Благодаря какому из свойств липиды составляют основу плазматической мембраны
| |||||||||||
Источник
Определение
Липиды — сборная (разнородная) группа биологических соединений, растворимых в органических растворителях и нерастворимых в воде.
Таким образом, липиды — это гидрофобные соединения. В эту группу входят вещества, достаточно сильно различающиеся по химическим свойствам. Мы рассмотрим три группы этих веществ: триглицериды, фосфолипиды и стероиды.
В составе многих липидов встречаются длинные гидрофобные цепи углеводородной структуры, например $–CH_2–CH_2–CH_2–$. Прежде всего, такие цепи входят в состав молекул жирных кислот. Молекулы жирных кислот представляют собой такую длинную, как правило, неразветвленную цепь, на конце которой имеется карбоксильная группа $–COOH$, которая может диссоциировать на $H^+$ и $–COO^-$ — отрицательно заряженный анион кислоты. Поскольку атомы углерода и водорода не сильно различаются по степени электроотрицательности, то ковалентная связь, которую образуют между собой атомы углерода и водорода, является неполярной, то есть валентные электроны распределены между двумя этими атомами равномерно. Именно поэтому длинные углеводородные цепи являются гидрофобными.
Большая часть жирных кислот, содержащихся в организме, имеет четное количество атомов водорода, обычно жирнокислотные цепи содержат от 12 до 24 атомов углерода (чаще всего 16 или 18). Наряду с насыщенными жирными кислотами довольно часто встречаются жирные кислоты с двойными связями.
Рис. 1: слева — насыщенная жирная кислота (пальмитиновая), справа — ненасыщенная (олеиновая)
Наиболее простыми липидами (жирами) являются эфиры трехатомного спирта глицерина и жирных кислот, которые называются триацилглицеридами.
Рис. 2
Большинство природных триацилглицеридов содержат две или более различающиеся жирные кислоты. В организме запасенные жиры откладываются в цитоплазме в виде капель; особенно много таких капель в клетках жировой ткани. Окисление жиров до углекислого газа и воды дает большое количество энергии (38,9 кДж/г); этим обусловлена их энергетическая функция.
Физические свойства жирных кислот и соединений, в которые они входят, зависят от длины цепи и степени ее ненасыщенности, т. е. от количества двойных связей. Чем более длинная цепь у жирной кислоты, тем хуже она растворяется в воде. В то же время температура плавления жирных кислот снижается с увеличением в них количества двойных связей. Жиры с ненасыщенными жирными кислотами при комнатной температуре обычно находятся в жидком состоянии. Таковы растительные жиры — масла. Жиры с насыщенными жирными кислотами при комнатной температуре обычно находятся в твердом состоянии. Таковы животные жиры. Есть и исключения — так, масло какао при комнатной температуре твердое, а норковое масло — жидкое.
Рис. 3
Основу биологических мембран составляют не жиры, а фосфолипиды. Это амфифильные молекулы, то есть молекулы, имеющие гидрофобную и гидрофильную части. Гидрофильная часть взаимодействует с водой, а гидрофобные «прячутся» от воды. В результате могут образовываться разные типы структур — мицеллы (их образуют молекулы мыла), липосомы и бислои — их образуют фосфолипиды. Липосомы можно получать искусственно и использовать для доставки лекарственных веществ в клетки организма.
Рис. 4
Это также могут быть эфиры глицерина и жирных кислот, но в этом случае с жирными кислотами в молекуле глицерина связаны только две спиртовые группы, а третья образует эфирную связь с остатком фосфорной кислоты, к которой присоединяются некоторые гидрофильные группы.
Рис. 5
Таким образом, в составе молекул всех фосфолипидов имеются гидрофобная (остатки жирных кислот) и гидрофильная (фосфорная кислота и присоединенные к ней группы) части, поэтому такие молекулы могут контактировать как с полярными, так и с неполярными растворителями (такие вещества называют амфифильными). Поскольку у большинства молекул фосфолипидов имеется гидрофильная голова и два гидрофобных хвоста, то их часто схематично представляют в виде кружка (гидрофильная часть) с двумя хвостами (гидрофобная часть). В воде и водных растворах фосфолипиды самопроизвольно формируют протяженные почти плоские двойные слои, в которых гидрофобные слои смотрят друг на друга, а гидрофильные головы – в водную среду. Такие слои являются основой всех биологических мембран (см. рис.). Таким образом, одной из основных функцией фосфолипидов является структурная функция — формирование биологических мембран.
К жироподобным веществам относятся воски, которые являются эфирами жирных кислот и многоатомных спиртов. У животных они вырабатываются кожными железами. Покрывая тонким слоем шерсть и перья, воски предохраняют их от намокания. Некоторые насекомые (пчелы) используют воски для постройки сот, в которых они хранят запасы пищи и выводят потомство. Соты, построенные из воска, полностью непроницаемы для воды. У растений воски создают защитный налет на листьях и плодах.
стероиды
Особое место среди липидов занимают стероиды — полициклический спирт холестерол (чаще называемый холестерин) и его производные. Холестерин и его эфиры с жирными кислотами входят в состав биологических мембран клеток животных, придавая им определенную «жесткость» (структурная функция). У растений и грибов холестерин не встречается, его место у растений занимает стероид стигмастерол, а у грибов — эргостерол. Бактерии не синтезируют стероиды, хотя некоторые из них могут включать экзогенные (происходящие извне стероиды) в свои мембраны.
У животных в корковом слое надпочечников из холестерина образуются стероидные гормоны. У животных в клетках печени из холестерина образуются желчные кислоты, которые в кишечнике обеспечивают образование из жиров эмульсии (мелких жировых капель), что необходимо для нормального переваривания жиров. К липидам относят также жирорастворимые витамины К, Е, D, A, обладающие высокой биологической активностью.
Функции липидов
Биологические функции липидов крайне разнообразны.
Жиры и масла представляют собой форму, в которой сохраняется энергия во многих организмах, фосфолипиды и стероиды представляют собой основные структурные элементы биологических мембран.
Стероидные гормоны выполняют регуляторную функцию.
Хиноны в мембранах митохондрий и хлоропластов являются переносчиками электронов.
Жирные кислоты являются эмульсифицирующими агентами (детергентами), которые эмульгируют жиры в пищеварительной системе.
В сетчатке глаза ретиналь (липид, производное витамина А) играет роль светопоглощающего пигмента и принимает участие в передаче сигнала.
Освобождаемое при окислении жиров большое количество воды (при сжигании 1 г жира образуется 1,1 г воды) используется животными пустынь (верблюды) или впадающими в зимнюю спячку (сурки, суслики) для нужд метаболизма, поэтому эти животные могут длительное время обходиться без воды, используя свои жировые запасы. Таким образом, жиры могут служить также источником воды.
Теплоизоляционная функция: у животных нейтральные жиры откладываются в основном в подкожной клетчатке, где создают хороший теплоизоляционный слой, особенно развитый у морских млекопитающих — китообразных и ластоногих.
Откладываясь в полости тела вокруг внутренних органов (например, вокруг почек), жировая подушка защищает их от механических повреждений при движении, прыжках, ударах и т. д. (защитная функция).
Жирорастворимые витамины К, Е, D и А играют важные метаболические функции:
витамин К необходим для свертывания крови;
витамин Е играет функцию мембранного антиоксиданта и важен для размножения животных;
витамин D необходим для минерализации костей (при его недостатке в детском возрасте возникает рахит — нарушение развития скелета);
витамин А — предшественник ретиналя, компонента зрительного пигмента глаз.
Источник
Клеточное строение организмов
Описание задания
Большинство заданий №2 именно на органеллы и характерные черты представителей Царств, поэтому им необходимо уделить внимание чуть больше, чем в разборе.
Тематика заданий: клеточное строение организмов
Бал: 1
Сложность задания: ♦◊◊
Примерное время выполнения: 2 мин.
Разбор типовых вариантов заданий №2 ОГЭ по биологии
Вещества клетки
Вариант 2ОБ1
Какой химический элемент входит в состав жизненно важных органических соединений клетки?
- фтор
- углерод
- медь
- калий
Все живые организмы – углеродные формы жизни. Помимо углерода, жизненно важными элементами являются водород, кислород и азот.
Ответ: 2.
Вариант 2ОБ2
К неорганическим веществам клетки относят
- витамины
- воду
- углеводы
- жиры
Витамины, жиры и углеводы – органика, а вода – неорганика. Ответ: 2.
Запасные вещества клетки
Вариант 2ОБ3
В качестве запасающего вещества гликоген активно накапливается в клетках:
- клубня картофеля
- бактерий туберкулёза
- печени собаки
- листьев элодеи
Гликоген является запасным веществом клеток животных и грибов, поэтому правильный ответ 3) Ответ: 3.
Органоиды клетки
Вариант 2ОБ4
Благодаря какому из свойств липиды составляют основу плазматической мембраны клетки?
- высокая химическая активность
- нерастворимость в воде
- способность к самоудвоению
- способность выделять много энергии
Говоря о свойствах мембраны, всегда упоминается: «мембрана состоит из билипидного слоя клеток». Это означает, что в мембране находятся два слоя липидов, но они расположены не в случайном порядке, а ориентированы определенным образом. У липида есть гидрофильная головка и 2 гидрофобных хвоста. Так как снаружи клеток межклеточная жидкость, а внутри — цитоплазма, то вполне логично, что гидрофильные головки направлены в воду, а гидрофобные хвосты – от нее. Благодаря такому строению мембрана не растворяется в воде.
Ответ: 2.
Вариант 2ОБ5
На рисунке изображена растительная клетка. Какую функцию выполняет часть клетки, обозначенная буквой А?
- производит питательные вещества
- контролирует жизнедеятельность
- запасает воду
- поглощает энергию солнца
На рисунке отмечено ядро, именно оно контролирует жизнедеятельность. Ответ: 2.
Вариант 2ОБ6
Какой органоид вырабатывает энергию, используемую клетками?
- вакуоль
- митохондрия
- ядро
- комплекс Гольджи
За выработку энергии для жизнедеятельности клетки отвечает вакуоль. Ответ: 1.
Вариант 2ОБ7
Каким свойством обладает фрагмент клеточной структуры, показанный на рисунке?
- способностью синтезировать АТФ
- постоянством формы
- способностью синтезировать белок
- избирательной проницаемостью
Мембрана обладает некоторыми свойствами:
- Механическая прочность
- Текучесть — значит, что мембрана может двигаться, несмотря на механическую прочность
- Пластичность
- Асимметричность
- Замкнутость – в случае повреждения мембрана снова замыкается
- Избирательная проницаемость – в клетку попадают не все вещества и не в любом количестве
- Самоорганизация – касается деления клеток и их слияния
Мембрана не способна синтезировать АТФ, этим занимаются митохондрии. Мембрана не постоянна по своей форме, она динамична благодаря свойству текучести. Мембрана не синтезирует белки. Ответ: 4.
Вариант 2ОБ8
Кроме клеточного ядра хранить и передавать наследственную информацию могут
- аппарат Гольджи и вакуоли
- лизосомы и ЭПС
- рибосомы и центриоли
- митохондрии и хлоропласты
Собственную ДНК имеют митохондрии и хлоропласты, именно поэтому они могут передавать и хранить наследственную информацию. На этих данных построено несколько теорий эволюции жизненных форм.
Ответ: 4.
Задания про микроскоп
Вариант 2ОБ9
Каким будет увеличение микроскопа, если увеличение линзы окуляра ×7, а линзы объектива ×40?
- ×740
- ×280
- ×47
- ×33
Для того чтобы посчитать увеличение микроскопа, необходимо перемножить величины увеличения объектива и линзы окуляра:
7 * 40= 280 Ответ: 280.
Вариант 2ОБ10
Марии необходимо сделать рисунки разных по форме клеток. Какой микроскоп ей лучше выбрать для такого исследования?
- линза окуляра ×7, а линза объектива ×40
- линза окуляра ×20, а линза объектива ×20
- линза окуляра ×5, а линза объектива ×80
- линза окуляра ×15, а линза объектива ×40
Так как необходимо зарисовать лишь форму клеток, а не их строение, то подойдет минимальное увеличение микроскопа.
Найдем все, а потом выберем наименьшее:
- 7 * 40= 280
- 20 * 20 = 400
- 5 * 80 = 400
- 15 * 40 = 600
Подойдет микроскоп с увеличением 280. Ответ: 1.
Вариант 2ОБ11
Николаю необходимо изучить строение растительной клетки. Для успешного выполнения исследования ему необходим микроскоп с увеличением, равным ×200. У него есть объектив, дающий увеличение в 20 раз (×20). Какое увеличение окуляра ему необходимо?
- ×4000
- ×220
- ×180
- ×10
Для того чтобы найти увеличение окуляра, нужно увеличение микроскопа поделить на увеличение объектива:
200 : 20 = 10 Ответ: 4.
Сходства/различия и особенности представителей разных Царств
Вариант 2ОБ12
Чем отличается клетка, показанная на рисунке, от клеток грибов, растений и животных?
- наличием клеточной стенки
- отсутствием рибосом
- наличием цитоплазмы
- отсутствием оформленного ядра
На рисунке представлена бактерия. Она отличается от растений, животных и грибов отсутствием оформленного ядра. У бактерий ДНК кольцевая, заключена в нуклеоид.
Ответ: 4.
Вариант 2ОБ13
В чём проявляется сходство клеток грибов, растений и животных?
- в отсутствии лизосом
- в наличии оформленного ядра
- в наличии пластид
- в отсутствии клеточной стенки
Растения, грибы и животные – эукариоты, у них обязательно есть оформленное ядро. В этом их сходство. Ответ: 2.
Вариант 2ОБ14
Какой организм состоит из клеток, клеточные стенки которых состоят из целлюлозы?
Клеточной стенкой из целлюлозы обладают растения. Всегда вспоминайте о ом, что бумагу делают из растений, именно из целлюлозы.
Растение здесь представлено под номером 3) Ответ: 3.
Вариант 2ОБ14
Представитель какой группы организмов изображён на рисунке?
- одноклеточных грибов
- простейших
- вирусов
- одноклеточных водорослей
На рисунке изображен вирус. Ответ: 3.
Вариант 2ОБ15
К доклеточным формам жизни относят:
- холерный вибрион
- туберкулёзную палочку
- вирус герпеса
- дизентерийную амёбу
Доклеточная форма жизни – то же самое, что и неклеточная. Правильный ответ – вирус герпеса. Любой вирус является неклеточной формой жизни. Ответ: 3.
Вариант 2ОБ16
Клетка кожицы лука и клетка кожи человека содержат:
- митохондрии
- вакуоли с клеточным соком
- клеточные стенки из целлюлозы
- пластиды
Для начала, определимся с тем, что лук – растение, а человек – животное. Значит, вакуоли с клеточным соком, целлюлоза в и пластиды относятся к только к луку. А вот митохондрии – к обоим вариантам, ведь энергия нужна всем.
Ответ: 1.
Вариант 2ОБ17
Какие животные клетки способны к сокращению?
- эпидермиса
- мышечные
- нервные
- печени
Сокращаться могут только мышечные клетки. Ответ: 2.
Вариант 2ОБ18
Старая растительная клетка отличается от молодой тем, что она:
- имеет более крупное ядро
- содержит большую вакуоль
- заполнена цитоплазмой
- содержит хлоропласты
Старая растительная клетка имеет крупную вакуоль, которая занимает практически все внутриклеточное пространство.
Ответ: 2.
Задания про ДНК
Вариант 2ОБ19
Сколько хромосом будет содержаться в клетках печени у сына, если у его папы в этих клетках содержится 46 хромосом?
- 23
- 46
- 92
Если сын не имеет генетических заболеваний, о чем в задании не сказано, то он будет иметь столько же хромосом, сколько весь вид Человек Разумный – 46 в соматических клетках.
Ответ: 3.
Вариант 2ОБ20
В ядрах клеток стенки пищевода плодовой мушки дрозофилы содержится 8 хромосом. Сколько пар хромосом будет в ядрах этих клеток после их митотического деления?
- 2
- 4
- 8
- 16
Во время митотического деления не происходит редукции хромосом, то есть уменьшения их количества. Следовательно, останется то же количество: 8 хромосом. Так как в задании спрашивается число пар, то правильный ответ 4 пары.
Ответ: 2.
Клеточная теория
Вариант 2ОБ21
Из чего, согласно клеточной теории, состоят и растения, и животные?
- клеток
- органоидов
- синцитиев
- тканей
Не даром клеточная теория так названа: растения и животные согласно клеточной теории состоят именно из клеток.
Ответ: 1.
Вариант 2ОБ22
Откуда, согласно клеточной теории, появляются новые клетки у животных?
- формируются из органоидов
- от других клеток
- путём реорганизации тканей
- путём распада синцитиев
Авторами теории являются Шлейден и Шванн, однако немецкий ученый Рудольф Вирхов внес серьезное дополнение: клетка происходит от клетки.
Ответ: 2.
Ксения Алексеевна | ???? Скачать PDF |
Источник