различных факторов: высокой температуры, дей ствия химических веществ, облучения, механического воздействия — может произойти разрушение структур белковой молекулы. Нару шение природной структуры белка называется денатурацией. Если
воздействие перечисленных факторов было недолгим и несильным,
то белок может вернуть свою природную структуру — обратимая денатурация (ренатурация), если же воздействие было долгим или сильным, то происходит нарушение не только третичной и вторич
ной структур, но и первичной — необратимая денатурация (рис. 4).
Рис. 4. Денатурация белка:
/ — молекула белка до денатурации; 2 — денатурированный белок; 3 — восстановление исходной молекулы белка (ренатурация)
Классификация белков
По |
Простые |
Состоят только |
Альбумины (яичный, |
структуре |
белки |
из полипептид- |
сывороточный); |
|
(протеины) |
ных цепей |
глобулины (антитела |
|
|
|
крови, фибрин) |
|
Сложные |
Содержат поли- |
Хромопротеиды (гемо |
|
белки |
пептидные цепи |
глобин, миоглобин, |
|
(протеиды) |
и небелковый |
хлорофилл, цитохромы) |
|
|
компонент |
содержат окрашенные |
|
|
|
небелковые компоненты |
37
Глава I. Теоретический материал
|
|
|
Окончание табл. |
По |
Простые |
Состоят только |
Альбумины (яичный, |
структуре |
белки |
из полипептид- |
сывороточный); |
|
(протеины) |
ных цепей |
глобулины (антитела |
|
|
|
крови, фибрин) |
|
|
|
Гликопротеиды (муцин |
|
|
|
слюны, мукоиды, |
|
|
|
иммуноглобулины) — |
|
|
|
белок + углеводы |
|
|
|
Липопротеиды (компо |
|
|
|
ненты клеточных мем |
|
|
|
бран) — белок + липиды |
|
|
|
Металлопротеиды (фер |
|
|
|
ритин, трансферрин) — |
|
|
|
белок + ионы металла |
|
|
|
Фосфопротеиды (казеин |
|
|
|
молока, овальбумин) — |
|
|
|
в составе фосфорная |
|
|
|
кислота |
|
|
|
Нуклеопротеиды (хромо |
|
|
|
сомы, компоненты виру |
|
|
|
сов) — белок + нуклеино |
|
|
|
вые кислоты |
По форме |
Глобулярные |
Компактные |
Ферменты, антитела |
молекулы |
|
тельца, раство |
|
|
|
римые в воде |
|
|
Фибрилляр |
Длинные тяжи, |
Кератин, коллаген |
|
ные |
нити, волокна; |
|
|
|
нерастворимые |
|
|
|
в воде |
|
38
Функция
1.Строительная
(структурная)
2.Двигательная
3.Транспортная
4.Защитная
5.Сигнальная
(рецепторная)
6.Регуляторная
7.Каталитическая
(ферментативная)
8.Запасающая
6. Химический состав клетки
Функции белков
Характеристика
Входят в состав клеточных мембран и органоидов клетки (липопротеиды и гликопротеиды), участвуют в образо вании стенок кровеносных сосудов, хрящей, сухожилий (коллаген) и волос (кератин)
Обеспечивается сократительными белками (актин и мио зин), которые обуславливают движение ресничек и жгу тиков, сокращение мышц, перемещение хромосом при делении клетки, движение органов растений
Связывают и переносят с током крови многие химические соединения, например, гемоглобин и миоглобин транс портируют кислород, белки сыворотки крови переносят гормоны, липиды и жирные кислоты, различные биоло гически активные вещества
Выработка антител (иммуноглобулинов) в ответ на проник новение в неё чужеродных веществ (антигенов), которые обеспечивают иммунологическую защиту; участие в про
цессах свёртывания крови (фибриноген и протромбин)
Приём сигналов из внешней среды и передача команд
вклетку за счёт изменения третичной структуры встро
енных в мембрану белков в ответ на действие факторов внешней среды. Например, гликопротеины (встроены
вгликокаликс), опсин (составная часть светочувстви тельных пигментов родопсина и йодопсина), фитохром (светочувствительный белок растений)
Белки-гормоны оказывают влияние на обмен веществ, т. е. обеспечивают гомеостаз, регулируют рост, размно жение, развитие и другие жизненно важные процессы. Например, инсулин регулирует уровень глюкозы в крови, тироксин — физическое и психическое развитие и т. д.
Белки-ферменты ускоряют биохимические процессы в клетке
Резервные белки животных: альбумин (яйца) запасает воду, ферритин — железо в клетках печени, селезёнки; миогло бин — кислород в мышечных волокнах, казеин (молоко) и белки семян — источник питания для зародыша
39
