Химический состав клетки

Содержание  

Введение…………………………………………………………………………………………………………..3

Химический состав клеток………………………………………………………………………………..4

Липиды: природа, физические и химические свойства,  функциональная роль………………………………………………………………………………………………………………….11

Корневое давление, явления гуттации и плача растений……………………………..14

 Зависимость анатомо-морфологической  структуры листовых пластинок  от яруса…………………………………………………………………………………………………………………15

Влияние ризосферной микрофлоры на поглощение минеральных веществ корнями……………………………………………………………………………………………………………17

 Зависимость фотосинтеза  от внешних и внутренних факторов…………………….18

 Методы измерения  интенсивности дыхания…………………………………………………19

 Вывод ………………………………………………………………………………………………………………20

 Используемая литература ………………………………………………………………………………21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

Физиология  растений – это наука о процессах, происходящих в растительном организме: почвенное, воздушное и гетеротрофное питание, синтез, транспорт и распад веществ, рост и развитие, движения растений, взаимодействие с патогенами, реакции на неблагоприятные факторы внешней среды. 

Физиология растений занимается процессами, происходящими  на разных уровнях организации: молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом, органном, организменном и биоценотическом. Однако надо всегда иметь в виду, что в растении все процессы на любом уровне организации взаимосвязаны. Изменение какого-либо процесса сказывается  на всей жизнедеятельности организма. Кроме того, надо учитывать следующие  факторы:

растения являются продуктом длительной эволюции, в  ходе которой изменялись строение и  обмен веществ растений под влиянием изменяющихся условий внешней среды,

растительный организм неотделим от внешней среды, которая  в значительной мере влияет на обмен  веществ в растении,

растительный организм развивается в течение всей своей  жизни. 

При изучении растительного  организма возможны два подхода. Первый – это переход от высокого уровня организации к более низкому. Большое значение при этом имеет разработка модельных систем, применение которых открывает новые возможности исследования растений. Так, например, использование изолированных протопластов привело к большому прогрессу в выяснении процессов проникновения и размножения вирусов в клетках растений. Однако для того, чтобы понять закономерности жизнедеятельности целого растения, этот подход недостаточен. Поэтому применяется и иной путь – переход от изучения процессов на низком уровне организации к более сложному. 

Изучение закономерностей  жизнедеятельности растений является теоретической основой для получения  высоких урожаев сельскохозяйственных культур и, в дальнейшем, создания промышленных установок по производству продуктов питания, материалов и  топлива. 
 
 
 
 
 

5.Химический состав клеток

Белки - непериодические*, линейные гетерополимеры**, состоящие из аминокислотных остатков.

* - аминокислоты не  чередуются регулярным образом.

** - состоят из  разных аминокислот.

Длина белков

- min 50 аминокислотных остатков (в инсулине)

- max 26926 аминокислотных остатков (в титине - один из вспомогательных мышечных белков)

Мономеры  - молекулы низкомолекулярных соединений, способные в реакции полимеризации или поликонденсации превращаться в высокомолекулярные соединения.

Мономерами белков являются  α (альфа) - аминокислоты.

R-радикал

1) Типы аминокислот:

- ароматические

- оксикислоты

- серосодержащие  и др.

2) Разновидности аминокислот:

Различают 20 разновидностей аминокислот, из них 8 незаменимые (лизин, лейцин, изолейцин, валин, триптофан, метионин, фенилаланин, треонин).

Примечание:

В действительности в состав природных аминокислот  входят 22 аминокислот.

- селеноцистеин (в животных тканях)

- пирролизин (в архибактериях)

3) Химические свойства

Аминокислоты обладают кислотными и основными свойствами (амфотерны) и поэтому могут взаимодействовать друг с другом.

Реакция полимеризации

Химические и физико-химические свойства полипептида.

      дипептид

Молекула полипептида  характеризуется полярностью: имеет  два различных конца:

- C-конец

- N-конец

В клетке, на рибосоме наращивание полипептида происходит с N-конца.

Во многих радикалах  ионогенные группы диссоцируя преобретают электрический заряд (гидрофильны). Молекула полипептида с многочисленными зарядами на поверхности покрывается гидратной оболочкой.

Именно этим объясняется  хорошая растворимость некоторых  белков в воде.

Пример: яичный альбумин.

Если в белке  преобладают неполярные радикалы то он плохо растворим в воде.

Пример:  эластин.

Первичная структура

Первичной структурой называется последовательность* аминокислотных остатков в полипептидной молекуле.

* - для одних белков  она видоспецифична.

Пример: инсулин у  людей

для других индивидуально-специфична

Пример: белки тканевой совместимости.

Первичная структура  закодирована в структурных генах (см. генетический код).

Конформация

1) Вторичная структура

Совокупность участков полипептидной молекулы, характеризующегося регулярной структурой.

Типы:

- альфа - спираль

Правильная правозакрученная спираль возникающая в результате образования водородных связей между карбонильными и аминогруппами аминокислотных остатков (каждым первым и третьим).

Радикалы ориентированы  от поверхности спирали.

Пример: глобин - белковая часть гемоглобина.

- бета - складчатая  структура

Периодическая складчатая конфигурация, возникающая в результате образования водородных связей между  параллельно-ориентированными участками  одной или несколькихполипептидных молекул.

Пример: креотин волос и роговых элементов, фиброин щёлка.

Трёхчленная структура - особенная спиральчатая структура образовавшейся в результате сплетениятрёх полипептидных цепей. 

Пример: коллаген

Третичная структура

Пространственная  организация белковой молекулы.

1) Типы:

- глобулярная (шаровидая)

Пример: глобин

- фибриллярная

Пример: миозин

Стабилизирующие силы

 сильные связи:  дисульфидная связь --S -- S --

самые слабые: водородные, ионные, гидрофобные взаимодействия.

Неполярные R (радикалы) собираются в глубине белковой молекулы и формируют гидрофобные ядра

Четвертичная  структура 

Образуется при  объединении нескольких комплементарных молекул (субъединиц, протомеров) в комплекс. В комплекс могут входить одинаковые или различные протомеры. Поскольку такие комплексы характеризуются лабильностью (в процессе их функционирования имеют место переходы полимерных форм в протомерную и наоборот), стабилизирующие силы относяться слабым (водородные).

Пример: каталаза

Классификация

* - в зависимости  от наличия или отсутствия  в молекуле небелковой части.

Примеры:

1) Сывороточный альбумин (главный транспортный белок крови),

2) Гамма-глобулин (антитела)

3) ДНП (дизоксирибонуклеопротеид - основной компонент хромосом), РНП (рибонуклеопротеид - основной компонент ядрышка)

4) Белки определяющие  группу крови (гликофорины), находятся в мембранах эритроцитов,

5) ЛПНП, ЛПВП (липопртеиды низкой и высокой плотностей) играют важную роль в обмене холестерина. Он их соотношения зависит риск заболевания атероселерозом,

6) Гемоглобин

Неоглобин (окрашивает мышцы)

7) Трансферин - бело-переносчик железа, находится в плазме крови,

8) Казеин молока

Ихтулин рыбьей икры (содержит больше всего фосфопротеидов).

Функции белков

  1)Каталитическая (ферментная) – каталитическая функция  белков осуществляется с помощью  специфических белков – катализаторов.  Они ускоряют скорость биохимических  реакций в десятки и сотни  миллионов раз.

  2)Сократительная (актин, миозин – основные мышечные белки).

  3) Структурная (тубулины – белки микротрубочек, входящих в состав цитоскелета, керотины роговых структур).

  4)Транспортная (транспортные белки биомембран; сывороточные альбумины).

  5)Защитная (антитела)

  6)Рецепторная (мембранные, цитоплазматические и ядерные рецепторы для гормонов; рецепторы для вирусов)

   7) Регуляторная (пептидные гормоны: инсулин, гормон роста и др.).

   8)Трофическая (белок эндосперма семян; фосфопротеиды рыбьей икры).

   9)Энергетическая (при полном окислении 1 г. Белка  освобождается 17,6 кДж энергии).

Химический  состав клетки. Неорганические вещества

Атомный и молекулярный состав клетки. В микроскопической клетке содержится несколько тысяч  веществ, которые участвуют в  разнообразных химических реакциях. Химические процессы, протекающие в  клетке,- одно из основных условий ее жизни, развития и функционирования.

Все клетки животных и растительных организмов, а также  микроорганизмов сходны по химическому  составу, что свидетельствует о  единстве органического мира.

Содержание  химических элементов  в клетке

Элементы  Количество (в %) Элементы Количество (в %)

Кислород 65-75 Кальций 0,04-2,00

Углерод 15-16 Магний 0,02-0,03

Водород 8-10 Натрий 0,02-0,03

Азот 1,5-3,0 Железо 0,01-0,015

Фосфор 0,2-1,0 Цинк 0,0003

Калий 0,15-0,4 Медь 0,0002

Сера 0,15-0,2 Йод 0,0001

Хлор 0,05-0,1 Фтор 0,0001

Выше приведены  данные об атомном составе клеток. Из 109 элементов периодической системы  Менделеева в клетках обнаружено значительное их большинство. Особенно велико содержание в клетке четырех  элементов - кислорода, углерода, азота  и водорода. В сумме они составляют почти 98% всего содержимого клетки. Следующую группу составляют восемь элементов, содержание которых в  клетке исчисляется десятыми и сотыми долями процента. Это сера, фосфор, хлор, калий, магний, натрий, кальций, железо. В сумме они составляют 1.9%. Все  остальные элементы содержатся в  клетке в исключительно малых  количествах (меньше 0,01%) 

Таким образом, в  клетке нет каких-нибудь особенных  элементов, характерных только для  живой природы. Это указывает  на связь и единство живой и  неживой природы. На атомном уровне различий между химическим составом органического и не органического  мира нет. Различия обнаруживаются на более высоком уровне организации - молекулярном.