Параграф 19 - Естествознание. 10 класс. Габриелян О. С.

Материал из Викирешебника
Перейти к навигации Перейти к поиску
Estestvoznanie-10grade-gabrielyan.png
Предмет: Естествознание
Класс: 10 класс
Автор учебника: Габриелян О. С.
Год издания: 2013
Издательство:
Кол-во заданий: 69
Кол-во упражнений:

Комментарии, вопросы по параграфу можно добавить на странице обсуждения.

Уровни организации жизни на Земле[править | править код]

Химический состав клеток живых организмов[править | править код]

  • Какие химические элементы входят в состав клеток живых организмов?

Все содержащиеся внутри живых клеток элементы объединяют в две большие группы: микроэлементы и макроэлементы.

Макроэлементы. Внутри живых клеток содержится минимальная часть микроэлементов (0,01%), но без этого количества живые организмы не могут полноценно существовать. В категорию микроэлементов относят:

  1. фтор (формирует зубную эмаль);
  2. йод (синтезирует гормон щитовидной железы);
  3. кобальт (составная часть витамина );
  4. медь (участвует в дыхании);
  5. цинк (входит в состав инсулина);
  6. магний (входит в состав молекулы хлорофилла у растений);
  7. кремний (образование коллагеновых волокон);
  8. литий (регулирует процессы размножения).

Условия окружающей среды определяют концентрацию химических элементов внутри живого организма. К примеру, повышенное содержание меди имеется внутри моллюсков, а железа – в позвоночных организмах.

Макроэлементы. Внутри живого организма содержание макроэлементов составляет около 99%. Наиболее важная роль из них отводится:

  1. азоту;
  2. углероду;
  3. водороду;
  4. кислороду.

Это органогенные элементы, так как они образуют главные органические соединения. Остальные (сера, фосфор и прочие) отвечают за происходящие в живом организме процессы.

При избытке либо дефиците в организме микро- и макроэлементов развиваются различные заболевания. Поэтому, периодически следует восполнять концентрацию данных элементов в живом организме, увеличивая или уменьшая  их количество в пище.[1]

Белки, их биологические функции[править | править код]

  • Объясните, что такое белки, перечислите их биологические функции в живых организмах.

Белки — сложные органические вещества, которые состоят из альфа-аминокислот (определенных органических соединений), составленных в цепочку пептидных связей.

Биологические функции белка:

  1. Транспортная. Уникальная способность белков заключается в их умении присоединять различные вещества и транспортировать их к тем или иным тканям и органам:
    • гемоглобин — белок в крови. Присоединяет к себе кислород и переносит его от легких ко всем органам и тканям, а от них забирает углекислый газ и перевозит обратно в легкие;
    • липопротеины (от греческого lípos (Λίπος) — «жир», proteḯni (πρωτεΐνη) — «белок»). Отвечают за транспортировку жира;
    • гаптоглобин. Связывает гемоглобин, попадающий в кровь при повреждении эритроцитов, и свободный гемоглобин, образуя комплекс гемоглобин-гаптоглобин. Он поглощается и утилизируется клетками печени. Печень возвращает организму аминокислоты глобина и железо гема;
    • трансферрин. Вырабатывается в печени, связывает железо и переносит его по телу. Белки выступают трансфером ионов кальция, магния, железа, меди и др.
  2. Строительная. Белки участвуют в образовании клеточных и внеклеточных составов:
    • кератин. Основной компонент в составе волос, ногтей, перьев или копыт;
    • коллаген. Главный элемент сухожилий и хрящей;
    • эластин. Входит в состав связок;
    • белки клеточных мембран. В основном это гликопротеины.
  3. Регуляторная. Существует отдельная, довольно крупная группа белков, которая ориентируется на регулирование процессов обмена веществ. В этом принимают участие особые гормоны белковой природы. К примеру, инсулин, который контролирует уровень глюкозы в крови и способствует синтезу гликогена.
  4. Защитная. Включается в случае проникновения в организм чужеродных белков или других микроорганизмов, антигенов. В ответ на нападение образуются специальные белки, антитела, которые выполняют функцию обезвреживания нежелательных веществ. При кровотечении помогает фибрин, способствующий свертыванию крови.
  5. Двигательная. Белки актин и миозин необходимы для сокращения мышц у многоклеточных организмов и других подвижных функций живых существ.
  6. Сигнальная. На клетках есть мембраны, в которые встроены особые рецепторы. Это белки, которые могут изменять свою третичную структуру в зависимости от внешней среды. Так осуществляется передача команд из внешней среды в клетку.
  7. Запасающая. В случаях длительного голодания организм животных или человека использует белки мышц, эпителиальных тканей и печени для поддержания жизнедеятельности организма. Кроме того, белки участвуют в откладывании в качестве запаса некоторых веществ. Таким веществом может бы железо, которое не выводится из организма при распаде гемоглобина, а образует комплекс с белком ферритином.
  8. Энергетическая. В качестве источника энергии белки — очень дорогостоящий продукт для нашего тела. Он используется в последнюю очередь, когда израсходованы все углеводы и жиры. При распаде 1 грамма белка выделяется 17,6 кДж энергии. Первым делом они распадаются до аминокислот, а потом до конечных продуктов: воды, углекислого газа и аммиака.
  9. Каталитическая или ферментативная. Одна из самых важных для организма функций осуществляется за счет особых белков, ферментов (биохимических катализаторов). Они ускоряют биохимические реакции в клетках. Ферменты можно разделить на:
    • Простые. Состоят исключительно из аминокислот.
    • Сложные. Помимо белковой части в их состав входит группа небелкового происхождения (кофактор). У некоторых ферментов эту роль играют витамины.
  10. Функция антифриза. У некоторых существ в плазме крови есть белки, которые предупреждают ее замерзание. Такая способность белка является необходимой для выживания в условиях экстремально низких температур.
  11. Резервная или питательная. Ее выполняют резервные белки, которые становятся для плода источниками питания. В качестве примера можно привести белки яйца (овальбумины) или основной белок молока (казеин).[2]

Углеводы, биологические функции[править | править код]

  • Дайте характеристику углеводам, расскажите об их биологических функциях в живых организмах.

Углеводы – это ключевой источник энергии в человеческом теле, всего на 1 их грамм приходится 4 калории энергии. При расщеплении углеводов в организме образуется глюкоза, она чрезвычайно важна для сохранения тканевого белка, жирового обмена и питание центральной нервной системы.[3]

Биологические функции углеводов:

  1. Энергетическая. Углеводы обеспечивают 60–70 % энергозатрат организма. При полном распаде 1 г углеводов выделятся 17,15 кДж энергии. Углеводы входят в состав макроэргических соединений (АТФ, ГТФ и др.). В клетках живых организмов углеводы являются источниками и аккумуляторами энергии.
  2. Опорная. Углеводы в растениях (на их долю приходится до 90 % сухого вещества) и некоторых животных (до 20 % сухого вещества) выполняют роль опорного (скелетного) материала, входят в состав многих важнейших природных соединений.
  3. Пластическая. Углеводы входят в состав биологических мембран и органоидов клетки.
  4. Защитная. Мукополисахариды, входящие в состав вязких секретов (слизей), защищают внутренние стенки сосудов и воздухоносные пути от механических и химических воздействий.
  5. Регуляторная. Клетчатка регулирует акт перистальтики.
  6. Специфическая. Отдельные углеводы выполняют особые функции: участвуют в проведении нервных импульсов, образовании антител.
  7. Генетическая. Пентозы входят в состав ДНК и РНК.
  8. Углеводы (пентозы) входят в состав нуклеотидсодержащих коферментов.
  9. Трофическая. Так, запасной (резервный) полисахарид гликоген является трофическим включением.[4]

Жиры, биологические функции[править | править код]

  • Сформулируйте, что такое жиры, назовите их функции в живых организмах.

Жиры (липиды) — это важнейшие химические вещества, которые наряду с белками и углеводами, необходимы организму для нормального обмена веществ.[5]

Биологические функции жиров:

  1. Энергетическая. При голодании жир расщепляется до глицерина и жирных кислот. Глицерин – это субстрат для синтеза глюкозы, которую “требуют” голодные клетки организма. Жирные кислоты синтезируются в кетоновые тела, которые используют клетки при дефиците глюкозы.
  2. Строительная. Липиды – обязательный компонент мембраны всех наших клеток. И если их недостаточно, то процессы жизнедеятельности клеток нарушаются. Кроме того, липиды входят в состав гормонов (половых и гормонов коры надпочечников), ферментов, медиаторов воспаления и клеток иммунной системы.
  3. Пищеварительная. Из холестерина образуются желчные кислоты, которые принимают активное участие в процессе пищеварения.
  4. Стимуляция выработки желчи, что является профилактикой ее застоя.
  5. Защитная. Подкожная жировая клетчатка и жир, окружающий внутренние органы защищают от травм и серьезных повреждений.
  6. Терморегуляция. Жиры плохо проводят тепло, поэтому они защищают тело от перегревания.
  7. Антибактериальная. Кожный жир защищает кожу от бактерий и различных загрязнений.
  8. Усвоение витаминов. Жирорастворимые витамины А, D, Е, К не могут усвоиться без жира.
  9. Эндокринная. Жировая ткань производит важные гормоны – эстрогены, тестостерон и лептин (гормон насыщения).[6]

Дополнительные вопросы параграфа[править | править код]

Состав клеток живых организмов[править | править код]

  • Вспомните, из каких неорганических веществ и органических соединений состоят клетки.

К неорганическим веществам клетки относятся вода, минеральные соли, кислоты и др.

Вода () — наиболее распространенное неорганическое вещество клетки, обладающее уникальными физико-химическими свойствами. В теле взрослого человека ее в среднем 66 %, однако кости содержат около 20 % воды, печени — 70 %, а мозг — 86 %.

В клетке вода является растворителем, средой для протекания реакций, исходным веществом и продуктом химических реакций, выполняет транспортную и терморегуляторную функции, придает клетке упругость, обеспечивает тургор растительной клетки. Все вещества делятся на растворимые в воде (гидрофильные) и нерастворимые в ней (гидрофобные).

Минеральные соли могут находиться в растворенном или нерастворенном состояниях. Растворимые соли диссоциируют на ионы — катионы и анионы. Наиболее важными катионами являются ионы калия и натрия, облегчающие перенос веществ через мембрану и участвующие в возникновении и проведении нервного импульса, а также ионы кальция, которые принимают участие в процессах сокращения мышечных волокон и свертывании крови; магния, входящего в состав хлорофилла; железа, входящего в состав ряда белков, в том числе гемоглобина. Важнейшими анионами являются фосфат-анион, входящий в состав АТФ и нуклеиновых кислот, и остаток угольной кислоты, смягчающий колебания рН среды. Ионы минеральных солей обеспечивают проникновение самой воды в клетку и ее удержание в ней. Если в среде концентрация солей ниже, чем в клетке, то вода проникает в клетку. Также ионы определяют буферные свойства цитоплазмы, т. е. ее способность поддерживать постоянство слабощелочной рН цитоплазмы, несмотря на постоянное образование в клетке кислотных и щелочных продуктов.

Нерастворимые соли ( и др.) входят в состав костей, зубов, раковин и панцирей одноклеточных и многоклеточных животных.

Кроме того, в организмах могут вырабатываться и другие неорганические соединения, например кислоты и оксиды. Так, обкладочные клетки желудка человека вырабатывают соляную кислоту, которая активирует пищеварительный фермент пепсин, а оксид кремния пропитывает клеточные стенки хвощей и образует панцири диатомовых водорослей.

К органическим веществам клетки относят углеводы, жиры, белки, нуклеиновые кислоты, АТФ, витамины и др. они могут быть представлены как относительно простыми молекулами, так и более сложными. В тех случаях, когда сложная молекула (макромолекула) образована значительным числом повторяющихся более простых молекул, ее называют полимером, а ее структурные единицы — мономерами. В зависимости от того, повторяются или нет звенья полимеров, их относят к регулярным или нерегулярным.[7]

Определения белков, жиров, углеводов[править | править код]

  • Дайте краткие определения белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот.

Белки - это полимеры, построенные из остатков аминокислот.

Углеводы - это конечные продукты фотосинтеза.

Жиры - это сложные эфиры трёхатомного спирта глицерина и жирных кислот.

Продукты с высоким содержанием белков, жиров, углеводов[править | править код]

  • Перечислите продукты с высоким содержанием белков, жиров или углеводов.

Продукты с высоким содержанием белков:

  1. сыры;
  2. творог;
  3. мясо животных, птиц и рыб;
  4. соя;
  5. горох;
  6. фасоль;
  7. орехи;
  8. яйца;
  9. свинина;
  10. крупа манная.

Продукты с высоким содержанием жиров:

  1. масло (растительное, топленое, сливочное);
  2. сметана 20%-ной (и выше) жирности;
  3. сыр;
  4. свинина;
  5. мясо утки;
  6. мясо гуся;
  7. колбасы полукопченые и вареные;
  8. пирожные;
  9. халва;
  10. шоколад;

Продукты с высоким содержанием углеводов:

  1. сахар;
  2. конфеты;
  3. мед;
  4. мармелад;
  5. печенье сдобное;
  6. крупы;
  7. макароны;
  8. варенье;
  9. финики;
  10. изюм.

Ответы на другие параграфы учебника[править | править код]

Используемые источники[править | править код]