Текст книги "Биология с основами экологии"

Ю. П. Верхошенцева
Биология с основами экологии

Введение

Биология (от греч. bios – жизнь, logos – наука) – наука о жизни, об общих закономерностях существования и развития живых существ. Предметом ее изучения являются живые организмы, их строение, функции, развитие, взаимоотношения со средой и происхождение. Подобно физике и химии она относится к естественным наукам, предметом изучения которых является природа.

Биология – одна из старейших естественных наук, хотя термин «биология» для ее обозначения впервые был предложен лишь в 1797 г. немецким профессором анатомии Теодором Рузом (1771-1803 гг.), после чего этот термин использовали в 1800 г. профессор Дерптского университета (ныне г. Тарту) К. Бурдах (1776-1847 гг.), а в 1802 г. Ж. – Б. Ламарк (1744-1829 гг.) и Л. Тревиранус (1779-1864 гг.).

Объектом исследования биология является жизнь во всех ее проявлениях. Что же такое жизнь? Полного ответа на этот вопрос до сего времени нет. Из многочисленных определений этого понятия приведем наиболее популярное.

Жизнь – особая форма существования и физико-химического состояния белковых тел, характеризуемая зеркальной асимметрией аминокислот и сахаров, обменом веществ, гомеостазом, раздражимостью, самовоспроизведением, системным самоуправлением, приспособляемостью к среде, саморазвитием, перемещением в пространстве, передачей информации, физической и функциональной дискретностью отдельных особей или общественных конгломератов, а также относительной самостоятельностью надорганизменных систем, при общем физикохимическом единстве живого вещества биосферы.

Биология исследует общие и частные закономерности присущие жизни во всех ее проявлениях и свойствах: обмен веществ и энергии, размножение, наследственность и изменчивость, рост и развитие, раздражимость, дискретность, авторегуляция, движение и др.

В зависимости от объектов изучения в биологии можно выделить ряд направлений: вирусологию, микробиологию, ботанику, зоологию, антропологию и др. Эти науки исследуют особенности происхождения, строения, развития, жизнедеятельности, свойства, разнообразие и распространение на земном шаре каждого отдельного вида вирусов, бактерий, животных, растений и человека.

По структуре, свойствам и проявлениям индивидуальной жизни в биологии выделяют морфологию и анатомию (изучает формы и строение организмов), физиологию (анализирует функции живых организмов, их взаимную связь и зависимость от внешних и внутренних условий), генетику (изучает закономерности наследственности и изменчивости организмов), биологию развития (изучает закономерности индивидуального развития организмов), эволюционное учение (исследует закономерности исторического развития органического мира), экологию (изучает образ жизни растений и животных в их взаимосвязи с условиями окружающей среды). Химические реакции и физико-химические процессы в живых организмах, а также химический состав и физическую структуру биологических систем на всех уровня организации изучают биохимия и биофизика. Установить закономерности, незаметные при описании единичных процессов и явлений, позволяет биометрия, т.е. совокупность приемов планирования и обработки результатов биологических исследований методами математической статистики. Жизненные явления на молекулярном уровне изучает молекулярная биология.

В настоящее время обнаружено и описано более 2 млн. биологических видов. Среди них более 1 млн. видов животных, 0,5 млн. видов растений, сотни тысяч грибов, более 3 тыс. видов бактерий. В задачу общей биологии входит изучение явлений и процессов, наиболее общих для всего многообразия живых организмов.

Основные признаки живого. В современной науке принято рассматривать жизнь как совокупность живых систем, обладающих следующими отличными от неживой материи свойствами:

1 Определенный химический состав. Живые существа состоят из тех же химических элементов, что и неживые, но в организмах есть молекулы веществ, характерных только для живого (нуклеиновые кислоты, белки, липиды).

2 Дискретность и целостность. Любая биологическая система (клетка, организм, вид и т.д.) состоит из отдельных частей, т.е. дискретна. Взаимодействие этих частей образует целостную систему (например, в состав организма входят отдельные органы, связанные структурно и функционально в единое целое).

3 Структурная организация. Живые системы способны создавать порядок из хаотичного движения молекул, образуя определенные структуры. Для живого характерна упорядоченность в пространстве и времени. Это комплекс сложных саморегулирующихся процессов обмена веществ, протекающих в строго определенном порядке, направленном на поддержание постоянства внутренней среды – гомеостаза.

4 Обмен веществ и энергии. Живые организмы – открытые системы, совершающие постоянный обмен веществом и энергией с окружающей средой. При изменении условий среды происходит саморегуляция жизненных процессов по принципу обратной связи, направленная на восстановление постоянства внутренней среды – гомеостаза. Например, продукты жизнедеятельности могут оказывать сильное и строго специфическое тормозящее воздействие на те ферменты, которые составили начальное звено в длинной цепи реакций.

5 Самовоспроизведение. Самообновление. Время существования любой биологической системы ограничено. Для поддержания жизни происходит процесс самовоспроизведения, связанный с образованием новых молекул и структур, несущих генетическую информацию, находящуюся в молекулах ДНК.

6 Наследственность. Молекула ДНК способна хранить, передавать наследственную информацию, благодаря матричному принципу репликации, обеспечивая материальную преемственность между поколениями.

7 Изменчивость. При передаче наследственной информации иногда возникают различные отклонения, приводящие к изменению признаков и свойств у потомков. Если эти изменения благоприятствуют жизни, они могут закрепиться отбором.

8 Рост и развитие. Организмы наследуют определенную генетическую информацию о возможности развития тех или иных признаков. Реализация информации происходит во время индивидуального развития – онтогенеза. На определенном этапе онтогенеза осуществляется рост организма, связанный с репродукцией молекул, клеток и других биологических структур. Рост сопровождается развитием.

9 Раздражимость и движение. Все живое избирательно реагирует на внешние воздействия специфическими реакциями благодаря свойству раздражимости. Организмы отвечают на воздействие движением. Проявление формы движения зависит от структуры организма.

Уровни организации жизни. В настоящее время различают несколько структурно – функциональных уровней организации и изучения жизненных явлений:

1 Молекулярный. Жизнедеятельность любого организма основана на функционировании составляющих его молекул. На этом уровне начинается обмен веществ и энергии и передача наследственной информации.

2 Клеточный. Клетка – элементарная единица живого, она обладает всеми характерными признаками живых систем.

3 Тканевый. В многоклеточных организмах группы функциональных клеток объединены в ткани (н-р, покровные, костные, мышечные).

4 Органный. Каждый орган состоит, как правило, из нескольких разнофункциональных тканей.

5 Организменный. Специализированные для выполнения различных функций органы и ткани объединены в целостную систему организма.

6 Популяционно-видовой. Организмы, имеющие сходные в основных чертах морфологические и биологические признаки, составляют более сложный надорганизменный уровень организации жизни – вид. Особи одного вида, объединенные территориально, представляют собой общность, называемую популяцией.

7 Биогеоценотический (экосистемный). Популяции разных видов, населяющих определенную территорию, тесно взаимодействуют между собой. В совокупности с окружающей неживой природой они составляют экосистему.

8 Биосферный. Самый сложный общепланетарный уровень организации жизни, объединяющий все экосистемы. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, тесно связанные с жизнедеятельностью всех организмов планеты.

Иерархичность живой природы. Наличие уровней организации позволяет выделить в живых системах соподчиненность (иерархию). Биохимические процессы (молекулярный уровень) обеспечивают жизнедеятельность клеток. Клетки организованы в ткани. Каждая ткань выполняет свою задачу в целостной системе организма. Жизнеспособность отдельных особей обеспечивает благополучие вида, занимающего свое место в экосистемах планеты.

На каждом последующем уровне происходит усложнение биосистем и появление у них новых качеств. В курсе общей биологи мы изучим закономерности, характерные для всех уровней организации жизни.

Методы исследования в биологии. Для изучения живой природы биологи используют следующие основные методы:

1) наблюдение – позволяет описать биологические явления;

2) сравнение – дает возможность найти общие закономерности в строении, жизнедеятельности различных организмов;

3) эксперимент или опыт – помогает исследователю изучить свойства биологических объектов;

4) моделирование – имитируются многие процессы, недоступные для непосредственного наблюдения или экспериментального воспроизведения;

5) исторический метод – позволяет на основе данных о современном органическом мире и его прошлом познать процессы развития живой природы.

1 Знакомство с устройством микроскопа типа МБР-3

1.1 Устройство биологического микроскопа МБР-3

Основными системами микроскопа являются: механическая, оптическая и осветительная (рисунок 1).

1 – основание; 2 – коробка с микрометрическим механизмом; 3 – тубусодержатель; 4 – рукоятка макрометрического винта; 5 – окуляры; 6 – тубусы; 7 – бинокулярная насадка; 8 – головка; 9 – стопорный винт, фиксирующий насадку; 10 – револьвер; 11 – объективы; 12 – отверстие на предметном столике; 13 – предметный столик; 14 – рукоятка для перемещения верхней части столика; 15 – рукоятка препаратоводителя; 16 – винт конденсора; 17 – конденсор; 18 – апертурная диафрагма; 19 – стопорный винт столика; 20 – рукоятка конденсора; 21 – подвижное зеркало; 22 – рукоятка микрометрического винта.

Рисунок 1 – Общий вид микроскопа МБР – 3

Механическая система служит для фиксации и перемещения различных приспособлений. В ее состав входит несколько частей. Массивное основание микроскопа 1 (рисунок 1), или подставка, имеющее подковообразную форму, обеспечивает прибору необходимую устойчивость на поверхности рабочего стола. К основанию прикреплена коробка с микрометрическим механизмом 2, с которой подвижно соединен тубусодержатель 3. К тубусодержателю присоединяется головка 8, в гнезде которой с помощью стопорного винта 9 подвижно фиксирована бинокулярная насадка 7 с тубусами 6. Снизу головки 8 прикреплена револьверная пластинка 10, или револьвер, в гнезда которой ввинчиваются объективы.

Столик микроскопа 13, или предметный столик, имеющий круглую форму и отверстие 12 в середине, служит для размещения изучаемого объекта – микропрепарата, который фиксируется с помощью зажима и перемещается с помощью рукоятки препаратоводителя 15. Верхняя часть столика представляет собой вращающийся диск, который с помощью рукоятки 14, можно плавно передвигать в горизонтальной плоскости. Однако пользоваться этим механизмом следует лишь при работе с объективами большого увеличения. Кроме того, при обычной работе следует избегать вращения диска, поэтому его закрепляют с помощью специального стопорного винта столика 19. На боковой поверхности тубусодержателя 3 находится рукоятка макрометрического винта 4, вращая которую можно быстро опускать и поднимать тубусодержатель (вместе с тубусами) и таким образом осуществлять грубую фокусировку. Рядом с этой рукояткой (на боковой поверхности коробки 2) находится рукоятка микрометрического винта 22, при вращении которой можно плавно поднимать и опускать предметный столик и таким образом осуществлять точную фокусировку. Микрометрическим механизмом следует пользоваться лишь при работе с сильными объективами. Ближе к передней поверхности коробки 2 находится рукоятка конденсатора 20, с помощью которой опускают и поднимают конденсор, имеющий отношение к осветительной системе микроскопа.

Оптическая система служит для получения увеличенного изображения исследуемого материала и состоит из окуляров 5, вставленных в отверстия тубусов, и объективов 11, ввинченных в гнезда револьверной пластинки. В практической работе студентов обычно используются окуляры, дающие увеличение в 7, 10, 15 раз (х 7, х 10, х 15), а также объектив малого увеличения (х 8), большого увеличения (х 40) и иммерсионный объектив (х 90). Общее увеличение микроскопа при той или иной комбинации окуляра и объектива равно произведению увеличений каждого из них. Например, комбинация окуляра х 10 и объектива х 40 дает общее увеличение микроскопа в 400 раз.

Осветительная система служит для направления световых лучей на исследуемый объект и состоит из подвижного зеркала 21 и конденсора 17, который фиксируется с помощью винта 16. Вращением зеркала, имеющего две поверхности (плоскую и вогнутую), световые лучи направляются в конденсор, представляющий собой систему линз, собирающих лучи и направляющих их в объектив (через отверстие в предметном столике и исследуемый объект). При недостаточно ярком источнике освещения (например, применяя искусственный свет) следует пользоваться вогнутой поверхностью зеркала, которая сильнее концентрирует лучи света. Конденсор снабжен апертурной диафрагмой 18, вмонтированной в его нижнюю часть, которая также помогает регулировать освещенность объекта исследования. Это достигается перемещением специальной ручки, меняющей величину отверстия диафрагмы и таким образом регулирующей величину проходящего через нее светового потока. Кроме того, интенсивность освещенности объекта можно регулировать перемещением конденсора вверх и вниз с помощью рукоятки 20. При перемещении конденсора вверх освещенность объекта увеличивается, при перемещении вниз – уменьшается [1, 7, 12].

1.2 Установка микроскопа в рабочее положение

Установите микроскоп на поверхности рабочего стола против своего левого плеча (тубусами к себе, предметным столиком от себя). Поворотом револьверной пластинки поставьте объектив малого увеличения (х 8) над отверстием предметного столика таким образом, чтобы он занимал срединное (центрированное) положение по отношению к тубусам (при этом срабатывает защелкивающий механизм). С помощью рукоятки макрометрического винта столика около 1 см. Следует помнить, что изучение любого препарата начинается с использования объектива малого увеличения.

Откройте полностью апертурную диафрагму под конденсором и равномерного освещения всего поля зрения. Установленное освещение должно сохраняться до конца работы с микроскопом. Если же оно случайно будет нарушено, то всю процедуру наведения света нужно повторить с самого начала, используя объектив малого увеличения.

Обратите внимание на ошибки, возникающие при самостоятельной работе с микроскопом:

а) все поле зрения затемнено, причиной чего является недостаточный световой поток, поступающий в объектив (это легко устраняется максимальным открытием диафрагмы и вращением вогнутого зеркала до появления яркого освещения);

б) часть поля затемнена, а часть – освещена, т.е. объектив не занял фиксированного положения в гнезде (для исправления нужно повернуть револьвер до упора, после легкого щелчка объектив займет фиксированное положение).

Помните, что микроскоп является точным прибором и требует бережного отношения. При работе с ним необходимо соблюдать определенные правила:

– при переносе микроскопа с одного места на другое следует держать его одной рукой за тубусодержатель, а другой – за основание;

– рукоятку микрометрического винта нельзя грубо вращать (при одном обороте винта столик перемещается на 0,1 мм, что вполне достаточно для точной фокусировки);

– при переводе объектива револьверную пластинку следует вращать плавно, не допуская повреждения защелкивающего механизма, обеспечивающего центрированное положение объектива.

1.3 Техника исследования с помощью микроскопа МБР-3

1 Установите микроскоп в рабочее положение.

2 Приготовьте временный препарат клеток эпидермиса лука и рассмотрите его с использованием малого и большого увеличения микроскопа.

3 При изучении наиболее мелких объектов используется иммерсионный объектив (х 90). При работе следует помнить, что иммерсионный объектив, маркированный черной полоской, работает лишь при его погружении в каплю иммерсионного масла.

Порядок работы с иммерсионным объективом:

– поместите препарат на предметный столик микроскопа и изучите его с помощью объектива малого увеличения (х 8), проделав все необходимые этапы работы, описанные выше. Выбрав необходимый объект, поставьте его точно в центр поля зрения;

– приподняв тубус, осторожным вращением револьверной пластинки поставьте в рабочее положение объектив х 90. Поднимите конденсор вверх до упора. С помощью стеклянной палочки нанесите на покровное стекло каплю иммерсионного масла;

– глядя на препарат сбоку (чтобы не раздавить его), опустите тубус так, чтобы нижняя линза объектива погрузилась в каплю иммерсионного масла (до соприкосновения с покровным стеклом);

– глядя в окуляры, очень медленно и плавно поднимайте тубус вращением рукоятки макрометрического винта на себя. Добившись появления изображения объекта, установите более точную фокусировку вращением рукоятки микрометрического винта. Если после прохождения фокусного расстояния (оно измеряется в долях миллиметра) не удалось увидеть изучаемый объект, работу следует повторить, начиная с предыдущего пункта. При безуспешном повторении попыток обнаружить объект убедитесь в его строго центрированном положении, используя объектив малого увеличения, а затем вновь перейдите к работе с иммерсионным объективом;

– закончив изучение препарата, вращением рукоятки макрометрического винта поднимите тубус микроскопа, а затем вращением револьверной пластинки вверните объектив малого увеличения. Лишь после этого препарат можно снять с предметного столика. С помощью марлевой салфетки снимите масло с иммерсионного объектива и препарата.

Во избежание повреждений линз объектива и микропрепарата не следует опускать тубус, глядя в окуляры. Оптические стекла микроскопа протирают специальной фланелевой тряпочкой либо чистой марлевой салфеткой без какого-либо нажима (перед протиранием можно подышать на линзы). Сильно загрязненные линзы протирают салфеткой, слегка смоченной в бензине, а затем чистой сухой салфеткой. Ни в коем случае нельзя развинчивать объективы (это заканчивается их порчей).

После работы с иммерсионным объективом (х 90) с него удаляют иммерсионное масло (сначала чистой фильтровальной бумагой, а затем марлевой салфеткой, слегка смоченной в бензине). Если масло осталось на объективе и засохло, удалить его сможет только специалист. Ни в коем случае нельзя наносить масло на не иммерсионные объективы (х 8, х 40). Если по ошибке это все же произошло, следует немедленно удалить масло с линзы объектива салфеткой, смоченной в бензине, а затем тщательно протереть сухой чистой салфеткой.

После окончания работы микроскоп необходимо закрыть специальным чехлом. Микроскопы хранят в закрытых от пыли шкафах [1, 12].

2 Химический состав клетки

Основные вопросы темы :

1 Химические элементы, входящие в состав клетки.

2 Микроэлементы и их роль в организме.

3 Группы элементов в зависимости от их содержания в организмах.

4 Роль воды в клетке.

5 Роль солей в жизнедеятельности клеток.

6 Неорганические вещества клетки, их значение.

7 Органические вещества, входящие в состав клетки.

Организмы животных и растений получают все необходимые элементы из окружающей природы. В клетках содержится около 90 химических элементов, 24 из них имеют известное ученым предназначение. В зависимости от содержания в организмах элементы делят на три группы.

В первую группу входят О (от 65 % до 70 %), C (от 15 % до 18 %),Н (от 8 % до 10 %) и N (от 1,5 % до 3 %). Эти элементы составляют около 97 % массы клетки, поэтому их называют макроэлементами.

Вторую группу составляют Р, S, Cl и металлы: К, Са, Mg, Na и Fe. На их долю приходится около 3 % вещества клетки: Mg входит в состав хлорофилла, от содержания Ca зависит свертываемость крови, Ca и P участвуют в формировании костной ткани, Fe является необходимой составляющей гемоглобина – белка, участвующего в переносе кислорода к тканям, Na, K, Cl обеспечивают транспорт веществ через клеточную мембрану.

Основной вклад в построение молекул жизненно важных соединений вносят макроэлементы вместе с S и P, поэтому их называют биогенными, или биоэлементами. Макроэлементы вместе с S входят в состав белков, а вместе с P – в состав нуклеиновых кислот; О, Н, С образуют липиды (с S и P) и углеводы.

Третья группа объединяет остальные элементы. Их не более 0,01 % вещества клетки, однако, это не значит, что без них организм может легко обойтись. Элементы третьей группы подразделяют на микро (от 10^-12 % до 10^-3 %) и ультрамикроэлементы (не более 10^-12 %). К последним относят Ag, Au, Hg, Be, U, As и др. Биологическая роль многих из них не выявлена.

Все химические соединения образуют два больших класса: неорганические и органические. Органические соединения содержат углерод, его наличие является их отличительным признаком. Из всего многообразия органических соединений особое биологическое значение имеют нуклеиновые кислоты, белки, углеводы и липиды (жиры).

Неорганические вещества. Вода – самое распространенное вещество в живых существах. В многоклеточных организмах вода составляет до 80 % массы. У человека содержание воды в различных органах колеблется от 10 % (в клетках эмали зубов) до 85 % (в клетках головного мозга). Вода в клетках присутствует в двух формах: свободной (95 % всей воды в клетках) и связанной (от 4 % до 5 % связана с белками).

Молекула воды полярна (диполь). Центры ее положительного (у атомов водорода) и отрицательного (у кислорода) зарядов разнесены. Атом кислорода молекулы воды притягивается к атому водорода другой молекулы с образованием так называемой водородной связи (рисунок 1).

Рисунок 1 – Образование водородной связи между молекулами воды

Значительное сцепление молекул воды между собой и с молекулами других веществ позволяет воде легко перемещаться вверх по сосудам растений и переносить питательные вещества.

Соли. Большая часть неорганических веществ находится в клетке в виде солей. Они образованы катионами К⁺, Na⁺, Mg²⁺, Са²⁺ и анионами соляной, серной, фосфорной и угольной кислот. Катионы К⁺, Na⁺, Са²⁺ обеспечивают раздражимость клетки. Различное их количество на внешней и внутренней стороне мембраны создает разность потенциалов, позволяющую передавать возбуждение по нерву и мышце. Содержание К⁺ в мышечных клетках в 30 раз выше, чем в крови; Na⁺ участвует в транспорте глюкозы, других сахаров, аминокислот; Ca²⁺ и Mg²⁺ активируют ряд ферментов. Анионы угольной и фосфорной кислот обусловливают буферность клетки – свойство поддерживать необходимую для нормальной жизнедеятельности слабощелочную среду. Некоторые нерастворимые в воде соли входят в состав организмов в твердом виде. Прочность костной ткани придает содержащийся в ее межклеточном веществе фосфат кальция, а крепкие раковины моллюсков состоят из карбоната кальция.

Органические вещества. Углеводы – органические соединения с общей химической формулой Сn(H₂О)m. Содержание углеводов в животных клетках составляет от 1 % до 5 %, а в клетках растений достигает 70 %.

Углеводы подразделяют на моносахариды (простые сахара), дисахариды или олигосахариды (состоят из 2-10 молекул простых сахаров) и полисахариды (сложные сахара).

Липиды – разнообразные по строению жироподобные вещества, почти нерастворимые в воде (гидрофобные), но хорошо растворимые в неполярных растворителях (хлороформе, метаноле). Наиболее распространенные липиды: воски, нейтральные жиры, фосфолипиды и стероиды.

Белки – высокомолекулярные полимерные органические вещества, определяющие структуру и жизнедеятельность клетки и организма в целом. Структурной единицей, мономером их биополимерной молекулы является аминокислота. Все организмы для синтеза белков используют 20 одних и тех же аминокислот, 8 из них не могут синтезироваться организмом человека и должны поступать с пищей – их называют незаменимыми.

Выделяют четыре уровня организации белковых молекул: первичный, вторичный, третичный и четвертичный (рисунок 2).

Ферменты – органические вещества белковой природы, которые синтезируются в клетках и во много раз ускоряют протекающие в них реакции, не подвергаясь при этом химическим превращениям.

Все ферменты помимо белка содержат небелковые компоненты. Белковая часть называется апоферментом, а небелковая – кофактор (если это простое неорганическое вещество, например Zn²⁺) или кофермент (коэнзим) (если это органическое соединение).

Нуклеиновые кислоты. Мононуклеотиды. Мононуклеотид состоит из одного пуринового (аденин – А, гуанин – Г) или пиримидинового (цитозин – Ц, тимин – Т, урацил – У) азотистого основания, сахара – пентозы и 1-3 остатков фосфорной кислоты.

Полинуклеотиды. Существует два типа нуклеиновых кислот: ДНК и РНК. Нуклеиновые кислоты – полимеры, мономерами которых служат нуклеотиды.

Нуклеотиды ДНК и РНК состоят из следующих компонентов:

1. Азотистое основание (в ДНК: аденин, гуанин, цитозин и тимин; в РНК: аденин, гуанин, цитозин и урацил).

2. Сахар – пентоза (в ДНК – дезоксирибоза, в РНК – рибоза).

3. Остаток фосфорной кислоты.

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота длинноцепочечный неразветвленный полимер, состоящий из четырех типов мономеров – нуклеотидов А, Т, Г, Ц – связанных друг с другом ковалентной связью через остатки фосфорной кислоты (рисунок 3).

РНК – рибонуклеиновая кислота вместо дезоксирибозы содержит рибозу, а вместо тимина – урацил. РНК, как правило, имеют лишь одну цепь, более короткую, чем цепи ДНК. Двуцепочечные РНК встречаются у некоторых вирусов.

Виды РНК: информационная (матричная) – и – РНК, транспортная – тРНК, рибосомная – р – РНК.

Аденозинтрифосфорная кислота – АТФ. Энергия, поступающая с пищей, запасается клеткой в виде химических связей органических молекул, которые клетка синтезирует. Универсальным источником энергии в клетке являются молекулы глюкозы. Энергия, выделяющаяся при расщеплении глюкозы, запасается в молекулах АТФ – универсальном аккумуляторе энергии. У растений АТФ образуются в хлоропластах в процессе фотосинтеза и в митохондриях. Использование АТФ позволяет организму легко и быстро высвобождать и запасать энергию. По строению АТФ сходна с адениловым нуклеотидом, входящим в состав РНК, только вместо одного остатка фосфорной кислоты (фосфата) в состав АТФ входят три остатка (рисунок 4).

Практическая часть

Самостоятельная работа

Задание 1

Зарисуйте рисунок 2 и сделайте обозначения.

Рисунок 2 – Структуры белка

Задание 2

Рассмотрите и зарисуйте рисунок 3, обозначив ширину спирали ДНК и расстояние между витками спирали [2, 3].

Рисунок 3 – Модель молекулы ДНК

Задание 3

Рассмотрите рисунок 4 и запишите реакцию превращения АТФ в АДФ (рисунок 4).

Рисунок 4 – Превращение АТФ в АДФ

Тесты для самоконтроля:

2.1 К макроэлементам относится:

а) золото;

б) марганец;

в) железо;

г) цинк.

2.2 К микроэлементам относится:

а) медь;

б) уран;

в) кальций;

г) азот.

2.3 К микроэлементам не относится:

а) цинк;

б) медь;

в) калий;

г) марганец.

2.4 К моносахаридам относится вещество:

а) крахмал;

б) гликоген;

в) глюкоза;

г) сахароза.

2.5 К моносахаридам относится вещество:

а) мальтоза;

б) дезоксирибоза;

в) целлюлоза;

г) крахмал.

2.6 К дисахаридам относится вещество:

а) крахмал;

б) гликоген;

в) глюкоза;

г) сахароза.

2.7 К дисахаридам относится вещество:

а) мальтоза;

б) дезоксирибоза;

в) целлюлоза;

г) крахмал.

2.8 В состав молекулы ДНК входят остатки моносахарида:

а) рибозы;

б) дезоксирибозы;

в) глюкозы;

г) фруктозы.

2.9 В состав молекулы РНК входят остатки моносахарида:

а) рибозы;

б) дезоксирибозы;

в) галактозы;

г) глюкозы.

2.10 При полном сгорании 1 г вещества выделилось 38,9 кДж энергии. Это сгорели:

а) углеводы;

б) жиры;

в) или углеводы или липиды, так как при их полном окислении выделяется 38,9 кДж энергии;

г) не углеводы и не липиды, так как при их полном окислении выделяется 17,6 кДж энергии.

2.11 Основу клеточных мембран образуют:

а) жиры;

б) фосфолипиды;

в) воски;

г) белки.

2.12 Вторичную структуру белков стабилизируют связи:

а) ковалентные;

б) водородные;

в) ионные;

г) такие связи отсутствуют.

2.13 Придают аминокислоте кислые и щелочные свойства следующие функциональные группировки:

а) кислые – радикал, щелочные – аминогруппа;

б) кислые – аминогруппа, щелочные – радикал;

в) кислые – карбоксильная группа, щелочные – радикал;

г) кислые – карбоксильная группа, щелочные – аминогруппа.

2.14 Первичную структуру белков стабилизируют связи:

а) ковалентные;

б) водородные;

в) ионные;

г) такие связи отсутствуют.