Тест по дисциплине «Биология»

подраздел « Основы цитологии»

Тема «Химический состав клетки»

Тест предназначен для учащихся старших классов, студентов первых курсов СПО.

Инструкция:

1 Вариант

1. Кем в 1838 г. была сформулирована клеточная теория?

А) Ж.Б. Ламарком;

Б) М.Я. Шлейденом и Т. Шванном;

В) К. Линнеем.

2. Какая наука изучает состав, строение и функции клеток?

А) гистология;

Б) анатомия;

В) цитология.

3. К какому виду химических элементов клетки относятся С, О, Н, N ?

А) макроэлементы;

Б) микроэлементы;

В) ультрамикроэлементы.

4. К какому виду углеводов относится лактоза?

А) моносахариды;

Б) олигосахариды;

В) полисахариды.

5. К какому виду углеводов относится целлюлоза?

А) моносахариды;

Б) олигосахариды;

В) полисахариды.

6. Какое количество энергии высвобождается при расщеплении 1 г. липидов?

А) 17,2 кДж;

Б) 17,6 кДж;

В) 38,9 кДж.

7. К какому виду белков в зависимости от выполняемой им функции относится гемоглобин?

А) транспортные белки;

Б) запасные белки;

В) двигательные белки.

8. Что представляет собой «глобула»?

А) пучок;

Б) клубок;

В) нить.

9. В какой структуре белка пептидная спираль образует глобулы посредством

дисульфидных связей?

А) первичная;

Б) вторичная

В) третичная;

Г) четвертичная;

10. Как называется процесс восстановления прежней структуры белка?

А) ренатурация;

Б) денатурация;

В) деструкция.

Таблица для ответов

№ опроса
вариант
1 В

2 Вариант

Инструкция: Выберите один правильный ответ. Ответы запишите в таблицу. Каждый правильный ответ оценивается в один балл.

1. Какая наука изучает живые организмы?

А) биология;

Б) зоология;

В) анатомия.

2. Какую долю (%) в клетке в среднем составляют макроэлементы?

А) 80%

Б) 20 %

В) 98%

3. К какому виду химических элементов клетки относятся I , Fe , Mg , Na ?

А) макроэлементы;

Б) микроэлементы;

В) ультрамикроэлементы.

4. К какому виду углеводов относится фруктоза?

А) моносахариды;

Б) олигосахариды;

В) полисахариды.

5. К какому виду углеводов относится гликоген?

А) моносахариды;

Б) олигосахариды;

В) полисахариды.

6. Что являются мономерами углеводов?

А) моносахариды;

Б) дисахариды;

В) полисахариды.

7. К какому виду белков в зависимости от выполняемой им функции относится белок молока?

А) транспортные белки;

Б) запасные белки;

В) двигательные белки.

8. Какая структура характерна для гемоглобина и хлорофилла?

А) вторичная;

Б) третичная;

В) четвертичная.

9. В какой структуре белка пептидная спираль удерживается посредством

водородных связей?

А) первичная;

В) вторичная;

Г) третичная.

10. Как называется процесс полного разрушения белковой молекулы?

А) ренатурация;

Б) денатурация;

В) деструкция.

Таблица для ответов

№ опроса
вариант
2 В

Норма оценок:

«5» - 10 правильных ответов

«4» - 8 - 9 правильных ответов

«3» - 5 - 7 правильных ответов

«2» - менее 5 правильных ответов

Ответы

№ опроса
вариант
1 В
2 В

Источники информации:

1. Беляев Д.К., Дымшиц Г.М., Рувимский А.О. Общая биология. - М., 2012.

2. Константинов В.М., Рязанов А.Г., Фадеева Е.О. Общая биология. - М., 2014.

Пояснительная записка

Анализ результатов ЕГЭ показал, что « Химическая организация клетки» для выпускников является проблемной. Для решения этой проблемы необходимо вырабатывать стойкие навыки выполнения заданий, используемых на экзамене. Предлагаемые тесты содержат , которые учителя биологии могут использовать для отработки этих навыков, как на уроках, так и на индивидуальных консультациях по подготовке к ЕГЭ.

Тесты составлены по материалам КИМов (они отмечены звездочкой) и из дополнительной литературы. Задания из дополнительной литературы отличаются своей информативностью, поэтому могут быть использованы в качестве дополнительного источника знаний.

Для составления тестов использована следующая литература:

КИМы по биологии за 2011 и 2011 годы. В. Н. Фросин, В. И. Сивоглазов «Готовимся к единому государственному экзамену. Общая биология». Дрофа. Москва. 2011г.

Тема 1: «Неорганические вещества клетки»

Задания части А.

1.* Тела живой и неживой природы сходны набором

2) химических элементов

3) нуклеиновых кислот

4) ферментов

2.* Магний – обязательный компонент молекул

2) хлорофилла

3) гемоглобина

3.* Какую роль играют в клетке ионы калия и натрия?

1) являются биокатализаторами

2) участвуют в проведении возбуждения

3) обеспечивают транспорт газов

4) способствуют перемещению веществ через мембрану

4. Каково соотношение ионов натрия и калия в клетках животных и в окружающей их среде - межклеточной жидкости и крови?

1) натрия в клетке больше, чем снаружи, калия, наоборот, больше снаружи, чем в клетке

2) натрия снаружи столько же, сколько калия внутри клетки

3) натрия в клетке меньше, чем снаружи, а калия, наоборот, больше в клетке, чем снаружи

5. Назовите химический элемент, который в виде иона в больших количествах входит в состав цитоплазмы клеток, где его существенно больше, чем в межклеточной жидкости и принимает непосредственное участие в формировании постоянной разности электрических потенциалов, по разные стороны наружной плазматической мембраны

1) Н 4) С 7)Са 10) Na

2) О 5)S 8)Mg 11) Zn

3) N 6) Fe 9) К 12) Р

6. Назовите химический элемент, который входит в состав неорганического компонента костной ткани и раковин моллюсков, принимает участие в мышечном сокращении и свертывании крови, является посредником в передаче информационного сигнала от наружной плазматической мембраны в цитоплазму клетки

1) Н 4) С 7) Са 10) Na

2) О 5) S Mg 11) Zn

3) N 6) Fe 9) К 12) Р

7. Назовите химический элемент, который входит в состав хлорофилла и является необходимым для сборки малой и большой субъединиц рибосомы в единую структуру, активирует некоторые ферменты

1) Н 4) С 7) Са 10) Na

2) О 5) S Mg 11) Zn

3) N 6) Fe 9) К 12) Р

8. Назовите химический элемент, который входит в состав гемоглобина и миоглобина, где участвует в присоединении кислорода, а также входит в состав одного из митохондриальных белков дыхательной цепочки, переносящей электроны в ходе клеточного дыхания.

1) Н 4) С 7) Са 10) Na

2) О 5) S Mg 11) Zn

3) N 6) Fe 9) К 12) Р

9.Укажите группу химических элементов, содержание которых в клетке составляет в сумме 98%,

10.Назовите жидкость, которая по солевому составу наиболее близка к плазме крови наземных позвоночных животных

1) 0.9% раствор NaCl

2) морская вода

3) вода пресных водоемов

11.Назовите органические соединения, которые содержатся в клетке в наибольшем количестве (в % на сырую массу)

1) углеводы

4) нуклеиновые кислоты

12. Назовите органические соединения, которые содержатся в клетке в наименьшем количестве (в % на сырую массу)

1) углеводы

4) нуклеиновые кислоты

13.*Значительную часть клетки составляет вода, которая

1) образует веретено деления

2) образует глобулы белка

3) растворяет жиры

4) придаёт клетке упругость

14.Назовите основную особенность строения молекулы воды, которая определяет специфические свойства и биологическую роль воды

1) небольшой размер

2) полярность молекулы

3) высокая подвижность

15.*Вода - хороший растворитель, так как

1) ее молекулы имеют взаимное притяжение

2) ее молекулы полярны

3) она медленно нагревается и остывает

4) она является катализатором

16.* Вода в клетке выполняет функцию

1) каталитическую

2) растворителя

3) структурную

4) информационную

1) связь с соседними клетками

2) рост и развитие

3) способность делиться

4) объем и упругость

18. Все выше перечисленные анионы, кроме одного, входят в состав солей и являются наиболее важными для жизнедеятельности клетки анионами. Укажите «лишний» среди них анион.

Правильные ответы

Задания части Б.

Выберите три правильных ответа из шести.

1)Каковы функции воды в клетке?

А) выполняет энергетическую функцию

Б) обеспечивает упругость клетки

В) защищает содержимое клетки

Г) участвует в теплорегуляции

Д) участвует в гидролизе веществ

Е) обеспечивает движение органоидов.

Ответ: Б, Г, Д

2)*Вода в клетке выполняет роль

А) внутренней среды

Б) структурную

В) регуляторную

Г) гуморальную

Д) универсального источника энергии

Е) универсального растворителя

Ответ: А, Б, Е.

Тема 2: « Биологические полимеры – белки».

Задания части А.

Выберите один правильный ответ.

1*. Белки относят к группе биополимеров, так как они^^

1) отличаются большим разнообразием

2) играют большую роль в клетке

3) состоят из многократно повторяющихся звеньев

4) имеют большую молекулярную массу

2*. Мономерами молекул белка являются

1) нуклеотиды

2) аминокислоты

3) моносахариды

3*. Полипептиды образуются в результате взаимодействия

1) 1) азотистых оснований

2) 2) липидов

3) 3) углеводов

4) 4) аминокислот

4*. От вида числа и порядка расположения аминокислот зависит

1) 1) последовательность триплетов РНК

2) 2) первичная структура белков

3) 3) гидрофобность молекул жиров

4) 4) гидрофильность моносахаридов

5*. В составе клеток всех живых организмов входит

1) 1) гемоглобин

2) 2) белок

3) 3) хитин

4) 4) клетчатка

6*. Последовательность расположения аминокислот в молекул белка определяется

1) 1) расположением триплетов в молекуле ДНК

2) 2) особенностью строения рибосомы

3) 3) набором рибосом в полисоме

4) 4) особенностью строения Т-РНК

7*. При обратимой денатурации молекул белка происходит

1) 1) нарушение его первичной структуры

2) 2) образование водородных связей

3) 3) нарушение его третичной структуры

4) 4) образование пептидных связей

8*. Способность молекул белка образовать соединения с другими веществами определяет их функцию

1) 1) транспортную

2) 2) энергетическую

3) 3) сократительную

4) 4) выделительную

9*. Какую функцию в организме животных выполняют сократительные белки?

1) транспортную

2) сигнальную

3) двигательную

4) каталитическую

10*. Органические вещества, ускоряющие процессы обмена веществ,-

1) аминокислотные

2) моносахариды

3) ферменты

11*. Какую функцию не выполняют в клетке белки?

1) защитную

2) ферментативную

3) информационную

Тренировочные тесты ЕГЭ. Биология.

Тема: Химический состав клетки. 10 класс

Часть А

1. Живые организмы нуждаются в азоте, так как он служит

1.составным компонентом белков и нуклеиновых кислот 2.основным источником энергии 3.структурным компонентом жиров и углеводов 4.основным переносчиком кислорода

2. Вода играет большую роль в жизни клетки, так как она 1.участвует во многих химических реакциях 2. обеспечивает нормальную кислотность среды 3. ускоряет химические реакции 4.входит в состав мембран

3. Основным источником энергии в организме являются:

1)витамины 2.ферменты 3. гормоны 4.углеводы

4.Органические вещества в клетке перемещаются к органоидам по

1.системе вакуолей 2.лизосомам 3.митохондриям 4.эндоплазматической сети

4.В клетках каких организмов содержится в десятки раз больше углеводов, чем в клетках животных?

1. бактерий-сапротрофов 2.одноклеточных 3.простейших 4.растений

5.В клетке липиды выполняют функцию:

1) каталитическую 2)транспортную 3.информационную 4.энергетическую

6.В клетках человека и животных в качестве строительного материала и источника энергии используются 1.гормоны и витамины 2.вода и углекислый газ 3.неорганические вещества 4.белки, жиры и углеводы

7 Жиры, как и глюкоза, выполняют в клетке функции: 1)строительную 2.информационную 3.каталитическую 4. энергетическую

8. Укажите какую форму имеет вторичная структура молекулы белка

9.В состав ферментов входят:

1.нуклеиновые кислоты 2.белки 3.молекулы АТФ 4.углеводы

10.Четвертичная структура молекул белка формируется в результате взаимодействия:

1. аминокислот и образования пептидных связей 2.нескольких полипептидных нитей 3.участков одной белковой молекулы за счет водородных связей 4.белковой глобулы с мембраной клетки

11.Какую функцию выполняют белки, вырабатываемые в организме при проникновении в него бактерий или вирусов? 1)регуляторную 2.сигнальную 3.защитную 4.ферментативную

12.Разнообразные функции в клетке выполняют молекулы
1)ДНК 2) белков 3)иРНК 4) АТФ

13.Какую функцию выполняют белки, ускоряющие химиче ские реакции в клетке?

1)гормональную 2)сигнальную 3.ферментативную 4.информационную

14.Программа о первичной структуре молекул белка зашифрована в молекулах

1)тРНК 2) ДНК 3)липидов 4) полисахаридов

15.В молекуле ДНК две полинуклеотидные нити связаны с помощью

1комплементарных азотистых оснований 2.остатков фосфорной кислоты 3.аминокислот 4.углеводов

16. Связь, возникающая между азотистыми основаниями двух комплементарных цепей ДНК, -

1)ионная 2) пептидная 3)водородная 4) ковалентная полярная

17.Благодаря свойству молекул ДНК воспроизводить себе подобных,

1.формируется приспособленность организма к среде оби тания

2.у особей вида возникают модификации 3.появляются новые комбинации генов

4.наследственная информация передается от материнской клетки к дочерним

18.Молекулы ДНК представляют собой материальную основу наследственности, так как в них закодирована информация о структуре молекул 1.полисахаридов2.белков 3)липидов 4)аминокислот

19. В молекуле ДНК 100 нуклеотидов с тимином, что составляет 10% от общего количества. Сколько нуклеотидов с гуанином?

1.400 2. 2003 3. 10004 4. 1800

20. Наследственная информация о признаках организма сосредоточена в молекулах

1.тРНК 2. ДНК 3.белка 4.полисахаридов

21. Рибонуклеиновые кислоты в клетках участвуют в

1.хранении наследственной информации 2.биосинтезе белков

3.биосинтезе углеводов 4.регуляции обмена жиров

22.Молекулы и-РНК, в отличие от т-РНК,

1.служат матрицей для синтеза белка 2.служат матрицей для синтеза тРНК

3.доставляют аминокислоты к рибосоме 4.переносят ферменты к рибосоме

23.Молекула и-РНК осуществляет передачу наследственной информации

1.из ядра к митохондрии 2.из одной клетки в другую

3.из ядра к рибосоме 4.от родителей потомству

24.Молекулы РНК, в отличие от ДНК, содержат азоти стое основание

1)аденин 2)гуанин 3.урацил 4. цитозин

25.Рибоза, в отличие от дезоксирибозы, входит в состав 1)ДНК 2) иРНК 3)белков 4) полисахаридов

26.Процесс денатурации белковой молекулы обратим, если не разрушены связи

1)водородные 2.пептидные 3.гидрофобные 4.дисульфидные

27.АТФ образуется в процессе 1.синтеза белков на рибосомах 2.разложения крахмала с образованием глюкозы 3.окисления органических веществ в клетке 4.фагоцитоза

28.Мономером молекулы белка служит

1) азотистое основание 2) моносахарид 3) аминокислота 4) липиды

29.Большинство ферментов являются

1) углеводами 2) липидами 3) аминокислотами 4) белками

30.Строительная функция углеводов состоит в том, что они

1) образуют целлюлозную клеточную стенку у растений 2) являются биополимерами

3) способны растворяться в воде 4) служат запасным веществом животной клетки

31. Важную роль в жизни клетки играют липиды, так как они 1) являются ферментами

2)растворяются в воде 3)служат источником энергии 4)поддерживают постоянную среду в клетке

32.Синтез белков у эукариот происходит: 1. на рибосомах 2. на рибосомах в цитоплазме

3.на клеточной мембране 4. на микрофиламентах в цитоплазме.

33. Первичная, вторичная и третичная структуры молекулы характерны для:

1.гликогена 2.аденина 3.аминокислоты 4.ДНК.

Часть В

1.В состав молекулы РНК входит

А)рибоза Б)гуанин В) катион магния Г) дезоксирибоза Д) аминокислота Е) фосфорная кислота

Запишите ответ в виде последовательности букв в алфавитном порядке (без пробелов и других символов).

2.Установите соответствие между функцией соединения и биополимером, для которого она характерна. В нижеприведенной таблице под каждым номером, определяющим позиции первого столбца, запишите букву, соответствующей позиции второго столбца.

1) хранение наследственной информации БИОПОЛИМЕР А)белок Б) ДНК

2} образование новых молекул путем самоудвоения

3) ускорение химических реакции

4) является обязательным компо нентом мембраны клетки

5) обезвреживание антигенов

3.Установите соответствие между функцией соединения и биополимером, для которого она характерна. В нижеприведенной таблице под каждым номером, определяющим позиции первого столбца, запишите букву, соответствующей позиции второго столбца.

1) образование клеточных стенок БИОПОЛИМЕР А) полисахарид Б) нуклеиновая кислота

2) транспортировка аминокислот

3) хранение наследственной информации

4) служит запасным питатель ным веществом

5) обеспечивает клетку энергией

Запишите в таблицу получившуюся последовательность букв и перенесите в бланк ответов (без пробелов и других символов).

Часть С

1.В одной цепочке молекулы ДНК имеется 31% адениловых остатков, 25% тимидиловых остатков и 19% цитидиловых остатков. Рассчитайте, каково процентное соотношение нуклеотидов в двухцепочечной ДНК.

2.Найдите ошибки в приведенном тексте, исправьте их, укажите номера предложений, в которых они сделаны, запишите эти предложения без ошибок.

1. Белки - это биологические полимеры, 2. Мо номерами белков являются аминокислоты. 3. В состав белков входит 30 равных аминокислот. 4. Все аминокислоты могут синтезироваться в организме человека и животных. 5. Аминокислоты соединяются в молекуле белка нековалентными пептидными связями.

3.Содержение нуклеотидов в цепи иРНК следущее: А-35%, Г-27%,Ц-18%, У-20%. Определите процентный состав нуклеотидов участка 2-цепочечной молекулы ДНК, являющегося матрицей для этой иРНК.

4.Сколько молекул АТФ будет синтезировано в клетках эукариот при полном окислении фрагмента молекулы крахмала, состоящего из 10 остатков глюкозы?5.Какова роль белков в организме?

6.Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны. Объясните их. 1. Все присутствующие в организме белки - ферменты.2. Каждый фермент ускоряет течение нескольких химических реак ций. 3. Активный центр фермента строго соответствует конфигурации субстрата, с которым он взаимодействует. 4. Активность ферментов не зависит от таких факторов, как температура, рН среды, и других факторов.

7. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены, объясните их.

1. Информационнная РНК синтезируется на молекуле ДНК. 2. Ее длина не зависит от объема копируемой информации. 3. Количество и-РНК в клетке составляет 85% от всего количества в клетке.

4. В клетке существует три вида тРНК. 5. Каждая тРНК присоединяет определенную аминокислоту и экспортирует ее к рибосомам. 6. У эукариот т-РНК намного длиннее, чем и-РНК.

8.Укажите номера предложений, в которых допущены ошибки. Объясните их.

1. Углеводы представляют собой соединения углерода и водород

2. Различают три основных класса углеводов - моносахариды, сахариды и полисахариды.

3. Наиболее распространенные моносахариды - сахароза и лактоза.

4. Они растворимы в воде и обладают сладким вкусом.

5. При расщеплении 1 г глюкозы выделяется 35,2 кДж энергии

9. В чем сходство и различие РНК,ДНК,АТФ?

10 Почему глюкоза не выполняет в клетке запасающую роль?

Напишите на обратной стороне бланка или на отдельном листе краткий ответ, включающий не менее двух элементов.

11.Почему крахмал относят к биополимерам и какое свойство крахмала обуславливает его запасающую функцию в клетке?

Видеоурок 2: Строение, свойства и функции органических соединений Понятие о биополимерах

Лекция: Химический состав клетки. Макро- и микроэлементы. Взаимосвязь строения и функций неорганических и органических веществ

Химический состав клетки

Обнаружено, что в клетках живых организмов постоянно содержатся в виде нерастворимых соединений и ионов около 80 химических элементов. Все они подразделяются на 2 большие группы по своей концентрации:

макроэлементы, содержание которых не ниже 0,01%;

микроэлементы – концентрация, которых составляет меньше 0,01%.

В любой клетке содержание микроэлементов составляет менее 1%, макроэлементов соответственно -- больше 99%.

Макроэлементы:

Натрий, калий и хлор – обеспечивают многие биологические процессы – тургор (внутреннее клеточное давление), появление нервных электрических импульсов.

Азот, кислород, водород, углерод. Это основные компоненты клетки.

Фосфор и сера – важные компоненты пептидов (белков) и нуклеиновых кислот.

Кальций – основа любых скелетных образований – зубов, костей, раковин, клеточных стенок. Также, участвует в сокращении мышц и свертывании крови.

Магний – компонент хлорофилла. Участвует в синтезе белков.

Железо – компонент гемоглобина, участвует в фотосинтезе, определяет работоспособность ферментов.

Микроэлементы содержатся в очень низких концентрациях, важны для физиологических процессов:

Цинк – компонент инсулина;

Медь – участвует в фотосинтезе и дыхании;

Кобальт – компонент витамина В12;

Йод – участвует в регуляции обмена веществ. Он является важным компонентом гормонов щитовидной железы;

Фтор – компонент зубной эмали.

Нарушение баланса концентрации микро и макроэлементов приводит к нарушениям метаболизма, развитию хронических болезней. Недостаток кальция – причина рахита, железа – анемия, азота – дефицит протеинов, йода – снижение интенсивности метаболитических процессов.

Расмотрим связь органических и неорганических веществ в клетке, их строение и функции.

В клетках содержится огромное количество микро и макромолекул, относящихся к разным химическим классам.

Неорганические вещества клетки

Вода . От общей массы живого организма она составляет наибольший процент – 50-90% и принимает участие практически во всех процессах жизнедеятельности:

терморегуляции;

капиллярных процессах, так как является универсальным полярным растворителем, влияет на свойства межтканевой жидкости, интенсивности обмена веществ. По отношению к воде все химические соединения делятся на гидрофильные (растворимые) и липофильные (растворимые в жирах).

От концентрации ее в клетке зависит интенсивность обмена веществ – чем больше воды, тем быстрее происходят процессы. Потеря 12% воды человеческим организмом – требует восстановления под наблюдением врача, при потере 20% – наступает смерть.

Минеральные соли. Содержатся в живых системах в растворенном виде (диссоциировав на ионы) и нерастворенном. Растворенные соли участвуют в:

переносе веществ сквозь мембрану. Катионы металлов обеспечивают «калиево-натриевый насос», изменяя осмотическое давление клетки. Из-за этого вода с растворенными в ней веществами устремляется в клетку либо покидает ее, унося ненужные;

формировании нервных импульсов, имеющих электрохимическую природу;

сокращении мышц;

свертывании крови;

входят в состав белков;

фосфат-ион – компонент нуклеиновых кислот и АТФ;

карбонат-ион – поддерживает Ph в цитоплазме.

Нерастворимые соли в виде цельных молекул образуют структуры панцирей, раковин, костей, зубов.

Органические вещества клетки

Общая черта органических веществ – наличие углеродной скелетной цепи. Это биополимеры и небольшие молекулы простой структуры.

Основные классы, имеющиеся в живых организмах:

Углеводы . В клетках присутствуют различные их виды -- простые сахара и нерастворимые полимеры (целлюлоза). В процентном отношении доля их в сухом веществе растений -- до 80%, животных – 20%. Они играют важную роль в жизнеобеспечении клеток:

Фруктоза и глюкоза (моносахара) – быстро усваиваются организмом, включаются в метаболизм, являются источником энергии.

Рибоза и дезоксирибоза (моносахара) – один из трех основных компонентов состава ДНК и РНК.

Лактоза (относится к дисахарам) – синтезируется животным организмом, входит в состав молока млекопитающих.

Сахароза (дисахарид) – источник энергии, образуется в растениях.

Мальтоза (дисахарид) – обеспечивает прорастание семян.

Также, простые сахара выполняют и другие функции: сигнальную, защитную, транспортную.
Полимерные углеводы – это растворимый в воде гликоген, а также нерастворимые целлюлоза, хитин, крахмал. Они играют важную роль в метаболизме, осуществляют структурную, запасающую, защитную функции.

Липиды или жиры. Они нерастворимы в воде, но хорошо смешиваются между собой и растворяются в неполярных жидкостях (не имеющих в составе кислород, например – керосин или циклические углеводороды относятся к неполярным растворителям). Липиды необходимы в организме для обеспечения его энергией – при их окислении образуется энергия и вода. Жиры очень энергоэффективны – с помощью выделяющихся при окислении 39 кДж на грамм можно поднять груз весом в 4 тонны на высоту в 1 м. Также, жир обеспечивает защитную и теплоизоляционную функцию – у животных толстый его слой способствует сохранению тепла в холодный сезон. Жироподобные вещества предохраняют от намокания перья водоплавающих птиц, обеспечивают здоровый лоснящийся вид и упругость шерсти животных, выполняют покровную функцию у листьев растений. Некоторые гормоны имеют липиднуюструктуру. Жиры входят в основу структуры мембран.

Белки или протеины являются гетерополимерами биогенной структуры. Они состоят из аминокислот, структурными единицами которых являются: аминогруппа, радикал, и карбоксильная группа. Свойства аминокислот и их отличия друг от друга определяют радикалы. За счет амфотерных свойств – могут образовывать между собой связи. Белок может состоять из нескольких или сотен аминокислот. Всего в структуру белков входят 20 аминокислот, их комбинации определяют разнообразие форм и свойств протеинов. Около десятка аминокислот относятся к незаменимым – они не синтезируются в животном организме и их поступление обеспечивается за счет растительной пищи. В ЖКТ белки расщепляются на отдельные мономеры, используемые для синтеза собственных белков.

Структурные особенности белков:

первичная структура – аминокислотная цепочка;

вторичная – скрученная в спираль цепочка, где образуются между витками водородные связи;

третичная – спираль или несколько их, свернутые в глобулу и соединенные слабыми связями;

четвертичная существует не у всех белков. Это несколько глобул, соединенных нековалентными связями.

Прочность структур может нарушаться, а затем восстанавливаться, при этом белок временно теряет свои характерные свойства и биологическую активность. Необратимым является только разрушение первичной структуры.

Белки выполняют в клетке множество функций:

ускорение химических реакций (ферментативная или каталитическая функция, причем каждый из них отвечает за конкретную единственную реакцию);
транспортная – перенос ионов, кислорода, жирных кислот сквозь клеточные мембраны;

защитная – такие белки крови как фибрин и фибриноген, присутствуют в плазме крови в неактивном виде,в месте ранений под действием кислорода образуют тромбы. Антитела -- обеспечивают иммунитет.

структурная – пептиды входят частично или являются основой клеточных мембран, сухожилий и других соединительных тканей, волос, шерсти, копыт и ногтей, крыльев и внешних покровов. Актин и миозин обеспечивают сократительную активность мышц;

регуляторная – белки-гормоны обеспечивают гуморальную регуляцию;
энергетическая – во время отсутствия питательных веществ организм начинает расщеплять собственные белки, нарушая процесс собственной жизнедеятельности. Именно поэтому после длительного голода организм не всегда может восстановиться без врачебной помощи.

Нуклеиновые кислоты. Их существует 2 – ДНК и РНК. РНК бывает нескольких видов – информационная, транспортная, рибосомная. Открыты щвейцарцем Ф. Фишером в конце 19-го века.

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота. Содержится в ядре, пластидах и митохондриях. Структурно является линейным полимером, образующим двойную спираль из комплементарных цепочек нуклеотидов. Представление о ее пространственной структуре было создано в в 1953 г американцами Д. Уотсоном и Ф. Криком.

Мономерные ее единицы --нуклеотиды, имеющие принципиально общую структуру из:

фосфат-группы;

дезоксирибозы;

азотистого основания (принадлежащие к группе пуриновых – аденин, гуанин, пиримидиновых – тимин и цитозин.)

В структуре полимерной молекулы нуклеотиды объединены попарно и комплементарно, что обусловлено разным количеством водородных связей: аденин+тимин – две, гуанин+цитозин – водородных связей три.

Порядок расположения нуклеотидов кодирует структурные последовательности аминокислот белковых молекул. Мутацией называются изменения порядка нуклеотидов, так как будут кодироваться белковые молекулы другой структуры.

РНК – рибонуклеиновая кислота. Структурными особенностями ее отличия от ДНК являются:

вместо тиминового нуклеотида – урациловый;

рибоза вместо дезоксирибозы.

Транспортная РНК – это полимерная цепочка, которая в плоскости свернута в виде листочка клевера, основной ее функцией является доставка аминокислоты к рибосомам.

Матричная (информационная) РНК постоянно образуется в ядре, комплементарно какому-либо участку ДНК. Это -- структурная матрица, на основе ее строения на рибосоме будет собираться белковая молекула. От всего содержания молекул РНК этот тип составляет 5%.

Рибосомная – отвечает за процесс составления молекулы белка. Синтезируется на ядрышке. Ее в клетке 85%.

АТФ – аденозинтрифосфорная кислота. Это нуклеотид, содержащий:

3 остатка фосфорной кислоты;

В результате каскадных химических процессов дыхания синтезируется в митохондриях. Основная функция – энергетическая, одна химическая связь в ней содержит почти столько же энергии, сколько получается при окислении 1 г жира.

Химический состав клетки

Для всего живого характерно избирательное отношение к окружающей среде. Из 110 элементов периодической системы Д. И. Менделеева в состав организмов входит более половины. Однако необходимых для жизни элементов, без которых живое не может обойтись, всего около 20.

Все эти элементы входят в состав неживой природы и земной коры, а также в состав живых организмов, но их процентное распределение в живых и неживых телах различно.

Элементный состав живой материи

Накоплением знаний о биомолекулах занимается молекулярная биология, развивающаяся в тесном контакте с биохимией. Биохимия изучает жизнь на уровне молекул и элементов.

Макроэлементы (греч. makrós - большой и лат. elemėntum - первоначальное вещество) - химические элементы, являющиеся основными компонентами всех живых организмов. К ним относят кислород, водород, углерод, азот, железо, фосфор, калий, кальций, сера, магний, натрий и хлор. Эти элементы также и универсальные компоненты органических соединений. Их концентрация достигает в сумме 98 - 99%.

Все макроэлементы разделяют на 2 группы.

Роль макроэлементов I и II групп

Макроэлементы I группы	Макроэлементы II группы
O, C, H и N	P, S, K, Mg, Na, Ca, Fe и Cl
Главные компоненты всех живых организмов (98% массы)	Обязательные компоненты всех живых организмов (0,01 - 0,9% массы)
Входят в состав подавляющего большинства органических и неорганических веществ клетки. В частности, все углеводы и липиды состоят из O, C, H , белки и нуклеиновые кислоты - из O, C, H и N	Входят в состав многих неорганических и органических соединений клетки, в том числе ферментов и др.
Поступают в живые организмы из атмосферы, с водой и пищей	Поступают в организмы растений в составе ионов солей, в организмы животных - с пищей

Содержание биоэлементов в клетке

Элемент	Содержание в клетке, % от массы
Кислород (О )	65,00 - 75,00
Углерод (С )	15,00 - 18,00
Водород (Н )	8,00 - 10,00
Азот (N )	1,00 - 3,00
Фосфор (P )	0,20 - 1,00
Сера (S )	0,15 - 0,20

Микроэлементы (греч. mikrós - малый и лат. elemėntum - первоначальное вещество) - химические элементы, содержащиеся в организмах в низких концентрациях (обычно тысячные доли процента и ниже), но крайне необходимые для нормальной жизнедеятельности. Это алюминий, медь, марганец, цинк, молибден, кобальт, никель, иод, селен, бром, фтор, бор и некоторые другие.

Микроэлементы входят в состав разнообразных биологически активных соединений: ферментов (например, Zn, Cu, Mn, Mo; всего известно около 200 металлоферментов), витаминов (Со - в состав витамина B 12), гормонов (I - в тироксин , Zn и Со - в инсулин ) , дыхательных пигментов (Cu - в гемоцианин ). Микроэлементы влияют на рост, размножение, кроветворение и т. д.

Роль микроэлементов в организме

Кобальт входит в состав витамина В 12 и принимает участие в синтезе гемоглобина , его недостаток приводит к анемии.

1 - кобальт в природе; 2 - структурная формула витамина В 12 ; 3 - эритроциты здорового человека и эритроциты больного анемией

Молибден в составе ферментов участвует в фиксации азота у бактерий и обеспечивает работу устьичного аппарата у растений.

1 - молибденит (минерал, содержащий молибден); 2 - азотфиксирующие бактерии; 3 - устьичный аппарат

Медь является компонентом фермента, участвующего в синтезе меланина (пигмента кожи), влияет на рост и размножение растений, на процессы кроветворения у животных организмов.

1 - медь; 2 - частицы меланина в клетках кожи; 3 - рост и развитие растения

Йод у всех позвоночных животных входит в состав гормона щитовидной железы - тироксина .

1 - йод; 2 - внешний вид щитовидной железы; 3 - клетки щитовидной железы, синтезирующие тироксин

Бор влияет на ростовые процессы у растений, его недостаток приводит к отмиранию верхушечных почек, цветков и завязей.

1 - бор в природе; 2 - пространственная структура бора; 3 - верхушечная почка

Цинк входит в состав гормона поджелудочной железы - инсулина , а также действует на рост животных и растений.

1 - пространственная структура инсулина; 2 - поджелудочная железа; 3 - рост и развитие животных

В организмы растений и микроорганизмов микроэлементы поступают из почвы и воды; в организмы животных и человека - с пищей, в составе природных вод и с воздухом.

ТЕСТ