Химический состав клетки и её строение

Углеводы
*     Липиды (жиры)
*     Белки
*     Нуклеиновые кислоты: ДНК и

РНК
*    АТФ и другие органические соединения (гормоны и витамины)
2. Структура и функции клетки:
*     Клеточная теория
*     Цитоплазма и Биологическая мембрана
*     Эндоплазматическая сеть и Рибосомы
*     Комплекс Гольджи и Лизосомы
*     Митохондрии, Органоиды движения и включения
*     Пластиды
*     Ядро. Прокариоты и эукариоты

сходен, что говорит о единстве их происхождения.
В

клетках обнаружено более 80 химических элементов, однако только в отношении 27 из них известна физиологическая роль. Макроэлементы: O, C, N, H. 98%
Микроэлементы: K, P, S, Ca, Mg, Cl, Na. 1,9%
Ультрамикроэлементы: Cu, I, Zn, Co, Br. 0 ,01%

организмов – вода.
Она поступает в организм из внешней

среды; у животных, кроме того, может образовываться при расщеплении жиров, белков, углеводов. Вода находится в цитоплазме и её органеллах, вакуолях, ядре, межклетниках.
Функции: 1. Растворитель
2. Транспорт веществ
3. Создание среды для химических реакций
4. Участие в образовании клеточных структур (цитоплазма)

нормальной жизнедеятельности клеток.
Например, нерастворимые соли кальция

и фосфора обеспечивают прочность костной ткани.
Содержание катионов и анионов в клетке и окружающей её среде (плазме крови, межклеточном веществе) различно благодаря
полупроницаемости мембраны.

водород (Н), углерод (С) и кислород (О).
Углеводы образуются

из воды (Н2О) и углекислого газа
(СО2) в процессе фотосинтеза.
Фруктоза и глюкоза постоянно присутствуют в клетках
плодов растений, придавая им сладкий вкус.
Функции:
1. Энергетическая (при распаде 1 г глюкозы освобождается 17,6 кДж энергии)
2. Структурная (хитин в скелете насекомых и
в стенке клеток грибов)
3. Запасающая (крахмал в растительных
клетках, гликоген – в животных)

растворимых в неполярных органических растворителях (бензоле, бензине и т.д.).

Липопротеиды, гликолипиды, фосфолипиды.
Жиры – один из классов липидов, сложные эфиры глицерина и жирных кислот. В клетках содержится от 1 до 5% жиров.
Функции:
1. Энергетическая (при окислении 1 г жира выделяется 38,9 кДж энергии)
2. Структурная (фосфолипиды – основный
элементы мембран клетки)
3. Защитная (термоизоляция)

В строении молекулы белка различают первичную структуру – последовательность

аминокислотных остатков; вторичную – это спиральная структура, которая удерживается множеством водородных связей. Третичная структура белковой молекулы – это пространственная конфигурация, напоминающая компактную глобулу. Она поддерживается ионными, водородными и дисульфидными связями, а также гидрофобным взаимодействием. Четвертичная структура образуется при
взаимодействии нескольких глобул (например,
молекула гемоглобина состоит из четырех таких
субъединиц).
Утрата белковой молекулой своей природной
структуры называется денатурацией.

(генетической) информации в живых организмах. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – это

молекула, состоящая из двух спирально закрученных полинуклеотидных цепей. Мономером ДНК является дезоксирибонуклеотид,
состоящий из азотистого основания (аденина (А),
цитозина (Ц), тимина (Т) или гуанина (Г)),
пентозы (дезоксирибозы) и фосфата.

РНК (рибонуклеиновая кислота) – это молекула, состоящая из одной цепи нуклеотидов. Рибонуклеотид состоит из одного из четырех азотистых оснований, но вместо тимина (Т) в РНК урацил (У), а вместо дезоксирибозы – рибоза.

кислот.
Молекула АТФ состоит из азотистого основания

аденина, пятиуглеродного моносахарида рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, которые соединены друг с другом высокоэнергетическими связями.
Отщепление одной молекулы фосфорной кислоты происходит с помощью ферментов и сопровождается выделением 40 кДж энергии. Энергию АТФ клетка использует в процессах биосинтеза, при движении, при производстве тепла, при проведении нервных импульсов, в процессе фотосинтеза и т.д .
АТФ является универсальным аккумулятором энергии в живых организмах

микроскопом срез пробки дерева, обнаружил пустые ячейки, которые он назвал

«клетками».
Современная клеточная теория включает следующие положения: *все живые организмы состоят из клеток; клетка – наименьшая единица живого; * клетки всех одноклеточных и многоклеточных
организмов сходны по своему строению,
химическому составу, основным проявлениям
жизнедеятельности и обмену веществ; * размножение клеток происходит путем их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки;все многоклеточные организмы развиваются из одной клетки
* в сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой ими функции и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.

все органоиды.
Цитоплазма на 85% состоит из воды и на 10%

- из белков.
Биологическая мембрана отграничивает содержимое клетки от внешней среды, образует стенки большинства органоидов и оболочку ядра, разделяет содержимое цитоплазмы на отдельные отсеки.
Наружный и внутренний слои мембраны (тёмные) образованы молекулами белков, а средний (светлый) – двумя слоями молекул липидов. Липидные молекулы расположены строго упорядоченно: водорастворимые (гидрофильные) концы
молекул обращены к белковым слоям, а
водонерастворимые (гидрофобные) – друг к
другу.
Биологическая мембрана обладает
избирательной проницаемостью.

цитоплазмы.
ЭПС представляет собой систему
мембран, имеющих ультрамикро-
скопическое строение.
Различают

ЭПС гладкую (агранулярную)
и шероховатую (гранулярную), несущую на
себе рибосомы. На мембранах гладкой ЭПС находятся ферментные системы, участвующие в жировом и углеводном обмене.
Рибосомы прикрепляются к мембране гранулярной ЭПС, и во время синтеза белковой молекулы полипептидная цепочка с рибосомы погружается в канал ЭПС

из двух неравных субъединиц и содержащие примерно равное количество белка

и РНК.
Большая часть субъединиц рибосом синтезируются в ядрышках и через поры ядерной мембраны поступают в цитоплазму, где располагаются либо на мембранах эндоплазматической сети, либо свободно. При синтезе белков они могут объединяться на информационной РНК в группы (полисомы)

по краям которых отходят ветвящиеся трубочки и мелкие пузырьки. Он

входит в состав системы мембран: наружная мембрана ядерной оболочки – эндоплазматическая сеть – комплекс Гольджи – наружная клеточная мембрана. В этой системе происходит синтез и перенос различных соединений, а также веществ, выделяемых клеткой в виде
секрета или отбросов. Комплекс
Гольджи принимает участие в
образовании лизосом, вакуолей, в
накоплении углеводов, в построении
клеточной стенки (у растений).

ферментов, способных
расщеплять белки, нуклеиновые кислоты,
жиры и углеводы. Образование

лизосом
происходит в комплексе Гольджи.
При повреждении мембран лизосом , содержащиеся
в них ферменты, могут разрушать структуры самой клетки и временные органы эмбрионов и личинок, например хвост и жабры в процессе развития головастиков
лягушек.

линзу и содержат зеленый пигмент хлорофилл.
Хлоропласты обладают способностью улавливать солнечный

свет и синтезировать с его помощью органические вещества при участии АТФ.
Хромопласты – пластиды, содержащие
растительные пигменты (кроме зеленого),
придающие окраску цветкам, плодам, стеблям и
другим частям растений.
Лейкопласты – бесцветные пластиды,
содержащиеся чаще всего в неокрашенных частях
растений – корнях, луковицах и т.п. В них могут
синтезироваться и накапливаться белки, жиры и
полисахариды (крахмал).

от 0,5 до 7 мкм.
Стенка митохондрий состоит из двух

мембран – наружной, гладкой и внутренней, образующей выросты – кристы, которые вдаются во внутреннее содержимое митохондрий (матрикс). В матриксе имеется автономная система биосинтеза белков: митохондриальная РНК, ДНК и рибосомы. Основными функциями митохондрий являются окисление органических соединений до диоксида
углерода и воды и накопление
химической энергии в
макроэргических связях АТФ.

– это выросты мембраны
диаметром, содержащие в середине
микротрубочки.
Функция

этих органоидов заключается или в
обеспечении движения (например, у простейших) или для продвижения жидкости вдоль поверхности клеток (например, в дыхательном эпителии для продвижения слизи)
Включения – это непостоянные компоненты
цитоплазмы, содержание которых меняется в
зависимости от функционального состояния клетки. .

и выполняемой ею функции. По химическому составу ядро отличается от

остальных компонентов клетки высоким содержанием ДНК (15-30 %) и РНК (12 %). 99 % ДНК клетки сосредоточено в ядре, где она вместе с белками образует комплексы - дезоксирибонуклеопротеиды (ДНП). Ядро выполняет две главные функции: 1) хранение и воспроизведение наследственной информации; 2) регуляция процессов обмена веществ, протекающих в клетке. В состав ядра входят ядрышко, состоящее из белка и р-РНК; хроматин (хромосомы) и ядерный сок, представляющий собой коллоидный раствор белков, нуклеиновых кислот, углеводов и ферментов, минеральных солей.

передается через молекулу ДНК, которая образует нуклеотид.
Функции эукариотических органоидов выполняют

ограниченные мембранами полости
Бактерии и Сине –
зеленые
водоросли

Есть четко оформленные ядра, имеющие собственную оболочку.
Ядерная ДНК у них заключена в хромосомы.
В цитоплазме имеются различные органоиды, выполняющие специфические функции
Царство Грибов, Растений и Животных.