Химический состав клетки и её строение. Содержание 1. Химический состав клетки: * Неорганические соединения (вода и минеральные соли) * Углеводы * Липиды. - презентация

1 Химический состав клетки и её строение

2 Содержание 1. Химический состав клетки: * Неорганические соединения (вода и минеральные соли) * Углеводы * Липиды (жиры) * Белки * Нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК * АТФ и другие органические соединения (гормоны и витамины) 2. Структура и функции клетки: * Клеточная теория * Цитоплазма и Биологическая мембрана * Эндоплазматическая сеть и Рибосомы * Комплекс Гольджи и Лизосомы * Митохондрии, Органоиды движения и включения * Пластиды * Ядро. Прокариоты и эукариоты

3 Общие сведения Химический состав клеток растений и животных весьма сходен, что говорит о единстве их происхождения. Макроэлементы: O, C, N, H. 98% В клетках обнаружено более 80 химических элементов, однако только в отношении 27 из них известна физиологическая роль. Макроэлементы: O, C, N, H. 98% Микроэлементы: K, P, S, Ca, Mg, Cl, Na. 1,9% Микроэлементы: K, P, S, Ca, Mg, Cl, Na. 1,9% Ультрамикроэлементы: Cu, I, Zn, Co, Br. 0,01%

4 Неорганические соединения Самое распространенное неорганическое соединение в клетках живых организмов – вода. Она поступает в организм из внешней среды; у животных, кроме того, может образовываться при расщеплении жиров, белков, углеводов. Вода находится в цитоплазме и её органеллах, вакуолях, ядре, межклетниках. Функции: 1. Растворитель 2. Транспорт веществ 3. Создание среды для химических реакций 4. Участие в образовании клеточных структур (цитоплазма)

5 Неорганические соединения Минеральные соли в определенных концентрациях необходимы для нормальной жизнедеятельности клеток. Например, нерастворимые соли кальция и фосфора обеспечивают прочность костной ткани. Содержание катионов и анионов в клетке и окружающей её среде (плазме крови, межклеточном веществе) различно благодаря полупроницаемости мембраны.

6 Углеводы Это органические соединения, в состав которых входят водород (Н), углерод (С) и кислород (О). Углеводы образуются из воды (Н 2 О) и углекислого газа (СО 2 ) в процессе фотосинтеза. Фруктоза и глюкоза постоянно присутствуют в клетках плодов растений, придавая им сладкий вкус. Функции: 1. Энергетическая (при распаде 1 г глюкозы освобождается 17,6 кДж энергии) 2. Структурная (хитин в скелете насекомых и в стенке клеток грибов) 3. Запасающая (крахмал в растительных клетках, гликоген – в животных)

7 Липиды Группа жироподобных органических соединений, нерастворимых в воде, но хорошо растворимых в неполярных органических растворителях (бензоле, бензине и т.д.). Липопротеиды, гликолипиды, фосфолипиды. Жиры – один из классов липидов, сложные эфиры глицерина и жирных кислот. В клетках содержится от 1 до 5% жиров. Функции: 1. Энергетическая (при окислении 1 г жира выделяется 38,9 кДж энергии) 2. Структурная (фосфолипиды – основный элементы мембран клетки) 3. Защитная (термоизоляция)

8 Белки Это биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. В строении молекулы белка различают первичную структуру – последовательность аминокислотных остатков; вторичную – это спиральная структура, которая удерживается множеством водородных связей. Третичная структура белковой молекулы – это пространственная конфигурация, напоминающая компактную глобулу. Она поддерживается ионными, водородными и дисульфидными связями, а также гидрофобным взаимодействием. Четвертичная структура образуется при взаимодействии нескольких глобул (например, молекула гемоглобина состоит из четырех таких субъединиц). Утрата белковой молекулой своей природной структуры называется денатурацией.

9 Нуклеиновые кислоты Нуклеиновые кислоты обеспечивают хранение и передачу наследственной (генетической) информации в живых организмах. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – это молекула, состоящая из двух спирально закрученных полинуклеотидных цепей. Мономером ДНК является дезоксирибонуклеотид, состоящий из азотистого основания (аденина (А), цитозина (Ц), тимина (Т) или гуанина (Г)), пентозы (дезоксирибозы) и фосфата. РНК (рибонуклеиновая кислота) – это молекула, состоящая из одной цепи нуклеотидов. Рибонуклеотид состоит из одного из четырех азотистых оснований, но вместо тимина (Т) в РНК урацил (У), а вместо дезоксирибозы – рибоза.

10 АТФ АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) – это нуклеотид, относящийся к группе нуклеиновых кислот. Молекула АТФ состоит из азотистого основания аденина, пятиуглеродного моносахарида рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, которые соединены друг с другом высокоэнергетическими связями. Отщепление одной молекулы фосфорной кислоты происходит с помощью ферментов и сопровождается выделением 40 кДж энергии. Энергию АТФ клетка использует в процессах биосинтеза, при движении, при производстве тепла, при проведении нервных импульсов, в процессе фотосинтеза и т.д. АТФ является универсальным аккумулятором энергии в живых организмах

11 Клеточная теория В 1665 году английский естествоиспытатель Роберт Гук, наблюдая под микроскопом срез пробки дерева, обнаружил пустые ячейки, которые он назвал «клетками». Современная клеточная теория включает следующие положения: *все живые организмы состоят из клеток; клетка – наименьшая единица живого; * клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ; * размножение клеток происходит путем их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки;все многоклеточные организмы развиваются из одной клетки * в сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой ими функции и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.

12 Цитоплазма Биологическая мембрана Полужидкая среда, в которой находятся ядро клетки и все органоиды. Цитоплазма на 85% состоит из воды и на 10% - из белков. Биологическая мембрана отграничивает содержимое клетки от внешней среды, образует стенки большинства органоидов и оболочку ядра, разделяет содержимое цитоплазмы на отдельные отсеки. Наружный и внутренний слои мембраны (тёмные) образованы молекулами белков, а средний (светлый) – двумя слоями молекул липидов. Липидные молекулы расположены строго упорядоченно: водорастворимые (гидрофильные) концы молекул обращены к белковым слоям, а водонерастворимые (гидрофобные) – друг к другу. Биологическая мембрана обладает избирательной проницаемостью.

13 Эндоплазматическая сеть (ЭПС) Это сеть каналов, трубочек, пузырьков, цистерн, расположенных внутри цитоплазмы. ЭПС представляет собой систему мембран, имеющих ультрамикро- скопическое строение. Различают ЭПС гладкую (агранулярную) и шероховатую (гранулярную), несущую на себе рибосомы. На мембранах гладкой ЭПС находятся ферментные системы, участвующие в жировом и углеводном обмене. Рибосомы прикрепляются к мембране гранулярной ЭПС, и во время синтеза белковой молекулы полипептидная цепочка с рибосомы погружается в канал ЭПС

14 Рибосомы Мелкие сферические органоиды размером от 15 до 35 нм, состоящие из двух неравных субъединиц и содержащие примерно равное количество белка и РНК. Большая часть субъединиц рибосом синтезируются в ядрышках и через поры ядерной мембраны поступают в цитоплазму, где располагаются либо на мембранах эндоплазматической сети, либо свободно. При синтезе белков они могут объединяться на информационной РНК в группы (полисомы)

15 Комплекс Гольджи Комплекс Гольджи представляет собой стопку из 5-10 плоских цистерн, по краям которых отходят ветвящиеся трубочки и мелкие пузырьки. Он входит в состав системы мембран: наружная мембрана ядерной оболочки – эндоплазматическая сеть – комплекс Гольджи – наружная клеточная мембрана. В этой системе происходит синтез и перенос различных соединений, а также веществ, выделяемых клеткой в виде секрета или отбросов. Комплекс Гольджи принимает участие в образовании лизосом, вакуолей, в накоплении углеводов, в построении клеточной стенки (у растений).

16 Лизосомы Шаровидные тельца, покрытые элементарной мембраной и содержащие около 30 гидролитических ферментов, способных расщеплять белки, нуклеиновые кислоты, жиры и углеводы. Образование лизосом происходит в комплексе Гольджи. При повреждении мембран лизосом, содержащиеся в них ферменты, могут разрушать структуры самой клетки и временные органы эмбрионов и личинок, например хвост и жабры в процессе развития головастиков лягушек.

17 Пластиды Содержатся только в растительных клетках. Хлоропласты по форме напоминают двояковыпуклую линзу и содержат зеленый пигмент хлорофилл. Хлоропласты обладают способностью улавливать солнечный свет и синтезировать с его помощью органические вещества при участии АТФ. Хромопласты – пластиды, содержащие растительные пигменты (кроме зеленого), придающие окраску цветкам, плодам, стеблям и другим частям растений. Лейкопласты – бесцветные пластиды, содержащиеся чаще всего в неокрашенных частях растений – корнях, луковицах и т.п. В них могут синтезироваться и накапливаться белки, жиры и полисахариды (крахмал).

18 Митохондрии Видны в световой микроскоп в виде гранул, палочек, нитей величиной от 0,5 до 7 мкм. Стенка митохондрий состоит из двух мембран – наружной, гладкой и внутренней, образующей выросты – кристы, которые вдаются во внутреннее содержимое митохондрий (матрикс). В матриксе имеется автономная система биосинтеза белков: митохондриальная РНК, ДНК и рибосомы. Основными функциями митохондрий являются окисление органических соединений до диоксида углерода и воды и накопление химической энергии в макроэргических связях АТФ.

19 Органоиды движения Включения К клеточным органоидам движения относят реснички и жгутики – это выросты мембраны диаметром, содержащие в середине микротрубочки. Функция этих органоидов заключается или в обеспечении движения (например, у простейших) или для продвижения жидкости вдоль поверхности клеток (например, в дыхательном эпителии для продвижения слизи) Включения – это непостоянные компоненты цитоплазмы, содержание которых меняется в зависимости от функционального состояния клетки..

20 Ядро Форма и размеры ядра зависят от формы и величины клетки и выполняемой ею функции. По химическому составу ядро отличается от остальных компонентов клетки высоким содержанием ДНК (15-30 %) и РНК (12 %). 99 % ДНК клетки сосредоточено в ядре, где она вместе с белками образует комплексы - дезоксирибонуклеопротеиды (ДНП). Ядро выполняет две главные функции: 1) хранение и воспроизведение наследственной информации; 2) регуляция процессов обмена веществ, протекающих в клетке. В состав ядра входят ядрышко, состоящее из белка и р-РНК; хроматин (хромосомы) и ядерный сок, представляющий собой коллоидный раствор белков, нуклеиновых кислот, углеводов и ферментов, минеральных солей.

21 Прокариоты и эукариоты Не имеют оформленного ядра Наследственная информация передается через молекулу ДНК, которая образует нуклеотид. Функции эукариотических органоидов выполняют ограниченные мембранами полости Бактерии и Сине – зеленые водоросли Есть четко оформленные ядра, имеющие собственную оболочку. Ядерная ДНК у них заключена в хромосомы. В цитоплазме имеются различные органоиды, выполняющие специфические функции Царство Грибов, Растений и Животных.

22