Primerjalne značilnosti celic različnih organizmov in prisotnost sluznice. Tema: Celična teorija. Celične strukture: citoplazma, plazemska membrana, EDS, ribosomi, Golgijev kompleks, lizosomi

Splošni znaki

Enotnost strukturnih sistemov - citoplazme in jedra.

Podobnost presnovnih in energetskih procesov.

Enotnost načela dednega zakonika.

Enotnost kemične sestave

Znaki	rastlinska celica	živalska celica
Plastidi	Kloroplasti, kromoplasti, levkoplasti	Noben
Način prehranjevanja	avtotrofni (fototrofni, kemotrofni)
sinteza ATP	V kloroplastih, mitohondrijih	V mitohondrijih
Razpad ATP	V kloroplastih in vsem deli celice, kjer so potrebni vložki energije	V vseh delih celice, kjer je potrebna energija
Celični center	U nižje rastline	V vseh celicah
Celulozna celična stena	Nahaja se zunaj celične membrane	Odsoten
Vključki	Rezervni deli hranila v obliki škrobnih zrn, beljakovin, oljnih kapljic: vakuole s celičnim sokom: kristali soli	Rezervna hranila v obliki zrn in kapljic (beljakovine, maščobe, ogljikovi hidrati glikogen); končni produkti presnove, kristali soli; pigmenti
	Velike votline, napolnjene s celičnim sokom - vodna raztopina različne snovi, ki so rezervni ali končni izdelki. Osmotski rezervoarji celice	Kontraktilne, prebavne, izločevalne vakuole. Običajno majhna

Presnova in energija

Presnova in energija sta najpomembnejši lastnosti živih bitij, ki se kažeta na različnih ravneh organizacije živih bitij. Zahvaljujoč metabolizmu in energiji pride do rasti in razmnoževanja ter oblikovanja drugih pomembnih lastnosti celic in organizmov.

Presnova in energija (metabolizem)- niz kemičnih reakcij, ki potekajo v celicah ali v celotnem organizmu in so sestavljene iz sinteze kompleksnih molekul in nove protoplazme (anabolizem) ter razgradnje molekul s sproščanjem energije (katabolizem).

Energija je potrebna za:

biosinteza (tvorba nove snovi),

osmotsko delo (absorpcija in izločanje različnih snovi v celicah),

mehansko delo (med gibanjem) in druge reakcije.

Energetski procesi vseh živih bitij so podobni.

Regulacija presnovnih poti temelji na skupnih mehanizmih.

Anabolizem in katabolizem

Osnovni presnovni procesi:

anabolizem (asimilacija)

katabolizem (disimilacija).

Anabolizem (iz grškega anabole - dvig), asimilacija, niz kemičnih procesov v živem organizmu, katerih cilj je nastanek in obnova strukturnih delov celic in tkiv. Gre za sintezo kompleksnih molekul iz enostavnejših z akumulacijo energije.

Procesi:

sinteza beljakovin

sinteza nukleinske kisline

fotosinteza ( poseben primer anabolizem)

Katabolizem ali disimilacija (iz latinščine dissimilis - različnost) je eksotermni proces, pri katerem pride do razgradnje snovi s sproščanjem energije. Ta razgradnja nastane kot posledica prebave in dihanja.

Katabolizem (iz grškega katabole - izločanje, uničenje), disimilacija, niz encimskih reakcij v živem organizmu, katerih cilj je razgradnja kompleksne organske snovi. snovi - beljakovine, nukleinske kisline, maščobe, ogljikovi hidrati, ki prihajajo s hrano ali se shranjujejo v telesu samem (maščobe, škrob glikogen itd.).

Procesi:

celično dihanje

glikoliza

fermentacijo

Med procesom katabolizma se energija, ki jo vsebuje kemične vezi velike organske molekule se sprostijo in shranijo v obliki ATP vezi.

ATP (adenozin trifosforna kislina). Molekula je nukleotid. ATP je glavni univerzalni dobavitelj energije v celicah vseh živih organizmov. Cikel ATP-ADP je glavni mehanizem izmenjave energije v živih sistemih.

Struktura:

dušikova baza - adenin

petogljikov sladkor - riboza

trije ostanki fosforne kisline

Fosfatne skupine v molekuli ATP so med seboj povezane z visokoenergijskimi (makroergičnimi) vezmi

Kot posledica hidrolitske cepitve fosfatne skupine iz ATP nastane ADP (adenozin difosforna kislina) in sprosti se del energije:

ATP + H 2 O ADP + H 3 PO 4 + 40 kJ

ADP je lahko podvržen tudi nadaljnji hidrolizi z eliminacijo druge fosfatne skupine in sprostitvijo drugega dela energije; v tem primeru se ADP pretvori v adenozin monofosfat (AMP), ki ni nadalje hidroliziran:

ADP + H 2 O AMP + H 3 PO 4 + 40 kJ

Fosforilacija proces nastajanja ATP iz ADP in anorganskega fosfata zaradi energije, ki se sprosti pri oksidaciji organskih snovi in med fotosintezo. Pri tem je treba porabiti vsaj 40 kJ/mol energije, ki se akumulira v visokoenergijskih vezeh:

ADP + H 3 PO 4 + 40 kJ ATP + H 2 O

ATP se hitro obnavlja. Sinteza ATP poteka predvsem v mitohondrijih in tu nastali ATP se pošlje v tiste dele celice, kjer se pojavi potreba po energiji.

primer:

Pri ljudeh se vsaka molekula ATP razgradi in obnovi 2400-krat na dan, zato je njena povprečna življenjska doba manj kot 1 minuto.

ATP ni edina biološko aktivna spojina, ki vsebuje pirofosfatne vezi. Nekatere fosforilirane spojine se ne razlikujejo od ATP po količini energije, ki jo vsebujejo takšne vezi. Vendar difosfati takšnih spojin ne morejo nadomestiti adenozin difosforne kisline v tistih procesih, ki vodijo do sinteze ATP, njihovi trifosfati pa ne morejo nadomestiti ATP v nadaljnjih procesih energetske presnove, v katerih se ATP uporablja kot darovalec energije, potrebne za biosintetske reakcije. Možno je, da tako visoka stopnja specifičnosti ne odraža toliko edinstvenosti ATP, temveč edinstvene lastnosti biokemičnih procesov, prilagojenih izključno ATP.

Zgradba rastlinske celice. Obstajajo plastidi; Obstajajo plastidi; Avtotrofna vrsta prehrane; Avtotrofna vrsta prehrane; Sinteza ATP poteka v kloroplastih in mitohondrijih; Sinteza ATP poteka v kloroplastih in mitohondrijih; Obstaja celulozna celična stena; Obstaja celulozna celična stena; Velike vakuole; Velike vakuole; Celični center najdemo le pri nižjih živalih. Celični center najdemo le pri nižjih živalih.

Struktura živalska celica Plastidov ni; Plastidov ni; Heterotrofna vrsta prehrane; Heterotrofna vrsta prehrane; Sinteza ATP poteka v mitohondrijih; Sinteza ATP poteka v mitohondrijih; Ni celulozne celične stene; Ni celulozne celične stene; Vakuole so majhne; Vakuole so majhne; Vse celice imajo celični center. Vse celice imajo celični center.

Razlike v zgradbi rastlinskih in živalskih celic. Rastlinska celica Obstajajo plastidi; Obstajajo plastidi; Avtotrofna vrsta prehrane; Avtotrofna vrsta prehrane; Sinteza ATP poteka v kloroplastih in mitohondrijih; Sinteza ATP poteka v kloroplastih in mitohondrijih; Obstaja celulozna celična stena; Obstaja celulozna celična stena; Velike vakuole; Velike vakuole; Celični center najdemo le pri nižjih živalih. Celični center najdemo le pri nižjih živalih. Živalska celica Brez plastidov; Plastidov ni; Heterotrofna vrsta prehrane; Heterotrofna vrsta prehrane; Sinteza ATP poteka v mitohondrijih; Sinteza ATP poteka v mitohondrijih; Ni celulozne celične stene; Ni celulozne celične stene; Vakuole so majhne; Vakuole so majhne; Vse celice imajo celični center. Vse celice imajo celični center.

Skupne lastnosti, značilne za živalske in rastlinske celice. Temeljna enotnost zgradbe (površinski aparat celice, citoplazma, jedro.) Temeljna enotnost strukture (površinski aparat celice, citoplazma, jedro.) Podobnost v poteku številnih kemičnih procesov v citoplazme in jedra. Podobnosti v pojavu številnih kemičnih procesov v citoplazmi in jedru. Enotnost principa prenosa dednih informacij med celično delitvijo. Enotnost principa prenosa dednih informacij med celično delitvijo. Podobna struktura membrane. Podobna struktura membrane. Enotnost kemične sestave. Enotnost kemične sestave.

ZAKLJUČEK: 1. Temeljna podobnost v strukturi in kemični sestavi rastlinskih in živalskih celic kaže na njihov skupni izvor, verjetno iz enoceličnih organizmov. vodni organizmi. 2. Živali in rastline so se v procesu evolucije daleč oddaljile, imajo različne vrste prehrane; različne načine zaščita pred neželeni učinki zunanje okolje. Vse to se je odražalo v zgradbi njihovih celic.

Celica- osnovna enota živega sistema. Specifične funkcije v celici so porazdeljene med organoidi– znotrajcelične strukture. Kljub raznolikosti oblik celice različni tipi imajo presenetljive podobnosti v svojih glavnih strukturnih značilnostih.

Celična teorija

Z izboljšanjem mikroskopov so se pojavile nove informacije o celični zgradbi rastlinskih in živalskih organizmov.

S pojavom fizičnih in kemične metode Raziskave so pokazale neverjetno enotnost v zgradbi celic različni organizmi, je bila dokazana neločljiva povezava med njihovo strukturo in delovanjem.

Osnovna načela celične teorije

Celica je osnovna enota zgradbe in razvoja vseh živih organizmov. Celice vseh eno- in večceličnih organizmov so si po zgradbi podobne, kemična sestava, glavna manifestacija življenjske aktivnosti in metabolizma. Celice se razmnožujejo z delitvijo. IN večcelični organizmi celice so specializirane za svoje funkcije in tvorijo tkiva. Organi so sestavljeni iz tkiv.

Za potrditev nekaterih zgornjih določb celične teorije pokličimo skupne značilnosti, značilen za živalske in rastlinske celice.

Splošni znaki rastlinske in živalske celice

Enotnost strukturnih sistemov - citoplazme in jedra. Podobnost presnovnih in energetskih procesov. Enotnost načela dednega zakonika. Univerzalna struktura membrane. Enotnost kemične sestave. Podobnosti v procesu celične delitve.

Tabela Lastnosti rastlinske in živalske celice

Znaki	rastlinska celica	živalska celica
Plastidi	Kloroplasti, kromoplasti, levkoplasti	Odsoten
Način prehranjevanja	Avtotrofni (fototrofni, kemotrofni).	Heterotrofni (saprotrofni, kemotrofni).
sinteza ATP	V kloroplastih, mitohondrijih.	V mitohondrijih.
Razpad ATP		V kloroplastih in vseh delih celice, kjer je potrebna energija.
Celični center	V nižjih rastlinah.	V vseh celicah.
Celulozna celična stena	Nahaja se zunaj celične membrane.	Odsoten.
Vključevanje	Rezervna hranila v obliki zrn škroba, beljakovin, kapljic olja; v vakuolah s celičnim sokom; kristali soli.	Rezervna hranila v obliki zrn in kapljic (beljakovine, maščobe, ogljikovi hidrati glikogen); končni produkti presnove, kristali soli; pigmenti.
	Velike votline, napolnjene s celičnim sokom – vodno raztopino različnih snovi, ki so rezervni ali končni produkti. Osmotski rezervoarji celice.	Kontraktilne, prebavne, izločevalne vakuole. Običajno majhna.

Pomen teorije: dokazuje enotnost izvora vseh živih organizmov na Zemlji.

Celične strukture

Slika Shema zgradbe živalskih in rastlinskih celic

Organeli	Struktura	Funkcije
citoplazma	Nahaja se med plazemsko membrano in jedrom in vključuje različne organele. Prostor med organeli je napolnjen s citosolom - viskozno vodno raztopino različnih soli in organskih snovi, prežeto s sistemom beljakovinskih niti - citoskeletom.	Večina kemičnih in fizioloških procesov v celici poteka v citoplazmi. Citoplazma združuje vse celične strukture v en sam sistem in zagotavlja medsebojno povezavo za izmenjavo snovi in energije med celičnimi organeli.
Zunanja celična membrana	Ultramikroskopski film, sestavljen iz dveh monomolekularnih plasti beljakovin in bimolekularne plasti lipidov, ki se nahaja med njima. Celovitost lipidne plasti lahko prekinejo beljakovinske molekule - "pore".	Izolira celico iz okolju, ima selektivno prepustnost, uravnava proces vstopa snovi v celico; zagotavlja izmenjavo snovi in energije z zunanjim okoljem, spodbuja povezavo celic v tkivu, sodeluje pri pinocitozi in fagocitozi; ureja vodna bilanca celic in iz njih odstranjuje odpadne snovi.
Endoplazmatski retikulum (ER)	Ultramikroskopski sistem membran, ki tvorijo cevke, tubule, cisterne, vezikle. Struktura membran je univerzalna (tako kot zunanja membrana), celotna mreža je združena v eno celoto z zunanjo membrano jedrsko ovojnico in zunanjo celično membrano. Zrnati ES nosi ribosome, gladki pa jih nima.	Zagotavlja transport snovi tako znotraj celice kot med sosednjimi celicami. Celico razdeli na ločene dele, v katerih se različni dogodki odvijajo hkrati fizioloških procesov in kemične reakcije. Zrnat ES sodeluje pri sintezi beljakovin. V kanalih ES nastajajo kompleksne beljakovinske molekule, sintetizirajo se maščobe in prenaša ATP.
Ribosomi	Majhni sferični organeli, sestavljeni iz rRNA in beljakovin.	Beljakovine se sintetizirajo na ribosomih.
Golgijev aparat	Mikroskopski enomembranski organeli, sestavljeni iz niza ravnih cistern, vzdolž katerih robov se odcepijo cevke, ki ločujejo majhne vezikle.	IN skupni sistem membrane katere koli celice - najbolj mobilni in spreminjajoči se organel. V cisternah se kopičijo produkti razgradne sinteze in snovi, ki vstopajo v celico, ter snovi, ki se iz celice odstranijo. Pakirani v vezikle vstopajo v citoplazmo: nekateri se porabijo, drugi pa se izločijo.
Lizosomi	Mikroskopski enomembranski organeli okrogle oblike. Njihovo število je odvisno od vitalne aktivnosti celice in njenega fiziološkega stanja. Lizosomi vsebujejo lizirajoče (raztapljajoče) encime, sintetizirane na ribosomih.	Prebava hrane, ki pride v živalsko celico med fagocitozo in pinocitozo. Zaščitna funkcija. V celicah katerega koli organizma pride do avtolize (samoraztapljanja organelov), še posebej pod hrano oz. kisikovo stradanjeŽivalski repi se razpustijo. V rastlinah se organeli raztopijo med tvorbo plutastega tkiva lesnih posod.

Sklepi s predavanja

Pomemben dosežek biološke znanosti je oblikovanje predstav o zgradbi in delovanju celice kot strukturne in funkcionalna enota telo. Študij znanosti živa celica v vseh svojih manifestacijah se imenuje citologija. Prve stopnje razvoja citologije kot področja znanstvenega znanja so bile povezane z deli R. Hooke, A. Leeuwenhoek, T. Schwann, M. Schleiden, R. Virchow, K. Baer. Rezultat njihove dejavnosti je bila formulacija in razvoj osnovnih principov celične teorije. Različne celične strukture so neposredno vključene v vitalne procese celice. Citoplazma zagotavlja delovanje vseh celičnih struktur kot enoten sistem. Cyto plazemska membrana zagotavlja selektivnost prehoda snovi v celici in jo ščiti pred zunanjim okoljem. ES zagotavlja transport snovi tako znotraj celice kot med sosednjimi celicami. V rezervoarjih Golgijevega aparata se kopičijo produkti sinteze in razgradnje snovi, ki vstopajo v celico, pa tudi snovi, ki se odstranijo iz celice. Lizosomi razgrajujejo snovi, ki vstopajo v celico.

Vprašanja za samokontrolo

Z znanjem celične teorije dokažite enotnost nastanka življenja na Zemlji. Kakšne so podobnosti in razlike v zgradbi rastlinskih in živalskih celic? Kako je zgradba celične membrane povezana z njenimi funkcijami? Kako poteka aktivna absorpcija snovi v celice? Kakšna je povezava med ribosomi in ES? Kakšne so zgradba in funkcije lizosomov v celici?

Celične strukture: mitohondriji, plastidi, gibalni organeli, vključki. Jedro

Tabela Celični organeli, njihova zgradba in funkcije

Organeli	Struktura	Funkcije
Mitohondrije	Mikroskopski organeli z dvojno membransko strukturo. Zunanja membrana je gladka, notranja se oblikuje različne oblike izrastki – kriste. Mitohondrijski matriks (poltekoča snov) vsebuje encime, ribosome, DNA in RNA.	Univerzalni organel je dihalni in energetski center. Med kisikovo (oksidativno) stopnjo v matriksu se s pomočjo encimov organske snovi razgradijo s sproščanjem energije, ki gre za sintezo ATP na (kriste).
levkoplasti	Mikroskopski organeli z dvojno membransko strukturo. Notranja membrana tvori 2-3 izrastke. Oblika je okrogla. Brezbarven.	Značilno za rastlinske celice. Služijo kot mesto za odlaganje rezervnih hranil, predvsem škrobnih zrn. Na svetlobi postane njihova zgradba bolj kompleksna in se spremenijo v kloroplaste. Nastane iz proplastidov.
kloroplasti	Mikroskopski organeli z dvojno membransko strukturo. Zunanja membrana gladka. Notranja membrana tvori sistem dvoslojnih plošč - stromalnih tilakoidov in zrnatih tilakoidov. Pigmenti - klorofil in karotenoidi - so koncentrirani v membranah tilakoidnih granul med plastmi beljakovinskih in lipidnih molekul. Proteinsko-lipidni matriks vsebuje lastne ribosome, DNA in RNA.	Za rastlinske celice so značilni organeli fotosinteze, sposobni ustvarjanja anorganske snovi(CO2 in H2O) ob prisotnosti svetlobne energije in pigmenta klorofila, organskih snovi – ogljikovih hidratov in prostega kisika. Sinteza lastnih beljakovin. Lahko nastanejo iz plastidov ali levkoplastov, jeseni pa se spremenijo v kloroplaste (rdeči in oranžni plodovi, rdeči in rumeni listi).
Kromoplasti	Mikroskopski organeli z dvojno membransko strukturo. Sami kromoplasti imajo sferično obliko, tisti, ki nastanejo iz kloroplastov, pa imajo obliko karatinodonskih kristalov, značilnih za to vrsto rastlin. Barva: rdeča, oranžna, rumena.	Značilnost rastlinskih celic. Cvetnim listom dajejo barvo, ki je privlačna za žuželke opraševalce. Jesensko listje in zreli plodovi, ločeni od rastlin, vsebujejo kristalne karotenoide – končne produkte presnove.
Celični center	Ultramikroskopska organela nemembranske strukture. Sestavljen je iz dveh centriolov. Vsak ima valjasto obliko, stene tvori devet trojčkov cevi, v sredini pa je homogena snov. Centrioli se nahajajo pravokotno drug na drugega.	Sodeluje pri delitvi celic živali in nižjih rastlin. Na začetku delitve (v profazi) se centrioli razhajajo na različne pole celice. Vretena segajo od centriolov do centromer kromosomov. V anafazi te niti pritegnejo kromatide na poli. Po koncu delitve ostanejo centrioli v hčerinskih celicah. Podvojijo se in tvorijo celično središče.
Celične vključke (nestalne strukture)	Gosti zrnati vključki z membrano (na primer vakuole).
Organoidi gibanja	Cilije so številne citoplazemske izbokline na površini membrane.	Odstranjevanje prašnih delcev (migetalnega epitelija zgornjega dihalni trakt), gibanje (eno celični organizmi).
Flagele so posamezne citoplazemske izbokline na celični površini.	Gibanje (spermatozoidi, zoospore, enocelični organizmi).
Lažne noge (psevdopodije) so ameboidne izbokline citoplazme.	Nastane pri živalih različni kraji citoplazma za zajemanje in gibanje hrane.
miofibrile – tanke niti do 1 cm ali več.	Služijo za krčenje mišičnih vlaken, vzdolž katerih se nahajajo.
Citoplazma, ki izvaja tokovno in krožno gibanje.	Gibanje celičnih organelov glede na (med fotosintezo), toploto, kemično draženje.

Slika Shema sestave in funkcije celičnih vključkov

Fagocitoza– zajame trdne delce s plazemsko membrano in jih vleče navznoter.

Plazemska membrana tvori invaginacijo v obliki tankega tubula, v katerega vstopi tekočina s snovmi, raztopljenimi v njej. Ta metoda se imenuje pinocenoza.

Jedro

Vsi organizmi, ki imajo celično strukturo brez formalnega jedra imenujemo prokariontov. Vsi organizmi, ki imajo celično zgradbo z jedrom, se imenujejo evkariontov.

Tabela Jedrske strukture, njihova struktura in funkcije

Strukture	Struktura	Funkcije
Jedrska ovojnica	Dvoslojna porozna. Zunanja membrana prehaja v membrane ES. Značilen je za vse živalske in rastlinske celice, razen bakterijskih in modrozelenih, ki nimajo jedra.	Loči jedro od citoplazme. Uravnava transport snovi iz jedra v citoplazmo (RNA in ribosomske podenote) in iz citoplazme v jedro (beljakovine, maščobe, ogljikovi hidrati, ATP, voda, ioni).
Kromosomi (kromatin)	V interfazni celici ima kromatin obliko drobnozrnatih nitastih struktur, sestavljenih iz molekul DNA in beljakovinskega ovoja. V celicah, ki se delijo, se strukture kromatina spiralno zavijejo in tvorijo kromosome. Kromosom je sestavljen iz dveh kromatid, po delitvi jedra pa postane enokromatid. Do začetka naslednje delitve se na vsakem kromosomu dokonča druga kromatida. Kromosomi imajo primarno zožitev, na kateri se nahaja centromera; zožitev deli kromosom na dva enaka ali različno dolga kraka. Nukleolarni kromosomi imajo sekundarno zožitev.	Kromatinske strukture so nosilci DNK. DNK je sestavljena iz delov – genov, ki nosijo dedne informacije in se prenašajo od prednikov do potomcev preko zarodnih celic. Celoten kromosom in posledično geni zarodnih celic staršev se prenašajo na otroke, kar zagotavlja stabilnost lastnosti, značilnih za določeno populacijo ali vrsto. DNA in RNA se sintetizirata v kromosomih, kar je nujen dejavnik pri prenosu dednih informacij med delitvijo celic in gradnjo beljakovinskih molekul.
	Kroglasto telo, ki spominja na kroglico niti. Sestavljen je iz beljakovin in RNA. Nastane na sekundarni zožitvi nukleolarnega kromosoma. Razpade, ko se celice delijo.	Tvorba ribosomskih polovic iz rRNA in proteina. Polovice (podenote) ribosomov vstopijo v citoplazmo skozi pore v jedrni ovojnici in se združijo v ribosome.
Jedrni sok (kariolimfa)	Poltekoča snov, ki predstavlja koloidno raztopino beljakovin, nukleinskih kislin, ogljikovih hidratov, mineralne soli. Reakcija je kisla.	Sodeluje pri transportu snovi in jedrskih struktur, zapolnjuje prostor med jedrskimi strukturami; Med celično delitvijo se pomeša s citoplazmo.

Slika Shema zgradbe celičnega jedra

Funkcije celičnega jedra:

regulacija presnovnih procesov v celici; shranjevanje dednih informacij in njihovo razmnoževanje; sinteza RNA; sestavljanje ribosomov.

Sklepi s predavanja

V mitohondrijih pride do razgradnje organskih snovi in sproščanja energije, ki se porabi za sintezo ATP. Pomembna vloga Plastidi igrajo vlogo pri zagotavljanju vitalnih procesov rastlinske celice. Organele gibanja vključujejo celične strukture: cilije, flagele, miofibrile. Vse celične organizme delimo na prokarionte (brez jedra) in evkarionte (z jedrom). Jedro je strukturno in funkcionalno središče, ki usklajuje svoj metabolizem, usmerja procese samoreprodukcije in shranjevanja dednih informacij.

Vprašanja za samokontrolo

Zakaj mitohondrije figurativno imenujemo »elektrarne« celice? Katere celične strukture prispevajo k njegovemu gibanju? Kaj velja za celični vključki? Kakšna je njihova vloga? Kakšne so funkcije jedra v celici?

Organske snovi v celici (ogljikovi hidrati, beljakovine, lipidi, nukleinske kisline, ATP, vitamini itd.)

Biološki polimeri – organske spojine, ki so del celic živih organizmov. Polimer - veččlenska veriga preproste snovi– monomeri (n ÷ 10 tisoč – 100 tisoč monomerov)

Lastnosti biopolimerov so odvisne od zgradbe njihovih molekul, od števila in raznolikosti monomernih enot.

Če so monomeri različni, potem njihove ponavljajoče se menjave v verigi ustvarijo pravilen polimer.

…A – A – B – A – A – B... redno

…A – A – B – B – A – B – A... nepravilno

Ogljikovi hidrati

Splošna formula Сn(H2O)m

Ogljikovi hidrati igrajo pomembno vlogo v človeškem telesu energijske snovi. Najpomembnejši med njimi so - saharoza, glukoza, fruktoza, in škrob. Hitro se absorbirajo (»izgorijo«) v telesu. Izjema je celuloza(celuloza), ki je še posebej veliko v rastlinska hrana. Telo ga praktično ne absorbira, vendar ga velik pomen: Deluje kot balast in pomaga pri prebavi z mehanskim čiščenjem sluznice želodca in črevesja. Ogljikovih hidratov je veliko v krompirju in zelenjavi, žitih, testenine, sadje in kruh.

Glukoza, riboza, fruktoza, deoksiriboza - monosaharidi

Saharoza - disaharidi

Škrob, glikogen, celuloza - polisaharidi

Najdba v naravi: v rastlinah, plodovih, cvetni prah, zelenjava (česen, pesa), krompir, riž, koruza, pšenično zrnje, les...

Njihove funkcije:

celične membrane

Lipidi (lipoidi, maščobe)

Med lipide spadajo različne maščobe, maščobam podobne snovi, fosfolipidi... Vsi so netopni v vodi, topni pa v kloroformu, etru...

Najdba v naravi: v živalskih in človeških celicah v celični membrani; med celicami - podkožne plasti maščoba

Funkcije:

sestavni del

Služijo tudi maščobe Človeško telo vir energije. Telo jih hrani »v rezervi« in služijo kot dolgoročni vir energije. Poleg tega imajo maščobe nizko toplotno prevodnost in ščitijo telo pred hipotermijo. Ni presenetljivo, da tradicionalna prehrana severnih ljudstev vsebuje toliko živalskih maščob. Pri ljudeh, ki se ukvarjajo s težkim fizičnim delom, je porabljeno energijo tudi najlažje (čeprav ne vedno najbolj koristno) nadomestiti. mastna hrana. Maščobe so del celičnih sten, znotrajceličnih tvorb in živčnega tkiva. Druga funkcija maščob je oskrba telesnih tkiv z vitamini, topnimi v maščobi, in drugimi biološko aktivnimi snovmi.

Veverice

Slika 1.2.1. Proteinska molekula

Če v R zamenjamo še en H z aminoskupino NH2, dobimo aminokislino:

Beljakovine so biopolimeri, katerih monomeri so aminokisline.

Tvorba linearnih beljakovinskih molekul nastane kot posledica medsebojnih reakcij aminokislin.

Viri beljakovin so lahko ne le živalski proizvodi (meso, ribe, jajca, skuta), temveč tudi rastlinski proizvodi, na primer stročnice (fižol, grah, soja, arašidi, ki vsebujejo do 22–23% beljakovin po masi). , oreščki in gobe . Sir pa vsebuje največ beljakovin (do 25%), mesni izdelki(v svinjini 8–15%, jagnjetini 16–17%, govedini 16–20%), v perutnini (21%), ribah (13–21%), jajcih (13%), skuti (14%). Mleko vsebuje 3 % beljakovin, kruh pa 7–8 %. Med žiti je prvak v beljakovinah ajda(13% beljakovin v suhih žitih), zato se priporoča za dietna prehrana. Da bi se izognili "presežkom" in hkrati zagotovili normalno delovanje telesa, je treba najprej dati osebi popoln nabor beljakovin s hrano. Če v prehrani ni dovolj beljakovin, odrasel človek čuti izgubo moči, njegova zmogljivost se zmanjša, telo pa je manj odporno na okužbe in prehlade. Kar se tiče otrok, so invalidi beljakovinska prehrana močno zaostajajo v razvoju: otroci rastejo, beljakovine pa so glavni "gradbeni material" narave. Vsaka celica živega organizma vsebuje beljakovine. Človeške mišice, koža, lasje in nohti so sestavljeni predvsem iz beljakovin. Poleg tega so beljakovine osnova življenja, sodelujejo pri presnovi in zagotavljajo razmnoževanje živih organizmov.

Struktura:

primarna struktura – linearna, z izmenjujočimi se aminokislinami; sekundarni - v obliki spirale s šibkimi vezmi med obrati (vodik); terciarno - spirala, zvita v kroglo; kvaternarni - pri združevanju več verig, ki se razlikujejo po primarni strukturi.

Z obsevanjem, visokimi temperaturami, ekstremnimi pH vrednostmi, v alkoholu, acetonu pride do uničenja proteina – reakcija denaturacije.

Tabela 1.2.1. Struktura beljakovin

	Primarna struktura– specifično zaporedje α-aminokislinskih ostankov v polipeptidni verigi
	Sekundarna struktura– konformacija polipeptidne verige, ki je fiksirana s številnimi vodikovimi vezmi med njimi skupine N-H in C=O. Eden od modelov sekundarne strukture je α-vijačnica zaradi kooperativnih intramolekularnih H-vezi. Drug model je b-oblika ("zložen list"), v kateri prevladujejo medverižne (medmolekulske) H-vezi
	Terciarna struktura- oblika zavite vijačnice v prostoru, ki nastane predvsem zaradi disulfidnih mostov - S-S-, vodikovih vezi, hidrofobnih in ionskih interakcij
	Kvartarna struktura– agregati več beljakovinskih makromolekul ( proteinski kompleksi), ki nastane zaradi interakcije različnih polipeptidnih verig

Funkcije:

tujki

Adenozin trifosforna kislina (ATP)– univerzalni nosilec in glavni akumulator energije v živih javorjih, ki je potreben za sintezo organskih snovi, gibanje, proizvodnjo toplote, živčnih impulzov in luminescenco. ATP najdemo v vseh rastlinskih in živalskih celicah.

To je nukleotid, ki ga tvorijo ostanki dušikove baze (adenin), sladkorja (riboza) in treh ostankov fosforne kisline.

ATP je nestabilna molekula: ko odstranimo končni ostanek fosforne kisline. ATP se pretvori v ADP (adenozin difosforno kislino) in sprosti se približno 30,5 kJ.

Slika 1.2.2. Zgradba molekule ATP

Hormoni organske spojine, ki so lahko beljakovinske narave (hormoni trebušne slinavke) in so lahko lipidi (spolni hormoni), lahko so derivati aminokislin. Hormone proizvajajo tako živali kot rastline. Hormoni opravljajo različne funkcije:

puberteta

Nukleinska kislina– biopolimeri, katerih monomeri so nukleotidi.

Slika 1.2.3. Sinteza nukleinskih kislin

Slika 1.2.4. Shematska struktura DNK (elipse označujejo vodikove vezi)

Molekula DNK je struktura, sestavljena iz dveh verig, ki sta med seboj po vsej dolžini povezani z vodikovimi vezmi. (slika 1.2.4)

Slika 1.2.5. Odsek molekule DNK

Značilnost zgradbe DNA je, da nasproti dušikove baze A v eni verigi leži dušikova baza T v drugi verigi, nasproti dušikove baze G pa je vedno dušikova baza C. Zgornje lahko prikažemo v obliki diagrama :

Ti bazni pari se imenujejo komplementarno baze (med seboj komplementarne). DNK verige, v katerih so baze med seboj komplementarne, imenujemo komplementarne verige. Na sl. Slika 1.2.5 prikazuje dve verigi DNK, ki sta povezani s komplementarnimi regijami.

Vrstni red nukleotidov v molekulah DNA določa vrstni red aminokislin v linearnih proteinskih molekulah.

Tabela Primerjalne značilnosti DNK in RNK

Znaki primerjave
Lokacija v kletki	Jedro, mitohondriji, kloroplasti	Jedro, ribosomi, citoplazma, mitohondriji, kloroplasti
Lokacija v jedru	kromosomi
Zgradba makromolekule	Dvojni nerazvejeni linearni polimer, zvit v desnosučno vijačnico	Enojna polinukleotidna veriga
Sestava nukotidov	Dušikove baze (adenin, gvanin, timin, citozin); deoksiriboza (ogljikovi hidrati); ostanek fosforne kisline	Dušikove baze (adenin, gvanin, uracil, citozin); riboza (ogljikovi hidrati); ostanek fosforne kisline
	Kemijska osnova kromosomskega genetskega materiala (gena); Sinteza DNA in RNA, informacije o zgradbi beljakovin	Informacija (mRNA) prenaša kodo dednih informacij o primarni strukturi proteinske molekule; ribosomska (rRNA) je del ribosomov; transport (tRNA) prenaša aminokisline do ribosomov.

vitamini

Konec 19. Znanstveniki ugotovili, da strašna bolezen vzeti - vzeti, pri katerem pride do poraza živčni sistem, nastane zaradi pomanjkanja kakšne posebne snovi v hrani. Leta 1912 je poljski raziskovalec Kazimierz Funk (1884–1967) izoliral snov iz riževih otrobov in jo poimenoval vitamin (iz latinščine vita - "življenje"). Tako jim pravijo kemične spojine, ki nujne za normalno delovanje telesa v zelo majhne količine. Telo »ne zna« samo sintetizirati vitaminov. Zato je zelo pomembno, da telo napolnimo z živili, ki vsebujejo vitamine. Vzrok je pomanjkanje vitaminov v telesu huda bolezen– pomanjkanje vitamina.

Zdrav človek v normalnih življenjskih razmerah je treba poskušati v celoti pokriti svoje potrebe po vitaminih z različnimi dobra prehrana. Govoriti z farmacevtska zdravila ki vsebujejo vitamine, je treba uporabiti v primerih, ko občutite trajno ali sezonsko (jesen, pomlad) pomanjkanje vitaminov, pa tudi kadar hud stres. Nesistematično amatersko "prehranjevanje" vitaminskih tablet lahko povzroči neprijetne posledice v obliki hipervitaminoze, ko se celo zahtevana količina vitaminov ne absorbira, ampak jih telo izloči.

vitamini

Že v poznem 19. stoletju so znanstveniki odkrili, da strašno bolezen beriberi, ki poškoduje živčni sistem, povzroča pomanjkanje neke posebne snovi v hrani. Leta 1912 je poljski raziskovalec Kazimierz Funk (1884–1967) izoliral takšno snov iz riževih otrobov in jo poimenoval vitamin (iz latinskega vita - "življenje"). Približno 25 vitaminov je zdaj dobro raziskanih. Njihova kemična sestava in imena so zelo zapletena, zato so jim pripisali abecedne oznake. Običajno je vse vitamine razdeliti na dvoje velike skupine: vodotopni in topen v maščobi.

Glavni vodotopni vitamini so:

1. B1 – tiamin, prvič najden v belo zelje; nato pa so ga našli tudi v nekaterih žitih, surovih ribah, kvasu in kaljeni pšenici. Ta vitamin uravnava presnovo, živčna dejavnost in je odgovoren za stanje srčno-žilnega sistema. Pomanjkanje B1 v hrani povzroča beriberi, hudo bolezen sklepov, povezano s poškodbami živčnega sistema, srca in ožilja. Beriberi je pogost v tistih regijah jugovzhodne Azije, kjer se prebivalstvo prehranjuje slabo in enolično, večinoma le z rafiniranim rižem, ki skoraj ne vsebuje vitamina B1. Dnevna potreba telo v vitaminu B1 – 1,5–2,0 mg.

2. B2 – riboflavin. Uravnava metabolizem, povečuje ostrino vida, izboljšuje delovanje jeter in živčnega sistema ter stanje kože. Viri vitamina B2 so kvas, meso, ribe, jetra in druge drobovine (ledvice, srce, jezik), rumenjak, mlečni izdelki, stročnice in številna žita. Dnevna potreba telesa po vitaminu B2 je 2,0–2,5 mg;

3. RR – nikotinska kislina (niacin) uravnava celično dihanje in delovanje srca. Viri vitamina PP so kvas, meso in mlečni izdelki ter žitarice. Poleg tega je eden redkih vitaminov, ki jih lahko proizvaja človeško telo. Vitamin PP se tvori iz triptofana, aminokisline, ki je del beljakovin, ki jih dobimo s hrano. Dnevna potreba telesa po vitaminu PP je 15–20 mg;

4. B6 – piridoksin, sodeluje pri presnovni procesi, je potreben za absorpcijo aminokislin in za sintezo vitamina PP iz triptofana. Dnevna potreba telesa po vitaminu B6 je 2 mg;

5. pr. n. št. – folacin, folna kislina in njegovi derivati uravnavajo hematopoezo in presnovo maščob. Vsebuje jetra, kvas in veliko zelenjave (peteršilj, špinača in zelena solata). Dnevna potreba telesa po vitaminu BC je 2,0–2,5 mg.

6. B12 – cianokobalamin. Preprečuje anemijo. Prisoten v govedini in svinjska jetra, kunčje in piščančje meso, jajca, ribe, mleko. Dnevna potreba telesa po vitaminu B12 je 3 mg.

7. C – askorbinska kislina, ščiti pred skorbutom, izboljšuje imuniteto. Viri tega vitamina v prehrani so sveža in konzervirana zelenjava, sadje in jagode. Z askorbinsko kislino so še posebej bogati šipek, ribez, peteršilj, koper, med divjimi pa koprive, kislica in divji česen. Askorbinska kislina nestabilna: na zraku zlahka oksidira v dehidroaskorbinsko kislino, ki nima št vitaminske lastnosti. To je treba upoštevati pri kulinarična obdelava zelenjava in sadje. Dnevna potreba telesa po vitaminu C je 75–100 mg.

8. R – rutina(bioflavonoid) je sredstvo za krepitev ožilja, deluje skupaj z vitaminom C. Še posebej veliko ga je v ribezu, šipku, aronija(aronija), citrusi in zeleni čaj. Dnevna potreba telesa po vitaminu P je 25–50 mg.

Med v maščobi topnimi vitamini so najpomembnejši:

1. A – retinol in njegovih derivatov, izboljša stanje kože in sluznice oči, poveča imuniteto in, kar je najpomembneje, zagotavlja ostrino vida v mraku. S pomanjkanjem vitamina A, " nočna slepota"(človek slabo vidi noter večerni čas). Retinol najdemo v mleku, maslo, sir, ribje olje, lahko pa se sintetizira tudi v človeških jetrih iz provitamina A – karotena, katerega vir so korenje, paradižnik in rakitovec. Dnevna potreba telesa po vitaminu A je 1,5 – 2,0 mg (ali 6 mg karotena);

2.D – ergokalciferol, deluje antirahitično in pomaga pri absorpciji kalcija. Nujno je potreben za rastoče telo med nastajanjem in razvojem kosti in zob. Vitamin D najdemo v ribjem olju, kaviarju, maslu, jajcih in mleku. Poleg tega v telesu nastaja pod vplivom sončni žarki. Dnevna potreba telesa po vitaminu D je 0,01 mg.

3. E – tokoferol, vpliva na delovanje spolnih žlez in spodbuja normalen potek nosečnosti, pospešuje absorpcijo v maščobi topnih vitaminov in sodeluje pri presnovi. Vsebovano v rastlinsko olje, ajda, stročnice. Dnevna potreba telesa po vitaminu E je 12–15 mg.

4. K – antihemoragični faktor, uravnava strjevanje krvi, preprečuje krvavitve. Krompir, zelje, buče, špinača, kislica in jetra so viri tega vitamina. Dnevna potreba telesa po vitaminu K je 0,2–0,3 mg.

Sklepi s predavanja

Na glavno organska snov Celica vsebuje beljakovine, ogljikove hidrate, maščobe, nukleinske kisline in ATP. Ogljikovi hidrati igrajo vlogo energijskih snovi v življenju rastlin, živali, gliv in mikroorganizmov. Maščobe - glavne strukturna komponenta celične membrane in vir energije. V celici so podvrženi kompleksnim transformacijam. Beljakovine so biološki polimeri, katerih monomeri so 20 esencialnih aminokislin, in opravljajo številne pomembne funkcije v celici. Zgradba: beljakovine so bistvena sestavina vseh celičnih struktur; strukturni: proteini v kombinaciji z DNK sestavljajo telo kromosomov, z RNK pa telo ribosomov; encimski: kemični katalizator. reakcije – specifični encim – protein; transport: prenos O2, hormonov v telesu živali in ljudi; regulatorni: (hormoni) del hormonov - beljakovine, na primer inzulin - hormon, ki podpira žleze, aktivira privzem molekul glukoze v celice in njihovo razgradnjo ali shranjevanje znotraj celice. Ob pomanjkanju insulina se glukoza kopiči v krvi in se razvije sladkorna bolezen; zaščitna: ko tujki vstopijo v telo, nastanejo zaščitne beljakovine - protitelesa, ki se vežejo na tujke, združijo in zavirajo njihovo vitalno aktivnost. Ta mehanizem odpornosti telesa se imenuje imunost; energija: s pomanjkanjem ogljikovih hidratov in maščob lahko molekule aminokislin oksidirajo. DNK – molekule dednosti, sestavljene iz monomerov – nukleotidov. Nukleotidi DNA in RNA imajo podobnosti in razlike v zgradbi ter opravljajo različne funkcije. Razkril se je velik pomen vitaminov za organizem.

Vprašanja za samokontrolo

Kateri ogljikovi hidrati so značilni za rastlinsko in živalsko celico? Navedite funkcije ogljikovih hidratov. Opišite zgradbo beljakovinskih molekul v povezavi z njihovimi funkcijami v celici. Kakšna je primarna, sekundarna, terciarna in kvartarna struktura beljakovinske molekule? Kaj je posebnost strukture molekule DNA? Katere komponente sestavljajo nukleotide? Katere funkcije opravljata DNK in RNK?

Na podlagi gradiva s spletnega mesta http://umka. *****

Preden začnemo s primerjavo, je treba še enkrat omeniti (čeprav je bilo to že večkrat povedano), da so tako rastlinske kot živalske celice združene (skupaj z glivami) v nadkraljestvo evkariontov, za celice tega nadkraljestva pa je prisotnost za membransko membrano je značilno morfološko ločeno jedro in citoplazma (matriks), ki vsebuje različne organele in vključke.

Torej, primerjava živalskih in rastlinskih celic: Splošne značilnosti: 1. Enotnost strukturnih sistemov - citoplazme in jedra. 2. Podobnost presnovnih in energetskih procesov. 3. Enotnost načela dednega zakonika. 4. Univerzalna struktura membrane. 5. Enotnost kemične sestave. 6. Podobnosti v procesu celične delitve.

	rastlinska celica	živalska celica
Velikost (širina)	10 – 100 µm	10 – 30 µm
	Monotono - kubično ali plazmatično.	Različne oblike
Celične stene	Zanj je značilna prisotnost debele celulozne celične stene, ki je sestavni del ogljikovih hidratov celična membrana močno izražena in predstavljena s celulozno celično steno.	Običajno imajo tanko celično steno, ogljikohidratna komponenta je relativno tanka (debelina 10 - 20 nm), predstavljena z oligosaharidnimi skupinami glikoproteinov in glikolipidov in se imenuje glikokaliks.
Celični center	V nižjih rastlinah.	V vseh celicah
Centrioli
Jedrni položaj	Jedra visoko diferenciranih rastlinskih celic so praviloma potisnjena s celičnim sokom na obrobje in ležijo blizu sten.	V živalskih celicah najpogosteje zasedajo osrednji položaj.
Plastidi	Značilnost celic fotosintetskih organizmov (fotosintezne rastline so organizmi). Glede na njihovo barvo ločimo tri glavne vrste: kloroplaste, kromoplaste in levkoplaste.
	Velike votline, napolnjene s celičnim sokom – vodno raztopino različnih snovi, ki so rezervni ali končni produkti. Osmotski rezervoarji celice	Kontraktilne, prebavne, izločevalne vakuole. Običajno majhna
Vključki	Rezervna hranila v obliki zrn škroba, beljakovin, kapljic olja; vakuole s celičnim sokom; kristali soli	Rezervna hranila v obliki zrn in kapljic (beljakovine, maščobe, ogljikovi hidrati glikogen); končni produkti presnove, kristali soli; pigmenti
Metoda delitve	Citokineza s tvorbo fragmoplasta v sredini celice.	Delitev z oblikovanjem zožitve.
Glavni rezervni hranilni ogljikov hidrat		Glikogen
Način prehranjevanja	Avtotrofni (fototrofni, kemotrofni)	Heterotrofni
Fotosintezna zmogljivost
sinteza ATP	V kloroplastih, mitohondrijih	V mitohondrijih

Evkariontska celica

riž. 1. Shema strukture evkariontske celice: 1 - jedro; 2 - nukleol; 3 - pore jedrske membrane; 4 - mitohondriji; 5 - endocitna invaginacija; 6 - lizosom; 7 - agranularni endoplazmatski retikulum; 8 - granularni endoplazmatski retikulum s polisomi; 9 - ribosomi; 10 - kompleks Golgi; 11 - plazemska membrana. Puščice kažejo smer toka med endo- in eksocitozo.

Shema strukture plazemske membrane:

riž. 2. Shema strukture plazemske membrane: 1 - fosfolipidi; 2 - holesterol; 3 - integralni protein; 4 - oligosaharidna stranska veriga.

Elektronski uklonski vzorec celični center(dva centriola na koncu obdobja G1 celičnega cikla):

1. Odstranite iz notranja površina mesnate luske povrhnjice čebule. Košček povrhnjice položite na predmetno stekelce v kapljico Lugolove raztopine. Pokrijte s pokrovnim stekelcem. Preparat najprej preglejte pri majhni in nato pri veliki povečavi mikroskopa. Nariši več celic, označi celično membrano, citoplazmo, vakuole in jedro.

Epidermalne celice čebule

2. Postavite košček lista Elodea (ali lista moss mnium) na predmetno steklo v kapljico vode. Pokrijte s pokrovnim stekelcem. Preglejte vzorec pod mikroskopom z veliko povečavo. Nariši več celic, označi celično membrano, citoplazmo, kloroplaste. V živih celicah lista elodeje jedro ni vidno. Bodite pozorni na gibanje kloroplastov.

Celice listov Elodea

3. Trajni preparat »Žabji krvni razmaz« preglejte najprej pri majhni in nato pri veliki mikroskopski povečavi. Skicirajte nekaj rdečih krvničk. Imajo ovalne oblike. Citoplazma je obarvana roza barva, jedro pa je modro-vijolično. Označite citoplazmo in jedro.

Žabje rdeče krvničke

4. Analizirajte rezultate. Kakšne podobnosti ste našli v zgradbi rastlinskih in živalskih celic? Kakšna je razlika?

Splošno: prisotnost jedra, citoplazmatsko membrano, citoplazma. Razlikujejo se: rastlinske celice imajo steno, kloroplaste in vakuolo s celičnim sokom.

5. Pozorno preberite § 20 "Strukturne značilnosti evkariontskih celic" učbenika. Upoštevajte podobnosti in razlike med rastlinskimi in živalskimi celicami. Izpolni tabelo.

Primerjava rastlinskih in živalskih celic

6. Sklepajte o podobnostih in razlikah v zgradbi rastlinskih in živalskih celic.

Zaključek: splošna struktura Rastlinske in živalske celice so si podobne, vendar obstajajo razlike v nekaterih organelih in membranah.

Podajte kratke odgovore na vprašanja.

1. Kaj kaže podobnost v zgradbi rastlinskih in živalskih celic?

O enotnosti izvora živih organizmov.

2. Spomnite se osnovnih načel celične teorije (str. 50 učbenika). Označite, katero od določil lahko potrdite z opravljenim delom.

Celice vseh organizmov so podobne po strukturi, kemični sestavi in osnovnih manifestacijah življenjske aktivnosti.

Primerjalne značilnosti celic različnih organizmov in prisotnost sluznice. Tema: Celična teorija. Celične strukture: citoplazma, plazemska membrana, EDS, ribosomi, Golgijev kompleks, lizosomi

Presnova in energija

Anabolizem in katabolizem

Smo v socialnih omrežjih

kategorije