Задания / Белая_А_М_Биология_ЕГЭ_Раздел_«Молекулярная_биология»_в_новом_формате

Глава I. Теоретический материал

в молекуле АТФ соединены между собой макроэргическими (высо­

коэнергетическими) связями (на рис. 6 обозначены символом /V*»).

Рис. 6. Строение молекулы АТФ

В результате гидролиза по одному отщепляются остатки фосфор­ ной кислоты и высвобождается энергия:

АТФ + Н2О -> АДФ + Н3РО4 + 40 кДж,

АДФ + Н2О -> АМФ + Н3РО4 + 40 кДж.

АТФ образуется из АДФ и неорганического фосфата за счёт энер­ гии, освобождающейся при окислении органических веществ (в ми­ тохондриях) и в процессе фотосинтеза (в хлоропластах):

АДФ + Н3РО4 + 40 кДж -> АТФ + Н2О.

АТФ — вещество нестойкое, средняя продолжительность жизни одной молекулы менее 1 минуты, так как она расщепляется и вос­

станавливается 2400 раз в сутки.

6.13. Витамины

Витамины — сложные органические соединения, содержащиеся

в продуктах питания в малых количествах; не служат источником энергии, но необходимы для нормальной жизнедеятельности орга­ низма. Основоположником учения о витаминах является русский

педиатр Н. И. Лунин.

50

6. Химический состав клетки

Продолжение табл.

51

Глава I. Теоретический материал

Продолжение табл.

52

7 СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ

7.1. Клеточная теория

Цитология — наука о клетке. Цитология изучает строение и хими­ ческий состав клеток, их функции, метаболизм, размножение и раз­ витие.

В1838 г. немецкий ботаник Матиас Якоб Шлейден опубликовал работу с рисунками о клеточном строении растений. М. Шлейден считал, что в образовании клеток решающая роль принадлежит ядру.

В1842 г. ботаник открыл ядрышко.

Вэто же время немецкий зоолог Теодор Шванн на основе своих исследований животных (книга «Микроскопические исследования

осоответствии в структуре и росте животных и растений», 1839) и дан­ ных предшественников (в том числе М. Шлейдена) сформулировал клеточную теорию, основные положения которой были следующими:

•Растения имеют клеточное строение.

•Животные имеют клеточное строение.

•Клетки растений и животных гомологичны по строению и ана­ логичны по происхождению.

Дальнейшие успехи науки о клетке — цитологии — связаны с усо­ вершенствованием приборов и развитием физических и химических

методов исследования. Благодаря комплексному использованию

этих методов исследования была установлена тончайшая организа­ ция клетки, а также доказана неразрывная связь между её структурой и функцией. В результате основные положения современной клеточ­ ной теории формулируются так:

54

7. Строение клетки

•Клетка как элементарная живая система, способная к само­ обновлению, саморегуляции и самовоспроизведению, лежит в основе строения и развития всех живых организмов.

•Клетки всех организмов построены по единому принципу, сходны по химическому составу и характеру химических реак­ ций, по основным проявлениям жизнедеятельности.

•Размножение клеток происходит путём их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (мате­ ринской) клетки.

•Клетки многоклеточных организмов специализируются по функ­

циям и образуют ткани.

Цитология бурно развивается и в наши дни, совершенствуют­ ся и уточняются представления о химическом составе, строении и функциях всех основных структур клетки.

Методы изучения клетки

1.Оптическая микроскопия (увеличение — 8000 раз, минималь­ ный размер объекта — 0,2 мкм).

2.Электронная микроскопия (увеличение — 100000 раз, толщина препаратов не больше 500 • 10-8 см).

3.Туннельная микроскопия: алмазная игла сканирует препарат.

Вмомент перекрывания электронных облаков иглы и моле­ кул препарата компьютер регистрирует скачок электрического тока. После анализа полученных данных компьютер строит изображение на экране дисплея (разрешение — отдельные атомы).

4.Флуоресцентная микроскопия: для изучения микроструктур клетки используют специальные флуоресцентные красители

ифлуоресцентный микроскоп.

5.Сканирующая микроскопия — использование сканирующего

электронного микроскопа для получения объёмных изображе­ ний клетки.

6.Фазово-контрастная микроскопия — получение изображений прозрачных объектов с помощью оптического микроскопа за счёт сдвига фаз электромагнитных волн.

55

Глава 1. Теоретический материал

7.Интерференционная микроскопия — наблюдение неокрашен­ ных прозрачных структур и вычисление их сухой массы.

8.Химические методы.

9.Центрифугирование — разделение частей клеток, отличаю­

щихся по удельному весу, с помощью центрифуги; выделение разных компонентов клетки и их исследование.

10.Хроматография — метод, основанный на разной скорости дви­

жения через адсорбент растворённых в специальном растворе веществ; при пропускании такого раствора через адсорбент

каждое вещество из смеси передвигается на определённое рас­ стояние в зависимости от своей молекулярной массы (в каче­ стве адсорбента используют волокна фильтровальной бумаги,

порошок целлюлозы и др.).

11.Электрофорез в геле — разделение смеси веществ в растворе с помощью электрического тока.

12.Метод меченых атомов — введение радиоактивного изотопа

какого-либо химического элемента в состав вещества для того,

чтобы проследить путь его превращений в клетке.

13.Метод культуры клеток и тканей — изучение живых клеток под микроскопом вне организма (рост, размножение, выделение факторов роста, получение клеточных гибридов и др.).

14.Метод рекомбинантных ДНК — изучение тонких механизмов клеточных процессов, функций генов путём встраивания ДНК исследуемых объектов в генетический аппарат бактерий или

вирусов (генная инженерия).

15. Методы нанобиотехнологии.

56

7. Строение клетки

Типы организмов в зависимости от структуры клеток

7.2. Эукариотическая клетка

57