Биология ОГЭ/ЕГЭ. Выпуск 2. Химический состав клетки

• Уровни живого: молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевый, органный, системный, организменный, популяционно-видовой, экосистемный, биосферный.  

• Основные вопросы: химические элементы клетки, неорганические вещества, органические вещества клетки, углеводы, липиды, белки, витамины, нуклеиновые кислоты, синтез белка.  

• В живых организмах более 80 химических элементов.  

• Макроэлементы: кислород, углерод, водород, азот составляют 95-98% массы клетки.  

• Микроэлементы: фосфор, сера, калий, кальций, хлор, натрий, магний, железо, кремний.  

• Вода составляет 60-98% массы клетки.  

• Вода придает клетке объем и упругость, участвует в химических процессах, поддерживает постоянство температуры и концентрации веществ.  

• Вода важна для фотосинтеза и обмена веществ.  

• Минеральные соли удерживают воду в клетке и влияют на осмотическое давление.  

• Участвуют в поддержании кислотно-щелочного равновесия и раздражимости.  

• Ионы натрия, калия, кальция важны для проведения нервных импульсов и состава тканей.  

• Углеводы: простые моносахариды глюкоза, фруктоза, рибоза, дизоксирибоза и сложные полисахариды крахмал, гликоген, хитин, целлюлоза.  

• Полисахариды выполняют энергетическую и пластическую функции, входят в состав клеточных стенок и мембран.  

• Гликоген и глюкагон: гликоген - запасное питательное вещество, глюкагон - гормон, регулирующий уровень глюкозы в крови.  

• Липиды включают жирные кислоты, жиры, фосфолипиды и стероиды.  

• Жирные кислоты и жиры выполняют энергетическую функцию, запасая энергию в два с половиной раза больше, чем углеводы или белки.  

• Жиры и углеводы запасаются в зависимости от образа жизни организмов.  

• Жиры и жирные кислоты служат запасом воды в организме.  

• Верблюды могут обходиться без воды благодаря запасу жира в горбах.  

• Жиры также участвуют в терморегуляции и плавучести.  

• Растительные жиры содержат непредельные жирные кислоты, которые делают их жидкими.  

• Животные жиры содержат предельные жирные кислоты, что делает их твердыми.  

• Непредельные жирные кислоты важны для организма, но не могут быть синтезированы из предельных.  

• Фосфолипиды являются основным компонентом биологических мембран.  

• Они состоят из гидрофильных головок и гидрофобных концов.  

• Фосфолипиды могут формировать мембраны в воде, образуя двухслойную структуру.  

• Стероиды, такие как холестерин, регулируют многие процессы в организме.  

• Холестерин важен для синтеза гормонов и адаптации к стрессу.  

• Избыток холестерина может привести к серьезным заболеваниям, но умеренное количество необходимо.  

• Белки имеют четыре структуры: первичную, вторичную, третичную и четвертичную.  

• Первичная структура определяется последовательностью аминокислот.  

• Вторичная структура формируется в альфа-спираль, а третичная структура может быть фибриллярной или глобулярной.  

• Денатурация происходит под действием высокой температуры или химических веществ.  

• Обратимая денатурация важна для биологических процессов, таких как проявление генов.  

• Необратимая денатурация происходит при повреждении первичной структуры белка.  

• Ферменты ускоряют химические реакции, увеличивая их скорость в сотни тысяч раз.  

• Ферменты работают по принципу комплиментарности, образуя комплекс с субстратом.  

• Ко-ферменты, такие как витамины и микроэлементы, помогают ферментам быть активными.  

• Белки выполняют пластическую функцию, входя в состав органоидов и живых организмов.  

• Рецепторная функция белков включает гликопротеины и гормоны.  

• Защитная функция белков включает иммуноглобулины и антитела.  

• Транспортная функция белков включает перенос кислорода, питательных веществ и ионов.  

• Энергетическая функция белков используется в крайнем случае из-за высокой стоимости синтеза.  

• ДНК и РНК состоят из нуклеотидов, которые кодируют аминокислоты.  

• Генетический код одинаков у разных царств живых организмов.  

• Нуклеотиды ДНК и РНК различаются азотистыми основаниями.  

• АТФ аденозин трифосфорная кислота хранит энергию в клетке.  

• Состоит из аденина, рибозы и трех остатков фосфорной кислоты.  

• Разрыв связей в АТФ выделяет большое количество энергии.  

• Открыта Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком в 1953 году.  

• Представляет собой двойную спираль, удерживаемую водородными связями.  

• Водородные связи слабее ковалентных, но их много, что делает структуру прочной.  

• Ферментный комплекс разрезает водородные связи и раскручивает ДНК.  

• Свободные нуклеотиды подходят к свободным нитям, формируя две идентичные двойные спирали.  

• Вторичная структура ДНК укладывается в третичную и четвертичную структуры.  

• Происходит в рибосомах, состоящих из рибосомной РНК и белка.  

• Рибосомы нанизываются на нити информационной РНК, которая является копией ДНК.  

• Триплеты информационной РНК кодируют аминокислоты, которые выстраиваются в нужном порядке транспортной РНК.  

• Первый этап: транскрипция переписывание информации с ДНК на информационную РНК.  

• Второй этап: трансляция синтез белка в рибосоме на информационной РНК.  

• Транспортная РНК доставляет аминокислоты к месту синтеза белка.  

• Необходимы аминокислоты, ДНК, матричная РНК, рибосомная РНК и транспортная РНК.  

• Без этих компонентов синтез белка невозможен.  

• Синтез белка требует значительных энергетических затрат.