Unified State Exam test den kemiske sammensætning af en celle. Celleteori, kemisk sammensætning, struktur, funktioner

Biologitest for at teste elevernes viden i klasse 9-11 om emnet:

"KEMISK SAMMENSÆTNING AF EN CELLE"

Vælg 1 rigtigt svar:

A1. Et molekyle består af aminosyrer

1) egern

2) DNA

3) RNA

4) stivelse

A2. Den største mængde energi frigives under nedbrydning

1) proteiner

2) fedtstoffer

3) kulhydrater

4) nukleinsyrer

A3. Følgende polymerer er opbygget af nukleotider

1) proteiner

2) fedtstoffer

3) DNA og RNA

4) polysaccharider

A4. Aminosyrer er monomerer

1) glykogen og stivelse

2) proteiner

3) nukleinsyrer

4) lipider

A5. Cellemembranen består af

1) protein og kulhydrater

2) kulhydrater og lipider

3) protein og nukleinsyrer

4) protein, lipider og kulhydrater

A6. Den universelle energikilde i cellen er

1) uracil

2) ATP

3) aminosyrer

4) RNA

A7. Plantecellers cellevæg er overvejende sammensat af

1) saccharose

2) glykogen

3) egern

4) cellulose

A8. Bæreren af ​​genetisk information i en celle er et molekyle

1) mureina

2) egern

3) RNA

4) DNA

A9. Proteiner inkluderer

1) 20 forskellige aminosyrer

2) 40 forskellige aminosyrer

3) 20 forskellige nukleotider

4) 20 forskellige monosaccharider

A10. I den menneskelige krop bruges proteiner som en energikilde, hvis

1) de kommer fra fødevarer i store mængder

2) de dannes i selve kroppen i store mængder

3) alle reserver af kulhydrater og fedt er brugt op

4) kroppen har ikke brug for energi

A11. DNA-molekyle i modsætning til RNA-molekyle

1) består af 2 nukleotider

2) består af protein

3) består af 2 polynukleotidkæder

4) ikke fundet i dyrelivet

A12. Et gen er en del af et molekyle

1) RNA

2) DNA

3) egern

4) lipid

A13. Virus består af

1) lipidmembran, DNA eller RNA molekyler

2) proteinskal, DNA og RNA molekyler

3) chitinskal, proteiner og ATP-molekyler

4) polysaccharidskall og RNA-molekyler

A14. Når 1 gram fedt er helt nedbrudt, dannes det

1) 17,2 kJ energi

2) 14,6 kJ energi

3) 39,1 kJ energi

4) 42,3 kJ energi

A15. Hvor mange aminosyrer er involveret i proteinsyntesen?

1) 10

2) 20

3) 30

4) 46

A16. Simple kulhydrater kaldes

1) oligosaccharider

2) disaccharider

3) monosaccharider

4) polysaccharider

A17. Et polysaccharid i en plantecelle er

1) protein

2) stivelse

3) nukleinsyre

4) glucose

A18. Den største fare for menneskers sundhed er manglen på

1) fedtstoffer

2) proteiner

3) kulhydrater

4) lipider

A19. DNA er en biologisk polymer, hvis monomerer er

1) aminosyre

2) monosaccharid

3) nukleotid

4) nitrogenholdig base

A20. tRNA-monomeren er

1) aminosyre

2) protein

3) nukleotid

4) polysaccharid

A21. Ribosomer indeholder

1) i-RNA, r-RNA og DNA

2) r-RNA og proteiner

3) tRNA og DNA sektion

4) DNA-sektion og proteiner

A22. I overensstemmelse med komplementaritetsprincippet danner adenin i et DNA-molekyle et par med

1) cytosin

2) thymin

3) guanin

4) uracil

Svar på testspørgsmål:

Spørgsmål

svar

Spørgsmål

svar

Spørgsmål

Svar

1

1

11

3

21

2

2

2

12

2

22

2

3

3

13

2

4

2

14

3

5

4

15

2

6

2

16

3

7

4

17

2

8

4

18

2

9

1

19

3

10

3

20

3

Unified State Exam træningstests. Biologi. Emne: cellens kemiske sammensætning.

1 . Levende organismer har brug for nitrogen, fordi det tjener

1. integreret bestanddel af proteiner og nukleinsyrer 2. vigtigste energikilde 3. strukturel komponent af fedt og kulhydrater 4. primære iltbærer

2 . Vand spiller en vigtig rolle i en celles liv, da det 1. deltager i mange kemiske reaktioner 2 sikrer normal surhed i miljøet 3 fremskynder kemiske reaktioner

4.del af membraner

3 . Den vigtigste energikilde i kroppen er:

1) vitaminer 2. enzymer 3 hormoner 4 kulhydrater

4organiske stoffer i cellen flytter til organoider

1. vakuumsystem 2. lysosomer 3. mitokondrier 4. endoplasmatisk retikulum

4. Hvilke celler af hvilke organismer indeholder titusinder gange flere kulhydrater end dyreceller?

1 saprotrofe bakterier 2. encellede 3. protozoer 4. planter

5. I celler udfører lipider funktionen

1) katalytisk 2) transport 3. information 4. energi

6. I menneske- og dyreceller bruges de som byggemateriale og energikilde.

1 hormoner og vitaminer 2 vand og kuldioxid 3. uorganiske stoffer 4. proteiner, fedt og kulhydrater

7 Fedtstoffer, ligesom glukose, udfører en funktion i cellen

1) konstruktion 2. information 3. katalytisk 4 energi

8 . Angiv hvilket tal i figuren der angiver proteinmolekylets sekundære struktur

9. Enzymerne omfatter

1 nukleinsyrer 2. proteiner 3. ATP-molekyler 4. kulhydrater

10. Den kvaternære struktur af proteinmolekyler dannes som et resultat af interaktion

1. aminosyrer og peptidbindingsdannelse 2. flere polypeptidstrenge 3. sektioner af et proteinmolekyle på grund af hydrogenbindinger 4. proteinkugle med cellemembran

11. Hvad er funktionen af ​​proteiner, der produceres i kroppen, når bakterier eller vira trænger ind i den? 1) regulatorisk 2. signalering 3. beskyttende 4. enzymatisk

1 2. Molekyler udfører forskellige funktioner i cellen.
1) DNA 2) proteiner 3) mRNA 4) ATP

13. Hvad er funktionen af ​​proteiner, der accelererer kemiske reaktioner i en celle?

1) hormonel 2) signalering 3. enzymatisk 4. informativ

1 4. Programmet om proteinmolekylers primære struktur er krypteret i molekyler

1) tRNA 2) DNA 3) lipider 4) polysaccharider

1 5. I et DNA-molekyle er to polynukleotidstrenge forbundet med

1 komplementære nitrogenholdige baser 2 phosphorsyrerester 3. aminosyrer 4. kulhydrater

16 Bindingen, der opstår mellem de nitrogenholdige baser af to komplementære DNA-strenge er

1) ionisk 2) peptid 3) hydrogen 4) kovalent polær

1 7. På grund af DNA-molekylers evne til at reproducere deres egen art,

1 organismens tilpasning til sit miljø dannes

2. modifikationer forekommer hos individer af arten 3. nye kombinationer af gener opstår

4. arvelig information overføres fra modercellen til dattercellerne

18. DNA-molekyler repræsenterer det materielle grundlag for arv, da de koder for information om molekylernes struktur 1. polysaccharider

2. proteiner 3) lipider 4) aminosyrer

19. Der er 100 nukleotider i et DNA-molekyle med thymin, hvilket er 10 % af det samlede antal. Hvor mange nukleotider er der med guanin?

2)400

1)200

3)1000

4)1800

20. Arvelig information om en organismes egenskaber er koncentreret i molekyler

1. tRNA 2. DNA 3. protein 4. polysaccharider

21. Ribonukleinsyrer i celler er involveret i

1. opbevaring af arvelig information 2 biosyntese af proteiner

3. biosyntese af kulhydrater 4. regulering af fedtstofskiftet

22. mRNA-molekyler, i modsætning til tRNA,

1 tjene som en matrix for proteinsyntese 2 tjene som en matrix for tRNA syntese

3. levere aminosyrer til ribosomet 4. overføre enzymer til ribosomet

23. mRNA-molekylet overfører arvelig information

1.fra kernen til mitokondriet 2.fra en celle til en anden

3. fra kernen til ribosomet 4. fra forældre til afkom

24. RNA-molekyler indeholder i modsætning til DNA en nitrogenbase

1) adenin 2) guanin 3uracil cytosin

25. Ribose er i modsætning til deoxyribose en del af1) DNA 2) mRNA 3) proteiner 4) polysaccharider

26. Processen med denaturering af et proteinmolekyle er reversibel hvis forbindelser er ikke brudt

1) brint 2. peptid 3. hydrofobt 4. disulfid

27. ATP dannes under processen 1. proteinsyntese på ribosomer

2.nedbrydning af stivelse til dannelse af glukose

3. oxidation af organiske stoffer i cellen 4. fagocytose

28Monomeren af ​​et proteinmolekyle er

1) nitrogenholdig base 2) monosaccharid 3) aminosyre 4) lipider

29De fleste enzymer er

1) kulhydrater 2) lipider 3) aminosyrer 4) proteiner

30 Kulhydraters opbygningsfunktion er, at de

1) danner en cellulosecellevæg i planter2) er biopolymerer

3) i stand til at opløses i vand4) tjene som reservestof for dyrecellen

31Lipider spiller en vigtig rolle i en celles liv, da de1) er enzymer

2) opløses i vand 3) tjene som energikilde4) opretholde et konstant miljø i cellen

32Proteinsyntese i eukaryoter forekommer: a. på ribosomer b. på ribosomer i cytoplasmaet

B. på cellemembranen D. på mikrofilamenter i cytoplasmaet.

33. Primære, sekundære og tertiære strukturer af et molekyle er karakteristiske for:

1.glycogen 2.adenin 3.aminosyrer 4.DNA.

Del B

1. RNA-molekylet indeholder

A) ribose B) guanin C) magnesiumkation D) deoxyriboseD) aminosyre E) phosphorsyre

Skriv svaret som en række bogstaver i alfabetisk rækkefølge (uden mellemrum eller andre symboler).

2. Etabler en overensstemmelse mellem funktionen af ​​forbindelsen og den biopolymer, som den er karakteristisk for. I tabellen nedenfor, under hvert tal, der definerer placeringen af ​​den første kolonne, skal du skrive det bogstav, der svarer til placeringen af ​​den anden kolonne.

FUNGERE

1) opbevaring af arveligeinformation BIOPOLYMER A) protein B) DNA

2) dannelse af nye molekylerved selvfordobling

3) acceleration af kemiske reaktioner

4) er en obligatorisk komponent i cellemembranen

5) neutralisering af antigener

3. Etabler en overensstemmelse mellem funktionen af ​​forbindelsen og den biopolymer, som den er karakteristisk for. I tabellen nedenfor, under hvert tal, der definerer placeringen af ​​den første kolonne, skal du skrive det bogstav, der svarer til placeringen af ​​den anden kolonne.

FUNGERE

1) dannelse af cellevægge BIOPOLYMER A) polysaccharid B) nukleinsyre

2) transport af aminosyrer

3) opbevaring af arvelige oplysninger

4) tjener som reservenæringsstof

5) forsyner cellen med energi

Skriv den resulterende rækkefølge af bogstaver i tabellen og overfør den til svarformularen (uden mellemrum eller andre symboler).

Del C

1 .I en kæde af et DNA-molekyle er der 31 % adenylrester, 25 % thymidylrester og 19 % cytidylrester. Beregn procentdelen af ​​nukleotider i dobbeltstrenget DNA.

2. Find fejl i den givne tekst, ret dem, angiv numrene på de sætninger, de er lavet i, skriv disse sætninger ned uden fejl.

1. Proteiner er biologiske polymerer, 2. Proteinernes mo-tal er aminosyrer. 3. Proteiner indeholder 30 lige store aminosyrer. 4. Alle aminosyrer kan syntetiseres i menneske- og dyrekroppe. 5. Aminosyrer er forbundet i et proteinmolekyle af ikke-kovalente peptidbindinger.

3. Indholdet af nukleotider i mRNA-kæden er som følger: A-35%, G-27%, C-18%, U-20%. Bestem den procentvise sammensætning af nukleotider i en sektion af et 2-strenget DNA-molekyle, der er skabelonen for dette mRNA.

4. Hvor mange ATP-molekyler vil blive syntetiseret i eukaryote celler under den fuldstændige oxidation af et fragment af et stivelsesmolekyle bestående af 10 glukoserester?

5 .Hvad er proteinernes rolle i kroppen?

6. Find fejl i den givne tekst. Angiv numre på de sætninger, de er lavet i. Forklar dem.1. Alle tilstedeI kroppen er proteiner enzymer.

2. Hvert enzym accelererer strømmen af ​​flere kemikalierreaktioner. 3. Det aktive center af enzymet svarer strengt til konfigurationen af ​​substratet, som det interagerer med. 4. Enzymaktivitet afhænger ikke af faktorer som temperatur, pH og andre faktorer. 7. Find fejl i den givne tekst. Angiv numrene på de tidligere, hvor de er optaget, forklar dem.

1. Messenger-RNA syntetiseres på et DNA-molekyle.2. Dens længde afhænger ikke af mængden af ​​information, der kopieres.3. Mængden af ​​mRNA i cellen er 85 % af den samlede mængde i cellen.

4. Der er tre typer tRNA i cellen.5. Hvert tRNA binder en specifik aminosyre og transporterer den til ribosomerne.6. I eukaryoter er tRNA meget længere end mRNA.

8 Angiv antallet af sætninger, der er begået fejl i. Forklar dem.

1. Kulbrinter er forbindelser af kulstof og brint

2. Der er tre hovedklasser af kulhydrater - monosaccharider, saccharider og polysaccharider.

3. De mest almindelige monosaccharider er saccharose og laktose.

4. De er vandopløselige og har en sød smag.

5. Når 1 g glukose nedbrydes, frigives 35,2 kJ energi

9 . Hvad er lighederne og forskellene mellem RNA, DNA, ATP?

10 Hvorfor spiller glucose ikke en lagerrolle i cellen?

Skriv et kort svar indeholdende mindst to elementer på bagsiden af ​​formularen eller på et separat ark papir.

11 Hvorfor klassificeres stivelse som en biopolymer, og hvilken egenskab ved stivelse bestemmer dens opbevaringsfunktion i cellen?

Svar på Unified State-eksamen om emnet "Cellens kemiske sammensætning"

Del B.

1ABE 2.BBAAA 3ABBAA

Del C

1.A-31 % T-25 % C-19 % I alt 65 %, så 100-65=25 % (guanin)

i overensstemmelse med komplementaritetsprincippet

A=T=31+25=56% dvs. 28% hver

G=C=19+25=44% dvs. 22% hver

2. 345

3. I overensstemmelse med komplementaritetsprincippet findes følgende nukleotider i 1 DNA-streng, som er skabelonen for syntesen af ​​mRNA

T35% C27% G18% A20%

A=T=35+20=55%, dvs. 27,5% hver

C=G=27+18=45%, dvs. 25,5% hver

4. I processen med cellulær respiration producerer oxidationen af ​​1 molekyle glucose 38 molekyler ATP. Et fragment af et stivelsesmolekyle hydrolyserer op til 10 glucoserester, som hver gennemgår fuldstændig oxidation, hvilket resulterer i dannelsen af ​​380 ATP-molekyler.

5. Enzymatisk, regulatorisk, strukturel, signalerende, beskyttende, motor, transport, energi.

6.124

7. fejl 2-afhængige, 3-5%, 4-ca. 40 typer, 6-kortere (70-90 nukleotider)

8. fejl 1-kulhydrater og vand 3-disaccharider 5-17,6 kJ

10. Glucose, en hydrofil forbindelse, indgår i stofskiftet i et vandmiljø og kan ikke ophobes.

11. Stivelse er et polysaccharid, monomer – glucose. Stivelse har den egenskab at være hydrofob, så den kan ophobes i cellen.

Kulhydrater eller saccharider er en af ​​hovedgrupperne af organiske forbindelser. De er en del af cellerne i alle levende organismer. Kulhydraternes hovedfunktion er energi (under nedbrydning og oxidation af kulhydratmolekyler frigives energi, som sikrer kroppens vitale funktioner). Når der er et overskud af kulhydrater, ophobes de i cellen som reservestoffer (stivelse, glykogen) og bruges om nødvendigt af kroppen som energikilde. Kulhydrater bruges også som byggemateriale.

Hent:

Eksempel:

Cellens kemiske sammensætning

(forberedelse til Unified State-eksamenen)

Kulhydrater eller saccharider er en af ​​hovedgrupperne af organiske forbindelser. De er en del af cellerne i alle levende organismer.

Kulhydraternes hovedfunktion er energi (under nedbrydning og oxidation af kulhydratmolekyler frigives energi, som sikrer kroppens vitale funktioner). Når der er et overskud af kulhydrater, ophobes de i cellen som reservestoffer (stivelse, glykogen) og bruges om nødvendigt af kroppen som energikilde. Kulhydrater bruges også som byggemateriale.

Generel formel for kulhydrater

Cn(H2O)m

Kulhydrater består af kulstof, brint og ilt.

Kulhydratderivater kan også indeholde andre elementer.

Vandopløselige kulhydrater.Monosakkarider og disakkarider

Eksempel:

Af monosacchariderne er de vigtigste for levende organismer ribose, deoxyribose, glucose, fructose og galactose.

Glucose er den vigtigste energikilde til cellulær respiration.

Fruktose er en bestanddel af blomsternektar og frugtjuice.

Ribose og deoxyribose er strukturelle elementer af nukleotider, som er monomerer af nukleinsyrer (RNA og DNA).
Disaccharider dannes ved at kombinere to monosaccharidmolekyler og ligner monosaccharider i egenskaber. For eksempel er begge meget opløselige i vand og har en sød smag.

Eksempel:

Saccharose (rørsukker), maltose (maltsukker), lactose (mælkesukker) er disaccharider dannet ved sammensmeltning af to monosaccharidmolekyler:

saccharose (glukose + fruktose) er hovedproduktet af fotosyntese transporteret i planter.

Laktose (glukose + galactose) - er en del af mælken hos pattedyr.

Maltose (glukose + glucose) er en energikilde i spirende frø.

Funktioner af opløselige kulhydrater: transport, beskyttende, signalering, energi.

Vanduopløselige polysaccharider

Polysaccharider består af et stort antal monosaccharider. Med en stigning i antallet af monomerer falder opløseligheden af ​​polysaccharider, og den søde smag forsvinder.

Eksempel:

Polymere kulhydrater: stivelse, glykogen, cellulose, kitin.

Funktioner af polymerkulhydrater: strukturel, opbevaring, energi, beskyttende.
Stivelse består af forgrenede spiralmolekyler, der danner reservestoffer i plantevæv.

Cellulose er en vigtig strukturel komponent i cellevæggene hos svampe og planter.

Cellulose er uopløseligt i vand og har høj styrke.

Chitin består af aminoderivater af glukose og er en del af cellevæggene i nogle svampe og danner leddyrs eksoskelet.
Glykogen - reservestof i en dyrecelle.

Komplekse polysaccharider er også kendt for at udføre strukturelle funktioner i dyrenes støttevæv (de er en del af det intercellulære stof i hud, sener og brusk, hvilket giver dem styrke og elasticitet).

Lipider - en omfattende gruppe af fedtlignende stoffer (estere af fedtsyrer og trivalent alkoholglycerol), uopløselige i vand. Lipider omfatter fedtstoffer, voks, fosfolipider og steroider (lipider, der ikke indeholder fedtsyrer).

Lipider består af brint, oxygen og kulstofatomer.

Lipider er til stede i alle celler uden undtagelse, men deres indhold i forskellige celler varierer meget (fra 2-3 til 50-90%).

Lipider kan danne komplekse forbindelser med stoffer af andre klasser, for eksempel med proteiner (lipoproteiner) og kulhydrater (glykolipider).

Lipiders funktioner:

• Opbevaring - fedtstoffer er hovedformen for lipidlagring i cellen.
• Energi - halvdelen af ​​den energi, der forbruges af hvirveldyrs celler i hvile, dannes som følge af oxidation af fedtstoffer (når de oxideres, giver de mere end dobbelt så meget energi som kulhydrater).
• Fedtstoffer bruges og hvordan vandkilde (ved oxidation af 1 g fedt dannes mere end 1 g vand).
• Beskyttende - det subkutane fedtlag beskytter kroppen mod mekanisk skade.
• Strukturel - fosfolipider er en del af cellemembraner.
• Termisk isolering- subkutant fedt hjælper med at holde på varmen.
• Elektrisk isolering- myelin, udskilt af Schwann-celler (danner nervefibrenes skeder), isolerer nogle neuroner, hvilket i høj grad fremskynder overførslen af ​​nerveimpulser.
• Hormonel (regulerende) ) - binyrehormon - kortison og kønshormoner (progesteron og testosteron) er steroider ().
• Smøring - voks dækker hud, uld, fjer og beskytter dem mod vand. Bladene på mange planter er dækket af en voksagtig belægning; voks bruges til at bygge honningkager.

Proteiner (proteiner, polypeptider ) er de mest talrige, mest forskelligartede og af afgørende betydning biopolymerer. Proteinmolekyler indeholder atomer af kulstof, oxygen, brint, nitrogen og nogle gange svovl, fosfor og jern.

Proteinmonomerer er aminosyrer, som (indeholder carboxyl- og aminogrupper)har egenskaberne som en syre og en base (amfoter).

Takket være dette kan aminosyrer forbindes med hinanden (deres antal i et molekyle kan nå flere hundrede). I denne henseende er proteinmolekyler store i størrelse og kaldesmakromolekyler.

Struktur af et proteinmolekyle

Strukturen af ​​et proteinmolekyle forstås som dets aminosyresammensætning, sekvensen af ​​monomerer og graden af ​​snoning af proteinmolekylet.

Der er kun 20 typer af forskellige aminosyrer i proteinmolekyler, og et stort udvalg af proteiner skabes på grund af deres forskellige kombinationer.

• Sekvensen af ​​aminosyrer i en polypeptidkæde erprotein primær struktur(det er unikt for ethvert protein og bestemmer dets form, egenskaber og funktioner). Den primære struktur af et protein er unik for enhver type protein og bestemmer formen på dets molekyle, dets egenskaber og funktioner.
• Et langt proteinmolekyle folder sig og ser først ud som en spiral som et resultat af dannelsen af ​​hydrogenbindinger mellem -CO- og -NH-grupperne i forskellige aminosyrerester i polypeptidkæden (mellem carbonet i carboxylgruppen i en aminosyre og nitrogen i aminogruppen i en anden aminosyre). Denne spiral erprotein sekundær struktur.
• Protein tertiær struktur- tredimensionel rumlig "pakning" af polypeptidkæden i form kugler (bold). Styrken af ​​den tertiære struktur sikres af en række forskellige bindinger, der opstår mellem aminosyreradikaler (hydrofobe, hydrogen-, ion- og disulfid S-S-bindinger).
• Nogle proteiner (for eksempel humant hæmoglobin) harkvartær struktur.Det opstår som et resultat af kombinationen af ​​flere makromolekyler med en tertiær struktur til et komplekst kompleks. Den kvaternære struktur holdes sammen af ​​svage ion-, hydrogen- og hydrofobe bindinger.

Strukturen af ​​proteiner kan blive forstyrret (udsat for denaturering ) ved opvarmning, behandlet med visse kemikalier, bestrålet osv. Ved svag eksponering desintegrerer kun den kvaternære struktur, med stærkere eksponering, den tertiære og derefter den sekundære, og proteinet forbliver i form af en polypeptidkæde. Som et resultat af denaturering mister proteinet sin evne til at udføre sin funktion.

Afbrydelse af kvaternære, tertiære og sekundære strukturer er reversibel. Denne proces kaldes renaturering

Ødelæggelsen af ​​den primære struktur er irreversibel.

Ud over simple proteiner, der kun består af aminosyrer, er der også komplekse proteiner, som kan omfatte kulhydrater ( glykoproteiner), fedtstoffer (lipoproteiner ), nukleinsyrer ( nukleoproteiner) osv.

Funktioner af proteiner

• Katalytisk (enzymatisk) funktion.Særlige proteiner - enzymer - i stand til at accelerere biokemiske reaktioner i celler titusinder og hundreder af millioner gange. Hvert enzym fremskynder én og kun én reaktion. Enzymer indeholder vitaminer.

• Strukturel (konstruktions) funktion- en af ​​proteinernes hovedfunktioner (proteiner er en del af cellemembraner; keratinprotein danner hår og negle; kollagen- og elastinproteiner danner brusk og sener).

• Transport funktion- proteiner sørger for aktiv transport af ioner gennem cellemembraner (transportproteiner i den ydre membran af celler), transport af ilt og kuldioxid (blodhæmoglobin og myoglobin i muskler), transport af fedtsyrer (blodserumproteiner bidrager til overførsel af lipider og fedtsyrer, forskellige biologisk aktive stoffer).

• Signal funktion. Modtagelse af signaler fra det ydre miljø og transmission af information ind i cellen sker på grund af proteiner indbygget i membranen, som er i stand til at ændre deres tertiære struktur som reaktion på miljøfaktorers påvirkning.
• Kontraktil (motorisk) funktion- leveres af kontraktile proteiner - actin og myosin (takket være kontraktile proteiner bevæger cilia og flageller sig i protozoer, kromosomer bevæger sig under celledeling, muskler trækker sig sammen i flercellede organismer, og andre former for bevægelse i levende organismer forbedres.

• Beskyttende funktion- antistoffer giver immunbeskyttelse af kroppen; fibrinogen og fibrin beskytter kroppen mod blodtab ved at danne en blodprop.

• Regulerende funktioniboende i proteiner - hormoner (ikke alle hormoner er proteiner!). De opretholder konstante koncentrationer af stoffer i blodet og cellerne, deltager i vækst, reproduktion og andre vitale processer (for eksempel regulerer insulin blodsukkeret).
• Energifunktion- under længerevarende faste kan proteiner bruges som en ekstra energikilde, efter at kulhydrater og fedtstoffer er blevet indtaget (ved fuldstændig nedbrydning af 1 g protein til slutprodukter frigives 17,6 kJ energi). Aminosyrer, der frigives, når proteinmolekyler nedbrydes, bruges til at bygge nye proteiner.

Nukleinsyrer(fra den latinske nucleus - nucleus) blev først opdaget i 1868 i leukocytkerner af den schweiziske videnskabsmand F. Miescher. Senere blev det fundet, at nukleinsyrer er indeholdt i alle celler (i cytoplasmaet, kernen og alle cellens organeller).

Primær struktur af nukleinsyremolekyler

Nukleinsyrer er de største molekyler dannet af levende organismer. De er biopolymerer bestående af monomerer - nukleotider

Vær opmærksom!

Hvert nukleotid består afnitrogenholdig base, femkulstofsukker (pentose) Og fosfatgruppe (phosphorsyrerest).

Afhængigt af typen af ​​femkulstofsukker (pentose) skelnes der mellem to typer nukleinsyrer:

• deoxyribonukleinsyrer(forkortet DNA) - DNA-molekylet indeholder et 5-kulstofsukker - deoxyribose.
• ribonukleinsyrer(forkortet RNA) - RNA-molekylet indeholder et sukker med fem kulstofatomer - ribose.

Der er også forskelle i de nitrogenholdige baser, der udgør nukleotiderne af DNA og RNA:

DNA-nukleotider T - thymin
RNA-nukleotider : A - adenin, G - guanin, C - cytosin, U - uracil

Sekundær struktur af DNA- og RNA-molekyler

Sekundær struktur er formen af ​​nukleinsyremolekyler.

Den rumlige struktur af DNA-molekylet blev modelleret af amerikanske videnskabsmænd James Watson og Francis Crick i 1953.

Deoxyribonukleinsyre (DNA)- består af to spiralformede snoede kæder, som er forbundet med hinanden i hele længden af ​​brintbindinger. Denne struktur (kun typisk for DNA-molekyler) kaldesdobbelt helix.

Ribonukleinsyre (RNA)- lineær polymer bestående af en kæde af nukleotider.

Undtagelsen er vira, der indeholder enkeltstrenget DNA og dobbeltstrenget RNA.

Mere information om DNA og RNA vil blive diskuteret i afsnittet "Opbevaring og transmission af genetisk information. Genetisk kode."

Adenosin triphosphorsyre - ATP

Nukleotider er det strukturelle grundlag for en række organiske stoffer, der er vigtige for livet, for eksempel højenergiforbindelser.
Den universelle energikilde i alle celler er ATP - adenosin triphosphorsyre eller Adenosintrifosfat.
ATP findes i cytoplasma, mitokondrier, plastider og cellekerner og er den mest almindelige og universelle energikilde for de fleste biokemiske reaktioner, der forekommer i cellen.
ATP giver energi til alle cellefunktioner: mekanisk arbejde, biosyntese af stoffer, deling mv. Gennemsnitligt indhold ATP i en celle er omkring 0,05% af dens masse, men i de celler, hvor omkostningerne ATP er store (for eksempel i leverceller, tværstribede muskler), kan indholdet nå op til 0,5%.

ATP struktur

ATP er et nukleotid bestående af en nitrogenholdig base - adenin, kulhydratet ribose og tre fosforsyrerester, hvoraf to lagrer en stor mængde energi.

Bindingen mellem phosphorsyrerester kaldesmakroergisk(det er betegnet med symbolet ~), da når det går i stykker, frigives der næsten 4 gange mere energi, end når andre kemiske bindinger spaltes.

ATP - ustabil struktur, selv ved adskillelse af en phosphorsyrerest, ATP bliver til adenosindiphosphat ( ADF ) frigiver 40 kJ energi.

Andre nukleotidderivater

En særlig gruppe af nukleotidderivater er hydrogenbærere. Molekylært og atomært brint er meget kemisk aktivt og frigives eller absorberes under forskellige biokemiske processer. En af de mest udbredte brintbærere ernikotinamid-dinukleotidphosphat(NADP).

NADP molekyle i stand til at binde to atomer eller et molekyle frit brint og omdannes til en reduceret form NADP ⋅ H2 . I denne form kan brint bruges i forskellige biokemiske reaktioner.
Nukleotider kan også deltage i reguleringen af ​​oxidative processer i cellen.

Vitaminer

Vitaminer (fra lat. vita - liv) - komplekse bioorganiske forbindelser, der er absolut nødvendige i små mængder for levende organismers normale funktion. Vitaminer adskiller sig fra andre organiske stoffer ved, at de ikke bruges som energikilde eller byggemateriale. Organismer kan selv syntetisere nogle vitaminer (for eksempel er bakterier i stand til at syntetisere næsten alle vitaminer); andre vitaminer kommer ind i kroppen med mad.
Vitaminer er normalt betegnet med bogstaver i det latinske alfabet. Den moderne klassificering af vitaminer er baseret på deres evne til at opløses i vand og fedtstoffer (de er opdelt i to grupper:vandopløseligt(B 1, B 2, B 5, B 6, B 12, PP, C) og fedtopløselige(A, D, E, K )).
Vitaminer er involveret i næsten alle biokemiske og fysiologiske processer, der tilsammen udgør stofskiftet. Både mangel og overskud af vitaminer kan føre til alvorlige forstyrrelser i mange fysiologiske funktioner i kroppen.

Mineraler i cellen er i form af salte i fast tilstand eller dissocieret til ioner.
Uorganiske ioner repræsenteret ved kationer og anioner mineralske salte.

Eksempel:

Kationer: K+, Na+, Ca2+, Mg2+, NH+4

Anioner: Cl −, H 2 PO −4, HPO 2−4, HCO −3, NO −3, SO −4, PO 3−4, CO 2−3

Sammen med opløselige organiske forbindelser giver uorganiske ioner stabil ydeevneosmotisk tryk.

Koncentrationen af ​​kationer og anioner i cellen og i dens miljø er forskellig. Kationer dominerer inde i cellen K + og store negative organiske ioner, er der altid flere ioner i de pericellulære væsker Na+ og Cl −. Som resultat,potentiel forskelmellem cellens indhold og dens miljø, hvilket giver så vigtige processer som irritabilitet og overførsel af excitation langs en nerve eller muskel.

Som komponenter i kroppens buffersystemer bestemmer ioner deres egenskaber - evnen til at holde pH på et konstant niveau (tæt på en neutral reaktion), på trods af at der kontinuerligt dannes sure og basiske produkter under stofskifteprocessen.

Eksempel:

Anioner phosphorsyre(HPO 2−4 og H 2 PO −4) skabe et pattedyrs fosfatbuffersystem, der holder den intracellulære væskes pH inden for området 6,9 - 7,4.
Kulsyre og dens anioner(H2CO3 og NO −3) skabe et bikarbonatbuffersystem og opretholde pH i det ekstracellulære miljø (blodplasma) på et niveau på 7,4.

Forbindelser af nitrogen, phosphor, calcium og andre uorganiske stoffer anvendes til syntese af organiske molekyler (aminosyrer, proteiner, nukleinsyrer osv.).

Eksempel:

Ioner af nogle metaller (Mg, Ca, Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Br, Co) er komponenter i mange enzymer, hormoner og vitaminer eller aktiverer dem.

Kalium - sikrer cellemembranernes funktion, opretholder syre-base balance, påvirker aktiviteten og koncentrationen af ​​magnesium.

Na+- og K-ioner + fremme ledning af nerveimpulser og celle excitabilitet. Disse ioner er også en del af natrium-kalium-pumpen (aktiv transport) og skaber cellers transmembranpotentiale (giver selektiv permeabilitet af cellemembranen, som opnås på grund af forskellen i ionkoncentrationer Na+ og K +: mere inde i cellen K +, mere udenfor Na+).

Ioner spiller en nøglerolle i reguleringen af ​​muskelsammentrækning calcium (Ca 2+). Myofibriller har evnen til at interagere med ATP og kun trække sig sammen i nærværelse af visse koncentrationer af calciumioner i miljøet. Calciumioner er også nødvendige for blodkoagulationsprocessen.

Jern er en del af blodhæmoglobin.

Nitrogen er en del af proteiner. Alle de vigtigste dele af celler (cytoplasma, kerne, membran osv.) er bygget af proteinmolekyler.

Fosfor er en del af nukleinsyrer; sikring af normal vækst af knogler og tandvæv.

Med mangel på mineraler forstyrres cellens vigtigste vitale processer.

Prøve

1. Vælg eksempler på de funktioner, proteiner udfører på celleniveau i livet.

1) sørger for transport af ioner over membranen

2) er en del af hår, fjer

3) danner huden

4) antistoffer binder antigener

5) lagre ilt i musklerne

6) sikre driften af ​​fissionsspindlen

2. Vælg RNA-funktioner.

1) findes i ribosomer og nukleolus

2) i stand til at replikere

3) består af én kæde

4) indeholdt i kromosomer

5) sæt af ATGC-nukleotider

6) sæt af nukleotider AGCU

3. Hvilke funktioner udfører lipider i dyrekroppen?

1) enzymatisk

2) opbevaring

3) energi

4) strukturel

5) kontraktil

6) receptor

4. Hvilke funktioner udfører kulhydrater i dyrekroppen?

1) katalytisk

2) strukturelle

3) opbevaring

4) hormonelle

5) kontraktil

6) energi

5. Proteiner, i modsætning til nukleinsyrer,

1) deltage i dannelsen af ​​plasmamembranen

2) er en del af kromosomerne

3) deltage i humoral regulering

4) udføre en transportfunktion

5) udføre en beskyttende funktion

6) overføre arvelig information fra kernen til ribosomet

6 Hvilke af følgende proteiner kan ikke påvises inde i en muskelcelle?

1) aktin

2) hæmoglobin

3) fibrinogen

4) ATPase

5) RNA-polymerase

6) trypsin

7. Vælg de strukturelle træk ved proteinmolekyler.

1) består af fedtsyrer

2) består af aminosyrer

3) molekylets monomerer holdes sammen af ​​peptidbindinger

4) består af monomerer af samme struktur

5) er polyvalente alkoholer

6) den kvaternære struktur af molekyler består af flere kugler

8. Vælg tre funktioner, der er unikke for proteiner.

1) energi

2) katalytisk

3) motor

4) transport

5) strukturelle

6) opbevaring

9. Alle de kemiske grundstoffer, der er anført nedenfor, undtagen to, er organogener. Identificer to karakteristika, der "falder ud" fra den generelle liste, og skriv de tal ned, som de er angivet under i dit svar.

1) brint

2) nitrogen

3) magnesium

4) klor

5) oxygen

10 . Vælg TRE funktioner af DNA i en celle

1) en mellemmand i overførsel af arvelige oplysninger

2) opbevaring af arvelige oplysninger

3) kodning af aminosyrer

4) matrix til mRNA-syntese

5) regulerende

6) kromosomstrukturering

11 DNA-molekyle

1) en polymer, hvis monomer er et nukleotid

2) en polymer, hvis monomer er en aminosyre

3) dobbeltkædet polymer

4) enkeltkædet polymer

5) indeholder arvelige oplysninger

6) udfører en energifunktion i cellen

12. Hvilke egenskaber er karakteristiske for et DNA-molekyle?

1) består af én polypeptidstreng

2) består af to polynukleotidstrenge snoet til en spiral

3) har et nukleotid indeholdende uracil

4) har et nukleotid indeholdende thymin

5) bevarer arvelige oplysninger

6) overfører information om proteinets struktur fra kernen til ribosomet

13 . Hvordan adskiller et mRNA-molekyle sig fra DNA?

1) overfører arvelig information fra kernen til ribosomet

2) nukleotider omfatter rester af nitrogenholdige baser, kulhydrater og fosforsyre

3) består af én polynukleotidstreng

4) består af to polynukleotidstrenge forbundet med hinanden

5) det indeholder kulhydratet ribose og den nitrogenholdige base uracil

6) det indeholder kulhydratet deoxyribose og den nitrogenholdige base thymin

14. Alle på nær to af følgende træk er funktioner af lipider. Identificer to karakteristika, der "falder ud" fra den generelle liste, og skriv ned de tal, som de er angivet under i tabellen.

1) opbevaring

2) hormonelle

3) enzymatisk

4) bærer af arvelige oplysninger

5) energi

15. Alle tegnene nedenfor, undtagen to, kan bruges til at beskrive betydningen af ​​proteiner i menneske- og dyrekroppen. Identificer to karakteristika, der "falder ud" fra den generelle liste, og skriv de tal ned, som de er angivet under i dit svar.

1) tjene som det vigtigste byggemateriale

2) nedbrydes i tarmene til glycerol og fedtsyrer

3) er dannet af aminosyrer

4) i leveren omdannes de til glykogen

5) som enzymer accelererer de kemiske reaktioner

16 .Alle funktionerne nedenfor, undtagen to, kan bruges til at beskrive et DNA-molekyle. Identificer to karakteristika, der "falder ud" fra den generelle liste, og skriv ned de tal, som de er angivet under i tabellen.

1) består af to polynukleotidkæder snoet til en spiral

2) overfører information til stedet for proteinsyntese

3) i kombination med proteiner, bygger kroppen af ​​ribosomet

4) i stand til at fordoble sig selv

5) i kombination med proteiner danner kromosomer

17 . Alle på nær to af funktionerne nedenfor kan bruges til at beskrive insulinmolekylet. Identificer to karakteristika, der "falder ud" fra den generelle liste, og skriv ned de tal, som de er angivet under i tabellen

1) består af aminosyrer

2) binyrehormon

3) en katalysator for mange kemiske reaktioner

4) bugspytkirtelhormon

5) et stof af proteinnatur

18 Alle på nær to af følgende karakteristika kan bruges til at beskrive æggehvidealbumin. Identificer to karakteristika, der "falder ud" fra den generelle liste, og skriv ned de tal, som de er angivet under i tabellen.

1) består af aminosyrer

2) fordøjelsesenzym

3) denaturerer reversibelt ved kogning af æg

4) monomerer er forbundet med peptidbindinger

5) molekylet danner primære, sekundære og tertiære strukturer

19 Alle på nær to af de nedenfor anførte egenskaber kan bruges til at beskrive et stivelsesmolekyle. Identificer to karakteristika, der "falder ud" fra den generelle liste, og skriv ned de tal, som de er angivet under i tabellen.

1) består af én kæde

2) opløses godt i vand

3) i kombination med proteiner danner en cellevæg

4) undergår hydrolyse

5) er et reservestof i muskelceller

20. Vælg celleorganeller, der indeholder arvelig information.

1) kerne

2) lysosomer

3) Golgi-apparat

4) ribosomer

5) mitokondrier

6) kloroplaster

21Opgave 4 Vælg strukturer, der kun er karakteristiske for en plantecelle.

1) mitokondrier

2) kloroplaster

3) cellevæg

4) ribosomer

5) vakuoler med cellesaft

6) Golgi-apparat

22 Virus, i modsætning til bakterier,

1) har en cellevæg

2) tilpasse sig miljøet

3) består kun af nukleinsyre og protein

4) formere sig vegetativt

5) ikke har deres eget stofskifte

23. Lignende struktur af plante- og dyreceller - bevis

1) deres forhold

2) den fælles oprindelse af organismer i alle riger

3) oprindelsen af ​​planter fra dyr

4) komplikationer af organismer i evolutionsprocessen

5) enhed i den organiske verden

6) mangfoldighed af organismer

24 Hvilke funktioner udfører Golgi-komplekset?

1) syntetiserer organiske stoffer fra uorganiske

2) nedbryder biopolymerer til monomerer

3) akkumulerer proteiner, lipider, kulhydrater syntetiseret i cellen

4) sikrer pakning og fjernelse af stoffer fra cellen

5) oxiderer organiske stoffer til uorganiske

6) deltager i dannelsen af ​​lysosomer

25 Autotrofer inkluderer

1) sporeplanter

2) forme

3) encellede alger

4) kemotrofe bakterier

5) vira

6) de fleste protozoer

26 Hvilke af følgende organeller er membranøse?

1) lysosomer

2) centrioler

3) ribosomer

4) mikrotubuli

5) vakuoler

6) leukoplaster

27 Vælg bestemmelserne i den syntetiske evolutionsteori.

1) Arter findes faktisk i naturen og dannes over en længere periode.

2) Mutationer og kombinationer af gener tjener som materiale for evolution.

3) Evolutionens drivkræfter er mutationsprocessen, befolkningsbølger og kombinativ variabilitet.

4) I naturen er der forskellige typer af kamp for tilværelsen mellem organismer.

5) Naturlig udvælgelse er evolutionens styrende faktor.

6) Naturlig selektion bevarer nogle individer og ødelægger andre.

28 Hvilke stoffer udgør cellemembranen?

1) lipider

2) klorofyl

3) RNA

4) kulhydrater

5) proteiner

6) DNA

29. I hvilke af de listede celleorganeller forekommer matrixsyntesereaktioner?

1) centrioler

2) lysosomer

3) Golgi-apparat

4) ribosomer

5) mitokondrier

6) kloroplaster

30. Eukaryoter omfatter

1) almindelig amøbe

2) gær

4) Vibrio cholerae

5) E. coli

6) human immundefektvirus

31. Prokaryote celler er forskellige fra eukaryote celler

1) tilstedeværelsen af ​​en nukleoid i cytoplasmaet

2) tilstedeværelsen af ​​ribosomer i cytoplasmaet

3) ATP-syntese i mitokondrier

4) tilstedeværelsen af ​​det endoplasmatiske retikulum

5) fravær af en morfologisk distinkt kerne

6) tilstedeværelsen af ​​invaginationer af plasmamembranen, der udfører funktionen af ​​membranorganeller

32.Hvad er kendetegnene ved mitokondriers struktur og funktioner

1) den indre hinde danner grana

2) er en del af kernen

3) syntetisere deres egne proteiner

4) deltage i oxidation af organiske stoffer til Og

5) give glucosesyntese

6) er stedet for ATP-syntese

33. Hvilken af ​​følgende funktioner udfører plasmamembranen i en celle? Skriv tallene ned i stigende rækkefølge som dit svar.

1) deltager i lipidsyntese

2) udfører aktiv transport af stoffer

3) deltager i fagocytoseprocessen

4) deltager i processen med pinocytose

5) er stedet for syntese af membranproteiner

6) koordinerer processen med celledeling

34. Hvad er kendetegnene ved ribosomernes struktur og funktioner? Skriv tallene ned i stigende rækkefølge som dit svar.

1) have en membran

2) består af DNA-molekyler

3) nedbryde organiske stoffer

4) består af store og små partikler

5) deltage i processen med proteinbiosyntese

6) består af RNA og protein

35. Hvilke af følgende organeller er membranbundne? Skriv tallene ned i stigende rækkefølge som dit svar.

1) lysosomer

2) centrioler

3) ribosomer

4) vakuoler

5) leukoplaster

6) mikrotubuli

36. Alle de følgende funktioner, undtagen to, kan bruges til at beskrive cytoplasmaets funktioner. Identificer to karakteristika, der "falder ud" fra den generelle liste, og skriv de tal ned, som de er angivet under i dit svar.

1) det indre miljø, hvori organellerne er placeret

2) glucosesyntese

3) forhold mellem metaboliske processer

4) oxidation af organiske stoffer til uorganiske

5) kommunikation mellem celleorganeller

37. Alle de følgende funktioner, undtagen to, kan bruges til at karakterisere mitokondriers og kloroplasters generelle egenskaber. Identificer to karakteristika, der "falder ud" fra den generelle liste, og skriv ned de tal, som de er angivet under i tabellen.

1) danner lysosomer

2) er dobbeltmembran

3) er semi-autonome organeller

4) deltage i ATP-syntese

5) danner en spindel

38Alle de karakteristika, der er anført nedenfor, undtagen to, kan bruges til at beskrive celleorganellen vist i figuren. Identificer to karakteristika, der "falder ud" fra den generelle liste, og skriv ned de tal, som de er angivet under i tabellen.

1) findes i plante- og dyreceller

2) karakteristisk for prokaryote celler

3) deltager i dannelsen af ​​lysosomer

4) danner sekretoriske vesikler

5) dobbeltmembranorganel

39Alle de karakteristika, der er anført nedenfor, undtagen to, kan bruges til at beskrive celleorganellen vist i figuren. Identificer to karakteristika, der "falder ud" fra den generelle liste, og skriv ned de tal, som de er angivet under i tabellen.

1) enkeltmembran organel

2) består af cristae og kromatin

3) indeholder cirkulært DNA

4) syntetiserer sit eget protein

5) i stand til at dele

40. Alle de karakteristika, der er anført nedenfor, undtagen to, kan bruges til at beskrive celleorganellen vist i figuren. Identificer to karakteristika, der "falder ud" fra den generelle liste, og skriv ned de tal, som de er angivet under i tabellen.

1) enkeltmembran organel

2) indeholder fragmenter af ribosomer

3) skallen er fyldt med porer

4) indeholder DNA-molekyler

5) indeholder mitokondrier

41 Alle de karakteristika, der er anført nedenfor, undtagen to, kan bruges til at beskrive cellen vist i figuren. Identificer to karakteristika, der "falder ud" fra den generelle liste; Skriv de tal ned, som de er angivet under i tabellen.

1) der er en cellemembran

2) cellevæggen består af kitin

3) det arvelige apparat er indeholdt i et ringkromosom

4) lagerstof - glykogen

5) cellen er i stand til fotosyntese

42Alle egenskaberne nedenfor, undtagen to, kan bruges til at beskrive cellen vist i figuren. Identificer to karakteristika, der "falder ud" fra den generelle liste; nedskriv de tal, som de er angivet under i tabellen

1) der er en cellemembran

2) der er et Golgi-apparat

3) der er flere lineære kromosomer

4) der er ribosomer

5) der er en cellevæg

Cellens kemiske sammensætning

Alt levende er kendetegnet ved en selektiv holdning til miljøet. Af de 110 elementer i D.I. Mendeleevs periodiske system er mere end halvdelen inkluderet i sammensætningen af ​​organismer. Der er dog kun omkring 20 elementer, der er nødvendige for livet, uden hvilke levende ting ikke kan klare sig.

Alle disse elementer er en del af den livløse natur og jordskorpen, såvel som levende organismer, men deres procentvise fordeling i levende og ikke-levende kroppe er forskellig.

Elementær sammensætning af levende stof

Molekylærbiologi, som udvikler sig i tæt kontakt med biokemi, er involveret i akkumulering af viden om biomolekyler. Biokemi studerer livet på niveau med molekyler og grundstoffer.

Makronæringsstoffer(græsk makroer- stor og lat. elemėntum- originalt stof) - kemiske elementer, der er hovedkomponenterne i alle levende organismer. Disse omfatter oxygen, brint, kulstof, nitrogen, jern, fosfor, kalium, calcium, svovl, magnesium, natrium og klor. Disse elementer er også universelle komponenter af organiske forbindelser. Deres koncentration når i alt 98 - 99%.

Alle makroelementer er opdelt i 2 grupper.

Rollen af ​​makroelementer i gruppe I og II

Indhold af bioelementer i cellen

Mikroelementer(græsk mikros- lille og lat. elemėntum- originalt stof) - kemiske elementer indeholdt i organismer i lave koncentrationer (normalt tusindedele af en procent eller mindre), men yderst nødvendige for et normalt liv. Disse er aluminium, kobber, mangan, zink, molybdæn, kobolt, nikkel, jod, selen, brom, fluor, bor og nogle andre.

Mikroelementer er en del af en række biologisk aktive forbindelser: enzymer (for eksempel Zn, Cu, Mn, Mo; i alt kendes omkring 200 metalloenzymer), vitaminer (Co - i vitamin B 12), hormoner (I - i thyroxin, Zn og Co - til insulin ) , respiratoriske pigmenter (Cu - til hæmocyanin). Mikroelementer påvirker vækst, reproduktion, hæmatopoiesis mv.

Mikroelementers rolle i kroppen

Kobolt er en del af vitamin B 12 og deltager i syntesen hæmoglobin , fører dens mangel til anæmi.

1 - kobolt i naturen; 2 - strukturel formel af vitamin B 12; 3 - røde blodlegemer fra en rask person og røde blodlegemer fra en anæmisk person

Molybdæn Som en del af enzymer deltager den i nitrogenfiksering i bakterier og sikrer funktion af stomatalapparatet i planter.

1 - molybdenit (mineralholdige molybdæn); 2 - nitrogenfikserende bakterier; 3 - stomatal apparat

Kobber er en komponent af et enzym, der er involveret i syntesen melanin(hudpigment), påvirker væksten og reproduktionen af ​​planter, og hæmatopoiese processer i dyreorganismer.

1 - kobber; 2 - melanin partikler i hudceller; 3 - plantevækst og udvikling

Jod hos alle hvirveldyr er det en del af skjoldbruskkirtelhormonet - thyroxin .

1 - jod; 2 - udseendet af skjoldbruskkirtlen; 3 - skjoldbruskkirtelceller, der syntetiserer thyroxin

Bor påvirker planters vækstprocesser; dens mangel fører til døden af ​​apikale knopper, blomster og æggestokke.

1 - bor i naturen; 2 - rumlig struktur af bor; 3 - apikale knop

Zink er en del af bugspytkirtelhormonet - insulin, og påvirker også væksten af ​​dyr og planter.

1 - rumlig struktur af insulin; 2 - bugspytkirtel; 3 - vækst og udvikling af dyr

Mikroelementer kommer ind i planters og mikroorganismers organismer fra jord og vand; ind i dyrs og menneskers organismer - med mad, i naturlige vand og med luft.

PRØVE

Den kemiske sammensætning af levende organismer kan udtrykkes i to former - atomare og molekylære.

Atomisk (elementær) sammensætning karakteriserer forholdet mellem atomer af grundstoffer inkluderet i levende organismer.
Molekylær (materiale) sammensætning afspejler forholdet mellem molekyler af stoffer.

Elementær sammensætning

Baseret på deres relative indhold er de elementer, der udgør levende organismer, opdelt i tre grupper.

Grupper af grundstoffer efter deres indhold i levende organismer

Makroelementer udgør hovedparten af ​​den procentvise sammensætning af levende organismer.

Indhold af nogle kemiske grundstoffer i naturlige genstande

Kemiske grundstoffer, der er en del af levende organismer og samtidig udfører biologiske funktioner, kaldes biogen. Selv de af dem, der er indeholdt i celler i ubetydelige mængder, kan ikke erstattes af noget og er absolut nødvendige for livet. Disse er hovedsageligt makro- og mikroelementer. Den fysiologiske rolle for de fleste mikroelementer er ikke blevet afsløret.

Næringsstoffernes rolle i levende organismer

Molekylær sammensætning

Kemiske grundstoffer er en del af celler i form af ioner og molekyler af uorganiske og organiske stoffer. De vigtigste uorganiske stoffer i cellen er vand og mineralsalte, de vigtigste organiske stoffer er kulhydrater, lipider, proteiner og nukleinsyrer.

Kemisk indhold i cellen

Uorganiske stoffer

Vand

Vand- det overvejende stof i alle levende organismer. Det har unikke egenskaber på grund af dets strukturelle træk: vandmolekyler har form som en dipol, og der dannes brintbindinger mellem dem. Det gennemsnitlige vandindhold i cellerne i de fleste levende organismer er omkring 70%. Vand i cellen er til stede i to former: gratis(95 % af alt cellevand) og relaterede(4-5 % proteinbundet). Vandets funktioner er vist i tabellen.

Vandets funktioner

Mineralsalte

Mineralsalte i en vandig opløsning dissocierer celler til kationer og anioner.
De vigtigste kationer er K+, Ca 2+, Mg 2+, Na+, NH 4+,
De vigtigste anioner er Cl -, SO 4 2-, HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, HCO 3 -, NO 3 -.
Det er ikke kun koncentrationen, der er vigtig, men også forholdet mellem individuelle ioner i cellen.
Mineralernes funktioner er vist i tabellen.

Funktioner af mineraler

Derudover er saltsyre en del af mavesaften hos dyr og mennesker, hvilket fremskynder processen med at fordøje fødevareproteiner. Rester af svovlsyre hjælper med at fjerne fremmede stoffer fra kroppen. Natrium- og kaliumsalte af salpetersyre og fosforsyre, calciumsalt af svovlsyre tjener som vigtige komponenter i mineralernæring af planter; de tilsættes jorden som gødning.

Organisk stof

Polymer- en flerleddet kæde, hvori leddet er et relativt simpelt stof - en monomer. Der er polymerer lineære og forgrenede homopolymerer(alle monomerer er ens - glucoserester i stivelse) og heteropolymerer(forskellige monomerer - aminosyrerester i proteiner), fast(en gruppe af monomerer i en polymer gentages periodisk) og uregelmæssig(der er ingen synlig repeterbarhed af monomerenheder i molekylerne).
Biologiske polymerer- Det er polymerer, der er en del af cellerne i levende organismer og deres stofskifteprodukter. Biopolymerer er proteiner, nukleinsyrer og polysaccharider. Biopolymerernes egenskaber afhænger af antallet, sammensætningen og rækkefølgen af ​​deres monomerer. Ændring af sammensætningen og sekvensen af ​​monomerer i polymerstrukturen fører til et betydeligt antal varianter af biologiske makromolekyler.

Kulhydrater

Kulhydrater- organiske forbindelser bestående af et eller flere molekyler af simple sukkerarter. Kulhydratindholdet i dyreceller er 1-5 %, og i nogle planteceller når det op på 70 %.
Der er tre grupper af kulhydrater: monosaccharider, oligosaccharider(består af 2-10 molekyler af simple sukkerarter), polysaccharider(består af mere end 10 sukkermolekyler). Ved at kombinere med lipider og proteiner dannes kulhydrater glykolipider og glykoproteiner.

Karakteristika for kulhydrater

Kulhydraternes funktioner er vist i tabellen.

Funktioner af kulhydrater

Lipider

Lipider- fedtstoffer og fedtlignende organiske forbindelser, praktisk talt uopløselige i vand. Deres indhold i forskellige celler varierer meget fra 2-3 (i plantefrøceller) til 50-90% (i animalsk fedtvæv). Kemisk er lipider normalt estere af fedtsyrer og en række alkoholer

De er opdelt i flere klasser. Mest almindelig i dyrelivet neutrale fedtstoffer, voks, fosfolipider, steroider. De fleste lipider indeholder fedtsyrer, hvis molekyler indeholder en hydrofob langkædet kulbrinte "hale" og en hydrofil carboxylgruppe.
Fedtstoffer- estere af den trivalente alkohol glycerol og tre molekyler af fedtsyrer. Voks er estere af polyvalente alkoholer og fedtsyrer. Fosfolipider har en fosforsyrerest i molekylet i stedet for en fedtsyrerest. Steroider indeholder ikke fedtsyrer og har en særlig struktur. Også karakteristisk for levende organismer lipoproteiner- forbindelser af lipider med proteiner uden dannelse af kovalente bindinger og glykolipider- lipider, der udover en fedtsyrerest indeholder et eller flere sukkermolekyler.
Lipidernes funktioner er vist i tabellen.

Funktioner af lipider

Egern

Proteiner er den største og mest forskelligartede klasse af organiske forbindelser i cellen. Egern er biologiske heteropolymerer, hvis monomerer er aminosyrer.

Ved kemisk sammensætning aminosyrer- det er forbindelser, der indeholder en carboxylgruppe (-COOH) og en amingruppe (-NH 2), forbundet til et carbonatom, hvortil en sidekæde er knyttet - noget radikal R. Det er radikalet, der giver aminosyren dens unikke ejendomme.
Kun 20 aminosyrer er involveret i dannelsen af ​​proteiner. De bliver kaldt grundlæggende, eller vigtigste: alanin, methionin, valin, prolin, leucin, isoleucin, tryptophan, phenylalanin, asparagin, glutamin, serin, glycin, tyrosin, threonin, cystein, arginin, histidin, lysin, asparaginsyre og glutaminsyre. Nogle af aminosyrerne syntetiseres ikke i dyr og mennesker og skal hentes fra planteføde. De kaldes essentielle: arginin, valin, histidin, isoleucin, leucin, lysin, methionin, threonin, tryptofan, phenylalanin.
Aminosyrer forbinder hinanden kovalent peptidbindinger, danner peptider af varierende længde
En peptidbinding (amid) er en kovalent binding dannet af carboxylgruppen i en aminosyre og amingruppen i en anden.
Proteiner er polypeptider med høj molekylvægt indeholdende fra hundrede til flere tusinde aminosyrer.
Der er 4 niveauer af proteinorganisering:

Niveauer af proteinorganisation

Konfigurationen af ​​et protein afhænger af rækkefølgen af ​​aminosyrer, men den kan også påvirkes af de specifikke forhold, hvorunder proteinet er placeret.
Tabet af et proteinmolekyles strukturelle organisation kaldes denaturering.

Denaturering kan være reversibel Og irreversible. Ved reversibel denaturering ødelægges de kvartære, tertiære og sekundære strukturer, men på grund af bevarelsen af ​​den primære struktur, når normale forhold vender tilbage, er det muligt renaturering protein - genoprettelse af normal (native) konformation. Ved irreversibel denaturering ødelægges proteinets primære struktur. Denaturering kan være forårsaget af høj temperatur (over 45 °C), dehydrering, ioniserende stråling og andre faktorer. Ændringer i konformationen (rumlig struktur) af et proteinmolekyle ligger til grund for en række proteinfunktioner (signalering, antigene egenskaber osv.).
Baseret på deres kemiske sammensætning skelnes simple og komplekse proteiner. Simple proteiner består kun af aminosyrer (fibrillære proteiner, antistoffer - immunglobuliner). Komplekse proteiner indeholder en proteindel og en ikke-proteindel - protesegrupper. Skelne lipoproteiner(indeholder lipider) glykoproteiner(kulhydrater), fosfoproteiner(en eller flere fosfatgrupper), metalloproteiner(forskellige metaller), nukleoproteiner(nukleinsyrer). Protetiske grupper spiller normalt en vigtig rolle i et protein, der udfører sin biologiske funktion.
Funktionerne af proteiner er vist i tabellen.

Funktioner af proteiner

Enzymer. Enzymproteiner katalyserer kemiske reaktioner i kroppen. Disse reaktioner, på grund af energiske årsager, forekommer enten slet ikke i kroppen eller går for langsomt.
Den enzymatiske reaktion kan udtrykkes ved den generelle ligning:
E+S → → E+P,
hvor substratet (S) reagerer reversibelt med enzymet (E) for at danne et enzym-substrat kompleks (ES), som derefter nedbrydes og danner reaktionsproduktet (P). Enzymet er ikke en del af de endelige reaktionsprodukter.
Enzymmolekylet indeholder aktivt center, bestående af to sektioner - sorption(ansvarlig for at binde enzymet til substratmolekylet) og katalytisk(ansvarlig for selve katalyseforløbet). Under reaktionen binder enzymet substratet, ændrer sekventielt dets konfiguration og danner en række mellemliggende molekyler, der i sidste ende producerer reaktionsprodukter.
Forskellen mellem enzymer og uorganiske katalysatorer:
1. Et enzym katalyserer kun én type reaktion.
2. Enzymaktivitet er begrænset til et ret snævert temperaturområde (normalt 35–45 o C).
3. Enzymer er aktive ved bestemte pH-værdier (de fleste i et let alkalisk miljø).

Nukleinsyrer

Mononukleotider. Et mononukleotid består af en nitrogenholdig base - purin(adenin - A, guanin - G) eller pyrimidin(cytosin - C, thymin - T, uracil - U), pentosesukkere (ribose eller deoxyribose) og 1-3 phosphorsyrerester.
Afhængigt af antallet af fosfatgrupper skelnes der mellem mono-, di- og triphosphater af nukleotider, for eksempel adenosinmonophosphat - AMP, guanosin-diphosphat - HDP, uridintrifosfat - UTP, thymidintrifosfat - TTP osv.
Funktionerne af mononukleotider er vist i tabellen.

Mononukleotiders funktioner

Polynukleotider. Nukleinsyrer (polynukleotider)- polymerer, hvis monomerer er nukleotider. Der er to typer nukleinsyrer: DNA (deoxyribonukleinsyre) og RNA (ribonukleinsyre).
DNA- og RNA-nukleotider består af følgende komponenter:

1. Nitrogen base(i DNA: adenin, guanin, cytosin og thymin; i RNA: adenin, guanin, cytosin og uracil).
2. Pentose sukker(i DNA - deoxyribose, i RNA - ribose).
3. Fosforsyrerester.

DNA (deoxyribonukleinsyre)- en lineær polymer bestående af fire typer monomerer: nukleotiderne A, T, G og C, bundet til hinanden ved en kovalent binding gennem fosforsyrerester.

DNA-molekylet består af to spiral snoede kæder (dobbelt helix). I dette tilfælde dannes der to hydrogenbindinger mellem adenin og thymin, og tre mellem guanin og cytosin. Disse par af nitrogenholdige baser kaldes komplementære. I et DNA-molekyle er de altid placeret overfor hinanden. Kæderne i et DNA-molekyle er i modsatte retninger. Den rumlige struktur af DNA-molekylet blev etableret i 1953 af D. Watson og F. Crick.

Ved at binde sig til proteiner danner DNA-molekylet et kromosom. Kromosom- et kompleks af et DNA-molekyle med proteiner. DNA-molekyler fra eukaryote organismer (svampe, planter og dyr) er lineære, åbne, koblet til proteiner og danner kromosomer. I prokaryoter (bakterier) er DNA lukket i en ring, ikke forbundet med proteiner, og danner ikke et lineært kromosom.

DNA funktion: opbevaring, transmission og reproduktion af genetisk information gennem generationer. DNA bestemmer hvilke proteiner der skal syntetiseres og i hvilke mængder.
RNA (ribonukleinsyrer) I modsætning til DNA indeholder de ribose i stedet for deoxyribose og uracil i stedet for thymin. RNA har typisk kun én streng, som er kortere end DNA-strenge. Dobbeltstrenget RNA findes i nogle vira.
Der er 3 typer RNA.

Typer af RNA

Funktioner af RNA: deltagelse i proteinbiosyntese.
Selvduplikation af DNA. DNA-molekyler har en evne, der ikke er iboende i noget andet molekyle – evnen til at duplikere. Processen med at fordoble DNA-molekyler kaldes replikation.

Replikation er baseret på princippet om komplementaritet - dannelsen af ​​hydrogenbindinger mellem nukleotiderne A og T, G og C.
Replikation udføres af DNA-polymerase-enzymer. Under deres indflydelse adskilles kæderne af DNA-molekyler i et lille segment af molekylet. På kæden af ​​modermolekylet er datterkæder afsluttet. Derefter optrævles et nyt segment, og replikationscyklussen gentages.
Som et resultat dannes datter-DNA-molekyler, der ikke er forskellige fra hinanden eller fra modermolekylet. Under celledeling fordeles datter-DNA-molekyler blandt de resulterende celler. Sådan videregives information fra generation til generation.
Under påvirkning af forskellige miljøfaktorer (ultraviolet stråling, forskellige kemikalier) kan DNA-molekylet blive beskadiget. Der opstår kædebrud, fejlagtige substitutioner af nitrogenholdige baser af nukleotider osv. Derudover kan ændringer i DNA opstå spontant, fx som følge heraf. rekombination- udveksling af DNA-fragmenter. De ændringer, der sker i arvelig information, overføres også til afkommet.
I nogle tilfælde er DNA-molekyler i stand til at "korrigere" ændringer, der opstår i dets kæder. Denne evne kaldes reparation. Restaureringen af ​​den oprindelige DNA-struktur involverer proteiner, der genkender ændrede dele af DNA og fjerner dem fra kæden, hvorved den korrekte nukleotidsekvens genoprettes ved at sy det genoprettede fragment med resten af ​​DNA-molekylet.
Sammenlignende egenskaber for DNA og RNA er vist i tabellen.

Sammenlignende egenskaber af DNA og RNA

Cellestruktur Celleteori

Dannelsen af ​​celleteori:

• Robert Hooke opdagede celler i en sektion af kork i 1665 og brugte først udtrykket celle.
• Anthony van Leeuwenhoek opdagede encellede organismer.
• Matthias Schleiden i 1838 og Thomas Schwann i 1839 formulerede de grundlæggende principper for celleteori. Men de troede fejlagtigt, at celler opstår fra et primært ikke-cellulært stof.
• Rudolf Virchow beviste i 1858, at alle celler er dannet ud fra andre celler gennem celledeling.

Grundlæggende principper for celleteori:

1. Cellen er strukturel enhed alle levende ting. Alle levende organismer består af celler (med undtagelse af vira).
2. Cellen er funktionel enhed alle levende ting. Cellen udviser hele komplekset af vitale funktioner.
3. Cellen er udviklingsenhed alle levende ting. Nye celler dannes kun som et resultat af deling af den oprindelige (moder) celle.
4. Cellen er genetisk enhed alle levende ting. En celles kromosomer indeholder information om hele organismens udvikling.
5. Cellerne i alle organismer er ens i kemisk sammensætning, struktur og funktioner.

Typer af cellulær organisation

Blandt levende organismer er det kun vira, der ikke har en cellulær struktur. Alle andre organismer er repræsenteret af cellulære livsformer. Der er to typer cellulær organisation: prokaryot og eukaryot. Prokaryoter omfatter bakterier og cyanobakterier (blågrønne), mens eukaryoter omfatter planter, svampe og dyr.

Prokaryote celler er indrettet forholdsvis enkelt. De har ikke en kerne, området hvor DNA er placeret i cytoplasmaet kaldes en nukleoid, det eneste DNA-molekyle er cirkulært og ikke forbundet med proteiner, cellerne er mindre end eukaryote, cellevæggen indeholder et glycopeptid - murein, der er ingen membranorganeller, deres funktioner udføres af invaginationer af plasmamembranen (mesosomer), ribosomer er små, mikrotubuli er fraværende, så cytoplasmaet er ubevægeligt, og cilia og flageller har en særlig struktur.

Eukaryote celler har en kerne, hvori kromosomerne er placeret - lineære DNA-molekyler forbundet med proteiner; forskellige membranorganeller er placeret i cytoplasmaet.
Planteceller De er kendetegnet ved tilstedeværelsen af ​​en tyk cellulosecellevæg, plastider og en stor central vakuole, der forskyder kernen til periferien. Cellecentret af højere planter indeholder ikke centrioler. Opbevaringskulhydratet er stivelse.
Svampeceller har en cellevæg indeholdende kitin, en central vakuole i cytoplasmaet og ingen plastider. Kun nogle svampe har en centriole i cellecentret. Det vigtigste reservekulhydrat er glykogen.
Dyreceller ikke har en cellevæg, ikke indeholder plastider og en central vakuole, er cellecentret karakteriseret ved en centriole. Opbevaringskulhydratet er glykogen.
Afhængigt af antallet af celler, der udgør organismer, er de opdelt i encellede og flercellede. Encellede organismer består af en enkelt celle, der udfører en hel organismes funktioner. Alle prokaryoter er encellede, såvel som protozoer, nogle grønne alger og svampe. Legeme flercellede organismer består af mange celler forenet i væv, organer og organsystemer. Cellerne i en flercellet organisme er specialiseret til at udføre en specifik funktion og kan kun eksistere uden for kroppen i et mikromiljø tæt på fysiologiske (for eksempel under vævskulturforhold). Celler i en flercellet organisme varierer i størrelse, form, struktur og funktioner. På trods af deres individuelle egenskaber er alle celler bygget efter en enkelt plan og har mange fælles træk.

Karakteristika for eukaryote cellestrukturer

Hovedforskelle mellem prokaryote og eukaryote celler