Тема: «Химический состав клетки»

Тема: «Химический состав клетки»

Цель: Повторить химический состав клетки, выявить роль органических и неорганических веществ.

Ход урока

1.Организационный момент(приветствие)

2.Актуализация знаний

В состав живых организмов входит большая часть химических элементов Периодической системы Д. И. Менделеева. Для 24 известны функции, которые они выполняют, это биоэлементы.

Элементы по содержанию в клетке делятся на 2 группы:

I группа – макроэлементы (99,9% от массы).

II группа – микроэлементы (0,1% от массы).

Элементы входят в состав неорганических и органических веществклетки или содержаться в виде ионов.

Неорганические вещества клетки представлены водой и минеральными солями.

Вода – самое распространенное неорганическое соединение в клетках живых организмов и в среднем содержится до 60-80%.

Вода – растворитель для полярных, гидрофильных веществ: ионных соединений – солей, сахаров и спиртов. Гидратируют полярные молекулы. Гидрофобные вещества – нерастворимые в воде, неполярные.

Функции воды:

- основа внутренней среды;

- придает клетке объем и упругость;

- универсальный растворитель;

- терморегуляция;

- фотосинтез;

- гидролиз.

Минеральные соли необходимы для нормальной жизнедеятельности клеток.

Важнейшие катионы: Na+, K+,Ca2+

Важнейшие анионы: Cl-, SO42-, CO32-

Анионы слабых кислот и слабые щелочи связывают ионы водорода и гидроксид-ионы, вследствие чего в клетках и межклеточной жидкости на постоянном уровне поддерживается слабощелочная реакция. Это явление называется буферностью.

Органические вещества составляют 20 – 30 % массы клетки. К ним относятся белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты, АТФ и другие вещества

Углеводы в животных клетках содержатся 1 - 5%, в растительных – до 70%.

Углеводы – соединения, в состав которых входят атомы углерода, кислорода и водорода, причем количество атомов водорода в большинстве случаев вдвое превышает число атомов кислорода. Общая формула: Cn(H2O)n - C6 H12 O6.

Все углеводы подразделяются на моно-, ди-, полисахариды.

Моносахариды образованы одной молекулой сахара и чаще содержат пять (рибоза, дезоксирибоза) или шесть (глюкоза, фруктоза, галактоза) атомов углерода, столько же кислорода и вдвое больше водорода. Пентозы входят в состав нуклеиновых кислот и АТФ. Гексозы сладкие на вкус и растворимы в воде. Служат источником энергии для клеток.

Дисахариды образованы двумя молекулами сахара:

сахароза (глюкоза + фруктоза)

мальтоза (глюкоза + глюкоза)

Лактоза (глюкоза + галактоза)

Дисахариды сладкие на вкус и растворимы в воде. Служат источником энергии для клеток.

Полисахариды образуются в результате полимеризации моносахаридов. Мономером полисахаридов – целлюлозы, гликогена, крахмала является глюкоза. Полисахариды не имеют сладкого вкуса и нерастворимы в воде. Целлюлоза образует клеточные стенки растительных клеток, хитин- грибов и членистоногих, муреин – бактерий. Крахмал откладывается в запас в растительных клетках, гликоген – в животных клетках.

Растворимость и сладкий вкус от моносахаридов к полисахаридам уменьшаются.

Функции углеводов в клетке:

Энергетическая (при окислении 1 г углеводов высвобождается 17,2 кДЖ)

Структурная (клеточная стенка растений, бактерий, грибов, членистоногих)

Запасающая (крахмал, гликоген)

Защитная (слизь)

Сигнальная (гликокаликс)

Липиды – производные высших жирных кислот, спиртов или альдегидов.

Липиды: жиры, фосфолипиды, воски, гормоны, витамины.

Содержание липидов в клетках 1 – 5 %.

Липиды нерастворимы в воде (гидрофобны).

Жиры – сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот.Жиры являются источником энергии: при полном расщеплении 1г жира высвобождается 38,9 кДж энергии, поэтому жиры называют «энергетическими консервами». Они служат источником воды, выделяющейся при их окислении (100г жира – 107 мл воды). Накапливаясь в подкожной жировой клетчатке некоторых животных, жиры выполняют функцию терморегуляции. Жиры защищают органы от повреждений.

Липиды – сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот и фосфорной кислоты. Фосфолипиды образуют клеточные мембраны и выполняют структурную функцию.

Гормоны выполняют регуляторную функцию (половые гормоны).

Жирорастворимые витамины А, Д, Е, К входят в состав ферментов и выполняют каталитическую функцию.

Белков содержится 10 - 20 % от общей массы клетки.

В состав белков входят: C H N O, часть белков содержат: S Fe Zn Cu . .

Белки – биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты (макромолекула с большой молекулярной массой).

Каждая аминокислота состоит из:

-аминогруппы: -NH2;

-карбоксильной группы – COOH;

-радикала (аминокислоты различаются радикалами).

В состав белков живых организмов входит 20 аминокислот. Аминокислоты связаны пептидными связями через остатки аминогрупп и карбоксильных групп.

Белки бываю твердые и жидкие, растворимые и нерастворимые, малоактивные и химически активные, глобулярные (шары) и фибриллярные (вытянутые).

Денатурация – утрата молекулой своей структуры (начиная со вторичной) под влиянием внешних факторов. Денатурация приводит к изменению свойств и выполняемых функций, бывает обратимой и необратимой.

Ренатурация – полное восстановление структуры белка.

Структуры:

Первичная – пептидная цепочка из аминокислотных остатков, соединенных пептидными связями.

Вторичная - спираль, витки которой соединены водородными связями.

Третичная – полипептидные цепи, свернутые в глобулы (упаковка), связи: -S-S-мостики, гидрофобное взаимодействие.

Четвертичная – образована несколькими молекулами третичной структуры (гемоглобин).

Ф каталитическая (ферменты - биокатализаторы)

У структурная (образуют плазматическую мембрану клеток)

Н регуляторная (гормоны - белки)

К защитная (антитела – иммунитет))

Ц двигательная (волокна)

И транспортная (гемоглобин переносит кислород)

И энергетическая (17,6 кДЖ)

Нуклеиновые кислоты впервые были обнаружены в ядрах клеток (нуклеус – ядро).

Нуклеиновые кислоты содержат C, H, O, N, P.

Существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК).

ДНК – двойная спираль. ДНК входит в основном в хроматин ядра, небольшое количество содержится и в митохондриях и хлоропластах.

РНК - одна цепь. РНК содержится в ядрышках, рибосомах и цитоплазме клетки.

Нуклеиновые кислоты – сложные высокомолекулярные биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды.

В состав нуклеотида входят:

- азотистое основание (аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил);

- углевод (дезоксирибоза, рибоза);

- остаток фосфорной кислоты.

Нуклеотиды соединяются в цепочку путем образования ковалентных связей между углеводом одного и остатком фосфорной кислоты другого нуклеотида.

ДНК – две цепочки, соединяющиеся в одну молекулу водородными связями, возникающими между азотистыми основаниями: аденином и тимином – две связи, гуанином и цитозином – три связи.

Нуклеотиды двух цепочек образуют пары: А – Т, Г – Ц, это соответствие называется комплементарностью. Это свойство лежит в основе репликации (самоудвоения) молекул ДНК.

В состав ДНК входит углевод дезоксирибоза.

Функции ДНК: хранение и передача наследственной информации, участие в ее реализации.

РНК – полимер, построенный из нуклеотидов. В состав нуклеотидов РНК вместо дезоксирибозы входит рибоза, а вместо азотистого основания тимин – урацил. В клетках существует три типа РНК: информационная (и-РНК), транспортная (т-РНК) и рибосомальная (р-РНК). И-РНК переносят информацию от ДНК к месту синтеза белка, т- РНК транспортируют аминокислоты из цитоплазмы в рибосомы, р-РНК входит в состав рибосомы. Рибосомы синтезируют белки.

Домашнее задание:выписать в рабочую тетрадь функции белков, жиров и углеводов