Опорный конспект по биологии
консультация по биологии (10 класс)

Биология 10 класс. Молекулярный уровень организации жизни. Общая характеристика.

В настоящее время известно 120 химических элементов. Из них 94 в различных количествах встречаются на Земле., остальные получены искусственно с помощью ядерных реакций и в природе не обнаружены. 99,2% вещества земной коры приходится на 10 химических элементов: кислород-49,4%, кремний-25,8%, алюминий-7,5%, железо-4,7%, кальций, калий, магний, натрий, титан и марганец – вместе – 13%. На остальные 84 элемента- всего 0,8%. Атомы всех наиболее распространённых элементов легко образуют химические связи за счёт спаривания электронов. Атому водорода для образования стабильной электронной связи на внешней электронной оболочке нехватает одного электрона, атому кислорода – двух, атому азота – трёх, атому углерода – четырёх электронов. Также углерод, водород и кислород легче других элементов образуют устойчивые химические связи.

Неорганические соединения в клетке. Вода (Н2О)Самое распространенное соединение в живых организмах. Вода имеет две формы: свободная - составляет 95% всей воды и связанная - 4%. Исключительно важная роль воды обусловлена ее физико-химическими свойствами. Полярность молекул и способность образовывать водородные связи делают воду хорошим растворителем для огромного количества веществ (сахара, диссоциированные соли, простые спирты, некоторые аминокислоты). Функции воды: 1.Универсальный растворитель.  2.Транспортная. 3.Терморегуляторная (поддерживает тепловое равновесие клетки и организма в целом благодаря высокой теплоемкости и теплопроводности).4. Осморегуляторная (принимает участие в явлениях осмоса, на котором основаны движение воды по проводящей системе растений и напряжение стенок растительных клеток – тургор; кровообращение). 5.Участвует в химических реакциях (участвует в обменных процессах, необходима для окисления и гидролиза белков, углеводов, жиров). 6.Среда, в которой протекают биохимические реакции. 7.Служит источником H+ при фотосинтезе. Минеральные соли и кислоты. Большая часть минеральных солей находится в диссоциированном состоянии в виде ионов. Наиболее важные из них катионы - это К+, Na+, Mg2+, NH4+; анионы СI-, HPO42-, HCO3-, H2PO4-, NO3-. Концентрация ионов в клетке и окружающей ее среде неодинаковая. Функции минеральных солей: 1.Активация ферментов. 2.Источник строительного материала для синтеза органических соединений (например, остаток РО43- образует макроэргические связи АТФ, влияет на физиологическую активность белков и ферментов). 3.Обеспечивают раздражимость (К+, Na+, Са+2). 4.Обеспечивают сцепление клеток в многоклеточном организме (Са2+). 5.Нерастворимые соли Са3(РО4)2 входит в состав межклеточного вещества костной ткани, раковин моллюсков, обеспечивая защиту и прочность. Органические вещества представляют собой линейные цепи или разветвлённые пространственные структуры из различного количества соединённых между собой атомов углерода, большинство из которых соединены также и с атомами водорода. Такая форма углерода называется восстановленной, в отличие от окисленного углерода в составе минеральных соединений: СО2, СО3. В сложных структурах органических молекул могут быть выделены отдельные части (группировки атомов), в состав которых входят атомы различных металлов и неметаллов. Это вызывает неравномерное распределение электронной плотности. Такие группировки называют полярными. Остальные группировки, состоящие только из углерода и водорода, называются неполярными.Преобладание полярных групп способствует хорошей растворимости вещества в воде, и такие молекулы называются гидрофильными. Преобладание неполярных групп делает молекулы нерастворимыми в воде, и молекулы называются гидрофобными. Существуют молекулы и со смешанными гидрофильно-гидрофобными свойствами. Органические молекулы по особенностям строения и химическим свойствам делят на большое количество классов, из которых наиболее распространёнными и важными являются углеводы, жиры, липиды, белки и нуклеиновые кислоты. Углеводы делят на моносахариды, дисахариды и полисахариды. Моно- и дисахариды представляют собой мобильную, быстро превращаемую форму питательных веществ. Примерами моносахаридов являются глюкоза и фруктоза). Примером дисахарида является сахароза (обычный пищевой сахар), которая представляет собой соединение глюкозы и фруктозы. Моносахариды входят в состав некоторых важных структурных молекул клетки, т.к. температура замерзания их водных растворов значительно ниже воды. Например, в нуклеиновых кислотах содержатся пятиуглеродные сахара рибоза и дезоксирибоза. Полисахариды являются запасными питательными веществами длительного хранения (крахмал у растений, гликоген у животных и грибов), составляют основу биологических слизей и гелей, формируют структурные элементы клеточных стенок растений (клетчатка или целлюлоза), а также образуют основу хитина — строительного материала клеточных стенок животных и грибов. Жиры и липиды представляют собой сложные молекулы из глицерина и жирных органических кислот. Жиры выполняют функцию запасных питательных веществ длительного хранения. При окислении жиров выделяется примерно в 1,5 раза больше энергии, чем на ту же массу углеводов Жиры являются хорошим теплоизолирующим материалом. Липиды составляют основу важнейших структурных элементов всех живых клеток — биологических мембран. Белки— высокомолекулярные биополимеры, мономерами которых являются 20 аминокислот. В состав аминокислот входят: -NH2- аминогруппа, обладающая основными свойствами и -СООН- карбоксильная группа, имеющая кислотные свойства. Аминокислоты отличаются друг от друга своими радикалами - R. Аминокислоты - амфотерные соединения, соединяющиеся друг с другом в молекуле белка с помощью пептидных связей. Белки бывают простые и сложные. Простые белки состоят только из аминокислот (альбумины, глобулины, фибриноген, миозин). В состав сложных белков, кроме аминокислот, входят и другие органические соединения - жиры (липопротеиды), углеводы (гликопротеиды), металлы (металлопротеиды).

Письменно ответьте на вопросы:

1. Что лежит в основе разделения веществ на органические и неорганические?
2. Какие особенности молекулы воды обеспечивают многообразие функций воды в клетке?
3. Какие органические вещества являются биополимерами?
4. Каким общим свойством обладают атомы наиболее распространённых химических элементов?
5. Какие знания о химическом составе клетки могут помочь дворникам?