Функции веществ в клетке – Функции клетки

Содержание

белки — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс).

Белки (протеины, полипептиды) — самые многочисленные, наиболее разнообразные и имеющие первостепенное значение биополимеры. В состав молекул белков входят атомы углерода, кислорода, водорода, азота и иногда серы, фосфора и железа.

Мономерами белков являются аминокислоты, которые (имея в своём составе карбоксильную и амино- группы) обладают свойствами кислоты и основания (амфотерны).

Благодаря этому аминокислоты могут соединяться друг с другом (их количество в одной молекуле может достигать нескольких сотен). В связи с этим молекулы белков имеют большие размеры и их называют макромолекулами.

Структура белковой молекулы

Под структурой белковой молекулы понимают ее аминокислотный состав, последовательность мономеров и степень скрученности молекулы белка.

В молекулах белков встречается всего 20 видов различных аминокислот и огромное разнообразие белков создается за счет различного их сочетания.

  • Последовательность аминокислот в составе полипептидной цепи — это первичная структура белка (она уникальна для любого белка и определяет его форму, свойства и функции). Первичная структура белка уникальна для любого типа белка и определяет форму его молекулы, его свойства и функции.
  • Длинная молекула белка сворачивается и приобретает сначала вид спирали в результате образования водородных связей между —СО и —NН группами разных аминокислотных остатков полипептидной цепи (между углеродом карбоксильной группы одной аминокислоты и азотом аминогруппы другой аминокислоты). Эта спираль — вторичная структура белка.
  • Третичная структура белка — трёхмерная пространственная “упаковка” полипептидной цепи в виде глобулы (шарика). Прочность третичной структуры обеспечивается разнообразными связями, возникающими между радикалами аминокислот (гидрофобными, водородными, ионными и дисульфидными S-S связями).
  • Некоторые белки (например, гемоглобин крови человека) имеют четвертичную структуру. Она возникает в результате соединения нескольких макромолекул с третичной структурой в сложный комплекс. Четвертичная структура удерживается непрочными ионными, водородными и гидрофобными связями.

 

Структура белков может нарушаться (подвергаться денатурации) при нагревании, обработке некоторыми химическими веществами, облучении и др. При слабом воздействии распадается только четвертичная структура, при более сильном — третичная, а затем — вторичная, и белок остается в виде полипептидной цепи. В результате денатурации белок теряет способность выполнять свою функцию.

Нарушение четвертичной, третичной и вторичной структур обратимо. Этот процесс называют ренатурацией.

 

Разрушение первичной структуры необратимо.

 

Кроме простых белков, состоящих только из аминокислот, есть еще и сложные белки, в состав которых могут входить углеводы (гликопротеины), жиры (липопротеины), нуклеиновые кислоты (нуклеопротеины) и др.

Функции белков

  • Каталитическая (ферментативная) функция. Специальные белки — ферменты — способны ускорять биохимические реакции в клетке в десятки и сотни миллионов раз. Каждый фермент ускоряет одну и только одну реакцию. В состав ферментов входят витамины.
  • Структурная (строительная) функция — одна из основных функций белков (белки входят в состав клеточных мембран; белок кератин образует волосы и ногти; белки коллаген и эластин – хрящи и сухожилия).
  • Транспортная функция — белки обеспечивают активный транспорт ионов через клеточные мембраны (транспортные белки в наружной мембране клеток), транспорт кислорода и углекислого газа (гемоглобин крови и миоглобин в мышцах), транспорт жирных кислот (белки сыворотки крови способствуют переносу липидов и жирных кислот, различных биологически активных веществ).
  • Сигнальная функция. Прием сигналов из внешней среды и передача информации в клетку происходит за счёт встроенных в мембрану белков, способных изменять свою третичную структуру в ответ на действие факторов внешней среды.
  • Сократительная (двигательная) функция — обеспечивается сократительными белками – актином и миозином (благодаря сократительным белкам двигаются реснички и жгутики у простейших, перемещаются хромосомы при делении клетки, сокращаются мышцы у многоклеточных, совершенствуются другие виды движения у живых организмов.
  • Защитная функция
    — антитела обеспечивают иммунную защиту организма; фибриноген и фибрин защищают организм от кровопотерь, образуя тромб.
  • Регуляторная функция присуща белкам — гормонам (не все гормоны являются белками!). Они поддерживают постоянные концентрации веществ в крови и клетках, участвуют в росте, размножении и других жизненно важных процессах (например, инсулин регулирует содержание сахара в крови).
  • Энергетическая функция — при длительном голодании белки могут использоваться в качестве дополнительного источника энергии после того, как израсходованы углеводы и жиры (при полном расщеплении 1 г белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж энергии). Аминокислоты, высвобождающиеся при расщеплении белковых молекул, используются для построения новых белков.  

 

Источники:

Каменский А. А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. 9 класс // ДРОФА

Каменский А. А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10-11 класс // ДРОФА

Лернер Г.И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель

http://ours-nature.ru/lib/b/book/1063747118/348

www.yaklass.ru

Биология для студентов — 14. Органические соединения в клетке. Липиды и углеводы. Строение и функции

Органические соединения составляют в среднем 20—30% массы клетки живого организма. К ним относятся биологические полимеры — белки, нуклеиновые кислоты и углеводы, а также жиры и ряд небольших молекул — гормонов, пигментов, АТФ и многие другие.

В различные типы клеток входит неодинаковое количество органических соединений. В растительных клетках преобладают сложные углеводы — полисахариды, в животных — больше белков и жиров. Тем не менее, каждая из групп органических веществ в любом типе клеток выполняет сходные функции.

Белки, как правило, являются мощными высокоспецифическими ферментами и регулируют обмен веществ клетки.

Нуклеиновые кислоты служат хранителями наследственной информации. Кроме того, нуклеиновые кислоты контролируют образование соответствующих белков-ферментов в нужном количестве и в нужное время.

Липиды. Среди низкомолекулярных органических соединений, входящих в состав живых организмов, важную роль играют липиды, к которым относят жиры, воски и разнообразные жироподобные вещества. Это гидрофобные соединения, нерастворимые в воде. Обычно общее содержание липидов в клетке колеблется в пределах 5–15 % от массы сухого вещества.

 

Однако в клетках подкожной жировой клетчатки их количество возрастает до 90 %.

Широко распространены в природе нейтральные жиры, которые представляют собой соединения высокомолекулярных жирных кислот и трёхатомного спирта глицерина.

 

Модель (А) и схема строения (Б) молекулы нейтрального жира

В цитоплазме клеток нейтральные жиры откладываются в виде жировых капель.

Жиры являются источником энергии. При окислении 1 г жира до углекислого газа и воды выделяется 38,9 кДж энергии (при окислении 1 г глюкозы – всего 17 кДж).

Жиры служат источником метаболической воды, из 1 г жира образуется 1,1 г воды. Используя свои жировые запасы, верблюды или впадающие в зимнюю спячку суслики могут обходиться без воды длительное время.

Жиры в основном откладываются в клетках жировой ткани. Эта ткань служит энергетическим депо организма, предохраняет его от потери тепла и выполняет защитную функцию. В полости тела между внутренними органами у позвоночных животных формируются упругие жировые прокладки, которые защищают органы от повреждений, а подкожная жировая клетчатка создаёт теплоизоляционный слой.

Воски – пластичные вещества, обладающие водоотталкивающими свойствами. У насекомых они служат материалом для постройки сот. Восковой налёт на поверхности листьев, стеблей, плодов защищает растения от механических повреждений, ультрафиолетового излучения и играет важную роль в регуляции водного баланса.

Не менее важное значение в организме имеют жироподобные вещества.

Представители этой группы – фосфолипиды – формируют основу всех биологических мембран. По своей структуре фосфолипиды сходны с жирами, но в их молекуле один или два остатка жирных кислот замещены остатком фосфорной кислоты.

Важную роль в жизнедеятельности всех живых организмов, особенно животных, играет жироподобное вещество – холестерин. В корковом слое надпочечников, в половых железах и в плаценте из него образуются стероидные гормоны (кортикостероиды и половые гормоны). В клетках печени из холестерина синтезируются желчные кислоты, необходимые для нормального переваривания жиров.

К жироподобным веществам относят также жирорастворимые витамины А, D, E, K, обладающие высокой биологической активностью.

Углеводами называют вещества с общей формулой Сn (h3 O) m. Углеводы — одна из основных групп органических веществ клеток. Они представляют собой первичные продукты фотосинтеза и исходные продукты биосинтеза других органических веществ в растениях (органические кислоты, спирты, аминокислоты и др.), а также входят в состав клеток всех других организмов. В животной клетке содержится I—2% углеводов, в растительных в некоторых случаях — 85—90%.

Выделяют три группы углеводов:

  • моносахариды, или простые сахара;
  • олигосахариды— соединения, состоящие из 2—10 последовательно соединенных молекул простых Сахаров;
  • полисахариды, состоящие более чем из 10 молекул простых Сахаров или их производных.

Моносахариды, это соединения, в основе которых лежит неразветвленная углеродная цепочка, в которой при одном из атомов углерода находится карбонильная группа (С=0), а при всех остальных — по одной гидроксильной группе. В зависимости от длины углеродного скелета (количества атомов углерода) моносахариды разделяют на триозы (С3), гетрозы (С4), пентозы (С5), гексозы (С6), гептозы (С7). Примерами пентоз являются рибоза, дезоксирибоза, гексоз-глюкоза, фруктоза, галактоза.

Моносахариды хорошо растворяются в воде, они сладкие на вкус. В водном растворе моносахариды, начиная с пентоз, приобретают кольцевую форму.

Олигосахариды. При гидролизе олигосахариды образуют несколько молекул простых Сахаров. В олигосахаридах молекулы простых Сахаров соединены так называемыми гликозидными связями, соединяющими атом углерода одной молекулы через кислород с атомом углерода другой молекулы, например:

К наиболее важным олигосахаридам относятся мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар) и сахароза (тростниковый или свекловичный сахар):

глюкоза + глюкоза = мальтоза;
глюкоза + галактоза — лактоза;
глюкоза + фруктоза = саxароза.

Эти сахара называют также дисахаридами.

Полисахариды. Это высокомолекулярные (до 10 000 000 Да) биополимеры, состоящие из большого числа мономеров — простых Сахаров и их производных.

Полисахариды могут состоять из моносахаридов одного или разных типов. В первом случае они называются гомополисаха-риды (крахмал, целлюлоза, хитин и др.), во втором — гетеро-полисахариды (гепарин).

Полисахариды могут иметь линейную, неразветвленную структуру (целлюлоза) либо разветвленную (гликоген). Все полисахариды не растворимы в воде и не имеют сладкого вкуса. Некоторые из них способны набухать и ослизняться.

Наиболее важными полисахаридами являются:

  • Целлюлоза — линейный полисахарид, состоящий из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных между собой водородными связями.
  • Крахмал (у растений) и гликоген (у животных, человека и грибов) являются основными запасными полисахаридами по ряду причин: будучи нерастворимыми в воде, они не оказывают на клетку ни осмотического, ни химического влияния, что важно при длительном нахождении их в живой клетке.
  • Хитин образован молекулами pVD-глюкозы, в которой гидроксильная группа при втором атоме углерода замещена азотсодержащей группой NHCOCh4. Его длинные параллельные цепи так же, как и цепи целлюлозы, собраны в пучки. Хитин — основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Функции углеводов:

Энергетическая. Глюкоза — основной источник энергии, высвобождаемой в клетках живых организмов в ходе клеточного дыхания. Крахмал и гликоген составляют энергетический запас в клетках.

Структурная. Целлюлоза входит в состав клеточных оболочек растений; хитин служит структурным компонентом покровов членистоногих и клеточных стенок многих грибов. Некоторые олигосахариды — составная часть цитоплазматической мембраны клетки (в виде гликопротеинов и гликолипи-дов), образующая гликокаликс. Пентозы участвуют в синтезе нуклеиновых кислот (рибоза входит в состав РНК, дезоксирибоза — в состав ДНК), некоторых коферментов (например, НАД, НАДФ, кофермента А, ФАД), АМФ; принимают участие в фотосинтезе (рибулозо-дифосфат является акцептором С02 в темновой фазе фотосинтеза).

Защитная. У животных гепарин препятствует свертыванию крови, у растений камеди и слизи, образующиеся при повреждении тканей, выполняют защитную функцию.

vseobiology.ru

Органические вещества клеток и их функции.


⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 26Следующая ⇒

Белкии их функции.Белки занимают первое место как по количеству, так и по значению.

Строительная функциябелков заключается в том, что они участвуют в образовании всех клеточных мем­бран в органоидах клетки, а также внеклеточных структур.

Каталитическая функция(от греч. katalysis — разрушение). Все биологические катализаторы (ферменты) — вещества белковой природы. Они ускоряют химические реакции, протекающие в клетке, в десятки и сотни тысяч раз. Фермент катализирует только одну реакцию, т.е. он узкоспецифичен.

Двигательная функцияобеспечивается сократитель­ными белками, которые участвуют во всех видах движения клетки.

Транспортная функциябелков заключается в присоединении химических элементов (например, кислорода) или биологически активных веществ (гормонов) и переносе их к различным тканям и органам тела.

При поступлении в организм чужеродных белков или микро­организмов в белых кровяных тельцах — лейкоцитах — образуют­ся особые белки — антитела. Они связывают и обезвреживают несвойственные организму вещества. В этом выражается защитная функция белков.

Белки служат и одним из источников энергии в клетке, т.е. вы­полняют энергетическую функцию.

Углеводывыполняют две основные функции: строительную и энергетическую. Например, целлюлоза образует стенки раститель­ных клеток; сложный полисахарид хитин — главный структурный компонент наружного скелета членистоногих. Углеводы играют роль основ­ного источника энергии в клетке. Крахмал у растений и гли­коген у животных, откладываясь в клетках, служат энергетиче­ским резервом. Углеводы также участвуют в обезвреживании и выведении из организма ядовитых веществ.

Липиды— это нейтральные жиры, воск, фосфолипиды. Одна из основных функций жиров — энергетическая. Содержание жира в клетке составляет 5— 15 % массы сухого вещества. В клетках жировой тка­ни количество жира возрастает до 90%. Накапливаясь в клетках жировой ткани животных, в семенах и плодах растений, жир слу­жит запасным источником энергии.

Липиды и липоиды выполняют и строительную функцию: они входят в состав клеточных мембран. Вследствие плохой теплопро­водности жир способен выполнять теплоизолирующую функцию. У некоторых животных (тюлени, киты) он откладывается в под­кожной жировой ткани, которая у китов образует слой толщиной до 1 м.

Нуклеиновые кислоты– это молекулы ДНК(дезоксирибонуклеиновой кислоты) и РНК (рибонуклеиновой кислоты), основными функциями которых являются запись, хранение и воспроизведение наследственной информации.

Клетки животных и растений значительно различаются по форме, размерам и внутреннему строению. Однако у тех и других есть сходство в главных чертах процессов жизнедеятельности, обмене веществ, в раздражимости, росте, развитии, способности к изменчивости.

Клетки всех типов содержат два основных компонента, тесно связанных между собой, — цитоплазму и ядро (рис. 3).

Рис. 3Строение клетки (снимок электронного микроскопа).

 

Клеточное ядро— это важнейшая часть клетки. Оно есть почти во всех клетках многоклеточных организмов. Клеточное ядро содержит ДНК- вещество наследственности, в котором зашифрованы все свойства клетки. Поэтому ядро необходимо для осуществления двух важнейших функций. Во-первых, это деление, при котором образуются новые клетки, во всём подобные материнской. Во-вторых, ядро регулирует все процессы белкового синтеза, обмена веществ и энергии, идущие в клетке. Ядроклетки играет основную роль в ее жизнедеятельности, с его удалением клетка прекращает свои функции и гибнет. От цитоплазмы ядро отделено оболочкой, состоящей из двух мембран.

Цитоплазма– это коллоидное вещество, которое заполняет всю клетку. Цитоплазма состоит на 85 % из воды, на 10 % — из белков, остальной объем приходится на долю липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и минеральных соединений; все эти вещества образуют коллоидный раствор, близкий по консистенции глицерину. Движение цитоплазмы осуществляется непрерывно и способствует перемещению питательных веществ и воздуха внутри клетки.

Цитоплазма пронизана канальцами различной формы и величины. Их стенки представляют собой мембраны, тесно контактирующие со всеми органоидами клетки и составляющие вместе с ними единую функционально-структурную систему для осуществления обмена веществ и энергии и перемещения веществ внутри клетки.

В клетках всех живых организмов происходит интенсивное обновление веществ и структур. Из окружающей среды клетка получает вещества, которые подвергаются различным превращениям и затем из них синтезируются органические соединения, необходимые для построения структур клетки. Продукты разложения из клетки выводятся также во внешнюю среду.

В клетке осуществляется пластический и энергетический обмен веществ.

Пластический обмен(или ассимиляция) – это совокупность реакций синтеза органических молекул, идущих на построение тела клетки.

Разновидности пластического обмена – биосинтез белков (у животных и человека), фотосинтез и хемосинтез (в основном у растений).

— Биосинтез белков. Любая клетка организма способна синтезировать свои белки. Эта способность передается из поколения в поколение.

Информация о структуре белков содержится в ДНК. Один из участков молекулы ДНК, который содержит информацию о первичной структуре конкретного белка, называется геном.

Синтез белка начинается с транскрипции – процесса списания информации о структуре белка с участием ДНК(гена) на информационную молекулу РНК, которая выполняет транспортную роль: переносит информацию, а также захватывает необходимые аминокислоты и переносит все это к рибосомам цитоплазмы, где и происходит биосинтез белка.

Если этот процесс нарушается (изменения в окружающей среде, заболевания, канцерогены), часть информации может не списаться (исказиться) или затеряться. В результате ген будет построен не как копия, а измененным (искаженным). Это называется мутацией (от лат. mutatio — изменение, перемена) – т.е. качественные, внезапно появляющиеся изменения генов, передаваемые далее из поколения в поколение. Процесс возникновения мутаций получил название мутагенеза.

— Фотосинтез– это процесс синтеза (построения) органических соединений (глюкоза) из неорганических при помощи солнечного света. Фотосинтез делает энергию Солнца и углерод доступными для живых организмов:

6СО2 + 6Н2О + солнечный свет (энергия) → С6Н12О6 + 6О2

Для осуществления фотосинтеза необходим хлорофилл – вещество зеленого цвета, поглощающее солнечные лучи.

— Хемосинтез– это синтез органических соединений из неорганических при помощи химической энергии, которая выделяется в реакциях окисления неорганических веществ. Процесс хемосинтеза протекает без участия хлорофилла, для его осуществления необязательно наличие света. Хемосинтез осуществляют некоторые группы бактерий – нитрифицирующие, железобактерии, серобактерии, которые играют важную роль в круговороте веществ.

Энергетический обмен.Процессом, противоположным биосинтезу, является диссими­ляция, или катаболизм — совокупность реакций расщепления. При расщеплении высокомолекулярных соединений выделяется энер­гия, необходимая для реакций биосинтеза. Поэтому диссимиля­цию называют еще энергетическим обменом клетки.

Химическая энергия питательных веществ заключена в различ­ных ковалентных связях между атомами в молекуле органических соединений. Например, при разрыве пептидных связей освобож­дается около 12 кДж/моль. В глюкозе количество потенциальной энергии, заключенной в связях между атомами С, Н и О, состав­ляет 2800 кДж/моль (т. е. на 180 г глюкозы). При расщеплении глю­козы энергия выделяется поэтапно при участии ряда ферментов согласно итоговому уравнению:

С6Н1206 + 602 → 6Н20 + 6С02 + 2800 кДж

Этапы энергетического обмена. Энергетический обмен обычно делят на три этапа, каждый из которых осуществляется при учас­тии специальных ферментов.

Первый этап — подготовительный. На этом этапе в пищевари­тельном тракте молекулы ди- и полисахаридов, жиров, белков распадаются на мелкие молекулы — глюкозу, глицерин и жир­ные кислоты, аминокислоты, крупные молекулы нуклеиновых кислот — на нуклеотиды. На этом этапе выделяется небольшое количество энергии, которая рассеивается в виде теплоты.

Второй этап — бескислородный, или неполный. Он называется также анаэробным дыханием, или брожением. Термин «брожение» обычно применяют по отношению к процессам, протекающим в клетках микроорганизмов или растений. Образующиеся на этом этапе вещества при участии ферментов подвергаются дальнейше­му расщеплению. Например, в мышцах в результате анаэробного дыхания молекула глюкозы распадается на две молекулы пировиноградной кислоты, которые затем восстанавливаются в молоч­ную кислоту (С3Н603). В реакциях расщепления глюкозы участву­ют фосфорная кислота и АТФ. В суммарном виде этот процесс выглядит так:

С6Н12О6 + 3Н3РО4 + 2АДФ → 2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2O

У дрожжевых грибов молекула глюкозы без участия кислорода превращается в этиловый спирт и диоксид углерода (спиртовое брожение).

С6Н12O6 + 2Н3РO4 + АДФ → 2С2Н5OН + 2СO2 + 2АТФ + 2Н2O

У других микроорганизмов расщепление глюкозы — гликолиз — может завершаться образованием ацетона, уксусной кислоты и др. Во всех случаях распад одной молекулы сопровождается образова­нием двух молекул АТФ. В ходе бескислородного расщепления глю­козы в виде химической связи в молекуле АТФ сохраняется 40% энергии, а остальная рассеивается в виде теплоты.

Третий этап энергетического обмена — стадия кислородного расщепления, или аэробного дыхания. При доступе кислорода к клетке образовавшиеся во время предыдущего этапа вещества окисляют­ся до конечных продуктов — Н2О и СО2. Кислородное дыхание сопровождается выделением большого количества энергии и ак­кумуляцией ее в молекулах АТФ. Суммарное уравнение аэробного дыхания выглядит так:

3Н603 + 60, + 36Н3Р04 + 36АДФ →6С02 + 6Н20 + 36АТФ + 36Н20

Таким образом, при окислении двух молекул молочной кисло­ты образуется 36 молекул АТФ. Следовательно, основную роль в обеспечении клетки энергией играет аэробное дыхание.

Совокупность процессов ассимиляции (пластического обмена) и диссимиляции (энергетического обмена), в результате которых реализуется связь клетки с окружающей средой, называется обменом веществ, или метаболизмом:

ПЛАСТИЧЕСКИЙ ОБМЕН + ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН = МЕТАБОЛИЗМ

 

У представителей неклеточных форм организации живого (вирусыи бактериофаги(фаги)), строение которых крайне упрощено (состоят из ДНКлибо РНК и белкового футляра), функции обмена веществ и размножения осуществляются только внутри клеток другого организма: у вирусов — внутри клеток растений и животных, у фагов — в бактериальных клетках.

Внеклточную форму живого вещества представляют внрусы, открытые в 1892 г. Д.И.Ивановским (1864 -1920).

Они неспособны к самостоятельному существованию и развиваются в клетках других живых организмов: бактерий, растений, животных, включая человека. В биосфере вирусы выполняют особую функцию. Они вызывают тяжелые заболевания живых организмов, приводящие многих из них к гибели. Тем самым вирусы способствуют гибели ослабленных и выживанию наиболее приспособленных организмов. Существует несколько систем их классификации. Мы будем использовать систему, которая выглядит следующим образом:

А. Надцарство.Доядерные организмы или прокариоты.

1. Царство Бактерий.

2. Царство Архебактерий.

Б. Надцарство.Ядерные организмы или эукариоты.

1. Царство Животных.

1.1 Подцарство Простейших.

1.2 Подцарство Многоклеточных.

2. Царство Грибы.

2.1 Низшие Грибы.

2.2 Высшие Грибы.

3. Царство Растения.

3.1 Подцарство Багрянки.

3.2 Подцарство Настоящие водоросли.

3.3 Подцарство Высшие растения.

Царство Бактерий держит рекорд по разнообразию способов питания: оно единственное, в котором есть представители всех типов питания.

К бактериям — древнейшим фотоавтотрофным организмам на планете — относятся около 50 видов. Гетеротрофные бактерии выполняют в биосфере две основные роли. Первая — разложение отмерших организмов и возвращение исходных элементов в окружающую среду. Значительная часть этой работы происходит в пищеварительных трактах многоклеточных животных. Вторая — непрерывное вовлечение в круговорот новых порций минеральных веществ.

Диаметр большинства бактериальных клеток составляет от 0,1 до 1 мкм, в длину некоторые бактерии достигают от 10 до 30 мкм. Хотя каждая бактериальная клетка очень мала, тем не менее, общая масса бактерий, обитающих на Земле, превышает массу всех других живых организмов вместе взятых.

Крупнейшим событием в современном естествознании явилось открытие архебактерий(от греч. archaioc — древний). Архебактерии обитают в крайне неблагоприятных условиях. Для анаэробных серных архебактерийоптимальными являются температуры от 85°С до 105°С, аэробные серные бактерии живут в среде с водородным показателем рН около 1. Есть бактерии, которые живут в водах, в которых концентрация поваренной соли достигает 20-30%.

По способам питания архебактерии разнообразны. Среди них есть хемо- и фотоавтотрофы, а также гетеротрофы. Удивительно, но среди архебактерийнет форм, вызывающих заболевания растений и животных.

Цианобактерии- древнейшие обитатели планеты. Всем известна слизистая пленка оливкового цвета, покрывающая лужи и прибрежные камни. Это и есть колонии цианобактерий или синезеленые водоросли. Цианобактерии называют экологическим феноменом. Они первыми заселяют вулканические пеплы и туфы, их находят даже в ядерных реакторах. Цианобактерии встречаются повсеместно — на суше и в океане, в горячих источниках и на снегу и даже на шерсти некоторых животных. Среди цианобактерий имеются группы с различным питанием: фотоавтотрофы, хемотрофы, гетеротрофы. Около сотни видов цианобактерий способны фиксировать азот атмосферы.

Фиксация азота по своему значению сравнима только с фотосинтезом. Из фиксируемого естественным путем азота около 90% связывается прокариотами и только 10% — при атмосферных электрических процессах — молниях.

Цианобактерий совместно с бактериями и почвенными насекомыми создают почвы на бесплодных прежде скалах. Тем самым биосферная роль цианобактерий определяется тем, что они заселяют бесплодные прежде субстраты, подготавливая их для заселения разнородным живым веществом.

 

ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ

 

1. АУТЭКОЛОГИЯ (ЭКОЛОГИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗМОВ)

Аутэколо́гия(греч. Autos – сам) (факториальная экология) — изучает последствия воздействия абиотических, т.е. негативных, факторов окружающей среды на отдельную особь. Рассматривают приспособительные (адаптационные) способности особи к воздействию факторов водной, наземно-воздушной, почвенной или организменной среды, в которой данная особь развивается. Устанавливаются общие закономерности взаимодействия организма с окружающей его средой.

 

Среда обитания

Под средой обитания следует понимать пространство, непосредственно окружающее организм, т.е. комплекс природных тел и явлений, с которыми организм вступает в прямые или косвенные отношения.

В соответствии с законом равнозначности всех условий жизни все природные условия среды, необходимые для жизни, играют равнозначную роль.

Различают водную, наземно-воздушную, почвенную, а также организменную среду, образуемую самими живыми организмами, тела которых используются паразитами или симбионтами.

Для каждой из этих сред характерны специфические условия жизни.

Водная средав ходе эволюционного развития была освоена живыми организмами раньше других.

Особенности водной среды проистекают из физико-химических свойств воды. Поскольку она легко растворяет минеральные соли, живые организмы вместе с ней поглощают питательные вещества без каких-либо существенных изменений собственного химического состава. От прозрачности воды зависит фотосинтез зеленых и пурпурных водорослей, фитопланктона, высших растений.

Для водной среды характерны плотность и вязкость. Плотность воды примерно в 800 раз, а вязкость примерно в 55 раз выше, чем у воздуха.

Поэтому водные организмы (особенно, активно движущиеся) сталкиваются с большой силой гидродинамического сопротивления. Эволюция многих групп водных животных по этой причине шла в направлении формирования формы тела и типов движения, снижающих лобовое сопротивление, что приводит к снижению энергозатрат на плавание. Так, обтекаемая форма тела встречается у представителей различных групп организмов, обитающих в воде, — дельфинов (млекопитающих), костистых и хрящевых рыб и др.

В водной среде жизни важнейшим экологическим фактором является кислород. Несмотря на хорошую растворимость кислорода в воде его содержание в ней меньше, чем в воздухе (примерно 1 % по объему).

Живые организмы, постоянно обитающие в водной среде, или живущие в воде часть жизненного цикла, называютсягидробионтами.К ним относятся:

планктон(греч. Planktos – парящий) — совокупность организмов, пассивно обитающих в толще воды и неспособных активно сопротивляться переносу течениями. Различают фитопланктон и зоопланктон. Фитопланктон(от греч. Phyton растение) — совокупность микроскопических растений, служит важнейшим источником кислорода и органических веществ для других обитателей водной среды, в частности, зоопланктона (от греч. zoon – животное). К зоопланктону относятся некоторые простейшие, ракообразные, моллюски и др.;

нектон(греч. Nektos – плавающий) — совокупность активно плавающих организмов, обитающих в толще воды и способных противостоять силе течения и самостоятельно перемещаться на значительные расстояния. К нектонам относятся: рыбы, кальмары, китообразные, ластоногие, водные змеи, черепахи, пингвины и др.;

бентос(греч. Benthos — глубина) — совокупность организмов, обитающих на дне (на грунте или в грунте) водной среды. Организмы бентоса служат объектами питания многим рыбам и другим водным животным.

С процессом увеличения глубинных вод, насыщенных биогенными элементами, связан апвеллинг. Апвеллинг(от англ. up — наверх и well — хлынуть) — это подъем вод из морских глубин к поверхности, вызываемый устойчиво дующими ветрами, которые сгоняют поверхностные воды в сторону открытого моря, а взамен на поверхность поднимаются воды нижележащих слоев. Глубинные воды содержат большое количество питательных веществ, способствующих развитию плавающих растений. Районы апвеллинга являются местами интенсивного лова рыбы, питающейся плавающими растениями.

Обитателей водной среды называют гидробионтами(от греч. hydor – вода).

Наземно-воздушная средаболее сложна в своем строении и её населяют организмы, имеющие более высокую организацию.

Для этой среды наиболее существенную роль играют такие условия, как температура воздуха, интенсивность освещения, насыщенность кислородом, влажность и другие.

В почвенной среде, где обитают микроорганизмы и находятся корневые системы множества растений, температура воздуха и свет не так важны, как структура, химический состав и влажность почв.

Организмы, обитающие здесь, как правило, лишены зрения; обитателей почв называют эдафобионтами(от греч. эдафос – почва) или геобионтами(от греч. гео – земля).

Среда жизни, обитая в которой организмы осуществляют связь с внешней средой через хозяина, называется организменной. Эту среду как правило занимают организмы, называемые паразитами, или симбионтами.Важную роль здесь играют обилие пищи, относительная стабильность условий, защищенность от неблагоприятных внешних воздействий и крайне нежелательно активное сопротивление организма-хозяина.

 


Рекомендуемые страницы:

lektsia.com

Основные структурные и химические элементы клетки

Содержание химических элементов в клетке

Подобность элементарного химического состава клеток всех организмов свидетельствует о единстве живой природы. Вместе с тем нет ни одного химического элемента живых организмов, которые не встречались бы в телах неживой природы. Этим подтверждается единство неживой и живой природы.

Наибольшее процентное содержание в клетке составляют четыре элемента:

  • кислород (65 – 70%),
  • углерод (15 – 18%),
  • водород (8 – 10%),
  • азот (2 – 3%).

Это органогенные элементы.

В целом они составляют 95 – 98% общей массы живого организма.

Такие элементы, как кальций, калий, фосфор, сера, силиций, натрий, хлор, магний, железо составляют в живом организме десятые доли процента. Перечисленные элементы относятся к макроэлементам.

Кобальт, цинк, медь, марганец, хром, бром, бром, йод, литий, радий содержатся в очень малых количествах, меньших за 0,01%. Их называют микроэлементами.

Важность того или другого химического элемента для живых существ не определяется его количеством.

Ряд микроэлементов входят в состав ферментов, гормонов и других жизненно важных соединений, которые влияют на процессы размножения, кровообразования и др.

Пример 1

Цинк входит в состав молекулы инсулина; кобальт – в состав цианокобаламина (витамин В12) и т. п.

Все живые организмы резко отличаются от окружающей неорганической природы по количественному составу химических элементов.

Пример 2

Углерода в растениях содержится около 18%, а в почве – меньше 1%, а кремния, наоборот, в растениях – 0,15%, а в почве – 33%.

Замечание 1

Большое содержание углерода в составе живых организмов определяется наличием в них углеродосодержащих соединений, которые называются органическими.

В некоторых живых организмах накопляются определённые химические элементы.

Пример 3

В водорослях накопляется йод, в лютиковых – литий, а в болотной ряске – радий и т. п.

Вода и другие неорганические вещества, их роль в жизнедеятельности клетки

Из неорганических соединений в клетке больше всего воды.

Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной ткани, тем больше она содержит воды.

Пример 4

В эмбрионе человека в возрасте 1,5 месяцев вода составляет 97,5%, у восьмимесячного – 83, у новорождённого ребёнка – 74, у взрослого человека в среднем 66%.

Содержание воды у человека в разных органах и тканях тоже разное.

Пример 5

Мозг взрослого человека содержит 86% воды, печень – 70, кости – 20% воды.

С возрастом её содержание в тканях уменьшается.

Вода выполняет в клетках много функций:

  • сохранение объёма,
  • упругость клетки,
  • растворение различных химических веществ.

Кроме того, вода – это та среда, в которой происходят все химические процессы. Она непосредственно берёт участие во всех химических реакциях: жиры, углеводы и другие органические соединения расщепляются в результате химического взаимодействия их с водой.

Благодаря высокой теплоёмкости вода оберегает цитоплазму от резких колебаний температуры и способствует терморегуляции клеток и организма.

Часть молекул воды (около 15%) в клетках находится в связанном состоянии с белковыми молекулами. Они изолируют молекулы белка друг от друга в коллоидных растворах.

Большое количество органических веществ клетки (липиды) имеют низкую растворимость в воде. Притяжение молекул воды к этим веществам достаточно слабое, потому они, составляя основу клеточной мембраны, ограничивают переход воды из клетки во внешнюю среду и наоборот, а также из одних участков клетки в другие.

Минеральные соли в большом количестве содержатся в клетках опорных органов – хитиновых панцирей, черепашек моллюсков, костей. В цитоплазме других клеток большая часть солей содержится в диссоциированном состоянии в виде катионов и анионов – калия, натрия, кальция, хлора и др.

Содержание в клетке катионов имеет важное значение для её функционирования. Поступление воды в клетку зависит от концентрации солей, потому что клеточная мембрана проницаема для молекул воды и непроницаема для многих больших молекул и ионов. Если в окружающей среде содержится меньшее количество ионов, чем в цитоплазме клетки, то вода поступает в клетку до выравнивания концентрации солей (осмос).

Наличие солей в цитоплазме определяет её буферные свойства – способность поддерживать рН на постоянном уровне (близко к нейтральной реакции), несмотря на то, что в процессе обмена веществ непрерывно образуются кислые и щелочные продукты.

Строение и биологические функции органических веществ, входящих в состав клетки

Различные клетки могут очень отличаться по содержанию органических веществ.

Замечание 2

В перерасчёте на сухую массу в клетках содержится липидов – 5-15%, белков около 10-12, углеводов – 0,2-2, нуклеиновых кислот – 1-2% массы клетки.

Большинство органических соединений имеют длинные молекулы (полимеры), состоящие из цепи более простых молекул (однородные или разнородные мономеры).

Углеводы в большом количестве содержатся в растительных клетках. В некоторых плодах, семенах, клубнях количество их иногда достигает 90%.

В животных клетках углеводов значительно меньше – до 5%.

Простые углеводы называются моносахаридами, сложные – полисахаридами.

Из моносахаридов в организмах встречаются пентозы (имеют 5 атомов углерода) и гексозы (6 атомов углерода). Среди пентоз наиболее важны рибоза (составляющая РНК) и дезоксирибоза (составляющая ДНК). Среди гексоз – глюкоза и фруктоза: их много содержится в плодах растений и в мёде, чем обуславливается их сладкий вкус. Глюкоза содержится и в крови человека (около 0,12%). Этот углевод – основной энергетический материал обмена веществ для всех клеток.

В результате полимеризации двух или нескольких моносахаридов образуются полисахариды.

Среди дисахаридов наиболее распространены сахароза (состоит из молекул глюкозы и фруктозы) и лактоза, или молочный сахар (состоит из молекул глюкозы и галактозы).

Из полимеров в природе чаще всего крахмал, целлюлоза (клетчатка; у растений) и гликоген (у животных). Общая формула их – (С6Н10О5)n, а мономером этих полисахаридов является глюкоза.

Пример 6

Каждая клетка клетчатки (целлюлозы) образована цепью из 150 – 200 молекул глюкозы.

Углеводы – своеобразное «топливо» для живой клетки: окисляясь, они освобождают химическую энергию (1 г – 17,6 кДж), которая используется клеткой на все процессы жизнедеятельности. У растений углеводы выполняют и строительные функции: из них образуются оболочки клеток.

Липиды – это низкомолекулярные вещества с гидрофобными свойствами. Вместе с белками и углеводами это основные компоненты всех видов клеток. В различных органах и тканях содержание липидов неодинаково. Особенно много их в нервной ткани, сердце, печени, почках, крови, семенах и плодах некоторых растений.

По химическому строению липиды достаточно разнообразны. В их состав входят высшие жирные кислоты, спирты, альдегиды, азотистые основания, аминокислоты, аминоспирты, углеводы, фосфорная кислота и др. Между этими соединениями могут образовываться связи: эфирные, сложноэфирные, гликозидные, амидные, фосфоэфирные и т. п.

Классификация липидов очень сложная через сложность строения молекул этих веществ и их разнообразие. Сейчас все липиды принято делить на нейтральные (жиры) и фосфолипиды.

Нейтральные липиды – это производные высших жирных кислот и трёхатомного спирта глицерина. Как и углеводы, жиры используются как источник энергии: при расщеплении одного грамма жира выделяется 38,9 кДж энергии.

Подкожный жир играет важную теплоизоляционную роль для многих животных. У животных, впадающих в спячку, жиры обеспечивают организм необходимой энергией, поскольку питательные вещества извне в это время не поступаю. Основной запас питательных веществ жиры составляют и в семенах многих растений.

Фосфолипиды – наибольшая часть липидов, которые входят в состав мембран. Если в среднем на липиды приходится 40% сухой массы мембран, то из них: 80% — на фосфолипиды. Отсюда понятно, что основные функции мембран (регулирование проницательности различных веществ и клеточного содержимого, функционирование ионных насосов, восприятие, обработка и передача внутрь клетки информации с её поверхности, иммунный ответ, синтез белков и много другого) осуществляются с участием фосфолипидов.

Замечание 3

Именно липиды являются растворителями некоторых жирорастворимых витаминов, поскольку сами не растворяются в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях.

Белки, или протеины, составляют 50 – 80% всех органических веществ клетки, они входят в состав межклеточной жидкости, лимфы, плазмы крови. Все белки – полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. В состав белков входит приблизительно 20 различных аминокислот.

Значение белков достаточно велико, потому что жизнь всегда связана с белками. Белки входят в состав всех органоидов и мембран клетки составляя главный структурный материал.

Очень важна двигательная функция белков. Комплексы из молекул некоторых белков (например, актина и миозина) способны к сокращению. Благодаря этой способности белков осуществляется сокращение мышц, движение ресничек и жгутиков, перемещение хромосом в клетке и т.п.

Некоторые белки выполняют в организме сигнальные функции. С ними связана раздражительность клеток и организмов.

Ещё одна функция белков – защитная, которая обеспечивается особенными белками (антителами), которые обезвреживают, нейтрализуют посторонние (чужеродные) для организма вещества.

В конце концов, белки являются источником энергии. В процессе расщепления белковой молекулы на отдельные аминокислоты часть их может использоваться для биосинтеза новых молекул белка, а часть расщепляется окончательно, освобождая энергию. При полном расщеплении 1 г белка освобождается 17,6 кДж энергии.

Огромное значение имеют белки как биокатализаторы, или ферменты.

Молекулы одних ферментов состоят только из белков, а другие могут функционировать лишь при наличии в молекуле двух компонентов – белкового (апофермента) и небелкового (кофермента). Коферментами могут быть различные органические вещества, в частности и витамины.

Ни одна реакция в клетке не может происходить с нормальной скоростью без участия ферментов как биологических катализаторов.

При классификации ферментов учитываются как специфика их действия на субстрат, так и химические реакции. Различают ферменты – липазы (расщепляют липиды), амилазы (расщепляют углеводы), пептидазы (расщепляют белки), а также ферменты окислительно–восстановительных реакций, реакций гидролиза и синтеза, реакций перенесения, присоединения или отщепления определённых органических соединений. Сегодня составлен каталог ферментов, в котором каждый из них имеет свой номер и систематическое название.

Пример 7

Пепсин по номенклатуре ферментов обозначается – 3.4.4.1 (пептид-пептидогидролаза), а липаза – 3.1.1.3 (гидролаза эфиров глицерина).

Выборочность действия ферментов на различные химические вещества связана с их строением. Молекулы всех ферментов имеют один или несколько активных центров, которыми они прикрепляются к тем веществам, на которые способны действовать. Потому действие ферментов всегда специфично.

Пример 8

Два пищеварительных фермента – пепсин и трипсин – участвуют в расщеплении молекул белков до небольших фрагментов, но каждый из них действует по-разному. Пепсин разрушает связи аминокислоты тирозина, а трипсин – аминокислот аргинина и лизина, причём первый действует на аминогруппы, а второй – на карбоксильные группы аминокислот.

Обычно ферменты катализируют много последовательных реакций, причём вещества, возникщие с участием первого фермента, служат субстратом для другого и т.п.

Действие ферментов в клетке всегда согласовано и происходит в определённой последовательности. Это достигается благодаря тому, что ферменты локализованы в разных участках клеточной мембраны. В органоидах клетки ферменты также расположены последовательно, образуя упорядоченные системы.

В зависимости от наличия комплекса ферментов у различных видов организмов и в различных органах обмен веществ происходит по-разному. Для функционирования каждого фермента необходимы оптимальные температура и реакция среды, поскольку одни активны в нейтральной (ферменты слюны), другие – в кислой (ферменты желудочного сока) или щелочной (ферменты поджелудочной железы) среде. При нагревании выше 60 градусов многие ферменты инактивируются (происходит денатурация белка).

Нуклеиновые кислоты (лат. nucleus – ядро) были впервые обнаружены и выделены из ядер клеток. Существует два вида нуклеиновых кислот – дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Основная часть ДНК сосредоточена в хромосомах клетки и лишь небольшое её количество содержится в митохондриях и пластидах. РНК содержится в ядрышках, а также в цитоплазме.

spravochnick.ru

Функции клеток

Функции клеток

 

Тело человека имеет клеточное строение. Клетки находятся в межклеточном веществе, которое обеспечивает им механическую прочность, питание и дыхание. Клетки разнообразны по размерам, форме, функциям. Изучением строения и функций клеток занимается цитология (греч. «цитос» — клетка).

Клетка покрыта мембраной, состоящей из нескольких слоев молекул, обеспечивающей избирательную проницаемость веществ. Пространство между мембранами соседних клеток заполнено жидким межклеточным веществом. Главная функция мембраны: осуществляется обмен веществ между клеткой и межклеточным веществом.

Цитоплазма — вязкое полужидкое вещество. Цитоплазма содержит ряд мельчайших структур клетки — органоидов, которые выполняют различные функции: эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, лизосомы, комплекс Гольджи, клеточный центр, ядро.

Эндоплазматическая сеть — система канальцев и полостей, пронизывающая всю цитоплазму. Основная функция — участие в синтезе, накопление и передвижение основных органических веществ , вырабатываемых клеткой , синтез белка .

Рибосомы — плотные тельца, содержащие белок и рибо-нуклеиновую — (РНК) кислоту. Они являются местом синтеза белка. Комплекс Гольджи- ограниченные мембранами полости с отходящими от них трубочками и расположенными на их концах пузырьками. Основная функция — накопление органических веществ, образование лизосом.

Клеточный центр образован двумя тельцами, которые участвуют в делении клетки. Эти тельца расположены возле ядра.

Ядро — важнейшая структура клетки. Полость ядра заполнена ядерным соком. В нем находятся ядрышко, нуклеиновые кислоты, белки, жиры, углеводы, хромосомы. В хромосомах заключена наследственная информация. Для клеток характерно постоянное количество хромосом. В клетках тела человека содержится по 46 хромосом, а в половых клетках — по 23.

Лизосомы — округлые тельца с комплексом ферментов внутри. Их основная функция — переваривание пищевых частиц и удаление отмерших органоидов.

В состав клеток входят неорганические и органические соединения.

Неорганические вещества — вода и соли. Вода составляет до 80% массы клетки. Она растворяет вещества, участвующие в химических реакциях: переносит питательные вещества, выводит из клетки отработанные и вредные соединения.

Минеральные соли — хлорид натрия, хлорид калия и др., играют важную роль в распределении воды между клетками и межклеточным веществом. Отдельные химические элементы: кислород, водород, азот, сера, железо, магний, цинк, йод, фосфор участвуют в создании жизненно важных органических соединений.

Органические соединения образуют до 20-30% массы каждой клетки. Среди них наибольшее значение имеют белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.

Белки — основные и самые сложные из встречающихся в природе органических веществ. Молекула белка имеет большие размеры, состоит из аминокислот. Белки служат строительным материалом клетки. Они участвуют в формировании мембран клетки, ядра, цитоплазмы, органоидов. Белки-ферменты являются ускорителями течения химических реакций. Только в одной клетке насчитывается до 1000 разных белков. Состоят из углерода, водорода, азота, кислорода, серы, фосфора.

Углеводы — состоят из углерода, водорода, кислорода. К углеводам относятся глюкоза, животный крахмал гликоген. При распаде 1 г освобождается 17,2 кДж энергии.

Жиры образованы теми же химическими элементами, что и углеводы. Жиры нерастворимы в воде. Входят они в состав клеточных мембран, служат запасным источником энергии в организме. При расщеплении 1 г жира освобождается 39,1 кДж энергии.

Нуклеиновые кислоты бывают двух типов — ДНК и РНК.

ДНК находится в ядре, входит в состав хромосом, определяет состав белков клетки и передачу наследственных признаков и свойств от родителей к потомству. Функции РНК связаны с образованием характерных для этой клетки белков.

Основное жизненное свойство клетки — обмен веществ. Из межклеточного вещества в клетки постоянно поступают питательные вещества и кислород и выделяются продукты распада.

Вещества, поступившие в клетку, участвуют в процессах биосинтеза.

Биосинтез — это образование белков, жиров, углеводов и их соединений из более простых веществ. Одновременно с биосинтезом в клетках происходит распад органических соединений. Большинство реакций распада идет с участием кислорода и освобождением энергии. В результате обмена веществ состав клеток постоянно обновляется: одни вещества образуются, а другие разрушаются.

Свойство живых клеток, тканей, целого организма реагировать на внешние или внутренние воздействия — раздражители называется раздражимостью. В ответ на химические и физические раздражения в клетках возникают специфические изменения их жизнедеятельности.

Клеткам свойственны рост и размножение. Каждая из образовавшихся дочерних клеток растет и достигает размеров материнской. Новые клетки выполняют функцию материнской клетки. Продолжительность жизни клеток различна: от нескольких часов до десятков лет.

Таким образом, живая клетка обладает рядом жизненных свойств: обменом веществ, раздражимостью, ростом и размножением, подвижностью, на основе которых осуществляются функции целого организма.

2. ТКАНИ И ОРГАНЫ. СИСТЕМЫ ОРГАНОВ, ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ, ИХ РЕГУЛЯЦИЯ

Ткань — это группа клеток и межклеточное вещество, объединенные общим строением, функцией и происхождением. В теле человека различают четыре основных типа тканей: эпителиальную (покровную), соединительную, мышечную” нервную,

Эпителиальная ткань образует покровы тела, железы, выстилает полости внутренних органов. Клетки ткани близко прилегают друг к другу, межклеточного вещества мало. Создается препятствие для проникновения микробов, вредных веществ, защита лежащих под эпителием тканей. Смена клеток происходит благодаря способности к быстрому размножению.

Соединительная ткань. Ее особенность — сильное развитие межклеточного вещества. Основные функции ткани — питательная и опорная. К соединительной ткани относятся кровь, лимфа, хрящевая, костная, жировая ткани.

Кровь и лимфа состоят из жидкого межклеточного вещества и клеток крови. Эти ткани обеспечивают связь между органами, перенося вещества и газы.

Волокнистая соединительная ткань состоит из клеток, связанных межклеточным веществом в виде волокон. Волокна могут лежать плотно и рыхло. Волокнистая соединительная ткань имеется во всех органах.

В хрящевой ткани клетки крупные, межклеточное вещество упругое, плотное, содержит эластичные волокна.

Костная ткань состоит из костных пластинок, внутри которых лежат клетки. Клетки соединены друг с другом многочисленными тонкими отростками. Ткань отличается твердостью.

Мышечная ткань образована мышечными волокнами. В их цитоплазме находятся нити, способные к сокращению. Выделяют гладкую и поперечно-полосатую мышечную ткань. Гладкая мышечная ткань входит в состав стенок внутренних органов (желудок, кишки, мочевой пузырь, кровеносные сосуды).

Поперечно-полосатая мышечная ткань подразделяется на скелетную и сердечную. Скелетная состоит из волокон вытянутой формы, достигающих в длину 10-12 см. Сердечная мышечная ткань, так же как и скелетная, имеет поперечную исчерченнесть. Однако, в отличие от скелетной, здесь есть специальные участки, где мышечные волокна плотно смыкаются. Благодаря такому строению сокращение одного волокна быстро передается соседним. Это обеспечивает одновременность сокращения больших участков сердечной мышцы.

За счет гладких мышц происходит сокращение внутренних органов и изменение диаметров кровеносных сосудов.

Сокращение скелетных мышц обеспечивает движение тела в пространстве и перемещение одних частей по отношению к другим.

Нервная ткань. Структурной единицей нервной ткани является нервная клетка — нейрон. Нейрон состоит из тела и отростков. Основные свойства нейрона — способность возбуждаться и проводить это возбуждение по нервным волокнам.

Нервная ткань составляет головной и спинной мозг, обеспечивает объединение функций всех частей организма.

Различные ткани соединяются между собой и образуют органы. Орган занимает постоянное положение и имеет определенные строение, форму, функции. Одна из тканей, входящих в состав органа, определяет его главную функцию, другие ткани помогают в осуществлении этой функции. Органы, расположенные в полости тела, называют внутренними органами. Органы, объединенные общей функцией и происхождением, составляют систему органов. Системы разнородных органов, которые объединяются для выполнения общей функции, называют аппаратом. Так, опорно-двигательный аппарат включает костную и мышечную системы.

Различают следующие физиологические системы: покровную, систему опоры и движения, пищеварительную, кровеносную, дыхательную, выделительную, половую, эндокринную, нервную.

Временное объединение органов и систем органов называют функциональной системой. Они нужны для достижения результатов приспособительной деятельности, для выполнения общей функции. Теорию функциональных систем разработал физиолог академик Л .К. Анохин.

Таким образом, можно выделить схему построения организма: молекулы — клеточные органоиды — клетки — ткани — органы — системы органов — организм.

 

3. НЕРВНО-ГУМОРАЛЬНАЯ СИСТЕМА (СПИННОЙ МОЗГ, ГОЛОВНОЙ МОЗГ, ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ), СТРОЕНИЕ, ФУНКЦИИ. НАРУШЕНИЯ НЕРВНОЙ И ГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ, ИХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

 

Человеку приходится постоянно регулировать физиологические процессы в соответствии с собственными потребностями и изменениями окружающей среды. Для осуществления постоянной регуляции физиологические процессов используются два механизма: гуморальный и нервный.

Гуморальная регуляция осуществляется с помощью химических веществ, которые поступают из различных органов и тканей тела в кровь и разносятся ею по всему организму. Гуморальная регуляция является древней формой взаимодействия клеток и органов.

Нервная регуляция физиологических процессов заключается во взаимодействии органов тела с помощью нервной системы. Нервная и гуморальная регуляции функций организма взаимно связаны, образуют единый механизм нервно-гуморальной регуляции функций организма.

Нервная система играет важнейшую роль в регуляции функций организма. Она обеспечивает согласованную работу клеток, тканей, органов и их систем. Организм функционирует как единое целое. Благодаря нервной системе осуществляется связь организма с внешней средой. Деятельность нервной системы лежит в основе чувств, обучения, памяти, речи и мышления — психических процессов, с помощью которых человек не только познает окружающую среду, но и может активно ее изменять.

Нервная система подразделяется на две части: центральную и периферическую. Восстав центральной нервной системы входят головной и спинной мозг, образованные нервной тканью. Структурной единицей нервной ткани является нервная клетка — нейрон.-Нейрон состоит из тела и отростков. Тело нейрона может быть различной формы. Нейрон имеет ядро, короткие, толстые, сильно ветвящиеся вблизи тела отростки (дендриты) и длинный отросток аксон (до 1,5 м). Аксоны образуют нервные волокна.

Тела нейронов образуют серое вещество головного и спинного мозга, а скопления их отростков — белое вещество.

Тела нервных клеток за пределами центральной нервной системы образуют нервные узлы. Нервные узлы и нервы (скопления длиных отростков нервных клеток, покрытых оболочкой) образуют периферическую нервную систему.

Спинной мозг расположен в костном позвоночном канале.

Это длинный белый шнур диаметром около 1 см. В центре спинного мозга проходит узкий спинномозговой канал, заполненный спинномозговой жидкостью. На передней и задней поверхности спинного мозга имеются две глубокие продольные борозды. Они делят его на правую и левую половины. Центральная часть спинного мозга образована серым веществом, которое состоит из вставочных и двигательных нейронов . Вокруг серого вещества расположено белое вещество, образованное длинными отростками нейронов. Они направляются вверх или вниз вдоль спинного мозга, образуя восходящие и нисходящие проводящие пути. От спинного мозга отходит 31 пара смешанных спинно-мозговых нервов, каждый из которых начинается двумя корешками: передним и задним. Задние корешки — это аксоны чувствительных нейронов. Скопления тел этих нейронов образуют спинно-мозговые узлы. Передние корешки — это аксоны двигательных нейронов. Спинной мозг выполняет 2 основные функции: рефлекторную и проводниковую.

Рефлекторная функция спинного мозга обеспечивает движение. Через спинной мозг проходят рефлекторные дуги, с которыми связано сокращение скелетных мышц тела. Белое вещество спинного мозга обеспечивает связь и согласованную работу всех отделов центральной нервной системы, осуществляя проводниковую функцию. Головной мозг регулирует работу спинного мозга.

Головной мозг расположен в полости черепа. Он включает отделы: продолговатый мозг, мост, мозжечок, средний мозг, промежуточный мозг и большие полушария. Белое вещество образует проводящие пути головного мозга. Они связывают головной мозг со спинным, части головного мозга между собой.

Благодаря проводящим путям вся центральная нервная система функционирует как единое целое. Серое вещество в виде ядер располагается внутри белого вещества, образует кору, покрывая полушария мозга и мозжечка.

Продолговатый мозг и мост — продолжение спинного мозга, выполняют рефлекторную и проводниковую функции. Ядра продолговатого мозга и моста регулируют пищеварение, дыхание, сердечную деятельность. Эти отделы регулируют жевание, глотание, сосание, защитные рефлексы: рвоту, чихание, кашель.

Над продолговатым мозгом расположен мозжечок. Поверхность его образована серым веществом — корой, под которой в белом веществе находятся ядра. Мозжечок связан со многими отделами центральной нервной системы. Мозжечок регулирует двигательные акты. Когда нарушается  нормальная деятельность мозжечка, люди теряют способность к точным согласованным движениям, сохранению равновесия тела.

В среднем мозге расположены ядра, которые посылают к скелетным мышцам  нервные импульсы, поддерживающие их напряжение — тонус. В среднем мозге проходят рефлекторные дуги ориентировочных рефлексов на зрительные и звуковые раздражения. Продолговатый мозг, мост и средний мозг образуют ствол мозга. От него отходят 12 пар черепно-мозговых нервов. Нервы связывают мозг с органами чувств, мышцами и железами, расположенными на голове. Одна пара нервов — блуждающий нерв — связывает мозг с внутренними органами: сердцем, легкими, желудком, кишечником и др. Через промежуточный мозг поступают импульсы к коре больших полушарий от всех рецептаров (зрительных, слуховых, кожных, вкусовых).

Ходьба, бег, плавание связаны с промежуточным мозгом. Его ядра согласуют работу различных внутренних органов. Промежуточный мозг регулирует обмен веществ, потребление пищи и воды, поддержание постоянной температуры тела.

Часть периферической нервной системы, которая регулирует работу скелетных мышц, называют соматической (греч, «сома» — тело) нервной системой. Часть нервной системы, регулирующую деятельность внутренних органов (сердца, желудка, различных желез) называют автономной или вегетативной нервной системой. Вегетативная нервная система регулирует работу органов, точно приспосабливая их деятельность к условиям внешней среды и собственным потребностям организма.

Вегетативная рефлекторная дуга состоит из трех звеньев: чувствительного, вставочного и исполнительного. Вегетативная нервная система подразделяется на симпатический и парасимпатический отделы. Симпатическая вегетативная нервная система связана со спинным мозгом, где находятся тела первых нейронов, отростки которых заканчиваются в нервных узлах двух симпатических цепочек, расположенных по обе стороны спереди позвоночника. В симпатических нервных узлах находятся тела вторых нейронов, отростки которых непосредственно иннервируют рабочие органы. Симпатическая нервная система усиливает обмен веществ, повышает возбудимость большинства тканей, мобилизует силы организма на активную деятельность.

Парасимпатическая часть вегетативной нервной системы образована несколькими нервами, отходящими от продолговатого мозга и от нижнего отдела спинного мозга. Парасимпатические узлы, где находятся тела вторых нейронов, расположены в органах, на деятельность которых они влияют. Большинство органов иннервируется как симпатической, так и парасимпатической нервной системой. Парасимпатическая нервная система способствует восстановлению израсходованных запасов энергии, регулирует жизнедеятельность организма во время сна.

Кора больших полушарий образует складки, борозды, извилины. Складчатое строение увеличивает поверхность коры и ее объем, а значит число образующих ее нейронов. Кора отвечает за восприятие всей поступающей в мозг информации (зрительной, слуховой, осязательной, вкусовой), за управление всеми сложными мышечными движениями. Именно с функциями коры связана .мыслительная и речевая деятельность и память.

Кора больших полушарий состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной. В затылочной доле находятся зрительные области, ответственные за восприятие зрительных сигналов. Слуховые области, ответственные за восприятие звуков, находятся в височных долях. Теменная доля — чувствительный центр, принимающий информацию, поступающую от кожи, костей, суставов, мышц. Лобная доля мозга ответственна за составление программ поведения и управление трудовой деятельностью. С развитием лобных областей коры связан высокий уровень психических способностей человека по сравнению с животными. В составе человеческого мозга есть структуры, которых нет у животных — речевой центр. У человека существует специализация полушарий — многие высшие функции мозга выполняются одним из них. У правшей в левом полушарии находятся слуховой и двигательный центры речи. Они обеспечивают восприятие устной и формирование устной и письменной речи.

Левое полушарие ответственно за осуществление, математических операций и процесса мышления. Правое полушарие отвечает за узнавание людей по голосу и за восприятие музыки, узнавание человеческих лиц и ответственно за музыкальное и художественное творчество — участвует в процессах образного мышления.

Центральная нервная система постоянно контролирует работу сердца посредством нервных импульсов. Внутри полостей самого сердца и в. стенках крупных сосудов расположены нервные окончания — рецепторы, воспринимающие колебания давления в сердце и сосудах. Импульсы от рецепторов вызывают рефлексы, влияющие на работу сердца. Существует два вида нервных влияний на сердце: одни — тормозящие (снижающие частоту сокращений сердца), другие — ускоряющие.

Импульсы передаются к сердцу по нервным волокнам от нервных центров, расположенных в продолговатом и спинном мозге.

Влияния, ослабляющие работу сердца, передаются по парасимпатическим нервам, а усиливающие его работу — по симпатическим. Деятельность сердца находится также и под влиянием гуморальной регуляции. Адреналин — гормон надпочечников, даже в очень малых дозах усиливает работу сердца. Так, боль вызывает выделение в кровь адреналина в количестве нескольких микрограммов, который заметно изменяет деятельность сердца. В практике адреналин иногда вводят в остановившееся сердце, чтобы заставить его сокращаться. Увеличение содержания солей калия в крови угнетает, а кальция — усиливает работу сердца. Веществом, тормозящим работу сердца, является ацетилхолин. Сердце чувствительно даже к дозе 0,0000001 мг, что отчетливо замедляет его ритм. Нервная и гуморальная регуляции совместно обеспечивают очень точное приспособление деятельности сердца к условиям окружающей среды.

Согласованность, ритмичность сокращений и расслаблений дыхательных мышц обусловлены поступающими к ним по нервам импульсами от дыхательного центра продолговатого мозга. И.М. Сеченов в 1882 г. установил, что примерно через каждые 4 сек, в дыхательном центре автоматически возникают возбуждения, обеспечивающие чередование вдоха и выдоха.

Дыхательный центр изменяет глубину и частоту дыхательных движений, обеспечивая оптимальное содержание газов в крови.

Гуморальная регуляция дыхания состоит в том, что повышение концентрации углекислого газа в крови возбуждает дыхательный центр — частота и глубина дыхания увеличиваются, а уменьшение СО2 понижает возбудимость дыхательного центра — частота и глубина дыхания уменьшаются.

Многие физиологические функции организма регулируются с помощью гормонов. Гормоны — высокоактивные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции. Железы внутренней секреции не имеют выводных протоков. Каждая секреторная клетка железы своей поверхностью соприкасается со стенкой кровеносного сосуда. Это позволяет гормонам проникать прямо в кровь. Гормоны вырабатываются в небольших количествах, но долго сохраняются в активном состоянии и с током крови разносятся по всему организму.

Гормон поджелудочной железы, инсулин, играет важную роль в регуляции обмена веществ. Повышение содержания в крови глюкозы служит сигналом для выделения новых порций инсулина. Под его воздействием усиливается использование глюкозы всеми тканями тела. Часть глюкозы превращается в резервное вещество гликоген, который откладывается в печени и мышцах. Инсулин в организме разрушается достаточно быстро, поэтому поступление его в кровь должно быть регулярным.

Гормоны щитовидной железы, основной из них тироксин, регулирует обмен веществ. От их

znakka4estva.ru

Значение, роль и функции белков в клетке. Какую функцию в клетке выполняют белки?

Белки – это важнейшие органические вещества, количество которых преобладает над всеми другими макромолекулами, которые присутствуют в живой клетке. Они составляют больше половины веса сухого вещества как растительных, так и животных организмов. Функции белков в клетке разнообразные, некоторые из них до сих пор остаются неизвестными науке. Но все же основные направления их «работы» хорошо изучены. Одни нужны для того, чтобы стимулировать процессы, протекающие в клетках и тканях. Другие переносят важные минеральные соединения через клеточную мембрану и по кровеносным сосудам от одного органа к другому. Некоторые защищают организм от чужеродных часто патогенных агентов. Ясно одно — без белков не протекает ни один процесс в нашем организме.

Основные функции белков

Функции белков в организме многообразны. Каждая группа имеет определенное химическое строение, совершает одну специализированную «работу». В некоторых случаях несколько типов белков взаимосвязаны друг с другом. Они отвечают за разные этапы одного процесса. Или же влияют сразу на несколько. Например, регуляторная функция белков осуществляется ферментами и гормонами. Это явление можно представить, вспомнив о гормоне адреналине. Он вырабатывается мозговым слоем надпочечников. Поступая в кровеносные сосуды, он повышает количество кислорода в крови. Поднимается и артериальное давление, увеличивается содержание сахара. Это стимулирует обменные процессы. Также адреналин является медиатором нервной системы у рыб, амфибий и пресмыкающихся.

Ферментативная функция

Многочисленные протекающие в клетках живых организмов биохимические реакции осуществляются при высоких температурах и с нейтральным значением рН. В таких условиях скорость их прохождения слишком мала, поэтому нужны специализированные катализаторы, называемые ферментами. Все их разнообразие объединено в 6 классов, которые различаются по специфичности действия. Ферменты синтезируются на рибосомах в клетках. Их изучением занимается наука энзимология.

Несомненно, без ферментов невозможна регуляторная функция белков. Они обладают высокой избирательностью действия. Их активность может регулироваться ингибиторами и активаторами. Кроме того, ферменты обычно проявляют специфичность по отношению к субстратам. Также ферментативная активность зависит от условий в организме и в клетках в частности. На их протекание влияет давление, кислая рН, температура, ионная сила раствора, то есть концентрация солей в цитоплазме.

Транспортная функция белков

В клетку должны постоянно поступать необходимые организму минеральные и органические вещества. Они нужны как строительные материалы и источники энергии в клетках. Но механизм их поступления достаточно сложен. Клеточные оболочки состоят не только из белков. Биологические мембраны строятся по принципу двойного слоя липидов. Между ними встроены различные белки. Очень важно, что гидрофильные участки находятся на поверхности мембраны, а гидрофобные — в ее толще. Таким образом, такая структура делает оболочку непроницаемой. Через нее не могут самостоятельно, без «помощи», пройти такие важные компоненты, как сахара, ионы метолов и аминокислоты. Через цитоплазматическую мембрану в цитоплазму их транспортируют специализированные белки, которые вмонтированы в слои липидов.

Транспорт веществ от одних органов к другим

Но транспортная функция белков осуществляется не только между межклеточным веществом и клеткой. Некоторые важные для физиологических процессов вещества приходится доставлять из одних органов в другие. Например, транспортный белок крови – сывороточный альбумин. Он наделен уникальной способностью сформировывать соединения с жирными кислотами, которые появляются при переваривании жиров, с лекарственными препаратами, а также со стероидными гормонами. Важными белками-переносчиками являются и гемоглобин (доставляющий молекулы кислорода), трансферрин (соединяющийся с ионами железа) и церуплазмин (формирующий комплексы с медью).

Сигнальная функция белков

Огромное значение в протекании физиологических процессов в многоклеточных сложных организмах имеют белки-рецепторы. Они вмонтированы в плазматическую мембрану. Служат они для восприятия и расшифровки различного рода сигналов, которые непрерывным потоком поступают в клетки не только от соседних тканей, но и из внешней среды. В настоящее время, пожалуй, самым исследованным белком-рецептором является ацетилхолин. Он находится в ряде межнейронных контактов на мембране клетки.

Но сигнальная функция белков осуществляется не только внутри клеток. Многие гормоны связываются со специфическими рецепторами на их поверхности. Такое сформировавшееся соединение и является сигналом, который активирует физиологические процессы в клетках. Примером таких белков является инсулин, действующий в аденилатциклазной системе.

Защитная функция

Функции белков в клетке различны. Некоторые из них участвуют в иммунных ответах. Это защищает организм от инфекций. Иммунная система способна отвечать на выявленные чужеродные агенты синтезом огромного количества лимфоцитов. Эти вещества способны выборочно повреждать эти агенты, они могут быть чужеродными для организма, например бактерии, надмолекулярные частицы, или это могут быть раковые клетки.

Одна из групп — «бета»-лимфоциты — вырабатывает белки, которые попадают в русло крови. Они имеют очень интересную функцию. Эти белки должны распознавать чужеродные клетки и макромолекулы. Затем они соединяются с ними, формируя комплекс, который подлежит уничтожению. Белки эти называются иммуноглобулинами. Сами чужеродные компоненты – это антигены. А иммуноглобулины, которые им соответствуют – антитела.

Структурная функция

В организме, помимо высокоспециализированных, существуют еще и структурные белки. Они необходимы, чтобы обеспечивать механическую прочность. Эти функции белков в клетке важны для поддержания формы и сохранения молодости организма. Самым известным является коллаген. Это основной белок внеклеточного матрикса соединительных тканей. У высших млекопитающих он составляет до 1/4 общей массы белков. Синтезируется коллаген в фибробластах, которые являются основными клеточками соединительных тканей.

Такие функции белков в клетке имеют огромное значение. Помимо коллагена, известен еще один структурный белок – эластин. Он также является составляющей внеклеточного матрикса. Эластин способен наделять ткани возможностью растягиваться в определенных пределах и легко возвращаться в исходную форму. Еще один пример структурного белка – фиброин, который обнаружен у гусениц шелкопрядов. Это основной компонент шелковых нитей.

Двигательные белки

Роль белков в клетке переоценить невозможно. Они принимают участие и в работе мышц. Мышечное сокращение является важным физиологическим процессом. В результате происходит превращение запасенного в виде макромолекул АТФ в химическую энергию. Непосредственными участниками процесса являются два белка – актин и миозин.

Эти двигательные белки представляют собой нитевидные молекулы, которые функционируют в сократительной системе скелетных мышц. Также они обнаруживаются в немышечных тканях у эукариотических клеток. Еще один пример двигательных белков – тубулин. Из него построены микротрубочки, являющиеся важным элементом жгутиков и ресничек. Также микротрубочки, содержащие тубулин, обнаруживают в клетках нервной ткани животных.

Антибиотики

Огромна защитная роль белков в клетке. Частично ее возлагают на группу, которую принято называть антибиотиками. Это вещества природного происхождения, которые синтезируются, как правило, в бактериях, микроскопических грибах и прочих микроорганизмах. Они нацелены на подавление физиологических процессов других конкурирующих организмов. Открыты антибиотики белкового происхождения были в 40-х годах. Они произвели революцию в медицине, дав ей мощный толчок к развитию.

По своей химической природе антибиотики — весьма разнообразная группа. Они различаются и по механизму действия. Одни препятствуют синтезу белка внутри клеток, вторые блокируют выработку важных ферментов, третьи подавляют рост, четвертые — размножение. Например, хорошо известный стрептомицин взаимодействуют с рибосомами бактериальных клеток. Таким образом, в них резко замедляется синтез белков. При этом данные антибиотики не взаимодействуют с эукариотическими рибосомами организма человека. Это значит, что для высших млекопитающих данные вещества не токсичны.

Это далеко не все функции белков в клетке. Таблица антибиотических веществ позволяет определить и другие узкоспециализированные действия, которые эти специфические природные соединения способны оказывать на бактерии и не только. В настоящее время ведутся изучения антибиотиков белкового происхождения, которые при взаимодействии с ДНК нарушают процессы, связанные с воплощением наследственной информации. Но пока такие вещества используют только при химиотерапии онкологических заболеваний. Примером такого антибиотического вещества является дактиномицин, синтезируемый актиномицетами.

Токсины

Белки в клетке выполняют функцию весьма специфическую и даже неординарную. У ряда живых организмов вырабатываются ядовитые вещества – токсины. По своей природе это белки и сложные низкомолекулярные органические соединения. В качестве примера можно привести ядовитую мякоть гриба бледная поганка.

Запасные и пищевые белки

Некоторые белки выполняют функцию по обеспечению питанием зародышей животных и растений. Таких примеров много. Значение белка в клетке семян злаковых заключено именно в этом. Они будут питать формирующийся зачаток растения на первых стадиях его развития. У животных пищевыми белками являются яичный альбумин и молочный казеин.

Неизученные свойства белков

Приведенные выше примеры — лишь та часть, что уже достаточно изучена. Но в природе остается много загадок. Белки в клетке многих биологических видов уникальны, и в настоящее время даже классифицировать их затруднительно. Например, монеллин — белок, обнаруженный и выделенный из африканского растения. На вкус он сладкий, но при этом не вызывает ожирения и не токсичен. В будущем это может быть превосходная замена сахару. Еще один пример — белок, обнаруженный у некоторых арктических рыб, он препятствует замерзанию крови, действуя как антифриз в буквальном смысле этого сравнения. У ряда насекомых в соединениях крыльев выявлен белок резилин, обладающий уникальной, практически идеальной эластичностью. И это далеко не все примеры веществ, которые только предстоит изучить и классифицировать.

fb.ru

Какую в клетке липиды выполняют функцию: понятие и описание

В клетках человека много органических соединений, которые выполняют функции доставки полезных элементов, витаминов в каждую клеточку. К таким органическим соединениям относятся и липиды.

Эти вещества играют важную роль в развитие и росте организма. К тому же снабжают все органические процессы внутри человека необходимой энергией.

Что такое липиды? Их классификация

Что такое липиды

Говоря простым языком липиды — это органические жиры. Все виды масел, растительного или животного происхождения, поступив в организм, превращаются в маслянистые соединения.

Состав липидов разнообразен. В зависимости от того, результатом распада какого жира является молекула и определяется его состав.

В целом, липиды характеризуются следующими свойствами:

  • Растворимость в неполярных жидкостях. К таким жидкостям относятся бензин, хлороформ и т. д.
  • Маслянистость на ощупь. При этом ощущения такие же, как и при соприкосновении с растительным маслом.

Классифицировать их можно по нескольким признакам. Свойства и предназначение являются основными. Так, по способности поддаваться гидролизу они различаются на:

  1. омыляемые – разлагающиеся под воздействием водной среды
  2. неомыляемые – невосприимчивые к гидролизу

По структуре липиды подразделяются на:

  1. простые или двусоставные
  2. сложные или же многосоставные

А отдельных видов этих веществ невероятно много. Так, к ним можно отнести эфиры, жиры, фосфолипиды, стерины и т. д. Каждое из этих веществ играет свою роль в формировании тканей, обмене веществ.

Структура липидов

Молекулы этих веществ образуются при синтезе двух видов составляющих, различающихся между собой уровнем взаимодействия с водной средой:

  • гидрофобных элементов
  • гидрофильных молекул

Если к гидрофобным молекулам относятся высшие формы кислот, альдегидов и спиртов, то состав гидрофильных элементов куда разнообразнее:

  • фосфорная кислота
  • серная кислота
  • глицерин
  • углеводы
  • аминодиолы
  • аминокислоты
  • спирты

В составе каждой липидной молекулы может иметься два и более каждого из вышеуказанных веществ.

Функция липидов в клетке

Липиды в клетке: функция

Так как липидов великое множество, поступают в клетки организма и распадаются в них лишь те, которые состоят из одной молекулы глицерина и трех молекул высших карбоновых кислот. Каждый попавший в клетку жир используется для построения более сложных молекулярных структур, которые необходимы для функционирования клеток.

В целом, в клетке липиды выполняют функции:

  1. Представляют собой резерв энергии. Для постоянного функционирования клеток необходим постоянный поток этих веществ. Поэтому организм имеет свойство накапливать их.
  2. Становятся структурными составляющими других соединений в клетках. Именно из липидов состоят сложные вещества, которые в дальнейшем преобразуются в ткани.
  3. Передают информацию между клетками и эндокринной системой.

Так как липиды – это жиры, то накапливаясь, они составляют слой теплозащиты, а также в некотором роде защиты от ударов и повреждений.

Пожалуй, самой непонятной функцией является функция передачи информации между клетками и эндокринной системой. Это значит, что благодаря ширине потока жиров в клетки и из клеток, органы эндокринной системы получают сведения о состоянии синтезирующих и расщепляющих процессов внутри клеток. А клетки, в свою очередь, получают необходимые гормоны для осуществления этих процессов. Поэтому, переизбыток или недостаток жиров в организме может вызвать гормональный дисбаланс.

Как контролировать баланс липидов в организме?

Разумеется, после получения подобной информации каждый захочет тем или иным образом нормировать количество липидного материала в своем организме. Но как это сделать? Для этого необходимо контролировать рацион питания.

Есть определенные продукты, ткани которых содержат большое количество жиров. К ним относятся:

  • жировые ткани животных
  • семена растений, таких как подсолнух, арахис, орех и т.д.
  • плоды тропических растений, таких как авокадо

Липиды

Чтобы увеличить содержание жировых молекул в клетках своего организма, достаточно больше употреблять вышеуказанных продуктов. А чтобы снизить, наоборот, удалить их из своего рациона. Переусердствовать не стоит. Каждый процесс в организме должен протекать постепенно.

К сожалению очень много людей доходит до крайностей, пытаясь похудеть или набрать вес. В погоне за скорейшим результатом люди начинают злоупотреблять гормональными добавками, жирной пищей или наоборот, вовсе отказываются от еды. Это все сказывается на состоянии организма, на качестве обмена веществ, что выливается в различные заболевания и нарушения внутренних органических процессов.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

doctoram.net

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.