Химический состав клетки неорганические вещества и органические вещества: Химический состав клетки – свойства и роль кратко в таблице

Итак, в микроскопической клетке содержится несколько тысяч веществ, которые участвуют в разнообразных химических реакциях. Химические процессы, протекающие в клетке, — одно из основных условий её жизни, развития, функционирования.

Вопросы для беседы.

1. Какие элементы и в каком количестве присутствуют в клетках растений и животных?

2. Какова биологическая роль микроэлементов?

3. Что представляют собой липиды и какова их роль в живой природе?

4. Почему в составе растительных клеток больше углеводов, чем в животных клетках?

Слайд 19

Самоконтроль по теме “Неорганические вещества клетки”.

V. Домашнее задание: изучить § 5 учебника, выполнить задания в конце параграфа и задание №3 в печатной тетради.

Творческое задание. Подготовить сообщение об открытии и изучении структуры нуклеиновых кислот Д. Уотсоном и Ф. Криком.

Приложение 1

Приложение 2

Особенности химического состава клетки — Особенности химического состава клетки

Клет­ки живых ор­га­низ­мов со­сто­ят из раз­ных хи­ми­че­ских эле­мен­тов.

Атомы этих эле­мен­тов об­ра­зу­ют два клас­са хи­ми­че­ских со­еди­не­ний: неор­га­ни­че­ские и ор­га­ни­че­ские

биологияхимия.рф

Из из­вест­ных на дан­ный мо­мент 118 хи­ми­че­ских эле­мен­тов в со­став живых кле­ток обя­за­тель­но вхо­дят 24 эле­мен­та. Эти эле­мен­ты об­ра­зу­ют с водой лег­ко­рас­тво­ри­мые со­еди­не­ния. Они со­дер­жат­ся и в объ­ек­тах нежи­вой при­ро­ды, но со­от­но­ше­ние этих эле­мен­тов в живом и нежи­вом ве­ще­стве раз­ли­ча­ет­ся

В нежи­вой при­ро­де пре­об­ла­да­ю­щи­ми эле­мен­та­ми яв­ля­ют­ся кис­ло­род, крем­ний, алю­ми­ний и на­трий.

В живых ор­га­низ­мах пре­об­ла­да­ю­щи­ми эле­мен­та­ми яв­ля­ют­ся во­до­род, кис­ло­род, уг­ле­род и азот. Кроме этого вы­де­ля­ют ещё два важ­ных для живых ор­га­низ­мов эле­мен­та, а имен­но: фос­фор исеру.

Эти 6 эле­мен­тов, а имен­но уг­ле­род, во­до­род, азот, кис­ло­род, фос­фор и сера (C, H, N, O, P, S), на­зы­ва­ют ор­га­но­ген­ны­ми, или био­ген­ны­ми эле­мен­та­ми, так как имен­но они вхо­дят в со­став ор­га­ни­че­ских со­еди­не­ний, а эле­мен­ты кис­ло­род и во­до­род, кроме того, об­ра­зу­ют мо­ле­ку­лы воды. На долю со­еди­не­ний био­ген­ных эле­мен­тов при­хо­дит­ся 98% от массы любой клет­ки.

Важ­ней­шей от­ли­чи­тель­ной спо­соб­но­стью эле­мен­тов C, H, N, O яв­ля­ет­ся то, что они об­ра­зу­ют проч­ные ко­ва­лент­ные связи, и из всех ато­мов, об­ра­зу­ю­щих ко­ва­лент­ные связи, они самые лег­кие. Кроме этого, уг­ле­род, азот и кис­ло­род об­ра­зу­ют оди­нар­ные и двой­ные связи, бла­го­да­ря ко­то­рым они могут да­вать самые раз­но­об­раз­ные хи­ми­че­ские со­еди­не­ния. Атомы уг­ле­ро­да спо­соб­ны также об­ра­зо­вы­вать трой­ные связи как с дру­ги­ми уг­ле­род­ны­ми ато­ма­ми, так и ато­ма­ми азота – в си­ниль­ной кис­ло­те связь между уг­ле­ро­дом и азо­том трой­ная 

xvatit.com

Это объ­яс­ня­ет раз­но­об­ра­зие со­еди­не­ний уг­ле­ро­да в при­ро­де. Кроме этого, ва­лент­ные связи об­ра­зу­ют во­круг атома уг­ле­ро­да тет­ра­эдр (рис. 4), бла­го­да­ря этому раз­лич­ные типы ор­га­ни­че­ских мо­ле­кул об­ла­да­ют раз­лич­ной трех­мер­ной струк­ту­рой.

Тет­ра­эд­ри­че­ская форма мо­ле­ку­лы ме­та­на.meritnation.com

Толь­ко уг­ле­род может со­зда­вать ста­биль­ные мо­ле­ку­лы с раз­но­об­раз­ны­ми кон­фи­гу­ра­ци­я­ми и раз­ме­ра­ми и боль­шим раз­но­об­ра­зи­ем функ­ци­о­наль­ных групп 

Около 2% от массы кле­ток при­хо­дит­ся на сле­ду­ю­щие эле­мен­ты: калий, на­трий, каль­ций, хлор, маг­ний, же­ле­зо. Осталь­ные хи­ми­че­ские эле­мен­ты со­дер­жат­ся в клет­ке в зна­чи­тель­но мень­шем ко­ли­че­стве.

Таким об­ра­зом, все хи­ми­че­ские эле­мен­ты по со­дер­жа­нию в живом ор­га­низ­ме де­лят­ся на три боль­шие груп­пы.

Эле­мен­ты, ко­ли­че­ство ко­то­рых со­став­ля­ет до 10-2 % от массы тела – это мак­ро­эле­мен­ты.

Те эле­мен­ты, на долю ко­то­рых при­хо­дит от 10-2 до10-6 – мик­ро­эле­мен­ты.

Эле­мен­ты, со­дер­жа­ние ко­то­рых не пре­вы­ша­ет 10-6 % массы тела – уль­тра­мик­ро­эле­мен­ты 

mypresentation.ru

Рус­ский и укра­ин­ский уче­ный В. И. Вер­над­ский до­ка­зал, что все живые ор­га­низ­мы спо­соб­ны усва­и­вать (ас­си­ми­ли­ро­вать) эле­мен­ты из внеш­ней среды и на­кап­ли­вать (кон­цен­три­ро­вать) их в опре­де­лен­ных ор­га­нах и тка­нях. На­при­мер, боль­шое ко­ли­че­ство мик­ро­эле­мен­тов на­кап­ли­ва­ет­ся в пе­че­ни, в кост­ной и мы­шеч­ной ткани.

От­дель­ные эле­мен­ты имеют срод­ство к опре­де­лен­ным ор­га­нам и тка­ням. На­при­мер, в ко­стях и зубах на­кап­ли­ва­ет­ся каль­ций. Цинка много в под­же­лу­доч­ной же­ле­зе. Мо­либ­де­на много в поч­ках. Бария в сет­чат­ке глаза. Йода в щи­то­вид­ной же­ле­зе. Мар­ган­ца, брома и хрома много в ги­по­фи­зе (см. таб­ли­цу «На­коп­ле­ние хи­ми­че­ских эле­мен­тов во внут­рен­них ор­га­нах че­ло­ве­ка»).

Для нор­маль­но­го про­те­ка­ния про­цес­сов жиз­не­де­я­тель­но­сти необ­хо­ди­мо стро­гое со­от­но­ше­ние хи­ми­че­ских эле­мен­тов в ор­га­низ­ме. В про­тив­ном слу­чае воз­ни­ка­ют тя­же­лые отрав­ле­ния, свя­зан­ные с недо­стат­ком или из­быт­ком био­филь­ных эле­мен­тов.

Неко­то­рые живые ор­га­низ­мы могут быть ин­ди­ка­то­ра­ми хи­ми­че­ских усло­вий среды бла­го­да­ря тому, что они из­би­ра­тель­но на­кап­ли­ва­ют в ор­га­нах и тка­нях опре­де­лен­ные хи­ми­че­ские эле­мен­ты 

Хи­ми­че­ские со­еди­не­ния в живых ор­га­низ­мах 

Хи­ми­че­ские эле­мен­ты об­ра­зу­ют неор­га­ни­че­ские и ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства (см. схему «Ве­ще­ства, вхо­дя­щие в со­став живых ор­га­низ­мов»).

Неор­га­ни­че­ские ве­ще­ства в ор­га­низ­мах: вода и ми­не­раль­ные ве­ще­ства (ионы солей; ка­ти­о­ны: калий, на­трий, каль­ций и маг­ний; ани­о­ны: хлор, суль­фат анион, гид­ро­кар­бо­нат анион).

Ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства: мо­но­ме­ры (мо­но­са­ха­ри­ды, ами­но­кис­ло­ты, нук­лео­ти­ды, жир­ные кис­ло­ты и ли­пи­ды) и по­ли­ме­ры (по­ли­са­ха­ри­ды, белки, нук­ле­и­но­вые кис­ло­ты).

Из неор­га­ни­че­ских ве­ществ, в клет­ке боль­ше всего воды (от 40 до 95%), среди ор­га­ни­че­ских со­еди­не­ний в клет­ках жи­вот­ных пре­об­ла­да­ют белки (10-20%), а в клет­ках рас­те­ний – по­ли­са­ха­ри­ды (кле­точ­ная стен­ка со­сто­ит из цел­лю­ло­зы, а ос­нов­ное за­пас­ное пи­та­тель­ные ве­ще­ство рас­те­ний – крах­мал).

Таким об­ра­зом, мы с вами рас­смот­ре­ли ос­нов­ные хи­ми­че­ские эле­мен­ты, ко­то­рые вхо­дят в со­став живых ор­га­низ­мов, и со­еди­не­ния, ко­то­рые они могут об­ра­зо­вы­вать (см. Схему 1).

Эле­мент уг­ле­род (кар­бон) вхо­дит в со­став всех ор­га­ни­че­ских ве­ществ, их ос­но­ву со­став­ля­ет уг­ле­род­ный ске­лет. Эле­мент кис­ло­род (ок­си­ген) вхо­дит в со­став воды и ор­га­ни­че­ских ве­ществ. Эле­мент во­до­род (гид­ро­ген) тоже вхо­дит в со­став всех ор­га­ни­че­ских ве­ществ и воды. Азот (нит­ро­ген) вхо­дит в со­став бел­ков, нук­ле­и­но­вых кис­лот и их мо­но­ме­ров (ами­но­кис­лот и нук­лео­ти­дов). Сера(суль­фур) вхо­дит в со­став се­ро­со­дер­жа­щих ами­но­кис­лот, вы­пол­ня­ет функ­цию аген­та пе­ре­но­са энер­гии. Фос­фор вхо­дит в со­став АТФ, нук­лео­ти­дов и нук­ле­и­но­вых кис­лот, ми­не­раль­ные соли фос­фо­ра – ком­по­нент эмали зубов, кост­ной и хря­ще­вой тка­ней.

Эко­ло­ги­че­ские ас­пек­ты дей­ствия неор­га­ни­че­ских ве­ществ

Про­бле­ма охра­ны окру­жа­ю­щей среды в первую оче­редь свя­за­на с пре­ду­пре­жде­ни­ем за­гряз­не­ния окру­жа­ю­щей среды раз­лич­ны­ми неор­га­ни­че­ски­ми ве­ще­ства­ми. Ос­нов­ны­ми за­гряз­ни­те­ля­ми яв­ля­ют­ся тя­же­лые ме­тал­лы, ко­то­рые на­кап­ли­ва­ют­ся в почве, при­род­ных водах.

Ос­нов­ны­ми за­гряз­ни­те­ля­ми воз­ду­ха яв­ля­ют­ся ок­си­ды серы и азота.

В ре­зуль­та­те быст­ро­го раз­ви­тия тех­ни­ки, ко­ли­че­ство ме­тал­лов ис­поль­зу­е­мых в про­из­вод­стве, необы­чай­но вы­рос­ло. Ме­тал­лы по­па­да­ют в ор­га­низм че­ло­ве­ка, вса­сы­ва­ют­ся в кровь, а затем на­кап­ли­ва­ют­ся в ор­га­нах и тка­нях: пе­че­ни, поч­ках, кост­ной и мы­шеч­ной тка­нях. Из ор­га­низ­ма ме­тал­лы вы­во­дят­ся через кожу, почки и ки­шеч­ник. Ионы ме­тал­лов, ко­то­рые от­но­сят­ся к наи­бо­лее ток­сич­ным: ртуть, уран, кад­мий, талий и мы­шьяк, вы­зы­ва­ют ост­рые хро­ни­че­ские отрав­ле­ния.

Мно­го­чис­лен­на и груп­па уме­рен­но-ток­сич­ных ме­тал­лов , к ним от­но­сят­ся мар­га­нец, хром, осмий, строн­ций и сурь­ма. Эти эле­мен­ты спо­соб­ны вы­зы­вать хро­ни­че­ские отрав­ле­ния с до­воль­но тя­же­лы­ми, но редко ле­таль­ны­ми кли­ни­че­ски­ми про­яв­ле­ни­я­ми.

Ма­ло­ток­сич­ные ме­тал­лы не об­ла­да­ют за­мет­ной из­би­ра­тель­но­стью. Аэро­зо­ли ма­ло­ток­сич­ных ме­тал­лов, на­при­мер, ще­лоч­ных, ще­лоч­но­зе­мель­ных, могут вы­зы­вать из­ме­не­ния лег­ких.

источник конспекта — http://interneturok.ru/ru/school/biology/10-klass/bosnovy-citologii-b/osobennosti-himicheskogo-sostava-kletki

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=MPLb_ByYc7U

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=vO9K_AJvrDc

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=oYmFfkJqWVs

источник презентации — http://www.myshared.ru/slide/download/

Химический состав клетки. Неорганические вещества.Органические вещества. Нуклеиновые кислоты

Урок 1: Химический состав клетки. Неорганические вещества.

Органические вещества. Нуклеиновые кислоты.

Цель урока.

Познакомить учащихся с содержанием химических элементов в клетке, водой и другими неорганическими веществами, их ролью в жизнедеятельности клетки. Изучить органические соединения, их химический состав, строение и функции. Сформировать знания о строении и функциях молекул ДНК, РНК, АТФ, принципе комплементарности, синтезе белков в рибосомах.

Основные термины и понятия.

Ход урока.

Неорганические соединения

В составе живой клетки встречаются те же химические элементы, которые входят в состав неживой природы.

Из 107 элементов периодической системы Д.И.Менделеева в клетках обнаружено 60.

Их делят на 3 группы:

1. Основные элементы: O – кислород, C – углерод, H – водород, N – азот (98% состава клетки)

2. Элементы, составляющие десятки и сотни доли %: K – калий, P – фосфор, S – сера, Mn – магний, Fe – железо, CL – хлор, Ca – кальций, Na – натрий (в сумме 1,9%)

3. Микроэлементы (в малых количествах).

Молекулярный состав клетки сложный и разнородный. Отдельные соединения – H₂O и минеральные вещества – встречаются также в неживой природе; другие – органические соединения (углеводы, жиры, белки, нуклеиновые кислоты и др.) – характерны только для живых организмов.

Неорганические соединения

(состав живых клеток; минералах, природных водах)

Вода – около 80 % массы клетки

H₂O; H – O – H – структурная формула

Живая или снежная H₂O.

Мертвая – в чайнике долго не сливают и кипятят.

Роль H₂O в клетке велика.

1. является средой и растворителем

2. участвует в химических реакциях

3. перемещение веществ

4. терморегуляция

5. образование клеточных структур

6. определяет объём и упругость клетки.

Большинство веществ поступает в организм и выводится из него в водном растворе.

Биологическая роль воды:

Полярность её молекул и способность образовывать водородные связи, за счёт которых возникают комплексы из нескольких молекул H₂O.

Вещества, хорошо растворимые в H₂O называются гидрофильными веществами («филео» люблю).

Вещества, плохо или вовсе нерастворимые в воде – гидрофобными (греческ. «гидрос» – вода, «фобос» – страх)

Гидрофильные – многие минеральные соли, белки, углеводы и др.

Гидрофобные – жиры, липиды и др.

Минеральные соли.

Минеральные соли в водных растворах клетки диссоциируют на катионы и анионы, обеспечивая устойчивое количество необходимых химических элементов и осмотическое давление.

Из катионов наиболее важны K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺.

В живой клетке концентрация K⁺ высокая Na⁺ — низкая.

А в плазме крови наоборот.

Это обусловлено избирательной проницательностью мембран.

Недостаток отдельных элементов – Fe, P, Mg, Co, Zn – блокирует образование нуклеиновых кислот, гемоглобина, белков и других важных веществ и ведёт к серьёзным заболеваниям.

Анионы определяют постоянство PH клеточной среды (нейтральной и слабощелочной).

Из анионов наиболее важны: HPO₄^2-, H₂PO₄^—, CL^—, HCO₃^—, NPO₄^2-.

Неорганические вещества содержатся в клетке не только в растворенном, но и твердом состоянии (прочность и твердость костной ткани обеспечиваются фосфатом кальция, а раковин моллюсков – карбонатом кальция, органические вещества в комплексе образуют около 20 –30% состава клетки.

Рассмотреть таблицу в учебнике на стр. 11 и выяснить, какое значение для клетки имеют химические элементы.

Вопросы для самоконтроля.

1. Содержание какого химического элемента в клетке больше, чем остальных?

2. Раздели химические элементы на 3 группы:

а) основные элементы;

б) элементы, составляющие десятые и сотые доли процента;

в) микроэлементы.

1. Какая реакция поддерживается в норме в клетках?

2. Какие вещества называют гидрофильными и гидрофобными?

3. Раскрой роль катионов и анионов в клетке, различное содержание их в зависимости от функции клетки, от окружающей среды и других условий.

Задания.

Выбери правильные варианты ответов.

1. Вода способна образовывать гидрат-ионы потому что:

а) молекулы воды соединены водородными связями;

б) молекулы воды полярны, вода легко диссоциирует на ионы Н⁺ и ОН^—.

1. Примером активного ионного транспорта является:

а) работа калий-натриевого насоса;

б) диффузия воды через поры клеточной стенки;

в) диффузия кислорода при дыхании.

1. При замерзании воды расстояние между её молекулами:

а) уменьшается; б) увеличивается; в) не изменяется.

1. Какой из элементов входит в молекулу хлорофилла?

а) Na б) K в) Mg г) Cl

1. Какие химические связи возникают между атомами в молекуле воды?

а) ковалентно-неполярные; б) ковалентно-полярные;

в) ионные; г) водородные.

Органические вещества клетки.

Белки – это полимеры, их составными единицами (мономерами) являются аминокислоты.

Мономером белков являются аминокислоты а/к –20.

Аминокислота состоит:

1. Из карбоксильной группы (- COOH).

2. Аминогруппы (- NH₂).

3. Радикала R.

(А – мономер

А – А – А – А – структура полимера).

Утрата белковой молекулой своей структурной организации – называется денатурацией.

Денатурация может быть вызвана изменением температуры, обезвоживанием, облучением, рентгеновскими лучами и т.д.

Из белка каратина состоят рога, копыта, панцири, когти, волосы.

Белки

Простые Сложные

Протеины Протеиды

Белки – растительной клетки 10 – 40%

животной клетки 60 – 80%

Макро и микроэлементы белков

C,H,O,N S,P,Cu,Zn,Fe

атомы атомы

Аминокислота

Сходны Различен

— NH₂ — R (радикал)

— COOH —

Белок

Структура молекулы

Первичная Вторичная Третичная Четвертичная

структура структура структура структура

белка образует (полипептидная упаковка несколько

полипептидную цепь, закрученная спирали полипептид-

цепь из в спираль (H) в форму (гидро- ных цепей

аминокислот водородной фобные связи соединены

связи) или радикалы) (гемоглобин)

Между аминокилотами возникает прочная ковалентная связь NH – CO, называемая пептидной связью.

АТФ – Аденозинтрифосфорная кислота обязательный энергетический компонент любой живой клетки.

АТФ – нуклеотид.

АТФ состоит:

1. Аденина.

2. Сахара рибозы.

3. Трёх остатков молекулы фосфорной кислоты.

Это неустойчивая структура.

В обменных процессах от АТФ отщепляются остатки фосфорной кислоты путём разрыва.

Отрыв одной молекулы фосфорной кислоты сопровождается выделением около 40 кДж энергии.

В этом случае АТФ переходит в АДФ.

При дальнейшем отщеплении остатка фосфорной кислоты от АДФ (аденозиндифосфорная кислота) образуется АМФ (аденозинмонофосфорная кислота).

АТФ – аккумулятор энергии в клетке. Распад АТФ происходит в процессе реакций синтеза белков, жиров, углеводов.

АТФ синтезируется в митохондриях в несколько этапов:

1. Подготовительный.

2. Бескислородный.

3. Кислородный.

Липиды – это нерастворимые в воде жиры и жироподобные вещества, состоящие из глицерина и высокомолекулярных жирных кислот.

5 – 90% Химические элементы C,H,O.

Липиды

Жиры Витамины Липиды – это

(нерастворимые; А, Д жиры + белок

свойства (лецитин, холестерин –

гидрофобные) входят в состав мембран)

Жиры = эфир глицерина + высшие кислоты

Формула — CH₂OH глицерин

Функции липидов:

1. Источник питания

Глицерин расщепляют её

1. Жиры

Жирные кислоты

1. Защитная

2. Строительная

3. Регуляция обменных процессов

Углеводы

C,H,O (элементы углеводов)

Простые углеводы – моносахариды

Сложные – полисахариды

CnH₂nOn

Моносахариды

Триозы Гексозы Пентозы

(молочный сахар (C₆H₁₂O₆ C₅H₁₀O₅ рибоза

C₃H₆O₃) глюкоза, фруктоза) дезоксирибоза

Полисахариды

(C₆H₁₀O₅)ⁿ крахмал n=6000

Полисахариды

Клетчатка Хитин Гликоген (животный крахмал)

Свойства — уменьшает степень растворимости и сладкости

Функции углеводов:

1. Строительная.

2. Энергетическая.

Органическими веществами называют химические соединения, в состав которых входят атомы углерода. Часть гормонов (но не все) животных и человека являются белки. Так белковый гормон (гормон поджелудочной железы) инсулин активизирует захват клетками молекул глюкозы и расщепление или запасание их внутри клетки. Если не хватает инсулина, то глюкоза накапливается в крови в избытке. Клетки без помощи инсулина не способны её захватывать – они голодают. Причина – диабет (недостаток инсулина). Белки – средства защиты. При попадании бактерий или вирусов в крови животных и человека организм реагирует выработкой защитных белков – антител. Иммунитет – механизм сопротивления возбудителям заболеваний. Предупредить заболевание – вводят бактерии, либо вирусы (вакцины). Жиры могут накапливаться в клетках и служить запасным питательным веществом. У некоторых животных (у китов, ластоногих) под кожей откладывается толстый слой подкожного жира, который благодаря низкой теплопроводности защищает их от переохлаждения.

Некоторые липиды являются гормонами и принимают участие в регуляции физиологических функций организма. Липиды, содержащие фосфор, служат составной частью клеточных мембран. Крахмал и гликоген играют роль как бы аккумуляторов энергии, необходимой для жизнедеятельности клеток и организма. Белки – это строительный материал организма. Они участвуют в построении оболочки, органоидов и мембран клетки и отдельных тканей (волос, сосудов и др.). Многие белки выполняют в клетке роль катализаторов – ферментов, ускоряющих клеточные реакции в десятки, сотни миллионов раз.

Рассмотреть рисунки 2,4,5,6 на стр. 14-21 учебника.

Вопросы для самоконтроля:

1. В чем разница между органическими и неорганическими веществами?

2. Какие органические вещества входят в состав клетки?

3. Что такое мономеры и полимеры?

4. Чем характеризуется первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура белка?

5. Где в клетке расщепляются жиры? Каковы функции жиров в клетке и в организме?

6. У каких организмов и в каких органеллах синтезируются углеводы? Какие функции выполняют углеводы в клетке и в организме?

7. Где синтезируется АТФ в клетке? Каково строение АМФ, АДФ, АТФ?

Задания.

Выбери правильные ответы.

1. В клетках животных запасным углеводом являются:

а) целлюлоза; б) крахмал; в) глюкоза; г) гликоген.

1. В каком случае правильно написана формула молекулы глюкозы?

а) С₅Н₁₂О₅ б) С₆Н₁₀О₆ в) С₆Н₁₂О₆ г) С₆Н₁₂О₅

1. Как поступают в клетки животных незаменимые аминокислоты?

а) синтезируются в самих клетках

б) поступают вместе с пищей

в) поступают вместе с витаминами

г) поступают всеми указанными путями

1. Заполнить таблицу

«Химическая организация клетки. Органические вещества».

Нуклеиновые кислоты.

В апреле 1953 года великий датский физик Нильс Бор получил письмо от американского ученого Макса Дельбрюка, где он писал: «Потрясающие вещи происходят в биологии. Мне кажется, что Джеймс Уотсон сделал открытие, сравнимое с тем, что сделал Резерфорд в 1911 году (открытие атомного ядра)».

Джеймс Дьюи Уотсон родился в США в 1928 году. Еще студентом Чикагского университета он занялся самой актуальной тогда проблемой в биологии — ролью генов в наследственности. В 1951 году, приехав на стажировку в Англию, в Кембридж, он знакомится с Френсисом Криком.

Френсис Крик почти на 12 лет старше Уотсона. Он родился в 1916 году и по окончании Лондонского колледжа работал в Кембриджском университете.

В конце 19 века известно, что в ядре находятся хромосомы и они состоят из ДНК и белка. Знали, что ДНК передает наследственную информацию, но главное оставалось тайной. Как же работает такая сложная система? Решить эту задачу можно было, только узнав устройство загадочной ДНК.

Уотсон и Крик должны были придумать такую модель ДНК, которая соответствовала бы рентгеновской фотографии. Моррису Уилкинсу удалось “сфотографировать” молекулу ДНК с помощью рентгеновских лучей. После 2-х лет кропотливой работы ученые предложили изящную и простую модель ДНК. Потом еще 10 лет после этого открытия ученые разных стран проверяли догадки Уотсона и Крика и, наконец, вердикт был вынесен: “Все верно, ДНК устроена именно так!” Уотсон, Крик и Моррис Уилкинс получили за это открытие в 1953 году Нобелевскую премию.

Учитель: ДНК — полимер.

Вопрос классу. Что такое полимеры?

Учитель: Состоит из мономеров.

Вопрос классу: Что такое мономер?

Мономерами ДНК являются нуклеотиды, которые состоят из:

1. Азотистого основания

2. Сахара дезоксирибозы

3. Остатка фосфорной кислоты

Учитель предлагает классу условно обозначить: азотистое основание — , сахар — , фосфорную кислоту — О. Далее учитель показывает, как образуется нуклеотид ДНК: .

Учитель: В молекуле ДНК обнаружены различные азотистые основания:

Аденин (А), обозначим это азотистое основание —

Тимин (Т), обозначим это азотистое основание —

Гуанин (Г), обозначим это азотистое основание —

Цитозин (Ц), обозначим это азотистое основание —

Учитель меняет на магнитной доске  символы азотистых оснований, ученики делают вывод, что нуклеотидов — 4, и они отличаются только азотистыми основаниями.

Учитель: Цепочка ДНК состоит из чередующихся нуклеотидов, связанных ковалентной связью: сахар одного нуклеотида и остаток фосфорной кислоты — другого нуклеотида. В клетке обнаружено не просто ДНК, состоящее из одной нити, а более сложное образование. В этом образовании две нити нуклеотидов связанные азотистыми основаниями (водородными связями) по принципу комплиментарности:

Можно предположить, что получающаяся цепочка ДНК сворачивается в спираль из-за разного количества водородных связей между азотистыми основаниями разных цепочек и таким образом принимает самую выгодную форму. Такая структура достаточно прочная, разрушить ее трудно. И, тем не менее, это происходит в клетке регулярно.

Ученик составляет опорный конспект:

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

ПОЛИМЕРЫ

ДНК — двойная спираль

Крик, Уотсон -1953,

Нобелевская премия

— комплиментарность

Функции:

1. Хранение наследственной информации

2. Воспроизведение наследственной информации

3. Передача наследственной информации

Другой ученик составляет опорный конспект по РНК

РНК — одиночная цепочка

А, У, Ц, Г — нуклеотиды

Виды РНК —

и-РНК

т-РНК

р-РНК

Функции:

1. Биосинтез белка

Ученик: Сравнивает ДНК и РНК по опорным конспектам и делает выводы.

Учитель:

Ответственность за обмен веществ природа возложила на щитовидную железу: активность снижается, организм стареет. Однако, попытка омолодить пожилых людей с помощью гормонов щитовидной железы не увенчалась успехом. Более того, выяснилось, что с возрастом этих гормонов не становиться меньше, но увядающие ткани перестают на них реагировать. Механизм такого явления лишь начинает раскрываться. Каждая молекула тела использует особое излучение, самые сложные вибрации издает молекула ДНК. Внутренняя “музыка” сложна и разнообразна и, что самое удивительное, в ней четко прослеживаются определенные ритмы. Преобразованные компьютером в графическую картинку, они являют собой завораживающее зрелище. Можно следить за ними часами, месяцами, годами — все время “оркестр” будет исполнять вариации на знакомую тему. Играет он не для собственного удовольствия, а на благо организма: ритм, заданный ДНК и “подхваченный” белками и другими молекулами, лежит в основе всех биологических связей, составляет нечто вроде каркаса жизни; нарушение ритма влечет за собой старение и болезнь. У молодых этот ритм более энергичный, поэтому они любят слушать рок или джаз, с возрастом белковые молекулы теряют свой ритм, поэтому более взрослые люди любят слушать классику. Классическая музыка совпадает с ритмом ДНК (академик Российской академии В.Н.Шабалин изучал это явление).

Можно дать совет: Начинай утро с хорошей мелодии и проживешь дольше!

Закрепление.

ТЕСТ

(Отвечая на вопросы теста, и выбрав правильный ответ, вы получите ключевое слово)

1. Какой из нуклеотидов не входит в состав ДНК?

а. тимин

н. урацил

п. гуанин

г. цитозин

е. аденин

2. Если нуклеотидный состав ДНК — АТТ-ГЦГ-ТАТ -, то каким должен быть нуклеотидный состав и-РНК?

а. ТАА-ЦГЦ-УТА

к. ТАА-ГЦГ-УТУ

у. УАА-ЦГЦ-АУА

г. УАА-ЦГЦ-АТА

3. В каком случае правильно указан состав нуклеотида ДНК?

а. рибоза, остаток фосфорной кислоты, тимин

и. фосфорная кислота, урацил, дезоксирибоза

к. остаток фосфорной кислоты, дезоксирибоза, аденин

г. остаток фосфорной кислоты, рибоза, гуанин

4. Какую из функций выполняет и-РНК?

а. перенос аминокислот на рибосомы

л. снятие и перенос информации с ДНК

в. формирование рибосом

т. все перечисленные функции

5. Мономерами ДНК и РНК являются?

б. азотистое основание

у. дезоксирибоза и рибоза

л. азотистое основание и фосфорная кислота

е. нуклеотиды

6. В каком случае правильно названы все отличия и -РНК от ДНК?

ш. одно-цепочная, содержит дезоксирибозу, хранение информации

ю. двуцепочечная, содержит рибозу, передает информацию

о. одно-цепочная, содержит рибозу, передает информацию

г. двуцепочная, содержит дезокирибозу, хранит информацию

7. Прочная ковалентная связь в молекуле ДНК возникает между:

в. нуклеотидами

и. дезоксирибозами соседних нуклеотидов

т. остатками фосфорной кислоты и сахара соседних нуклеотидов

8. Какая из молекул РНК самая длинная?

а. т-РНК

к. р-РНК

и. и-РНК

9. В реакцию с аминокислотами вступает:

д. т-РНК

б. р-РНК

а. и-РНК

г. ДНК

(Ключевое слово — нуклеотид).

Биосинтез белка

Биосинтез белка

ДНК  Белок

Термин “Транскрипция”, напечатанный на карточке, вставляется в специальный экран для терминов.

К схеме на доске добавляется надпись:

Биосинтез белка

ДНК  иРНК Белок

транскрипция

Работа с моделью “Биосинтез белка”

Вводится понятие “трансляция”.

К

Биосинтез белка

ДНК  иРНК  Белок

транскрипция трансляция

Термин “трансляция”, напечатанный на карточке, вставляется в специальный экран для терминов.

Возврат к проблеме: как информация из ДНК, находящейся всегда в ядре передается в клетку для синтеза белка?

Вывод. По матрице ДНК в процессе транскрипции строится иРНК, которая переносит информацию в цитоплазму, где на рибосомах происходит ее расшифровка и построение белка. Вывод записывается в тетрадь.

В качестве закрепления учащимся предлагается решить задачу.

Дан участок правой цепи ДНК:

Т­Т­Ц­Т­Ц­А­Ц­Г­Ц­А­А­А­Г­Т­Ц

Постройте фрагмент белка зашифрованного в левой цепи гена:

.

Ответ к задаче заранее выписывается на доску, но скрыт от учащихся.

Рассмотреть и проанализировать рисунки 7,8,20 учебника.

Дать сравнительную характеристику ДНК и РНК.

(смотри таблицу на странице 27 § 4)

Вопросы для самоконтроля.

1. Что означает название «нуклеиновые кислоты»?

2. Где в клетке находится ДНК и РНК?

3. Кто и когда создал модель ДНК и какова общая конфигурация молекулы ДНК?

4. Какие виды нуклеотидов содержатся в ДНК и РНК?

5. Чем можно объяснить комплементарность нуклеотидов?

6. Какая из нуклеиновых кислот имеет наибольшую длину и молекулярную массу.

Задания.

1. Если одна цепь ДНК представлена нуклеотидами ААТ ТГЦ ТАТ, то как будет выглядеть вторая цепь?

Ответ: ТТА АЦГ АТА

1. Одна из цепочек молекулы ДНК имеет такую последовательность нуклеотидов:

АГТАЦЦГАТАЦТЦГАТТТАЦГ…

какую последовательность нуклеотидов имеет вторая цепочка той же молекулы?

1. Материальным носителем наследственной информации в клетке является:

а) и – РНК; б) т – РНК; в) ДНК; г) хромосомы.

1. Какой из нуклеотидов не входит в состав ДНК?

а) тимин; б) урацил; в) гуанин; г) цитозин; д) аденин.

1. Какая из трех схем удвоения ДНК правильная?

а) молекула ДНК при удвоении образует совершенно новую дочернюю молекулу;

б) дочерняя молекула ДНК состоит из одной старой и одной новой цепи;

в) материнская ДНК распадается на мелкие фрагменты, которые затем собираются в новые дочерние молекулы.

Вопросы для самоконтроля:

1. Каким образом происходит передача (транскрипция) информации с ДНК на РНК?

2. Какова роль и-РНК в процессе биосинтеза белка?

3. Где образуется и какие функции выполняет т-РНК? Чему соответствует разнообразие т-РНК и как это выражено количественно?

4. Что представляет собой антикодон у т-РНК?

5. Что такое полисомы?

6. Какой процесс происходит в рибосомах и какова роль р-РНК?

7. Какой процесс при биосинтезе белка называют трансляцией?

Задания:

1. Если нуклеотидный состав ДНК –АТТ-ГЦГ-ТАТ, то каким должен быть нуклеотидный состав и-РНК?

Ответ: УАА-ЦГЦ-АУА.

1. Какой последовательностью нуклеотидов ДНК кодируется участок белка, если он имеет следующее строение: пролин-валин-аргинин-пролин-лейцитин-валин-аргинин? (используй таблицу генетического кода стр. 63 учебника).

2. На полисоме синтезируется:

а) одна молекула белка;

б) несколько молекул различных белков;

в) несколько молекул одинаковых белков;

г) возможны все варианты (выбери один вариант).

1. Клеточная инженерия позволяет:

а) преодолевать межвидовые генетические барьеры у растений и животных;

б) получать новые лекарственные препараты;

в) получать новые наследственные качества организмов;

г) получать все указанные результаты (выбрать один ответ).

1. Соотнесите вещества и структуры участвующие в синтезе белка с их функциями (соедините стрелками).

Домашнее задание.

Общая биология 10-11 кл., Д.К.Беляев, § 1-5, 13-16, Москва, «Просвещение».

Построить фрагмент ДНК, кодирующий данный участок белка:

Три — Лиз — Мет — Тир — Цис

Химический состав клетки. Неорганические соединения — Учебник по Биологии. 9 класс. Соболь

Учебник по Биологии. 9 класс. Соболь — Новая программа

И неживая, и живая природа построена из разных по размеру и составу молекул, а молекулы, в свою очередь, — из атомов.

Детская энциклопедия «Аванта +»

Основные понятия и ключевые термины: ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ.

Вспомните! Что такое уровни организации жизни?

Подумайте!

«Птицы и звери, камни и звёзды — все мы одно… — шипел Змей, раскачиваясь между детьми. — Дети и змеи, звезды и камни — все мы одно…» — писала английская писательница Памела Линдон Трэверс (1899-1996) в своей детской книге «Мэри Поппинс» (Глава 10. Полнолуние), которая вышла ещё в 1934 г. Как вы думаете, о чём говорится в этом отрывке?

СОДЕРЖАНИЕ

Каков химический состав клетки?

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ — совокупность химических элементов и химических веществ, содержащихся в клетке и обеспечивающих её жизнедеятельность или организма в целом. Условно химический состав клетки можно изучать на элементном и молекулярном уровнях. Наука, изучающая химический состав живого, значение и превращение его компонентов, называется биохимией.

Элементный состав определяется химическими элементами, участвующими в жизнедеятельности клетки. Их называют биоэлементами. Эти элементы есть и в неживой природе, но в клетках их соотношение весьма устойчиво. Биоэлементы в зависимости от количественного состава делят на органогены, макро- и микроэлементы.

Наибольшее содержание приходится на углерод, кислород, водород и азот, которые являются органогенами. Они отличаются от других малыми размерами и незначительной относительной атомной массой. Именно эти особенности и обусловливают их участие в образовании многих соединений живого, то есть структурную функцию. Так, углерод входит в состав всех органических соединений, азот является частью аминокислот, белков, нуклеиновых кислот, витаминов. К макроэлементам относят калий, кальций, натрий, магний, железо, являющихся металлами, и фосфор, хлор, серу, являющихся неметаллами. Эти элементы кроме структурной функции осуществляют ещё и регуляторную. Например, кальций обеспечивает свёртываемость крови, а натрий и калий регулируют транспортирование веществ в клетку и из клетки. Микроэлементами являются цинк, йод, фтор, медь, марганец, кобальт и др. Эти элементы входят в состав биологически активных веществ (гормонов, ферментов) и выполняют регуляторную функцию. Так, йод входит в состав гормонов щитовидной железы, цинк — в состав инсулина.

Молекулярный состав живого зависит от наличия в клетках неорганических и органических соединений. Из неорганических веществ в клетке наибольшее содержание приходится на воду и минеральные соли. Органическими веществами клеток являются белки, углеводы, липиды и нуклеиновые кислоты. Подробнее о строении, свойствах и функциях веществ клетки мы узнаем позже.

Итак, основные компоненты химического состава клеток — это биоэлементы, неорганические и органические вещества, выполняющие определённые функции и обеспечивающие жизнедеятельность клеток.

Следствием каких процессов является изменение химического состава клетки?

Каждая клетка — это открытая биологическая система, способная к саморегуляции, самообновлению и самовосстановлению. И все эти её фундаментальные процессы осуществляются при помощи химических элементов и молекул, участвующих в превращениях веществ, энергии и информации.

Среди этих процессов значительное место занимают физические процессы (растворение, кристаллизация, диффузия, излучение и т. д.) и химические реакции (реакции соединения, разложения, обмена, замещения). Клеточные процессы происходят при участии энергии, поэтому выделяют экзотермические (энергия выделяется в ходе преобразований) и эндотермические (энергия поглощается в ходе преобразований) реакции. Подавляющее большинство реакций в клетках происходит при участии ферментов, являющихся биокатализаторами. Ферменты обеспечивают очень быстрый ход реакций, сами при этом не расходуются и, что очень важно для клетки, регулируют процессы в зависимости от потребностей клетки в веществах и энергии. Основными типами ферментативных реакций являются реакции синтеза и разложения, реакции окисления и восстановления. Большинство ферментативных реакций являются специфическими для живой природы и не могут происходить в неживой, что свидетельствует о единстве всего живого на Земле.

Итак, функциональными компонентами химического состава клетки являются физические и химические процессы, обеспечивающие преобразование веществ, энергии и информации.

Каково биологическое значение неорганических веществ?

Как вы знаете из курса химии, среди неорганических веществ есть простые (состоят из атомов одного элемента) и сложные (состоят из атомов различных элементов). Среди сложных соединений выделяют четыре класса — оксиды, кислоты, основания и соли.

Оксиды — это сложные соединения элементов с кислородом. Оксиды неметаллов и металлов выполняют в организме определённые жизненно важные функции. Например, оксид водорода Н₂О является универсальным растворителем, оксид углерода(ІV) СО₂ — регулятором дыхания, пероксид водорода Н₂О₂ и угарный газ СО — токсичными веществами.

Кислотами называются соединения, содержащие в молекулах атомы водорода и кислотные остатки. Особенностями, определяющими биологическое значение кислот, является их способность образовывать при диссоциации анионы NO₃^—, Cl^—, SO²₄^—, CO²₃^— (участвуют в регуляции процессов) и катионы Н⁺, от концентрации которых зависит кислотность жидкостей организмов. Кислоты входят в состав желудочного сока (HCl), нуклеиновых кислот, фосфолипидов клеточных мембран (Н₃РО₄), растворяют нерастворимые продукты выделения (H₂SO₄) и др.

Основаниями называют соединения, в состав которых входят, как правило, атом металла и гидроксильные группы. Щёлочи обладают способностью связывать ионы Н⁺ и участвовать в регуляции кислотно-щелочного баланса жидкостей внутренней среды. Свойства оснований имеет и водный раствор аммиака, образующегося как конечный продукт обмена белков и оказывающего отравляющее действие на организм.

Соли являются продуктами замещения атомов водорода в кислотах на атомы металлов. Нерастворимые в воде соли участвуют в построении защитных и опорных образований (например, кальций карбонат и кальций фосфат образуют ракушки, скелеты кораллов, зубы позвоночных). Из растворимых солей для организмов наибольшее значение имеют соли, которые образуют катионы натрия, калия, кальция, магния, железа и остатки соляной, серной, азотной кислот. Эти ионы, обеспечивают транспортирование веществ через мембраны клеток, регуляцию работы сердца, проведение возбуждения, активацию ферментов и др.

Итак, в состав организмов входят простые и сложные соединения, выполняющие строительную, регуляторную и другие функции.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Задание на применение знаний

Для конкурса предлагаются задания, в которых фигурируют 12 химических элементов: N, Zn, Cu, Ca, F, Ra, Cl, Fe, Se, І, Mg, Si. Укажите название элемента как ответ на задание, выберите из этого названия указанную букву и получите название науки, изучающей лекарственные вещества и их действие на организм.

Мини-конкурс «ХИМИЯ ЖИВОГО»

I. Какой химический элемент в составе эмали придаёт ей прочности? 1 …

II. Какой элемент является частью костей, раковин моллюсков? 2 …

III. Какой элемент обусловливает красный цвет крови у позвоночных? 3 …

IV. От какого элемента зависит зелёный цвет растений? 1 …

V. Элемент, который накапливается в болотной ряске и применяется для лечения опухолей. 2 …

VI. Элемент, обусловливающий голубую окраску крови кальмаров. 1 …

VII. Этот элемент является компонентом желудочного сока. 3 …

VIII. Элемент назван в честь богини Луны и его много в сетчатке орлов. 3 …

XIX. Элемент бурых водорослей в составе гормонов щитовидной железы. 2 …

X. Элемент в составе аминокислот, белков, нуклеиновых кислот, NH₃. 6 …

XI. Какого химического элемента содержится много в клетках хвощей? 4 …

XII. Плоды рябины, положительно влияющие на кроветворение. 1 …

Биология + Химия

Укажите названия и химические формулы неорганических соединений, указанных в таблице. Объясните связь биологии с неорганической химией.

НЕКОТОРЫЕ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА ЖИВЫХ СУЩЕСТВ, ИХ ЗНАЧЕНИЕ

ОТНОШЕНИЕ

Парацельс (настоящее имя — Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм) — известный немецкий алхимик, врач эпохи Возрождения. Он считал, что живые организмы состоят из тех же элементов, что и все другие тела природы. Выскажите и обоснуйте суждения о подобии состава и различии в содержании химических элементов в живой и неживой природе.

РЕЗУЛЬТАТ

Конспект и презентация по биологии «Химический состав клетки»

Цель

Изучить химический состав клетки; выявить роль органических и неорганических веществ.

Задачи

Образовательные: сформировать понятие о химическом составе клетки; о роли неорганических и органических веществ в жизнедеятельности клетки.

Развивающие: способствовать умению анализировать, сравнивать и обобщать факты; устанавливать причинно — следственные связи; определять органические вещества в клетках растений с помощью опытов; организовывать совместную деятельность на конечный результат; выражать свои мысли.

Воспитательные: осознанно достигать поставленной цели; воспитывать положительное отношение к совместному труду; развитие речевой культуры, познавательного интереса, культуры общения.

Основные термины, понятия

Химические вещества клетки: неорганические и органические. Минеральные соли. Органические вещества. Белки. Углеводы. Жиры.

Конспект урока

Организационный момент

Цель: Включение учащихся в продуктивную деятельность.

Приветствие

Проверка готовности к уроку, фиксация отсутствующих, организация внимания и внутренней готовности.

Актуализация знаний и мотивация

Цель: актуализация мыслительных операций, необходимых для проблемного изложения нового знания.

Создает проблемную ситуацию.

Сейчас я хочу показать Вам пару опытов. Внимание!

1. Раствор марганцовки с уксусом — красное окрашивание; к полученному раствору добавляем соду Þ зеленое окрашивание.

2. В раствор марганцовки добавляем раствор перекиси водорода — обесцвечивание раствора.

Итак, что же Вы увидели? Что произошло у нас на уроке?

(учитель комментирует высказывания ребят).

Весь материал – смотрите архив.

Химический состав клетки (Неорганические вещества) | БиоХим. Подготовка к ЕГЭ

Клетки растений и животных содержат неорганические и органические вещества. К неорганическим относят воду и минеральные вещества к органическим веществам относят белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты

Неорганические вещества

Вода — это соединение, которое живая клетка содержит в наибольшем количестве. Вода составляет около 70% массы клетки. Большинство внутриклеточных реакций протекает в водной среде. Вода в клетке находится в свободном и связанном состоянии.

Значение воды для жизнедеятельности клетки определено ее строением и свойствами. Содержание воды в клетках может быть различным. 95% воды находится в клетке в свободном состоянии. Она необходима как растворитель для органических и неорганических веществ. Все биохимические реакции в клетке идут при участии воды. Вода используется для выведения различных веществ из клетки. Вода обладает высокой теплопроводностью и предотвращает резкие колебания температуры. 5% воды находится в связанном состоянии, образуя непрочные соединения с белками.

Минеральные вещества в клетке могут быть в диссоциированном состоянии или в соединении с органическими веществами.

Химические элементы, которые участвуют в процессах обмена веществ и обладают биологической активностью, называют биогенными.

Цитоплазма содержит около 70% кислорода, 18% углерода, 10% водорода, кальций, азот, калий, фосфор, магний, серу, хлор, натрий, алюминий, железо. Эти элементы составляют 99,99% от состава клетки и их называют макроэлементами. Например, кальций и фосфор входят в состав костей. Железо — составная часть гемоглобина

Марганец, бор, медь, цинк, йод, кобальт — микроэлементы. Они составляют тысячные доли процента от массы клетки. Микроэлементы нужны для образования гормонов, ферментов, витаминов. Они влияют на обменные процессы в организме. Например, йод входит в состав гормона щитовидной железы, кобальт — в состав витамина В

Золото, ртуть, радий и др. — ультрамикроэлементы — составляют миллионные доли процента от состава клетки. Недостаток или избыток минеральных солей нарушает жизнедеятельность организма.

Презентация «Химический состав клетки. неорганические вещества» (8 класс) по биологии – проект, доклад

Тема: «Химический состав клетки. Неорганические вещества клетки»

Задачи: Дать характеристику химическому составу клетки: группам элементов входящих в состав клетки; Раскрыть свойства и значение воды, роль важнейших катионов и анионов в клетке.

Глава I. Химический состав клетки

Пименов А.В.

Все живые организмы на Земле делятся на две империи — империя Клеточные и империя Неклеточные. Империя Клеточные объединяет организмы, имеющие клеточное строение. К неклеточным организмам относится вирусы, объединенные в царство Вирусы.

Свойства живых организмов

1. Важнейший признак живого организма — способность к размножению, способность к передаче генетической информации следующему поколению. При бесполом размножении следующее поколение получают генетическую информацию от материнского организма, при половом — происходит объединение генетической информации двух организмов. 2. Живой организм является открытой системой, в него поступают питательные вещества, он использует различные виды энергии — энергию света, энергию, выделяющуюся при окислении органических и неорганических веществ, выделяет в окружающую среду продукты обмена веществ и энергию. Другими словами, между организмом и средой обитания происходит постоянный обмен веществ и энергии. 3. Клетки живых организмов образованы различными биополимерами, важнейшими из которых являются нуклеиновые кислоты и белки. Но мертвая лошадь также состоит из биополимеров, поэтому важно подчеркнуть их постоянное самообновление. 4. Пока организм жив, он воспринимает воздействия окружающей среды, под влиянием раздражителя происходит возбуждение и развивается ответная реакция на возбуждение. Возбудимость — важнейшее свойство организма.

5. В результате естественного отбора организмы удивительным образом адаптировались к конкретным условиям обитания. Эта адаптация началась с эволюции на уровне молекул, затем на уровне органоидов клетки — на клеточном уровне, затем на уровне многоклеточного организма. 6. Для живых организмов характерна высокая степень организации, которая проявляется в сложном строении биологических молекул, органоидов, клеток, органов, их специализации к выполнению определенных функций. 7. Также к признакам живых организмов относятся рост, старение и смерть.

Ученые на основании особенностей проявления свойств живого выделяют несколько уровней организации живой природы: Молекулярный. Клеточный. Организменный. Популяционно-видовой. Экосистемный. Биосферный.

Уровни организации живой материи

Молекулярный уровень представлен молекулами органических веществ – белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, находящихся в клетках и получивших название биологических молекул.

На клеточном уровне изучается строение клеток, строение и функции ее отдельных органоидов.

На организменном уровне – строение тканей, органов и систем органов целостного организма.

На популяционно-видовом уровне изучаются структура вида, характеристика популяций.

На экосистемном (биогеоценотическом) уровне изучается структура и характеристика биогеоценозов.

На биосферном – изучается биосфера.

Что изучается на молекулярном уровне? Изучаются молекулы органических веществ – белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, находящихся в клетках и получивших название биологических молекул. Что изучается на клеточном уровне? На клеточном уровне изучается строение клеток, строение и функции ее отдельных органоидов. Что изучается на организменном уровне? Строение тканей, органов и систем органов целостного организма. Что изучается на популяционно-видовом уровне? На популяционно-видовом уровне изучаются структура вида, характеристика популяций. Что изучается на биогеоценотическом уровне? На экосистемном (биогеоценотическом) уровне изучается структура и характеристика биогеоценозов. Что изучается на биосферном уровне? На биосферном – изучается биосфера. Распространение жизни в атмосфере, литосфере, гидросфере. Влияние человека на биосферу.

Подведем итоги:

Химический состав клетки

Все клетки, независимо от уровня организации, сходны по химическому составу. В живых организмах обнаружено около 80 химических элементов периодической системы Д.И.Менделеева. Для 24 элементов известны функции, которые они выполняют в клетке. Эти элементы называются биогенными. По количественному содержанию в живом веществе элементы делятся на три категории: Макроэлементы: O, C, H, N — около 98% от массы клетки, элементы 1-ой группы; K, Na, Ca, Mg, S, P, Cl, Fe — 1,9 % от массы клетки, элементы 2-ой группы. К макроэлементам относят элементы, концентрация которых превышает 0,001%. Они составляют основную массу живого вещества клетки. Микроэлементы: ( Zn, Mn, Cu, Co, Mo и многие другие), доля которых составляет от 0,001% до 0,000001% (0,1 % массы клетки). Входят в состав биологически активных веществ — ферментов, витаминов и гормонов. Ультрамикроэлементы: (Au, U, Ra и др.), концентрация которых не превышает 0,000001%. Роль большинства элементов этой группы до сих пор не выяснена.

Слайд 15

1. Химический состав клетки

Какие элементы относятся к элементам 1-й группы? С, Н, О, N.. Какие элементы относятся к элементам 2-й группы? : K, Na, Ca, Mg, S, P, Cl, Fe. Сколько процентов от массы приходится на элементы 1 и 2 группы: Элементы 1-й группы – 98%, элементы 2-й группы – 2%. Какие элементы называются макроэлементами? Элементы, количество которых составляет больше 0,001% от массы тела, называются макроэлементами. Какие элементы называются микро- и ультрамикроэлементами? Элементы, на долю которых приходится от 0,001 до 0,000001%, – микроэлементами, а элементы, содержание которых не превышает 0,000001%, – ультрамикроэлементами.

Химические соединения клетки. Вода

Вода. Самое распространенное в живых организмах неорганическое соединение. Ее содержание колеблется в широких пределах: в клетках эмали зубов вода составляет по массе около 10%, а в клетках развивающегося зародыша — более 90%.

Молекула воды состоит из атома О, связанного с двумя атомами Н полярными ковалентными связями. Характерное расположение электронов в молекуле воды придает ей электрическую асимметрию. Более электроотрицательный атом кислорода притягивает электроны атомов водорода сильнее, в результате общие пары электронов смещены в молекуле воды в его сторону. Поэтому, хотя молекула воды в целом не заряжена, каждый из двух атомов водорода обладает частично положительным зарядом (обозначаемым δ+), а атом кислорода несет частично отрицательный заряд (2δ-). Молекула воды поляризована и является диполем (имеет два полюса).

Частично отрицательный заряд атома кислорода одной молекулы воды притягивается частично положительными атомами водорода других молекул. Таким образом, каждая молекула воды стремится связаться водородными связями с четырьмя соседними молекулами воды. Вода является хорошим растворителем. Благодаря полярности молекул и способности образовывать водородные связи вода легко растворяет ионные соединения (соли, кислоты, основания). Хорошо растворяются в воде и некоторые неионные, но полярные соединения, т. е. в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные) группы, например сахара, простые спирты, аминокислоты. Вещества, хорошо растворимые в воде, называются гидрофильными (от греч. hygros – влажный и philia – дружба, склонность).

Слайд 22

Вещества, плохо или вовсе нерастворимые в воде, называются гидрофобными (от греч. phobos – страх). К ним относятся жиры, нуклеиновые кислоты, некоторые белки. Такие вещества могут образовывать с водой поверхности раздела, на которых протекают многие химические реакции. Следовательно, тот факт, что вода не растворяет неполярные вещества, для живых организмов также очень важен. К числу важных в физиологическом отношении свойств воды относится ее способность растворять газы (О2, СО2 и др.).

Вода обладает высокой теплоемкостью, т. е. способностью поглощать тепловую энергию при минимальном повышении собственной температуры. Большая теплоемкость воды защищает ткани организма от быстрого и сильного повышения температуры. Многие организмы охлаждаются, испаряя воду (транспирация у растений, потоотделение у животных).

Вода обладает также высокой теплопроводностью, обеспечивая равномерное распределение тепла по всему организму. Следовательно, высокая удельная теплоемкость и высокая теплопроводность делают воду идеальной жидкостью для поддержания теплового равновесия клетки и организма. Вода практически не сжимается, создавая тургорное давление, определяя объем и упругость клеток и тканей. Так, именно гидростатический скелет поддерживает форму у круглых червей, медуз и других организмов.

Плотность воды в твердом состоянии меньше чем в жидком, благодаря этому лед образуется на поверхности воды. Максимальная плотность воды при +4 С˚.

Важнейшие катионы К+, Na+, Ca2+ и др.

Данные катионы обеспечивают возбудимость клетки и проведение нервного импульса.

На внешней поверхности мембраны всегда больше Na+ чем на внутренней, и меньше К+, чем на внутренней

Химические соединения клетки. Соли

Важнейшие анионы: Н2РО4-, НРО42-, НСО3-, Сl- Буферность – способность поддерживать рН на определенном уровне. Величина рН, равная 7,0 соответствует нейтральному, ниже 7,0 – кислому, выше 7,0 – щелочному раствору. В клетке рН = 7,4.

Какие вещества относятся к гидрофильным веществам? Вода легко растворяет ионные соединения (соли, кислоты, основания). Хорошо растворяются в воде и некоторые неионные, но полярные соединения, т. е. в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные) группы, например сахара, простые спирты, аминокислоты. Почему липиды нерастворимы в воде? Молекулы липидов не имеют заряда, не гидратируются. Почему воду относят к веществам с большой теплоемкостью? Какое это имеет значение для организмов? Вода способна поглощать тепловую энергию при минимальном повышении собственной температуры. Большая теплоемкость воды защищает ткани организма от быстрого и сильного повышения температуры. Как происходит регуляция теплоотдачи с помощью воды? Многие организмы охлаждаются, испаряя воду (транспирация у растений, потоотделение у животных). Какое значение имеет высокая теплопроводность воды? Обеспечивает равномерное распределение тепла по всему организму. Почему твердый лед легче, чем жидкая вода? Плотность воды в твердом состоянии меньше чем в жидком, благодаря этому лед образуется на поверхности воды.

Каков заряд снаружи мембраны и под мембраной? Снаружи мембраны положительный заряд, под мембраной – отрицательный. Чем определяется кислотность или основность раствора? Кислотность или основность раствора определяется концентрацией в нем ионов Н+. Что такое буферность? Способность клетки поддерживать рН на уровне 7,0 -7,4. Как при низком рН отреагирует фосфатная буферная система? Фосфатная буферная система: НРО42- + Н+ h3PO4- Гидрофосфат — ион Дигидрофосфат — ион Как при высоком рН отреагирует бикарбонатная буферная система? Бикарбонатная буферная система: НСО3- + Н+ h3СO3 Гидрокарбонат — ион Угольная кислота

5 Химические аспекты жизни

Все, на что мы можем натолкнуться, коснуться или сжать, включая живые существа, состоит из атомов. Химические элементы — это чистые вещества одного типа атомов. Атомы объединяются, образуя молекулы. Молекулы, состоящие из более чем одного элемента, называются соединениями.

Обычно люди различают органические и неорганические соединения. Однако не существует четкого или общепризнанного различия между органическими и неорганическими соединениями. Химики-органики традиционно и обычно относятся к любой молекуле, содержащей углерод, как к органическому соединению, и по умолчанию это означает, что неорганическая химия имеет дело с молекулами, не имеющими углерода.Поскольку многие минералы имеют биологическое происхождение, биологи могут отличать органические от неорганических соединений другим способом, который не зависит от наличия атома углерода. Например, пулы органических веществ, которые были метаболически включены в живые ткани, сохраняются в разлагающихся тканях, но когда молекулы окисляются в открытой среде, такой как атмосферный CO ₂ , это создает отдельный пул неорганических соединений. Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC), агентство, широко известное за определение химических терминов, не предлагает определений неорганических или органических соединений.Следовательно, определение неорганического и органического соединения в мультидисциплинарном контексте охватывает разделение на органическую жизнь, живую (или одушевленную), и неорганическую неживую (или неодушевленную) материю. В более широком смысле этот термин обычно относится к соединениям, синтезируемым чисто геологическими системами, в отличие от соединений с биологическим компонентом в своем происхождении.

Клетки состоят в основном из воды (70% -90%). Основная масса их сухого веса состоит из соединений, содержащих элементы углерода (C), водород (H), кислород (O), азот (N) и фосфор (P).Четыре основных типа органических биомолекул — это углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты. Более сложные члены этих категорий (биомакромолекулы) состоят из цепочек более мелких молекул (мономеров), связанных друг с другом, более или менее подобно бусинам в ожерелье. Эти сложные молекулы называются полимерами. В живых организмах полимеры образуются путем дегидратационного синтеза, потери молекулы воды между каждой парой мономеров. И наоборот, полимеры можно расщепить (разбить на мономеры) путем добавления молекулы воды между каждой парой мономеров.Этот процесс известен как гидролиз.

Углеводы — это биомолекулы, состоящие из атомов углерода (C), водорода (H) и кислорода (O), обычно с соотношением атомов водорода и кислорода 2: 1 (как в воде) с формулой C _n (H ₂ О) _п .

Липиды — это вещества биологического происхождения, нерастворимые в воде. Липиды включают группу встречающихся в природе молекул, которые включают жиры, воски, стерины, жирорастворимые витамины (такие как витамины A, D, E и K), моноглицериды, диглицериды, триглицериды и фосфолипиды.Основные биологические функции липидов включают хранение энергии, передачу сигналов и действие в качестве структурных компонентов клеточных мембран.

Белки — это большие биомолекулы, состоящие из одной или нескольких длинных цепочек аминокислот, связанных пептидными связями. Белки выполняют широкий спектр функций внутри организмов, в том числе катализируют метаболические реакции, репликацию ДНК, реагируют на стимулы и транспортируют молекулы из одного места в другое. Белки отличаются друг от друга в первую очередь своей аминокислотной последовательностью, которая определяется нуклеотидной последовательностью их генов и обычно приводит к сворачиванию белка в определенную трехмерную структуру, определяющую его активность.

Тест на восстановление сахара

Восстанавливающий сахар — это сахар, который восстанавливает другое соединение и сам окисляется; то есть карбонильный углерод сахара окисляется до карбоксильной группы. Восстановительный сахар имеет свободную альдегидную группу или свободную кетонную группу. Все моносахариды представляют собой восстанавливающие сахара, а также некоторые дисахариды, олигосахариды и полисахариды. Моносахариды, содержащие альдегидную группу, известны как альдозы, а те, которые имеют кетоновую группу, известны как кетозы.Альдегид может быть окислен посредством окислительно-восстановительной реакции, в которой восстанавливается другое соединение. Таким образом, редуцирующий сахар — это сахар, уменьшающий количество определенных химикатов. Сахара с кетонными группами в форме их открытой цепи способны изомеризоваться посредством серии таутомерных сдвигов с образованием альдегидной группы в растворе. Следовательно, кетоносодержащие сахара, такие как фруктоза, считаются восстанавливающими сахарами, но восстанавливающими являются изомер, содержащий альдегидную группу, поскольку кетоны не могут быть окислены без разложения сахара.Этот тип изомеризации катализируется основанием, присутствующим в растворах, которые проверяют наличие альдегидов. Альдозы или альдегидсодержащие сахара восстанавливаются также потому, что во время окисления альдоз восстанавливаются определенные окислители. Обычные диетические моносахариды галактоза, глюкоза и фруктоза являются редуцирующими сахарами. Многие дисахариды, такие как лактоза и мальтоза, также имеют восстанавливающую форму, поскольку одно из двух звеньев может иметь форму с открытой цепью с альдегидной группой. Однако сахароза является невосстанавливающим дисахаридом, поскольку ни одно из колец не способно раскрыться.Реагент Бенедикта (Cu ²⁺ в водном растворе цитрата натрия) используется в качестве качественного теста для обнаружения присутствия редуцирующих сахаров. Восстановительный сахар восстанавливает ионы меди (II) до меди (I), которая затем образует осадок оксида меди (I) кирпично-красного цвета.

Методика эксперимента

1. Включите нагревательный блок 65 ° C (Рисунок 5.1), переведя маленький черный переключатель в нижнем правом углу в положение «высоко». Поверните белую кнопку «Регулировка высокой температуры» до цифр от 2 до 3.

Рисунок 5.1: Нагревательный блок («сухая ванна»).

2. Включите нагревательный блок на 37 ° C, переместив маленький черный переключатель в правом нижнем углу на «низкий». Поверните белую кнопку «Регулировка низкой температуры» с 3 до 4.
3. Возьмите бутылку с деионизированной водой (рис. 5.2).

Рисунок 5.2: Бутылка с деионизированной водой для использования в экспериментах.

4. Возьмите 7 пластиковых пробирок (Рисунок 5.3) и штатив для пробирок (Рисунок 5.4).

Рисунок 5.3: Дополнительные экспериментальные материалы для этой лаборатории.

Рисунок 5.4: Экспериментальные материалы для этой лаборатории, предоставленные на вашем лабораторном столе.

5. С помощью воскового карандаша промаркируйте каждую пробирку номером (от 1 до 7).
6. Поместите пробирки слева (пробирка №1) направо (пробирка №7) в первый ряд стойки для пробирок.
7. Добавьте исследуемый материал в каждую пробирку, как указано в таблице 5.1.
8. Добавьте 2 мл реагента Бенедикта в каждую пробирку с помощью пластиковой пипетки для переноса.

Рисунок 5.5: Пластиковая пипетка для переноса (емкость 2 мл).

9. Хорошо перемешайте.
10. Убедитесь, что температура теплового блока составляет ~ 65 ° C, а затем поместите трубки в нагревательный блок. Установите таймер и инкубируйте пробирки в течение 15 минут. Начните установку эксперимента 2 (ниже), пока пробирки инкубируются.
11. Через 15 минут извлеките пробирки с помощью держателя для пробирок (будьте осторожны, они горячие!), Поместите их в штатив для пробирок и запишите цвет (своими словами) в Таблицу 5.1.

Рисунок 5.6: Результаты эксперимента 1. Сравните со своими результатами!

Тест на крахмал

Крахмал — это полимерный углевод, состоящий из большого количества единиц глюкозы, соединенных гликозидными связями. Этот полисахарид вырабатывается большинством зеленых растений в качестве накопителя энергии. Это наиболее распространенный углевод в рационе человека и в больших количествах содержится в основных продуктах питания, таких как картофель, пшеница, кукуруза (кукуруза), рис и маниока. Чистый крахмал — это белый порошок без вкуса и запаха, не растворимый в холодной воде или спирте.Он состоит из двух типов молекул: линейной и спиральной амилозы и разветвленного амилопектина.

Амилаза — это фермент, катализирующий гидролиз крахмала до мальтозы и глюкозы. Амилаза присутствует в слюне человека, где начинается химический процесс пищеварения. Он также вырабатывается поджелудочной железой.

Методика эксперимента

1. Возьмите 9 пластиковых пробирок и штатив для пробирок.
2. С помощью воскового карандаша пометьте каждую трубку номером (от 1 до 9).
3. Поместите пробирки слева (пробирка №1) направо (пробирка №9) в первый ряд стойки для пробирок.
4. Добавьте тестируемый материал в пробирки с 1 по 8, как указано в таблице ниже. Оставьте пробирку 9 пустой.
5. Убедитесь, что температура теплового блока составляет ~ 37 ° C, а затем поместите трубку № 8 в нагревательный блок. Установите таймер и инкубируйте пробирки в течение 15 минут.
6. Добавьте 5 капель раствора йода в пробирки №1 — №7. Хорошо перемешать.
7. Запишите цвет (своими словами) в Таблицу 5.2.
8. Через 15 минут выньте пробирку 8 из нагревательного блока и перенесите 2 мл (половина содержимого пробирки 8) в пробирку 9.
9. Добавьте 5 капель йода в пробирку 8 и запишите свое наблюдение в Таблицу 5.2.
10. Добавьте 2 мл раствора Бенедикта в пробирку №9.
11. Поместите трубку 9 в термоблок ~ 65 ° C. Установите таймер и инкубируйте пробирку в течение 15 минут.
12. Через 15 минут извлеките пробирку 9 с помощью держателя для пробирок (осторожно, она горячая!), Поместите ее в штатив для пробирок и запишите цвет (своими словами) в таблицу.

Рисунок 5.7: Результаты эксперимента 2. Сравните со своими результатами!

Тест на белки

Белки — это большие биомолекулы или макромолекулы, состоящие из одной или нескольких длинных цепочек аминокислотных остатков. Белки выполняют широкий спектр функций внутри организмов, в том числе катализируют метаболические реакции, репликацию ДНК, реагируют на стимулы и транспортируют молекулы из одного места в другое. Белки отличаются друг от друга в первую очередь своей аминокислотной последовательностью, которая определяется нуклеотидной последовательностью их генов и обычно приводит к сворачиванию белка в определенную трехмерную структуру, определяющую его активность.Линейная цепочка аминокислотных остатков называется полипептидом. Белок содержит по крайней мере один длинный полипептид. Короткие полипептиды, содержащие менее 20-30 остатков, редко считаются белками и обычно называются пептидами или иногда олигопептидами. Отдельные аминокислотные остатки связаны пептидными связями и соседними аминокислотными остатками. Последовательность аминокислотных остатков в белке определяется последовательностью гена, которая закодирована в генетическом коде. В общем, генетический код определяет 20 стандартных аминокислот; однако у некоторых организмов генетический код может включать селеноцистеин и, в некоторых архей, пирролизин.

Биуретовый тест — это химический тест, используемый для определения наличия пептидных связей. В присутствии пептидов ион меди (II) образует в щелочном растворе координационные комплексы фиолетового цвета. Биуретовую реакцию можно использовать для оценки концентрации белков, поскольку пептидные связи возникают с одинаковой частотой на аминокислоту в пептиде. Интенсивность цвета прямо пропорциональна концентрации белка. Несмотря на название, реагент фактически не содержит биурета ((H ₂ N-CO-) ₂ NH).Тест назван так потому, что он также дает положительную реакцию на пептидоподобные связи в молекуле биурета. В этом анализе медь (II) связывается с азотом, присутствующим в пептидах белков. Во вторичной реакции медь (II) восстанавливается до меди (I). Из-за своей нечувствительности и небольшого влияния свободных аминокислот этот анализ наиболее полезен для образцов цельной ткани и других источников с высокой концентрацией белка.

Методика эксперимента

1. Возьмите 7 пластиковых пробирок и штатив для пробирок.
2. С помощью воскового карандаша пометьте каждую трубку номером (от 1 до 7).
3. Поместите пробирки слева (пробирка №1) направо (пробирка №7) в первый ряд стойки для пробирок.
4. Добавьте материалы в эти пробирки, как указано в таблице 5.3, и хорошо перемешайте. Для реакции нагревания не требуется.
5. Подождите 2 минуты и затем запишите свои наблюдения в приведенную ниже таблицу. Делайте вывод только на основании наличия или отсутствия фиолетового цвета.

Рисунок 5.8: Результаты эксперимента 3. Сравните со своими результатами!

Уборка

1. Вылейте содержимое всех пластиковых пробирок в помеченный контейнер для отходов (коричневая бутылка) в вытяжном шкафу для химикатов (рисунок 5.9).
2. Выбросьте пустые пробирки в обычную корзину для мусора.

Рисунок 5.9: Контейнеры для отходов, острых предметов, жидкостей и битого стекла в вытяжном шкафу.

Тест на липиды

В биологии липид — это вещество биологического происхождения, растворимое в неполярных растворителях.Он включает группу встречающихся в природе молекул, которые включают жиры, воски, стерины, жирорастворимые витамины (такие как витамины A, D, E и K), моноглицериды, диглицериды, триглицериды и фосфолипиды. Основные биологические функции липидов включают хранение энергии, передачу сигналов и действие в качестве структурных компонентов клеточных мембран. Липиды находят применение в косметической и пищевой промышленности, а также в нанотехнологиях. Ученые иногда широко определяют липиды как гидрофобные или амфифильные небольшие молекулы; амфифильная природа некоторых липидов позволяет им образовывать структуры, такие как везикулы, липосомы или мембраны в водной среде.Хотя термин «липид» иногда используется как синоним жиров, жиры представляют собой подгруппу липидов, называемых триглицеридами. Липиды также включают молекулы, такие как жирные кислоты и их производные (включая три-, ди-, моноглицериды и фосфолипиды), а также другие стеринсодержащие метаболиты, такие как холестерин. Хотя люди и другие млекопитающие используют различные биосинтетические пути как для расщепления, так и для синтеза липидов, некоторые важные липиды не могут быть получены таким образом и должны быть получены с пищей.

Методика эксперимента

1. Возьмите небольшую стеклянную трубку.
2. Добавьте 2 мл воды в стеклянную пробирку.
3. Добавьте сверху 6 капель растительного масла.
4. Тщательно встряхнуть и лишь временно наблюдать за диспергированием масла. Это эмульсия, представляющая собой смесь двух жидкостей, каждая из которых не растворяется в другой.
5. Теперь добавьте 3 капли липид-специфического красного красителя Судан и снова перемешайте.
6. Добавьте в пробирку 2 мл жидкого моющего средства и снова встряхните.
7. Дайте трубке постоять и обратите внимание на то, что две фазы (масло и вода) больше не разделены четко. Моющее средство часто называют эмульгатором. Его молекулы водорастворимы с одной стороны и жирорастворимы с другой. Они окружают мелкие капельки масла водорастворимыми концом наружу и позволяют каплям оставаться взвешенными в воде.

Уборка

Вылейте содержимое стеклянной трубки в помеченный контейнер для отходов (коричневая бутылка) в вытяжном шкафу.Выбросьте стеклянную трубку в пластиковый контейнер с надписью «битое стекло» в вытяжном шкафу (рис. 5.9).

Испытание на органические и неорганические соединения (демонстрация)

Методика эксперимента

1. Инструктор будет использовать горелку Бунзена для нагрева ряда веществ. Органические вещества будут гореть, неорганические вещества останутся неизменными.
2. Запишите свое наблюдение в Таблицу 5.4.

Уборка

1. Вылейте содержимое пластиковой трубки в помеченный контейнер для отходов (коричневая бутылка) в вытяжном шкафу.
2. Выбросьте пустые пробирки и другие отходы в обычную корзину для отходов.
3. Промойте стеклянный стержень и стеклянную посуду водой с моющим средством.
4. Верните стеклянный стержень и стеклянную посуду на подносы на вашей скамейке, где вы их изначально нашли.

Обзорные вопросы

1. Что такое органические соединения?
2. Какие пять наиболее распространенных элементов в живых организмах?
3. Какие четыре основные группы биомакромолекул?
4. Какие строительные блоки (мономеры) ДНК?
5. Что такое липиды?
6. Что такое белки?
7. Что такое пептидная связь?
8. Что такое химическое восстановление?
9. Что такое химическое окисление?
10. Что такое моющие средства?
11. Почему мы используем детергент в эксперименте по выделению ДНК?

Неорганическое соединение — обзор

3.35.3.1 Воздух и твердые частицы

Органические и неорганические соединения в воздухе могут вызывать кислотные дожди и проблемы со здоровьем, такие как респираторные или аллергические заболевания. Истощение озонового слоя хлорфторуглеродными соединениями и глобальное потепление из-за парниковых газов также являются серьезными проблемами. Пробы воздуха для анализа окружающей среды в основном можно разделить на газы и твердые частицы. Группа газов в совокупности относится к газообразным веществам, образующимся при сгорании, синтезе или разложении материалов, или к веществам, встречающимся в природе.Типичные газообразные вещества в атмосферной среде включают SO ₂ , NO, CO и углеводороды. Твердые частицы можно разделить на ультрамелкие частицы (≤0,1 мкм), PM-2,5 (≤2,5 мкм), PM-10 (≤10 мкм), крупные частицы (2,5–10 мкм) и общие взвешенные твердые частицы (TSP). (≤50 мкм).

Методы отбора проб газообразного воздуха можно разделить на абсорбционные и адсорбционные. Абсорбция может осуществляться с использованием пропитанных фильтров, импинджеров или денудеров. При использовании пропитанного фильтра проба воздуха отбирается при прохождении через фильтр, обработанный химическими веществами, которые вступают в реакцию с определенными газообразными материалами.Затем пропитанный фильтр погружают в абсорбирующий раствор для извлечения образцов. Импинджер — это устройство для сбора химических веществ, содержащихся в воздухе, путем барботирования воздуха в жидкую среду. Поскольку отбор проб проводится в жидкой фазе, дальнейшая экстракция не требуется, что является преимуществом по сравнению с другими методами. Сообщалось о случае сбора альдегидов путем пропускания воздуха через раствор, содержащего дериватизирующий агент, и их анализа с помощью КЭ. ⁴⁷ Денюдер — это устройство, основанное на разнице скоростей диффузии газообразных и твердых частиц.Поскольку скорость диффузии молекул газа в тысячи раз выше, чем у твердых частиц, большая часть газа поглощается покрытием на внутренней стенке трубки, и большая часть твердых частиц проходит. Газообразные карбонилы собирали денудером, покрытым 2,4-динитрофенилгидразином. ⁴⁸ Образец, собранный денудером, экстрагировали ацетонитрилом (ACN), сушили, повторно растворяли в ACN и затем вводили в систему CE. В случае адсорбции молекулы газа адсорбируются на поверхности адсорбента за счет межмолекулярных взаимодействий.В качестве адсорбента обычно используют активированный уголь, органический полимер или силикагель. Новый монолитный полимерный материал был использован в качестве адсорбента для обнаружения низкомолекулярных аминов из окружающего воздуха. ⁴⁹

Для отбора проб твердых частиц используются фильтры, инерционные импакторы или циклоны. Фильтрация — это наиболее часто используемый метод улавливания взвешенных частиц в воздухе для определения твердых примесей, так как он прост в выполнении и недорого.Как правило, фильтры, используемые для отбора проб аэрозольных частиц, подразделяются на волокнистые фильтры, пористые мембранные фильтры и фильтры с гранулированным слоем в соответствии с их характерными структурами и применением. Волокнистые фильтры обычно изготавливаются из стекла, кварца, полимера или целлюлозы с размером пор 0,01–10 мкм. Основными механизмами этой фильтрации являются диффузия, перехват и удар волокном. Волокнистый фильтр имеет относительно низкий перепад давления по сравнению с другими фильтрами. Неорганические ионы, такие как хлорид, нитрат, малонат, ацетат и органические кислоты, были проанализированы путем отбора проб с использованием стекловолоконного фильтра с последующей экстракцией водой в ультразвуковой ванне. ⁵⁰ Фильтр из кварцевого волокна используется для сбора карбоновой кислоты, ⁵¹ низкомолекулярных аминов, ⁴⁹ неорганических анионов, ⁵² или бензойной кислоты из аэрозолей, ⁵³ и затем обрабатывается ультразвуком в воде или органическом растворителе. для извлечения интересующих аналитов. Для очень гидрофобных веществ, таких как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), собранный образец извлекается из фильтра с использованием растворителя бензол / этанол (3: 1). Затем, после испарения бензола, аналит растворяют, используя ACN для анализа CE. ⁵⁴ При анализе неорганических ионов (например, K ⁺ , Cl ^— , Na ⁺ ), содержащихся в воздушной пыли, образцы собирают с помощью устройства для фильтрации воздуха. После обработки образца пыли ацетоном для обезжиривания пыль сушат, экстрагируют водой и подвергают центрифугированию для анализа с СЕ. ⁵⁵ Импакторный метод основан на инерции и осаждении и позволяет собирать разнообразный массив частиц. Частицы в потоке ламинарного потока ускоряются соплом и резко меняют направление на выходе с помощью ударной пластины.В это время крупные частицы с относительно большей силой инерции покидают линию тока и прилипают к пластине ударного элемента. Между тем, мелкие частицы с меньшей силой инерции проходят через линию тока и не прилипают к пластине ударного элемента. В то время как обычный ударный элемент имеет одно ускоряющее сопло и одну пластину ударного элемента, каскадный ударный элемент оборудован несколькими ускоряющими соплами и ударными пластинами, расположенными вертикально, чтобы обеспечить сбор частиц разных размеров. Сообщалось об анализе распределения по размерам, проведенном CE с использованием каскадного ударного элемента. ⁵⁰ Циклонный метод основан на разнице в инерции. Воздух, подаваемый на входе, закручивается вниз в конусообразную сборную секцию. Затем воздух меняет свое направление и движется вверх по оси циклона и выбрасывается через выходное отверстие. В это время крупные частицы прилипают к стенке циклона и собираются из-за относительно большой инерции, тогда как мелкие частицы покидают систему.

В дополнение к автономному соединению сбора проб и предварительной обработки с CE, существует уникальный метод, который позволяет напрямую определять газы с помощью CE с использованием кольцевой проволочной петли. ^56,57 Этот метод представляет собой революционный метод обработки образцов, который может быть совмещен с CE. Растворимые ионогенные атмосферные газы можно напрямую измерить этим методом. Как показано на рис. 8, когда небольшая круглая проволочная петля расположена на конце капилляра из плавленого кварца и петля погружается в раствор, а затем вынимается, образуется жидкая пленка. Эта жидкая пленка может использоваться в качестве абсорбера для сбора пробы газа из камеры для отбора проб, а также может использоваться как микрорезервуар для сообщения жидкости с капилляром.В качестве собирающей среды можно использовать H ₂ O ₂ или рабочий буфер, а также воду. SO ₂ может быть собран при концентрации 50 частей на миллиард в течение 60 с.

Рис. 8. Микрофотография жидкой пленки, сформированной в виде петли. Для облегчения визуализации была сделана тонкая пленка водным раствором малахитового зеленого. Масштаб обозначается диаметром проволоки 100 мкм.

Сравнение неорганических и органических соединений: объяснение и практика — видео и стенограмма урока

Органические и неорганические свойства

Есть несколько свойств химических соединений, которые мы используем для сравнения различных соединений. Эти свойства включают:

• Растворимость
• Вязкость
• Плотность
• Электропроводность
• Реакционная способность

Мы можем использовать эти свойства для сравнения органических и неорганических соединений.Для каждого из этих свойств есть исключения, но мы будем говорить об общих тенденциях.

1. Растворимость

Большинство органических соединений имеют ковалентные связи, в то время как большинство неорганических соединений имеют ионные связи. Ионные связи позволяют неорганическим соединениям диссоциировать в воде на положительные и отрицательные ионы, что делает их хорошо растворимыми в воде , то есть легко растворяются. С другой стороны, большинство органических соединений нерастворимы в воде, хотя они растворимы в других органических соединениях.

2. Вязкость

Вязкость , которая в основном представляет собой толщину или способность противостоять деформации, зависит от того, насколько сильны межмолекулярные силы между молекулами. Чем сильнее межмолекулярные силы, тем выше вязкость. Чисто углеводородное органическое соединение будет иметь очень мало межмолекулярных сил между собой. Чем больше других элементов (таких как кислород или хлор) включено в структуру, тем больше межмолекулярных сил будет ощущать молекула. Но в целом межмолекулярные силы органических соединений слабые, поэтому их вязкость имеет тенденцию быть низкой.

Неорганические соединения имеют тенденцию ощущать более сильные межмолекулярные силы, такие как диполь-дипольные силы и водородные связи. Таким образом, они имеют тенденцию иметь более высокую вязкость.

3. Плотность

Плотность , то есть насколько компактно что-то, основывается на размере молекулы по сравнению с массой атомов в молекуле. Большинство органических соединений имеют много атомов водорода, потому что углеводороды являются обычными связями. Водород имеет очень низкую плотность; фактически, это атом самой низкой плотности.Поскольку органические соединения имеют больше атомов водорода, чем неорганические соединения, это делает органические соединения обычно менее плотными, чем неорганические соединения.

4. Электропроводность

Мы упоминали, что органические соединения имеют ковалентные связи, в то время как неорганические соединения имеют ионные связи. Способность неорганических соединений ионизироваться позволяет им быть лучшими электропроводниками. Давайте подумаем о том, как работает проводимость : это движение электронов из одного места в другое.Если есть заряды, например, с ионизированными неорганическими соединениями, электроны могут двигаться легче. Таким образом, неорганические соединения обычно более проводящие, чем органические соединения.

5. Реакционная способность

Реакционная способность в данном случае означает, насколько легко или трудно веществу реагировать на стимуляцию. Стабильное органическое соединение обычно очень инертно, и требуется много времени, чтобы заставить его прореагировать. Это связано с тем, что для разрыва связей органических соединений мы разрываем ковалентные связи, которые намного прочнее ионных.Это означает, что неорганические соединения имеют более высокую общую скорость реакции, чем органические соединения.

В реакциях обычно присутствуют промежуточные соединения. Эти промежуточные соединения представляют собой нестабильные соединения, которые необходимы для получения конечного продукта. Например, если мы разорвем связь водород-углерод в органическом соединении, чтобы заменить водород кислородом, у нас на мгновение будет либо положительный, либо отрицательный заряд на углероде. Карбон не любит держать заряды.Таким образом, органические промежуточные продукты обладают высокой реакционной способностью и быстро реагируют с любыми доступными веществами.

Примеры органических и неорганических соединений

Итак, давайте рассмотрим несколько органических и неорганических соединений:

• Мочевина
• Метан
• Фосфат кальция
• Соль поваренная

Давайте сначала посмотрим на химические формулы каждого соединения:

• Мочевина: CH N2 O
• Метан: Ch5
• Фосфат: Ca3 (PO4) 2
• Поваренная соль — это просто: NaCl

Из химических формул видно, что мочевина и метан являются органическими соединениями (они включают атомы углерода), а фосфат и поваренная соль неорганическими.

Теперь давайте посмотрим на свойства каждого из них в этой таблице:

Для некоторых из этих объектов они соответствуют нашим ожиданиям.Например, содержание метана в каждой категории очень низкое или очень низкое, как и следовало ожидать для органических соединений. Тем не менее, мочевина (другое органическое соединение) имеет очень низкую вязкость и высокую растворимость, плотность и проводимость. Как это может быть, учитывая то, что мы только что узнали об общих свойствах органических соединений? Что ж, если мы посмотрим на химическую формулу мочевины, мы увидим, что она имеет только одну углерод-водородную связь, в то время как другие связи немного больше похожи на те, что встречаются в неорганических соединениях, поэтому имеет смысл, что она будет действовать больше как неорганическое соединение.

Очень важно понимать, что свойства органических и неорганических соединений — это только общие тенденции, и иногда эти тенденции могут быть нарушены.

Краткое содержание урока

В химии есть две группы соединений, и они обычно изучаются отдельно. Органические соединения обычно представляют собой соединения, которые включают атомы углерода и обычно водород-углеродные связи. Неорганические соединения , с другой стороны, обычно не содержат атомов углерода.Мы рассмотрели пять основных свойств, которые позволяют нам сравнить два:

1. Растворимость или способность растворять
2. Вязкость , то есть толщина или способность противостоять деформации
3. Плотность , или насколько компактно что-то
4. Проводимость , или движение электронов из одного места в другое
5. Реакционная способность , или насколько легко или сложно веществу реагировать на стимуляцию

Мы можем сравнить эти пять свойств, которые мы исследовали, чтобы увидеть различия между этими двумя группами.

• Растворимость: в неорганических соединениях обычно выше
• Вязкость: обычно неорганическая более высокая
• Плотность: неорганическая, обычно выше
• Электропроводность: для неорганических соединений обычно выше
• Реакционная способность: для неорганических соединений обычно выше

Биохимия

Биохимия

Биохимия: изучение химического состава и реакций живая материя.

Биологические соединения делятся на два основных класса: органические соединения и неорганические соединения.Оба необходимы для жизни.

Органические соединения : содержат углерод. Также все органические соединения содержат ковалентные связи.

Неорганические соединения : не содержат углерода. К ним относятся вода, соли и многие кислоты и основания.

Неорганические соединения

Вода : наиболее распространенное и важное неорганическое соединение. в живых материалах. Он составляет от 60% до 80% большинства клеток. Часть жизни К важнейшим свойствам воды относятся:

1.высокая теплоемкость: впитывает воду и выделяет большое количество тепла до того, как заметно изменится температура сам. Таким образом, он помогает предотвратить резкие изменения температуры тела из-за: фактор, такой как солнце и ветер, мышечная активность и т. д.

2. Теплота испарения: изменение вода из жидкого состояния в газообразное требует большого количества тепла поглощаться, чтобы разорвать водородные связи, которые удерживают молекулы воды вместе. Это очень важно, когда мы потеем.

3. Полярность / свойства растворителя: вода действует как растворитель для обоих органические и неорганические молекулы. Обратите внимание, что биохимия — это «влажный» химия. Биологические молекулы не вступают в химическую реакцию, если они не находятся в решение.

Помните, что молекулы воды полярны, они поэтому склонны ориентироваться своими слегка отрицательными целями на положительные концы растворенного вещества. Это привлекает растворенное вещество, а затем окружает его.

Вода также образует гидратные слои.Это слои молекул воды вокруг больших заряженных молекул (например, белков), экранирующих их от других заряженных веществ и предотвращения их оседания из решение. Когда это происходит, мы называем смесь биологическим коллоидом. Примерами могут служить спинномозговая жидкость и плазма крови.

4. реакционная способность: вода служит реагентом в многие химические реакции. Пища переваривается путем добавления в каждую молекулу воды. связь будет разорвана. Эти реакции называются реакциями гидролиза.Вода также используется, когда большие молекулы белка или углеводов синтезируются из более мелкие молекулы. Молекула воды удаляется для каждой образованной связи. Это называется дегидратационным синтезом.

5. Амортизация: вода, окружающая тело. органы помогают защитить их от физических травм. Примером этого является спинномозговая жидкость вокруг головного мозга.

Соли : соль представляет собой ионное соединение, содержащее катионы кроме H + и анионов, отличных от гидроксильного иона (OH-).Помните, когда соли растворяются в воде, они распадаются на свои составляющие ионы. Все ионы являются электролитами, т.е. веществами, проводящими электрический ток в растворе

Кислоты / основания : также являются электролитами, поскольку они диссоциируют в воде и может проводить электрический ток.

кислоты: определяются как вещества, которые выделяет водород (H +) в обнаруживаемых количествах. Их также называют протонами. доноры. Желудочная кислота (HCl), продуцируемая клетками желудка диссоциирует на протон и хлорид-ион: HCl H + (протон) + Cl- (анион)..
Основания: акцепторы протонов, т. Е. Берут вверх ионы водорода. Обычные неорганические основания включают гидроксиды, такие как гидроксид магния (магнезиальное молоко) и гидроксид натрия (щелок). Гидроксиды также диссоциируют в воде. В этом случае они диссоциируют на ионы гидроксила (ОН-). и катион.
NaOH Na + (катион) + OH- (гидроксил ион). Что происходит с OH- ? ОН- + Н + h3O

Ион биокарбоната (HCO3-) является важным основанием в тело и особенно много в крови
Также аммиак (Nh4), который является обычным продуктом распада белка, также база.Принимая протон, аммиак превращается в ион аммония. Кh4 + Н + Кh5 +.

Чем больше в растворе ионов водорода, тем кислотнее решение. Кроме того, чем больше гидроксил-ионов в растворе, тем более щелочной раствора, следовательно, pH раствора определяется как отрицательный логарифм концентрация водородных ионов (в молях на литр) Также написано -log [H +].

Концентрация кислоты / основания измеряется в единицах, называемых единицами pH. Шкала pH работает от 0 до 14, причем ноль является наибольшим кислый и 14 самых основных.PH 7 нейтральный.

pH некоторых распространенных веществ составляет:

Желудочный сок и лимонный сок = pH 2
кофе = pH 5
Моча = pH 5-8
молоко = pH 6,5
Кровь человека = pH 7,4
морская вода = pH 8,4
молоко магнезии = pH 10,5
очиститель духовки = pH 13,5

Буферы

Живые клетки чрезвычайно чувствительны к изменению pH. В общем кислота -основной баланс организма регулируется почками и легкими, а также химическим системы, называемые буферами.

Буферы устойчивы к большим колебаниям pH, выделяя ионы водорода (действующие как кислоты), когда pH начинает повышаться, и связывая ионы водорода (действуя как оснований), когда pH начинает падать.

Поскольку кровь вступает в контакт почти со всеми клетками тела, регуляция его pH чрезвычайно важен. Обычно pH крови колеблется в очень узких пределах. диапазон 7,35 — 7,45. Большие вариации часто оказываются фатальными.

Органические соединения

Помните, что ранее мы говорили, что органические соединения содержат углерод и неорганические соединения — нет.Из этого правила есть несколько исключений. Углерод диоксид, оксид углерода и карбиды содержат углерод, однако эти соединения считаются неорганическими.

Углерод представляет собой идеальную элементную основу для жизни, потому что он маленький и именно электронейтрально. Благодаря этому углерод никогда не получает и не теряет электроны. Он всегда их разделяет. Дополнительно только углерод имеет 4 электрона во внешней валентной оболочке. Это позволяет ему образовывать 4 ковалентных связи с другими элементами.Это позволяет находить углерод в длинных цепочечных молекулы (жиры), кольцевые структуры (углеводы и стероиды) и несколько другие конструкции.

Углеводы

Углеводы — это группа молекул, в которую входят сахара и крахмалы. Углеводы обычно составляют около 1-2% клеточной массы. Углеводы содержат водород, углерод и кислород. Обычно атомы водорода и кислорода встречаются в том же соотношении 2: 1, что и в воде, отсюда и термин Углеводы. (гидратированная вода).

Углеводы можно классифицировать по размеру и растворимости. Моносахарид (один сахар), дисахарид (два сахара) и полисахарид (много сахаров). Моносахариды являются строительными блоками других углеводов. В общем, чем больше молекула углеводов менее растворима в воде.

Моносахариды

Также известные как простые сахара представляют собой одноцепочечные или однокольцевые структуры. содержащие от 3 до 7 атомов углерода.Обычно атомы углерода, водорода и кислорода встречаются в соотношении 1: 2: 1, что дает общую формулу моносахарида как (Ch3O) n, где n — количество атомов углерода. Моносахариды обычно называют в соответствии с их количество атомов углерода. Важнейшие моносахариды в теле находятся пентоза (пять атомов углерода) и гексоза (шесть углеродных) сахаров. в пентоза дезоксирибоза является частью ДНК, а гексоза, глюкоза, представляет собой сахар в крови.

Обратите внимание, что есть изомеры глюкозы, галактозы. и фруктоза.Изомеры имеют одинаковую молекулярную формулу, но их атомы устроены по-разному, придавая им разные химические свойства.

Дисахариды

Дисахариды — это двойные сахара, которые образуются путем соединения двух моносахаридов. Когда два моносахарида присоединиться к молекуле воды теряется. Этот тип реакции называется дегидратационным синтезом.

Важные дисахариды в нашем рационе включают сахарозу (галактозу). + фруктоза), лактоза (глюкоза + галактоза) и мальтоза (глюкоза + глюкоза)

Обратите внимание, что дисахариды слишком велики, чтобы проходить через клеточные мембраны, поэтому они должны быть переварены до их простых сахарных единиц, прежде чем они смогут абсорбироваться через пищеварительный тракт в кровь.Во время этого процесса молекула воды добавляется к каждой связи, которая должна быть разорвана, тем самым высвобождая простой сахара. Этот процесс называется гидролизом .

Полисахариды

Полисахариды представляют собой длинные цепочки простых сахаров. Потому что они большие они довольно нерастворимы и поэтому идеально подходят для хранения продуктов. Мы в основном касается двух полисахаридов, крахмала и гликогена.

Крахмал : углевод растений.Когда мы едим крахмал он должен быть переварен до единиц глюкозы перед перевариванием. Целлюлоза — еще один растительный полисахарид, однако люди не могут ее переваривать. целлюлоза. Это помогает сделать массу, которая помогает перемещать кал по толстой кишке.

Гликоген : запасной углевод ткани животных. Он находится в основном в печени и скелетных мышцах. Когда кровь уровень сахара падает, клетки печени расщепляют гликоген и выделяют глюкозу единиц в кровь.

Когда глюкоза расщепляется и окисляется внутри клеток, происходит перенос электроны. Это перемещение электронов высвобождает энергию связи, хранящуюся в молекула глюкозы, и эта энергия используется для синтеза АТФ. Когда АТФ поставляет в организме достаточно, пищевые углеводы превращаются в гликоген или жир и хранится.

Липиды

Липиды — это органические соединения, которые нерастворимы в воде, но легко растворяются в других липидах и в органических растворителях, таких как спирт, хлороформ, и эфир.Липиды также содержат водород, углерод и кислород, но пропорция кислорода намного ниже. Также многие липиды содержат фосфор.

Липиды включают нейтральные жиры, фосфолипиды и стероиды

Нейтральные жиры (триглицериды)

Нейтральные жиры обычно называют жирами, когда они твердые, и маслами, когда они они жидкие. Эти жиры состоят из жирных кислот и глицерина. Толстый синтез включает присоединение трех жирных кислот к одной молекуле глицерина (через дегидратационный синтез).В результате получается E-образный молекула. Из-за соотношения 3: 1 нейтральные жиры также называют триглицериды.

Жирные кислоты представляют собой линейные цепочки атомов углерода и водорода (углеводородов). с органической группой на одном конце. Углеводородные цепи образуют нейтральные жиры. неполярные молекулы. Поскольку полярные и неполярные молекулы не взаимодействуют, масло (или жиры) и вода не смешиваются .. Следовательно, нейтральный жиры хорошо подходят для хранения топлива (энергии) в организме. Депозиты нейтральных жиры находятся в основном под кожей, где они обеспечивают слой изоляция.

Длина цепей жирных кислот и степень их насыщения определяют насколько твердым является нейтральный жир при данной температуре. Цепи жирных кислот с одинарные ковалентные связи между атомами углерода обозначаются как насыщенные . Жирные кислоты, содержащие одну или несколько двойных связей между атомами углерода: называется ненасыщенными (мононенасыщенными и полиненасыщенными).

Ненасыщенные (и короткоцепочечные) жирные кислоты жидкие при комнатной температуре.Люди в основном используют эти жиры для приготовления пищи. Мононенасыщенные = оливковое масло и арахисовое масло
Полиненасыщенные = кукурузное масло, соевое масло и сафлоровое масло

Более длинные цепи жирных кислот и насыщенные жирные кислоты остаются твердыми в помещении температура. Насыщенные жирные кислоты распространены в животных жирах, таких как масло и жир в мясе.

Фосфолипиды

Фосфолипиды представляют собой модифицированные триглицериды. Вот одна из цепочек жирных кислот был заменен фосфорсодержащей группой.Это фосфор содержащие группы, которые придают фосфолипидам их отличительные химические свойства. Углеводородная часть (хвост) молекулы неполярна и взаимодействует только с другими неполярными молекулами. Фосфорсодержащая часть (головка) равна полярный и притягивает другие полярные или заряженные частицы, такие как вода или ионы. Молекулы с полярными и неполярными областями считаются амфипатическими. Именно это отличительное свойство делает эти молекулы идеально подходят для построения клеточных мембран.

Стероиды

Стероиды — это в основном плоские молекулы, состоящие из четырех взаимосвязанных углеводородов. кольца. Стероиды жирорастворимы и содержат мало кислорода.

Холестерин — самая важная молекула в нашей библиотеке стероидов. Мы глотаем холестерин, когда мы едим продукты животного происхождения, такие как яйца, мясо и сыр. Наш печень также производит холестерин.

Холестерин абсолютно необходим для жизни человека. Находится в камере мембран и является сырьем для витамина D, стероидных гормонов и желчи соли.

Эйкозаноиды

Эйкозаноиды — это разнообразные липиды, полученные из 20- углеродная жирная кислота (арахадоновая кислота) содержится во всех клеточные мембраны. Наиболее важными эйкозаноидами являются простагландины, которые играют роль в различных процессах организма, включая кровь свертывание крови, воспаление и схватки.

Аминокислоты

Аминокислоты — это строительные блоки белков. Есть 20 распространенных типов аминокислот.Все аминокислоты имеют основную аминогруппу (Nh3) и органическую кислотная группа (COOH). Это означает, что аминокислота может действовать как кислота. (донор протона) или основание (акцептор протона).

Все аминокислоты идентичны, за исключением боковой группы, известной как группа R. Именно группа R придает каждой аминокислоте уникальные свойства.

Белки

Белки — это длинные цепи аминокислот, соединенные вместе путем обезвоживания. синтез, с аминным концом одной аминокислоты, связанным с кислотным концом следующий.Образовавшаяся связь дает характерное расположение связанных атомов. и называется пептидной связью. Две соединенные аминокислоты представляют собой дипептид, три образуют трипептид и десять или более образуют полипептид. В последовательность связанных аминокислот приводит к белку. Хотя есть только 20 аминокислот, комбинации и перестановки позволяют там быть тысячи разных белков.

Белки составляют от 10% до 30% клеточной массы и являются основными структурными материал корпуса.. Многие белки играют жизненно важную роль в функции клетки. Белки включают ферменты, гемоглобин, сократительные белки в мускулов, и выполняют самые разнообразные функции любых молекул в теле. Все белки содержат углерод, водород, кислород и азот. Многие также содержат сера и фосфор.

Белки можно описать с помощью 4 структурных уровней

Линейная последовательность аминокислот, составляющих полипептидную цепь, имеет вид называется первичной структурой.Это основа молекулы и похожа на нитку бус.

Белки не существуют в виде простых линейных цепей. Вместо этого они скручиваются и гнутся на себя, чтобы сформировать сложную вторичную структуру. Наиболее распространенные из них структурами является альфа спираль . Другой тип вторичной структуры — это Плиссированный лист Beta . Здесь первичные цепи не скручиваются, а скорее связаны бок о бок водородными связями.

Многие белки имеют третичную структуру .Это видно, когда альфа спираль или область бета-гофрированного листа складываются друг на друга, чтобы получить более компактный шар или шаровидная молекула.

Когда две или более полипептидных цепей расположены регулярным образом с образованием сложный белок, этот белок имеет четвертичную структуру . Гемоглобин является примером такого белка.

Волокнистые белки

Волокнистые белки имеют удлиненную форму и похожи на нити. Большинство экспонатов только второстепенные структура, но некоторые также имеют четвертичную структуру.Коллаген — тройной спираль (спиральная спираль) трех полипептидных цепей, образующих прочную веревочную состав. Волокнистые белки линейны, не растворимы в воде и очень стабильны. Эти качества идеально подходят для обеспечения механической поддержки и прочности на разрыв. к тканям тела .. Другие волокнистые белки включают кератин, эластин, тайтин, и сократительные белки мышц.

Глобулярные белки

Глобулярные белки — это компактные сферические белки, которые имеют хотя бы некоторые третичная структура (некоторые имеют четвертичную структуру).Это водорастворимые, подвижные, химически активные молекулы. Многие называют эти белки функциональными. белки. Эти белки включают антитела, гормоны на основе белков и ферменты.

Денатурация белка

Хотя волокнистые белки очень стабильны, глобулярные белки — нет. В активность глобулярного белка зависит от его конкретного трехмерного структура и межмолекулярные связи. Большинство этих связей являются водородными связями, и водородные связи легко разрываются.Когда есть перепады температур или резкие pH изменяется, многие из этих связей разрываются, и глобулярный белок теряет его специфическая форма. Это называется денатурированным белком. Большинство форм денатурации обратимы, однако, если температура изменение или изменение pH слишком сильное, белок может быть необратимо денатурирован, то есть не подлежат ремонту. Приготовление яичного белка — хороший пример это. Денатурация несовместима с биологическим функции белка, потому что он вызывает перестройку активного белка сайт .

Две группы белков, ферменты и молекулярные шапероны, тесно связаны участвует в нормальном функционировании всех клеток.

Ферменты

Как упоминалось ранее, ферменты действуют как катализаторы, регулирующие и ускоряющие скорость биохимических реакций. Без ферментов биохимические реакции протекают так медленно, что для всех практических целей они не происходит вообще. Ферменты увеличивают скорость реакции примерно в 1 раз. миллион.

В механизме действия фермента участвуют три ступени.

1. Фермент связывается с веществами, на которые он действует. Эти вещества называются субстратами. Связывание субстрата происходит на активном сайте на поверхность фермента. Эта привязка заставляет активный сайт менять форму, поэтому что субстрат и активный центр очень точно подходят друг к другу. Это известная как модель индуцированной подгонки.

2. Фермент-субстратный комплекс претерпевает внутренние структуры, которые образуют продукт.

3. Фермент высвобождает продукт реакции.

Молекулярные шапероны

Молекулярные шапероны — это глобулярные белки, которые помогают белкам достичь своего функциональная трехмерная структура. Некоторые роли играют молекулы-шапероны:

Предотвращение случайного, преждевременного или неправильного сворачивания полипептида цепочки и / или их связь с другими полипептиды.

Помощь в желаемом процессе сворачивания и объединения

Помогает перемещать белки по клетке мембраны

Продвигает клюв поврежденных или денатурированных белков.

Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК)

Нуклеиновые кислоты состоят из углерода, кислорода, водорода, азота и фосфор. Они также являются самыми большими молекулами в организме.

Нуклеиновые кислоты состоят из структурных единиц, называемых нуклеотидами, которые довольно сложно.

Нуклеотид состоит из трех компонентов, объединенных дегидратацией. синтез: 1. азотсодержащего основания, 2. пентозного сахара и 3. а. фосфатная группа

Это азотсодержащее основание, которое придает каждому типу нуклеотида его специфические характеристики.Существует 5 типов азотсодержащих оснований, которые вносят вклад в структуру нуклеотидов; 1. аденин (А), 2. гуанин (G), цитозин (C), тимин (T) и урацил (U).

Аденин и гуанин — большие два кольцевых основания, называемые пуринами.
цитозин, тимин и урацил более мелкие, одиночные кольцевые основания, называемые пиримидинами.

Нуклеиновые кислоты обычно включают два основных класса молекул: 1. дезоксирибонуклеиновая кислота, , , кислота, (ДНК) и 2. рибонуклеиновая кислота (РНК).

ДНК — это длинный двухцепочечный полимер. Основания, обнаруженные в ДНК: аденин, тимин, гуанин и цитозин. Пентоза сахар в ДНК — дезоксирибоза, отсюда и название дезоксирибонуклеиновая кислота. Две цепи молекулы ДНК связаны между собой посредством водородные связи между азотистыми основаниями. Две нити также поворачиваются вокруг одной другой образует спираль или спираль. Поскольку имеется две спиральные нити, Молекулу часто называют двойной спиралью.. В связывание этих пар азотистых оснований очень специфично. Аденин всегда связывается с тимином, а гуанин всегда связывается с цитозин, поэтому их называют дополнительными основаниями. Также обратите внимание, что там две водородные связи между аденином и тимином, и три связи между гуанин и цитозин.

Молекулы РНК представляют собой одинарные цепи вместо двойных цепей. РНК также заменяет тимин на урацил, поэтому в РНК дополнительным основанием к аденину является урацил вместо тимин, как в ДНК.Сахар, содержащийся в РНК, представляет собой рибозу, которая снова дает молекула свое имя.

Аденозинтрифосфат

АТФ представляет собой адениновый нуклеотид, к которому относятся две дополнительные фосфатные группы. присоединены высокоэнергетическими фосфатными связями.

Хотя глюкоза считается наиболее важным топливом для клеток, ни один из химическая энергия, содержащаяся в его связях, используется непосредственно для обеспечения работы клетки. Вместо этого энергия, выделяемая при расщеплении глюкозы, соединяется с АТФ.Тогда СПС действует, чтобы обеспечить энергию, которая немедленно используется всеми клетками.

АТФ необходим для жизни, потому что это молекула, которая управляет работой клеток. АТФ управляет переносом определенных растворенных веществ (аминокислот) через клетку мембраны, активирует сократительные белки в мышечных клетках и обеспечивает энергию требуется для запуска эндергонических реакций.

Соль — это органическое соединение? — Соляная библиотека

Хлорид натрия или пищевая соль необходимы для правильного функционирования человеческого организма.Столовая соль использовалась людьми для разных целей на протяжении веков. Однако в солях есть нечто большее, чем обычное изображение белых кристаллов, придающих вкус пище.

Как компания Koyuncu Salt, ведущий турецкий экспортер соли, мы найдем ответ на популярный вопрос: « является ли соль органическим соединением? »и предоставить некоторую важную информацию о химических соединениях для лучшего понимания.

Определение соединения

Прежде чем ответить на вопрос, «является ли соль органическим соединением», нам нужно коснуться того, что означают соединение и органическое соединение в химии.Затем нам нужно провести различие между органическими и неорганическими соединениями для ясного понимания. Итак, что такое соединение?

Соединение, как правило, относится к материалу, состоящему из двух или более элементов. В биохимии, в частности, соединение относится к веществу, состоящему из атомов или ионов двух или более связанных элементов. Два или более элемента, связанных химической связью, создают химические соединения.

Химическое соединение должно представлять собой комбинацию элементов разных типов.Например, связывание натрия и хлоридных элементов создает NaCl или хлорид натрия, который мы знаем как поваренную соль.

Что такое органическое соединение?

Зная, что означает химическое соединение, мы можем перейти к следующему вопросу; « что такое неорганическое соединение? ”Органическое соединение относится к любому химическому соединению, которое содержит углерод-водородные связи. Органические соединения, содержащие углерод, а также другие элементы, необходимы для воспроизводства живых организмов.

Органические соединения, состоящие из молекул углеводородов и белков, являются основой химических реакций в клетках растений и животных. Эти реакции обеспечивают жизненную энергию, необходимую для любой жизнедеятельности, такой как поиск пищи или размножение.

Что означает неорганическое соединение?

Является ли соль органическим соединением? Нам нужно определить неорганические соединения. В химии неорганические соединения — это вещества, в которых два или более химических элемента объединены, но не содержат углерод-водородной связи.

Органические соединения часто классифицируются по элементам или группам элементов, которые они содержат. Например, оксиды можно разделить на ионные или молекулярные. Поскольку органические химические вещества включают только вещества, содержащие атомы углерода, связанные с атомами водорода, большинство элементов и веществ считаются неорганическими химическими веществами.

Химическая формула соли

Теперь вы знаете, что такое органические и неорганические соединения. Прежде чем ответить на вопрос, является ли соль органическим соединением, мы более подробно рассмотрим химическую формулу соли для дальнейшего понимания этого конкретного соединения.”

Соль — это химическое соединение, состоящее из аниона и катиона. Соли образуются совокупностью положительно заряженных ионов (катионов) и отрицательно заряженных ионов (анион). Поваренная соль (NaCl) состоит из ионов натрия и хлорида и является ионным соединением.

В съедобной форме пищевая соль обычно используется для усиления вкуса или для сохранения пищи. Соль также может использоваться в промышленных целях, которые называются промышленными солями. Кроме того, соль можно использовать в качестве добавки к рациону животных; эти типы солей являются солями животного происхождения.Кроме того, соли используются для борьбы с обледенением дорог.

Знаете ли вы свойства соли? Вы можете прочитать нашу статью Как определить соль? Узнать сейчас.

Давайте посмотрим на типы соли в химии.

Типы солей в химии

Когда мы говорим о соли, обычно первое, что приходит на ум, — это хлорид натрия, то есть обычная поваренная соль. Однако существует множество способов классификации солей.Типы солей:

● Соли щелочных металлов: Соли, выделяющие гидроксид-ионы при растворении в воде.

● Нейтральные соли: Нейтральные соли, как следует из их названия, не являются ни кислотными, ни основными солями.

● Кислотные соли: Соли, образующие кислые растворы при растворении в растворителе.

● Цвиттерионы: Цвиттерионы не считаются солями, но они содержат анионный и катионный центры в одной и той же молекуле.Цвиттерион называется внутренней солью.

Это разновидности соли в химии. Если вы ищете пищевые виды соли, вы можете ознакомиться с нашей статьей Сколько видов соли существует?

Соль — это органическое соединение?

До сих пор мы рассмотрели определения органических и неорганических соединений, а также химическую формулу соли и типы соли в химии. Теперь мы можем ответить на вопрос; является ли соль органическим соединением?

Неорганические соли

Есть как органические, так и неорганические соли.Однако соли, такие как поваренная соль (хлорид натрия), пищевая сода (хлорид натрия), карбонат кальция и соляная кислота (соляная кислота промышленного качества), являются одними из широко известных неорганических соединений. Итак, чтобы подчеркнуть это, поваренная соль или пищевая соль, которую потребляют люди, являются неорганическими соединениями.

Обычно неорганические соединения имеют высокие температуры плавления, а их электропроводность варьируется в зависимости от степени. Эти свойства неорганических соединений делают их полезными в определенных приложениях:

● В качестве реактивного и ракетного топлива, а также взрывчатых веществ,

● В качестве химикатов при очистке воды и стерилизации,

● Для промышленных целей в качестве пигментов в волокнах, чернилах, красках и бумаге,

● В фармацевтическом производстве и т. Д.

Органические соли

На самом деле нет однозначного ответа на вопрос «является ли соль органическим соединением?» Есть также органические соли. В химии эти типы солей содержат органический ион. Например, ацетат натрия и большинство основных ингредиентов чистящих средств (соли натрия, такие как лаурат натрия, являются органическими солями. Они получены из органических кислот.

Однако у «органических солей» есть и маркетинговая сторона. В маркетинге столовые соли без каких-либо добавок, таких как йод или вещества, препятствующие слеживанию, называют органическими солями.Например, морские соли, не содержащие каких-либо добавок, можно назвать «органическими».

органических и неорганических соединений, присутствующих в живом организме

В этой статье мы обсудим органические и неорганические соединения, присутствующие в живом организме.