Какое органическое соединение является основным строительным материалом клетки: Органические вещества,являющиеся основным строительным материалом структур клетки и

Содержание

Органические вещества,являющиеся основным строительным материалом структур клетки и

какие дикорастущие и культурные растения вы знаете из семейства лилейных (отделяйте дикорастущие и культурные пожалуйста)

животный мир биоценоза (на выбор) по плану: характеристика биоценоза, условия, растительный мир, животный мир( подробнее) СРОЧНОО ПОЖАЛУЙСТА!!!

4. Выпишите из текста слова с пропущенными буквами, распределяя их на две колонки: 3 слова с пропущенной гласной в корне (подобрать проверочное слово,

выделить корень, поставить ударение) и 3 слова с пропущенной гласной в окончании ((выделить окончание, определить склонение и падеж).​

(а) Представьте графически описанную экосистему.(b) Объясните взаимосвязь компонентов в этой экосистеме.​​

Ппревиди премер на биотеческий факторы среды А.Конкуреция:Б.Комменсализм:В.Сиибиоз:Г.Хищничество:Д.Паразитзм:​

Перечислите не менее трех структурных характеристик вида: (3б) А)  __________________________________________________________  _____________________

_____________________________________  __________________________________________________________ Критерии вида – это признаки, по которым сравнивают два организма, чтобы определить, относятся они к одному виду или разным видам. Опишите, что лежит в основе данных критериев, согласно образцу.

А) Используя данные на рисунке, составьте экологическую пирамиду.

Дам 20 баллов помогите срочно​

Впервые заговорил о движущих силах эволюции Чарльз Дарвин. Он выделил три таких силы: ______________1_______, ___________2_________ и ___3____________

. В настоящее время исследования в области эволюционной биологии подтвердили справедливость этого утверждения и выявили ряд других факторов, которые играют важную роль в процессе эволюции. 1. Основной механизм эволюции — это __4_______________. Его суть состоит в том, что более приспособленные особи имеют больше возможностей для выживания и размножения и, следовательно, приносят больше потомства, чем плохо приспособленные особи. Благодаря ___5______________, потомки сильных индивидуумов будут относительно хорошо приспособленными, а их доля в общей массе особей будет возрастать. После смены нескольких десятков или сотен поколений средняя приспособленность особей данного вида заметно возрастает. 2. Вторым решающим фактором эволюции является _____6__________, то есть способность новых поколений приобретать признаки, отсутствовавшие у родительских форм, и/или существовать в неодинаковых формах или вариантах. Именно ______7___________ позволяет организмам быстро и эффективно приспосабливаться к меняющимся условиям среды обитания. 3. __________8_________ является средством осуществления естественного отбора. Выживание организмов, наилучшим образом приспособленных к данным конкретным условиям среды своего обитания, называется _______9___________. Ч. Дарвин выделил три формы __________10__________: внутривидовая, межвидовая и ________11_____

Выбери верную последовательность и расположи группы животных в порядке повышения у них интенсивности обмена веществ в процессе эволюции (Запиши буквы

в соответствующем порядке без пробелов):
Р. Млекопитающие;
З. Амфибии;
Б. Хрящевые рыбы;
Г. Костные рыбы;
Л. Рептилии.

§5. Химический состав клетки | 8 класс Учебник «Биология» «Атамура»

В
состав каждой клетки входят органические и неорганические соединения.
Органические вещества — это белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Они
составляют 20-30% содержимого клетки.

Белки —
сложные органические соединения. В их состав обяза­тельно входят атомы
углерода, водорода, кислорода, азота, серы. Иног­да могут входить и другие
вещества. Они состоят из 20 видов амино­кислот.

Жиры
содержат всего три элемента: углерод, водород и кисло-

рол.
Жиры легче волы и не растворяются в ней. Они состоят из гли­церина (простейший
трехатомный спирт) и жирных кислот.

Углеводы
также содержат углерод, водород и кислород. К угле­водам относятся различные
растворимые и нерастворимые в воде са­хара. Наиболее распространенные углеводы
— глюкоза (виноград­ный сахар) и гликоген (животный крахмал). Гликоген —
запасной уг­левод, он накапливается в клетках печени и мышц, а глюкоза глав­ный
источник энергии.

Белки
являются основным строительным материалом клетки. Мо­лекулы белков участвуют в
ускорении химических реакций клеток. Кроме того, при растеплении белков
выделяется энергия. Жиры вхо­дят в состав клеточных мембран. При расщеплении
жиров выделяет­ся большое количество энергии.

Важнейшие
органические вещества — нуклеиновые
кислоты. Названы они так потому, что образуются в ядре (от лат. нуклеус) клет­ки. В состав
нуклеиновых кислот входят атомы углерода, кислорода, водорода, азота, а также
фосфора.

Различают
2 вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеино­вую (ДНК) и рибонуклеиновую
(РНК). ДНК находится в основном в хромосомах клетки и регулирует передачу наследственных
призна­ков от родителей потомству, а также определяет строение белков клетки.
РНК находится в цитоплазме и участвует в образовании собст­венных белков
клетки.

Неорганические
соединения клетки — вода и минеральные ве­щества. В цитоплазме клетки все
вещества находятся в растворен­ном в воде состоянии. Много в ней растворенных
белков. Поэтому цитоплазма — густая, тягучая жидкость. Вода
необходима клетке как растворитель, так как различные химические реакции в клет­ке
проходят только между растворенными веществами. Питатель­ные вещества попадают
в клетку тоже только в растворенном виде. Вода составляет 80% от состава
клетки. Вещества, не нужные клет­ке или вредные, выводятся наружу также в виде
растворов.

Из минеральных солей наиболее
часто встречаются хлористый натрий, хлористый калий, а также фосфаты и
карбонаты натрия, калия, кальция, магния. Минеральные соли способствуют
распреде­лению воды между клетками и межклеточным веществом, накапли­ваются в
зубах и костях, делая их прочными, участвуют в процессах возбуждения.

А

1.
Какие вещества входят в состав клеток? Какова роль минеральных солей в клетке?

2.  
Как вы понимаете термин обмен
веществ? Объясните на примере.

3. 
Что собой представляют углеводы? Какую функцию они выпол­няют?

2. 
В какой части клетки образуются
нуклеиновые кислоты? Из ка­ких элементов они состоят?

3. 
Назовите элементы, входящие в состав
жиров. Какие функции они выполняют?

1.   
Из каких химических соединений состоит
клетка?

2. 
Назовите элементы, входящие в состав
углеводов. Какие вещества к ним относятся? Какова их роль?

3. 
Какие элементы входят в состав белков?
Какую функцию они вы­полняют в клетках?

Анализ мочи на ацилкарнитины

Оценка уровня ацилкарнитинов, являющихся участниками важнейших метаболических реакций организма, в целях диагностики нарушений обмена жирных и органических кислот.

В состав исследования входит определение следующих показателей:

Свободный карнитин (C0) 
Этерифицированные карнитины = СУММА (C2,C3…C18) 
Суммарные карнитины = свободный+эстерифицированный 
Соотношение этерифицированные/свободный карнитин =(суммарный карнитин-свободный карнитин)/свободный карнитин

Синонимы русские

Ацилкарнитиновый профиль.

Синонимы английские

Acylcarnitine profile.

Метод исследования

Высокоэффективная жидкостная хроматография с тандемным масс-спектрометрическим детектированием (ВЭЖХ-МС/МС).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Разовую порцию мочи.

Как правильно подготовиться к исследованию?

  • Исключить из рациона алкоголь в течение 24 часов до исследования.
  • Исключить (по согласованию с врачом) прием мочегонных препаратов в течение 48 часов до сбора мочи.

Общая информация об исследовании

Поступающие в организм питательные вещества проходят целый ряд метаболических превращений, в результате которых одни из них становятся основным строительным материалом для клеток, другие – энергетическим ресурсом, третьи – создают запас необходимых веществ на случай изменившихся условий существования и т.д. К примеру, анализируемые в данном исследовании ацилкарнитины — «промежуточные» вещества в сложных окислительно-восстановительных реакциях, протекающих в митохондриях и приводящих в итоге к синтезу АТФ – основного источника энергии для жизнеобеспечения каждой клетки и всего организма в целом.

Основа данных веществ — L-карнитин, или левокарнитин, представляющий по химическому строению вещество, подобное витаминам группы В. L-карнитин поступает из пищи и синтезируется в организме с участием аминокислот метионина и лизина, ряда ферментов, витаминов и микроэлементов. Основная его функция — участие в сложнейших биохимических реакциях энергетического обмена. Также L-карнитин участвует в процессах расщепления жиров, снижения уровня глюкозы, утилизации токсических соединений, что способствует защите клеток организма от повреждающего воздействия.

Ацилкарнитины – это сложные органические вещества, являющиеся эфирами карнитина и жирных кислот, промежуточные продукты сложнейших биохимических реакций клеточного метаболизма. Ацилкарнитины подразделяются на короткоцепочечные (С2-С5), среднецепочечные (С6-С12) и длинноцепочечные (С14-С18) в зависимости от длины углеродной цепи присоединенной кислоты. Химические названия этих соединений происходят от латинского обозначения цифр по количеству атомов углерода жирной кислоты, присоединенной к карнитину, например деканоилкарнитин (10 атомов углерода), гексаноилкарнитин (6 атомов углерода) и т. д.

Анализ ацилкарнитинов в моче позволяет выявить возможные нарушения в метаболических процессах, в которых они участвуют (в первую очередь, обменные реакции органических жирных кислот). Метаболические нарушения могут быть: а) врожденными — обусловленными мутациями генов; б) приобретенными — возникают в результате патологии, ведущей к нарушению синтеза в организме жирных кислот (или усвоения их из продуктов питания) или необходимых для их превращений ферментов. Эти патологии могут быть представлены в виде отдельной нозологической формы или быть частью каких-либо системных заболеваний. Клинические симптомы, характерные для нарушений обмена жирных кислот, могут быть представлены изменениями в биохимическом анализе крови, анализе мочи, электролитными сдвигами, признаками дегидратации, нарушении функции печени, почек, миопатиями, неврологическими расстройствами и т.д.

Определение концентрации ацилкарнитинов в моче проводится методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (ВЭЖХ/МС), включающей в себя два этапа, на каждом из которых образец материала проходит ряд преобразований в целях получения конечного результата. В начале происходит качественный анализ – разделение изучаемых веществ по их физико-химическим свойствам. Затем измеряются уровни ацилкарнитинов. Кроме того, исследование включает несколько показателей, вычисляемых математическим путем. ВЭЖХ/МС на сегодняшний день является одним из самых точных методов лабораторной диагностики с анализом большого количества показателей одновременно, обладает высокой чувствительностью и специфичностью.

Необходимо отметить, что результаты данного исследования не являются окончательным диагнозом и должны оцениваться и интерпретироваться врачом, ознакомленным с анамнезом и данными всех необходимых методов диагностики.

Для чего используется исследование?

  • Оценка метаболизма ацилкарнитинов.
  • Диагностика врожденных (наследственных) и приобретенных заболеваний, связанных с нарушением обмена жирных кислот – при возникновении их клинических симптомов или при отягощенном семейном анамнезе по данной группе заболеваний.
  • Контроль за эффективностью терапии при подтвержденном диагнозе обменных нарушений.
  • Контроль за соблюдением рекомендаций по питанию.

Когда назначается исследование?

  • При подозрении на нарушение метаболизма жирных кислот.
  • При подозрении на нарушения обменных реакций, происходящих в митохондриях.
  • Функциональный дисбаланс обмена витаминов.
  • Скрининг новорождённых, имеющих отягощенный семейный анамнез по обменным нарушениям.
  • Контроль за соблюдением рекомендаций по питанию или применения лекарственных препаратов.

Что означают результаты?

Референсные значения, ммоль/моль креатинина

Свободный карнитин (C0)

0-6 мес. — 1,8-104,3

6-24 мес. — 4,2-120,6

2 года и старше — 0,8-46

Этерифицированные карнитины

0-6 мес. — 15,6-59,4

6-24 мес.  — 19,8-69,3

2 года и старше — 6,2-35,9

Суммарные карнитины

0-6 мес. — 18,1-175,6

6-24 мес. — 26,1-193,4

2 года и старше — 8,3-82,7

Соотношение этерифицированные/свободный карнитин

0-6 мес. — 0,4-6,8

6-24 мес. — 0,4-5

2 года и старше — 0,5-7,3

Что может влиять на результат?

  • Характер питания;
  • прием некоторых лекарственных препаратов (в частности, при обследовании ребенка младенческого возраста могут иметь значение препараты, применяемые матерью в период беременности и лактации).


Скачать пример результата

Важные замечания

  • Данное скрининговое исследование рекомендовано проводить как можно раньше новорождённым из группы риска по наследственным обменным патологиям, т.к. раннее выявление и начало лечения позволяет предотвратить прогрессирование заболевания и развитие тяжелых осложнений.

Также рекомендуется

Кто назначает исследование?

Неонатолог, педиатр, терапевт, невролог, медицинский генетик, диетолог.

Литература

  • de Sousa C, English NR, Stacey TE, Chalmers RA. Measurement of L-carnitine and acylcarnitines in body fluids and tissues in children and in adults. Clin Chim Acta. 1990 Mar 15;187(3):317-28.
  • Magiera S, Baranowski J. Determination of carnitine and acylcarnitines in human urine by means of microextraction in packed sorbent and hydrophilic interaction chromatography-ultra-high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry. J Pharm Biomed Anal. 2015 May 10; 109:171-6.
  • Abe K, Suzuki H, Maekawa M, Shimada M, Yamaguchi H, Mano N. Matrix effect-corrected liquid chromatography/tandem mass-spectrometric method for determining acylcarnitines in human urine. Clin Chim Acta. 2017 May;468:187-194.
  • Vernez L, Hopfgartner G, Wenk M, Krähenbühl S. Determination of carnitine and acylcarnitines in urine by high-performance liquid chromatography-electrospray ionization ion trap tandem mass spectrometry. J Chromatogr A.  2003 Jan 17;984(2):203-13.

Айбимед Победа

Биологически активная добавка к пище «Айбимед Победа» рекомендована лицам старше 14 лет, активно занимающимся спортом и фитнесом, боевыми единоборствами и йогой, в качестве дополнительного источника микроэлементов селена и цинка, витамина С (аскорбиновой кислоты) и глюкозамина. Повышает физиологический и энергетический ресурсы организма, способствуя достижению высоких результатов в различных видах спорта и снижению риска травматизма.

Ключевая роль в физической активности человека принадлежит опорно–двигательному аппарату, включающему кости, мышцы и соединительную ткань. Одним из самых важных биохимических компонентов соединительной ткани является глюкозамин, выступающий ее основным строительным материалом.

Глюкозамин способствует синтезу веществ, жизненно необходимых для нормального функционирования опорно–двигательного аппарата; имеет большое значение в формировании и поддержании целостности сухожилий, костей, связок, кожи и даже сердечных клапанов; способствует восстановлению хрящевой ткани, активизирует процессы заживления травмированных участков.

Изнурительные физические нагрузки, стресс, плохая экология и неправильное питание ведут к образованию в организме свободных радикалов – неполноценных молекул, которые лишены одного электрона и всячески пытаются его вернуть, отнимая его у других, «нормальных» молекул, тем самым запуская необратимый процесс разрушения тканей. В борьбе со свободными радикалами на помощь приходит антиоксидантный комплекс, входящий в состав БАД «Айбимед Победа»: микроэлементы селен и цинк, а также витамин С.

Селен – мощнейший природный антиоксидант, входящий в состав большинства ферментов и гормонов, в том числе глутатионпероксидазы, защищающий организм от накопления продуктов окисления, отравления тяжелыми металлами и токсичными веществами. Селен способствует развитию и омоложению тканей организма, укрепляет сердечно–сосудистую систему, предупреждает раковые и многие другие заболевания.

Уникальное органическое двухвалентное соединение селена

В препарате «Айбимед Победа» используется не имеющее аналогов органическое двухвалентное соединение селена (диметилдипиразолилселенид), которое характеризуется наивысшим коэффициентом усвояемости (85-95%) и отсутствием токсичности. Диметилдипиразолилселенид является суперактиватором иммунной системы.

Суперактиватор иммунной системы

Цинк — микроэлемент, необходимый для нормального функционирования любой клетки организма. Цинк входит в состав более 200 ферментных систем, обеспечивающих образование, метаболизм (обмен веществ) клеток, синтез белков, усвоение углеводов и жиров, а также заживление ран и активизацию иммунных реакций.

Витамин С (аскорбиновая кислота) – одно из самых необходимых веществ, регулирующих обменные процессы. Является эффективным антиоксидантом, уничтожающим свободные радикалы, микробные инфекции.

Благодаря синергетическому действию компонентов БАД «Айбимед Победа» является высокоэффективным препаратом и способствует:

  • оптимальному функционированию опорно–двигательного аппарата при высоких физических нагрузках;
  • биосинтезу соединительной ткани и предотвращению разрушения хрящевой ткани;
  • повышению иммунитета и усилению процессов саморегуляции;
  • очищению организма от шлаков и токсинов.

Способ применения: лицам старше 14 лет по одной капсуле 2-3 раза в день во время еды, спортсменам высшей квалификации – по рекомендации врача.

 

Одна капсула БАД «Айбимед Победа» содержит:






Состaв Капсула % суточной потребности
Селен*, мкг 15 21
Цинк, мг 1,2 10
Витамин С, мг 10 11
Глюкозамин, мг 300 43

*диметилдипиразолилселенид

НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ЛЕКАРСТВЕННЫМ СРЕДСТВОМ

Разрешительная документация


Интересные факты, статьи, исследования

Селен — незаменимый микроэлемент, но его содержание в почвах в большинстве регионов России крайне мало, что приводит к заболеваниям человека, животных и растений. Недостаток селена провоцирует у человека кардиопатии, расстройства иммунной системы, нарушения эмбриогенеза, ведет к нарушению целостности клеточных мембран, значительному снижению активности сгруппированных на них ферментов, накоплению кальция внутри клеток, нарушению метаболизма аминокислот и жирных кислот, снижению энергопродукции и т. д.   далее »

Основы правильного питания — Школа здоровья — ГБУЗ Городская поликлиника 25 г. Краснодара МЗ КК

25 сентября 2019 г.

Значение белков, жиров и углеводов (БЖУ) в питании человека

 

Значение белка в питании здорового человека

 

Белки – сложные азотсодержащие биополимеры, мономерами которых служат α-аминокислоты. Белки – высокомолекулярные соединения. Их молекулярная масса колеблется от 6000 до 100000 и более. Аминокислотный состав различных белков неодинаков и является важнейшей характеристикой каждого белка, а также критерием его ценности в питании. Аминокислоты – органические соединения, в которых имеются две функциональные группы – карбоксильная, определяющая кислотные свойства молекул и аминогруппа, придающая этим соединениям основные свойства.

Среди большого число природных аминокислот в составе белков с наибольшим постоянством обнаруживают следующие 20 аминокислот: глицин (гликокол), аланин, серин, треонин, метионин, цистин, валин, лейцин, изолейцин, глутаминовая кислота, глутамин, аспарагиновая кислота, аспарагин, аргинин, лизин, фенилаланин, тирозин, гистидин, триптофан, пролин.

Все белки принято делить на простые (протеины) и сложные (протеиды). Под простыми понимают соединения, включающие в свой состав лишь полипептидные цепи, под сложными белками – соединения, в которых наряду с белковой молекулой имеется также небелковая часть – так называемая простетическая группа. В зависимости от пространственной структуры белки можно разделить на глобулярные и фибриллярные. К числу простых глобулярных белков относятся, в частности, альбумины, глобулины, проламины и глютелины. Альбумины и глобулины широко распространены в природе и составляют основную часть белков сыворотки крови, молока и яичного белка. Проламины и глютелины относятся к растительным белкам и встречаются в семенах злаков, образуя основную массу клейковины. Эти белки нерастворимы в воде. К проламин относятся глиадин пшеницы, зеин кукурузы, гордеин ячменя. Аминокислотный состав этих белков характеризуется низким содержанием лизина, а также треонина, метионина и триптофана и чрезвычайно высоким – глутаминовой кислоты.

Представители структурных белков, так называемые протеиноиды, являются фибриллярными белками главным образом животного происхождения. Эти белки выполняют в организме опорную функцию. Они нерастворимы в воде и весьма устойчивы к перевариванию пищеварительными ферментами. К ним относятся кератины (белки волос, ногтей, эпидермиса), эластин (белок связок, соединительной ткани сосудов и мышц), коллаген (белок костной, хрящевой, рыхлой и плотной соединительной ткани). При длительном кипячении в воде коллаген превращается в водорастворимый белок – желатин (глютин). Коллаген содержит значительное количество необычных для других белков аминокислот оксипролина и оксилизина, но в нем отсутствует триптофан.

 

Основные функции белков в организме.

 

1. П л а с т и ч е с к а я. Белки составляют 15-20% сырой массы различных тканей (в сравнении – липиды и углеводы лишь 1-5%) и являются основным строительным материалом клетки, ее органоидов и межклеточного вещества. Белки наряду с фосфолипидами образуют остов всех биологических мембран, играющих важную роль в построении клеток и их функционировании.

2. К а т а л и т и ч е с к а я. Белки являются основным компонентом всех без исключения известных в настоящее время ферментов. При этом простые ферменты представляют собой чисто белковые соединения. В построении сложных ферментов наряду с молекулами белка участвуют и низкомолекулярные соединения (коферменты). Ферментам принадлежит решающая роль в ассимиляции пищевых веществ организмом человека и в регуляции всех внутриклеточных обменных процессов.

3. Г о р м о н а л ь н а я. Значительная часть гормонов по своей природе является белками или полипептидами. К их числу принадлежит инсулин, гормоны гипофиза (АКТГ, соматотропный, тиреотропный и др.), паратиреоидный гормон.

4. Ф у н к ц и я   с п е ц и ф и ч н о с т и. Чрезвычайное  разнообразие и уникальность индивидуальных белков обеспечивают тканевую индивидуальную и видовую специфичность, лежащую в основе проявлений иммунитета и аллергии. В ответ на поступление в организм чужеродных для него белков – антигенов – в иммунокомпетентных органах и клетках происходит активный синтез антител, представляющих особый вид глобулинов (иммуноглобулины). Специфическое взаимодействие антигена с соответствующими антителами составляет основу иммунных реакций, обеспечивающих защиту организма от чужеродных агентов.

5. Т р а н с п о р т н а я. Белки участвуют в транспорте кровью кислорода (Hb), липидов (липопротеиды), углеводов (гликопротеиды), некоторых витаминов, гормонов, лекарственных веществ и др. Вместе с тем специфические белки-переносчики обеспечивают транспорт различных минеральных солей и витаминов через мембраны клеток и субклеточных структур.

Белки организма – чрезвычайно динамичные структуры, постоянно обновляющие свой состав вследствие непрерывно протекающих и тесно сопряженных друг с другом процессов их распада и синтеза. Организм человека практически лишен резерва белка, причем углеводы и жиры также не могут служить его предшественниками. В связи с этим единственным источником пополнения фонда аминокислот и обеспечения равновесия процессов синтеза и распада белков в организме могут служить пищевые белки, являющиеся вследствие этого незаменимыми компонентами пищевого рациона.

Белки, содержащиеся в пищевых продуктах, не могут однако, непосредственно усваиваться организмом и должны быть предварительно расщеплены в желудочно-кишечном тракте до составляющих их аминокислот, из которых организм формирует характерные для него белковые молекулы. Из 20 аминокислот, образующихся при гидролизе белков, 8 (валин, лейцин, изолейцин, треонин, фенилаланин, триптофан, метионин, лизин) не синтезируются в организме человека и поэтому являются незаменимыми факторами питания. Для детей в возрасте до года незаменимой аминокислотой служит также гистидин. Другие 11 аминокислот могут претерпевать в организме взаимопревращения и не являются незаменимыми. Поскольку для построения подавляющего большинства белков организма человека требуются все 20 аминокислот, но в различных соотношениях, дефицит любой из незаменимых аминокислот в пищевом рационе неизбежно ведет к нарушению синтеза белков.

При нарушении сбалансированности аминокислотного состава рациона синтез полноценных белков также нарушается, что ведет к возникновению  ряда патологических изменений. В связи с этим пищевые белки следует рассматривать, прежде всего, как поставщики в организм человека незаменимых аминокислот. Наряду с использованием для синтеза белковых молекул аминокислоты могут окисляться в организме и служить источником энергии. Конечными продуктами катаболизма аминокислот являются углекислый газ, вода и аммиак, который выводится из организма в виде мочевины и некоторых других менее токсичных соединений.

Недостаточное поступление с пищей белков нарушает динамическое равновесие процессов белкового анаболизма и катаболизма, сдвигая его в сторону преобладания распада собственных белков организма, в том числе и белков ферментов.

Избыточное поступление пищевых белков также небезразлично для организма. Оно вызывает усиленную работу пищеварительного аппарата, значительную активацию процессов межуточного обмена аминокислот и синтеза мочевины, увеличивает нагрузку на клубочковый и канальцевый аппарат почек, связанную с усиленной экскрецией конечных продуктов азотистого обмена. При этом может возникать перенапряжение указанных процессов с их последующим функциональным истощением. Избыточное поступление в организм белков может также вести к образованию в желудочно-кишечном тракте продуктов их гниения и неполного расщепления, способных вызывать интоксикацию человека.

 Важным показателем качества пищевого белка может служить и степень его усвояемости, которая объединяет протеолиз в желудочно-кишечном тракте и последующее всасывание аминокислот. По скорости переваривания протеолитическими ферментами пищевые белки можно расположить в следующей последовательности: 1) рыбные и молочные, 2) мясные, 3) белки хлеба и круп.

Хлеб и хлебобулочные изделия, крупы и макаронные изделия содержат 5-12% белка; с учетом значительного потребления этих продуктов жителями нашей страны они вносят весьма существенный вклад в обеспечение человека белком. Однако белок хлебобулочных изделий и круп дефицитен по ряду аминокислот, в первую очередь по лизину, и не является достаточно полноценным.

 

Биогаз для чайников, стр. №6

Первый тезис объясняется тем, что в процессе анаэробного брожения не происходит потерь азота из исходного сырья, а азот является основным строительным материалом для клеток. Органическое сырье, переработанное аэробным способом (практически все остальные способы, кроме брожения в биогазовой установке), обязательно потеряет азот в виде испарений аммиака, поэтому его всегда понадобится больше.

Второй тезис объясняется тем, что минеральные соли в шламе связаны в коллоид остатками органики, они не вымываются сильно из почвы и поэтому более полно усваиваются растениями. Растения ведь не мгновенно поглощают питательные вещества, а лишь по мере своего роста. Кроме того, при избыточной концентрации питательных солей в почве, растения «втягивают» их внутрь себя вместе с влагой, но не успевают преобразовать их в органику (части своих растущих клеток), и эти соли находятся в растворенном виде в воде внутри растений (а растения состоят из воды в среднем на 70%). Отсюда и получаются продукты земледелия с повышенным содержанием нитратов, которыми можно отравиться при употреблении в пищу. Поэтому минеральные удобрения всегда дозируют с разумным избытком (увы, не всегда). Подача питательных минеральных солей из шлама дозируется автоматически, что обусловлено коллоидными свойствами шлама, а также постепенной выработкой таких солей бактериями, внесенными в почву из шлама.

Методы внесения шлама в почву бывают различные, в зависимости от его влажности и типа выращиваемой культуры. Если шлам берется в исходном виде так, как он вышел из реактора биогазовой установки, то его обычно разбавляют водой с пропорции 1:10 – 1:50, а затем вносят методом полива. Первый полив удобно делать перед вспахиванием. Второй полив делается в период начала кущения. В этом случае поливать нужно как можно ближе к почве, прямо между стеблями растений. В случае разделения шлама сепаратором на жидкую и твердую фракции, жидкую фракцию вносят точно так же, разбавляя водой. Разбавление водой делается потому, что это удобрение — концентрированное. Чтобы обеспечить равномерное распределение его по всей посевной площади, не слишком уменьшая форсунки поливалок, и производится разбавление водой.

Твердая фракция, или биогумус, вносится методом разбрасывания, точно так же, как вносится перепревший навоз.

На фракции шлам разделяют по соображениям логистики. Если биогумус предназначен на продажу, то обычно покупатели могут находиться на весьма дальних расстояниях от биогазовой установки. Возить воду на такие расстояния – слишком дорого. Поэтому ее отжимают, иногда даже подсушивают полученный биогумус до влажности 40-60%, пакуют в мешки и везут к покупателю, магазину или удаленному месту применения.

Поэлементный химический состав биогумуса почти полностью соответствует такому же составу исходного сырья, за исключением удаленных с биогазом водорода, углерода и кислорода. Поэтому питательные свойства конкретного биогумуса зависят от типа сырья, которое закладывалось в биогазовую установку. Практика показывает, что самыми замечательными свойствами обладает биогумус из птичьего помета, типа куриного. Исходный помет птиц содержит повышенное удельное количество азота. Из-за этого чистый помет с трудом поддается анаэробному брожению в биогазовой установке, так как субстрат отравляется большим количеством аммиака. Только недавно в России разработан и запатентован техпроцесс переработки чистого куриного помета (обращайтесь к нам по вопросу применения такого техпроцесса и строительства установки на таком техпроцессе). Биогумус, полученный из такого сырья, показывает самые замечательные питательные и почвоформирующие свойства.

На приведенной ниже фотографии показаны контрольные посевы с использованием биогумуса различной концентрации, жидкой фракции и без их использования. Обратите внимание на разницу в весе контрольных образцов.

6. Хранение продуктов, произведенных биогазовой установкой.

Вопросы по возможностям и методам хранения продуктов, производящихся биогазовой установкой, возникают практически у каждого потенциального заказчика такой установки. Первый вопрос – возможность накопления и длительного хранения биогаза. Вопрос этот вызван сезонностью потребления тепловой энергии в наших широтах. Ответ на этот вопрос однозначный: биогаз в исходном виде хранить в значительных объемах невозможно из-за дороговизны такого решения. Проблема состоит в том, что биогаз невозможно сжать до значительного давления без предварительной очистки до биометана. Углекислый газ, содержащийся в биогазе, не дает возможности сжать его до 200 атм. А при сжатии всего лишь до нескольких атмосфер объем, занимаемый биогазом, уменьшается незначительно. Очистка биогаза от углекислого газа – очень непростой процесс. Химические методы очистки неприемлемы из-за потребности в большом количестве реагентов и большом выходе отходов реакции. А метод растворения углекислого газа в воде, применяемый промышленно, требует достаточно сложного и дорогого оборудования. Такое оборудование выпускается серийно, но для больших суточных объемов. Поэтому очистка биогаза и сжатие биометана – процедура, доступная только владельцам крупных биогазовых установок. Но и в этом случае биометан обычно не хранят длительное время, а регулярно используют для заправки автомобильного транспорта, либо отправляют в общую газовую сеть. Общая газовая сеть в данном случае и служит накопителем, куда можно загонять газ летом и отбирать зимой. И это получается экономически более эффективно, чем строить собственные газовые хранилища.

Производные от сжигания биогаза – тепловая и электрическая энергия. Тепловую энергию вообще невозможно накопить и хранить длительное время, поэтому этот вопрос можно вообще не рассматривать.

Электрическую энергию накапливать можно в аккумуляторах. Но если мы вспомним структуру ценообразования современных устройств альтернативной энергетики, то увидим, что аккумуляторы там – одна из самых дорогих частей. А большие биогазовые установки способны производить действительно большие количества электроэнергии. Для них применение аккумуляторов невозможно. Для малых биогазовых установок аккумуляторы могут буферизовать энергию лишь на несколько суток. Обычно электроэнергия, вырабатываемая из биогаза, произведенного биогазовой установкой, превышает потребности самой установки в электроэнергии в 3-10 раз. Если рядом нет другого объекта для применения выработанной электроэнергии, то имеет смысл продавать ее в общие электросети. В этом случае эти сети и будут аккумулятором для хранения энергии. Продажа такая возможна не всегда, не всюду, и зависит от законодательства страны и других бюрократических факторов. Очень часто электроэнергия выкупается государством по «зеленым» тарифам, которые завышены по сравнению с обычными коммерческими тарифами. В этом случае продажа электроэнергии становится основной статьей дохода для биогазовой установки.

Таким образом, мы убедились, что энергетические продукты биогазовой установки хранить длительное время самостоятельно невозможно и невыгодно, но можно использовать общественные (государственные) средства для хранения таких видов энергии.

Другой вопрос с вырабатываемым шламом. Его хранение намного проще. Условия для его хранения достаточно простые, и зависят, в первую очередь, от экологического законодательства. Фактически, шлам биогазовой установки не представляет вреда для окружающей среды, но юридически обычно контакты шлама и почвы ограничены в определенных рамках. То есть, в некоторых странах строго регламентируется количество минеральных питательных солей, которые можно вносить в землю за один сезон. По этим же критериям приходится пересчитывать максимальное количество вносимого биогумуса. И по этой же причине нельзя складировать шлам таким образом, чтобы он свободно просачивался в почву. То есть, для хранения шлама нужны непроницаемые лагуны, не допускающий проникновения шлама в почву.

Обычно на больших биогазовых установках шлам сепарируют. Жидкую фракцию направляют на вход установки для повышения влажности сырья и приготовления субстрата. А твердую фракцию складируют. В данном случае достаточно использовать проветриваемое помещение с бетонированным полом и защитой от осадков. Бетонированный пол защищает от проникновения биогумуса в почву под складом, защита от осадков (крыша) не допускает размывания биогумуса осадками. Проветриваться помещение должно потому, что биогумус этот продолжает «работать» и выделять в небольших количествах биогаз. По этой же причине биогумус нельзя паковать в герметичные мешки.

В выходном шламе примерно половина азота находится в минерализованном состоянии, а еще половина – в органическом. Органические соединения с азотом, распадаясь на воздухе, выделяют аммиак, вместе с которым азот улетучивается в атмосферу. Поэтому хранящийся на воздухе биогумус после длительного хранения может потерять до половины содержащегося в нем азота. Это понижает питательные свойства биогумуса, но даже при этом он остается намного более эффективным, чем биогумус, полученный аэробными способами. Например, перепревший на воздухе навоз теряет более 90% всего содержавшегося в нем азота, и поэтому изначально в 10 и более раз менее эффективен, чем анаэробный биогумус. С учетом других полезных факторов анаэробного биогумуса, способностей к азотфиксации, его эффективность превышает эффективность перепревшего навоза до 100 раз.

Иногда нет возможности или желания сепарировать шлам. Иногда применяющийся техпроцесс не допускает направление фильтрата на вход установки. В этом случае надо хранить жидкий шлам или фильтрат в лагуне. Объем такой лагуны получается значительным. Применение при открытом земледелии этих продуктов – сезонно, всего два раза за период вегетации. Поэтому сроки хранения превышают полгода. 120 суточных порций шлама примерно равны 120 суточным порциям субстрата. Объем реактора биогазовой установки обычно вмещает от 16 суточных порций субстрата плюс 20% газового буфера, то есть 20 суточных порций субстрата. Значит размер лагуны для хранения шлама должен в шесть (120/20) и более раз превышать объем реактора(ов) биогазовой установки в случае, если шлам не сепарируется и не отправляется ежедневно в магазины или потребителям.

Для фильтрата этот объем будет меньше и составит более 4 объемов реактора(ов) биогазовой установки.

Строить такие большие лагуны не всегда есть возможность, поэтому обычно стараются организовать регулярный сбыт жидкого шлама или фильтрата. Его можно разливать в мелкую тару и отправлять в сети магазинов, торгующих удобрениями для садоводов, теплиц и т.п. Также иногда применяют очистку фильтрата до допустимых норм и отправляют в канализацию. Но этот метод экономически расточителен, так как фильтрат тоже является ценнейшим удобрением.

Страницы:

Тест по теме «Органические вещества клетки»

Вариант 1

1. Какое химическое соединение является мономером ДНК?

1) глюкоза

2) аминокислота

3) глицерин

4) нуклеотид

2. В чём заключается строительная функция углеводов?

1) являются запасным веществом клеток

2) формируют клеточную стенку растительной клетки

3) способны растворяться в воде

4) являются органическими мономерами

3.Какую из функций в клетке выполняют белки-ферменты?

1) строительную

2) энергетическую

3) двигательную

4) каталитическую

5.В чём проявляется важнейшая функция жиров в клетке?

1) поддерживают постоянство внутренней среды

2) катализируют химические процессы

3) служат источником энергии

4) хорошо растворяются в воде

6.Как называют химическую связь между мономерами в молекуле белка?

1) пептидной

2) ионной

3) водородной

4) ковалентной неполярной

7. Из аминокислот не состоит:

а) гемоглобин; б) инсулин; в) гликоген; г) альбумин.

8. Способность верблюдов хорошо переносить жажду объясняется тем, что:

а) жиры сохраняют воду в организме;

б) жиры выделяют воду при окислении;

в) жиры создают теплоизолирующий слой, уменьшающий испарение;

г) организмы выработали привычку к обезвоживанию.

9.Наибольшее количество энергии выделяется при расщеплении одного грамма:

а) жира; б) глюкозы; в) белка; г) целлюлозы.

Вариант 2

1. Как называют химическую связь между мономерами в молекуле белка?

1) пептидной

2) ионной

3) водородной

4) ковалентной неполярной

2.Какую функцию в клетке выполняют нуклеиновые кислоты?

1) являются универсальными источниками энергии для жизни

2) обеспечивают специфический клеточный иммунитет

3) участвуют в построении органоидов клетки

4) обеспечивают хранение и передачу наследственной информации

3. Какое соединение является мономером крахмала:

А) жирные кислоты

Б) аминокислоты

В) глюкоза

Г) глицерин

4. Спирализация молекулы белка путем образования водородных связей характеризует структуру белка:

а) первичную

б) вторичную

в) третичную

г) четвертичную

5.. Среди перечисленных функций выберите функцию, которую не выполняют белки.

а) защитная; в) строительная;

б) каталитическая; г) главный энергетический резервуар клетки.

6. Уставшему марафонцу на дистанции для поддержания сил целесообразнее давать:

а) кусочек сахара; в) немного сливочного масла;

б) кусок мяса; г) немного минеральной воды.

7. Из аминокислот не состоит:

а) гемоглобин; б) инсулин; в) гликоген;

г) альбумин.

8. Какую функцию в клетке выполняют липиды?

1) катализатора химических процессов 2) источника энергии

3) переноса газов и других веществ 4) хранения наследственной информации

Вариант 3

1. Какую функцию в клетке выполняют липиды?

1) катализатора химических процессов

2) источника энергии

3) переноса газов и других веществ

4) хранения наследственной информации

2. В ка­че­стве запасающего ве­ще­ства гликоген ак­тив­но накапливается в клетках

1) клуб­ня картофеля

2) бак­те­рий туберкулёза

3) пе­че­ни собаки

4) ли­стьев элодеи

3. Какие соединения являются мономерами белка:

А) жирные кислоты

Б) аминокислоты

В) глюкоза

Г) глицерин

4. Какая часть аминокислот отличает их друг от друга:

А) радикал

Б) аминогруппа

В) карбоксильная группа

Г) пептидная связь

5. Какое вещество относится к дисахаридам:

А) сахароза Б) глюкоза

В) крахмал Г) гликоген

6. Способность верблюдов хорошо переносить жажду объясняется тем, что:

а) жиры сохраняют воду в организме;

б) жиры выделяют воду при окислении;

в) жиры создают теплоизолирующий слой, уменьшающий испарение;

г) организмы выработали привычку к обезвоживанию.

7.Наибольшее количество энергии выделяется при расщеплении одного грамма:

а) жира; б) глюкозы; в) белка; г) целлюлозы.

8. Какую функцию в клетке выполняют нуклеиновые кислоты?

1) являются универсальными источниками энергии для жизни

2) обеспечивают специфический клеточный иммунитет

3) участвуют в построении органоидов клетки

4) обеспечивают хранение и передачу наследственной информации

9. В приведённой ниже таблице между позициями первого и второго столбца имеется взаимосвязь.

Целое

Часть

Крахмал

Глюкоза

РНК

Какое понятие следует вписать на место пропуска в этой таблице?

  

 1) 

аминокислота

  

 2) 

фруктоза

  

 3) 

целлюлоза

  

 4) 

нуклеотид

10. Какие вещества являются полисахаридами? Выберите три верных ответа и запишите цифры, под которыми они указаны.

1) глюкоза

2) крахмал

3) жир

4) воск

5) гликоген

6) клетчатка

11. Выберите неверные утверждения.

а) целлюлоза образует стенки растительных клеток;

б) рибоза входит в состав нуклеиновых кислот;

в) главная функция белков – хранение и передача наследственной информации;

г) от количества углеводом зависят буферные свойства клеток.

9. Установите соответствие между характеристикой и нуклеиновой кислотой, к которой эта характеристика относится. Для этого к каждому элементу первого столбца подберите позицию из второго столбца. Впишите в таблицу цифры выбранных ответов.

  

ХАРАКТЕРИСТИКА

 

НУКЛЕИНОВАЯ КИСЛОТА

А) 

хранит и передаёт наследственную информацию

Б) 

включает нуклеотиды АТГЦ

В) 

триплет молекулы называется кодоном

Г) 

молекула состоит из двух цепей

Д) 

передаёт информацию на рибосомы

Е) 

триплет молекулы называется антикодоном

   

1) 

ДНК

2) 

иРНК

3) 

тРНК

10. Соотнесите структуры и белки, входящие в их состав.

1) хрящи, сухожилия

2) перья, ногти, рога, волосы, копыта животных

3) связки, лёгкие, стенки артерий

4) плазма крови

а) эластин б) кератин

в) фибриноген г) коллаген

11. Соотнесите углеводы и их функции:

1) запасное питательное вещество растений

2) запасное питательное вещество животных

3) защищает клетки растений

4) входит в состав клеточной оболочки грибов

а) гликоген б) хитин

в) крахмал г) целлюлоза

9. Установите соответствие между характеристикой и веществами, к которым эта характеристика относится. Для этого к каждому элементу первого столбца подберите позицию из второго столбца. Впишите в таблицу цифры выбранных ответов.

  

ХАРАКТЕРИСТИКА

 

ВЕЩЕСТВА

А) 

неполярны, нерастворимы в воде

Б) 

в состав входит остаток глицерина

В) 

мономером является глюкоза

Г) 

мономеры связаны пептидной связью

Д) 

обладают ферментативными функциями

Е) 

входят в состав клеточных стенок растительных клеток

   

1) 

белки

2) 

углеводы

3) 

липиды

10. Соотнесите углеводы и их функции:

1) запасное питательное вещество растений

2) запасное питательное вещество животных

3) защищает клетки растений

4) входит в состав клеточной оболочки грибов

а) гликоген б) хитин

в) крахмал г) целлюлоза

11. Соотнесите функции с примерами белков:

1) соматотропин

2) интерферон

3) гемоглобин

4) кератин

а) защитная б) транспортная

в) регуляторная г) структурная

Что такое органическое соединение?

Органические соединения всегда содержат углерод наряду с другими элементами, которые необходимы для функционирования живых организмов. Углерод является ключевым элементом, потому что он имеет четыре электрона на внешней электронной оболочке, которая может удерживать восемь электронов. В результате он может образовывать много типов связей с другими атомами углерода и элементами, такими как водород, кислород и азот. Углеводороды и белки — хорошие примеры органических молекул, которые могут образовывать длинные цепи и сложные структуры.Органические соединения, состоящие из этих молекул, являются основой химических реакций в клетках растений и животных — реакций, которые обеспечивают энергию для поиска пищи, воспроизводства и всех других процессов, необходимых для жизни.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Органическое соединение является членом класса химических веществ, содержащих атомы углерода, связанные друг с другом и с другими атомами ковалентными связями и обнаруженные в клетках живых организмов. Водород, кислород и азот являются типичными элементами, входящими в состав органических соединений помимо углерода.Следы других элементов, таких как сера, фосфор, железо и медь, также могут присутствовать, когда это необходимо для конкретных органических химических реакций. Основные группы органических соединений — углеводороды, липиды, белки и нуклеиновые кислоты.

Характеристики органических соединений

Четыре типа органических соединений — это углеводороды, липиды, белки и нуклеиновые кислоты, и они выполняют разные функции в живой клетке. Хотя многие органические соединения не являются полярными молекулами и поэтому плохо растворяются в воде клетки, они часто растворяются в других органических соединениях.Например, в то время как углеводы, такие как сахар, слабо полярны и растворяются в воде, жиры — нет. Но жиры растворяются в других органических растворителях, например в простых эфирах. Находясь в растворе, четыре типа органических молекул взаимодействуют и образуют новые соединения при контакте с живой тканью.

Органические соединения варьируются от простых веществ с молекулами, состоящими из нескольких атомов всего двух элементов, до длинных сложных полимеров, молекулы которых включают множество элементов. Например, углеводороды состоят только из углерода и водорода.Они могут образовывать простые молекулы или длинные цепочки атомов и используются для клеточной структуры и в качестве основных строительных блоков для более сложных молекул.

Липиды — это жиры и аналогичные материалы, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Они помогают формировать клеточные стенки и мембраны и являются основным компонентом пищи. Белки состоят из углерода, водорода, кислорода и азота и выполняют в клетках две основные функции. Они являются частью структур клеток и органов, но они также являются ферментами, гормонами и другими органическими химическими веществами, которые принимают участие в химических реакциях для производства материалов, необходимых для жизни.

Нуклеиновые кислоты состоят из углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора. Как РНК и ДНК, они хранят инструкции для химических процессов с участием других белков. Это спиралевидные молекулы генетического кода. Все четыре типа органических молекул основаны на углероде и некоторых других элементах, но имеют разные свойства.

Углеводороды

Углеводороды — это простейшие органические соединения, а самым простым углеводородом является CH 4 или метан.Атом углерода делит электроны с четырьмя атомами водорода, образуя внешнюю электронную оболочку.

Вместо того, чтобы связываться только с атомами водорода, атом углерода может делить один или два электрона своей внешней оболочки с другим атомом углерода, образуя длинные цепи. Например, бутан, C 4 H 10 , состоит из цепочки из четырех атомов углерода, окруженных 10 атомами водорода.

Липиды

Более сложная группа органических соединений — это липиды или жиры.Они включают углеводородную цепь, но также имеют часть, в которой цепь связывается с кислородом. Органические соединения, содержащие только углерод, водород и кислород, называются углеводами.

Глицерин — пример простого липида. Его химическая формула: C 3 H 8 O 3 , и он имеет цепочку из трех атомов углерода с атомом кислорода, связанным с каждым из них. Глицерин — это строительный блок, который составляет основу многих более сложных липидов.

Белки

Большинство белков представляют собой очень большие молекулы со сложной структурой, которая позволяет им играть важную роль в органических химических реакциях.В таких реакциях части белков распадаются, перестраиваются или соединяются в новые цепи. Даже самые простые белки имеют длинные цепи и множество подразделов.

Например, 3-амино-2-бутанол имеет химическую формулу C 4 H 11 NO, но на самом деле это последовательность углеводородных участков с присоединенными атомами азота и кислорода. Это более четко показано формулой CH 3 CH (NH 2 ) CH (OH) CH 3 , а аминокислота используется в химических реакциях для получения других белков.

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты составляют основу генетического кода живых клеток и представляют собой длинные цепочки повторяющихся субъединиц. Например, для дезоксирибонуклеиновой кислоты или ДНК нуклеиновой кислоты молекулы содержат фосфатную группу, сахар и повторяющиеся субъединицы цитозин, гуанин, тимин и аденин. Часть молекулы ДНК, содержащая цитозин, имеет химическую формулу C 9 H 12 O 6 N 3 P, а участки, содержащие различные субъединицы, образуют длинные полимерные молекулы, расположенные в ядре клетки.

Некоторые органические соединения являются наиболее сложными молекулами из существующих, и они отражают сложность химических реакций, которые делают возможной жизнь. Даже при такой сложности молекулы состоят из относительно небольшого количества элементов, и все они имеют углерод в качестве основного компонента.

Органические соединения | BioNinja

Понимание:

• Атомы углерода могут образовывать четыре ковалентные связи, позволяя существовать разнообразным стабильным соединениям

Органические соединения

Органическое соединение — это соединение, которое содержит углерода и содержится в живых существах

  • Исключения включают карбиды (например, карбиды).грамм. CaC 2 ), карбонаты (CO 3 2–), оксиды углерода (CO, CO 2 ) и цианиды (CN )

Углерод

Углерод составляет основу органическая жизнь благодаря своей способности образовывать большие и сложные молекулы посредством ковалентной связи

Атомы углерода могут образовывать четыре ковалентных связи , причем связи между атомами углерода особенно стабильны (катенация)

  • Эти свойства позволяют углероду образовывать самые разные органических соединений, которые являются химически стабильными

Схема атома углерода

Понимание:

• Жизнь основана на углеродных соединениях, включая углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты

Основные классы соединений углерода

Существуют четыре основные группы органических соединений, которые во многом определяют структуру и функции клетки

Углеводы

  • Наиболее распространенные органические соединения, встречающиеся в природе, состоит в основном из атомов C, H и O в общем соотношении — (CH 2 O) n
  • Принципиально функционирует как источник энергии (и как вариант краткосрочного накопления энергии)
  • Также важен как молекула узнавания (например,грамм. гликопротеины) и как структурный компонент (часть ДНК / РНК)

Липиды

  • Неполярные гидрофобные молекулы, которые могут иметь различные формы (простые, сложные или производные)
  • Липиды служат основным компонентом клеточных мембран (фосфолипиды и холестерин)
  • Они могут использоваться в качестве молекулы длительного хранения энергии (жиры и масла)
  • Также могут действовать как сигнальная молекула (стероиды)

Нуклеиновые кислоты

  • Генетический материал всех клеток и определяет унаследованные особенности организма
  • ДНК функционирует как главный код для сборки белка, в то время как РНК играет активную роль в производстве белков

Белки

  • Составляет более 50% сухой массы клеток; состоят из атомов C, H, O и N (некоторые могут включать S)
  • Основные регуляторные молекулы, участвующие в катализе (все ферменты являются белками)
  • Могут также функционировать как структурные молекулы или играть роль в передаче сигналов в клетках (пути трансдукции)

Основные классы органических соединений в клетках

Биологические строительные блоки | CancerQuest

Клетка — основная единица жизни.Все организмы состоят из одной или нескольких клеток. Как будет показано ниже, люди состоят из многих миллионов клеток. Чтобы понять, что происходит при раке, важно понимать, как работают нормальные клетки. Первый шаг — обсудить структуру и основные функции клеток.

Сначала мы познакомимся с общими строительными блоками ячеек. Все клетки, независимо от их функции или расположения в организме, имеют общие черты и процессы. Удивительно, но клетки почти полностью состоят всего из четырех основных типов молекул.Выше показана клетка, окруженная примерами этих молекул строительных блоков.

Поскольку они присутствуют в живых существах, эти строительные блоки называются биомолекулами. В следующих разделах описываются структуры и функции каждого из этих основных строительных блоков. Дополнительную информацию по темам на этой странице также можно найти в большинстве вводных учебников по биологии, мы рекомендуем «Биология Кэмпбелла», 11-е издание.

Углеводы

Первый класс биомолекул, который мы обсудим, — это углеводы.Эти молекулы состоят из элементов углерода (C), водорода (H) и кислорода (O). Обычно эти молекулы известны как сахара . Углеводы могут иметь размер от очень маленького до очень большого. Как и все другие биомолекулы, углеводы часто выстраиваются в длинные цепочки, связывая вместе более мелкие единицы. Это похоже на добавление бусин к браслету, чтобы сделать его длиннее. Общий термин для отдельного элемента или шарика — мономер . Термин для длинной цепочки мономеров — это полимер .

Примеры углеводов включают сахара, содержащиеся в молоке (лактоза) и столовый сахар (сахароза). Ниже представлена ​​структура мономера сахара глюкозы, основного источника энергии для нашего тела.

Сфера
Палка
Поверхность
Повернуть

Углеводы выполняют в клетках несколько функций. Они являются отличным источником энергии для множества различных процессов, происходящих в наших клетках. Некоторые углеводы могут иметь структурную функцию.Например, материал, который заставляет растения стоять высоко и придает дереву жесткие свойства, представляет собой полимерную форму глюкозы, известную как целлюлоза. Другие типы сахарных полимеров составляют запасенные формы энергии, известные как крахмал и гликоген. Крахмал содержится в растительных продуктах, таких как картофель, а гликоген — в животных. Ниже показана короткая молекула гликогена. Вы можете сами манипулировать молекулой, чтобы хорошо рассмотреть.

Палка
Линия
Заполнение пространства
Повернуть

Углеводы необходимы клеткам для взаимодействия друг с другом.Они также помогают клеткам прилипать друг к другу и к материалу, окружающему клетки в организме. Способность организма защищаться от вторжения микробов и удаления инородных материалов из тела (например, улавливание пыли и пыльцы слизью в носу и горле) также зависит от свойств углеводов.

Узнайте больше о том, как доктор Майкл Пирс использует углеводы для исследования рака.

Белки

Как и углеводы, белки состоят из более мелких единиц.Мономеры, из которых состоят белки, называются аминокислотами . Существует около двадцати различных аминокислот. Структура простейшей аминокислоты, глицина, показана ниже.

Сфера
Палка
Повернуть

Белки выполняют многочисленные функции в живых организмах, включая следующие:

  • Они помогают формировать многие структурные элементы тела, включая волосы, ногти и мышцы.Белки являются основным структурным компонентом клеток и клеточных мембран.
  • Они помогают транспортировать материалы через клеточные мембраны. Примером может служить захват глюкозы клетками из кровотока. Мы вернемся к этой важной способности, когда обсудим устойчивость раковых клеток к химиотерапевтическим агентам.
  • Они действуют как биологические катализаторы. Большая группа белков, известных как ферменты, способна ускорять химические реакции, необходимые для правильной работы клеток.Например, существует множество ферментов, которые участвуют в расщеплении пищи, которую мы едим, и обеспечении доступности питательных веществ.
  • Взаимодействия между клетками очень важны для поддержания организации и функционирования клеток и органов. Белки часто отвечают за поддержание контакта между соседними клетками и между клетками и их локальной средой. Хорошим примером могут служить взаимодействия клетки: клетки, которые удерживают клетки нашей кожи вместе. Эти взаимодействия зависят от белков соседних клеток, которые плотно связываются друг с другом.Как мы увидим, изменения в этих взаимодействиях необходимы для развития метастатического рака.
  • Белки работают, чтобы контролировать активность клеток, включая решения относительно деления клеток. Раковые клетки неизменно имеют дефекты в этих типах белков. Мы вернемся к этим белкам более подробно, когда будем говорить о регуляции деления клеток.
  • Многие гормоны, сигналы, которые проходят по телу и изменяют поведение клеток и органов, состоят из белка.Ниже показан инсулин, небольшой белковый гормон, регулирующий усвоение глюкозы из кровотока.

Заполнение пространства
Лента
Проволочная рама
Повернуть

Липиды

Термин липид относится к широкому спектру биомолекул, включая жиры, масла, воски и стероидные гормоны. Независимо от их структуры, местоположения или функции в клетке / теле, все липиды имеют общие черты, которые позволяют группировать их вместе.

  • Не растворяются в воде; они гидрофобны.
  • Как и углеводы, они состоят в основном из углерода, водорода и кислорода.

Гидрофобная природа липидов обуславливает многие их применения в биологических системах. Жиры являются хорошим источником накопленной энергии, а масла и воски используются для формирования на нашей коже защитных слоев, предотвращающих инфекцию. Некоторые липиды, стероидные гормоны, являются важными регуляторами клеточной активности. Мы вернемся к этому во время обсуждения информационного потока в ячейках.Активность стероидных гормонов, таких как эстроген, связана с раком женской репродуктивной системы. Процедуры, основанные на этих знаниях, будут подробно обсуждаться в разделе лечения на сайте.

Заполнение пространства
Палка
Проволочная рама
Повернуть

Изображенный выше пример триацилглицерина или жира. Три длинные цепи состоят только из углерода и водорода, что придает молекуле гидрофобные свойства.Когда вы читаете о содержании насыщенных и ненасыщенных жиров на этикетке пищевых продуктов, они имеют в виду различия в этих длинных углеводородных цепях.

Основная функция липидов — образование биологических мембран. Клетки окружены тонким слоем липидов. Слой состоит из липидов особого типа, которые обладают как гидрофобными, так и гидрофильными свойствами. Гидрофильные концы этих молекул обращены к заполненной водой среде внутри клеток и водной среде вне клеток.Внутри двух слоев существует гидрофобная область. Мембрана, окружающая клетки, богата белками и другими липидами, такими как холестерин.

Большинство химических веществ не могут проникать через липидный бислой. Вода и некоторые другие небольшие молекулы могут свободно проходить через мембрану, в то время как другие молекулы должны активно транспортироваться через белковые каналы, встроенные в мембрану. Мембраны также содержат комбинацию биомолекул, которые были описаны до сих пор. Как видно выше, белки могут быть связаны с углеводами с образованием гликопротеинов.Гликопротеины играют важную роль в клетке: клеточные взаимодействия обсуждались ранее, и изменения количества или типов этих белков наблюдаются при раке. Точно так же сочетание липидов и углеводов приводит к образованию гликолипидов.

Нуклеиновые кислоты

Вся информация, необходимая для управления и построения клеток, хранится в этих молекулах.

Существует два основных типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК).Обе эти молекулы являются полимерами. Они состоят из мономерных субъединиц, подобных ранее описанным углеводам и белкам. Мономеры, используемые для создания нуклеиновых кислот, называются нуклеотидами. Нуклеотиды часто обозначаются однобуквенными сокращениями A, C, G, T и U. Как и все мономеры, описанные до сих пор, мономеры, используемые для построения ДНК, похожи друг на друга, но не совсем похожи. Одно из различий между ДНК и РНК — это подмножество нуклеотидов, используемых для создания полимеров.ДНК содержит A, C, G и T, в то время как РНК содержит A, C, G и U.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)

ДНК

состоит из двух длинных цепочек (полимеров) нуклеотидов, скрученных друг вокруг друга и образующих спиральную или спиральную структуру, показанную ниже. Скрученные молекулы расположены определенным образом, причем определенные нуклеотиды всегда находятся напротив друг друга. Нуклеотид, содержащий аденин (A), всегда соединяется с нуклеотидом, содержащим тимин (T).Точно так же гуанин (G) всегда соединяется с цитозином (C). Если вы внимательно посмотрите на график ниже, вы увидите, что пары нуклеотидов взаимодействуют в середине спирали. Полимеры, образующие ДНК, могут быть очень длинными, достигая миллионов нуклеотидов на каждую отдельную молекулу ДНК. На следующем рисунке изображена короткая цепь двухцепочечной ДНК.

Сфера
Палка
Поверхность
Повернуть

ДНК

находится в ядре клетки, структура которой будет описана в следующем разделе сайта.Все ядерные клетки человеческого тела имеют одинаковое содержание ДНК независимо от их функции. Разница в том, какие части ДНК используются в той или иной клетке. Например, клетки печени содержат ту же ДНК, что и клетки, из которых состоят мышцы. Резко различающиеся активности этих двух типов клеток зависят от участков ДНК, которые активны в клетках. ДНК — это форма хранения генетической информации и программа для клеток. Как мы увидим, изменения в последовательности ДНК могут приводить к изменениям в поведении клеток.Нерегулируемый рост, а также многие другие изменения, наблюдаемые при раке, в конечном итоге являются результатом мутаций, изменений в структуре ДНК.

Рибонуклеиновая кислота

Рибонуклеиновая кислота (РНК) во многом похожа на ДНК. Это полимер нуклеотидов, несущий информацию, содержащуюся в генах. Помимо некоторых химических различий между РНК и ДНК, существуют важные функциональные различия.

  • РНК копируется из ДНК в ядре, и большая часть ее отправляется в цитозоль.
  • РНК — это рабочая форма информации, хранящейся в ДНК.
  • РНК одноцепочечная, а не двухцепочечная

Информация, хранящаяся в ДНК, работает для клеток так же, как архитектор использует план. Конкретное производство РНК позволяет клетке использовать только те страницы «плана», которые требуются в любой конкретный момент. Очень важно производить правильные РНК в правильное время. При раке производство или регуляция определенных РНК не происходит должным образом.Точно так же, как неправильное прочтение чертежа вызовет дефекты в здании, неправильное производство РНК вызывает изменения в поведении клеток, которые могут привести к раку. Эта важная тема будет подробно рассмотрена в разделе, посвященном функции генов. Сначала мы рассмотрим более сложные формы биомолекул, а затем познакомимся с некоторыми ключевыми функциональными компонентами эукариотических клеток.

Комбинации

Теперь мы познакомились с основными классами биомолекул.

  • углеводы
  • липиды
  • белков
  • нуклеиновые кислоты

Эти биомолекулы работают вместе, чтобы выполнять определенные функции и создавать важные структурные особенности клеток. Например, в разделе, посвященном липидам, мы впервые увидели схему мембраны ниже.

Помимо липидного бислоя, состоящего из липидов особого типа, мембрана содержит множество белков и сахаров. Как показано, белки и сахара можно комбинировать с образованием гликопротеинов.К липидам также можно добавлять сахара для образования гликолипидов.

Многие из белков, которые важны для развития и / или выявления рака, являются гликопротеинами. Например, диагностические тесты на рак простаты включают тестирование образцов крови на наличие гликопротеина, называемого специфическим антигеном простаты или ПСА. Рак яичников можно контролировать по выработке другого гликопротеина, называемого СА-125. CA означает связанный с раком.

Подробнее о тесте CA-125

Часто многие белки и другие биомолекулы объединяются, образуя функциональные структуры в клетках.Далее мы исследуем некоторые из этих более сложных структур, называемых органеллами.

Сводка

Все живые существа, включая клетки, составляющие человеческое тело, состоят из небольшого подмножества различных биомолекул. Существует четыре основных класса, как описано ниже:

  1. Углеводы
    • Углеводы состоят из элементов углерода (C), водорода (H) и кислорода (O).
    • Сахар — это обычные углеводы.
    • Углеводы внутри клеток выполняют несколько функций:
      • Основной источник энергии
      • Обеспечьте структуру
      • Связь
      • Клеточная адгезия
      • Защита от посторонних предметов и удаление посторонних предметов
  2. Белки
    • Белки состоят из аминокислот.
    • Белки внутри живых существ выполняют несколько функций:
      • Структура волос, мышц, ногтей, компонентов клеток и клеточных мембран
      • Транспортировка клеток
      • Биологические катализаторы или ферменты
      • Поддержание контакта ячейки
      • Контрольная активность клеток
      • Сигнализация через гормоны
  3. Липиды
    • Широкий спектр биомолекул, включая жиры, масла, воски и стероидные гормоны.
    • Липиды не растворяются в воде (они гидрофобны) и в основном состоят из углерода (C), водорода (H) и кислорода (O).
    • Липиды выполняют несколько функций в живых организмах:
      • Форма биологических мембран
      • Жиры могут храниться как источник энергии
      • Масла и воски обеспечивают защиту путем покрытия участков, которые могут быть заражены микробами (например, кожа или уши)
      • Стероидные гормоны регулируют активность клеток, изменяя экспрессию генов
  4. Нуклеиновые кислоты
    • Вся информация, необходимая для управления и построения клеток, хранится в этих молекулах.
    • Нуклеиновые кислоты состоят из нуклеотидов, обозначенных аббревиатурой A, C, G, T и U.
    • Существует два основных типа нуклеиновых кислот, дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК):
      • ДНК
        • ДНК имеет структуру двойной спирали, состоящей из нуклеотидов A, C, G и T.
        • ДНК находится в ядре клетки.
        • ДНК — это форма хранения генетической информации.
      • РНК
        • РНК обычно одноцепочечная и состоит из нуклеотидов A, G, C и U.
        • РНК скопирована с ДНК и является рабочей формой информации.
        • РНК производится в ядре, а мРНК экспортируется в цитозоль.

Дополнительные биомолекулы могут быть получены путем объединения этих четырех типов. Например, многие белки модифицируются путем добавления углеводных цепей. Конечный продукт называется гликопротеином.

Если материал окажется для вас полезным, то разместите ссылку на наш веб-сайт.

Полисахариды, белки и нуклеиновые кислоты

Вода, органические молекулы и неорганические ионы являются составными частями клеток. Вода составляет наибольшую часть из трех, составляя почти три четверти общей массы клетки. Взаимодействие между различными компонентами клетки и ее содержанием воды является ключом к биологической химии.

Натрий, калий, магний, кальций, фосфат и хлорид относятся к основным неорганическим ионам клетки и составляют не более 1% от массы клетки.Но органические молекулы — это действительно новые компоненты клетки. Большинство таких органических соединений относятся к одному из следующих классов молекул:

  • Углеводы
  • Липиды
  • Нуклеиновые кислоты
  • Белки

Внутри отдельных клеток существуют тысячи различных типов макромолекул или органических соединений. Они будут разными, даже среди ячеек одного и того же человека. У разных людей различия более обширны.Макромолекулы — белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды — образуются путем полимеризации сотен их низкомолекулярных предшественников — аминокислот, нуклеотидов и простых сахаров.

Разнообразие макромолекул происходит из огромного потенциала образования различных комбинаций примерно 50 мономеров, составляющих макромолекулы. Эти макромолекулы могут составлять до 90% от сухой массы клетки. Можно понять основную химию строения клетки, поняв функции и структуры четырех основных типов органических соединений или макромолекул.

Углеводы

Углеводы — это основные строительные материалы и питательные вещества организма. В эту группу входят простые сахара и полисахариды. Глюкоза — это пример простого сахара, который является важным питательным веществом для клеток. Разложение простых сахаров в результате химической реакции генерирует клеточную энергию, а также инициирует синтез других компонентов клетки. Полисахариды или сложные углеводы представляют собой форму, которую принимает сахар при хранении.Полисахариды — это структурные компоненты клетки. Более того, полисахариды и другие сахара могут действовать как маркеры определенных процессов клеточного распознавания, включая внутриклеточное движение белков.

Липиды

Липиды — это гидрофобные молекулы. Они представляют собой высокоэффективную форму хранения энергии и являются основными составляющими клеточной мембраны. Они важны для передачи сигналов клетками, служат отправной точкой для различных процессов биосинтеза, таких как синтез эстрогена и тестостерона.Некоторые липиды способны передавать сигналы от рецепторов клеточной поверхности к мишеням в тех же или других клетках. Фосфолипиды содержат две жирные кислоты, присоединенные к полярной головной группе. Помимо фосфолипидов, в клетках есть гликолипиды и холестерин.

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты хранят и передают наследственные данные. ДНК и РНК представляют собой информационные молекулы клетки. ДНК играет решающую роль как генетический материал человека и многих других видов. РНК принимает участие в различных клеточных действиях.Информационная РНК (мРНК) переносит информацию от ДНК к рибосомам, где они участвуют в синтезе белков. Кроме того, рибосомная РНК и транспортная РНК участвуют в синтезе белка. Другие молекулы РНК обрабатывают и перемещают как белки, так и РНК. РНК также может катализировать химические реакции, например, те, которые связаны с синтезом белков и обработкой РНК.

Белки

Белки играют важную роль в большинстве задач, которые выполняет организм. Белки выполняют работу клетки, руководствуясь генетической информацией, переносимой нуклеиновыми кислотами.Клетка содержит многие тысячи белков, которые функционируют как структурные элементы клетки, храня и транспортируя небольшие молекулы, передавая данные между клетками и защищая организм от возникновения инфекций. Но белки также действуют как ферменты, ускоряющие большинство химических реакций. Таким образом, белки направляют большую часть клеточной активности.

Устройство и функции

Ковалентные связи, полярность, температура, структура и химическая реакционная способность являются одними из химических факторов, которые определяют структуру и функцию макромолекул.Структура макромолекул определяет, как они функционируют и регулируют задачи. Трехмерная структура белков и нуклеиновых кислот контролируется нековалентными и ковалентными связями, наделяя их функцией. Между тем, можно изменить структуру и функцию белков и нуклеиновых кислот, применяя альтернативный сплайсинг, изменение нуклеотидной последовательности или химическую модификацию. В конце концов, структура и функция макромолекул могут изменяться со временем, создавая различную биологическую активность.

С точки зрения функции, макромолекулы используют нековалентные взаимодействия, когда они взаимодействуют с другими молекулами. Большая часть биологической функциональности зависит от специфичности и сродства таких взаимодействий. Структура макромолекул меняется и меняется со временем. Это очень важно для биологической функциональности. Небольшие молекулы могут достигать внутренней части макромолекулы. Структура макромолекул может влиять на стабильное равновесие биохимических и молекулярно-биологических процессов.

Биологические молекулы — вы то, что вы едите: ускоренный курс по биологии № 3 Играть

Дополнительные ресурсы

Список литературы

Дополнительная литература

Макромолекул

Макромолекулы
Макромолекулы

До сих пор мы рассматривали только небольшие молекулы.
Многие молекулы, важные для биологических процессов, ОГРОМНЫ. Эти
известны как макромолекулы. Большинство макромолекул представляют собой полимеры, которые
длинные цепочки субъединиц, называемые мономерами.Эти субъединицы часто очень
похожи друг на друга, и при всем разнообразии полимеров (и живых
вещи в общем) всего около 40-50 обычных мономеров.

Изготовление и разрушение полимеров

Соединение двух мономеров достигается с помощью процесса, известного как
дегидратационный синтез. Один мономер отдает гидроксильную (ОН) группу, а один
отдает (H). Они объединяются в молекулу воды. Отсюда и название
дегидратация синтез.

Полимеры распадаются на части в процессе, известном как гидролиз . Связи между мономерами разрываются при добавлении воды. (3.3, стр.
36)

Найдено четыре основных категории органических соединений.
в живых клетках.

Углеводы

Углеводы — это сахара и их полимеры. Простой
сахара называются моносахаридами. Они могут быть соединены с образованием полисахаридов
(3.5, стр. 38). Глюкоза — важный моносахарид. Сахароза, дисахарид
(состоящий из двух моносахаридов), представляет собой столовый сахар.(Обратите внимание на окончание «ose»
обычен для большинства сахаров.)

Полисахариды могут быть получены из тысяч простых сахаров
связаны вместе. Эти большие молекулы могут использоваться для хранения энергии.
или для структуры. Сначала пара примеров хранения:

Крахмал — запасной полисахарид растений. Его
это гигантская цепочка глюкоз. Растение может использовать энергию крахмала.
сначала гидролизуя его, делая доступной глюкозу. Большинство животных могут
также гидролизуют крахмал. Вот почему мы его едим.

Животные хранят гликогена в качестве запаса глюкозы.
Он хранится в печени и мышцах. (3,7, стр. 39)

И несколько примеров структурных углеводов:

Целлюлоза — это полисахарид, производимый растениями.
Это компонент клеточных стенок. Целлюлоза — это также нить глюкозы.
молекулы. Потому что глюкозы соединяются по-разному, целлюлоза
имеет другую форму и, следовательно, другие свойства, чем крахмал или
гликоген. Используемые ферменты (мы скоро узнаем о них больше)
гидролизовать крахмал не работают с целлюлозой.Большинство организмов не могут переваривать
целлюлоза и проходит сквозь них (грубые корма). Козы и термиты
на самом деле не переваривают целлюлозу, у них есть бактерии, которые делают это за них.

Хитин — важный полисахарид, используемый для
экзоскелеты членистоногих.

Липиды

Липиды все похожи в том, что они (по крайней мере частично)
гидрофобный . Есть три важных семейства липидов: жиры,
фосфолипиды и стероиды.

Жиры

Жиры — это большие молекулы, состоящие из двух типов молекул,
глицерин и некоторые жирные кислоты.Жирная кислота имеет длинную цепочку
углерод и водород, обычно называемые углеводородным хвостом, с
головка карбоксильной группы. (Карбоксильная группа поэтому называется кислотой).
Глицерин имеет три атома углерода (3,8b, пг 40), поэтому он может получить три жирные кислоты.
Это могут быть одинаковые три или разные. Это расположение трех
почему жиры называются триглицеридами.

Жиры могут быть насыщенными и ненасыщенными. Это связано с
количество водорода в хвосте. Ненасыщенные жирные кислоты содержат водород.
отсутствуют, с заменой их двойными связями.Двойная связь дает жирную
кислота перегиб (3.8c, pg 40). Насыщенные жиры остаются твердыми при комнатной температуре.
и происходят от животных, ненасыщенные жиры поступают из растений и являются жидкими
при комнатной температуре.

Жиры используются в качестве накопителей энергии высокой плотности у животных
и в растениях (семенах). Его также можно использовать для изоляции животных.

фосфолипиды

Фосфолипиды похожи на жиры, но содержат две жирные кислоты.
и фосфатная группа, присоединенная к глицерину. Хвосты жирных кислот гидрофобны.
но фосфатная часть гидрофильна.Это важная особенность
эти молекулы.

Еще о фосфолипидах, когда мы говорим о структуре мембраны.

Стероиды

Стероиды также являются липидами, но имеют углеродный скелет.
четырех связанных колец (без глицерина) (3.9, стр. 41). Разные
Свойства различных стероидов обусловлены присоединенными функциональными группами.
Холестерин — это стероид, который можно модифицировать для образования многих гормонов.

Белки

Белки чрезвычайно важны.Они большие, сложные
молекулы, которые используются для структурной поддержки, хранения, транспортировки веществ,
и как ферменты. Это сложная, разнообразная группа молекул, и
тем не менее, все они представляют собой полимеры всего из 20 аминокислот.

Аминокислоты имеют углерод, присоединенный к водороду, амино
группа, карбоксильная группа и что-то еще (R). Это что-то еще
которые придают аминокислоте ее характеристики (3.12a и b, стр. 42).

Аминокислоты соединены пептидными связями (дегидратация
синтез) (3.13, стр.43). Полипептидные цепи — это цепочки аминокислот,
соединены пептидными связями.

Белки образуются путем скручивания одного или нескольких полипептидов.
цепи. Это форма или конформация белка, который придает ему
его свойства. Есть четыре уровня белковой структуры.

Первичная структура — уникальная серия аминокислотных остатков.
кислоты. Вторичная структура является результатом водородных связей вдоль
цепь, которая вызывает повторяющиеся спиральные или складчатые узоры. высшее
структура
накладывается на вторичную структуру. Это нерегулярный
искривления, образованные связью между R группами. Некоторые R-группы амино
кислоты имеют сульфгидрильные группы, которые соединяются вместе, образуя дисульфидные мостики.
Четвертичная структура получается, когда белок состоит из более
чем одна полипептидная субъединица (например, гемоглобин, у которого четыре полипептида
субъединицы). Четвертичная структура — это взаимосвязь этих субъединиц.
(Рисунок на стр. 45 для обобщения) Когда структура белка была изменена
мы говорим, что он денатурирован.Денатурация происходит, когда водородные связи
которые удерживают части молекулы с другими частями, разваливаются. Обычно
в результате воздействия экстремальных значений pH или тепла. Некоторая денатурация обратима
некоторые необратимы. Приготовление яиц денатурирует белки в яичных белках.
Они не могут быть сырыми. Высокая температура может денатурировать белки (ферменты) в
человеческое тело, которое может быть фатальным.

Нуклеиновые кислоты

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК)
представляют собой полимеры нуклеотидов (3.20а, стр. 47). Позже мы узнаем больше
подробно описать роль этих нуклеиновых кислот в синтезе белка.

Нуклеотиды состоят из трех частей: фосфата и пентозы.
сахар и азотистое основание. Пентозный сахар ДНК — дезоксирибоза.
Пентозный сахар РНК — рибоза.

ЯЧЕЙКИ

Все организмы состоят из клеток . Субклеточные структуры
называются органеллами . Цитология — это исследование клеточной структуры.
«Анатомия» клетки обозначается как ее ультраструктура .

Есть два типа клеток: прокариотических клеток
и эукариотических клеток . Четыре из пяти царств, протисты, растения,
грибы и животные состоят из эукариотических клеток. Другое королевство,
Monera (бактерии и цианобактерии) состоит из прокариотических клеток. Прокариотический
клетки не имеют истинного ядра. У них есть генетический материал (ДНК), но он
в области
нуклеоида . ДНК эукариот находится в ядре
который заключен в мембранную ядерную оболочку .Ядро
эукариот окружен в клетке цитоплазмой . В
органеллы расположены в цитоплазме. Многие органеллы,
найдены у эукариот, не найдены у прокариот.

Ячейки обычно очень маленькие. Размер самого маленького
клеток ограничено минимальным количеством необходимого генетического материала
чтобы клетка продолжала работать. В конечном итоге размер ячейки ограничен
прохождение материалов через плазматическую мембрану . Все клетки
заключены в плазматическую мембрану, и именно через эту мембрану все
питательные вещества и отходы должны пройти.Как трехмерный объект растет
по размеру его поверхность не поспевает за объемом. Таким образом клетки достигают
ограничение их максимального размера. Разделение различных клеточных функций
в другие структуры, закрытые мембраной, позволяет использовать более крупные клетки. Это
почему эукариотические клетки обычно больше прокариотических клеток. Другой
Фактором, ограничивающим размер ячеек, является то, что ячейка должна контролироваться
ядром. Вы должны посмотреть раздел 4.2 о различных размерах ячеек.

Углеводы — обзор | ScienceDirect Topics

В росте побегов используются запасы углеводов и текущий фотосинтат, причем пропорция каждого из них зависит от вида, генотипа, типа побега и расположения побегов на дереве.

Сила опускания многих почек на дереве сильно различается, потому что отдельные почки могут не раскрыться, превратиться в длинные или короткие побеги, дать цветы или погибнуть (см. Главу 3 в Kozlowski and Pallardy, 1997). Почки в верхней кроне дерева более мощные и поглощают больше углеводов, чем в нижней кроне. У красной сосны многие мелкие почки на нижних ветвях не раскрываются и не разрастаются в побеги (Kozlowksi et al. , 1973).

Рост и метаболизм листьев

Углеводы используются как в поддерживающем дыхании, так и в дыхании роста листьев.Высокая частота дыхания во время раннего роста листьев коррелирует с быстрым синтезом хлорофилла, белков и протоплазмы. Потребность в дыхательной энергии снижается по мере созревания фотосинтетической системы (Dickmann, 1971).

Молодые раскидистые листья импортируют углеводы и используют их, а также свой собственный фотосинтат, в обмене веществ и росте. Скорость импорта углеводов постепенно увеличивается даже после того, как лист становится фотосинтетически активным, и достигает максимума к тому времени, когда лист расширяется на 20-30%.Транспорт углеводов в растущий лист затем постепенно замедляется, пока лист не начнет экспортировать углеводы задолго до того, как он полностью разрастется (Kozlowski, 1992). У хвои ели европейской утолщение клеточной стенки было индикатором созревания хвои и маскировало начало перехода от свойств поглощения к свойствам источника (Hampp et al. , 1994). Как у покрытосеменных, так и у голосеменных растений переход листьев из поглотителей углеводов в источники связан с изменениями активности ферментов, метаболизирующих сахарозу.И инвертаза, и сахарозосинтаза (которые катализируют распад сахарозы) уменьшаются, а сахарозофосфатсинтаза (которая катализирует образование сахарозы) увеличивается (Hampp et al. , 1994).

Различные части листьев созревают в разное время. Следовательно, растущие листья часто импортируют углеводы в незрелые области лопасти, в то же время транспортируя углеводы к другим частям побега (Dickson and Isebrands, 1991). Самые простые листья сначала созревают на кончиках.Фотосинтат, образующийся в области кончика, выводится из листа через среднюю жилку и черешок. Для сравнения, простые листья некоторых видов (например, северного красного дуба) развиваются от основания до кончика, а молодой кончик лезвия импортирует фотосинтат после того, как его перенос к основанию прекратился. Созревание сложных листьев также прогрессирует от основания к кончику (Larson and Dickson, 1986). На определенных стадиях своего развития зрелые листочки транспортируют углеводы к дистальным развивающимся листочкам на том же позвоночнике, а также из листа в другие приемники углеводов.

Превращение фотосинтата в определенные химические соединения резко меняется во время развития листа. В молодых листьях тополя более половины недавно произведенного фотосинтата было включено в белки и пигменты; только 10% было в сахаре. По мере роста листьев процент фотосинтата, который был включен в сахар, линейно увеличивался. К тому времени, когда листья достигли зрелости, более половины фотосинтата приходилось на сахарную фракцию (Dickson and Shive, 1982).

Большая часть углерода, используемого листьями для синтеза белка, образуется в результате фотосинтеза, тогда как импортная сахароза преимущественно используется для синтеза структурных углеводов. По мере того как листья продолжают расти, пропорциональное использование углеводов из этих двух источников изменяется, при этом количество текущего фотосинтата, используемого растущими листьями, в конечном итоге значительно превышает количество, импортируемое из других источников. Помимо экспорта значительного количества углеводов, листья, достигшие максимальной площади поверхности, используют углеводы для созревания.Например, полностью распустившиеся листья северного красного дуба не только экспортировали углеводы, но и использовали их для утолщения лезвий (Dickson et al. , 1990).

Варианты использования углеводов

Как лиственные, так и вечнозеленые деревья используют накопленные углеводы, а также текущий фотосинтат для удлинения побегов. Поскольку лиственные деревья не имеют листвы, когда побеги начинают разрастаться, их рост больше зависит от запасных углеводов, чем рост вечнозеленых растений. Было подсчитано, что до двух третей углеводов, используемых в начале сезона роста побегов и цветов яблонь, поступает из резервов (Hansen, 1977).Позднее в течение сезона лиственные деревья используют текущий фотосинтат для роста побегов.

У видов, демонстрирующих свободный рост побегов (см. Главу 3 Kozlowski and Pallardy, 1997), таких как тополь и яблоня, листья на одном и том же побеге находятся на самых разных стадиях развития. Направление чистого перемещения углеводов от разных листьев вдоль побега изменяется по мере того, как побег удлиняется и добавляет новые листья. Очень молодые листья около верхушки побега импортируют углеводы из зрелых листьев под ними.Когда листья частично расширены, они импортируют и экспортируют углеводы, но полностью развернутые нижние листья экспортируют, но не импортируют углеводы. По мере того, как отдельный лист расширяется и над ним появляются новые листья, схема экспорта углеводов смещается с восходящей на двунаправленную и, в конечном итоге, когда она перекрывается несколькими хорошо разросшимися листьями, к преимущественно нисходящему направлению. Когда лист окончательно стареет, темпы фотосинтеза и экспорта углеводов снижаются (Larson and Gordon, 1969; Hansen, 1967b).

По мере того, как новые листья развивались у основания удлиненных побегов большезубых осин, они первоначально импортировали и использовали запасенные углеводы (Donnelly, 1974). Первые сформировавшиеся листья начали отдавать фотосинтез примерно 1 июня (рис. 3.7). Первоначально транспорт был в основном вверх к верхушке побега, но в течение 2 недель эти листья транспортировали углеводы вниз, к основному стеблю. Картина транслокации из листьев, расположенных посередине побега, была аналогичной, но эти листья продолжали экспортировать фотосинтат на кончик стебля до начала июля.Верхние, последние сформированные листья не начали экспортировать значительное количество фотосинтата до конца июля. В 15-листном побеге тополя верхние 5 листьев разрастались и переносили фотосинтез, средние 5 листьев экспортировали вверх и вниз по побегу, а нижние 5 листьев переносили фотосинтат к нижнему стеблю и корням (Dickson, 1989 ). В быстрорастущих побегах винограда молодой лист сначала импортировал углеводы из нижележащих листьев. Когда он был примерно наполовину развернут, лист начал экспортировать углеводы в новые нерасширенные листья над ним (рис.3.8 и 3.9). Такой строго восходящий транспорт продолжался всего 1-2 дня. Впоследствии часть фотосинтата также переместилась вниз к плодам. Этот паттерн длился всего 2 или 3 дня, после чего транслокация была полностью нисходящей. Прежнюю функцию листа по снабжению растущими кончиками побегов теперь взяли на себя молодые листья, расположенные ближе к кончикам побегов (Hale and Weaver, 1962).

Рисунок 3.7. Сезонные изменения относительной доли 14 С-меченного фотосинтата, перемещенного на верхушку и нижнюю часть стебля с верхушек (TL), средних листьев (ML) и прикорневых листьев (BL) на побегах осины большезубых.

Из Доннелли (1974). Авторские права © 1974

Рисунок 3.8. Три стадии развития побегов винограда, показывающие основное направление транслокации фотосинтата из разных листьев.

От Хейла и Уивера. (1962). Авторское право © 1962

Рисунок 3.9. Кривые роста пяти листьев (номера 3, 5, 7, 9 и 11) винограда, показывающие дату (указанную стрелками), когда листья начали экспортировать углеводы.

Из Хейла и Уивера (1962). Авторское право © 1962

Присутствие растущих плодов часто изменяет структуру экспорта углеводов из листьев.Фрукты являются мощными поглотителями углеводов и часто монополизируют доступные углеводы даже до такой степени, что вызывают обратное перемещение с полностью вниз на двунаправленное. Когда происходит это изменение, часть фотосинтата экспортируется вверх в плоды из листьев ниже и вниз из листьев выше на ветке (см. Главу 7). И Куинлан (1965), и Хансен (1967b) показали такую ​​картину транслокации в побегах яблони.

Хотя большинство вечнозеленых растений могут осуществлять фотосинтез в течение года, они также используют некоторые запасы углеводов, помимо текущего фотосинтата, для удлинения побегов.У сосны углеводы, хранящиеся как в старой хвое, так и в веточках, используются для роста побегов (Kozlowski, Winget, 1964a; Kozlowski, Clausen, 1965; Clausen and Kozlowski, 1967a). Когда сеянцы красной сосны подвергались воздействию 14 CO 2 в конце августа, после прекращения годового удлинения побегов, некоторое количество меченого фотосинтата сохранялось в веточках, стеблях и корнях. В течение следующего вегетационного периода часть углеводов, хранившихся в веточках, использовалась для удлинения побегов (Olofinboba, Kozlowski, 1973).Когда флоэма побегов красной сосны была отрезана в начале апреля сразу под конечными почками (что препятствовало движению вверх резервных углеводов в почки), почки не раскрылись и не разрослись в побеги (Kozlowski and Winget, 1964a). Значительное уменьшение сухой массы старых иголок красной сосны и бальзамической пихты по мере того, как побеги начинают удлиняться, также указывает на то, что происходит транслокация углеводов из старой иголки и дополняет текущий фотосинтат, используемый во время удлинения побегов в начале сезона (Clausen and Kozlowski, 1967a). , 1970; Loach, Little, 1973).

Помимо использования некоторых накопленных углеводов для удлинения побегов в начале сезона, северные сосны также используют текущий фотосинтат, поступающий сначала из старых игл, а затем из хвои текущего года после того, как они удлиняются. В начале мая годовалые иголки красной сосны вносили большую часть своего текущего фотосинтата в расширяющиеся почки. Двух- и трехлетние иглы давали меньшее количество. Поступление текущего фотосинтата в новые побеги из трех возрастных классов старой хвои уменьшилось в конце вегетационного периода, поскольку пропорционально больше углеводов синтезировалось зрелой хвоей текущего года (Dickmann and Kozlowski, 1968).Точно так же старая хвоя сеянцев сосны восточной обеспечивала большое количество углеводов расширяющимся новым побегам. К середине июля, однако, расширенные иглы текущего года заменили старые иглы в качестве основных источников углеводов для удлинения побегов (Ursino et al. , 1968).

Количество углеводов, используемых для роста побегов, варьируется в зависимости от вида и генотипа в соответствии с их наследственными моделями роста. Виды, демонстрирующие фиксированный рост (см. Главу 3 в Kozlowski and Pallardy, 1997), которые завершают разрастание побегов за небольшую часть безморозного сезона, обычно используют меньшее количество углеводов для роста побегов, чем виды, которые демонстрируют свободный рост или периодический приливной рост. , с удлинением побегов в течение большей части лета (Kozlowski et al., 1991). Некоторые тропические сосны используют очень большое количество углеводов для роста побегов, потому что их побеги растут быстро и более или менее непрерывно в течение года (Kozlowski and Greathouse, 1970). Широкие генотипические различия в использовании углеводов для роста побегов связаны с вариациями во времени раскрытия почек, скорости роста побегов и сезонной продолжительности роста побегов (Kozlowski, 1992).

бесплатных карточек о модуле радиобиологии1

Вопрос Ответ
Протоплазма Строительный материал клеток, регулирующий процесс обмена веществ.
Протоплазма состоит из скольких элементов? 24
Какие четыре основных элемента? Кислород, азот, углерод, водород.
Метаболизм Химические и энергетические изменения, происходящие как нормальные жизненные процессы в живых клетках и тканях.
Метаболизм — это расщепление или синтез веществ в организме для производства тепла и энергии. Именно благодаря этому процессу клетка снабжается кислородом и пищей.
Метаболизм также удаляет продукты жизнедеятельности из клетки.При выполнении этих задач протоплазма играет жизненно важную роль в функционировании клеток.
Органические соединения Поддерживающие жизнь молекулы; органические молекулы, содержащие некоторое количество углерода.
Белок Органическое соединение, ответственное за рост клеток, восстановление клеток и образование новых тканей; наиболее распространенное органическое соединение, обнаруженное в организме человека.
Углеводы Органическое соединение, обеспечивающее организм топливом для энергии и служащее структурным компонентом клеточных стенок и материала между клетками.Углеводы полностью состоят из углерода, кислорода и водорода.
Липиды Нерастворимые в воде макромолекулы, состоящие только из углерода, водорода и кислорода; липиды сохраняют энергию в организме в течение длительного времени
Нуклеиновые кислоты Большие сложные макромолекулы, состоящие из нуклеотидов
Органические соединения составляют менее 20% содержимого клетки.
Белок является наиболее распространенным органическим соединением, обнаруживаемым в организме.На его долю приходится до 15% клеточного материала.
Структурный белок Белок, который придает форму и форму телу, а также выделяет тепло и энергию.
Ферментативный белок Белок, который контролирует важные химические реакции внутри клетки, действуя как катализатор; также известен как ферменты.
Углеводы составляют около 1% клеток человека.
Дисахариды Содержат два моносахарида
Полисахариды Содержат множество моносахаридов, связанных вместе.
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) Основной ингредиент хромосом и носитель генетического кода для размножения и клеточной активности.
Рибонуклеиновая кислота (РНК) Тип нуклеиновой кислоты, используемый ДНК для передачи и организации генетической информации в рибосомах.
Хромосомы Крошечные стержневидные структуры, состоящие из генов
Возможно, наиболее важным аспектом ДНК является то, что она является важным ингредиентом 46 хромосом человека
Ген Специфический участок на хромосоме, двойная спираль ДНК, которая содержит определенную последовательность азотистых органических оснований, которая связана с определенной характеристикой; основная единица наследственности.
Неорганические соединения Соединения, не содержащие углерода, встречающиеся в организме и вне его.
Каковы четыре основные структуры клетки? Клеточная мембрана, цитоплазма, органелла цитоплазмы и ядро.
Митотическое веретено Тонкие волокна, соединяющие центриоли с каждой стороны клетки.
Оотид Единственная функциональная дочерняя клетка, продуцируемая во втором мейотическом делении в оогенезе.
Сперматогенез Деление половых клеток спермы.
Оогенез Деление яйцеклеток зародыша.
Каковы функции белков? A) Служит в качестве гормонов и антител
Б) Создание тканей и регулирование развития тела.
C) Стимулирование роста клеток и восстановление поврежденных и ослабленных клеток.
Клетки бывают разных размеров, форм и составов.
Что образуется при образовании аминокислот? Белки
Какова ключевая роль углеводов? Обеспечение тела топливом для энергии
В какой фазе митоза происходит фактическое деление клеток? Телофаза
В какой органелле вырабатывается энергия для клетки? Митохондрии
Из чего состоят клетки? Протоплазма
Что происходит при пассивном способе транспортировки через клеточную мембрану? Материал перемещается через мембрану за счет осмоса.
Какая органелла может отравить клетку, если радиация вызывает ее разрыв? Лизосома
Сколько функциональных яйцеклеток вырабатывается в процессе мейоза? Один
Чем поддерживается генетический код воспроизводства и клеточной активности? ДНК
Какое органическое соединение является наиболее распространенным в организме? Белок
Какова функция клеточной мембраны? A) Регулирование потока материала в ячейку
Б) Регулирование потока материала из ячейки.C) Определение того, какой материал должен быть разрешен в ячейку или из нее.
Что составляет большую часть материала внутри ячейки? Цитоплазма
Что из следующего не является органическим соединением?
1) Белок
2) Вода
3) Углеводы
4) Нуклеиновая кислота
2) Вода
Эффективный атомный номер Атомный номер, рассчитанный для ткани человека на основе множества различных химических элементов, из которых состоит ткань.
Макромолекулы Очень большие молекулы, состоящие из сотен тысяч атомов.
Анаболизм Конструктивный метаболизм
Катаболизм Деструктивный (акт разрушения) метаболизм.
Гомеостаз Поддержание внутренней температуры тела за счет потоотделения и дыхания.
Какой из следующих элементов в организме человека имеет наивысший атомный номер?
А) Кислород
Б) Углерод
В) Водород
D) Кальций
D) Кальций
Вода играет решающую роль в обмене веществ.Правда или ложь? Верно
Что из перечисленного наиболее распространено в организме?
А) Неорганические соединения
Б) Органические соединения
C) Оба равны
A) Неорганические соединения
Вода служит транспортной системой между ячейками. Правда или ложь? Верно
Что из перечисленного наиболее распространено в организме человека?
А) Водород
Б) Кислород
C) Углерод
D) Азот
A) Водород
Как называется сеть трубок в клетке, по которой транспортируются продукты питания, отходы и мРНК? Эндоплазматическая сеть
Какая цитоплазматическая органелла влияет на формирование митотического веретена? Центросома
Что такое посланник ДНК? мРНК
Какие структуры с идентичной ДНК образуются в S-фазе? Две пары хроматид
Что включают первичные элементы протоплазмы? Углерод, водород, кислород, азот
Что из перечисленного является источниками крахмала и сахаров в организме? Углеводы
Что из следующего обеспечивает долгосрочное хранение энергии? Липиды
Нуклеиновые кислоты содержатся в каждой клетке и что используются для образования? ДНК, мРНК, РНК
Как мы называем цитоплазматическую органеллу, которая содержит пищеварительные ферменты, расщепляющие органические соединения и выводящие отходы? Лизосомы
Как мы называем цитоплазматическую органеллу, которая производит различные белки, необходимые клетке? Рибосомы
Что является наиболее важным компонентом ядрышка? РНК
Как мы называем период роста, который происходит до деления клетки? Интерфаза
Что в результате второго мейотического деления каждая дочерняя клетка содержит? 23 Хромосомы
Какова роль протоплазмы? A) Регулирует процесс метаболизма в клетках, B) Обеспечивает клетки кислородом и пищей, C) Удаляет отходы из клеток.
Какой из следующих элементов в организме человека имеет наименьший атомный номер?
A) Кислород B) Углерод C) Водород D) Кальций
Водород
Что из следующего наименее распространено в организме человека?
A) Водород B) Кислород C) Углерод D) Азот
Азот
Неорганические соединения содержат углерод. Т или Ж? Неверно
Что из следующего связано с накоплением питательного материала?
A) Анаболизм B) Катаболизм
Анаболизм
Вода помогает регулировать температуру тела.Т или Ж? True
Какие элементы вместе составляют от 80% до 85% человеческого тела? Кислород и водород
Что из следующего не является неорганическим соединением?
A) Вода B) Кислоты C) Соли D) Нуклеиновые кислоты
Нуклеиновые кислоты
Что из следующего включает расщепление макромолекул?
А) Анаболизм Б) Катаболизм
Катаболизм

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.