4.9 Химический состав клетки

1.

Уровни организации человека.
Химический состав клетки
9 класс
МАОУ Школа № 22
учитель биологии
Кузнецова Мария Николаевна

2.

Уровни организации человека
Уровни организации живой материи — иерархически соподчиненные уровни организации живых
организмов и их составных структур, отражающие уровни их усложнения
Молекулярный
или атомно-молекулярный уровень
▪ Все организмы состоят из молекул химических веществ:
белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты, АТФ

3.

Клеточный уровень
▪ Основной уровень жизни. Согласно клеточной теории,
клетка – это структурная и функциональная единица всех
организмов нашей планеты.
▪ У бактерий, простейших, одноклеточных водорослей
клеточный уровень соответствует организменному.
▪ Примеры: митохондрия, эритроцит, нейрон, клетка
мышечной ткани, эпителиальная клетка, ЭПС.

4.

Тканевый уровень
▪ Представлен тканями. Ткань – группа клеток,
объединенных по строению, происхождению и по
выполняемым функциям.
▪ Примеры: нервная ткань, мышечная ткань,
эпителиальная ткань, соединительная ткань

5.

Органный уровень
▪ Представлен органами. Орган – структурная часть организма,
обладающая характерным строением, происхождением и
функциями. Орган состоит из нескольких типов тканей, но одна
из них обычно преобладает и определяет главную задачу органа.
▪ Примеры: печень, легкие, желудок

6.

Системный уровень
▪ Представлен системами органов. Система органов – это
группа органов, которые анатомически и функционально
связаны и совместно обеспечивают определенную
жизненно важную задачу.
▪ Примеры: покровная, скелетная, мышечная, нервная,
пищеварительная, кровеносная, лимфатическая,
иммунная, дыхательная, мочевыделительная,
эндокринная и репродуктивная.

7.

Организменный уровень
▪ Уровень отдельной особи. Организм – это
целостная система, способная существовать
самостоятельно.
▪ На этом уровне изучается онтогенез, обмен
веществ, поддержание постоянства
внутренней среды.
▪ ! У одноклеточных организмов клеточный и
организменный уровни совпадают.

8.

Химический состав клетки
В клетке можно обнаружить более половины всех элементов Периодической системы Д. И. Менделеева.
Они характерны не только для клеток человека. Их можно обнаружить как в клетках растений, животных и
бактерий, так и в неживых объектах (горных породах и минералах). Это указывает на связь и единство живой
и неживой природы. Но соотношение элементов в клетках различно.
В наибольшем количестве в клетках живых организмов представлены кислород О, углерод С, водород Н
и азот N. На них приходится 98% массы клетки.
▪ Макроэлементы – химические элементы,
которые являются обязательными
компонентами живых клеток.
98% на долю O, C, H, N. 1% - P, S, Ca, K, Na.
• Микроэлементы – элементы, которые
встречаются в очень малых количествах
(менее 0,001 %) и входят в состав
биологически активных соединений
(ферментов, гормонов, витаминов); они
влияют на обмен веществ.
• Ультрамикроэлементы – их доля менее
одной миллионной процента.

9.

Вещества клетки

10.

Неорганические вещества клетки.
▪ Вода (H2O) – преобладающий компонент большинства
клеток (искл. кости и эмаль зубов). В организме человека
на долю воды приходится 75-80%, однако кости и эмаль
зубов содержат 20% , печень 70%, а мозг – 86%. Вода имеет
высокую теплоемкость и высокую для жидкостей
теплопроводность.
▪ Значение воды:
1. Универсальный растворитель. Все другие вещества делятся по отношению к воде на растворимые
(гидрофильные – сахара, спирты, аминокислоты) и нерастворимые (гидрофобные – жиры, многие
белки, нуклеиновые кислоты.
2. Среда для химических реакций и участник реакций
3. Обеспечивает транспорт веществ
4. Поддержание теплового равновесия клетки (терморегуляторная функция).
5. Придает клетки упругость
Высокая теплоемкость – смягчает влияние на организм значительных перепадов температуры в
окружающей среде; высокая теплопроводность – позволяет поддерживать одинаковую температуру во
всем объеме организма; высокая теплота парообразования - используется для охлаждения при
потоотделении.

11.

Неорганические вещества клетки.
▪ Минеральные вещества – составляют 1-1,5% массы
клетки. Находятся в виде солей в твердом состоянии, либо в
растворенном виде.
▪ Значение минеральных солей:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Кальций и фосфор входят в состав костей и зубов, выполняя опорную функцию
Ионы натрия и калия регулируют осмотическое давление и участвуют в создании нервного импульса
Ионы кальция участвуют в свертываемости крови и в мышечном сокращении
Железо входит в состав гемоглобина, отвечающего за перенос газов в крови
Йод входит в состав гормонов
Фосфат-иона участвуют в образовании АТФ и нуклеотидов

12.

Органические вещества клетки.
▪ В состав всех органических соединений входит углерод.
Атомы углерода имеют 4 валентные связи, способные
образовывать цепочки практически любой длины и
замкнутые кольцевые структуры. Эти углеродные цепи и
кольца являются «скелетами» сложных молекул органических
веществ, обеспечивая их многообразие.
▪ В клетках синтезируются большие и малые молекулы.
Полимер — многозвеньевая цепь, которая
образуется при соединении друг с другом
относительно коротких простых молекул –
мономеров.
Все молекулы белков, нуклеиновых кисло являются полимерами, а углеводы могут быть и
мономерами, и полимерами.
Полимеры, входящие в состав клеток, называют биологическими биополимерами.

13.

Углеводы
▪ Углеводы – органические
вещества, в состав которых
входит углерод, водород и
кислород.
▪ В животных клетках содержится
1-3%, в растительных – 90%.
▪ Функции углеводов:
1.
2.
3.
4.
Энергетическая. Основной источник энергии – глюкоза. При полном распаде 1г выделяется 17,6 кДж.
Запасающая. Излишки углеводов запасаются в клетках – крахмал и гликоген.
Структурная (строительная).
Рецепторная. Располагаясь на поверхности клеточных мембран, определяют способность клеток
узнавать друг друга, обеспечивают антигенные свойства.
5. Осмотическая.

14.

Липиды
▪ Липиды – это нерастворимые в воде жиры и
жироподобные вещества. Как и углеводы,
липиды образованы атомами углерода,
водорода и кислорода. Основу липидов
составляют жирные кислоты и
высокомолекулярные спирты.
▪ В животных клетках содержится от 2% до 90%.
▪ Хорошо растворяются в органических
растворителях – в хлороформе, бензине
▪ Функции липидов:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Энергетическая. При окислении 1г жира выделяется 38,9 кДж.
Структурная. Фосфолипиды входят в состав клеточных мембран.
Запас питательных веществ – жировая ткань
Источник эндогенной воды – при окислении 100 г жира выделяется 107 мл воды.
Защита внутренних органов от повреждения
Защитная (теплоизоляционная)
Регуляторная. Стероидные гормоны регулируют работу организма.
Компонент витаминов (А, D, E)

15.

Белки
▪ Белки (протеины) – основная составная часть всех организмов. В отличии от
углеводов и липидов, кроме углерода, водорода и кислорода содержат азот, а
также могут присутствовать атомы серы, фосфора и железа.
▪ Белки – полимеры, мономерами которых служат аминокислоты.
▪ Бесконечное разнообразие белков создается за счет различного сочетания 20
аминокислот. Число аминокислот в цепи может составлять несколько сотен и
тысяч, поэтому белки – это макромолекулы, имеющие большую молекулярную
аминокислота
массу.
▪ При нарушении пространственной структуры
▪ Свойства белков обусловлены их сложной структурой:
белков они теряют свои свойства:

16.

Функции белков
▪ Функции белков:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Ферментативная. Ферменты – биологические катализаторы (ускоряют химические реакции)
Регуляторная – гормоны
Транспортная – гемоглобин
Защитная – образуют антитела
Двигательная – сократительные белки мышечных волокон
Структурная (Строительная) – мембранные структуры клеток
Энергетическая – крайне редко, только если закончились углеводы и липиды. При окислении 1г белка
выделяется 17,6 кДж.

17.

Нуклеиновые кислоты
▪ Нуклеиновые кислоты – это биополимеры, обеспечивающие
Двухцепочечная ДНК
Одноцепочечная РНК
2 типа нуклеиновых кислот:
▪
▪
хранение, реализацию и передачу наследственной информации.
▪ В 1868 швейцарский ученый Фридрих Мишер из ядер погибших
лейкоцитов выделил высокомолекулярное вещество,
обладающие кислотными свойствами. Ученый считал, что это
вещество содержится только в ядрах клеток, и назвал его
нуклеином (от лат. нуклеос – ядро). Позднее небелковая часть
этого вещества была названа нуклеиновой кислотой.
▪ Нуклеиновые кислоты – биополимеры, состоящие из
мономеров – нуклеотидов.
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота –
молекула из двух спирально закрученных
полинуклеотидных цепей.
РНК – рибонуклеиновая кислота – линейный
полимер, состоящий из одной цепочки
нуклеотидов.
Нуклеотид — вещество, образованное из
азотистого основания, углевода (рибоза или
дезоксирибоза) и остатка фосфорной кислоты.
1953 Дж. Уотсон и Ф. Крик
открыли пространственное
строение ДНК в виде
двойной спирали.
Создание модели стало
возможным благодаря
высококачественной
рентгенограмме ДНК,
сделанной Р. Франклин и ее
ассистентом М.Уилкинсом.

18.

Домашнее задание
§4