Теория-биология-_шпаргалки_. Растительная клетка, ее строение
 Скачать 0.98 Mb.
|
ВыделениеОбразовавшиеся в процессе обмена веществ конечные продукты распада, являющиеся ядовитыми для организма, удаляются из него через почки, кожу, потовые железы, легкие и кишечник. Почки играют главную роль в этом процессе, выводя из организма мочевину, мочевую кислоту, избыток воды, солей и т.д. В результате работы почек кровь очищается и сохраняет свой состав и физико-химические свойства. От вогнутой стороны почки отходят мочеточники, по которым моча стекает в мочевой пузырь - емкость для накопления мочи, имеющую толстые мышечные стенки. В ворота каждой почки входит почечная артерия, а выходят парные почечные вены и мочеточник. Вены несут очищенную от жидких продуктов распада кровь в нижнюю полую вену. В почке различают наружный корковый слой и внутренний мозговой слой. В корковом слое расположены почечные единицы - нефроны. Их насчитывается в каждой почке около 1 млн. Они образованы капиллярными клубочками и расположенными вокруг них капсулами с извитыми канальцами. Стенки капсул состоят из двух рядов эпителиальных клеток со щелевидным пространством между ними, от которого начинается извитой каналец. Кровь в капиллярный клубочек поступает по приносящей, а покидает по выносящей артериоле. Выносящая артериола вновь распадается на капилляры, оплетающие извитой каналец. Таким образом, кровь проходит сначала через капиллярный клубочек, а затем через капиллярную сеть витого канальца. В капиллярных клубочках кровь течет под большим давлением, чем в других капиллярах, так как входящий сосуд шире выходящего. Стенки капилляров пропускают в капсулу из плазмы крови воду с растворенными в ней солями, задерживая клетки крови и крупные молекулы белков. Этот фильтрат является первичной мочой, она содержит минеральные соли, гормоны, витамины, аминокислоты и другие соединения, необходимые организму. Из капсулы первичная моча поступает в извитой каналец. Его стенки реабсорбируют воду и некоторые другие вещества: глюкозу, витамины и др. В результате образуется вторичная моча, представляющая собой Концентрированный раствор солей, а также мочевины. Она стекает в почечную лоханку — небольшую полость в почках, откуда по мочеточникам попадает в мочевой пузырь. Через мочеиспускательный канал из мочевого пузыря моча удаляется наружу. КожаКожа - наружный покров тела, который обеспечивает температурную, болевую, осязательную чувствительность, препятствует проникновению микробов и ядовитых веществ в организм, предохраняет его от механических повреждений, выполняет функцию терморегуляции, выделяет вредные для Организма продукты метаболизма. Кожа состоит из двух слоев. Наружный слой называется эпидермисом, а более глубокий - дермой, собственно кожей. Клетки верхнего слоя плотно прилегают друг к другу и ороговевают. Их слой наиболее толст на подошвах ног и на ладонях. Роговой спой выполняет защитную функцию. Волосы и ногти - производные рогового слоя эпидермиса. Благодаря его клеткам,- способным делиться, они растут непрерывно. В базальном слое эпидермиса находятся пигментные клетки, от которых зависит цвет Кожи, Т. к. в них вырабатывается пигмент меланин под воздействием ультрафиолетовых лучей. Дерма состоит из клеток и многочисленных переплетений коллагеновых волокон, делающих кожу эластичной. В дерме находятся волосяные луковицы, потовые железы, сальные железы, кровеносные и лимфатические сосуды и рецепторы. Через потовые железы удаляются жидкие продукты метаболизма. По составу пот близок к составу мочи. Потовые железы имеют вид клубочков с выводными протоками, выходящими на поверхность кожи. К волосяным сумкам прикрепляются мышцы, поднимающие волос. Сокращение этих мышц ведет к появлению на поверхности кожи бугорочков («гусиная кожа»). Сальные железы открываются протоками в волосяные луковицы, выделяя кожное сало, которое смазывает кожу и волосы, делая их непромокаемыми и эластичными. Под дермой находится жировая клетчатка, образованная соединительными волокнами, в петлях которых лежат жировые клетки. Она выполняет амортизирующую и теплоизолирующую функцию. Железы внутренней секреции Гуморальная регуляция функций организма осуществляется с помощью химических веществ, вырабатываемых в различных органах и тканях, и кровью разносимых по всему организму. Существует ряд, желез внутренней секреции, которые вырабатывают вещества, специально предназначенные для регуляции – гормоны. Гормоны - это высокомолекулярные активные вещества. Ничтожное их количество оказывает мощное воздействие на деятельность определенных, органов. Поджелудочная железа выполняет двоякую функцию. Одни ее клетки вырабатывают пищеварительный сок, который по выводным протокам поступает в кишечник, другие клетки вырабатывают гормон - инсулин, поступающий прямо в кровь. Инсулин превращает избыток глюкозы в крови в гликоген и понижает уровень сахара в крови. Гормон глюкагон действует противоположно инсулину. Недостаток инсулина вызывает развитие сахарного диабета. Щитовидная железа лежит поверх гортани. Ее гормоны, в том числе тироксин, регулируют обмен веществ. От их количества зависит уровень потребления кислорода всеми тканями тела. Недостаточная функция железы в детском возрасте приводит к развитию кретинизма (задерживается рост и умственное развитие), во взрослом возрасте - к заболеванию микседемой. Избыток гормонов у взрослых приводит к развитию зоба (базедовой болезни). Надпочечники вырабатывают гормоны, которые регулируют белковый обмен, повышают устойчивость организма к неблагоприятным воздействиям среды, регулируют солевой обмен и др. В мозговом слое надпочечников вырабатывается гормон - адреналин, усиливающий сердечные сокращения и регулирующий углеводный обмен. Гипофиз - нижний мозговой придаток, выделяет в кровь нейрогормоны, регулирующие рост организма, функции надпочечников. Избыток соматотропного гормона приводит к гигантизму, недостаток — замедлению роста. Гипоталамус вырабатывает нейрогормоны, регулирующие работу гипофиза. Половые железы (семенники и яичники) вырабатывают половые гомоны и образуют половые клетки. Мужские половые гормоны отвечают за развитие вторичных половых признаков: усов, бороды, характерного для мужчин телосложения и низкого голоса. Женские половые гормоны регулируют развитие женских вторичных признаков, управляют половыми циклами, протеканием беременности и родов. Нервная система человека Нервная система обеспечивает постоянство внутренней среды организма. Кроме этого нервная система согласует работу всех органов, регулирует их деятельность, обеспечивает сокращение мышц. Нервная система обеспечивает связь организма со внешней средой. Нервная система является материальной основой психической деятельности человека. Нервная система сострит из центральной и периферической части. К центральной нервной системе относятся головной и спинной мозг, к периферической - отходящие от них нервы и нервные узлы, нервные сплетения и нервные окончания, расположенные за пределами черепа и позвоночника. Спинной мозг расположен в позвоночном канале и имеет вид трубки длиной около 45 см и диаметрам 1см. Внутри него - полость, заполненная спинномозговой жидкостью. На поперечном срезе видно, что спинной мозг сострит из наружного белого вещества и внутреннего серого вещества. Серое вещество состоит из тел нейронов и имеет на поперечном срезе форму бабочки. Белое вещество образовано, отростками нервных клеток, покрытыми миелиновой оболочкой, объединенными в проводящие пути. Головной мозг состоит из заднего, среднего и переднего мозга. От него отходят 12 пар черепно-мозговых нервов, из которых зрительные, слуховые и обонятельные нервы являются чувствительными, а остальные - смешанными. К заднему мозгу относятся продолговатый мозг, мост и мозжечок. Продолговатый мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функции и является, продолжением спинного мозга. В нем находятся центры дыхания, сердечно-сосудистой деятельности, защитных рефлексов (кашель, чихание, рвота), пищеварения. Мост является продолжением продолговатого мозга. Через него проходят нервные пути, связывающие передний, задний мозг с продолговатым и спинным мозгом. От моста отходят слуховые и лицевые нервы. Мозжечок расположен позади продолговатого мозга и моста. Мозжечок участвует в координации движений, поддержании позы и равновесия тела. Средний мозг соединяет передний мозг с задним. Здесь находятся важные двигательные и чувствительные нервы, промежуточные центры обработки информации, поступившей от зрительных и слуховых рецепторов. Передний мозг состоит из промежуточного мозга и больших полушарий. Промежуточный мозг частично обрабатывает информацию, идущую через него в большие полушария. В нем находятся центры жажды, насыщения, голода, управляющие температурой тела и внутренними органами. Большие полушария переднего мозга покрыты серым веществом - корой больших полушарий, которая образует множество складок, борозд и извилин, увеличивающих площадь коры. Скопления серого вещества находятся в глубине полушарий. Это подкорковые ядра. Кора больших полушарий - высший отдел центральной нервной системы. Она отвечает за восприятие всей поступающей информации, за управлением всеми сложными мышечными движениями. С ней связаны память, речевая: и мыслительная деятельность. Кора каждого полушария состоит из лобной, теменной, затылочной и, височной долей. Затылочная зона коры отвечает за зрение, височная — за восприятие звуков, теменная анализирует информацию, поступающую от кожи, суставов, костей. Лобная кора ответственна за составление программ действий, с ее развитием связан высокий уровень психики человека. Кора левого полушария обеспечивает устную и письменную речь, логическое мышление, правого — отвечает за образное мышление. Вегетативный отдел нервной системы регулирует состояние внутренних органов в меняющихся условиях окружающей среды. Деятельность вегетативной нервной системы не зависит от воли человека. В состав вегетативной нервной системы входят симпатический и парасимпатический отделы. Симпатический отдел активизируется в стрессовых ситуациях. Его центры находятся в верхней и средней части спинного мозга. От них идут нервы к нервным узлам, расположенным вдоль позвоночника. Это парные узлы нервного ствола. Кроме того, есть дополнительные узлы в области живота (солнечное сплетение) и др. Под влиянием этого отдела сердце усиливает свою работу, кожные сосуды сужаются, повышается кровяное давление. Органы пищеварения, наоборот, затормаживают свою деятельность. Парасимпатический отдел нормализует деятельность сердца, давление, расширяет сосуды кожи. Центры этого отдела находятся в стволе головного мозга и крестцовом отделе спинного мозга. Самый крупный из них центр - центр блуждающего нерва находится в продолговатом мозге. Соматический отдел нервной системы. Этот отдел специализируется на восприятии информации и управляет движениями тела. Высшим центром соматического отдела является кора больших полушарий. Соматический отдел подчиняется воле человека. Органы чувств (Анализаторы) Органы чувств обеспечивают восприятие различных раздражений, действующих на организм, и служат для приспособления к меняющимся условиям окружающей среды. По характеру, воспринимаемых раздражителей анализаторы разделяются на дистантные, т. е. действующие на расстоянии (зрение, слух), и контактные (осязание, вкус). По виду энергии раздражителя анализаторы подразделяются на химические (вкус, обоняние), механические (слух, осязание), световые (зрение). Орган зрения Глазное яблоко покрыто снаружи плотной белочной оболочкой - склерой, которая соединяется со слизистой оболочкой внутренней стороны века. Впереди склера переходит в прозрачную роговицу, через которую в глаз проникает свет. Под склерой находится сосудистая оболочка, пронизанная кровеносными сосудами. Ее внутренний слой содержит слой красящего вещества — чёрного пигмента, поглощающего черные лучи. Позади роговицы сосудистая оболочка переходит в радужную оболочку и ресничное тело, где расположена ресничная мышца, регулирующая кривизну хрусталика. Круглое отверстие внутри радужной оболочки - зрачок, способен менять свои размеры в зависимости от интенсивности света. Внутренняя стенка глаза выстлана тонкой оболочкой — сетчаткой, в которой находятся зрительные рецепторы: колбочки и палочки. Внутреннее ядро глазного яблока образует вместе с роговицей оптическую систему глаза и состоит из хрусталика, стекловидного тела и водянистой влаги передней и задней камер глаза. Прозрачный и эластичный хрусталик, расположенный позади зрачка, имеет форму двояковыпуклой линзы. Он вместе с внутриглазными жидкостями преломляет лучи света, входящие внутрь глаза, и фокусирует их на сетчатке. На сетчатке образуется уменьшенное перевернутое изображение предмета. Мы видим прямое изображение предметов благодаря коррекции со стороны мозговых центров. Органы слуха В органе слуха различают наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода. Оно обеспечивает улавливание и проведение звуковой волны к барабанной перепонке. Среднее ухо расположено внутри височной кости и состоит из полости, где находятся слуховые косточки - молоточек, наковальня и стремечко, и слуховой трубы (евстахиевой трубы), соединяющей среднее ухо с носоглоткой. Молоточек соединен с барабанной перепонкой, стремечко - с перепонкой овального окошка слуховой улитки. Слуховые косточки, взаимодействуя как рычаги, передают колебания от барабанной перепонки к жидкости, заполняющей внутреннее ухо. Внутреннее ухо состоит из улитки, системы трех, полукружных каналов, образующих, костной лабиринт, в котором расположен перепончатый лабиринт, заполненный жидкостью. В спирально завитой улитке помещаются слуховые рецепторы - волосковые клетки. Звуковые волны проходят через наружный слуховой проход и вызывают колебания барабанной перепонки, которые через слуховые косточки передаются на овальное окошко внутреннего уxa и вызывают колебания заполняющей его жидкости. Эти колебания преобразуются слуховыми рецепторами в нервные импульсы, которые передаются по слуховому нерву в слуховую зону, коры больших полушарий. Органы равновесия Система трёх полукружных каналов, овальный и круглый мешочки образуют вестибулярный аппарат. Возбуждения возникают в рецепторах этого органа и поступают в нервные центры, осуществляющие перераспределение тонуса и сокращение мышц. В результате поддерживается равновесие и положение тела в пространстве. Полукружные каналы расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. 3aполнены студенистой жидкостью. Внутри каналов находятся волосковые рецепторы. При любом смещении головы жидкость в каналах движется, вовлекая в движение волоски, что приводит к возбуждению рецепторов. Мышечное чувство возникает при растяжении или сокращения мышц, благодаря чему мы способны совершать произвольные движения. Кожные чувства слагается из нескольких анализаторов. Осязание - сложное чувство, связанное с прикосновением, к предметам. В нем участвует тактильное чувство. Обоняние осуществляется с помощью рецепторов, которые находятся в слизистой оболочке носовой полости. Клетки этих рецепторов имеют постоянно колеблющиеся реснички. Каждая обонятельная клетка способна обнаружить вещество определенного состава. При взаимодействии с ним она посылает нервные импульсы в мозг. Вкусовые рецепторы расположены в слизистой оболочке языка. Вкусовые сосочки имеют грибовидную, желобоватую и листовую форму. Каждый сосочек сообщается с ротовой полостью небольшим отверстием - порой. Высшая нервная деятельность В основе учения о высшей нервной деятельности лежат идеи о рефлекторных механизмах психических процессов, которые впервые сформулировал И.М. Сеченов. И.П. Павлов экспериментально подтвердил эти идеи и создал новый раздел в науке - физиологию высшей нервной деятельности. Высшая нервная деятельность обеспечивает индивидуальное поведенческое приспособление человека к изменяющимся условиям окружающей и внутренней среды, носит рефлекторный характер, осуществляется с помощью условных и безусловных рефлексов. Безусловные рефлексы постоянно возникают при действии соответствующих раздражителей на определенные рецепторные поля. Они являются врожденными, наследственными, видовыми, всегда возникают при определенных условиях и сохраняются в течение всей жизни организма. К ним относятся ориентировочный, оборонительный и др. рефлексы. Инстинкт - цепь последовательно осуществляемых рефлекторных актов. Условные рефлексы позволяют приспособиться к еще не наступившему событию. Для их образования необходимы следующие условия: неоднократное совпадение во времени действия двух раздражителей — безразличного сигнального, или условного (свет, звук и др.), и безусловного, т. е. вызывающего безусловный рефлекс (наличие потребности в пище, воде, безопасности и т.д.). Условный раздражитель должен несколько предшествовать безусловному раздражителю, т. е. сигнализировать о нем. При образовании условного рефлекса возникает временная связь между центрами анализатора условного раздражителя и центром безусловного рефлекса. Условный рефлекс Павлов назвал временной связью, потому что этот рефлекс появляется только в то время, пока действуют условия, при которых он сформировался. Условные рефлексы являются основой навыков, привычек, обучения, воспитания, развития речи и мышления у ребенка, трудовой, общественной и творческой деятельности. Наряду с возбуждением в коре возникает и торможение, т.е. задержка одних реакций для осуществления других. В процессе адаптации человека и животных к внешней среде изменяется их поведение, следовательно, образуются новые и затормаживаются прежние условные рефлексы. Благодаря внутреннему торможению биологически нецелесообразных реакций организма, возможна выработка новых условных рефлексов. У человека и у животных механизмы образования условных рефлексов одинаковы. Однако человек резко отличается по своему поведению от животных благодаря особым механизмам нервной деятельности, к которым относятся речь, память, сознание, отвлеченное мышление. Речь является средством общения, между людьми в процессе труда, социальной, духовной, личной жизни: Возникновение и развитие речевой деятельности, слова, языка привело к дальнейшему развитию высшей мереной деятельности, к обогащению ее опытом предыдущих поколений. Специфической особенностью высшей нервной деятельности человека является наличие у него двух систем сигнальных раздражителей: одна система раздражителей, как и у животных, состоит из непосредственных воздействий факторов внешней и внутренней среды организма. Другая состоит из слов, обозначающих воздействия этих факторов. И.П. Павлов соответственно назвал их первой и второй сигнальными системами. Слово стало для человека сигналом первичных, действующих через органы чувств раздражителей — сигналом сигналов. В словах обобщаются конкретные для данного предмета и общие свойства предметов; происходит отвлечение от конкретных предметов и, следовательно, создаются возможности для отвлеченного абстрактного мышления. Это значительно расширяет возможности приспособлениям окружающей среде. Сон: И.П. Павлов полагал, что сон - это торможение основных отделов коры - больших полушарий, благодаря которому происходит восстановление работоспособности нейронов. Исследования последних лет показали, что сон - это не только отдых мозга, но и активная перестройка его работы, необходимая для упорядочивания полученной в период бодрствования информации. Ритм сна и бодрствования связан со сменой дня и ночи. Он является таким же естественным состоянием человека, как периодически наступающий голод, жажда и другие потребности. Невозможно выспаться впрок, так же как невозможно напиться и наесться на длительное время. Сон дает наиболее полный отдых центральной нервной системе. Грудные дети спят 20-22 ч, школьники - 9-11 ч, взрослые люди - 78 ч. При недосыпании человек теряет работоспособность. Сон состоит из 4-5 циклов, сменяющих друг друга, фазы медленного сна и фазы быстрого сна. Общие биологические закономерности Органический мир изменчив и непрерывно развивается со времени его возникновения в силу естественных материальных причин. Существуют следующие уровни организации живой материи на Земле: Молекулярно-генетический - с этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др. * Клеточный. Клетка является структурной и функциональной единицей, а также единицей размножения и развития всех живых организмов. * Тканевый. Ткань - это совокупность клеток, сходных по строению и происхождению и объединенных выполнением общей функции. Органный. Орган - это структурное объединение нескольких тканей для совместного выполнения функций. * Организменный. Организм - это целостная, многоклеточная, живая система, способная к самостоятельному существованию, образованная совокупностью органов и тканей, специализированных в выполнении различных функций. Она подчинена гуморальной и нервной регуляциям. * Популяционно-видовой. Совокупность организмов одного вида, объединенная общим местом обитания, создающая популяцию, как систему надорганизменного порядка, в которой осуществляются элементарные эволюционные преобразования. * Биогеоценотический. Биогеоценоз - совокупность взаимосвязанных популяций разных видов со всеми факторами конкретной среды их обитания. По цепям питания биогеоценозов осуществляется перенос веществ и энергии * Биосферный. Биосфера - самый высокий уровень организации жизни на Земле. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле. Каждый организм связан с окружающей его средой, и между ними непрерывно идет обмен веществами и энергией. Все живые организмы - саморегулирующиеся системы. Основные положения клеточной теории, ее значение Все живые организмы состоят из клеток. Клетка - элементарная единица строения, функционирования и развития живых организмов. Существуют неклеточные формы жизни - вирусы, однако они проявляют свои свойства только в клетках живых организмов. Клеточные формы делятся на прокариот и эукариот. Открытие клетки принадлежит английскому ученому Р. Гуку, который, просматривая под микроскопом тонкий срез пробки, увидел структуры, похожие на пчелиные соты, и назвал их клетками. Позже одноклеточные организмы исследовал голландский ученый Антони ван Левенгук. Клеточную теорию сформулировали немецкие ученые М. Шлейден и Т. Шванн в 1839 г. Современная клеточная теория существенно дополнена Р. Биржевым и др. Основные положения современной клеточной теории: * клетка - основная единица строения, функционирования и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого, способная к самовоспроизведению, саморегуляции и самообновлению; * клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологичны) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ; размножение клеток происходит путем их деления, каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки; * в сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемым ими функциям и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервной и гуморальной регуляциям. Эти положения доказывают единство происхождения всех живых организмов, единство всего органического мира. Благодаря клеточной теории стало понятно, что клетка - это важнейшая составляющая часть всех живых организмов. Клетка - самая мелкая единица организма, граница его делимости, наделенная жизнью и всеми основными признаками организма. Как элементарная живая система, она лежит в основе строения и развития всех живых организмов. На уровне клетки проявляются такие свойства жизни, как способность к обмену веществ и энергии, авторегуляция, размножение, рост и развитие, раздражимость. Химический состав клеток Клетка состоит из тех же химических элементов, что и неживая природа: в ней присутствует большинство элементов периодической системы Менделеева. В клетках живых организмов особенно велико содержание четырех элементов - кислорода (О), углерода (С), водорода (Н), азота (N), называемых макроэлементами. В сумме они составляют около 98% всего содержимого клетки. Вместе с серой и фосфором эти элементы входят в состав биополимеров - белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Микроэлементы: сера (S), фосфор (Р), калий (К), натрий (Ма), кальций (Са), магний (Мд), железо (Fe), хлор (CI), в сумме составляют около 1,9% содержимого клетки. Ультрамикроэлементы: цинк (Zn), медь (Си), иод (J), фтор (F) и др., составляют менее 0,1% содержимого клетки. Все элементы играют в клетке важную роль и необходимы в строго определенном количестве, их недостаток или избыток приводит к различным нарушениям обмена в организме. Органические вещества клетки: Белки - это макромолекулы, или биополимеры. Мономерами белков живых клеток являются 20 разных аминокислот. Между карбоксильной группой СООН (кислая) и аминной группой Н - N - Н (основная) двух соседних аминокислот формируется пептидная (ковалентная) связь. Различные комбинации аминокислот в белковых молекулах придают белкам специфичность. Последовательное соединение аминокислот в белке образует его первичную структуру - полипептид. В большинстве случаев полипептид закручивается в спираль - вторичную структуру белка. Функции белков: Строительная: белки входят в состав клеточных структур. Транспортная: способность белков связывать и переносить с током крови многие химические соединения (например, транспорт гемоглобином кислорода). Рецепторная функция: обеспечивает взаимодействие клеток между собой, а также различными макромолекулами белков к обратимому изменению структуры в ответ на действие физических и химических факторов лежит в основе раздражимости. Сократительная функция обеспечивается особыми сократительными белками, благодаря которым происходит движение жгутиков, ресничек, сокращение мышц и т.п. Энергетическая функция: белки - это запасной источник энергии. Каталитическая функция: белки-ферменты ускоряют химические реакции. Защитная функция: белки-антитела (иммуноглобулины) обезвреживают антигены (инородные вещества), вызывающие заболевания организма. Р  егуляторная функция обеспечивается белками-гормонами, которые регулируют обмен веществ. Углеводы делятся на простые - моносахариды (рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза и др.) и сложные - дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза) и полисахариды (крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин и др.). Функции углеводов: входят в состав нуклеиновых кислот и АТФ, являются универсальным источником энергии в организме, участвуют в обезвреживании и выведении из организма ядовитых веществ, полисахариды играют роль запасных продуктов. Липиды - это нейтральные жиры, воска, фосфолипиды и стероидные гормоны. Они нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях (бензине, эфире, бензоле и др.). В их состав, как правило, входят глицерин и жирные кислоты. Функции липидов: используются как запасной источник энергии; входят в состав клеточных мембран; выполняют защитные функции (теплоизоляция). Нуклеиновые кислоты - это молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) и РНК (рибонуклеиновой кислоты). ДНК - биополимер, ее мономеры - нуклеотиды состоят из азотистого основания (аденин, гуанин, цитозин, тимин), моносахарида (дезоксирибоза) и остатка фосфорной кислоты. Сама молекула ДНК - это 2 закрученные в спираль полинуклеотидные цепи, объединенные между собой водородными связями. Функция ДНК: запись, хранение и воспроизведение наследственной информации. Рибонуклеиновая кислота (РНК) одноцепочечный биополимер, состоящий из нуклеотидов, в которых азотистое основание тимин заменено урацилом, а углевод дезоксирибоза — рибозой. Различают 3 вида РНК: Информационную (и-РНК), Транспортную (т-РНК) и 3. Рибосомальную (р-РНК). Функции РНК: участие в воспроизведении наследственной информации (в синтезе белка). Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ)- мононуклеотид, состоящий из рибозы, аденина и трех остатков фосфорной кислоты. Функция: АТФ - универсальный источник энергии в клетке. Обмен веществ и превращение энергии в клетке Обмен веществ и энергии (метаболизм) осуществляется на всех уровнях организма: клеточном, тканевом и организменном. Он обеспечивает постоянство внутренней среды организма - гомеостаз - в непрерывно меняющихся условиях существования. В клетке протекают одновременно два процесса - это пластический обмен (анаболизм или ассимиляция) и энергетический обмен (фатаболизм или диссимиляция). Пластический обмен - это совокупность реакций биосинтеза, или создание сложных молекул из простых. В клетке постоянно синтезируются белки из аминокислот, жиры из глицерина и жирных кислот, углеводы из моносахаридов, нуклеотиды из азотистых оснований и сахаров. Эти реакции идут с затратами энергии. Используемая энергия освобождается в ходе энергетического обмена. Энергетический обмен - это совокупность реакций расщепления сложных органических соединений до более простых молекул. Часть энергии, высвобождаемой при этом, идет на синтез богатых энергетическими связями молекул АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). Расщепление органических веществ осуществляется в цитоплазме и митохондриях с участием кислорода. Реакции ассимиляции и диссимиляции тесно связаны между собой и внешней средой. Из внешней среды организм получает питательные вещества. Во внешнюю среду выделяются отработанные вещества. Ферменты (энзимы) - это специфические белки, биологические катализаторы, ускоряющие реакции обмена в клетке. Все процессы в живом организме прямо или косвенно осуществляются с участием ферментов. Фермент катализирует только одну реакцию или действует только на один тип связи. Этим обеспечивается тонкая регуляция всех жизненно важных процессов (дыхание, пищеварение, фотосинтез и т.д.), протекающих в клетке или организме. В молекуле каждого фермента имеется участок, осуществляющий контакт между молекулами фермента и специфического вещества (субстрата). Активным центром фермента выступает функциональная группа (например, ОН - группа серина) или отдельная аминокислота. Скорость ферментативных реакций зависит от многих факторов: температуры, давления, кислотности среды, наличия ингибиторов и т.д. Этапы энергетического обмена: Подготовительный - происходит в цитоплазме клеток. Под действием ферментов полисахариды расщепляются на моносахариды (глюкоза, фруктоза и Др.), жиры расщепляются до глицерина и жирных кислот, белки - до аминокислот, нуклеиновые кислоты до нуклеотидов. При этом выделяется небольшое количество энергии, которое рассеивается в виде тепла. Бескислородный (анаэробное дыхание или гликолиз) — многоступенчатое расщепление глюкозы без участия кислорода. Его называют брожением. В мышцах в результате анаэробного дыхания молекула глюкозы распадается на две молекулы пировиноградной кислоты (С3Н4О3), которые затем восстанавливаются в молочную кислоту (С3Н6О3). В реакциях расщепления глюкозы участвуют фосфорная кислота и АДФ. Суммарное уравнение этого этапа: С6Н12О6 + 2Н3РО4 + 2АDФ -> 2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О У дрожжевых грибков молекула глюкозы без участия кислорода превращается в этиловый спирт и диоксид углерода (спиртовое брожение). У других микроорганизмов гликолиз может завершаться образованием ацетона, уксусной кислоты и др. При распаде одной молекулы глюкозы образуется две молекулы АТФ, в связях которой сохраняется 40% энергии, остальная энергия рассеивается в виде тепла. Кислородное дыхание - этап аэробного дыхания или кислородного, расщепления, который проходит на складках внутренней мембраны митоходрий - кристах. На этом этапе вещества предыдущего этапа расщепляются до конечных продуктов распада - воды и углекислого газа. В результате расщепления двух молекул молочной кислоты образуются 36 молекул АТФ. Основное условие нормального течения кислородного расщепления - целостность митохондриальных мембран. Кислородное дыхание — основной этап в обеспечении клетки кислородом. Он в 20 раз эффективнее бескислородного этапа. Суммарное уравнение кислородного расщепления: 2С3Н603 + 602 + 36H3PО4 + 36АДФ -> 6CO2 + 38Н2О + 36АТФ По способу получения энергии все организмы делятся на две группу - автотрофные и гетеротрофные. Энергетический обмен в аэробных клетках растений, грибов и животных протекает одинаково. Это свидетельствует об их родстве. Количество митохондрий в клетках тканей различно, оно зависит от функциональной активности клеток. Например, много митохондрий в клетках мышц. |