Какие вещества бывают в биологии: белки — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс).

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 аминогруппы) 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 её аминокислотный состав, последовательность мономеров и степень скрученности молекулы белка.

В молекулах белков встречается всего \(20\) видов различных аминокислот, и огромное разнообразие белков создаётся за счёт различного их сочетания.

  • Последовательность аминокислот в составе полипептидной цепи — это первичная структура белка. Она 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 остаётся 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 ещё 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. Приём 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

Программа вступительных испытаний по биологии

Общие указания

На экзамене по биологии поступающий в высшее учебное заведение должен показать:

  1. знание главнейших понятий, закономерностей и законов, касающихся строения, жизни и развития растительного, животного и человеческого организмов, развития живой природы;
  2. знание строения и жизни растений, животных, человека, основных групп растений и классификации животных;
  3. умение обосновывать выводы, оперировать понятиями при объяснении явлений природы с приведением примеров из практики сельскохозяйственного и промышленного производства, здравоохранения и т. д. Этому умению придается особое значение, так как оно будет свидетельствовать об осмысленности знаний, о понимании излагаемого материала экзаменующимся.

I. Растения

Ботаника — наука о растениях. Растительный мир как составная часть природы, его разнообразие, распространение на Земле. Цветковое растение и его строение.

Семя. Строение семян (на примере двудольного и однодольного растений). Состав семян. Условия прорастания семян. Дыхание семян. Питание и рост проростка. Время посева и глубина заделки семян.

Корень. Развитие корня из зародышевого корешка. Виды корней. Типы корневых систем (стержневая и мочковатая).

Внешнее и внутреннее строение корня в связи с его функциями. Зона корня. Рост корня. Понятие ткани. Поглощение корнями воды и минеральных солей, необходимых растению. Удобрения. Дыхание корня. Значение обработки почвы, внесения удобрений, полива для жизни культурных растений. Корнеплоды (видоизменения корня). Значение корня.

Лист. Внешнее строение листа. Жилкование. Листья простые и сложные. Листорасположение. Особенности внутреннего строения листа в связи с его функциями, кожица и устьица, основная ткань листа, проводящие пучки. Дыхание листьев. Фотосинтез. Испарение воды листьями. Листопад. Значение листьев в жизни растений. Роль зеленых растений в природе и жизни человека.

Стебель. Понятие о побеге. Почки вегетативные и цветочные, их строение и расположение на стебле. Развитие побега из почки. Рост стебля в длину. Ветвление стебля. Формирование кроны. Внутреннее строение древесного стебля в связи с его функциями: кора, камбий, древесина, сердцевина. Рост стебля в толщину. Образование годичных колец. Передвижение минеральных и органических веществ по стеблю. Значение стебля. Видоизмененные побеги: корневища, клубень, луковица, их строение, биологическое и хозяйственное значение.

Вегетативное размножение цветковых растений. Размножение растений посредством побегов, корней, листьев в природе и растениеводстве (видоизмененными побегами, стеблевыми и корневыми черенками, отводками, делением куста, прививкой). Биологическое и хозяйственное значение вегетативного размножения.

Цветок и плод. Строение цветка: цветоножка, цветоложе, околоцветник (чашечка и венчик), тычинки, пестик или пестики. Строение тычинки и пестика. Соцветия и их биологическое значение. Перекрестное опыление насекомыми, ветром. Самоопыление. Оплодотворение. Образование семян и плодов. Значение цветков, плодов и семян в природе и жизни человека.

Растение и окружающая среда. Взаимосвязь органов. Основные жизненные функции растительного организма и его взаимосвязь со средой обитания.

Классификация цветковых растений. Многообразие дикорастущих и культурных цветковых растений и их классификация. Элементарные понятия о систематических (таксономических) категориях — вид, род, семейство, класс. Значение международных названий растений.

Класс двудольных растений. Семейство крестоцветных, розоцветных, бобовых, пасленовых, сложноцветных.

Класс однодольных растений. Семейство злаков, семейство лилейных.

Отличительные признаки растений основных семейств; их биологические особенности и народнохозяйственное значение. Типичные культурные и дикорастущие растения этих семейств. Влияние хозяйственной деятельности на видовое многообразие цветковых растений. Охрана редких видов растений. Красная книга.

Основные группы растений. Водоросли. Строение и жизнедеятельность одноклеточных водорослей (хламидомонада, плеврококк, хлорелла). Размножение водорослей. Нитчатые водоросли. Значение водорослей в природе и хозяйстве.

Мхи. Зеленые мхи. Строение и размножение кукушкина льна. Мох сфагнум, особенности его строения. Образование торфа, его значение.

Хвощ. Плаун. Папоротник. Строение и размножение.

Голосеменные. Строение и размножение голосеменных (на примере сосны и ели). Распространение хвойных, их значение в природе, в народном хозяйстве.

Покрытосеменные (цветковые). Приспособленность покрытосеменных к различным условиям жизни на Земле и господство в современной флоре.

Влияние хозяйственной деятельности человека на видовое многообразие растений. Охрана растений.

Развитие растительного мира на Земле. Основные этапы исторического развития и усложнения растительного мира на Земле. Создание культурных растений человеком. Достижения российских ученых в выведении новых сортов растений.

Бактерии, грибы, лишайники. Бактерии. Строение и жизнедеятельность бактерий. Распространение бактерий в воздухе, почве, воде, живых организмах. Роль бактерий в природе, медицине, сельском хозяйстве и промышленности. Болезнетворные бактерии и борьба с ними.

Грибы. Общая характеристика грибов. Шляпочные грибы, их строение, питание, размножение. Условия жизни грибов в лесу. Съедобные и ядовитые грибы. Плесневые грибы. Дрожжи. Грибы-паразиты, вызывающие болезни растений. Роль грибов в природе и хозяйстве.

Лишайники. Строение лишайника. Симбиоз. Питание. Размножение. Роль лишайника в природе и хозяйстве.

II.

Животные

Зоология — наука о животных. Значение животных в природе и жизни человека. Сходство и отличие животных и растений. Классификация животных.

Одноклеточные. Общая характеристика. Обыкновенная амеба. Среда обитания. Движение. Питание. Дыхание. Выделение. Размножение. Инцистирование.

Зеленая эвглена — одноклеточный организм с признаками животного и растения.

Инфузория-туфелька. Особенности строения и процессов жизнедеятельности. Раздражимость.

Многообразие и значение одноклеточных. Малярийный паразит — возбудитель малярии. Ликвидация малярии как массового заболевания.

Тип Кишечнополостные. Общая характеристика типа. Пресноводный полип — гидра. Среда обитания и внешнее строение. Лучевая симметрия. Внутреннее строение (двухслойность, разнообразие клеток). Питание. Дыхание. Нервная система. Рефлекс. Регенерация. Размножение вегетативное и половое. Морские кишечнополостные (полипы и медузы) и их значение.

Тип Плоские черви. Общая характеристика типа. Внешнее строение. Мускулатура. Питание. Дыхание. Выделение. Нервная система. Размножение. Регенерация.

Тип Круглые черви. Общая характеристика типа. Внешнее строение. Полость тела. Питание. Размножение и развитие. Многообразие паразитических червей и борьба с ними.

Тип Кольчатые черви. Общая характеристика типа. Среда обитания. Внешнее строение. Ткани. Кожно-мускульный мешок. Полость тела. Системы органов пищеварения, кровообращения, выделения. Процессы жизнедеятельности. Нервная система. Регенерация. Размножение.

Тип Моллюски. Общая характеристика типа. Среда обитания и внешнее строение. Особенности процессов жизнедеятельности.

Тип Членистоногие. Общая характеристика типа. Класс Ракообразные. Речной рак. Среда обитания. Внешнее строение. Размножение. Внутреннее строение. Пищеварительная, кровеносная и дыхательная системы. Органы выделения. Питание, дыхание, выделение. Особенности процессов жизнедеятельности. Нервная система и органы чувств.

Класс Паукообразные. Паук-крестовик. Среда обитания. Внешнее строение. Ловчая сеть, ее устройство и значение. Питание, дыхание, размножение. Роль клещей в природе и их практическое значение. Меры защиты человека от клещей.

Класс Насекомые. Майский жук. Внешнее и внутреннее строение. Процесс жизнедеятельности. Размножение. Типы развития.

Отряды насекомых с полным превращением. Чешуекрылые. Капустная белянка. Тутовый шелкопряд. Шелководство. Двукрылые. Комнатная муха, оводы. Перепончатокрылые. Медоносная пчела и муравьи. Инстинкт. Наездники. Биологический способ борьбы с вредителями. Отряд насекомых с неполным превращением. Прямокрылые. Перелетная саранча — опасный вредитель сельского хозяйства. Роль насекомых в природе, их практическое значение. Сохранение их видового многообразия.

Тип Хордовые. Общая характеристика типа. Класс Ланцетники. Ланцетник — низшее хордовое животное. Среда обитания. Внешнее строение. Хорда. Особенности внутреннего строения. Сходство ланцетников с позвоночными и беспозвоночными.

Класс Рыбы. Общая характеристика класса. Речной окунь. Среда обитания. Внешнее строение. Скелет и мускулатура. Полость тела. Пищеварительная, кровеносная, дыхательная системы. Плавательный пузырь. Нервная система и органы чувств. Поведение. Размножение и развитие. Забота о потомстве. Многообразие рыб. Отряды рыб: акулы, осетровые, сельдеобразные, карпообразные, кистеперые. Хозяйственное значение рыб. Промысел рыб. Искусственное разведение рыб. Прудовое хозяйство. Влияние деятельности человека на численность рыб. Необходимость рационального использования рыбных богатств, их охраны (защита вод от загрязнения и др.).

Класс Земноводные. Общая характеристика класса. Лягушка. Особенности среды обитания. Внешнее строение. Скелет и мускулатура. Особенности строения внутренних органов и процессов жизнедеятельности. Нервная система и органы чувств. Размножение и развитие. Многообразие земноводных и их значение. Происхождение земноводных.

Класс Пресмыкающиеся. Общая характеристика класса. Прыткая ящерица. Среда обитания. Внешнее строение. Особенности внутреннего строения. Размножение. Регенерация. Многообразие современных пресмыкающихся. Отряд Чешуйчатые. Отряд Черепахи. Древние пресмыкающиеся: динозавры, зверозубые ящеры. Происхождение пресмыкающихся.

Класс Птицы. Общая характеристика класса. Голубь. Среда обитания. Внешнее строение. Скелет и мускулатура. Полость тела. Особенности внутреннего строения и процессов жизнедеятельности. Нервная система и органы чувств. Поведение. Размножение и развитие. Сезонные явления в жизни птиц, гнездование, кочевки и перелеты. Происхождение птиц. Приспособленность птиц к различным средам обитания. Птицы парков, садов, лугов и полей. Птицы леса. Хищные птицы. Птицы болот и побережий водоемов. Птицы степей и пустынь. Роль птиц в природе и их значение в жизни человека. Роль заповедников и зоопарков в сохранении редких видов птиц. Привлечение птиц. Птицеводство.

Класс Млекопитающие. Общая характеристика класса. Домашняя собака. Внешнее строение. Скелет и мускулатура. Полости тела. Система органов. Нервная система и органы чувств. Поведение. Размножение и развитие. Забота о потомстве. Отряды млекопитающих. Первозвери. Происхождение млекопитающих. Рукокрылые: летучие мыши. Грызуны. Хищные: собачьи, кошачьи. Ластоногие. Китообразные. Парнокопытные. Особенности строения пищеварительной системы жвачных. Породы крупного рогатого скота. Кабан. Домашние свиньи. Непарнокопытные. Дикая лошадь. Породы домашних лошадей. Приматы. Роль млекопитающих в природе и в жизни человека. Влияние деятельности человека на численность и видовое многообразие млекопитающих, их охрана.

III. Человек и его здоровье

Анатомия, физиология и гигиена человека — науки, изучающие строение и функции организма человека и условия сохранения его здоровья. Гигиенические аспекты охраны окружающей среды.

Общий обзор организма человека. Общее знакомство с организмом человека (органы и системы органов). Элементарные сведения о строении, функциях и размножении клеток. Рефлекс. Краткие сведения о строении и функциях тканей. Ткани (эпителиальные, соединительные, мышечные и нервная).

Опорно-двигательная система. Значение опорно-двигательной системы. Строение скелета человека. Соединения костей: неподвижные, полуподвижные суставы. Состав, строение (макроскопическое) и рост костей в толщину. Мышцы, их строение и функции. Нервная регуляция деятельности мышц. Движения в суставах. Рефлекторная дуга. Работа мышц. Влияние ритма и нагрузки на работу мышц. Утомление мышц. Значение физических упражнений для правильного формирования скелета и мышц. Предупреждение искривления позвоночника и развития плоскостопия.

Кровь. Внутренняя среда организма: кровь, тканевая жидкость, лимфа. Относительное постоянство внутренней среды. Состав крови: плазма, форменные элементы. Группы крови. Значение переливания крови. Свертывание крови как защитная реакция. Эритроциты и лейкоциты, их строение и функции. Малокровие. Учение И.И.Мечникова о защитных свойствах крови. Борьба с эпидемиями. Иммунитет.

Кровообращение. Органы кровообращения: сердце и сосуды (артерии, капилляры, вены). Большой и малый круги кровообращения. Сердце, его строение и работа. Автоматия сердца. Понятие о нервной и гуморальной регуляции деятельности сердца. Движение крови по сосудам. Пульс. Кровяное давление. Гигиена сердечно-сосудистой системы.

Дыхание. Значение дыхания. Органы дыхания, их строение и функция. Голосовой аппарат. Газообмен в легких и тканях. Дыхательные движения. Понятия о жизненной емкости легких. Понятие о гуморальной и нервной регуляции дыхания. Гигиена дыхания.

Пищеварение. Питательные вещества и пищевые продукты. Пищеварение, ферменты и их роль в пищеварении. Строение органов пищеварения. Пищеварение в полости рта. Глотание. Работы И.П.Павлова по изучению деятельности слюнных желез. Пищеварение в желудке. Понятие о нервно-гуморальной регуляции желудочного сокоотделения. Работы И.П.Павлова по изучению пищеварения в желудке. Печень, поджелудочная железа и их роль в пищеварении. Изменение питательных веществ в кишечнике. Всасывание. Гигиена питания.

Обмен веществ. Водно-солевой, белковый, жировой и углеводный обмен. Распад и окисление органических веществ в клетках. Ферменты. Пластический и энергетический обмен — две стороны единого процесса обмена веществ. Обмен веществ между организмом и окружающей средой. Норма питания. Значение правильного питания. Витамины и их значение для организма.

Выделение. Органы мочевыделительной системы. Функции почек. Значение выделения продуктов обмена веществ.

Кожа. Строение и функции кожи. Роль кожи в регуляции теплоотдачи. Закаливание организма. Гигиена кожи и одежды.

Нервная система. Значение нервной системы. Строение и функции спинного мозга и отделов головного мозга: продолговатого, среднего, промежуточного, мозжечка. Понятие о вегетативной нервной системе. Большие полушария головного мозга. Значение коры больших полушарий.

Анализаторы. Органы чувств. Значение органов чувств. Анализаторы. Строение и функции органов зрения. Гигиена зрения. Строение и функции органа слуха. Гигиена слуха.

Высшая нервная деятельность. Безусловные и условные рефлексы. Образование и биологическое значение условных рефлексов. Торможение условных рефлексов. Роль И.М.Сеченова и И.П.Павлова в создании учения о высшей нервной деятельности; его сущность. Значение слова. Сознание и мышление человека как функции высших отделов головного мозга. Антинаучность религиозных представлений о душе. Гигиена физического и умственного труда. Режим труда и отдыха. Сон, его значение. Вредное влияние курения и употребления спиртных напитков на нервную систему.

Железы внутренней секреции. Значение желез внутренней секреции. Понятие о гормонах. Роль гуморальной регуляции в организме.

Развитие человеческого организма. Воспроизведение организмов. Половые железы и половые клетки. Оплодотворение. Развитие зародыша человека. Особенности развития детского и юношеского организмов.

IV. Общая биология

Общая биология — предмет об основных закономерностях жизненных явлений. Значение биологии для медицины, сельского хозяйства и других отраслей народного хозяйства.

Эволюционное учение

Краткие сведения о додарвиновском периоде развития биологии. Основные положения эволюционного учения Ч.Дарвина. Значение теории эволюции для развития естествознания.

Критерии вида. Популяция — единица вида и эволюции. Понятие сорта растений и породы животных.

Движущие силы эволюции: наследственность, борьба за существование, изменчивость, естественный отбор. Ведущая роль естественного отбора в эволюции.

Искусственный отбор и наследственная изменчивость — основа выведения пород домашних животных и сортов культурных растений. Создание новых высокопродуктивных пород животных и сортов растений.

Возникновение приспособлений. Относительный характер приспособленности.

Микроэволюция. Видообразование.

Результаты эволюции: приспособленность организмов, многообразие видов.

Использование теории эволюции в сельскохозяйственной практике и в деле охраны природы.

Развитие органического мира

Доказательства эволюции органического мира. Главные направления эволюции. Ароморфоз, идиоадаптация. Соотношение различных направлений эволюции. Биологический прогресс и регресс. Краткая история развития органического мира.

Основные ароморфозы в эволюции органического мира.

Основные направления эволюции покрытосеменных, насекомых, птиц и млекопитающих в кайнозойскую эру.

Влияние деятельности человека на многообразие видов, природные сообщества, их охрана.

Происхождение человека

Ч.Дарвин о происхождении человека от животных.

Движущие силы антропогенеза: социальные и биологические факторы. Ведущая роль законов общественной жизни в социальном прогрессе человечества.

Древнейшие, древние и ископаемые люди современного типа.

Человеческие расы, их происхождение и единство. Антинаучная, реакционная сущность социального дарвинизма и расизма.

Основы экологии

Предмет и задачи экологии, математическое моделирование в экологии. Экологические факторы. Деятельность человека как экологический фактор. Комплексное воздействие факторов на организм. Ограничивающие факторы. Фотопериодизм. Вид, его экологическая характеристика.

Популяция. Факторы, вызывающие изменение численности популяций, способы ее регулирования.

Рациональное использование видов, сохранение их разнообразия.

Биогеоценоз. Взаимосвязи популяций в биогеоценозе. Цепи питания. Правило экологической пирамиды. Саморегуляция. Смена биогеоценозов. Агроценозы. Повышение продуктивности агроценозов на основе мелиорации земель, внедрения новых технологий выращивания растений.

Охрана биогеоценозов.

Основы учения о биосфере

Биосфера и ее границы. Биомасса поверхности суши, Мирового океана, почвы. Живое вещество, его газовая, концентрационная, окислительная и восстановительная функции. Круговорот веществ и превращение энергии в биосфере. В.И.Вернадский о возникновении биосферы.

Основы цитологии

Основные положения клеточной теории. Клетка — структурная и функциональная единица живого. Строение и функция ядра, цитоплазмы и ее основных органоидов. Особенности строения клеток прокариот, эукариот.

Содержание химических элементов в клетке. Вода и другие неорганические вещества, их роль в жизнедеятельности клетки. Органические вещества: липиды, АТФ, биополимеры (углеводы, белки, нуклеиновые кислоты), их роль в клетке. Ферменты, их роль в процессах жизнедеятельности. Самоудвоение ДНК.

Обмен веществ и превращение энергии — основа жизнедеятельности клетки. Энергетический обмен в клетке и его сущность. Значение АТФ в энергетическом обмене.

Пластический обмен. Фотосинтез. Пути повышения продуктивности сельскохозяйственных растений. Биосинтез белков. Ген и его роль в биосинтезе. Код ДНК. Реакции матричного синтеза. Взаимосвязь процессов пластического и энергетического обмена.

Вирусы, особенности их строения и жизнедеятельности.

Размножение и индивидуальное развитие организмов

Деление клетки, мейоз и оплодотворение — основа размножения и индивидуального развития организмов. Подготовка клетки к делению. Удвоение молекул ДНК. Хромосомы, их гаплоидный и диплоидный набор, постоянство числа и формы.

Деление клетки и его значение.

Половое и бесполое размножение организмов. Половые клетки. Мейоз. Развитие яйцеклеток и сперматозоидов. Оплодотворение.

Развитие зародыша (на примере животных). Постэмбриональное развитие. Вредное влияние алкоголя и никотина на развитие организма человека.

Возникновение жизни на Земле.

Основы генетики

Основные закономерности наследственности и изменчивости организмов и их цитологические основы.

Предмет, задачи и методы генетики.

Моно- и дигибридное скрещивание. Законы наследственности, установленные Г.Менделем. Доминантные и рецессивные признаки. Аллельные гены. Фенотип и генотип. Гомозигота и гетерозигота. Единообразие первого поколения.

Промежуточный характер наследования. Закон расщепления признаков. Статистический характер явлений расщепления. Цитологические основы единообразия первого поколения и расщепления признаков во втором поколении. Закон независимого наследования и его цитологические основы.

Сцепленное наследование. Нарушение сцепления. Перекрест хромосом.

Генотип как целостная исторически сложившаяся система. Генетика пола. Хромосомная теория наследственности.

Значение генетики для медицины и здравоохранения. Вредное влияние никотина, алкоголя и других наркотических веществ на наследственность человека.

Роль генотипа и условий внешней среды в формировании фенотипа. Модификационная изменчивость. Норма реакции. Статистические закономерности модификационной изменчивости.

Мутации, их причины. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Н.И.Вавилов. Экспериментальное получение мутаций.

Мутации как материал для искусственного и естественного отбора. Загрязнение природной среды мутагенами и его последствия.

Генетика и теория эволюции. Генетика популяций. Формы естественного отбора: движущий и стабилизирующий.

Основы селекции

Генетические основы селекции растений, животных и микроорганизмов.

Задачи современной селекции. Н.И.Вавилов о происхождении культурных растений. Значение исходного материала для селекции.

Селекция растений. Основные методы селекции: гибридизация и искусственный отбор. Роль естественного отбора в селекции. Самоопыление перекрестноопыляемых растений. Гетерозис. Полиплодия и отдаленная гибридизация. Достижения селекции растений.

Селекция животных. Типы скрещивания и методы разведения. Метод анализа наследственных хозяйственно-ценных признаков у животных-производителей. Отдаленная гибридизация домашних животных.

Селекция бактерий, грибов, ее значение для микробиологической промышленности (получение антибиотиков, ферментных препаратов, кормовых дрожжей и др.). Основные направления биотехнологии (микробиологическая промышленность, генная и клеточная инженерия).

Биосфера и научно-технический прогресс

Биосфера в период научно-технического прогресса и здоровье человека. Проблемы окружающей среды: защита от загрязнения, сохранения эталонов и памятников природы, видового разнообразия, биоценозов, ландшафтов.

Окружающая среда — Материалы Всемирного банка для учащихся «А знаешь ли ты… ?»

Окружающая среда

Что это значит?

Окружающая среда – это то, что находится вокруг вас, и то, как оно влияет на ваше развитие.

Говоря научным языком, окружающая среда – это комплекс окружающих человека или другой живой организм физических, географических, биологических, социальных, культурных и политических условий, который определяет форму и характер  его существования.

Окружающая среда влияет на жизнь людей и развитие общества в целом. Вследствие этого люди, прогресс, развитие и окружающая среда тесно взаимосвязаны.

Окружающая среда может также нести в себе угрозу. Загрязненный воздух, инфекции, передающиеся с водой, токсичные химические вещества и природные катастрофы представляют собой только часть тех угроз для человечества, которые таит в себе окружающая среда.

Во многих странах загрязнение природных ресурсов, земли, воды и лесов> происходит с угрожающей скоростью, и если все это исчезнет, то исчезнет навсегда.

Если мы хотим, чтобы развитие было устойчивым, т.е. удовлетворяло сегодняшние потребности, не ставя под угрозу возможности будущих поколений, страны должны заботиться не только об экономическом прогрессе, но и о защите окружающей среды. 

В борьбе с нищетой одним из важных аспектов является забота об окружающей среде во всем мире, так как самые неимущие живут в наиболее уязвимых регионах.

Почему это касается меня?

Подумайте об этом

Одна из проблем, связанных с окружающей средой

Чрезмерный рыбный промысел может на несколько лет увеличить доход рыбаков. Однако если рыбу не сберегать должным образом и если это приведет к уничтожению рыболовства, то гораздо большее число людей лишится источника дохода и основных продуктов питания.

Каждый год в мире:

  • три миллиона человек преждевременно умирают из-за инфекций, передающихся с водой;
  • только в одной Индии свыше 700 000 детей в возрасте до 5 лет умирают от диареи;
  • два миллиона человек умирают от того, что они вдыхают дым от плит, расположенных внутри жилища. Около половины таких смертей приходится на Индию и Китай. В основном жертвами являются женщины и дети из семей сельских бедняков, не имеющих  доступа к чистой воде, санитарии и современным видам топлива для хозяйственных нужд;
  • один миллион человек, в основном в странах Африки к югу от Сахары, умирает от малярии;
  • один миллион человек умирает от загрязненного городского воздуха.
  • Согласно докладу Всемирной организации здравоохранения «Глобальное бремя болезней»,  в развивающихся странах причиной 20% смертей являются респираторные инфекции, диарея и малярия.

Более серьезные последствия загрязнения воздуха включают в себя:

  • уничтожение рыбного промысла;
  • повреждение посевов зерновых культур;
  • рост производственных затрат у предприятий, которым приходится очищать воздух и воду, чтобы обеспечить должное качество продукции.

Природные катастрофы небывалой силы (торнадо, наводнения, ураганы) становятся все более частым явлением,  затрагивающим  жизнь как никогда ранее большого числа людей. Бедняки в наибольшей степени подвержены вредному воздействию окружающей среды. 

По мере того, как люди перемещаются из сельских районов в большие города, острота экологических проблем будет возрастать. Зачастую стремительный рост городов за счет сельских жителей, которые меняют место жительства в поисках лучшей работы и условий жизни, приводит к ухудшению и без того ужасных условий жизни в трущобах.

Что делает международное сообщество?

Экологическая устойчивость  является одной из важнейших глобальных проблем и одной из Целей в области развития, сформулированных в Декларации тысячелетия ООН.

Многие организации занимаются поиском способов сохранения природных ресурсов,  с  тем  чтобы ими могли пользоваться не только мы, но и будущие поколения. 

Международные организации, такие как Всемирный банк, сотрудничают с развивающимися странами, помогая им решать экологические проблемы и задачи, возникающие по мере развития этих стран.

Только факты

Судьба общины зависит от природных катастроф

Природная катастрофа в мгновение ока может изменить судьбу общины и уничтожить результаты многолетних усилий в области развития.

  • В мае 2008 года в китайской провинции Сычуань произошло землетрясение,  которое унесло жизни более чем 69 000 человек и оставило миллионы людей без крыши над головой.
  • Цунами, произошедшее в декабре 2004 года в Индийском океане, опустошило прибрежные зоны стран, омываемых океаном,  причинило огромный ущерб деревням и городам, в результате чего выжившие остались без крова.

Страны и общества могут по-разному расставлять приоритеты в отношении окружающей среды, но их решения в любом случае должны основываться на тщательном анализе и участии всех социальных групп, которые могут быть затронуты этими решениями.

Сохранение баланса  и одновременное продвижение по пути обеспечения экономического, социального и экологического развития, является сложным делом, зачастую требующим сложных компромиссов. Эти компромиссы между поколениями, социальными группами и странами влияют на то, как разные люди воспринимают устойчивое развитие.

Забота о здоровой окружающей среде во всем мире — одно из основных направлений в деятельности Всемирного банка по борьбе с нищетой. В рамках этой деятельности особое значение  имеет решение задачи по улучшению окружающей среды для того, чтобы миллионы людей могли жить в более здоровых условиях.

Всемирный банк предоставляет кредиты странам на реализацию проектов по защите окружающей среды. Кроме того, при выделении денег на проекты в целях развития Всемирный банк требует экологических гарантий.

Международные инициативы, касающиеся окружающей среды:

  • Глобальный экологический фонд (ГЭФ) занимается вопросами сохранения биологического разнообразия, изменения климата, веществами, разрушающими озоновый слой, а также вопросами, касающимися международных вод.
  • Целевой фонд Многостороннего фонда для осуществления Монреальского протокола работает над решением проблемы обращения вспять процесса разрушения озонового слоя Земли.
  • В рамках Углеродного финансирования, являющегося частью  международных усилий по борьбе с изменением климата, ведется работа по созданию мирового углеродного рынка в целях сокращения выбросов парниковых газов.
  • Фонд партнерского сотрудничества по охране важнейших экосистем  сотрудничает с развивающимися странами для сохранения биологического разнообразия в наиболее уязвимых районах.
  • Союз Всемирного банка и Всемирного фонда дикой природы для сохранения и устойчивого использования лесных ресурсов нацелен на создание и защиту районов, находящихся в наибольшей опасности, а также сертификацию   продуктивных лесов в качестве устойчивых.

Что могу сделать я?

Станьте активистом ради своей планеты! Для начала изучите вопрос о том, действительно ли «хорошие товары» являются таковыми,  посетив сайт, где вы найдете результаты исследований вещей, которыми мы пользуемся каждый день.

Дополнительные ресурсы

 

Дополнительная информация на веб-сайте Всемирного банка

ЕГЭ по биологии 2018. Задание 26

Биология. ЕГЭ 2018 года. Особенности

  • С 2018 года будет уделяться особое внимание понятийному аппарату. Не исключено, что уже в будущем году в кодификаторах к экзамену пропишут терминологию, которой должен владеть учащийся.

  • Увеличится число вопросов, связанных с эрами и периодами, эволюцией растений и животных. Раньше они почти не встречались. Выпускникам необходимо изучить геохронологическую таблицу, быть готовым к заданиям на определение организма, относящегося к тому или иному периоду, к той или иной эре, на определение отпечатка, на расчет времени существования данного организма.

  • Увеличится число вопросов, посвященных происхождению жизни на Земле. Раньше их практически не было.

  • Почти исключится формулировка «Что произойдет, если исчезнут …». Некоторые последствия невозможно предугадать. Взамен абитуриентам будет предложено назвать факторы, которые могут привести к сокращению численности той или иной популяции.

  • В этом году абитуриентам не удастся ограничиться лаконичными ответами. Экзаменуемые должны показать знание предмета — для этого при подготовке необходимо уйти от «натаскивания».


ЕГЭ. Биология. Новый полный справочник для подготовки к ЕГЭ


Вниманию учащихся и учителей предлагается новое учебное пособие, которое поможет успешно подготовиться к единому государственному экзамену по биологии. Справочник содержит весь теоретический материал по курсу биологии, необходимый для сдачи ЕГЭ. Он включает в себя все элементы содержания, проверяемые контрольно-измерительными материалами, и помогает обобщить и систематизировать знания и умения за курс средней (полной) школы. Теоретический материал изложен в краткой, доступной форме. Каждый раздел сопровождается примерами тестовых заданий, позволяющими проверить свои знания и степень подготовленности к аттестационному экзамену. Практические задания соответствуют формату ЕГЭ. В конце пособия приводятся ответы к тестам, которые помогут школьникам и абитуриентам проверить себя и восполнить имеющиеся пробелы. Пособие адресовано школьникам, абитуриентам и учителям.

Купить


Токсичность воды и способы ее оценки — Белгидромет: Радиационно-экологический мониторинг



В настоящее время выделяют несколько типов действия антропогенных химических веществ на водные экосистемы:

 

 • токсическое • канцерогенное • мутагенное• эвтрофирующее • сапробное• осолоняющее• механическое.

Наибольшую угрозу для существования водных экосистем представляет токсическое действие.

Что же такое токсичность? Термин «токсичность» означает ядовитость (от греч. toxicon – яд), т.е. способность оказывать вредное и / или смертельное воздействие на живой организм.

Под токсичностью воды в водной токсикологии понимают свойство воды оказывать вредное, патологическое, вплоть до гибели, воздействие на организм (Строганов Н. С., 1982). Если обратиться к термину «качество воды», который понимают как «характеристику состава и свойств воды, определяющую ее пригодность для конкретных видов водопользования», то токсичность следует считать одной из характеристик качества воды.

Под токсичностью и токсикологическими показателями иногда подразумевают содержание токсических загрязняющих веществ в воде. Под токсичностью в водной токсикологии подразумевают интегральную характеристику качества воды, которая обусловлена присутствием в ней токсичных для водной биоты загрязняющих химических веществ.

Токсичность воды можно установить при помощи химических и биологических методов, которые используют государственные службы мониторинга и контроля качества вод.

Биологические методы можно условно разделить на методы биоиндикации и методы биотестирования. Каждая группа методов имеет свои достоинства и недостатки.

Химические методы измерения содержания загрязняющих веществ в воде позволяют проверить соответствие этих содержаний установленным нормативам качества воды для конкретных видов водопользования (рыбохозяйственного, рекреационного, питьевого и т.д.). Они дают информацию об интенсивности воздействия на водную экосистему. Их недостаток – невозможность оценить реальный биологический эффект как отдельных загрязняющих веществ, так и их комплексов, а также продуктов их превращения и метаболизма. Кроме того, число химических соединений, загрязняющих водную среду, так велико, что трудно поддается контролю, и перспектива в этом отношении весьма пессимистична. В настоящее время, по оценкам некоторых специалистов, контролируется всего около 0,3% поступающих в окружающую среду химических веществ.

Методы биоиндикации, традиционные для гидробиологии, позволяют получить данные, характеризующие отклик водных биоценозов на антропогенное воздействие. В большинстве случаев гидробиологи регистрируют отклик, который формируется за определенный, как правило, достаточно длительный промежуток времени. Большинство гидробиологических показателей обладает известной «консервативностью» и не позволяет выявить адаптационно-приспособительные изменения в сообществах, отличить межгодовые природные колебания от антропогенных процессов.

Биотестирование, в отличие от биоиндикации, представляет собой характеристику воздействия на водные биоценозы. Методы биотестирования позволяют получить данные о токсичности конкретной пробы воды, загрязненной антропогенными или природными химическими веществами. В этом смысле методы биотестирования, будучи биологическими, близки к методам химического анализа вод. В то же время, в отличие от химических методов, биотестирование позволяет реально оценить интегральную токсичность, обусловленную присутствием комплекса загрязняющих воду химических веществ и их метаболитов.

Возможна определенная аналогия интегральной токсичности с такими показателями, как продуктивность водоема или с другими показателями, характеризующими наиболее общие для экосистемы параметры. Интегральная характеристика токсичности воды, так же, как и показатели продуктивности, определяет биологическую полноценность воды, т.е. ее важнейшее качество как среды обитания и наиболее массового пищевого продукта.

Интегральный показатель токсичности позволяет в некоторых случаях помимо общего неспецифического влияния на гидробионтов выделить некоторые специфические реакции на отдельные химические вещества или группы веществ. Так, например, ртуть, является сильным ингибитором клеточного деления у водорослей, что позволяет по изменению соответствующих морфологических показателей предположительно судить о наличии ртути в исследуемой пробе воды.

В отличие от биотестирования токсичности химических веществ, биотестирование природных вод представляет собой оценку токсичности водной среды неизвестного состава и имеет в связи с этим ряд особенностей. Однако даже если специалисту, проводящему исследования, известны источники загрязнения водного объекта, и он может предполагать, какие химические вещества могут присутствовать в пробе природной воды, результат биотестирования нельзя предсказать точно. Этот результат будет зависеть от ряда факторов:

• комбинированных эффектов воздействия комплекса присутствующих в воде химических веществ,

• температуры воды,

• скорости превращения и метаболизма химических соединений в конкретных водных экосистемах,

• гидрохимического режима и т.д.

Таким образом, только биотестирование проб воды может дать ответ о реальной токсичности пробы природной воды для гидробионтов и позволяет оценить степень опасности токсического загрязнения водной экосистемы.








Вы можете оставить свой комментарий только после авторизации.

О биологических препаратах | Сандоз в России

Биологические препараты

Биологические препараты производятся в результате сложного процесса с участием живых организмов1. Они совершили революцию в профилактике и лечении многих заболеваний, в том числе инвалидизирующих и угрожающих жизни2: диабета, псориаза, артрита, нарушений роста, воспалительных заболеваний кишечника и некоторых видов рака.

При этом биологические препараты значительно увеличивают расходы на здравоохранение, что может ограничивать доступ к этому виду терапии.

Возможность применения менее дорогих, при этом безопасных и эффективных вариантов лечения позволяет системам здравоохранения повышать доступность биопрепаратов для большего числа пациентов, экономить средства для последующего инвестирования в новые области и снижать нагрузку на бюджет.

Определение потенциала биоаналогов Институтом медицинской статистики (IMS), 2016 г.

Биоаналоги

Биоаналоги – биологические лекарственные препараты, схожие по параметрам качества, эффективности и безопасности с референтным биологическим лекарственным препаратом в такой же лекарственной форме и имеющие идентичный способ введения1,2. После истечения срока действия патента референтного (оригинального) биологического препарата становится возможным вывод на рынок биоаналога.

Для утверждения к применению биоаналог должен продемонстрировать эквивалентность оригинальному препарату, которая устанавливается с использованием современных методов аналитических, доклинических и клинических исследований1,3.

В зависимости от локальной политики здравоохранения, потенциал применения биоаналогов может быть направлен на решение проблемы доступности лекарств для пациентов, расширение возможностей лечения и экономию средств систем здравоохранения.

Преимущества для пациентов

Выпуск более доступных по цене высококачественных биоаналогов улучшает доступность лекарственных препаратов, которые значительно влияют на качество жизни пациентов во всем мире 

После выпуска на рынок ЕС биоаналогов наблюдалось повышение доступности препарата гранулоцитарно-колониестимулирующего фактора (G-CSF) для пациентов на 47%1

Преимущества для плательщиков

Биоаналоги делают биологические препараты более доступными и создают конкуренцию, которая обеспечивает экономию средств для систем здравоохранения. Высвобожденные ресурсы могут пойти на развитие здравоохранения и финансирование лекарственных препаратов следующего поколения

Совокупная экономия в течение пяти лет (2016–2021 гг.) в 5 странах ЕС* и США может составлять от 49 млрд до 98 млрд евро4

Преимущества для работников здравоохранения

Выпуск биоаналогов стимулирует конкуренцию, приводя к увеличению числа вариантов лечения и создавая дополнительную ценность для систем здравоохранения и медицинского сообщества

В период с 2016 по 2020 год на мировые рынки поступит 225 новых активных веществ, 30% из которых предположительно будут биологическими4. Выпуск биоаналогов приведет к экономии, которая может упростить введение новых биологических препаратов в клиническую практику.

Узнайте больше о реализации потенциала биоаналогов

Press-room — IBCh RAS

Объявления →

  • science news Conformational changes in the receptor tyrosine kinase IRR during activation were determined
    April 5

    Researchers of the Laboratory of Receptor Cell Biology IBCh RAS together with colleagues from the IPCE RAS and IC RAS carried out a study of the IRR structure by atomic force microscopy and small-angle X-ray scattering. The conformations of the receptor in the active and inactive states have been determined; on the basis of the obtained data, an activation mechanism has been proposed.

  • science news The role of natural mutations of the human protein SLURP-1 in the pathogenesis of Mal de Meleda skin disease has been determined
    March 29

    Mal de Meleda (MDM) is recessively inherited palmoplantar keratoderma associated with mutations in a gene encoding SLURP-1 protein. SLURP-1 is a paracrine regulator of keratinocyte homeostasis interacting with the α7 type nicotinic acetylcholine receptor (α7-nAChR). This receptor participates in control of growth, terminal differentiation, apoptosis and cornification of keratinocytes. Dysregulation of the α7-nAChR function due to SLURP-1 deficiency or point mutations of this protein may underlie MDM pathogenesis.

  • science news Genomic DNA i-motifs as fast sensors responsive to near-physiological pH microchanges
    January 4

    Researchers from Federal Research and Clinical Center of Physical-Chemical medicine and Institute of Bioorganic Chemistry RAS, in collaboration with Skolkovo University of Science and Technology and D.Mendeleev University of Chemical Technology of Russia developed simple and robust sensors for detecting microchanges in intracellular pH.

  • science news From cytoskeleton to pluripotency: a new mechanism for regulating stem status of the embryonic cells
    November 17, 2020

    Researchers from the Laboratory of Molecular Bases of Embryogenesis (Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS), in technical cooperation with colleagues from the Department of Metabolism and Redox Biology (Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS), the Laboratory of Genomics and Epigenomics of Vertebrates in the Federal Center «Fundamentals of Biotechnology» RAS, as well as with colleagues from the Cell Motility Group of the Institute of Protein Research RAS, discovered a previously unknown mechanism of the regulation of the activity of genes that determine the pluripotent status of the embryonic stem cells.

  • science news Dual Targeting of Cancer Cells with DARPin-Based Toxins for Overcoming Tumor Escape
    November 17, 2020

    Researchers of the Laboratory of Molecular Immunology, IBCh RAS, in collaboration with Russian colleagues have shown that the strategy of targeting of anticancer toxins to two different surface antigens on the surface of a cancer cell is effective in the treatment of not only primary solid tumors, but also distant metastases.

  • science news Liquid drop of DNA libraries reveals total genome information
    October 22, 2020

    Unlike the tightly controlled replication of DNA in living cells, PCR amplification, a “workhorse” of molecular biology, balances between simplicity and accuracy. Conventional “bulk” PCR often yields inefficient and nonuniform amplification of complex templates in DNA libraries, introducing unwanted biases.

  • science news Discovery of the novel protein encoded in mammalian mitochondrial DNA polymerase gene POLG
    September 25, 2020

    Researchers from Laboratory of bioinformatics approaches in combinatorial chemistry and biology and Laboratory of high-performance screening of biological objects together with colleagues from Moscow State University and University College Cork (Ireland) discovered novel protein POLGARF, which is encoded in alternative reading frame of mitochondrial DNA polymerase POLG mRNA. The results of this study are published in PNAS.

  • science news Multiscale computation delivers organophosphorus reactivity and stereoselectivity to immunoglobulin scavengers
    September 10, 2020

    The scientists from the Laboratory of biocatalysis, the Laboratory of proteolytic enzyme chemistry, the Laboratory of bioinformatics approaches in combinatorial chemistry and biology and the Laboratory of hormonal regulation proteins, together with colleagues from EMBL-Hamburg, Moscow State University. M.V. Lomonosov, the Sheffield Institute and the Scripps Research Institute have developed a universal algorithm that makes it possible to create biological antidotes based on biocatalysts, directionally increasing their reactivity, and to predict stereoselectivity.

  • science news The discovery of four genes of the Noggin family in lampreys is consistent with the hypothesis of two rounds of genomic duplications in vertebrate ancestors
    September 10, 2020

    Researchers from the Laboratory of Molecular Bases of Embryogenesis, together with a colleague from the Severtsov Institute of Ecology and Evolution, described for the first time four genes of the Noggin family in the oldest representatives of vertebrates — lampreys, and compared their structure, expression and some functional features with those of the known genes of this family in other vertebrates.

  • science news A versatile platform for bioimaging based on colominic acid-decorated upconversion nanoparticles
    September 3, 2020

    Scientists from the IBCh RAS, Federal Scientific Research Centre “Crystallography and Photonics”, FSBSI “N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center”, Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technologies and Sechenov First Moscow State Medical University developed a method for the UCNP surface functionalization with endogenous colominic acid conferring “stealth” properties, which led to effective accumulation in the area of inflammation, as well as micro- and macro-blood vessels visualization.

  • science news «Molecular Brain» seminar dedicated to Eugene Grishin’s 75th anniversary
    April 27 (This event is over)

    The open seminar of the Department of Molecular Neurobiology will take place on April 27 at 11:00 in the Great Assembly Hall. The program includes presentations by colleagues, students, friends and associates of Eugene Grishin. We cordially invite everyone interested in modern work in the field of toxins, ion channels and neurobiology! Live broadcast in Zoom.

  • conferences International School «Molecular mechanisms of neurodegenerative diseases»
    November 26, 2020 (This event is over)

    Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT) invites you to take part in the International school for young scientists «Molecular mechanisms of neurodegenerative diseases», which will be held on November 26, 2020 online.

  • science news Lecture by Director-General of the ICGEB Lawrence Banks «Human Papillomaviruses: From Infectious Entry to Malignancy»
    January 27, 2020 (This event is over)

    ICGEB Director-General Group Leader Lawrence Banks will deliver a lecture entitled «Human Papillomaviruses: From Infectious Entry to Malignancy». 

    Date and time: Mon 27 January 2020 14:00. Location: Small conference hall at 3rd floor BON IBCh.

  • science news LIGHTS ON: Molecular Imaging of disease dynamics in vivo
    September 27 — October 11, 2019 (This event is over)

    Abhijit De PhD

    Scientific Officer ‘F’ and Principal Investigator

    Head, Molecular Functional Imaging Lab

    Advanced Centre of Training Research and Education in Cancer, Tata Memorial Centre, Kharghar, Navi Mumbai, India.

  • science news Seminar «Molecular Brain»: Anton Maximov
    October 8, 2019 (This event is over)

    The seminar will be held on the 8th of October at 3 pm in the Small lecture hall (3rd floor, BON, IBCh). Everyone is welcome!

  • conferences II Joint Life Sciences Forum: VI Russian Congress on Biochemistry and IX Russian Symposium «Proteins and Peptides»
    October 1–6, 2019 (This event is over)

    Dear Colleagues! We are pleasure to invite you to participate the VI Russian Congress on Biochemistry, which will be held in Sochi, Russia (Dagomys Hotel) on October 1-6, 2019.

  • science news Lecture by Prof. Yibo Wang «Drug Discovery Targeting Transmembrane Protein-Protein Interactions»
    August 26, 2019 (This event is over)

    Prof. Yibo Wang from the Changchun Institute of Applied Chemistry will deliver a lecture entitled «Drug Discovery Targeting Transmembrane Protein-Protein Interactions». Date and time: Mon 26 August 2019 11:30. Location: Conference hall at 5th floor BON IBCh.

  • conferences 12th INTERNATIONAL CONFERENCE “BIOCATALYSIS.FUNDAMENTALS & APPLICATIONS” “BIOCATALYSIS-2019”
    June 24–28, 2019 (This event is over)

    Dear colleagues,
    The Lomonosov Moscow State University and RAS institutes, including IBCH RAS, is planning to convene a traditional biannual 12 th International Conference «BIOCATALYSIS-2019» in June, 24–28, 2019. Conference will be convened on board a ship cruising via the route St. Petersburg – Valaam – Kizhi – St. Petersburg.

    More info is available at http://bc2019.org/.

  • science news Scientific School for young scientists «Structural biology: main problems and approaches to their solution»
    June 6, 2019 (This event is over)

    Dear colleagues! The Scientific School is devoted to the latest achievements and methods in the field of structural research will be held at the IBCh RAS on Thursday, 6 June 2019. The scientific program of the School includes lectures by leading scientists working in various fields of molecular biology and representing the basic structural methods, namely, X-ray Crystallography, Cryo-Electron Microscopy, NMR-spectroscopy and computer modeling.

  • science news «Molecular Brain» seminar
    April 16, 2019 (This event is over)

    The seminar is timed to the birthday of academician Eugene Grishin and will take place on April 16 at 14:00 in the Hall of Academic Council. Members of the Department of Molecular Neurobiology created by Eugene, will give talks on their present work. Everyone is cordially invited.

Биологические вещества — обзор

Биомаркеры при сердечной недостаточности стадии B

Биомаркеры — это поддающиеся измерению биологические вещества, которые указывают на процесс заболевания или риски заболевания. Биомаркеры в контексте HF используются для освещения этиологии HF, наличия HF, тяжести HF и рисков прогрессирования заболевания (Eleuteri and Di Stefano, 2012). Биомаркеры HF указывают на нейрогормональную активацию, повреждение миоцитов, воспаление, интерстициальную дисрегуляцию, почечную дисфункцию, окислительный стресс и другие параметры.Биомаркеры были полезны для подтверждения или исключения СН и оценки долгосрочных рисков прогрессирования заболевания.

Возможно, наиболее полезным биомаркером при обследовании на HF является натрийуретический пептид мозга (BNP) и его кометаболит NT-proBNP, прогормон. BNP секретируется желудочками сердца в ответ на чрезмерное растяжение (что можно увидеть при перегрузке объемом на стадии B HF). BNP секретируется прикрепленным к NT-proBNP. BNP противодействует некоторым неадаптивным последствиям компенсаторных изменений во время СН, снижая системное сосудистое сопротивление и центральное венозное давление, увеличивая натрийурез и подавляя РААС.Длительный период полувыведения NT-proBNP делает его сильным биомаркером. На стадии A и B HF повышенный уровень NT-proBNP был связан с повышенным риском инфаркта миокарда, прогрессирования сердечной недостаточности и смерти (Luchner et al., 2000).

Биомаркеры повреждения миоцитов и интерстициального ремоделирования также полезны для оценки риска сердечной недостаточности. Тропонины — это белки, участвующие в сокращении мышц, которые выделяются при повреждении миоцитов. Многие болезненные процессы могут вызывать высвобождение тропонина, включая HF. Высвобождение тропонина во время приливов может быть связано с кульминационным окислительным стрессом, воспалением, стрессом стенки, нейрогормональной активацией и меньшей перфузией из-за увеличения потребности миокарда в кислороде (Logeart et al., 2001). Эффективность измерения уровня тропонина у пациентов с любой стадией сердечной недостаточности еще предстоит установить. Перегрузка объемом и давлением вызывает изменения во внеклеточном матриксе, которые можно отслеживать, обнаруживая изменения в составе ММП и ТИМП. Например, повышенные уровни MMP-9 связаны с ремоделированием левого желудочка, а TIMP-1 — со сниженной систолической функцией (Sundström et al., 2004; Kelly et al., 2007). Несмотря на понимание конфигурации TIMP и MMP в отношении ремоделирования и функции сердца, необходимо провести дополнительные протеомные исследования, прежде чем их можно будет использовать в качестве надежных биомаркеров при сердечной недостаточности.

Воспаление и окислительный стресс являются факторами прогрессирования сердечной недостаточности, и их можно измерить с помощью биомаркеров. Некоторые провоспалительные цитокины, такие как IL-1, IL-6, CRP и TNF-α, повышены у пациентов с HF (Anker and Von Haehling, 2004). Более высокие уровни этих провоспалительных цитокинов были связаны с прогрессированием СН и могут быть предиктором клинического исхода (Levine et al., 1990; Deswal et al., 2001). Было показано, что CRP дополняет скрининг BNP на HF, но даже несмотря на то, что медиаторы воспаления вносят вклад в HF, измерения обычно не проводятся для информирования о терапии (Ng et al., 2006).

Аналогичным образом АФК наблюдается в HF (Hafstad et al., 2013). Считается, что за окислительным стрессом при СН являются провоспалительное состояние, апоптоз миокарда и снижение антиоксидантной активности. Несколько биомаркеров были вовлечены в наличие тяжести HF и HF. Более высокие уровни в плазме миелопероксидазы (МПО) и изопростана, медиатора воспаления и маркера окислительного стресса, коррелируют с тяжестью сердечной недостаточности, степенью ремоделирования левого желудочка и смертностью (Tang et al., 2006; Камеда и др., 2003). Окислительный стресс также коррелирует с маркерами нейрогормональной активации и воспаления (Wykretowicz et al., 2004; Nonaka-Sarukawa et al., 2003). Несмотря на роль АФК в развитии СН и эти сильные корреляции, антиоксидантная терапия имела неоднозначный клинический успех в лечении СН (Pacher et al., 2005; Hafstad et al., 2013). Как и маркеры воспаления, биомаркеры окислительного стресса обычно не используются для принятия терапевтических решений при СН, но все же полезны для описания наличия и тяжести заболевания.

Новые биомаркеры появляются по мере прояснения патофизиологии HF. Остеопротегерин — это гликопротеин, который регулирует резорбцию костей, воспаление и другие клеточные процессы и связан с сердечными заболеваниями (Venuraju et al., 2010). Интересно, что остеопротегерин участвует в бессимптомном ремоделировании левого желудочка (стадия B HF) (Omland et al., 2007). Другие белки также участвуют в ранних стадиях HF. Галектин-3, белок, секретируемый макрофагами, способствует ремоделированию сердца и усиливает экспрессию миокарда на стадиях A и B HF (Sharma et al., 2004; Шах и др., 2010). По мере того, как протеомика продолжает развиваться, практика использования биомаркеров для идентификации и характеристики пациентов со стадией B HF будет развиваться.

3.2: Элементы и соединения — Биология LibreTexts

Из чего ты сделан?

Если вы посмотрите на свою руку, что вы увидите? Конечно, вы видите кожу, которая состоит из клеток. Но из чего состоят клетки кожи? Как и все живые клетки, они состоят из материи. Фактически, все вещи состоят из материи. Материя — это все, что занимает пространство и имеет массу.Материя, в свою очередь, состоит из химических веществ. Химическое вещество — это вещество, имеющее определенный и одинаковый состав во всем. Химическое вещество может быть элементом или соединением.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): разнообразие и единство

Элементы и атомы

Элемент представляет собой чистое вещество. Его нельзя разделить на другие типы веществ. Каждый элемент состоит только из одного типа атомов.

Структура атома

Атом — самая маленькая частица элемента, которая все еще имеет свойства этого элемента.Каждое вещество состоит из атомов. Атомы чрезвычайно малы, обычно около одной десятимиллиардной метра в диаметре. Однако атомы не имеют четко определенных границ, как предполагает атомная модель, показанная на рисунке \ (\ PageIndex {2} \). Атом состоит из моей субатомной частицы. Мы будем обсуждать только протон , нейтрон и электрон .

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): субатомные частицы
Частица Протон Нейтрон Электрон
Электрозаряд +1 0 -1
Расположение Ядро Ядро Вне ядра
Масса 1 а.е.м. 1 а.е.м. ~ 0 а.е.м.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Модель атома углерода.Углерод hs 6 протонов и 6 нейтронов (находится в ядре). На изображении также показаны 6 электронов вне ядра на 2 отдельных орбиталях.

Если количество протонов и электронов в атоме равно, то атом электрически нейтрален, потому что положительный и отрицательный заряды компенсируются. Если у атома больше или меньше электронов, чем протонов, то он имеет общий отрицательный или положительный заряд, соответственно, и называется ионом .

Отрицательно заряженные электроны атома притягиваются к положительно заряженным протонам в ядре силой, называемой электромагнитной силой , которой притягиваются противоположные заряды.Электромагнитная сила между протонами в ядре заставляет эти субатомные частицы отталкивать друг друга, потому что они имеют одинаковый заряд. Однако протоны и нейтроны в ядре притягиваются друг к другу другой силой, называемой ядерной силой , , которая обычно сильнее, чем электромагнитная сила, отталкивающая положительно заряженные протоны друг от друга.

Периодическая таблица элементов

Известно почти 120 элементов.Как вы можете видеть в Периодической таблице элементов, показанной на рисунке \ (\ PageIndex {3} \), большинство элементов — это металлы. Примеры металлов — железо (Fe) и медь (Cu). Металлы блестящие и хорошо проводят электричество и тепло. Неметаллических элементов намного меньше. Они включают водород (H) и кислород (O). Им не хватает свойств металлов. Наиболее важным элементом для жизни является углерод (C). Найдите углерод в таблице. Что это за элемент, металлический или неметаллический?

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Периодическая таблица элементов.Периодическая таблица элементов объединяет элементы в группы в зависимости от их свойств. Вы можете предпочесть интерактивную таблицу Менделеева или доступную таблицу Менделеева.

Соединения и молекулы

A Соединение — уникальное вещество, состоящее из двух или более элементов, объединенных в фиксированных пропорциях. Это означает, что состав соединения всегда один и тот же. Самая маленькая частица большинства соединений в живых организмах называется молекулой . Рассмотрим для примера воду. Молекула воды всегда содержит один атом кислорода и два атома водорода. Состав воды выражается химической формулой H 2 O. Модель молекулы воды показана на рисунке \ (\ PageIndex {4} \). Обратите внимание, что молекулы могут быть нарисованы по-разному, но представляют собой одну и ту же молекулу. В данном случае молекула состоит из одного кислорода и двух атомов водорода.

Что заставляет атомы молекулы воды «слипаться»? Ответ — химические связи.Химическая связь — это сила, которая удерживает вместе атомы молекул. Связи в молекулах включают атомы, разделяющие электроны. Новые химические связи образуются, когда вещества вступают в реакцию друг с другом.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Молекула воды. Молекула воды всегда имеет такой состав: один атом кислорода и два атома водорода.

Обзор

  1. Что такое элемент? Приведите три примера.
  2. Определите соединение. Объясните, как образуются соединения.
  3. Сравните и сопоставьте атомы и молекулы.
  4. Соединение, называемое водой, можно разложить на составляющие элементы, подав на него электрический ток. Какое соотношение элементов получается в этом процессе?
  5. Связать ионы с элементами и атомами.
  6. Что является самым важным элементом жизни?
  7. Оксид железа часто называют ржавчиной — красноватое вещество, которое можно найти на корродированном металле. Химическая формула этого типа оксида железа — Fe2O3. Ответьте на следующие вопросы об оксиде железа и кратко объясните каждый ответ.
    1. Оксид железа — это элемент или соединение?
    2. Можно ли считать одну частицу оксида железа молекулой или атомом?
    3. Опишите относительную долю атомов в оксиде железа.
    4. Что заставляет Fe и O слипаться в оксиде железа?
    5. Оксид железа состоит из атомов металлов, атомов металлоидов, атомов неметаллов или комбинации любого из них?
  8. Объясните, почему ионы имеют положительный или отрицательный заряд.
  9. Назовите три субатомных частицы, описанные в этом разделе.

Узнать больше

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о размере атома.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать о четырех недавно обнаруженных элементах.

5 примеров биологических материалов и их потенциальных рисков для здоровья

Вы можете назвать 5 примеров биологических материалов? Согласно Центру исследования рака Фреда Хатчинсона, «биологические вещества включают любые материалы, которые содержат или, как ожидается, содержат микроорганизмы (например, бактерии, вирусы, риккетсии, паразиты или грибки) или другие агенты, которые могут вызывать заболевания у людей или животных.В этой статье будут определены 5 распространенных биологических материалов и объяснено, почему их воздействие может быть опасным.

5 примеров биологических материалов

  1. Кровь
  2. Моча

  3. Ткани человека

  4. Сперма

  5. Выделения из влагалища

Где обычно находятся эти 5 примеров биологических материалов? Если вы сказали больницы и врачебные кабинеты, вы правы! Однако человеческие биологические материалы также могут быть обнаружены на месте насильственного преступления, травматического несчастного случая или смерти без присмотра. Чем могут быть опасны биологические материалы человека? Не все биологические материалы человека опасны. Однако некоторые биологические материалы могут содержать переносимые с кровью патогены, которые представляют потенциальную угрозу здоровью человека. Некоторые патогены, передающиеся с кровью, заслуживают упоминания:

  • ВИЧ — Вирус, поражающий иммунную систему и вызывающий СПИД.
  • MRSA — сокращение от Methicillin-устойчивый золотистый стафилококк, MRSA — это бактерия, устойчивая к антибиотикам.
  • Гепатит B, C — Гепатит B и C являются инфекциями печени. В настоящее время существует вакцина для предотвращения гепатита B, но не гепатита C.
  • Норовирус — Наиболее частая причина вирусного гастроэнтерита.
  • Грипп — Также известный как грипп, грипп — это вирусная инфекция, поражающая дыхательную систему.
  • C. diff — сокращение от clostridium difficile, C. diff — это бактерия, которая может вызвать опасное для жизни воспаление толстой кишки, если ее не лечить.

Aftermath — это профессиональная компания по биоремедиации, технические специалисты которой обучены высочайшим стандартам очистки, санитарии и безопасности. Как общенациональный лидер в области ликвидации биологических опасностей и травм, мы ежедневно справляемся с широким спектром ситуаций. Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами 24/7.

———-
Источники:

https://extranet.fhcrc.org/EN/sections/ehs/hamm/chap7/section2.html
http://www.cdc.gov/HAI/organisms/organisms.html
http://www.aftermath.com/contact-24-7-365/

Что такое вещество? — Определение, типы и примеры — Science Class [2021 Video]

Типы веществ

Продолжая нашу технологическую схему, мы видим, что чистые вещества можно разделить на две подкатегории: элементы и соединения.

Элементы представляют собой простейшую форму материи, что означает, что они не могут быть разделены на более мелкие компоненты физически или химически.Все элементы перечислены в таблице Менделеева, а человечеству известно как минимум 118 из них! Примеры элементов включают углерод (C), водород (H), кислород (O) и натрий (Na), и это лишь некоторые из них.

Соединения , с другой стороны, состоят из двух или более различных элементов, удерживаемых вместе химическими связями и функционирующих как единое целое. Хотя соединения также являются чистыми веществами, они отличаются от элементов, потому что соединения могут быть разбиты на более простые компоненты (элементы, составляющие соединение).Некоторыми примерами соединений являются диоксид углерода (CO2), ржавчина (Fe2O3) и поваренная соль (NaCl).

Примеры веществ

Давайте обсудим несколько примеров чистых веществ.

Образец кремния состоит только из одного типа атомов: атомов кремния. Следовательно, кремний — чистое вещество. Поскольку эти атомы кремния находятся в своей простейшей форме и не могут быть далее расщеплены, вещество, кремний, также является элементом. Помните, что простой способ выяснить, является ли что-то элементом, — это найти его в таблице Менделеева.Все, что изображено в таблице Менделеева, является элементом и, следовательно, чистым веществом! Кремний находится под номером 14 в периодической таблице и имеет символ Si.

Сахар имеет химическую формулу C12h32O11. Это говорит нам о том, что он состоит из 12 атомов углерода, 22 атомов водорода и 11 атомов кислорода, связанных вместе и функционирующих как единое целое, что означает, что сахар представляет собой соединение (и может быть далее разбит на отдельные элементы: углерод, водород и кислород. ). Таким образом, сахар — это чистое вещество.Простой способ выяснить, является ли что-то составным, — это выяснить, есть ли у него химическая формула. Все, что может быть представлено химической формулой, является химическим соединением и, следовательно, чистым веществом!

Вода — это чистое вещество, в зависимости от его разновидности. Например, дистиллированная вода и морская вода имеют разные свойства. Морская вода содержит молекулы h3O, а также молекулы соли и, вероятно, многие другие ионы и атомы. Таким образом, морская вода считается смесью.Однако дистиллированная вода содержит только молекулы h3O и, следовательно, является чистым веществом. Поскольку молекулы h3O в дистиллированной воде состоят из 2 атомов водорода и 1 атома кислорода, связанных вместе и функционирующих как единое целое, чистое вещество вода классифицируется как соединение и может быть химически разложено на отдельные элементы — водород и кислород.

Резюме урока

Вещество — это просто чистая форма вещества . Другими словами, вещество — это материя, содержащая только один тип атома или молекулы.Чистые вещества можно разделить на две подкатегории: элементы и соединения. Элементы представляют собой простейшую форму материи, что означает, что они не могут быть разделены на более мелкие компоненты физически или химически. Соединения , с другой стороны, состоят из двух или более различных элементов, удерживаемых вместе химическими связями и действующих как единое целое.

Два типа чистых веществ

Вещества — это один тип материи
Элементы Соединения
* Нельзя разделить на более мелкие компоненты
* Можно найти в таблице Менделеева
* Пример: Железо
* Состоит из двух или более элементов, скрепленных химическими связями и функционирующих как единое целое
* Пример: диоксид углерода, вода

Результаты обучения

Когда вы закончите, вы должны уметь:

  • Сформулировать определения вещества, вещества и смеси
  • Обсудите два типа чистых веществ
  • Приведите примеры чистых веществ

Quia — Биология 7.3 Жизненные вещества

A B
изомеры соединения имеют ту же простую формулу, но разные трехмерные структуры
изомеры Пр. глюкоза + фурктоза (имеют ту же простую форму, C6h22O6, но разные структуры)
полимер большая молекула, образованная, когда любые более мелкие молекулы связываются вместе, обычно в длинные цепи
углевод органическое соединение комп. .углерода, водорода + кислорода в соотношении примерно два атома водорода + один атом кислорода на каждый атом углерода
углевод , используемый клетками для хранения и высвобождения энергии
моносахарид простейший тип углевод представляет собой простой сахар или ()
моносахарид простой сахар
моносахарид пр. изомеры глюкоза + фруктоза
дисахарид 2-сахар карб.образован 2-мя моносахаридами с мол. которые связывают вместе
дисахарид , когда глюк. + фрук. соединяются путем реакции конденсации — образуется молекула сахарозы
сахароза наиболее известный как столовый сахар
полисахариды полимеры, состоящие из множества моношахаридных субъединиц
полисахаридов самый большой карбюратор. молекула
полисахариды пр.крахмал, целлюлоза и гликоген
крахмал сильно разветвленных цепей глюкозных единиц, используемых растениями для хранения продуктов питания
гликоген другой полимер глюкозы, похожий на крахмал, но более разветвленный
целлюлоза другой полимер глюкозы, который формирует клеточные стенки растений + структурная опора растений
целлюлоза , состоящая из звеньев глюкозы, соединенных вместе, что-то вроде цепной ограды
липидов органических соединений.которые имеют большую долю связей C-H + меньше кислорода, чем карбюратор.
липиды (жиры) или (масла)
липиды чрезвычайно имп. для правильного функционирования организмов
липиды нерастворимые в воде bc их молекулы не притягиваются молекулами воды
липиды клетки используют их для 1) длительного хранения энергии 2) изоляции 3) защитных покрытий
липиды основные компоненты мембран, которые окружают все живые клетки
белок Большой сложный полимер, состоящий из C, H, O, N, а иногда и серы
белков основных для всей жизни
белок строить структуру + осуществлять клеточный метаболизм
аминокислот основной строительный блок белков
аминокислот бывают разных форм + размеры
аминокислот различаются по структуре
аминокислот связаны между собой ее путем конденсации
конденсации удаления группы -H и -OH с образованием молекулы воды)
Пептидная связь ковалентная связь, образованная между аминокислотами
Пептидная связь Это порядок аминокислот, который определяет вид белка
фермент белок, который ускоряет химическую реакцию
фермент позволяет реагировать на темп.происходить в условиях, присутствующих в живых клетках
фермент участвует в метаболических процессах
фермент ускоряет реакции при переваривании пищи, синтезе молей, + накопление + высвобождение энергии
нуклеин кислота Сложная макромолекула, хранящая информацию в клетках в виде кода
нуклеотидов субъединиц нуклеиновой кислоты, образованных из более простого сахара, азотного основания + фосфатная группа
ДНК ( дезоксирибонуклеиновая кислота)
ДНК мастер-копия информационного кода организма
ДНК содержит инстр.использовались для формирования почти всех орг. ферменты + структурные белки
ДНК способствует тому, как org. выглядит + действует
ДНК передается каждый раз, когда клетка делится + формирует одно поколение оранизма в следующее
РНК (рибонуклеиновая кислота) — нуклеиновая кислота, которая формирует копию ДНК для использования в синтезе белка

Гидрофильный — определение и примеры

Гидрофильный определение

Гидрофильная молекула или вещество притягивается к воде.Вода — это полярная молекула, которая действует как растворитель, растворяя другие полярные и гидрофильные вещества. В биологии многие вещества являются гидрофильными, что позволяет им распределяться по клетке или организму. Все клетки используют воду в качестве растворителя, который создает раствор, известный как цитозоль . Цитозоль содержит множество веществ, большинство из которых гидрофильны, по крайней мере, на части молекулы. Это гарантирует, что его можно легко перемещать по ячейке. Вещества, которые являются гидрофобными или отталкивают воду, часто транспортируются через клетки и между ними с присоединенными гидрофильными белками или структурами, способствующими их распространению.

Гидрофильные вещества диффундируют в воде, то есть они перемещаются из областей с высокой концентрацией в области с низкой концентрацией. Это вызвано притяжением молекул воды к гидрофильным молекулам. В областях с высокой концентрацией молекул вода движется внутрь и разрывает молекулы. Затем молекулы распределяются в области с низкой концентрацией, где может взаимодействовать большее количество молекул воды. Диффузия — очень важное свойство большинства гидрофильных веществ для живых организмов.Диффузия позволяет им распределять вещества практически без энергии с их стороны.

Примеры гидрофильных

Сахар

Сахар, или более конкретно глюкоза , представляет собой молекулу, которую многие типы клеток используют в качестве источника энергии. Молекула глюкозы имеет как гидрофобные, так и гидрофильные части. На картинке ниже изображена молекула глюкозы. Черные шары — это атомы углерода, красные шары — это атомы кислорода, а белые шары — это атомы водорода. Связи между атомами углерода делят электроны поровну, и статический электрический заряд не создается.Однако атомы кислорода оттягивают неравную долю электронов от атомов углерода и водорода, к которым они присоединены. Это свойство, известное как электроотрицательность , в большинстве случаев приводит к неравномерному распределению электронов. Это заставляет электрический диполь формироваться поперек связи, создавая области положительной и отрицательной энергии. Вода может взаимодействовать с этими диполями и растворять глюкозу.

В организме человека, как и у многих животных, энергия, хранящаяся в связях глюкозы, используется каждой клеткой для управления клеточными функциями.Чтобы транспортировать глюкозу ко многим клеткам, глюкоза, растворенная в кишечнике и хранящаяся в печени, попадает в кровоток. Поскольку глюкоза является частично гидрофильной молекулой, она одинаково растворяется в кровотоке и обеспечивает глюкозой все части тела. Чтобы пройти через гидрофобные центры плазматических мембран, глюкоза транспортируется специальными белками. Попав в каждую клетку, глюкоза может расщепляться посредством гликолиза и дыхания , чтобы обеспечить кофермент АТФ.АТФ может обеспечивать энергией другие ферменты, помогая им выполнять свои различные функции.

Ферменты

ДНК, информационная молекула, управляющая жизнью на Земле, кодирует последовательность аминокислот. Эти аминокислоты могут быть гидрофильными или гидрофобными. Белки создаются последовательностями аминокислот, но не становятся функциональными, пока не будут правильно сложены. Длинная цепочка аминокислот складывается из-за различных взаимодействий, которые она имеет с другими аминокислотами в цепи, а также взаимодействия с окружающей средой.В конце концов, гидрофобные и неполярные области белка будут сгруппированы вместе, и гидрофильные полярные области будут подвергаться воздействию окружающей среды.

Белки становятся функциональными ферментами, когда они принимают правильную форму, чтобы принять субстрат и снизить энергию активации химической реакции. Если мутация в ДНК помещает гидрофобную аминокислоту туда, где должна была находиться гидрофильная аминокислота, может пострадать вся структура, и фермент может больше не функционировать. Поскольку вода является растворителем во всем цитозоле клетки, важно, чтобы внешняя часть белков была гидрофильной, чтобы они могли диспергироваться и перемещаться по клетке.Таким образом, клетка может создавать белки в одном месте (обычно это рибосомы , ) и распределять их по клетке путем диффузии. Это гидрофильное свойство большинства белков позволяет им заполнять определенные клетки и производить огромное количество определенных продуктов, необходимых для организма.

Клеточные мембраны

Клеточные мембраны состоят из двух слоев молекул, известных как фосфолипиды . Фосфолипиды являются амфифильными , что означает, что они оба притягиваются к воде в одной области молекулы и отталкивают воду в других областях.Голова молекулы фосфолипида — это гидрофильная область. Хвосты — это гидрофобная область, они направлены внутрь друг к другу. Это исключает попадание воды в середину двух листов, тем самым создавая разделитель между двумя резервуарами с раствором. Если мембрана закрыта, в сфере образуется ячейка. Бактериальные клетки не имеют дальнейшего деления, но эукариоты делят свои клетки на органеллы. Эти органеллы также окружены фосфолипидами.

Хотя вода не может легко пройти через клеточную мембрану, есть много встроенных белков, которые пропускают воду в клетку.Есть также белки, переносящие через мембрану другие гидрофильные вещества. Эти белки, хотя и не являются ферментами, также образованы аминокислотными цепями. Как видно на графике ниже, эти белки часто функционируют, используя энергию АТФ для перемещения различных веществ через мембрану. Без канала через гидрофобную мембрану гидрофильные вещества не могут проходить.

Белок на приведенном выше графике имеет как гидрофобную, так и гидрофильную части.Внешний вид белка, его части, контактирующие с окружающей средой и цитоплазмой, будут гидрофильными. Внутренние части белка, которые взаимодействуют с липидами в середине мембраны, будут гидрофильными. Таким образом, белок может оставаться встроенным в мембрану просто из-за тенденции гидрофобных веществ к группированию, а гидрофильных веществ — притягиваться к воде. Концы тянутся к воде, а середина взаимодействует с гидрофобными липидами. Таким образом, многие макромолекулы являются амфифильными и взаимодействуют с различными веществами.

  • Гидрофобный — Молекулы или вещества, которые не притягиваются к воде или не отталкивают ее.
  • Полярный — Молекулы с противоположными электрическими полюсами.
  • Неполярные — Молекулы, которые равномерно распределяют электроны, не вызывая взаимодействия с полярными молекулами.
  • Амфифильный — привлекает как воду, так и гидрофобные вещества, такие как мыло.

Викторина

1. Исследователи часто создают лекарства, которые можно глотать, переваривать и попадать в кровоток.Какое свойство имеют эти лекарства?
A. Гидрофильный
B. Гидрофобный
C. Неполярный

Ответ на вопрос № 1

A правильный. Это был бы пример гидрофильного лекарства. Поскольку он может растворяться в кровотоке, он гидрофильный. Молекулы, которым необходимы специальные белки или транспортные везикулы для переноса в кровь, обычно гидрофобны. Скорее всего, лекарство представляет собой полярную молекулу, потому что оно легко растворяется в воде.

2. При приготовлении еды повар посолил только что нарезанный картофель. Соль вытягивает воду из картофеля из-за сильного притяжения между ионными молекулами соли и полярными областями молекул воды. Что такое соль?
A. Гидрофобный
B. Амфифильный
C. Гидрофильный

Ответ на вопрос № 2

A правильный. Соль — это матрица из положительно и отрицательно заряженных атомов.Эти ионы притягиваются к полярным областям h3¬O и растягиваются ими. Когда вода начинает вытягиваться из картофеля, соль начинает растворяться, и обнажается большая поверхность. Как только вода будет удалена из всех поверхностных клеток, она начнет выходить наружу из центра картофеля. Если бы соль была гидрофобной, она не привлекала бы воду из клеток.

3. Производится белок, который будет встроен в клеточную мембрану. Белок распознает другие клетки.Как таковой, торчит из клеточной мембраны в окружающую среду. Однако белок ничего не передает внутрь клетки. Следовательно, он не выходит за середину клеточной мембраны. Часть белка в окружающей среде — это Часть A, часть белка, встроенная в мембрану, — Часть B. Какое свойство проявляет каждая часть?
A. A — гидрофобный; B — гидрофобный
B. A — гидрофильный; B — гидрофильный
C. A — гидрофильный; B — Гидрофобный

Ответ на вопрос № 3

C правильный.Этот белок является амфифильным в том смысле, что он имеет как гидрофильные, так и гидрофобные части. Гидрофильные части могут взаимодействовать с окружающей средой, в то время как гидрофобные части удерживают белок прочно встроенным в липидный слой клеточной мембраны. Часто такие белки, как этот, будут взаимодействовать с другими белками в мембране, чтобы передавать клеточные сигналы во внутреннюю часть клетки и передавать сообщения обратно.

Гидрофобные — определение и примеры

Гидрофобные определения

«Гидрофобный» буквально означает «боязнь воды».Гидрофобные молекулы и поверхности отталкивают воду. Гидрофобные жидкости, такие как масло, отделяются от воды. Гидрофобные молекулы обычно неполярны, то есть атомы, составляющие молекулу, не создают статического электрического поля. В полярных молекулах эти противоположные области электрической энергии притягиваются к молекулам воды. Без противоположных электрических зарядов на молекулах вода не может образовывать водородные связи с молекулами. Затем молекулы воды образуют больше водородных связей между собой, а неполярные молекулы слипаются.

Гидрофобный эффект вызван слипанием неполярных молекул. Большие макромолекулы могут иметь гидрофобные участки, которые будут складывать молекулу так, чтобы они могли быть близко друг к другу, вдали от воды. Многие аминокислоты в белках гидрофобны, что помогает белкам приобретать сложную форму. Гидрофобный эффект распространяется на организмы, поскольку многие гидрофобные молекулы на поверхности организмов помогают им регулировать количество воды и питательных веществ в своих системах.

Пример гидрофобного

Клеточные мембраны

Клеточные мембраны состоят из макромолекул, известных как фосфолипидов . У фосфолипидов есть атомы фосфора в головках молекул, которые притягивают воду. Хвост молекулы состоит из липидов, которые являются гидрофобными молекулами. Гидрофильные головки указывают на воду, а гидрофобные хвосты притягиваются друг к другу. В небольших группах фосфолипиды образуют мицелл . Как видно на рисунке ниже, мицелла представляет собой небольшой гидрофобный шарик.Гидрофобные хвосты удаляют воду из центра шара.

Клеточные мембраны состоят из двух фосфолипидных слоев, известных как фосфолипидный бислой . Середина листа состоит из гидрофобных хвостов, которые вытесняют воду и могут отделять содержимое клетки от внешней среды. Клетки имеют множество специальных белков, встроенных в мембрану, которые помогают транспортировать гидрофильные молекулы, такие как вода и ионы, через гидрофобную среднюю часть мембраны.

В эукариотических клетках органеллы образуются внутри клеток из более мелких мешочков, созданных из фосфолипидных бислоев. Ученые использовали гидрофобные свойства фосфолипидов, чтобы создать другую структуру для доставки лекарств и питательных веществ к клеткам. Как видно на графике выше, липосомы — это небольшие мешочки, которые можно заполнить лекарством. С правильными белками, встроенными в мембрану, липосома сольется с мембраной клетки-мишени и доставит лекарство внутрь клетки.

Листья растений

Листья многих растений имеют гидрофобное покрытие. Важно, чтобы дождь и вода не впитывались через листья, поскольку это нарушило бы поток питательных веществ, которые зависят от прохождения воды от корня к листу. Если позволить воде перемещаться посредством осмоса через клеточную мембрану в лист, это изменит осмотическое давление в листьях, и вода не сможет подниматься вверх от корней. Даже водные растения защищают свои листья гидрофобными веществами, благодаря которым питательные вещества вытягиваются из корней, а вода течет через растение в одном направлении.Ниже приведен пример очень гидрофобного листа, который заставляет капли воды скатываться с листа.

Птичьи перья

Многие водные птицы должны защищать свое перо от проникновения воды и выделять на свои перья гидрофобные масла, которые препятствуют проникновению воды. Если вы когда-нибудь слышали термин «как вода у утки», эта фаза относится к гидрофобности утиных перьев. Утки и многие другие водные птицы проводят много времени под водой, собирая пищу.Однако они также должны летать, когда выходят из воды. Если позволить воде проникнуть в их перья, птицы станут слишком тяжелыми, чтобы летать. Птицы наносят на свои перья гидрофобные масла, которые выделяют из кожи и специальных желез. Когда они ныряют под воду, масла образуют гидрофобный барьер, препятствующий проникновению воды. Затем, когда они всплывают, они просто стряхивают воду и могут летать.

  • Гидрофильный — Молекулы или вещества, притягиваемые водой.
  • Полярный — Молекулы, имеющие статические электрические заряды, которые могут взаимодействовать с водой.
  • Неполярные — Молекулы, которые не имеют статических электрических зарядов и гораздо чаще взаимодействуют с другими неполярными молекулами, чем с водой.
  • Липофильные — Вещества, которые притягиваются к жиру, отличные от гидрофобных.

Викторина

1. Некоторые аминокислоты гидрофобны, а некоторые гидрофильны.Гидрофобные аминокислоты имеют тенденцию группироваться в большие белки. Почему важен порядок аминокислот в белке?
A. Порядок определяет форму белка
B. Это не важно, пока присутствуют все аминокислоты
C. Белки распознаются по последовательности аминокислот

Ответ на вопрос № 1

А правильный. Из-за гидрофобных эффектов, таких как взаимодействие гидрофобных аминокислот и многих других связей, белки принимают сложную структуру.Эта форма белка невероятно важна. Белки, используемые для распознавания клеток, принимают определенную форму, которую другие клетки могут «распознавать» с помощью белков, соответствующих их форме, например, замка и ключа. Если аминокислоты в белке не в порядке, белок не будет складываться в правильную форму и будет работать неправильно.

2. Создается вещество, которое имеет очень сильные электрические диполи на молекулах, но не взаимодействует с водой из-за сильного взаимодействия с самим собой.Как бы вы описали молекулу?
A. Гидрофильный и полярный
B. Гидрофобный и неполярный
C. Гидрофобный и полярный

Ответ на вопрос № 2

C правильный. Хотя это было бы необычно, это вещество было бы гидрофобным и полярным. Полярность — это состояние, вызванное статическими электрическими зарядами на молекулах, которые притягиваются друг к другу. Обычно эти заряды притягивают воду, но это только потому, что они позволяют воде образовывать водородные связи с веществом.Если было создано вещество, прекращающее водородные связи, оно было бы гидрофобным. Таким образом, молекула может быть как гидрофобной, так и полярной.

3. Многие рептилии, даже живущие в пустыне, имеют гидрофобные чешуйки на внешней стороне тела. Зачем пустынной рептилии гидрофобное покрытие?
A. Для отражения вредных солнечных лучей
B. Барьер также работает, чтобы остановить испарение
C. Для защиты от кислотных дождей

Ответ на вопрос № 3

B правильный .Чешуя многих рептилий защищает животных от потери воды из-за испарений. В то время как многие амфибии без чешуи не могут уйти слишком далеко от источника воды, многие рептилии живут в среде, почти лишенной воды. Обитающие в пустыне животные быстро высохли бы, если бы не их гидрофобная кожа и чешуя, защищающие их от испарения.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.