Среда, 08.04.2020
                       


МЕНЮ
УЧИТЕЛЮ БИОЛОГИИ
К УРОКАМ БИОЛОГИИ
ПУТЕШЕСТВИЕ В МИР РАСТЕНИЙ
В МИРЕ ЖИВОТНЫХ
АНАТОМИЯ БЕЗ ТАЙН И ЗАГАДОК
ИНТЕРЕСНО УЗНАТЬ
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РАЗВЛЕКАЛОВКА
Категории раздела
ВВЕДЕНИЕ В БИОЛОГИЮ [66]
ЭКОЛОГИЕ ТРОПЫ [19]
РЕКОРДЫ В МИРЕ ЖИВОТНЫХ [94]
ЗНАКОМЬТЕСЬ, ЭТО УЛИТКИ [7]
ПУТЕШЕСТВИЕ В МИР РАСТЕНИЙ [76]
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКТ К УРОКАМ [168]
УВЛЕКАТЕЛЬНО О МИКРОБИОЛОГИИ [29]
ОНЛАЙН-УЧЕБНИКИ [306]
ПРОВЕРКА ЗНАНИЙ НА УРОКАХ БИОЛОГИИ В 11 КЛАССЕ [142]
УДИВИТЕЛЬНЫЕ ЖИВОТНЫЕ [23]
ЧЕЛОВЕК [347]
ОНЛАЙН-ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ [90]
ШКОЛЬНИКАМ О ДНК [73]
ДИДАКТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ К УРОКАМ БИОЛОГИИ. 8 КЛАСС [62]
ТИПОВЫЕ ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ГИА [11]
ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ К УРОКУ БИОЛОГИИ [18]
РАСТЕНИЯ. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ МИР [19]
КОНСПЕКТЫ УРОКОВ БИОЛОГИИ [82]
ВНЕКЛАССНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО БИОЛОГИИ [27]
РАСТЕНИЯ И ЧИСТОТА ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ [0]
ЛЕКЦИИ ПО ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ [25]
БИОЛОГИЧЕСКИЕ КРОССВОРДЫ [54]
АТЛАС ЮНОГО БИОЛОГА [88]
ЭКОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ [46]
ЖИВОТНОЕ ИЛИ РАСТЕНИЕ. ВВЕДЕНИЕ В НАУКУ О ЖИЗНИ [9]
УЧЕБНЫЕ ФИЛЬМЫ ПО БИОЛОГИИ [23]
ЭМОЦИОНАЛЬНАЯ ЖИЗНЬ ЖИВОТНЫХ [23]
РАБОЧИЕ МАТЕРИАЛЫ К УРОКАМ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ В 10-11 КЛАССАХ [0]
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЫТЫ [34]
ПОДГОТОВКА К ИТОГОВОЙ ПРОВЕРКЕ ЗНАНИЙ ПО КУРСУ БИОЛОГИИ [68]
КАК БАКТЕРИИ СДЕЛАЛИ НАШ МИР ОБИТАЕМЫМ [0]
ГЕНЕТИКА [95]
МОРСКИЕ РАКОВИНЫ [60]
Статистика

Онлайн всего: 2
Гостей: 2
Пользователей: 0
Главная » Файлы » ЛЕКЦИИ ПО ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ

Введение. Химические элементы клетки. Вода и другие неорганические соединения
25.07.2015, 18:28

Введение

Биология — наука о жизни. Важнейшая задача биологии — изучение многообразия, строения, жизнедеятельности, индивидуального развития и эволюции живых организмов, их взаимоотношений со средой обитания.

Живые организмы имеют ряд особенностей, отличающих их от неживой природы. По отдельности каждое из отличий достаточно условно, поэтому их следует рассматривать в комплексе.

Признаки, отличающие живую материю от неживой:

  1. способность к размножению и передаче наследственной информации следующему поколению;
  2. обмен веществ и энергии;
  3. возбудимость;
  4. адаптированность к конкретным условиям обитания;
  5. строительный материал — биополимеры (важнейшие из них — белки и нуклеиновые кислоты);
  6. специализация от молекул до органов и высокая степень их организации;
  7. рост;
  8. старение;
  9. смерть.

Уровни организации живой материи:

  1. молекулярный,
  2. клеточный,
  3. тканевой,
  4. органный,
  5. организменный,
  6. популяционно-видовой,
  7. биогеоценотический,
  8. биосферный.

Многообразие жизни

Живые организмы, имеющие клеточное строение, подразделяются на две группы: 1) прокариоты (отсутствует структурно оформленное ядро), 2) эукариоты (имеется структурно оформленное ядро). К прокариотам относятся бактерии, к эукариотам — растения, животные, грибы. Кроме выше перечисленных, существует группа организмов, не имеющих клеточного строения, — вирусы, которые могут размножаться, только паразитируя или в прокариотических, или в эукариотических клетках.

Первыми на нашей планете появились безъядерные клетки. Большинством ученых принимается, что ядерные организмы появились в результате симбиоза древних архебактерий с синезелеными водорослями и бактериями-окислителями (теория симбиогенеза).

Цитология

Цитология — наука о клетке. Изучает строение и функции клеток одноклеточных и многоклеточных организмов. Клетка является элементарной единицей строения, функционирования, роста и развития всех живых существ. Поэтому процессы и закономерности, характерные для цитологии, лежат в основе процессов, изучаемых многими другими науками (анатомия, генетика, эмбриология, биохимия и др.).

Химические элементы клетки

Химический элемент — определенный вид атомов с одинаковым положительным зарядом ядра. В клетках обнаружено около 80 химических элементов. Их можно разделить на четыре группы:
1 группа — углерод, водород, кислород, азот (98% от содержимого клетки),
2 группа — калий, натрий, кальций, магний, сера, фосфор, хлор, железо (1,9%),
3 группа — цинк, медь, фтор, йод, кобальт, молибден и др. (меньше 0,01%),
4 группа — золото, уран, радий и др. (меньше 0,00001%).

Элементы первой и второй групп в большинстве пособий называют макроэлементами, элементы третьей группы — микроэлементами, элементы четвертой группы — ультрамикроэлементами. Для макро- и микроэлементов выяснены процессы и функции, в которых они участвуют. Для большинства ультрамикроэлементов биологическая роль не выявлена.

Химический элемент Вещества, в которых химический элемент содержится Процессы, в которых химический элемент участвует
Углерод, водород, кислород, азот Белки, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы и др. органические вещества Синтез органических веществ и весь комплекс функций, осуществляемых этими органическими веществами
Калий, натрий Na+ и K+ Обеспечивание функции мембран, в частности, поддержание электрического потенциала клеточной мембраны, работы Na+/Ka+-насоса, проведение нервных импульсов, анионный, катионный и осмотический балансы
Кальций Са+2 Участие в процессе свертывания крови
Фосфат кальция, карбонат кальция Костная ткань, зубная эмаль, раковины моллюсков
Пектат кальция Формирование срединной пластинки и клеточной стенки у растений
Магний Хлорофилл Фотосинтез
Сера Белки Формирование пространственной структуры белка за счет образования дисульфидных мостиков
Фосфор Нуклеиновые кислоты, АТФ Синтез нуклеиновых кислот
Хлор Cl- Поддержание электрического потенциала клеточной мембраны, работы Na+/Ka+-насоса, проведение нервных импульсов, анионный, катионный и осмотический балансы
HCl Активизация пищеварительных ферментов желудочного сока
Железо Гемоглобин Транспорт кислорода
Цитохромы Перенос электронов при фотосинтезе и дыхании
Марганец Декарбоксилазы, дегидрогеназы Окисление жирных кислот, участие в процессах дыхания и фотосинтеза
Медь Гемоцианин Транспорт кислорода у некоторых беспозвоночных
Тирозиназа Образование меланина
Кобальт Витамин В12 Формирование эритроцитов
Цинк Алькогольдегидрогеназа Анаэробное дыхание у растений
Карбоангидраза Транспорт СО2 у позвоночных
Фтор Фторид кальция Костная ткань, зубная эмаль
Йод Тироксин Регуляция основного обмена
Молибден Нитрогеназа Фиксация азота

Атомы химических элементов в живых организмах образуют неорганические (вода, соли) и органические соединения (белки, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы). На атомном уровне различий между живой и неживой материей нет, различия появятся на следующих, более высоких, уровнях организации живой материи.

Вода

Вода — самое распространенное неорганическое соединение. Содержание воды составляет от 10% (зубная эмаль) до 90% массы клетки (развивающийся эмбрион). Без воды жизнь невозможна, биологическое значение воды определяется ее химическими и физическими свойствами.

Молекула воды имеет угловую форму: атомы водорода по отношению к кислороду образуют угол, равный 104,5°. Та часть молекулы, где находится водород, заряжена положительно, часть, где находится кислород, — отрицательно, в связи с этим молекула воды является диполем. Между диполями воды образуются водородные связи. Физические свойства воды: прозрачна, максимальная плотность — при 4 °С, высокая теплоемкость, практически не сжимается; чистая вода плохо проводит тепло и электричество, замерзает при 0 °С, кипит при 100 °С и т.д. Химические свойства воды: хороший растворитель, образует гидраты, вступает в реакции гидролитического разложения, взаимодействует со многими оксидами и т.д. По отношению к способности растворяться в воде различают: гидрофильные вещества — хорошо растворимые, гидрофобные вещества — практически нерастворимые в воде.

Гидратация катиона и аниона

Биологическое значение воды:

  1. является основой внутренней и внутриклеточной среды,
  2. обеспечивает поддержание пространственной структуры,
  3. обеспечивает транспорт веществ,
  4. гидратирует полярные молекулы,
  5. служит растворителем и средой для диффузии,
  6. участвует в реакциях фотосинтеза и гидролиза,
  7. способствует охлаждению организма,
  8. является средой обитания для многих организмов,
  9. способствует миграциям и распространению семян, плодов, личиночных стадий,
  10. является средой, в которой происходит оплодотворение,
  11. у растений обеспечивает транспирацию и прорастание семян,
  12. способствует равномерному распределению тепла в организме и мн. др.

Другие неорганические соединения клетки

Другие неорганические соединения представлены в основном солями, которые могут содержаться или в растворенном виде (диссоциированными на катионы и анионы), или твердом. Важное значение для жизнедеятельности клетки имеют катионы K+, Na+, Ca2+, Mg2+ (см. таблицу выше) и анионы HPO42—, Cl, HCO3, обеспечивающие буферные свойства клетки. Буферность — способность поддерживать рН на определенном уровне (рН — десятичный логарифм величины, обратной концентрации водородных ионов). Величина рН, равная 7,0, соответствует нейтральному, ниже 7,0 — кислому, выше 7,0 — щелочному раствору. Для клеток и тканей характерна слабощелочная среда. За поддержание этой слабощелочной реакции отвечают фосфатная (1) и бикарбонатная (2) буферные системы:

Низкий рН   ⇔   Высокий рН (1)
НРО42— + Н+ Н2РО4
Гидрофосфат Дигидрофосфат

Низкий рН   ⇔   Высокий рН (2)
НCО3 + Н+ Н23
Гидрокарбонат Угольная кислота

В твердом нерастворенном состоянии находятся в костной ткани, в раковинах моллюсков карбонаты и фосфаты кальция и магния, в зубной эмали — фторид кальция и т.д.

Категория: ЛЕКЦИИ ПО ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ | Добавил: admin | Теги: биология в школе, ФГОС биология, общая биология лекции, подготовка к ЕГЭ по биологии, Общая биология
Просмотров: 793 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0
Поиск

РАЗВИТИЕ БИОЛОГИИ

БИОЛОГИЧЕСКИЕ СПРАВОЧНИКИ
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz
  • Вход на сайт


    Copyright MyCorp © 2020
    Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru