Какими свойствами обладает клетка как элементарная единица живого

Ðàçìåùåíî íà https://www.allbest.ru/

Ñîäåðæàíèå

Ââåäåíèå

1. Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ êëåòêè

2. Íåîðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà â ñîñòàâå êëåòêè

3. Îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà â ñîñòàâå êëåòêè

4. Êëåòî÷íàÿ òåîðèÿ ñòðîåíèÿ îðãàíèçìîâ

Çàêëþ÷åíèå

Ëèòåðàòóðà

Ââåäåíèå

Êëåòêà – ýëåìåíòàðíàÿ æèâàÿ ñèñòåìà. Îíà îáëàäàåò âñåìè ïðèçíàêàìè æèâîãî îðãàíèçìà: ðàñòåò, ðàçìíîæàåòñÿ, îáìåíèâàåòñÿ ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé âåùåñòâàìè è ýíåðãèåé, ðåàãèðóåò íà âíåøíèå ðàçäðàæèòåëè. Êëåòêó èçó÷àåò öèòîëîãèÿ – íàóêà îá ýëåìåíòàðíûõ åäèíèöàõ ñòðîåíèÿ, ôóíêöèîíèðîâàíèÿ è âîñïðîèçâåäåíèÿ æèâîé ìàòåðèè. Íà÷àëî áèîëîãè÷åñêîé ýâîëþöèè ñâÿçàíî ñ ïîÿâëåíèåì íà Çåìëå êëåòî÷íûõ ôîðì æèçíè.

Îäíîêëåòî÷íûå îðãàíèçìû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ñóùåñòâóþùèå îòäåëüíî äðóã îò äðóãà êëåòêè. Òåëî âñåõ ìíîãîêëåòî÷íûõ – æèâîòíûõ è ðàñòåíèé ïîñòðîåíî èç áîëüøåãî èëè ìåíüøåãî ÷èñëà êëåòîê, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ ñâîåãî ðîäà áëîêàìè, ñîñòàâëÿþùèìè ñëîæíûé îðãàíèçì. Íåçàâèñèìî îò òîãî, ïðåäñòàâëÿåò ëè ñîáîé êëåòêà öåëîñòíóþ æèâóþ ñèñòåìó – îòäåëüíûé îðãàíèçì èëè ñîñòàâëÿåò ëèøü åãî ÷àñòü, îíà íàäåëåíà íàáîðîì ïðèçíàêîâ è ñâîéñòâ, îáùèì äëÿ âñåõ êëåòîê. Âïåðâûå êëåòêè â ñðåçàõ ïðîáêè îïèñàíû â 1665ã. àíãëèéñêèì åñòåñòâîèñïûòàòåëåì Ðîáåðòîì Ãóêîì, ïðèìåíèâøèì äëÿ èõ íàáëþäåíèÿ ïîñòðîåííóþ èì óñîâåðøåíñòâîâàííóþ ìîäåëü ìèêðîñêîïà. Îí âèäåë, ÷òî âñå âåùåñòâî ïðîáêè ñîñòîèò èç áîëüøîãî ÷èñëà ìàëåíüêèõ îòäåëåíèé, ðàçãðàíè÷åííûõ òîíêèìè äèàôðàãìàìè, èëè ïîëîñòåé, íàïîëíåííûõ âîçäóõîì. Ýòè ïîëîñòè, èëè ÿ÷åéêè, îí íàçâàë “êëåòêàìè” (îò ãðå÷. kytos – ïîëîñòü). Òåðìèí “êëåòêà” óòâåðäèëñÿ â áèîëîãèè, íåñìîòðÿ íà òî ÷òî Ðîáåðò Ãóê íàáëþäàë, ñîáñòâåííî, íå êëåòêè, à ëèøü öåëëþëîçíûå îáîëî÷êè ðàñòèòåëüíûõ êëåòîê è ÷òî êëåòêè â äåéñòâèòåëüíîñòè íå ïîëîñòè.

 äàëüíåéøåì êëåòî÷íîå ñòðîåíèå ìíîãèõ ÷àñòåé ðàñòåíèé âèäåëè è îïèñàëè Ì. Ìàëüïèãè è Í. Ãðþ, à òàêæå À Ëåâåíãóê.

Êëåòêà ÿâëÿåòñÿ ñëîæíîé ñàìîðåãóëèðóþùåéñÿ ñèñòåìîé, â êîòîðîé îäíîâðåìåííî è â îïðåäåë¸ííîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ïðîèñõîäÿò ñîòíè õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé, íàïðàâëåííûõ íà ïîääåðæàíèå å¸ æèçíåäåÿòåëüíîñòè, ðîñò è ðàçâèòèå.

1. Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ êëåòêè

 êëåòêàõ îáíàðóæåíî îêîëî 60 ýëåìåíòîâ ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû Ìåíäåëååâà, âñòðå÷àþùèõñÿ è â íåæèâîé ïðèðîäå. Ýòî îäíî èç äîêàçàòåëüñòâ îáùíîñòè æèâîé è íåæèâîé ïðèðîäû.  æèâûõ îðãàíèçìàõ íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåíû âîäîðîä, êèñëîðîä, óãëåðîä è àçîò, êîòîðûå ñîñòàâëÿþò îêîëî 98% ìàññû êëåòîê. Òàêîå îáóñëîâëåíî îñîáåííîñòÿìè õèìè÷åñêèõ ñâîéñòâ âîäîðîäà, êèñëîðîäà, óãëåðîäà è àçîòà, âñëåäñòâèå ÷åãî îíè îêàçàëèñü íàèáîëåå ïîäõîäÿùèìè äëÿ îáðàçîâàíèÿ ìîëåêóë, âûïîëíÿþùèõ áèîëîãè÷åñêèå ôóíêöèè. Ýòè ÷åòûðå ýëåìåíòà ñïîñîáíû îáðàçîâûâàòü î÷åíü ïðî÷íûå êîâàëåíòíûå ñâÿçè ïîñðåäñòâîì ñïàðèâàíèÿ ýëåêòðîíîâ, ïðèíàäëåæàùèõ äâóì àòîìàì. Êîâàëåíòíî ñâÿçàííûå àòîìû óãëåðîäà ìîãóò ôîðìèðîâàòü êàðêàñû áåñ÷èñëåííîãî ìíîæåñòâà ðàçëè÷íûõ îðãàíè÷åñêèõ ìîëåêóë. Ïîñêîëüêó àòîìû óãëåðîäà ëåãêî îáðàçóþò êîâàëåíòíûå ñâÿçè ñ êèñëîðîäîì, âîäîðîäîì, àçîòîì, à òàêæå ñ ñåðîé, îðãàíè÷åñêèå ìîëåêóëû äîñòèãàþò èñêëþ÷èòåëüíîé ñëîæíîñòè è ðàçíîîáðàçèÿ ñòðîåíèÿ.

Êðîìå ÷åòûðåõ îñíîâíûõ ýëåìåíòîâ â êëåòêå â çàìåòíûõ êîëè÷åñòâàõ (10ûå è 100ûå äîëè ïðîöåíòà) ñîäåðæàòñÿ æåëåçî, êàëèé, íàòðèé, êàëüöèé, ìàãíèé, õëîð, ôîñôîð è ñåðà. Âñå îñòàëüíûå ýëåìåíòû (öèíê, ìåäü, éîä, ôòîð, êîáàëüò, ìàðãàíåö è äð.) íàõîäÿòñÿ â êëåòêå â î÷åíü ìàëûõ êîëè÷åñòâàõ è ïîýòîìó íàçûâàþòñÿ ìèêðîýëåìåíòàìè.

Õèìè÷åñêèå ýëåìåíòû âõîäÿò â ñîñòàâ íåîðãàíè÷åñêèõ è îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Ê íåîðãàíè÷åñêèì ñîåäèíåíèÿì îòíîñÿòñÿ âîäà, ìèíåðàëüíûå ñîëè, äèîêñèä óãëåðîäà, êèñëîòû è îñíîâàíèÿ. Îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ – ýòî áåëêè, íóêëåèíîâûå êèñëîòû, óãëåâîäû, æèðû (ëèïèäû) è ëèïîèäû. Êðîìå êèñëîðîäà, âîäîðîäà, óãëåðîäà è àçîòà â èõ ñîñòàâ ìîãóò âõîäèòü äðóãèå ýëåìåíòû. Íåêîòîðûå áåëêè ñîäåðæàò ñåðó. Ñîñòàâíîé ÷àñòüþ íóêëåèíîâûõ êèñëîò ÿâëÿåòñÿ ôîñôîð. Ìîëåêóëà ãåìîãëîáèíà âêëþ÷àåò æåëåçî, ìàãíèé ó÷àñòâóåò â ïîñòðîåíèè ìîëåêóëû õëîðîôèëëà. Ìèêðîýëåìåíòû, íåñìîòðÿ íà êðàéíå íèçêîå ñîäåðæàíèå â æèâûõ îðãàíèçìàõ, èãðàþò âàæíóþ ðîëü â ïðîöåññàõ æèçíåäåÿòåëüíîñòè. Éîä âõîäèò â ñîñòàâ ãîðìîíà ùèòîâèäíîé æåëåçû – òèðîêñèíà, êîáàëüò – â ñîñòàâ âèòàìèíà Â12. ãîðìîí îñòðîâêîâîé ÷àñòè ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû – èíñóëèí – ñîäåðæèò öèíê. Ó íåêîòîðûõ ðûá ìåñòî æåëåçà â ìîëåêóëàõ ïèãìåíòîâ, ïåðåíîñÿùèõ êèñëîðîä, çàíèìàåò ìåäü.

ñîñòàâ êëåòêà âåùåñòâî òåîðèÿ

2. Íåîðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà â ñîñòàâå êëåòêè

Âîäà.

Í2Î – ñàìîå ðàñïðîñòðàíåííîå ñîåäèíåíèå â æèâûõ îðãàíèçìàõ. Ñîäåðæàíèå åå â ðàçíûõ êëåòêàõ êîëåáëåòñÿ â äîâîëüíî øèðîêèõ ïðåäåëàõ: îò 10% â ýìàëè çóáîâ äî 98% â òåëå ìåäóçû, íî ñðåäíåì îíà ñîñòàâëÿåò îêîëî 80% ìàññû òåëà. Èñêëþ÷èòåëüíî âàæíàÿ ðîëü âîäû â îáåñïå÷åíèè ïðîöåññîâ æèçíåäåÿòåëüíîñòè îáóñëîâëåíà åå ôèçèêî-õèìè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè. Ïîëÿðíîñòü ìîëåêóë è ñïîñîáíîñòü îáðàçîâûâàòü âîäîðîäíûå ñâÿçè äåëàþò âîäó õîðîøèì ðàñòâîðèòåëåì äëÿ îãðîìíîãî êîëè÷åñòâà âåùåñòâ. Áîëüøèíñòâî õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé, ïðîòåêàþùèõ â êëåòêå, ìîæåò ïðîèñõîäèòü òîëüêî â âîäíîì ðàñòâîðå. Âîäà ó÷àñòâóåò è âî ìíîãèõ õèìè÷åñêèõ ïðåâðàùåíèÿõ.

Îáùåå ÷èñëî âîäîðîäíûõ ñâÿçåé ìåæäó ìîëåêóëàìè âîäû èçìåíÿåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò t°.Ïðè t°òàÿíèÿ ëüäà ðàçðóøàåòñÿ ïðèìåðíî 15% âîäîðîäíûõ ñâÿçåé, ïðè t° 40°Ñ – ïîëîâèíà. Ïðè ïåðåõîäå â ãàçîîáðàçíîå ñîñòîÿíèå ðàçðóøàþòñÿ âñå âîäîðîäíûå ñâÿçè. Ýòèì îáúÿñíÿåòñÿ âûñîêàÿ óäåëüíàÿ òåïëîåìêîñòü âîäû. Ïðè èçìåíåíèè t° âíåøíåé ñðåäû âîäà ïîãëîùàåò èëè âûäåëÿåò òåïëîòó âñëåäñòâèå ðàçðûâà èëè íîâîîáðàçîâàíèÿ âîäîðîäíûõ ñâÿçåé. Òàêèì ïóòåì êîëåáàíèÿ t° âíóòðè êëåòêè îêàçûâàþòñÿ ìåíüøèìè, ÷åì â îêðóæàþùåé ñðåäå. Âûñîêàÿ òåïëîòà èñïàðåíèÿ ëåæèò â îñíîâå ýôôåêòèâíîãî ìåõàíèçìà òåïëîîòäà÷è ó ðàñòåíèé è æèâîòíûõ.

Âîäà êàê ðàñòâîðèòåëü ïðèíèìàåò ó÷àñòèå â ÿâëåíèÿõ îñìîñà, èãðàþùåãî âàæíóþ ðîëü â æèçíåäåÿòåëüíîñòè êëåòêè îðãàíèçìà. Îñìîñîì íàçûâàþò ïðîíèêíîâåíèå ìîëåêóë ðàñòâîðèòåëÿ ÷åðåç ïîëóïðîíèöàåìóþ ìåìáðàíó â ðàñòâîð êàêîãî-ëèáî âåùåñòâà. Ïîëóïðîíèöàåìûìè íàçûâàþòñÿ ìåìáðàíû, êîòîðûå ïðîïóñêàþò ìîëåêóëû ðàñòâîðèòåëÿ, íî íå ïðîïóñêàþò ìîëåêóëû (èëè èîíû) ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà. Ñëåäîâàòåëüíî, îñìîñ – îäíîñòîðîííÿÿ äèôôóçèÿ ìîëåêóë âîäû â íàïðàâëåíèè ðàñòâîðà.

Ìèíåðàëüíûå ñîëè.

Áîëüøàÿ ÷àñòü íåîðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ êëåòêè íàõîäèòñÿ â âèäå ñîëåé â äèññîöèèðîâàííîì, ëèáî â òâåðäîì ñîñòîÿíèè. Êîíöåíòðàöèÿ êàòèîíîâ è àíèîíîâ â êëåòêå è â îêðóæàþùåé åå ñðåäå íåîäèíàêîâà.  êëåòêå ñîäåðæèòñÿ äîâîëüíî ìíîãî Ê è î÷åíü ìíîãî Nà. Âî âíåêëåòî÷íîé ñðåäå, íàïðèìåð â ïëàçìå êðîâè, â ìîðñêîé âîäå, íàîáîðîò, ìíîãî íàòðèÿ è ìàëî êàëèÿ. Ðàçäðàæèìîñòü êëåòêè çàâèñèò îò ñîîòíîøåíèÿ êîíöåíòðàöèé èîíîâ Na+, K+, Ca2+, Mg2+.

3. Îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà â ñîñòàâå êëåòêè

Áåëêè.

Ñðåäè îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ êëåòêè áåëêè ñòîÿò íà ïåðâîì ìåñòå êàê ïî êîëè÷åñòâó (10 – 12% îò îáùåé ìàññû êëåòêè), òàê è ïî çíà÷åíèþ. Áåëêè ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé âûñîêîìîëåêóëÿðíûå ïîëèìåðû (ñ ìîëåêóëÿðíîé ìàññîé îò 6000 äî 1 ìëí. è âûøå), ìîíîìåðàìè êîòîðûõ ÿâëÿþòñÿ àìèíîêèñëîòû. Æèâûìè îðãàíèçìàìè èñïîëüçóåòñÿ 20 àìèíîêèñëîò, õîòÿ èõ ñóùåñòâóåò çíà÷èòåëüíî áîëüøå.  ñîñòàâ ëþáîé àìèíîêèñëîòû âõîäèò àìèíîãðóïïà (-NH2), îáëàäàþùàÿ îñíîâíûìè ñâîéñòâàìè, è êàðáîêñèëüíàÿ ãðóïïà (ÑÎÎÍ), èìåþùàÿ êèñëîòíûå ñâîéñòâà. Äâå àìèíîêèñëîòû ñîåäèíÿþòñÿ â îäíó ìîëåêóëó ïóòåì óñòàíîâëåíèÿ ñâÿçè HN-CO ñ âûäåëåíèåì ìîëåêóëû âîäû. Ñâÿçü ìåæäó àìèíîãðóïïîé îäíîé àìèíîêèñëîòû è êàðáîêñèëîì äðóãîé íàçûâàåòñÿ ïåïòèäíîé. Áåëêè ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ïîëèïåïòèäû, ñîäåðæàùèå äåñÿòêè è ñîòíè àìèíîêèñëîò. Ìîëåêóëû ðàçëè÷íûõ áåëêîâ îòëè÷àþòñÿ äðóã îò äðóãà ìîëåêóëÿðíîé ìàññîé, ÷èñëîì, ñîñòàâîì àìèíîêèñëîò è ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ ðàñïîëîæåíèÿ èõ â ïîëèïåïòèäíîé öåïè. Ïîíÿòíî ïîýòîìó, ÷òî áåëêè îòëè÷àþòñÿ îãðîìíûì ðàçíîîáðàçèåì, èõ êîëè÷åñòâî ó âñåõ âèäîâ æèâûõ îðãàíèçìîâ îöåíèâàåòñÿ ÷èñëîì 1010 – 1012.

Öåïü àìèíîêèñëîòíûõ çâåíüåâ, ñîåäèíåííûõ êîâàëåíòíîå ïåïòèäíûìè ñâÿçÿìè â îïðåäåëåííîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè, íàçûâàåòñÿ ïåðâè÷íîé ñòðóêòóðîé áåëêà.  êëåòêàõ áåëêè èìåþò âèä ñïèðàëüíî çàêðó÷åííûõ âîëîêîí èëè øàðèêîâ (ãëîáóë). Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî â ïðèðîäíîì áåëêå ïîëèïåïòèäíàÿ öåïî÷êà óëîæåíà ñòðîãî îïðåäåëåííûì îáðàçîì â çàâèñèìîñòè îò õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ âõîäÿùèõ â åå ñîñòàâ àìèíîêèñëîò.

Âíà÷àëå ïîëèïåïòèäíàÿ öåïü ñâîðà÷èâàåòñÿ â ñïèðàëü. Ìåæäó àòîìàìè ñîñåäíèõ âèòêîâ âîçíèêàåò ïðèòÿæåíèå è îáðàçóþòñÿ âîäîðîäíûå ñâÿçè, â ÷àñòíîñòè, ìåæäó NH- è ÑÎ- ãðóïïàìè, ðàñïîëîæåííûìè íà ñîñåäíèõ âèòêàõ. Öåïî÷êà àìèíîêèñëîò, çàêðó÷åííàÿ â âèäå ñïèðàëè, îáðàçóåò âòîðè÷íóþ ñòðóêòóðó áåëêà.  ðåçóëüòàòå äàëüíåéøåé óêëàäêè ñïèðàëè âîçíèêàåò ñïåöèôè÷íàÿ äëÿ êàæäîãî áåëêà êîíôèãóðàöèÿ, íàçûâàåìàÿ òðåòè÷íîé ñòðóêòóðîé. Òðåòè÷íàÿ ñòðóêòóðà îáóñëîâëåíà äåéñòâèåì ñèë ñöåïëåíèÿ ìåæäó ãèäðîôîáíûìè ðàäèêàëàìè, èìåþùèìèñÿ ó íåêîòîðûõ àìèíîêèñëîò, è êîâàëåíòíûìè ñâÿçÿìè ìåæäó SH- ãðóïïàìè àìèíîêèñëîòû öèñòåèíà (S-S- ñâÿçè). Êîëè÷åñòâî àìèíîêèñëîò ãèäðîôîáíûìè ðàäèêàëàìè è öèñòåèíà, à òàêæå ïîðÿäîê èõ ðàñïîëîæåíèÿ â ïîëèïåïòèäíîé öåïî÷êå ñïåöèôè÷íû äëÿ êàæäîãî áåëêà. Ñëåäîâàòåëüíî, îñîáåííîñòè òðåòè÷íîé ñòðóêòóðû áåëêà îïðåäåëÿþòñÿ åãî ïåðâè÷íîé ñòðóêòóðîé. Áèîëîãè÷åñêóþ àêòèâíîñòü áåëîê ïðîÿâëÿåò òîëüêî â âèäå òðåòè÷íîé ñòðóêòóðû. Ïîýòîìó çàìåíà äàæå îäíîé àìèíîêèñëîòû â ïîëèïåïòèäíîé öåïî÷êå ìîæåò ïðèâåñòè ê èçìåíåíèþ êîíôèãóðàöèè áåëêà è ê ñíèæåíèþ èëè óòðàòå åãî áèîëîãè÷åñêîé àêòèâíîñòè. Ýòè áåëêè ó÷àñòâóþò âî âñåõ âèäàõ äâèæåíèé, ê êîòîðûì ñïîñîáíû êëåòêè è îðãàíèçìû: ìåðöàíèå ðåñíè÷åê è áèåíèå æãóòèêîâ ó ïðîñòåéøèõ, ñîêðàùåíèå ìûøö ó æèâîòíûõ, äâèæåíèå ëèñòüåâ ó ðàñòåíèé è äð. Òðàíñïîðòíàÿ ôóíêöèÿ áåëêîâ çàêëþ÷àåòñÿ â ïðèñîåäèíåíèè õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ (íàïðèìåð, ãåìîãëîáèí ïðèñîåäèíÿåò Î) èëè áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûõ âåùåñòâ (ãîðìîíîâ) è ïåðåíîñå èõ ê òêàíÿì è îðãàíàì òåëà. Çàùèòíàÿ ôóíêöèÿ âûðàæàåòñÿ â ôîðìå âûðàáîòêè îñîáûõ áåëêîâ, íàçûâàåìûõ àíòèòåëàìè, â îòâåò íà ïðîíèêíîâåíèå â îðãàíèçì ÷óæåðîäíûõ áåëêîâ èëè êëåòîê. Àíòèòåëà ñâÿçûâàþò è îáåçâðåæèâàþò ÷óæåðîäíûå âåùåñòâà. Áåëêè èãðàþò íåìàëîâàæíóþ ðîëü êàê èñòî÷íèêè ýíåðãèè. Ïðè ïîëíîì ðàñùåïëåíèè 1ã. áåëêîâ âûäåëÿåòñÿ 17,6 êÄæ (~4,2 êêàë).

Óãëåâîäû.

Óãëåâîäû, èëè ñàõàðèäû – îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà ñ îáùåé ôîðìóëîé (ÑÍ2Î)n. Ó áîëüøèíñòâà óãëåâîäîâ ÷èñëî àòîìîâ Í âäâîå áîëüøå ÷èñëà àòîìîâ Î, êàê â ìîëåêóëàõ âîäû. Ïîýòîìó ýòè âåùåñòâà è áûëè íàçâàíû óãëåâîäàìè.

 æèâîé êëåòêå óãëåâîäû íàõîäÿòñÿ â êîëè÷åñòâàõ, íå ïðåâûøàþùèõ 1-2, èíîãäà 5% (â ïå÷åíè, â ìûøöàõ). Íàèáîëåå áîãàòû óãëåâîäàìè ðàñòèòåëüíûå êëåòêè, ãäå èõ ñîäåðæàíèå äîñòèãàåò â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ 90% îò ìàññû ñóõîãî âåùåñòâà (ñåìåíà, êëóáíè êàðòîôåëÿ è ò.ä.).

Óãëåâîäû âûïîëíÿþò äâå îñíîâíûå ôóíêöèè: ñòðîèòåëüíóþ è ýíåðãåòè÷åñêóþ. Öåëëþëîçà îáðàçóåò ñòåíêè ðàñòèòåëüíûõ êëåòîê. Ñëîæíûé ïîëèñàõàðèä õèòèí ñëóæèò ãëàâíûì ñòðóêòóðíûì êîìïîíåíòîì íàðóæíîãî ñêåëåòà ÷ëåíèñòîíîãèõ. Ñòðîèòåëüíóþ ôóíêöèþ õèòèí âûïîëíÿåò è ó ãðèáîâ. Óãëåâîäû èãðàþò ðîëü îñíîâíîãî èñòî÷íèêà ýíåðãèè â êëåòêå.  ïðîöåññå îêèñëåíèÿ 1ã. óãëåâîäîâ îñâîáîæäàåòñÿ 17,6 êÄæ (~4,2 êêàë). Êðàõìàë ó ðàñòåíèé è ãëèêîãåí ó æèâîòíûõ îòêëàäûâàþòñÿ â êëåòêàõ è ñëóæàò ýíåðãåòè÷åñêèì ðåçåðâîì.

Íóêëåèíîâûå êèñëîòû.

Çíà÷åíèå íóêëåèíîâûõ êèñëîò â êëåòêå î÷åíü âåëèêî. Îñîáåííîñòè èõ õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ îáåñïå÷èâàþò âîçìîæíîñòü õðàíåíèÿ, ïåðåíîñà è ïåðåäà÷è ïî íàñëåäñòâó äî÷åðíèì êëåòêàì èíôîðìàöèè î ñòðóêòóðå áåëêîâûõ ìîëåêóë, êîòîðûå ñèíòåçèðóþòñÿ â êàæäîé òêàíè íà îïðåäåëåííîì ýòàïå èíäèâèäóàëüíîãî ðàçâèòèÿ. Ïîñêîëüêó áîëüøèíñòâî ñâîéñòâ è ïðèçíàêîâ êëåòîê îáóñëîâëåíî áåëêàìè, òî ïîíÿòíî, ÷òî ñòàáèëüíîñòü íóêëåèíîâûõ êèñëîò – âàæíåéøåå óñëîâèå íîðìàëüíîé æèçíåäåÿòåëüíîñòè êëåòîê è öåëûõ îðãàíèçìîâ. Ëþáûå èçìåíåíèÿ ñòðóêòóðû êëåòîê èëè àêòèâíîñòè ôèçèîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â íèõ, âëèÿÿ, òàêèì îáðàçîì, íà æèçíåäåÿòåëüíîñòü. Èçó÷åíèå ñòðóêòóðû íóêëåèíîâûõ êèñëîò èìååò èñêëþ÷èòåëüíî âàæíîå çíà÷åíèå äëÿ ïîíèìàíèÿ íàñëåäîâàíèÿ ïðèçíàêîâ ó îðãàíèçìîâ è çàêîíîìåðíîñòåé ôóíêöèîíèðîâàíèÿ, êàê îòäåëüíûõ êëåòîê, òàê è êëåòî÷íûõ ñèñòåì – òêàíåé è îðãàíîâ.

Ñóùåñòâóþò 2 òèïà íóêëåèíîâûõ êèñëîò – ÄÍÊ è ÐÍÊ.

ÄÍÊ – ïîëèìåð, ñîñòîÿùèé èç äâóõ íóêëåîòèäíûõ ñïèðàëåé, çàêëþ÷åííûõ òàê, ÷òî îáðàçóåòñÿ äâîéíàÿ ñïèðàëü. Ìîíîìåðû ìîëåêóë ÄÍÊ ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé íóêëåîòèäû, ñîñòîÿùèå èç àçîòèñòîãî îñíîâàíèÿ (àäåíèíà, òèìèíà, ãóàíèíà èëè öèòîçèíà), óãëåâîäà (äåçîêñèðèáîçû) è îñòàòêà ôîñôîðíîé êèñëîòû. Àçîòèñòûå îñíîâàíèÿ â ìîëåêóëå ÄÍÊ ñîåäèíåíû ìåæäó ñîáîé íåîäèíàêîâûì êîëè÷åñòâîì Í-ñâÿçåé è ðàñïîëàãàþòñÿ ïîïàðíî: àäåíèí (À) âñåãäà ïðîòèâ òèìèíà (Ò), ãóàíèí (Ã) ïðîòèâ öèòîçèíà (Ö). ñõåìàòè÷åñêè ðàñïîëîæåíèå íóêëåîòèäîâ â ìîëåêóëå ÄÍÊ ìîæíî èçîáðàçèòü òàê:

Èç ñõåìû âèäíî, ÷òî íóêëåîòèäû ñîåäèíåíû äðóã ñ äðóãîì íå ñëó÷àéíî, à èçáèðàòåëüíî. Ñïîñîáíîñòü ê èçáèðàòåëüíîìó âçàèìîäåéñòâèþ àäåíèíà ñ òèìèíîì è ãóàíèíà ñ öèòîçèíîì íàçûâàåòñÿ êîìïëåìåíòàðíîñòüþ. Êîìïëåìåíòàðíîå âçàèìîäåéñòâèå îïðåäåëåííûõ íóêëåîòèäîâ îáúÿñíÿåòñÿ îñîáåííîñòÿìè ïðîñòðàíñòâåííîãî ðàñïîëîæåíèÿ àòîìîâ â èõ ìîëåêóëàõ, êîòîðûå ïîçâîëÿþò èì ñáëèæàòüñÿ è îáðàçîâûâàòü Í-ñâÿçè.  ïîëèíóêëåîòèäíîé öåïî÷êå ñîñåäíèå íóêëåîòèäû ñâÿçàíû ìåæäó ñîáîé ÷åðåç ñàõàð (äåçîêñèðèáîçó) è îñòàòîê ôîñôîðíîé êèñëîòû.

ÐÍÊ òàê æå, êàê è ÄÍÊ, ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïîëèìåð, ìîíîìåðàìè êîòîðîãî ÿâëÿþòñÿ íóêëåîòèäû. Àçîòèñòûå îñíîâàíèÿ òðåõ íóêëåîòèäîâ òå æå ñàìûå, ÷òî âõîäÿò â ñîñòàâ ÄÍÊ (À, Ã, Ö); ÷åòâåðòîå – óðàöèë (Ó) – ïðèñóòñòâóåò â ìîëåêóëå ÐÍÊ âìåñòî òèìèíà. Íóêëåîòèäû ÐÍÊ îòëè÷àþòñÿ îò íóêëåîòèäîâ ÄÍÊ è ïî ñòðîåíèþ âõîäÿùåãî â èõ ñîñòàâ óãëåâîäà (ðèáîçà âìåñòî äèçîêñèðèáîçû).

Æèðû è ëèïîèäû.

Æèðû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ñîåäèíåíèÿ æèðíûõ âûñîêîìîëåêóëÿðíûõ êèñëîò è òðåõàòîìíîãî ñïèðòà ãëèöåðèíà. Æèðû íå ðàñòâîðÿþòñÿ â âîäå – îíè ãèäðîôîáíû. Â êëåòêå âñåãäà åñòü è äðóãèå ñëîæíûå ãèäðîôîáíûå æèðîïîäîáíûå âåùåñòâà, íàçûâàåìûå ëèïîèäàìè.

Îäíà èç îñíîâíûõ ôóíêöèé æèðîâ – ýíåðãåòè÷åñêàÿ.  õîäå ðàñùåïëåíèÿ 1ã. æèðîâ äî ÑÎ2 è Í2Î îñâîáîæäàåòñÿ áîëüøîå êîëè÷åñòâî ýíåðãèè – 38,9 êÄæ (~9,3 êêàë). Ñîäåðæàíèå æèðà â êëåòêå êîëåáëåòñÿ â ïðåäåëàõ 5-15% îò ìàññû ñóõîãî âåùåñòâà.  êëåòêàõ æèâîé òêàíè êîëè÷åñòâî æèðà âîçðàñòàåò äî 90%. Íàêàïëèâàÿñü â êëåòêàõ æèðîâîé òêàíè æèâîòíûõ, â ñåìåíàõ è ïëîäàõ ðàñòåíèé, æèð ñëóæèò çàïàñíûì èñòî÷íèêîì ýíåðãèè.

Æèðû è ëèïîèäû âûïîëíÿþò è ñòðîèòåëüíóþ ôóíêöèþ6 îíè âõîäÿò â ñîñòàâ êëåòî÷íûõ ìåìáðàí. Áëàãîäàðÿ ïëîõîé òåïëîïðîâîäíîñòè æèð ñïîñîáåí ê çàùèòíîé ôóíêöèè. Ó íåêîòîðûõ æèâîòíûõ (òþëåíè, êèòû) îí îòêëàäûâàåòñÿ â ïîäêîæíîé æèðîâîé òêàíè, îáðàçóÿ ñëîé òîëùèíîé äî 1ì. Îáðàçîâàíèå íåêîòîðûõ ëèïîèäîâ ïðåäøåñòâóåò ñèíòåçó ðÿäà ãîðìîíîâ. Ñëåäîâàòåëüíî, ýòèì âåùåñòâàì ïðèñóùà è ôóíêöèÿ ðåãóëÿöèè îáìåííûõ ïðîöåññîâ.

4. Êëåòî÷íàÿ òåîðèÿ ñòðîåíèÿ îðãàíèçìîâ

Äëÿ ïðîêàðèîò è ïðîñòåéøèõ, íèçøèõ ãðèáîâ è íåêîòîðûõ âîäîðîñëåé ïîíÿòèÿ “êëåòêà” è “îðãàíèçì” ñîâïàäàþò. Ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî êëåòêà – ýòî ýëåìåíòàðíàÿ áèîëîãè÷åñêàÿ ñèñòåìà, ñïîñîáíàÿ ê ñàìîîáíîâëåíèþ, ñàìîâîñïðîèçâåäåíèþ è ðàçâèòèþ.

Òàêîå ïðåäñòàâëåíèå î êëåòêå óñòàíîâèëîñü â íàóêå íå ñðàçó. Ñàìà êëåòêà (òî÷íåå, êëåòî÷íàÿ îáîëî÷êà) áûëà îòêðûòà â XVII â. Àíãëèéñêèì ôèçèêîì Ð. Ãóêîì. Ðàññìàòðèâàÿ ïîä ìèêðîñêîïîì ñðåç ïðîáêè, Ãóê îáíàðóæèë, ÷òî îíà ñîñòîèò èç ÿ÷ååê, ðàçäåëåííûõ ïåðåãîðîäêàìè. Ýòè ÿ÷åéêè îí íàçâàë êëåòêàìè. Äîëãîå âðåìÿ ãëàâíîé ÷àñòüþ êëåòêè ñ÷èòàëè åå îáîëî÷êó. Ëèøü â XIX â. Ó÷åíûå îáðàòèëè âíèìàíèå íà ïîëóæèäêîå ñòóäåíèñòîå ñîäåðæèìîå, çàïîëíÿþùåå êëåòêó.  1831 ã. àíãëèéñêèé áîòàíèê Á. Áðîóí îáíàðóæèë â êëåòêàõ ÿäðî. Ýòî îòêðûòèå ïîñëóæèëî âàæíîé ïðåäïîñûëêîé äëÿ óñòàíîâëåíèÿ ñõîäñòâà ìåæäó êëåòêàìè ðàñòåíèé è æèâîòíûõ. Áîòàíèê Ì. Øëåéäåí äîêàçàë, ÷òî ÿäðî åñòü â ëþáîé ðàñòèòåëüíîé êëåòêå.

 êîíöå 30-õ ãã. XIX â. çîîëîã Ò. Øâàíí, îáîáùèâ íàêîïëåííûå ñâåäåíèÿ î ñòðîåíèè æèâûõ îðãàíèçìîâ, ïðèøåë ê çàêëþ÷åíèþ, ÷òî êëåòêà – èõ ãëàâíàÿ ñòðóêòóðíàÿ åäèíèöà è ÷òî èìåííî îáðàçîâàíèå êëåòîê îáóñëîâëèâàåò ðîñò è ðàçâèòèå æèâûõ òêàíåé.

Êëåòî÷íàÿ òåîðèÿ ñòðîåíèÿ áûëà ñôîðìóëèðîâàíà è îïóáëèêîâàíà Ò. Øâàííîì â 1839ã. Îíà ñûãðàëà îãðîìíóþ ðîëü â ðàçâèòèè áèîëîãèè. Èñ÷åçëà êàçàâøàÿñÿ íåïðîõîäèìîé ïðîïàñòü ìåæäó öàðñòâîì ðàñòåíèé è öàðñòâîì æèâîòíûõ. Ïðîâîçãëàøàÿ åäèíñòâî æèâîãî ìèðà, êëåòî÷íàÿ òåîðèÿ ïîñëóæèëà îäíîé èç ïðåäïîñûëîê âîçíèêíîâåíèÿ òåîðèè ýâîëþöèè ×. Äàðâèíà.

Ïîçäíåå êëåòî÷íàÿ òåîðèÿ áûëà ðàçâèòà ìíîãèìè ó÷åíûìè. Íåìåöêèé âðà÷ Ð. Âèðõîâ äîêàçàë, ÷òî ãëàâíàÿ ñîñòàâíàÿ ÷àñòü êëåòêè – ÿäðî è ÷òî êëåòêè îáðàçóþòñÿ òîëüêî îò êëåòîê. Äàëüíåéøåå ñîâåðøåíñòâîâàíèå ìèêðîñêîïè÷åñêîé òåõíèêè, ñîçäàíèå ýëåêòðîííîãî ìèêðîñêîïà è ïîÿâëåíèå ìåòîäîâ ìîëåêóëÿðíîé áèîëîãèè ïîçâîëèëè ãëóáæå ïðîíèêíóòü â òàéíû êëåòêè, ïîçíàòü åå ñëîæíóþ ñòðóêòóðó è ìíîãîîáðàçèå ïðîòåêàþùèõ â íåé áèîõèìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ.

 íàñòîÿùåå âðåìÿ îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ êëåòî÷íîé òåîðèè ôîðìóëèðóþòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì:

1) Êëåòêà ÿâëÿåòñÿ ñòðóêòóðíî-ôóíêöèîíàëüíîé åäèíèöåé, à òàêæå åäèíèöåé ðàçâèòèÿ âñåõ æèâûõ îðãàíèçìîâ;

2) Êëåòêàì ïðèñóùå ìåìáðàííîå ñòðîåíèå;

3) ßäðî – ãëàâíàÿ ñîñòàâíàÿ ÷àñòü êëåòêè;

4) Êëåòêè ðàçìíîæàþòñÿ òîëüêî äåëåíèåì;

5) Êëåòî÷íîå ñòðîåíèå îðãàíèçìà – ñâèäåòåëüñòâî òîãî, ÷òî ðàñòåíèÿ è æèâîòíûå èìåþò åäèíîå ïðîèñõîæäåíèå.

Íåêëåòî÷íûå ôîðìû æèçíè – âèðóñû è áàêòåðèîôàãè – óñòðîåíû ïðîùå, ÷åì êëåòêè äàæå ñàìûõ ïðèìèòèâíûõ áàêòåðèé.

Çàêëþ÷åíèå

Êëåòêà ïîêðûòà íàðóæíîé ìåìáðàíîé, âíóòðåííåå ñîäåðæèìîå êëåòêè íàçûâàåòñÿ öèòîïëàçìîé.  öèòîïëàçìå íàõîäèòñÿ ÿäðî. Âàæíåéøèå îðãàíîèäû: ýíäîïëàçìàòè÷åñêàÿ ñåòü, ðèáîñîìû, êîìïëåêñ Ãîëüäæè, ëèçîñîìû, ìèòîõîíäðèè, ïëàñòèäû, êëåòî÷íûé öåíòð. Êëåòêà – ýëåìåíòàðíàÿ åäèíèöà æèçíè íà Çåìëå. Êëåòêå ÷åëîâå÷åñêîãî îðãàíèçìà ïðèñóùè ñëåäóþùèå æèçíåííûå ñâîéñòâà: îáìåí âåùåñòâ, ðîñò, ðàçìíîæåíèå è âîçáóäèìîñòü. Íà îñíîâå ýòèõ ôóíêöèé îñóùåñòâëÿåòñÿ ôóíêöèîíèðîâàíèå öåëîãî îðãàíèçìà

Ëèòåðàòóðà

1. Áèîëîãèÿ. Ïîñîáèå äëÿ ïîñòóïàþùèõ â âóçû. (1984ã.) “Âûñøàÿ øêîëà” Ý.Â. Ñåìåíîâ, Ñ.Ã. Ìàìîíòîâ, Â.Ë. Êîãàí.

2. Áèîëîãèÿ. Ââåäåíèå â îáùóþ áèîëîãèþ è ýêîëîãèþ. 9 êëàññ. (2008ã.). “Äðîôà” À.À. Êàìåíñêèé, Å.À. Êðèêñóíîâ, Â.Â. ïàñå÷íèê.

3. Ìåãàýíöèêëîïåäèÿ, https://mega.km.ru

4. Áîëüøîé Ýíöèêëîïåäè÷åñêèé ñëîâàðü. – Ì.: Áîëüøàÿ ðîññèéñêàÿ ýíöèêëîïåäèÿ, 2008.

5. Ïðîñâåùåíèå, 2012. – 160 ñ.: èë. – ISBN 5-09-004171-7.

Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru