Статья : Строение биополимеров 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Статья >> Биология и химия


Строение биополимеров




Строение биополимеров

Для того, чтобы выяснить, как устроены молекулы, образующие клетки, какова структура молекул, где они находятся в клетке, мы сначала вспомним строение клетки. Вспомнив, из чего состоит живая клетка, и какие функции выполняют те или иные органеллы, мы сможем заполнить следующую табличку. Оказывается, можно провести интересную аналогию с элементами, выполняющими схожие функции у живых организмов и государств. Выделим следующие функции:

защиты (внешнюю и внутреннюю);

транспортную (веществ и информации);

обеспечение клетки энергией и веществами;

хранение и передача информации.

За внешнюю защиту у клеток отвечает клеточная мембрана; у организмов – кожа, когти, перья, шерсть; у государств – погранвойска. Внутреннюю защиту клеткам обеспечивает система рестрикции- модификации. Для примера приведем бактериальную клетку. У нее есть специальные ферменты – рестриктазы (в пер. с англ. «ограничивать»), которые разрезают чужеродную ДНК. На собственных ДНК есть специальные химические метки, чтобы рестриктазы смогли их распознать. У организмов в качестве внутренней защиты существует иммунная система, а у государства – МВД, ФСК.

Структурные и функциональные аналогии в строении различных систем

ФУНКЦИЯ

КЛЕТОЧНАЯ ОРГАНЕЛЛА ИЛИ СИСТЕМА

ОРГАН ИЛИ СИСТЕМА ОРГАНОВ

КАСТЫ

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ ОРГАНИЗАЦИИ

Защита

- внешняя

клеточная мембрана

кожа, шерсть, когти, перья

кшатрии (воины)

погранвойска

- внутренняя

система рестрикции-модификации*

иммунная система

МВД, ФСК

Обеспечение

- энергией

митохондрии, хлоропласты;

Пищеварительная + дыхательная системы

шудры (ремесленники)

Газпром, АЭС

- веществами

Трансмембранные каналы, лизосомы

Пищеварительная система

с/х, горнодоб. промышленность

Информация

хранение и воспроизведение

ядро, ДНК

мозг, центр. нервная система

брахманы (жрецы)

культура, искусство; школа

Транспорт

- вещества

эндоплазматическая сеть

Пищеварительный тракт, кровь

вайшьи (торговцы)

нефтепровод, транспорт

- информации

РНК

нервы, гормоны

почта, телефон, ИНТЕРНЕТ

Обеспечением энергией в животных клетках занимаются митохондрии, а в растительных – хлоропласты, в организмах – пищеварительная и дыхательная системы, в государстве же – организации типа Газпрома и АЭС. Обеспечение клетки веществами идет благодаря трансмембранным каналам, лизосомам, в организме – пищеварительной системе, а в государстве – сельскохозяйственной и др. промышленности.

Хранение и воспроизведение информации на клеточном уровне идет в ядре посредством ДНК, в организме эту функцию имеет мозг, центральная нервная система, в стране – школы, библиотеки, культура, искусство.

Транспортируются вещества в клетке благодаря эндоплазматической сети, в организме – желудочно-кишечному тракту, дыхательной системе, крови; в стране – нефте- и газопроводам, транспорту. Что же касается передачи информации, то в клетке этим занимается матричная РНК; в организме – нервы и гормоны (нервно-гуморальная система). Причем хочется отметить, что нервную систему можно сравнить с адресной доставкой (человек может получить письмо лично, и никто больше об этом не узнает), то есть по нервам можно доставить информацию очень точно к определенной мышце или определенному органу. А гормональную систему можно сравнить со СМИ, то есть она работает как система всеобщего оповещения. В государстве за информацию отвечают почта, телефонная сеть, Интернет и др.

Мы провели аналогию с хорошо известными вам системами (организм и государство), чтобы иметь более абстрактное представление о строении клетки.

В таблице добавлены индийские касты. Касты возникли, как структуры, фиксирующие функциональные особенности разных слоев населения. Кшатрии (воины) выполняют функции защиты; шудры (торговцы и ремесленники) – обеспечения питанием и энергией; брахманы (жрецы) – хранения и воспроизведения информации, вайшьи (торговцы) – транспорт вещества и информации.

Далее мы переходим к изучению веществ, из которых состоит клетка, и будем говорить о связи структур и функций этих веществ.

Основные атомы, составляющие живую клетку – это углерод, водород, кислород, азот и фосфор. Конечно, в полимерах присутствуют и другие вещества (например, сера), но сейчас мы рассмотрим комбинации этих пяти элементов. Как вы знаете, образование биополимеров возможно благодаря тому, что углерод четырехвалентен, способен образовывать 4 связи, и атомы углерода, связываясь друг с другом, могут образовывать длинные цепочки, состоящие из десятков атомов. Мы расскажем о четырех видах биополимеров: белках, нуклеиновых кислотах, липидах и углеводах; как они устроены и чем занимаются.

Список литературы

А.В.Макеев. Основы биологии, лекция 1: Атомный и молекулярный состав живых организмов, стр. 5-30

Н.Грин, У.Стаут, Д.Тейлор. Биология, том. 1, глава 5: Химические компоненты живого (стр. 151-194)

Д.Месслер. Биохимия, том. 1, глава 2: Молекулы, из которых мы состоим (стр. 67-199).

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://bio.fizteh.ru

Похожие работы:

  • Методические приемы по систематизации и обобщению знаний при изучении структуры биополимеров в школьном курсе химии

    Реферат >> Педагогика
    ... учащихся на общность такого принципа в строении биополимеров, как спирализация, обеспечивающая их компактную ... ступени обобщения - сформулировать общие принципы строения биополимеров. Такими общими принципами, очевидно, являются ...
  • Строение растительной клетки. Ткани растений

    Учебное пособие >> Биология
    ... тельца имеют внутреннее строение, напоминающее строение жгутика, за исключением ... кинетохора, имеющего принципиальное сходство строения и функций у всех эукариот ... пропионовую кислоту. В итоге биополимеры расщепляются до мономеров, которые используются ...
  • Строение и свойства полимеров

    Реферат >> Химия
    ... из представления о строении полимеров. Говоря о строении следует подразумевать элементный ... полимеры делятся на природные (биополимеры), например белки, нуклеиновые ... В зависимости от химического состава, строения и взаимного расположения мак­ромолекул свойства ...
  • Структура биологии как науки

    Статья >> Биология и химия
    ... молекулярных процессах и о биополимерах. Кратко повторим строение биополимеров. Биополимеры состоят из мономерных звеньев ... молекул лежат в основе жизнедеятельности клетки. БИОПОЛИМЕРЫ Нуклеиновые кислоты C, H, N, O, P Белки C, H, N, O, S Углеводы C, ...
  • Бактерии: места обитания, строение, процессы жизнедеятельности, значение

    Реферат >> Биология
    ... , logos – учение) изучает строение, жизнедеятельность, закономерности и условия развития ... содержат ферменты, расщепляют чужие биополимеры, обязательно окружены мембраной ( ... Грамположительные и грамотрицательные бактерии По строению клет. стенки и содержанию ...
  • Антигены, основные свойства. Антигены гистосовместимости. Процессинг антигенов

    Реферат >> Медицина, здоровье
    ... определяется также молекулярной массой, размерами и строением биополимера, его макромолекулярностью и жесткостью структуры. Белки ... заболеваниях печени. Антигенная специфичность и антигенное строение бактерий. Для характеристики микроорганизмов выделяют ...
  • Лабораторная диагностика мочи

    Шпаргалка >> Медицина, здоровье
    ... теория образования мочи. Строение нефрона. Теория мочеобразования ... Белки – высокомолекул. органич. азотосодержащие биополимеры, сост. в основн. из аминокистот ... Белки – высокомолекул. органич. азотосодержащие биополимеры, сост. в основн. из аминокистот ...
  • Основы биологических знаний

    Курсовая работа >> Биология
    ... определяются физико-химическими свойствами и химическим строением аминокислот. Первоначальные представления, согласно ... макромолекул, так называемые неинформативные биополимеры и информативные биополимеры, несущие первичную генетическую информацию ...
  • Конспект лекций по биофизике

    Реферат >> Биология
    ... являются биополимеры: белки и нуклеиновые кислоты сложного атомно-молекулярного строения. ... строение и физ хим свойства биофункциональных молекул (прежде всего биополимеров ... происходить вращения – молекулы биополимеров обладают конформационной лабильностью. ...
  • Антигены

    Реферат >> Биология
    ... динитрофениллизин наиболее близок по строению детерминантной группе использованного ... с последующим анализом антигенного строения образующегося продукта, 3) разрушением ... благоприятствующим проявлению антигенных свойств биополимера. Фрагменты, образующиеся при ...