10 клас частина 1

Профільний рівень (біолого-хімічний)

Розділ: КЛІТИННИЙ РІВЕНЬ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИВОЇ ПРИРОДИ

Транскрипція інформації на _мРНК.

· З чого побудована молекула ДНК?

1. Амінокислот

2. Гістонів

3. Нуклеосом

4. Ліпідів

+5. Нуклеотидів

· Що таке триплет ДНК?

+1. Послідовність трьох нуклеотидів

2. Азотиста основа

3. Нуклеотид

4. Молекула нуклеїнової кислоти

5. Локус хромосоми

· Під впливом різних фізичних і хімічних чинників у клітині може відбутися пошкодження структури молекули ДНК. Як називається здатність клітин до виправлення таких пошкоджень?

1. Трансдукція.

2. Транскрипція.

3. Реплікація.

+4. Репарація.

5. Трансформація.

· У клітинах людини під дією ультрафіолетового випромінювання відбулося пошкодження молекули ДНК. Однак за допомогою специфічних ферментів пошкоджена ділянка молекули ДНК була відновлена. Як називається це явище?

1. Реплікація.

2. Дуплікація.

+3. Репарація.

4. Ініціація.

5. Термінація.

· Який процес захищає молекулу ДНК від пошкодження, з відновленням її попередньої структури?

1. Колінеарність

2. Реплікація

+3. Репарація

4. Транскрипція

5. Трансляція

· У моделі оперона промотор є місцем первинного прикріплення РНК-полімерази, з якого починається процес транскрипції. Чим може бути заблокований цей процес?

1. Взаємодією структурних генів

2. Приєднанням репресора до гена-регулятора

3. Взаємодією термінатора з репресором

4. Взаємодією термінатора з регулятором

+5. Приєднанням білка-репресора до гена-оператора

Таким чином, вже тоді вимальовувалася картина тісного зв’язку між ДНК, локалізованою в ядрі (отримані експериментальні дані про наявність ДНК також у мітохондріях - приблизно 1- 2 % від сумарної ДНК клітин), і синтезом білка, що протікає в цитоплазмі та регулюється рибонуклеїновими кислотами, які були відкриті як в цитоплазмі, так і в ядрі.

· У ядрі клітини є не постійні структури, які зникають на початку поділу клітини і знову з'являються наприкінці його. Вони містять білок і РНК, їх утворення пов'язане з хромосомами. Їх функція важлива для утворення субодиниць рибосом. Назвіть ці структури:

1. Хроматин.

2. Каріоплазма.

+3. Ядерця.

4. Рибосоми.

5. Нуклеосоми.

· ДНК хромосом має змістовні ділянки, що несуть в собі певний блок інформації, яка реалізується в процесі біосинтезу білків чи інших речовин. Яку назву мають змістовні ділянки ?

1. Мутони

2. Рекони

+3. Екзони

4. Інтрони

5. Сайт

· У загальному вигляді генетичний апарат еукаріот є таким: екзон–інтрон–екзон. Така структурно-функціональна організація гена зумовлює особливості транскрипції. Якою буде про-і-РНК відповідно до згаданої схеми?

+1. Екзон-інтрон-екзон

2. Екзон-екзон

3. Екзон-екзон-інтрон

4. Інтрон-екзон

5. Екзон-інтрон

· Для визначення молекулярної маси гена використовують середнє значення молекулярної маси одного нуклеотида, яка складає 345. Що саме потрібно врахувати з цією метою?

+1. Кількість нуклеотидів в обох ланцюгах ДНК гена

2. Кількість нуклеотидів в одному ланцюжку ДНК гена

3. Кількість нуклеотидів у відповідній іРНК

4. Кількість нуклеотидів у триплеті

5. Кількість амінокислот у відповідній білковій молекулі

· Реалізація генетичної інформації розпочинається з процесу транскрипції ділянки хромосоми, де ДНК втратила зв'язок з певною речовиною. З якого саме?

1. З РНК-полімеразою

+2. З гістонами

3. З негістоновими білками

4. З іонами металів

5. З ДНК-полімеразою

· У моделі оперона білок-репресор, в активній формі, приєднується до гена-оператора і блокує транскрипцію. З якої причини транскрипція може стати неконтрольованою?

+1. Внаслідок мутації в ділянці гена-регулятора

2. Взаємодія промотора з репресором

3. Внаслідок взаємодії репресора з термінатором

4. Взаємодія термінатора з оператором

5. За взаємодії цистронів

· Який процес лежить в основі І етапу біосинтезу білка – транскрипції?

1. Біосинтез білкової молекули

2. Матричний біосинтез молекули ДНК

+3. Матричний біосинтез молекули про-іРНК

4. Рекомбінація генів

5. Перенесення генетичної інформації за допомогою вірусів

· Згідно моделі подвійної спіралі ДНК, запропонованої Уотсоном і Кріком, встановлено, що один з ланцюгів зберігається при реплікації, а інший синтезується комплементарно першим. Як називається цей спосіб реплікації?

+1. Напівконсервативний.

2. Аналогічний.

3. Ідентичний.

4. Дисперсний.

5. Консервативний.

· У процесі транскрипції здійснюється синтез комплементарної молекули РНК на матриці ДНК. Який фермент каталізує цей процес?

+1. ДНК-залежна РНК-полімераза.

2. Праймаза.

3. Геліказа.

4. ДНК-полімераза.

5. Топоізомераза.

На основі цих морфологічних даних було зроблено висновок, що біосинтез білка, хоч безпосередньо й регулюється рибонуклеїновими кислотами, опосередковано пов’язаний з контролюючим впливом ДНК ядра і що РНК спочатку синтезується в ядрі, потім поступає в цитоплазму, де виконує роль матриці в синтезі білка.

ДНК → РНК → Білок (цю тезу називають центральною догмою (постулатом) молекулярної біології) відбувається розшифрування спадкової інформації і синтез специфічних білків, що визначають різноманітність ознак живих істот.

У даний час з’ясовані основні процеси, за допомогою яких здійснюється передача спадкової інформації:

р е п л і к а ц і я, тобто синтез ДНК на матриці ДНК;

т р а н с к р и п ц і я, тобто синтез РНК на матриці ДНК

т р а н с л я ц і я процесу, в якому генетична інформація, що міститься в молекулі мРНК, направляє синтез відповідної амінокислотної послідовності в білку.

Трансляція інформації на рибосомах.

У хворого виявлено зниження вмісту іонів магнію, які потрібні для прикріплення рибосом до гранулярного ендоплазматичного ретикулуму. Відомо, що це призводить до порушення біосинтезу білка. Який саме етап біосинтезу білка буде порушено?

1. Активація амінокислот

2. Реплікація

3. Транскрипція

+4. Трансляція

5. Термінація

Синтез білка в клітині відбувається в результаті трансляції іРНК. Трансляцією називається процес перекладу генетичної інформації, що міститься в іРНК, на специфічну послідовність амінокислот. Іншими словами, у процесі трансляції здійснюється переклад 4-буквеної мови азотистих основ на 20-буквену мову амінокислот.

Синтез білка в клітині здійснюється на рибосомах.

Процес трансляції складається з трьох фаз:

1) ініціації; 2) елонгації і 3) термінації.

Ініціація трансляції. Ініціація - стадія формування комплексу компонентів, необхідного для дізнавання місця і початку процесу трансляції.

Це найбільш відповідальний етап у процесі трансляції, заснований на дізнаванні рибосомою іРНК і зв'язуванні з її особливими ділянками. Рибосома впізнає іРНК завдяки. "шапочці" на 5'-кінці і сковзає до З'-кінця, поки не досягне ініціативного кодона, з якого і починається трансляція. У еукаріотичній клітині ініціативними кодонами є кодони АУГ чи ГУГ, які кодують валін. З метіоніну починається синтез усіх поліпептидних ланцюгів.

Елонгація трансляції. Елонгація - стадія продовження процесу, що складається з повторюваних дій. Це процес подовження, нарощування поліпептидного ланцюга, заснований на приєднанні нових амінокислот за допомогою, пептидного зв'язку. Відбувається постійне протягання нитки іРНК через рибосому і «декодування» закладеної в ній генетичної інформації. Часто іРНК функціонує одночасно на декількох рибосомах, кожна з яких синтезує ту саму поліпептидну нитку, яка кодується даною іРНК. Група рибосом, що працюють на одній молекулі іРНК, називається полірибосомою, чи полісомою. Розмір полісом значно варіює в залежності від довжини молекули іРНК, а також від відстані між рибосомами. Так, полісоми, що синтезують гемоглобін, складаються з 4-6 рибосом, а високомолекулярні білки синтезуються на полірибосомах, що містять 20 і більше рибосом.

Термінація. Термінація - стадія закінчення процесу трансляції під дією специфічних механізмів. Вона відбувається в той момент, коли рибосома доходить до термінуючого кодона в складі іРНК. Трансляція припиняється, і поліпептидний ланцюг звільняється з полірибосоми.

БІОСИНТЕЗ БІЛКА

Транскрипцiя (англ. transcription (of DNA)) — у хімії нуклеїнових кислот — процес копіювання генетичної інформації, закодованої в лінійній послідовності нуклеотидів у одній нитці ДНК, у точно комплементарну послідовність РНК, який здiйснюється шляхом матричного синтезу.

Трансляція -синтез білків з амінокислот, що каталізується рибосомою на матриці матричної РНК (мРНК).

Трансляція відбувається в цитоплазмі, де знаходяться рибосоми клітини. Під час трансляції інформація, що міститься в мРНК, розшифровується згідно з правилами, відомими як генетичний код, та використовується для синтезу закодованої поліпептидної послідовності. Процес трансляції можна поділити на чотири фази: активацію, ініціацію, елонгацію та термінацію.

НЕМЕМБРАННІ ОРГАНЕЛИ

Цитоскелет - система мікротрубочок і мікрониток білкової природи, яка слугує опорою клітини та бере участь у її русі.

Цитоскелет - це сітка білкових фібрил і мікротрубочок, що вкривають зсередини цитоплазматичну мембрану і пронизують внутрішній простір клітини. Він характерний для всіх еукаріотичних клітин, а також є основним компонентом ворсинок і джгутиків найпростіших, хвостика сперматозоїдів, веретена поділу клітин. Цитоскелет складається з трьох типів структур: 1) мікротрубочки (найтовстіші), утворені кількома білковими фібрилами, які містять глобулярний білок - тубулін; 2) мікрофіламенти (найтонші), що мають здатність скорочуватися, утворюються глобулярним білком — актином; 3) проміжні філаменти (комбінація кількох мікрофіламентів).

Фібрили цитоскелета можуть за необхідності згруповуватися з мономерів білків і розпадатися після виконання функції. Мають здатність до скорочення і руху. У клітині фібрили взаємодіють між собою за участі допоміжних білків.

Вони вкривають з внутрішнього боку цитоплазматичну мембрану і пронизують внутрішній простір клітини. Цим досягається стабільність форми й об'єму клітини, а також можливість зміни форми, руху органел і клітини.

Функції цитоскелета.

     1. Підтримка об'єму і форми клітин. Основну роль у цьому відіграє фібрилярна сітка, що вкриває зсередини мембрану (кортекс). Ця сітка спеціальним білком (анкерін) прикріплена до цитолеми. До цієї сітки приєднані нитки мікрофіламєнтів і мікротрубочок, що значною мірою стабілізує форму клітини.

2.       Зміна форми клітин. Система білкових фібрил здатна до скорочення або розтягування. За рахунок цього може відбуватися зміна форми клітин (наприклад, формування псевдоподій у лейкоцитах).

3.       Пересування органел і транспортних везикул. Фібрили цитоскелета прикріплені до клітинних органел. Це стабілізує їхнє положення в цитоплазмі. З іншого боку, зміна довжини фібрил призводить до переміщення клітинних структур.

4.        Утворення мультиферментних компонентів. У місцях переплетення кількох фібрил цитоскелета створюються сприятливі умови для розміщення комплексу ферментативних білків. Це забезпечує структурнуєдність ферментів та певний метаболічний процес.

5.        Завдяки наявності щільної сітки мікрофібрил цитозоль набуває певної структури, що сприяє координованому розміщенню комплексів ферментів. Цим досягається інтеграція всієї цитоплазми - об'єднання в єдине ціле.

6.       Утворення веретена поділу під час мітозу. Веретено поділу утворене сіткою мікротрубочок, що "збираються" за участі центріоль і чітко впорядковано розташовуються в цитозолі.
Мікротрубочки і мікрофіламенти - це немембранні органели, які побудовані з скоротливих білків (тубуліну, актину, міозину тощо).
Мікротрубочки- циліндричної форми, порожнисті, діаметром 10-25 нм. Вони беруть участь у формуванні веретена поділу, у внутрішньоклітинному транспорті речовин, входять до складу війок, джгутиків, центріоль.

Мікрофіламенти - причетні до формування цитоскелета клітини.
Розташовані ці органели під плазматичною мембраною. Пучечки мікрофіламентів одним кінцем прикріпляються до мембрани, а іншим — до різних органел, молекул біополімерів. Вони беруть участь у зміні форми клітини, наприклад, під час її руху. У м'язових клітинах пучечки мікрофіламентів розміщені вздовж їхньої осі (волокна актину та міозину).

Центріолі - тільця клітинного центру. На практиці співвідносяться з клітинним центром.

Веретено поділу - система мікротрубочок, що забезпечує розходження хромосом під час мітозу і мейозу в клітині, яка ділиться.

Клітинний центр - органоїд клітини тварин, що відіграє важливу роль у поділі клітини та утворенні веретена поділу.

Рибосоми - найдрібніші внутрішньоклітинні частинки, які здійснюють синтез білка (трансляція). Зустрічаються в клітинах будь-якого живого організму. У клітинах може бути від десятків до мільйонів рибосом.

Рибосоми (від лат. ribes - потік, струмінь і грец. осоцй - тіло) - невеликі гранулоподібні сферичні тільця, розміром від 15 до 35 нм. Рибосоми складаються із двох субодиниць, розташовані в цитоплазматичному матриксі або зв'язані з мембранами ендоплазматичної сітки .

Субодиниці рибосом утворюються в ядерці, а потім через ядерні пори окремо одна від одної надходять до цитоплазми. їх кількість у цитоплазмі залежить від синтетичної активності клітини і може складати від сотні до кількох тисяч на одну клітину, їх функцією є синтез білків. Найбільша кількість рибосом виявлена в клітинах, що інтенсивно синтезують білки. Ці органели зустрічаються також у мітохондріальному матриксі й хлоропластах.

Клітина еукаріотів: 1 - рибосоми.

Рибосоми будь-яких організмів - від бактерій до ссавців - характеризуються подібністю структури і складу. Кожна субодиниця складається з кількох різновидів молекул рРНК і десятків різновидів білків, приблизно в однаковій пропорції. Маленька і велика субодиниці знаходяться в цитоплазмі окремо одна від одної, доки не беруть участі в білковому синтезі. Вони об'єднуються одна з одною і з молекулою ІРНК за необхідності синтезу і знову роз'єднуються з припиненням процесу. Якщо з однією молекулою ІРНК з'єднуються кілька рибосом, то утворюються полісоми, що містять від 5 до 70 рибосом.

Відповідно до виконуваних функцій розрізняють органели загального і спеціального призначення. Органели загального призначення зустрічаються у всіх еукаріотичних клітинах і належать до загальних структур. Спеціальні органели характерні тільки для певного виду клітин, що виконують специфічну функцію. Наприклад, у деяких найпростіших - це джгутики, скоротлива вакуоля, ундулююча мембрана. У м'язових клітинах — скоротливе волокно; нейрони мають довгі відростки, сперматозоїд - акросому тощо.

ДВОМЕМБРАННІ ОРГАНЕЛИ

ПРЕЗНТАЦІЯ ДО УРОКУ

Ультраструктура хлоропласта:Chloroplast.svg

1. зовнішня мембрана

2. міжмембранний простір

3. внутрішня мембрана (1 + 2 + 3: оболонка)

4. строма (рідина)

5. Тилакоїди з просвітом (люмен) всередині

6. мембрана тилакоїда

7. грана (стопка тилакоїдов)

8. Тилакоїди (ламела)

9. зерно крохмалю

10. рибосома

11. пластидних ДНК

12. пластоглобула (крапля жиру)

Порівняльна характеристика мітохондрій та хлоропластів.

N	Структурно-функціональна характеристика	Мітохондрія	Хлоропласт
1.	У яких клітинах наявні	У всіх прокаріотів відсутні У всіх еукаріотів присутні	В рослинних клітинах, та в деяких одноклітинних тварин.
2.	Кількість у клітині	Від 1 до 500 000.	Від 1 до кількох сот.
3.	Розміри	0,5 – 10 мкм.	5 – 10 мкм.
4.	Як утворюються	Внаслідок поділу попередніх мітохондрій.	Внаслідок поділу попередніх пластид.
5.	Форма органоїда	Сферична, ниткоподібна, овальна.	Дископодібна.
6.	Кількість мембран	Дві.	Дві.
7.	Структура мембран	Зовнішня – гладенька, а внутрішня утворює вирости – кристи.	Зовнішня – гладенька, а внутрішня утворює мембранні мішечки – тилакоїди, вони складаються в купки – грани.
8.	Що знаходиться в середині	Мітохондральний матрикс, кільцева ДНК, рибосоми, ферменти, і-РНК, т-РНК.	Строма хлоропласту, кільцева ДНК, рибосоми, ферменти, і-РНК, т-РНК.
9.	Які процеси відбуваються	Дихання, синтез АТФ.	Фотосинтез, синтез АТФ.
10.	Інші особливості функціонування	Напівавтономна органела.	Напівавтономна органела.

Порівняння рослинної і тваринної клітини.

Ознаки	Рослинна клітина	Тваринна клітина
Пластиди	Хлоропласти, хромопласти, лейкопласти.	Відсутні
Спосіб живлення	Автотрофи – фототрофи, хемотрофи.	Гетеротрофи – сапротрофний, хемотрофний
Синтез АТФ (енергетична станція клітини)	Хлоропласти і мітохондрії	Мітохондрії
Клітинний центр	Лише у нижчих рослин	У всіх
Целюлозна клітинна стінка	Знаходиться з зовнішнього боку плазматичної мембрани	Немає
Включення	Запасні поживні речовини в вигляді зерен крохмалю (вуглевод), білків і жирів; в вакуолях – запасні речовини і кристали солей.	Запасні поживні речовини у вигляді зерен і крапель (білки, жири, вуглевод глікоген); кінцеві продукти обміну, кристали солей; пігменти.
Вакуолі	Крупні порожнини, заповнені клітинним соком – водним розчином різних речовин, що є запасними або кінцевими продуктами. Осмотичні резервуари клітки.	Скоротливі, травні, виділення вакуолі. Зазвичай дрібні.

Будова рослинної клітини

Будова тваринної клітини

Органели	Будова	Функції
Цитоплазма	Знаходиться між плазматичною мембраною і ядром, включає різні органоїди. Простір між органоїдами заповнений цитозолем – в'язким водним розчином різних солей і органічних речовин, пронизаним системою білкових ниток, – цитоскелетом. Цитоплазма пронизана мікротрубочками, мікрофіламентами і філаментами, Сукупність філаментів і мікротрубочок складає цитоскелет	Більшість хімічних і фізіологічних процесів клітини проходять в цитоплазмі. Цитоплазма об'єднує всі клітинні структури в єдину систему, забезпечує взаємозв'язок обміну речовинами і енергієї між органоїдами клітин.
Клітинна стінка	Целюлоза – це вуглевод (полісахарид), який складається з залишків глюкози.	Зовнішній скелет рослини. Протидіє тиску центральної вакуолі – тургор. Обмін речовин між внутрішнім середовищем клітини і зовнішнім простором, що оточує клітини. Наявність в оболонках сусідніх клітин пор забезпечує сполучення клітин між собою – плазмодесми.
Клітинна мембрана	Ультрамікроскопічна плівка, що складається білків, жирів і вуглеводів.	Ізолює клітину від навколишнього середовища, володіє вибірковою проникністю, регулює процес надходження речовин в клітину; забезпечує обмін речовин і енергії із зовнішнім середовищем, сприяє з'єднанню клітин в тканині, бере участь в піноцитозе і фагоцитозі; регулює водний баланс клітин і виводить з неї кінцеві продукти життєдіяльності.
Ендоплазматична сітка	Ультрамікроскопічна система мембран, трубочок, канальців, цистерн. Будова мембран універсальна (як і зовнішньої), об'єднується в єдине ціле із зовнішньою мембраною ядерної оболонки і зовнішньою клітинною мембраною. Гранулярна ЕС несе рібосоми, гладка позбавлена їх.	Забезпечує транспорт речовин. Ділить клітку на окремі секції, в яких одночасно відбуваються різні фізіологічні процеси і хімічні реакції. Гранулярна ЕС бере участь в синтезі білка. У каналах ЕС утворюються складні молекули білка, синтезуються жири, транспортуються АТФ.
Апарат Гольджі	Представлений системою диктіосом – плоских мембранних мішечків (цистерн), розподілених у цитоплазмі окремо або пов’язаних у загальну мережу	У цистернах накопичуються продукти синтезу і розпаду речовини, що потрапили в клітину, а також речовини, які виводяться з клітки. Упаковані в везикули, вони поступають в цитоплазму: одні використовуються, а інші виводяться назовні (сортування).
Рибосоми	Дрібні сферичні органоїди, що складаються з рРНК і білків. є немембранною органелою клітини, що складається з рРНК та рибосомних білків (протеїнів). Мають у складі дві субодиниці (велику і малу)	Здійснення біосинтезу білка.
Лізосоми	Мікроскопічні одномембранні органели округлої форми. Їх кількість залежить від життєдіяльності клітини і її фізіологічного стану. Пухирці, оточені одинарною мембраною, які містять набір гідролітичних ферментів У лізосомах знаходяться ферменти	Перетравлення харчових часток і руйнування клітиних структур після закінчення терміну їх функціонування.
Мітохондрії	Мікроскопічні органели, що мають двохмембранну будову. Зовнішня мембрана гладка, внутрішня утворює різної форми вирости – крісти. У матриксі мітохондрії (напіврідкій речовині) знаходяться ферменти, рібосоми, ДНК, РНК. Утворення нових мітохондрій утворюються шляхом поділу старих	Енергетична станція клітини
Хлоропласти	Мікроскопічні органели, що мають двохмембранну будову. Зовнішня мембрана гладка. Внутрішня мембрана утворює систему двошарових пластин – тілакоїдов строми і тілакоїдов гран. У мембранах тілакоїдов гран між шарами молекул білків і ліпідів зосереджені пігменти – хлорофіл і каротіноїди. У білково-ліпідному матриксі знаходяться власні рібосоми, ДНК, РНК.	Характерні для рослинних клітин органели фотосинтезу, здатні створювати з неорганічних речовин (CO2 і H2O) за наявності світлової енергії і пігменту хлорофілу органічні речовини – вуглеводи і вільний кисень. Синтез власних білків. Можуть утворюватися з пластід або лейкопласту, а восени перейти в хлоропласти (червоні і рожеві плоди, червоне і жовте листя).
Хромопласти	Мікроскопічні органели, що мають двохмембранну будову. Власне хромопласти мають кулясту форму.Забарвлення червоне, рожеве, жовте.	Характерні для рослинних клітин. Додають пелюсткам квіток забарвлення, привабливе для комах-обпилювачів.
Лейкопласти	Мікроскопічні органели, що мають двохмембранну будову. Форма – округла. Безбарвні.	Служать місцем відкладення запасних поживних речовин, головним чином крохмальних зерен. При дії світла їх будова ускладнюється, і вони перетворяться в хлоропласти. Утворюються з пропластід.
Включення	Щільні у вигляді гранул включення у вигдяді крохмальних зерен, солей, білків і жирів.	Містять запасні поживні речовини
Опорний апарат	Мікротрубочки складаються з білка тубуліну і мікрофіламенти з актину і міозину.	Забезпечують скорочення, рух цитоплазми і органел.

Підготовка до ЗНО

Ендоплазматична сітка (ЕПС) — одно-мембранна система канальців, трубочок, цистерн, що пронизує всю цитоплазму. Вона поділяє "й на окремі відсіки, у яких проходить синтез різних речовин, забезпечує зв'язок між окремими частинами клітини і транспорт речовин. Розрізняють гладеньку і гранулярну ЕПС. На гладенькій — проходить синтез ліпідів, вуглеводів; на гранулярній — розташовуються рибосоми і синтезується білок.

Розгляньте мікрофотографію. Укажіть назву зображеної органели та структур, що зображені (1). Які функції вона виконує (2)?

Мембранні: 1) ендоплазматична сітка: а) зерниста; б) гладенька; 2) комплекс Гольджі; 3) лізосоми; 4) пероксисоми; 5) вакуолі; 6) мітохондрії; 7) пластиди (тільки в рослинних клітинах).

ЕПС.

\ЕПС виявлена у всіх еукаріотичних клітинах, відсутня тільки в прокаріотів, у сперматозоїдах і зрілих еритроцитах. ЕПС утворена сіткою мембранних трубочок, цистерн і овальних везикул. ЕПС структурно зв'язана з оболонкою ядра. Розрізняють два типи ЕПС: гладеньку і зернисту, хоча вони структурно пов'язані між собою. Зерниста ЕПС на своїй поверхні містить рибосоми, котрих немає на поверхні гладенької ЕПС. ЕПС утворює сітку мембранних каналів, що пронизують цитоплазму. Ендоплазматична сітка має значення в процесах внутрішньоклітинного обміну, оскільки збільшуєплощу внутрішніх поверхонь клітини, поділяє її на відсіки, що відрізня ються за фізичним станом і хімічним складом, забезпечує ізоляцію ферментних систем, що, у свою чергу, необхідне для послідовного вступу в узгоджені реакції. Безпосереднім продовженням ендоплазматичної сітки є ядерна мембрана, що відмежовує ядро від цитоплазми, так і зовнішня мембрана (плазмолема), розташована на периферії клітини. Мембранні системи дуже лабільні і можуть змінюватися у залежності від фізіологічного стану клітини, характеру обміну, при рості та диференціюванні.

Цитоплазма еукаріотичних клітин містить мембранні шари, пухирці, трубочки, що відокремлюють у сукупності значний внутрішньоклітинний простір. Мембрани ЕПС утворюють безперервні структури із зовнішньою ядерною мембраною, вони спеціалізуються на синтезі й транспорті ліпідів і мембранних білків. Зерниста ЕПС виглядає як система плоских цистерн, зовнішній бік яких вкритий рибосомами, що синтезують білки. Гладенька ЕПС, трубчастої будови, не має рибосом.

Гладенька ЕПС зустрічається у клітинах, що виконують секреторну функцію, м'язових і пігментних клітинах. Зерниста ЕПС добре розвинена у клітинах печінки, підшлункової залози, секреторних клітинах, де утворюється білковий секрет.

Загальні функції ЕПС. Взаємозалежна система гладенької та зернистої ЕПС працює узгоджено і виконує ряд загальних інтегральних функцій: 1) мембрани ЕПС відокремлюють свій специфічний вміст від цитозолю, утворюють спеціальний ком-партмент; 2) у матриксі ЕПС відбувається нагромадження, збереження і модифікація синтезованих речовин; 3) ЕПС є важливою складовою системи внутрішньоклітинних мембран, забезпечує транспорт синтезованих речовин по внутрішніх порожнинах або за допомогою везикул у різні ділянки клітин; 4) структура ЕПС утворює велику мембранну поверхню всередині клітини, що важливо для багатьох метаболічних реакцій; 5) мембранна система пронизує всю клітину і виступає в якості "внутрішнього скелету".

Апарат Гольджі — одномембранна структура, пов'язана з ЕПС, забезпечує упакування і виведення синтезованих речовин із клітини. Крім цього, з його структур утворюються лізосоми.

Апарат Гольджі (Комплекс Гольджі)

Комплекс Гольджі (КГ), утворений комплексом із десятків сплощених дископодібних мембранних цистерн, мішечків, трубочок і везикул, у значній кількості зустрічається в секреторних клітинах. Внутрішній міжмембранний простір заповнений матриксом, що містить спеціальні ферменти.

Електронно-мікроскопічні дослідження дозволили переконатися, що КГ збудований із мембран і нагадує стовпчик з порожніх дисків, накладених один на одного. До його складу входить система трубочок із пухирцями на кінцях. Комплекс Гольджі має дві зони: зону формування, куди надходить синтезований матеріал із ЕПС за допомогою транспортних везикул, і зону дозрівання, де формується секрет і зрілі секреторні мішечки.

До зони формування надходять синтезовані в ЕПС речовини, що знаходяться в мембранних везикулах. Вони зливаються з мембраною КГ, і вміст везикули надходить всередину комплексу. Речовини обробляються ферментами, після цього знову упаковуються у везикули і переносяться в зону дозрівання.

У зоні дозрівання накопичується "дозрілий секрет", що відокремлюється у вигляді секреторних пухирців. У цьому компартменті утворюються також лізосоми і пероксисоми.

Функції комплексу Гольджі: 1) нагромадження і модифікація синтезованих макромолекул; 2) утворення складних секретів і секреторних везикул; 3) синтез і модифікація вуглеводів, утворення гліко-протеїдів; 4) КГ відіграє важливу роль у відновленні цитоплазматичної мембрани шляхом утворення мембранних везикул і наступного злиття з клітинною оболонкою; 5) утворення лізосом; 6) утворення пероксисом.

Спеціальні функції комплексу Гольджі: 1) формування акросоми сперматозоїда під час сперматогенезу; 2) вітелогенез - процес синтезу і формування жовтка в яйцеклітині. Таким чином, КГ є головним регулятором руху макромолекул у клітині, він збирає синтезовані білки, жири, вуглеводи, формує транспортні везикули і розподіляє по клітині та за її межі.

Лізосоми — сферичні тільця, що містять гідролітичні ферменти, які розщеплюють високомолекулярні речовини, тобто забезпечують внутрішньоклітинне травлення.

Лізосоми

Лізосоми - це невеликі (0, 2-0, 8 мкм), вкриті мембраною, круглі тільця. Зустрічаються вони у всіх клітинах рослин і тварин, можуть локалізуватися в будь-якому місці клітини. Вміст лізосом складають різні класи гідролітичних ферментів, наприклад, протеази, нуклеази, ліпази, фосфоліпази та ін. Всього нараховується до 40 різних ферментів.

Ці ферменти руйнують великі молекули складних органічних сполук, що надходять до клітини (білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди). У лізосомах зазнають руйнації мікроорганізми і віруси. Ферменти лізосом перетравлюють зруйновані структури або цілі клітини. Ці процеси називаються аутофагією (від грец. сштос; - самий, фауос; - пожирання).

Лізосоми відіграють також істотну роль в індивідуальному розвитку організмів. Вони руйнують тимчасові органи ембріонів і личинок, наприклад, зябра і хвіст у пуголовків жаби, перетинки між пальцями в ембріона людини та ін.

Кожна лізосома вкрита щільною мембраною, що ізолює ферменти від цитоплазми. Ушкодження мембран лізосом і вихід із них у цитоплазму ферментів викликає швидке розчинення (лізис) клітини.

Втрата лізосомами будь-якої ферментативної системи призводить до тяжких патологічних станів цілого організму, до спадкових хвороб. Вони одержали назву хвороб нагромадження, оскільки пов'язані з нагромадженням у клітинах "неперетравлених" речовин, що заважає нормальному функціонуванню клітини. Ці хвороби можуть виявлятися недостатнім розвитком скелета, окремих внутрішніхсферментів пов'язують розвиток атеросклерозу, ожиріння й інших.

З іншого боку, патологічна активність лізосом може спричинити руйнування життєво важливих структур. Лізосоми різноманітні за своєю природою і можуть утворюватися різними шляхами. У кожному випадку формуються морфологічно різноманітні лізосоми, що розщеплюють матеріал із різних джерел. У центрі цих шляхів знаходиться "проміжний компартмент" - ендолізосома.

Процес перетравлення лізосомними ферментами об'єктів, що надходять до клітини шляхом фагоцитозу, відбувається у вакуолях, які називаються фа-госомами. Продукти перетравлення потрапляють у цитоплазму, а неперетравлений матеріал залишається у фагосомах і зменшується в розмірах. Такі структури називаються залишковими тільцями. Вони можуть бути різної щільності та розміру. Ендосоми лізосом можуть зливатися з внутрішніми структурами і руйнувати їх. У клітині при цьому утворюються великі мішечки, вкриті спільною мембраною, різної форми і щільності. Такі тільця називаються аутофагосомами.

Функції лізосом: 1) перетравлення речовин, що надходять до клітини з навколишнього простору (фагоцитоз), зокрема, таким способом організм бореться з мікробами і вірусами; 2) перетравлення внутрішньоклітинних макромолекул, що виконали свою функцію, і органел (аутофагоцитоз); 3) перетравлення загиблих клітин, або тих, що виконали свою функцію; 4) рециклізація органічних молекул -розщеплення використаних білків, а також вуглеводів, нуклеїнових кислот до мономерів (амінокислот, моносахаридів, нуклеотидів) і повторне їх використання клітиною для синтезу нових молекул. Цим досягається економічність (багатократність) використання внутрішніх молекул.

Пероксисоми

Пероксисоми - маленькі сферичні тільця, вкриті мембраною. Виявляються майже у всіх клітинах еукаріотів. їх діаметр становить 0, 3-1, 0 мкм, утворюються в комплексі Гольджі. Пероксисоми містять в основному ферменти для руйнації пероксиду водню, Пероксид водню, що утворюється в результаті окиснення деяких органічних речовин, є токсичним для клітини і тому негайно руйнується каталазою пероксисоми:

2Н ₂О ₂

Пероксисоми беруть участь у процесі (3-окис-нення жирних кислот. До 50 % жирних кислот руйнуються в пероксисомах. Вони містять також й інші окисні ферменти.

Вакуолі

Вакуолі - це порожнини в цитоплазмі, оточені мембраною та заповнені рідиною. В еукаріотичних клітинах є різні типи вакуоль. Вакуолі можуть виникати з пухирців, які відокремлюються від ендоплазматичної сітки, або комплексу Гольджі. Вони заповнені водним розчином органічних і неорганічних сполук, серед них - продуктів обміну або пігментів. Функції вакуоль різноманітні: вони підтримують тургорний тиск, зберігають поживні речовини і накопичують продукти обміну. Скоротливі вакуолі одноклітинних тварин регулюють осмотичний тиск у клітині, беруть участь у виведенні продуктів обміну, а також сприяють надходженню в клітину води.

Цитоплазма та її компоненти: цитозоль, органели, включення.

Цитозоль(гіалоплазма): хімічний склад та функції.

Термін гіалоплазма (від hyaline - прозорий), основна плазма, матрикс цитоплазми або цитозоль означають дуже важливу частину клітини, її істинне внутрішнє середовище. Гіалоплазму досить просто отримати у вигляді фракції. Для цього шляхом диференціального центрифугування облягають з гомогенатів клітин усі важкі компоненти аж до рибосом. Надосадова рідина в цьому випадку і є розчинним компонентом цитоплазми, цитозоль або гіалоплазму.

Цитозоль - не просто розбавлений водний розчин; його склад дуже складний, а консистенція наближається до гелю (желе). Гели - це структуровані колоїдні системи з рідким дисперсним середовищем. Частки дисперсної фази сполучені між собою в рихлу просторову сітку, яка містить у своїх осередках дисперсне середовище, позбавляючи плинність систему в цілому.

Функціональне значення гіалоплазми дуже велике. Тут локалізовані ферменти, що беруть участь в синтезі амінокислот, нуклеотидів, жирних кислот, метаболізму цукрів. У гіалоплазмі відбувається синтез і відкладення запасного полісахариду глікогену, накопичення запасних жирових крапель, що складаються з триацилглицероидов. Тут же відбуваються процеси гліколізу і синтез частини АТФ.

Лабораторна робота:10

Рух цитоплазми в рослинній клітині

Явище плазмолізу і деплазмолізу в рослинній клітині

1-плазмоліз

2-деплазмоліз

Плазмоліз (від грец. plásma — виліплене, оформлене і грец. lýsis — розкладання, розпад) - відділення протопласту від клітинної стінки при зануренні клітини в гіпертонічний розчин.

Плазмоліз характерний для рослинних клітин, що мають міцну целюлозну стінку. Тваринні клітини при перенесенні в гіпертонічний розчин стискаються залежно від в'язкості протоплазми, від різниці між осмотичним тиском клітини і зовнішнього розчину, а отже від швидкості та ступеня втрати води протоплазмою. Розрізняють плазмоліз опуклий, увігнутий, судомний і ковпачковий. Іноді плазмолізовані клітини залишаються живими. При зануренні таких клітин у воду або гіпотонічний розчин відбувається деплазмоліз.

Характер плазмолізу залежить від ряду факторів:

від в'язкості цитоплазми;
від різниці між осмотичним тиском внутрішньоклітинного і зовнішнього середовища;
від хімічного складу і токсичності зовнішнього гіпертонічного розчину;
від характеру та кількості плазмодесми;
від розміру, кількості і форми вакуоль.

Методи оцінки

Для порівняльної оцінки плазмолізу в тканинах існує два методи:

Метод прикордонного плазмолізу
Плазмометричний метод

Перший метод, розроблений Гуго де Фрізом в 1884 році, полягає в зануренні тканин в розчини з різною концентрацією KNO³, сахарози або інші осмотично активної речовини та встановлення тієї концентрації, при якій плазмолізується 50% клітин. При плазмолітичному методі після плазмолізу вимірюють відносний об'єм клітин і протопластів та по концентрації розчину обчислюють осмотичний тиск клітини (за відповідними формулами).

У відео застосовуються терміни:

Elodea - Рослина Елодея
+20 % Sucrose solution-розчин цукру (глюкози)
Hypertonic environment - Гіпертонічне оточення

Гіпертонічний розчин (лат. solutio hypertonica) — розчин, осмотичний тиск якого вище нормального осмотичного тиску плазми крові або осмотичного тиску в рослинних або тваринних клітинах і тканинах.
Застосування в медицині як зовнішньо, так і внутрішньо. У медицині застосовуються 3—10% водяні розчини хлориду натрію, 10—40% водяні розчини глюкози й інші.
Еритроцити крові людини й тварин у гіпертонічному розчині також втрачають воду й зменшуються в об'ємі. Гіпертонічні розчини в комбінації з гіпотонічними розчинами й ізотонічними розчинами застосовують для вимірювання осмотичного тиску в живих клітинах і тканинах.
При зануренні рослинних клітин у гіпертонічні розчини він відсмоктує воду з клітин, які зменшуються в об'ємі, а потім подальший стиск припиняється й протоплазма відстає від клітинних стінок (див. Плазмоліз).

Water plazmoliz - Вода плазмоліз
distilled water a hypotonic environment - дистильована вода гіпотонічного середовища (див. нижче гіпотонічний розчин)

Гіпотоні́чний роз́чин — розчин, осмотичний тиск якого нижчий, ніж у плазмі крові, або у клітинах тваринних та рослинних організмів.

water re enters the cells - вода знову надходить у клітини

Ізотонічні розчини (грец. tónos — напруга) — розчини з однаковим осмотичним тиском. У біології і медицині — природні або штучно приготовані розчини з таким же осмотичним тиском, як і у вмісті тваринних і рослинних клітин, в крові і тканинних рідинах.

У медичних маніпуляціях використовують в терапії різних захворювань з метою зняти інтоксикацію або інші прояви хвороби.

0,9 % розчин хлориду натрію

5 % водний розчин глюкози

Ізотонічні розчини на противагу гіпертонічним, що не використовуються внутрішньосудинно, не призводять до гемолізу еритроцитів.

Вплив гіпертонічного, ізотонічного і гіпотонічногорозчинів на клітину

Транспорт речовин через мембрани

Відкриття натрій-калієвого насоса - механізму, який безперервно відкачує з клітки натрій і нагнітає в неї калій, створюючи певну різницю концентрацій цих двох елементів по обидва боки мембрани.Це необхідна умова найважливіших процесів життєдіяльності: проведення нервового імпульсу в клітинах, забезпечення здорового серцевого ритму і водно-сольового балансу, також  - регуляції клітинного обміну речовин.

іСНУЄ ДВАОСНОВНИХ МЕХАНІЗМИ ТРАНСПОРТУ ЧЕРЕЗ КЛІТИННІ МЕМБРАНИ, А САМЕ АКТИВНИЙ І ПАСИВНИЙ ТРАНСПОРТ.

ПРИНЦИПОВА РІЗНИЦЯ МІЖ НИМИ ПОЛЯГАЄ В ТОМУ, ЩО АКТИВНИЙ ТРАНСПОРТ ВІДБУВАЄТЬСЯ ЗА РАХУНОК ЕНЕРГІЇ АТФ ПРОТИ ГРАДІЄНТА КОНЦЕНТРАЦІЇ, ТОБТО ІЗ ЗОНИ МЕНШОЇ КОНЦЕНТРАЦІЇ В ЗОНУ БІЛЬШОЇ.

Пасивний транспорт

Пасивний транспорт - вибіркове проникнення речовин через мембрани.

Для нього характерне переміщення речовин з боку, де концентрація вища. Пасивний транспорт забезпечується за участю рухомих мембранних білків-переносників, зміною просторової структури білків, які перетинають мембрану, та через канали у мембрані.–це проста і полегшена дифузія (від лат. Diffusion – поширення, розтікання.

Дифузія - процес, за якого речовини проникають крізь певні ділянки і пори мембран унаслідок їхньої різної концентрації по обидва її боки. Цей процес відбувається без витрат енергії у результаті хаотичного теплового руху молекул.

Проста (нейтральна) дифузія забезпечує пропускання невеликих молекул (О_2,СО₂) зі швидкістю, (із зони з вищою концентрацією, в зону з нижчою концентрацією до вирівнювання концентрацій з обох боків мембрани) крізь ліпідний шар.

Полегшена дифузія відрізняється від простої участю спеціальних мембранних білків, які можуть змінювати свою конформацію, полегшуючи проходження через них речовин; здійснюється через іонні канали або білки-переносники (дрібні водні пори), які виявляють специфічність щодо невеликих водорозчинних молекул та іонів, зв’язують їх та переносять через мембрану.

Осмос- рух молекул води через напівпроникні мембрани (непроникні для розчиненої речовини і проникні для води) з місць з меншою концентрацією розчиненої речовини в місця з більшою концентрацією. Вода рухається через аквапорини-спеціальні канали.

Аквапорини — канали (пори) в мембрані клітин, що відповідають за проникність води.

У 2003 році Нобелівська премія з хімії була присуджена Пітеру Егру за відкриття аквапоринів.

Активний транспорт речовин через біологічні мембрани пов'язаний із витратами енергії, оскільки не залежить від концентрації речовин, які мають потрапити в клітину або вийти з неї.

Активний транспорт

На цей процес впливає різниця концентрацій іонів калію і натрію у зовнішньому середовищі та всередині клітини. (системи активного перенесення) підр. С.198. Тому його назвали калій-натріевим насосом.

Концентрація іонів калію всередині клітини вища, ніж ззовні, а іонів натрію - навпаки. Завдяки цьому іони натрію пересуваються в клітину, а калію - з неї. Але концентрація цих іонів у живій клітині і поза нею ніколи не вирівнюється, оскільки існує особливий механізм, який іони натрію «відкачує» з клітини, а калій - «закачує» в неї. Цей процес потребує витрат енергії.

Таким чином здійснюється перенесення глюкози, амінокислот і жирних кислот, а також деяких іонів з тканинної рідини в цитоплазму за допомогою спеціальних ферментів із використанням енергії АТФ ).

Завдяки механізму калій-натрієвого насосу енергетично сприятливе (тобто таке, що сприяє вирівнюванню концентрації) пересування іонів натрію в клітину, полегшує енергетично несприятливий (в бік вищої концентрації) транспорт низькомолекулярних сполук.

Поглиблене вивчення

Фермент-переносник Na⁺- K⁺ -ATФ-аза використовує енергію клітини і випомпоновує іони Натрію через плазмолему назовні, одночасно захоплюючи іони Калію ззовні і вивільняє їх всередину клітини. Таким чином, підтримується висока концентрація Натрію в тканинній рідині (зовні плазмо леми), а в середині клітини в цитоплазмі переважаючим іоном є Калій. Енергія, що вивільняється при гідролізі однієї молекули АТФ, витрачається на випомповування 3 іонів Na⁺ та введення 2 іонів К⁺. Водночас білок-переносник іону Na⁺транспортує глюкозу в клітину. Натрій-калієва помпа забезпечує підтримування постійного об’єму клітини (шляхом регулювання осмотичного тиску), а також мембранного потенціалу.
Вторинний активний транспорт іонів
Крім іонних насосів, розглянутих вище, відомі подібні системи, в яких накопичення речовин пов'язане не з гідролізом АТФ, а з роботою окислювально-відновних ферментів або фотосинтезом. Транспорт речовин у цьому випадку є вторинним, опосередкованим мембранним потенціалом і(або) градієнтом концентрації іонів при наявності в мембрані специфічних переносників. Такий механізм переносу отримав назву вторинного активного транспорту. Найбільш детально цей механізм розглянуто Пітером Мітчелом (1966 р.) в хеміосмотичній теорії окисного фосфорилювання. У плазматичних і субклітинних мембранах живих клітин можливе одночасне функціонування первинного і вторинного активного транспорту. Прикладом може служити внутрішня мембрана мітохондрій.

Процеси пасивного і активного транспорту властиві всім типам біологічних мембрам.

Транспорт у мембранному впакуванні характерний тим, що речовини, які переносяться через плазмолему, звичайно оточені мембраною. Так, транспорт речовин у клітину називають ендоцитозом, а з клітини –екзоцитозом.

При ендоцитозі (від грец. Endo –всередину і cytos –клітина)ділянка плазмолеми охоплює матеріал, який міститься в позаклітинному просторі, з утворенням ендоцитозного пухирця, або ендосоми. Далі вміст ендосоми піддається процесингу (внутрішньоклітинній обробці). Підр. С 198.

Різновидами ендоцитозу є фагоцитоз (від грец. Phagein –поїдати і cytos –клітина)-захоплювання і поглинання великих (до 1 мкм; 1 мкм = 0,001 мм.) і твердих частинок, та піноцитоз (від грец. Pinein –пити) –поглинання оточених плазмолемою рідин і розчинних речовин.

Екзоцитоз

👌💪

Структурні компоненти еукаріотичної клітини

Рідинно-мозаїчна модель Сінгера та Ніколсона

Кліти́нна мембра́на, також плазмале́ма, плазмати́чна або цитоплазмати́чна мембра́на - зовнішня оболонка живої клітини, яка відокремлює цитоплазму клітини від навколишнього середовища. Складається з двох шарів ліпідів, також містить білки і вуглеводи.

Хімічний склад

Основу клітинної мембрани складають фосфоліпіди.

Фосфоліпіди орієнтовані гідрофільними голівками назовні мембрани, а гідрофобними хвостами до середини. Ліпіди розташовані у мембрані нерівномірно, зовнішній та внутрішній шар розрізняються за складом, що має значення при багатьох клітинних процесах, зокрема апоптозі.

Мембранні ліпіди

Білки мембрани можуть пронизувати її наскрізь, знаходитися на позаклітинній поверхні або кріпитися на цитоплазматичному боці. Серед мембранних білків багато рецепторів, іонних каналів, іонних насосів, білків клітинної адгезії, транспортних білків.

Мембранні білки

Мембранні вуглеводи

Порівняння поверхневого апарату клітин бактерій, грибів, рослин, тварин

ФУНКЦІЇ ПЛАЗМАТИЧНОЇ МЕМБРАНИ (плазмалеми):

1.ВІДОКРЕМЛЮЄ КЛІТИННИЙ ВМІСТ ВІД ЗОВНІШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

2.РЕГУЛЮЄ ОБМІН МІЖ КЛІТИНОЮ І СЕРЕДОВИЩЕМ

3.ДІЛИТЬ КЛІТИНИ НА ВІДСІКИ

4.НА МЕМБРАНІ ПРОХОДЯТЬ ХІМІЧНІ РЕАКЦІЇ

5.НА МЕМБРАНІ РОЗТАШОВУЮТЬСЯ РЕЦЕПТОРНІ ДІЛЯНКИ ДЛЯ РОЗПІЗНАВАННЯ СИГНАЛІВ, ЩО ПОСТУПАЮТЬ З НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА АБО З ІНШОЇ ЧАСТИНИ САМОГО ОРГАНІЗМУ

Ролик "Чудо в клітині. ДНК"

Викачати: https://drive.google.com/file/d/1mmj9bxIjx617xtGkZFu32QNpokDVKN1y/view?usp=sharing

ГОРМОНИ

Любі учні, матеріал з теми "Вітаміни" ви знайдете за посиланням: https://biology-mylife.blogspot.com/p/8.html (презентація)

Ок?

ВІТАМІН С (аскорбінова кислота) має велике значення для організму. Він запобігає виникненню цинги, підвищує витривалість і опірність організму до різних інфекційних захворювань. Вітамін С у великій кількості міститься в свіжих овочах, ягодах, фруктах, зелені (салат, цибуля, картопля, капуста, редиска та ін.). Вміст вітаміну С в овочевих стравах може змінюватись залежно від способу приготування їжі (він руйнується під дією кисню повітря при нагріванні).

Для дорослої людини потрібно 50 мг вітаміну С на добу. Однак при посиленій розумовій і фізичній праці, при вагітності і годуванні немовляти, під час роботи в умовах високої температури або зниженого атмосферного тиску добова потреба у вітаміні С може досягати до 100мг.

Восени їжа звичайно містить вдосталь вітаміну С, а навесні його не вистачає, тому слід вживати вітамінні препарати.

ВІТАМІНИ ГРУПИ В розчиняються у воді. Добре вивчені вітаміни В1 (тіамін), В2 (рибофлавін) і РР (нікотинова кислота).

ВІТАМІН В1 міститься в злаках, бобових, у житньому і пшеничному (грубого помолу) хлібі, в свинячому і курячому м'ясі.

ВІТАМІН В2 сприяє кращому засвоєнню їжі, поліпшує зір. Він міститься у печінці, нирках, молоці, яєчному жовтку.

ВІТАМІН В2. Його застосовують при захворюваннях, які супроводяться м'язовими судорогами, а також дають у першу половину вагітності при блюванні. Цей вітамін міститься у печінці та деяких інших внутрішніх органах тварин, а також у дріжджах.

ВІТАМІН В12. Нестача цього вітаміну спричиняє молоров'я.

ВІТАМІН РР позитивно впливає на стан нервової системи, шлунково-кишкового тракту, запобігає захворюванню на подагру.Нікотинової кислоти потрібно 17—20 мг на добу. Звичайне змішане харчування, в яке входять продукти тваринного і рослинного походження, компенсує витрату цього вітаміну.

ВІТАМІН А розчиняється в жирах. Джерелом його є печінка тварин (особливо риб), риб'ячий жир, яєчний жовток, молочні жири. Крім цього, зелені частини рослин (щавель, салат, шпинат) містять особливу речовину — каротин, з якого в печінці утворюється активний вітамін А.Цей вітамін потрібний в організмі для правильної роботи органа зору, він захищає від цілого ряду захворювань (курячої сліпоти, ксерофтальмії, зниження зору, катару дихальних шляхів).

ВІТАМІН В відіграв важливу роль у формуванні кісткової системи у дітей, регулюючи відкладання в ній кальцію та фосфору. Цей вітамін запобігає захворюванню на рахіт. Організм людини одержує вітамін В у молочному жирі, яєчному жовтку, печінці (головним чином риб), риб'ячому жирі. Вітамін може утворюватися в організмі людини під впливом ультрафіолетового проміння з особливої речовини — ергостерину, яка міститься в шкірі. Тепер риб'ячий жир збагачують вітаміном В. Вітамінізований риб'ячий жир можна вживати тільки за призначенням лікаря. Надмірне вживання риб'ячого жиру може завдати шкоди.

ВІТАМІН D запобігає виникненню виразки шлунка, міститься в капусті.

Потреба різних груп людей у вітамінах неоднакова. Вона залежить від віку, характеру праці, кліматичних умов. Для дорослої людини потрібно 50 мг вітаміну С на добу. Однак при посиленій розумовій і фізичній праці, при вагітності і годуванні немовляти, під час роботи в умовах високої температури або зниженого атмосферного тиску добова потреба у вітаміні С може досягати до 100 мг.

Добова потреба дорослої людини у вітаміні ВІ становить 2-4 мг. Вітамін В3 необхідний для нормальної діяльності нервової і серцево-судинної систем.

Нікотинової кислоти потрібно 17—20 мг на добу. Звичайне змішане харчування, в яке входять продукти тваринного і рослинного походження, компенсує витрату цього вітаміну.

Протягом доби здорова людина повинна вживати 2 мг вітаміну А. При повноцінному харчуванні ці вітаміни надходять у достатній кількості з їжею. Коли ж вітамінів у їжі не вистачає, то їх вводять штучно у вигляді готових препаратів, які виготовляє фармацефтична промисловість.

Потреба різних груп людей у вітамінах неоднакова. Вона залежить від віку, характеру праці, кліматичних умов.

· При повноцінному харчуванні ці вітаміни надходять у достатній кількості з їжею. Коли ж вітамінів у їжі не вистачає, то їх вводять штучно у вигляді готових препаратів, які виготовляє фармацефтична промисловість.

Тема 3. Біомолекулярний склад живого

Таблиця. Просторова конфігурація білків

Структура білка	Просторова конфігурація
Первинна	Послідовне, лінійне сполучення залишків амінокислот за допомогою пептидних зв’язків. Первинна структура представлена у вигляді довгого ланцюга.
Вторинна (досліджували американські вчені Л.Полінг та Р.Корі)	Спіралізація поліпептидного ланцюжка. Зв'язки водневі, гідрофобні, іонні.
Третинна (клубок; шар; глобула) (досліджував англійський вчений Дж. Кендрю в 957 р.)	Поліпептидна спіраль закручується певним чином у глобулу за рахунок гнучкості вторинної спіральної структури і скріплення спіралей дисульфідними містками, в результаті чого утворюється об'ємне структурне утворення з характерною чітко визначеною для кожного білка поверхнею. Також зв'язки - іонні, водневі, гідрофобні.
Четвертинна (Об'єднання декількох глобул в єдине функціональне утворення)	Гідрофобні, водневі та іонні зв'язки. Четвертинну структуру має гемоглобін. Його молекула складається із 4-х окремих поліпептидних ланцюгів двох різних типів: із двох a-ланцюгів і двох b-ланцюгів. Два a-ланцюгів містять по 141 амінокислотному залишку, а два b-ланцюги - по 146 залишків. Повну структуру гемоглобіну визначили Кендрю і Перуц.

***Лабораторні роботи: 8*Аналітичне визначення і дослідження вуглеводів, білків***

Біуретова реакція

Ксантопротеїнова реакція

Визначення глюкози у виноградному соці

Якісна реакція глюкози з купрум (ІІ) гідроксидом

Срібно дзеркало з глюкозою

Цікаві факти про воду (Роширюємо кругозір)

Сайт Тут цікаво

••• Земля являє собою замкнуту систему, схожу на терраріум, а це означає, що вона рідко втрачає або отримує додаткові речовини. А вода, яка існувала на Землі мільйони років тому, зберігається і сьогодні.

••• В даний момент 70% поверхні Землі покриті водою, а придатний до вживання тільки 1% цієї рідини.

••• 46% всієї води Землі знаходиться в Тихому океані, в Атлантичному - 23,9, в Індійському - 20,3, а в Північному Льодовитому - 3,7%.

••• У склянці води міститься близько 8 септільйонів молекул.

••• Морська вода замерзає при температурі - 1,91°C.

••• 85% всіх захворювань у світі передається за допомогою води.

••• У природі існує близько 1330 видів води. Вони розрізняються за походженням (дощова, грунтова, зі свіжого або довго лежачого снігу тощо), за кількістю і характером розчинених у ній речовин.

••• У середньому наш організм потребує 1,5 - 2 літри рідини в день.

••• Під час дієти необхідно пити ще більше для того, щоб полегшити виведення шлаків з організму.

••• Вода допомагає понизити можливість серцевого нападу. Після проведення чергових досліджень вчені зробили висновок, що люди, які вживають близько 6 склянок води щодня, менше перебувають під ризиком серцевого удару на відміну від тих людей, які випивають всього 2 склянки.

••• Людина вмирає при втраті 20% рідини .

••• Людина може обходитися без їжі 30 діб і лише менше тижня без води.

••• Вживання кофеїну та алкоголю призводить до обезводнення. На кожну випиту чашку кави або порцію алкоголю треба випити додатково склянку води.

••• Людський організм на 60-70% складається з води, а дитячий на 80%. П'ятимісячний ембріон складається з води на 94%.

••• За добу людина виділяє стільки тепла, що його вистачить, щоб довести до кипіння 33 літри крижаної води.

••• Перші живі організми на Землі виникли у воді!

••• У кубічному сантиметрі морської води міститься 1,5 грама білка і немало інших поживних речовин.

••• Одним з найбільш водянистих продуктів є кавун, він складається на 93% з води. Якщо говорити про найбільш водянистих тварин, то п'єдестал очолюватиме медуза, так як вона на 99% складається з води.

••• Середня температура поверхні води світового океану дорівнює 17,4 градуси, в той час як середня температура нижнього шару повітря над світовим океаном дорівнює 14,4 градусам.

••• У Азербайджані є вода, в якій присутня велика кількість метану, тому, піднісши до неї сірник, вона може спалахнути.

••• Іноді вода замерзає при позитивній температурі.

••• В Антарктиді є озеро, вода в якому в 11 разів солоніша морської і може замерзнути тільки при температурі -50 С.

••• За даними ЮНЕСКО, найчистіша вода знаходиться у Фінляндії.

••• Незважаючи на те, що ПАР це африканська країна - вода в кранах країни вважається третьою в світі за чистотою і придатна відразу в їжу.

••• Перше, що шукають дослідники інших планет - воду.

••• Забруднені підземні води очищаються протягом декількох тисячоліть.

••• Не можна кип'ятити воду більше одного разу, при повторному кип'ятінні виділяється діоксин, отруйна речовина, що викликає рак.

••• Людина за своє життя випиває в середньому 35 тонн води.

••• Зі школи всі знають , що у води є 3 агрегатних стани: рідкий, твердий і газоподібний. Проте вчені виділяють 5 різних станів води в рідкому вигляді і 14 станів в замерзлому вигляді.

••• Близько 90% плаваючого айсберга знаходиться під водою.

••• Загальні запаси льоду на Землі близько 30 млн. куб. км. Основні запаси льоду зосереджені в полярних шапках.

••• У кубічному сантиметрі морської води міститься 1,5 грама білка і немало інших поживних речовин.

••• У кип'яченій воді шампанське швидше охолоджується, ніж у сирій.

••• 22 березня в усьому світі відзначається День водних ресурсів . Це свято було встановлено за рішенням Генеральної Асамблеї Організації Об'єднаних Націй, щоб нагадати людству про важливість водних ресурсів для навколишнього середовища і розвитку суспільства.

••• Стакан води, випитий на порожній шлунок, притупить відчуття голоду і наповнить шлунок. Також вживання води до їжі сприяє зменшенню апетиту вдвічі.

••• У канадському місті Саммерсайд заборонено давати і брати в борг воду.

••• Гудзонова затока (частина Північного Льодовитого океану, що примикає також до Атлантичного океану) - найбільший внутрішній водний простір у світі.

••• Вода дуже чуйно реагує на наш емоційний стан, вона здатна запам'ятовувати все і записувати на кристалічну решітку оточуюче її енергоінформаційне поле.

••• Леонардо да Вінчі любив воду: він розробив інструкції з підводних занурень, винайшов і описав прилад для підводного занурення, дихальний апарат для підводного плавання. Усі винаходи Леонардо лягли в основу сучасного підводного спорядження.

••• У 1849 році, в розпал золотої лихоманки, в Каліфорнії були наступні ціни: 70 доларів за кілограм борошна і до 100 доларів за склянку води.

••• У мікрохвильовці небезпечно нагрівати дистильовану воду, тому що вона здатна перегріватися, тобто до нагрівання вище температури кипіння.

••• «Коала» мовою австралійських аборигенів означає «не пити». Харчуючись евкаліптом, всю необхідну вологу коала отримує з його листя, а воду п'є тільки від випадку до випадку - у періоди посух або під час хвороби.

••• Перша пляшка питної газованої води була виготовлена англійцем Джозефом Прістлі в 1767 році.

••• Вживання дуже великої кількості води в короткий термін може призвести до водної інтоксикації. Водна інтоксикація відбувається через те, що вода розбавляє рівень натрію в крові і викликає водний дисбаланс у мозку.

•• У середньому людина використовує приблизно 80-100 літрів води на день. Змив в туалеті насправді займає найбільшу кількість цієї води.

••• Приблизно 85 відсотків жителів землі отримують воду з відкритих водних об'єктів. Інші 15 відсотків отримують свою власну воду з приватних колодязів та інших джерел.

••• Після інтенсивних фізичних навантажень людина моментально втрачає вагу тіла, але не через те що спалює жир, а через те, що втрачається вода.

••• У дощовій воді міститься вітамін В12.

••• Банан на 75 % складається з води.

•• Людина починає відчувати спрагу, коли її організм втрачає 1% води.

••• Атлантичний океан більш солоний ніж Тихий.

••• При замерзанні вода розширюється на 9%.

••• В середньому мозок людини на 78% складається з води.

••• Під водою звук поширюється в 5 разів швидше ніж в повітрі.

До уроку 10.11.17 (п'ятниця)Узагальнення матеріалу з теми НЕОРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ ЖИВИХ ОРГАНІЗМІВ (Залік)

Завдання:оперувати основними термінами: терморегуляція, теплоємність, універсальний розчинник (вода),гідрофільні речовини, гідрофобні речовини, електороліти, ацидоз, буферний розчин, гранично допустима концентрація (ГДК).
Наводити приклади:

-представників класів неорганічних сполук, що входять до складу біосистем;
-гідрофільних, гідрофобних, амфіфільних сполук живих систем;
-електролітів в організмі людини.

Описувати:

-значення води для біосистем різних рівнів організації живої природи;

- біологічні функції окремих представників класів неорганічних сполук;

Характеризувати:

- біологічне значення кисню, озону, вуглекислого газу, амоніаку, гідроген сульфіду(сірководню);

- біологічні функції речовин, що належать до різних класів неорганічних сполук;

- значення водно-сольового балансу в живих організмах і наслідки його порушення.

Складати:

- фізико-хімічну характеристику води як універсального розчинника в біосистемах.

Високий рівень.

Пояснювати:

- структурну зумовленість біологічних функцій води; причини відмінності вмісту води в клітинах різних тканин, органів, організмів;

- норми вживання води людиною в різних умовах навколишнього середовища.

Обгрунтовувати:
- необхідність дотримання балансу неорганічних речовин у живих організмах для їхнього функціонування.

Матеріали для підготовки:Вода - найпоширеніша сполука в живих організмах. Вона становить близько 75% біомаси Землі. В організмі людини вміст води залежить від віку. Так, у чотиримісячних ембріонів міститься 94% води, у новонароджених — 70-75%, у дорослої людини — близько 65%, а у старечому віці її вміст знижується до 45%. У різних органах і тканинах дорослої людини вміст води нерівномірний і становить 70- 85%. Винятком є кісткова і жирова тканини, які містять менше 30 % води, та біологічні рідини (плазма крові, лімфа, ліквор, травні соки, сеча, сльози тощо) - більше 90 %. Отже, вода є основним середовищем для перебігу життєво важливих фізико-хімічних і біохімічних процесів.
Важливі й різноманітні функції води в живих організмах зумовлені дипольною природою молекул води. У рідкому стані вода складається із скупчень (кластерів) молекул, зв'язаних одна з одною водневими зв'язками. Поодинокий водневий зв'язок — це досить слабкий зв'язок, але завдяки своїй численності вони визначають унікальні фізичні й хімічні властивості води, які, у свою чергу, використані живими організмами для реалізації деяких процесів життєдіяльності. Так, висока теплота випаровування води (0,54 ккал/г) забезпечує один із механізмів терморегуляції - тепловіддачу шляхом випаровування поту. А висока теплоємність води дозволяє організму підтримувати відносно постійну температуру тіла при значних коливаннях температури повітря.

Висока діелектрична стала полярних молекул води і сильно виражена здатність їх утворювати водневі зв'язки роблять воду універсальним розчинником. Навколо розчинених частинок іонів і молекул утворюється гідратна оболонка. Гідратація біомолекул забезпечує разом з іншими факторами їх просторову структуру. Завдяки гідратації іонів і молекул частина води в організмі знаходиться у зв'язаному стані. Гідратна (імобільна) вода не проявляє властивостей розчинника.
Вода як розчинник забезпечує транспорт речовин в організмі, дисоціацію і, тим самим, активацію ряду біомолекул, є середовищем для перебігу більшості ферментативних реакцій. Крім того, вода безпосередньо служить субстратом в реакціях гідролізу і гідратації, утворюється в процесі тканинного дихання при окисненні вуглеводів, жирів чи амінокислот. Цю воду називають ендогенною або метаболічною. При повному окисненні до кінцевих продуктів 100 г вуглеводів вивільняється 55,6 мл води, 100 г білків — 41,3 мл, а 100 г жирів — 107,1 мл. За добу в організмі людини утворюється 300-400 мл ендогенної води.Вода, що надходить в організм з продуктами харчування (з першими і другими стравами,напоями), складає так звану екзогенну воду. Потреба в екзогенній воді для дорослої людини становить в середньому 40 г/кг маси тіла. Дітям її потрібно в 3 рази більше. Всмоктування екзогенної води відбувається в тонкому кишечнику. Звідси вона потрапляє через ворітну вену в печінку. Частина її тут затримується, а решта кров'ю розноситься до різних органів і тканин. Частина води надходить у кишечник із травними соками, значна кількість її зворотно абсорбується в товстих кишках. Між. кров'ю, органами і тканинами існує постійний динамічний обмін водою. Вміст води в тканинах знаходиться у прямій залежності від рівня інтенсивності обміну речовин. Залежно від різниці між кількістю води, що надходить, і кількістю виділеної води, розрізняють позитивний, негативний і нульовий баланс води.

Близько 2/3 води в організмі людини знаходиться всередині клітин, а 1/3 — позаклітинна вода, яка, в свою чергу, поділяється на міжклітинну (інтерстиціальну) рідину (25 % всієї воду) та води плазми крові і спеціалізованих позаклітинних рідин.
Вода вільно проходить через клітинні мембрани і розподіл її між клітинами та міжклітинним простором визначається осмотичними та гідростатичними силами. За електролітним складом, внутрішньо- і позаклітинні рідини організму значно відрізняються. Головним катіоном плазми крові і міжклітинної рідини є Na+ , а внутрішньоклітинна концентрація його приблизно у 15 раз менша. Концентрація К+ всередині клітини в 30-40 разів більша, ніж у позаклітинній рідині. Рівень Mg2+ приблизно у 15 раз вищий у внутрішньоклітинній рідині. Концентрація іонів Са2+ в цитоплазмі клітин у стані спокою дорівнює тільки 10-7 моль/л, тобто на декілька порядків менша, ніж у позаклітинній рідині.
Електролітний (іонний) склад, рН і осмотичний тиск є основними параметрами рідин організму, які підтримуються постійними за допомогою регуляторних механізмів, а при їх відхиленні за межі фізіологічної норми розвиваються патологічні зміни в організмі.

Осмотичний тиск і регуляція розподілу води в організмі Осмотичний тиск залежить від загального числа частинок (іонів і молекул) в розчині і не залежить від їх розміру, молекулярної маси й заряду.
Осмолярність (число ммоль на 1 л розчину): Осмотичний тиск плазми крові зумовлюється, головним чином, концентрацією іонів Na+ і Сl - , вклад яких у загальну величину складає близько 92 %.
Осмотичний тиск внутрішньоклітинної рідини створюється, головним чином, іонами К1+, Мg 2+ , фосфатами, негативно зарядженими при фізіологічному значенні рН білками.
Клітинні мембрани легко проникні шляхом дифузії для води, а катіони, аніони і низькомолекулярні органічні речовини (глюкоза, сечовина, амінокислоти) переносяться шляхом активного чи пасивного транспорту і швидкість їх перенесенню значно менша від швидкості дифузії води. Тому порушення нормальної концентрації у плазмі крові осмотичне активних речовин, здебільшого іонів натрію, зумовлює зміни гідратації клітин. Особливо чутливі до дегідратації чи надмірної гідратації клітини головного мозку.
Порушення гідратації клітин зумовлюються швидкими змінами концентрації в плазмі крові розчинених речовин, а при повільних змінах концентрації встигає здійснитись перерозподіл розчинених речовин і осмотичний тиск із обох сторін клітинної мембрани вирівнюється без значних переміщень води. Гомеостатичні механізми організму досить ефективно регулюють обмін води й електролітів, підтримуючи в межах фізіологічної норми осмотичний тиск позаклітинної, а через неї і внутрішньоклітинної рідин.

До уроку від 08.11.17.
Тема: Фізико-хімічна характеристика води як універсального розчинника в біосистемах.
Опрацювати конспект (усно).

Біохімічна характеристика води. Вода - найпоширеніша сполука в живих організмах. Вона становить близько 75% біомаси Землі. В живих системах вміст води становить від 98 % у медуз до В організмі людини вміст води залежить від віку. Так, у чотиримісячних ембріонів міститься 94% води, у новонароджених — 70-75%, у дорослої людини - близько 65%, а у старечому віці її вміст знижується до 45%. У різних органах і тканинах дорослої людини вміст води нерівномірний і становить 70-85%. Винятком є кісткова і жирова тканини, які містять менше 30 % води, та біологічні рідини (плазма крові, лімфа, ліквор, травні соки, сеча, сльози тощо) - більше 90 %.

Отже, вода є основним середовищем для перебігу життєво важливих фізико-хімічних і біохімічних процесів.

Важливі й різноманітні функції води в живих організмах зумовлені дипольною природою молекул води. У рідкому стані вода складається із скупчень (кластерів) молекул, зв'язаних одна з одною водневими зв'язками. Поодинокий водневий зв'язок - це досить слабкий зв'язок, але завдяки своїй численності вони визначають унікальні фізичні й хімічні властивості води, які, у свою чергу, використані живими організмами для реалізації деяких процесів життєдіяльності:

- висока теплота випаровування води (0,54 ккал/г) забезпечує один із механізмів терморегуляції- тепловіддачу шляхом випаровування поту;

- висока теплоємність води дозволяє організму підтримувати відносно постійну температуру тіла при значних коливаннях температури повітря;

- висока діелектрична стала полярних молекул води і сильно виражена здатність їх утворювати водневі зв'язки роблять воду універсальним розчинником. Через те що молекули води є диполями, вони мають унікальну властивість - розчиняти полярні речовини, до яких відносяться іонні сполуки: солі, кислоти, основи (до відома: до неіонних сполук відносяться спирти, цукор). Молекули води ніби "розтягують" молекули полярних речовин. При цьому зростає реакційна здатність розчинених речовин, оскільки їхні молекули або іони набувають можливості вільно рухатись.

Речовини, здатні розчинятися у воді, називаються гідрофільними(від грецьк. hydor- вода, phileo - люблю). Речовини, які не взаємодіють з водою, а тому в ній не розчиняються, називаються гідрофобними (від грецьк. hydor - вода, phobos - страх). До гідрофобних речовин належать майже всі жири, деякі білки;

- вода забезпечує структуру білків, нуклеїнових кислот, ліпопротеїнів та надмолекулярних міцел (мембран і органел). Навколо розчинених частинок іонів і молекул утворюється гідратна оболонка. Гідратація біомолекул забезпечує разом з іншими факторами їх просторову структуру. Білки, фосфоліпіди, нуклеїнові кислоти утворюють у водних розчинах структури, в яких гідрофобні неполярні групи ізольовані від водної фази, а на поверхні знаходяться гідрофільні групи, що взаємодіють із молекулами води. З цим і пов'язана просторова організація надмолекулярних структур, зокрема ліпопротеїнових міцел, мембран, клітинних органел;

- забезпечує функціонування органел; при значному відхиленні вмісту води у тканинах від норми порушується функціонування органел, зокрема процес окислювального фосфорилювання в мітохондріях, синтез білків на рибосомах. Завдяки гідратації іонів і молекул частина води в організмі знаходиться у зв'язаному стані. Гідратна (імобільна) вода не проявляє властивостей розчинника;

- вода як розчинник забезпечує транспорт речовин в організмі, дисоціацію і, тим самим, активацію ряду біомолекул, є середовищем для перебігу більшості ферментативних реакцій;

- служить субстратом в реакціях гідролізу і гідратації.

До уроку від 07.11.17
Тема: Електроліти живих систем та їх біологічне значення.
Опрацювати конспект(усно).
Картинки по запросу Електроліти живих систем та їх біологічне значення.

Картинки по запросу Електроліти живих систем та їх біологічне значення.

Біологічні рідини організму людини (внутрішньоклітинні і позаклітинні) являють собою розчини, що містять електроліти.
Електроліт - речовина, що розпадається при розчиненні на іони. Прикладами можуть служити розчини електролітів кислот, солей і основ.

Електроліти — провідники другого роду, речовини, які в розчині (або розплаві) складаються повністю або частково з іонів, і які мають внаслідок цього іонну провідність.
Картинки по запросу Електроліти живих систем та їх біологічне значення.

Електроліти є у всіх рідких системах живих організмів, слугують середовищем для проведення хімічного синтезу.Певний іонний склад рідин необхідний для підтримки багатьох життєвих процесів. Наприклад, функція деяких ферментів оптимальна тільки в умовах певної концентрації іонів і величини рН.

Ефект багатьох гормонів здійснюється завдяки зміні проникності клітинної мембрани для деяких іонів.

Електроліти виконують в організмі наступні функції: відіграють провідну роль в осмотическом гомеостазі, створюють біоелектричні мембранні потенціали, беруть участь в обміні речовин, утилізації кисню, перенесення і збереженні енергії, діяльності органів і клітин, каталізують процеси обміну речовин, визначають рН рідин тіла, стабілізують кісткову тканину, служать як «енергетичного депо», беруть участь у згортанні крові та ін.
Іонний склад всередині клітини значно відрізняється від іонного складу позаклітинної рідини.

Натрій - найважливіший катіон позаклітинного простору. Натрію належить основна роль у підтримці осмотичного тиску позаклітинної рідини. Навіть невеликий дефіцит натрію не може бути заповнений ніякими іншими катіонами, в цьому випадку негайно зміниться осмотичність і обсяг позаклітинної рідини. Таким чином, натрій регулює об'єм рідини у позаклітинному просторі. Відзначено лінійна залежність між дефіцитом плазми і дефіцитом натрію. Збільшення концентрації натрію в позаклітинній рідини призводить до виходу води з клітин і, навпаки, зменшення осмотичності позаклітинної рідини сприятиме переміщенню води в клітини. Натрій бере участь у створенні біоелектричного мембранного потенціалу.

Калій - це основний катіон внутрішньоклітинного простору. Велика частина цих катіонів знаходиться всередині клітин в основному у вигляді нетривких сполук з білками, креатинином і фосфором, частково в іонізованому стані. Калію належить важлива роль у білковому обміні (участь у синтезі та розщепленні білка), утилізації глікогену (тваринний вуглевод) клітинами. Вихід калію з клітин відбувається при шоку, кисневому голодуванні, білковому катаболизме, клітинної дегідратації та інших станах стресу. Повернення калію в клітини спостерігається при поліпшенні утилізації вуглеводів, синтезі білків, відновленні водного балансу. Калій відіграє важливу роль в діяльності серцево-судинної системи, травного тракту і нирок, поляризації клітинної мембрани.

Кальцій - катіон позаклітинного простору. Біологічною активністю володіють тільки іони кальцію. Вони впливають на збудливість нервово-м'язової системи, проникність мембран, зокрема ендотелію судин, згортанні крові.У плазмі людини кальцій пов'язаний з білками, органічними кислотами і знаходиться в іонізованому стані.

Магній, як і калій, є основним клітинним катіоном. У клітинах його концентрація значно вище, ніж у плазмі і інтерстиціальної рідини. У плазмі він пов'язаний з білками, а також іншими сполуками і знаходиться в іонізованому стані. Магній відіграє важливу роль у ферментативних процесах: утилізації кисню, гликолизе, виділення енергії. Магній зменшує збудливість нервово-м'язової системи, знижує скоротливість міокарда та гладкої мускулатури, надає депресивний вплив на ЦНС.

Хлор - основний аніон позаклітинного простору, бере участь у процесах поляризації клітинних мембран, знаходиться в еквівалентних співвідношеннях з натрієм. Надлишок хлору веде до ацидозу (Ацидоз-зміщення кислотно-лужного балансу організму в сторону збільшення кислотності) .

Гідрокарбонат. На відміну від іонів натрію, калію і хлору, які називають фіксованими іонами, іон гідрокаобоната схильний до значних змін. Зменшення концентрації гідрокарбонату призводить до метаболічного ацидозу, збільшення - до алкалозу. Гідрокарбонат входить до складу найважливішою буферної системи позаклітинного простору.(Буферний розчин слабких кислот або основ з їхніми солями, в якому майже не змінюється водневий показник рН, коли розчин розводять водою або додають до нього трохи кислоти чи лугу Б. р. мають велике значення у фізіології живих організмів; використовуються в хімічному аналізі).

Фосфат - основний аніон внутрішньоклітинного простору. Концентрація фосфату в клітинах приблизно в 40 разів вище, ніж у плазмі. Фосфат в плазмі представлений у вигляді моногідрофосфатного і дігідрофосфатного аніонів. Він пов'язаний з білками, нуклеїновими кислотами, бере участь в обміні вуглеводів, енергетичних процесах, має властивості буфера.

Сульфат - переважно клітинний аніон. Його відсоток в плазмі дуже невеликий. Сульфат утворюється при розпаді амінокислот, що містять сірку. Підвищення концентрації сульфату в плазмі відбувається при нирковій недостатності.

Значна частина іонів знаходиться у фіксованому стані в кісткової і хрящової тканини, сухожиллях і інших тканинах і не приймає участі в обміні.

Лабораторна робота № 4. Визначення карбонат-йону СО₃^2- у шкаралупі яйця (завдання - підручник с.95).
Виконати письмово в робочому зошиті: тема, мета,інструктивна картка (хід роботи від свого імені), Оформлення результатів роботи-10.11.17 під час уроку.

Перегляд: https://www.youtube.com/watch?v=iK4Dpgy69yA

Перегляд: https://drive.google.com/file/d/1jTP_weEd-Px7Ageh5juSm6Bfle6CwKkX/view?usp=sharing

До уроку від 06.11.17
Опрацювати (конспект) матеріал з теми "Поняття про гранично допустиму концентрацію речовин. Способи зниження вмісту нітратів у продуктах"

Теоретичні відомості

Грани́чно допусти́ма концентра́ція (ГДК), (англ. maximum allowable concentration) — показник безпечного рівня вмісту шкідливих речовин в навколишньому середовищі. Відповідає максимальній кількості шкідливої речовини в одиниці об'єму або маси, яка при щоденному впливі протягом необмеженого часу не викликає будь-яких змін в організмі людини і несприятливих спадкових змін у потомства, а також не призводить до порушення нормального відтворення основних ланок екологічної системи.

Для овочів, вирощених у теплицях, ГДК нітратів у 1, 5 — 2 рази вища, ніж для овочів, які вирощені навесні та влітку у відкритому ґрунті. Це пояснюється природно обумовленою здатністю рослин до накопичення нітратів при недостатньому освітленні в холодний період року.

Детально: http://labcenter.kh.ua/?p=2314

Нітратна проблема загострилася в другій половині XX ст. і пов’язана з інтенсивним використанням азотних добрив, яке привело до накопичення нітратів в продуктах рослинного походження, а також у питній воді.

Доросла людина порівняно легко переносить дозу в 150-200 мг нітратів на добу, в той час як для немовляти токсичною є доза навіть у 10 мг нітратів на добу. З продуктами харчування до організму дорослих щодоби надходить влітку 256 мг, восени і навесні — 140-180 мг нітратів, до організму дітей віком 1-3 років — влітку 215 мг, восени і навесні — 150-155 мг нітратів .

Оскільки гранично допустима доза нітратів для дорослого становить 300-350 мг (з розрахунку на 60-70 кг маси тіла), 600 мг - вже токсична доза для дорослої людини. В Україні допустима середньодобова доза нітратів - 312 мг, а для дитини 2-3 років – 50-75 мг (з розрахунку на 10-15 кг маси тіла), можемо зробити висновок, що надходження нітратів до організму дітей перевищує гранично допустимі дози. Вища чутливість дітей до надходження нітратів пояснюється їх меншою масою тіла. За даними Всесвітньої Організації Охорони Здоров’я, допустимою нормою нітратів для людини вважається 5 мг на кілограм маси тіла. Тому відбір продуктів харчування дітей, за вмістом в них нітратів, має бути більш строгим, порівняно з продуктами для дорослих. В харчуванні дітей необхідно використовувати продукти з мінімальним вмістом нітратів.

Нітрати (солі азотної кислоти) - один з елементів живлення рослин. До основних чинників, що викликають накопичення нітратів в овочах, відносяться біологічні особливості і сортові ознаки рослин, рівень родючості ґрунту, температура, вологість ґрунту і повітря, інтенсивність і тривалість освітлення, технологія вирощування овочевих рослин. З овочами і фруктами в організм людини поступають до 70-80 % нітратів. Нітрати потрапляння в організм людини через продукти харчування рослинного та тваринного походження, питну воду, а також при вживанні лікарських препаратів. Основна маса нітратів потрапляє в організм людини з консервами і свіжими овочами. Незначна кількість нітратів потрапляє з хлібобулочними виробами і фруктами. З молочними продуктами потрапляє - 1 % (10-100 мг на літр).

Нітрати містяться і в тваринній їжі. Рибна і м' ясна продукція в натуральному вигляді містить небагато нітратів (5-25 мг/кг в м'ясі, і 2-15 мг/кг в рибі). Але нітрати додають в готову м'ясну продукцію з метою поліпшення її споживацьких властивостей і для тривалішого її зберігання. У сирокопченій ковбасі міститься нітритів до 150 мг/кг, а у вареній ковбасі - 50-60 мг/кг. Також нітрати потрапляють в організм людини через тютюн.

Забруднення нітратами питної води або продуктів харчування має негативний вплив на здоров'я людини. Нітрати сприяють розвитку патогенної кишкової мікрофлори, яка виділяє в організм людини токсини, знижують вміст вітамінів, стимулюють дію гормонів, а через них впливають на всі види обміну речовин. При тривалому надходженні нітратів в організм людини зменшується кількість йоду, що призводить до збільшення щитовидної залози. Встановлено, що нітрати сильно впливають на виникнення ракових пухлин в шлунково-кишковому тракті у людини. Нітрати здатні викликати різке розширення судин, внаслідок чого знижується кров' яний тиск.

Нітрати, які потрапляють до організму(5-7 %), в шлунку відновлюються під дією ферменту до нітритів (солі азотистої кислоти) і в такому вигляді всмоктуються в кров. У крові збільшується вміст молочної кислоти, холестерину, лейкоцитів, знижується кількість білків. Нітрити можуть вступати у взаємодію з гемоглобіном, утворюючи метгемоглобін, в якому залізо окиснюється до Fe³⁺. Ця речовина пригнічує дихальний центр, тому що не здатна переносити кисень приводять до кисневого голодування організму. Щоб зменшити вміст нітриту в організмі людини треба в достатній кількості використовувати в їжу вітамін С (аскорбінову кислоту) і вітамін Е, оскільки вони знижують шкідливу дію нітратів і нітриту. Аскорбінова кислота, а також вітаміни А і Е, будучи інгібіторами, нейтралізують шкідливу дію нітратів, що потрапили в організм. Зберігати овочі та фрукти краще в холодильнику, оскільки при температурі +2°С неможливе перетворення нітратів в отрутніші речовини - нітрити.

Основними ознаками нітратних отруєнь у людини є:

· посиніння нігтів, губ і видимих слизових оболонок;

· нудота, блювота, болі в животі; пронос, часто з кров'ю,

· збільшення печінки, жовтизна білків очей;

· головні болі, підвищена втомлюваність, сонливість, зниження працездатності,

· задишка, посилене серцебиття, аж до втрати свідомості.

Одержати абсолютно безнітратний врожай овочів практично неможливо, але можливо максимально понизити в ньому рівень нітрату азоту:

· вживати слід тільки свіжо приготовлені овочеві блюда. У свіжо приготованих салатах і інших овочевих блюдах, що постояли певний час навіть в холодильнику, нітрати перетворяться в нітрит. Тому не готуйте їжу про запас. Не купуйте готові салати, бо вони можуть бути приготовлені досить давно.

· при консервації зменшується на 20-25 % вміст нітратів в овочах, особливо при консервації огірків та капусти. Оскільки нітрати переходять в розсіл і маринад, які варто виливати при вживанні консервованих овочів в їжу. Салати слід готувати безпосередньо перед їх вживанням і відразу з' їдати, не залишаючи на потім.

· Знижується кількість нітратів при митті та термічній обробці овочів. Так, при вимочуванні - на 20-30 %, а при варці на 60-80 %. Зокрема, у капусті - на 58 %, у столовому буряку - на 20 %, у картоплі - на 40 %. При цьому слід пам' ятати, що при посиленому митті і бланшируванні (обварюванні кип' ятком) овочів з водою виходять не лише нітрати, але і цінні речовини: вітаміни, мінеральні солі і ін.

· Щоб знизити кількість нітратів в старих бульбах картоплі, їх слід залити 1 % розчином солі.

· У патисонів, кабачків і баклажанів необхідно зрізати верхню частину, яка знаходиться біля плодоніжки.

· Оскільки нітратів більше в шкірці овочів та фруктів, то їх (особливо огірки і кабачки) бажано очищати від шкіри, а у пряних трав варто викидати їх стебла і використовувати лише листя.

· У огірків, буряка, редиски варто зрізати обидва кінці, оскільки тут найвища концентрація нітратів.

Проблема контролю надмірного вмісту нітратів в продуктах харчування хвилює багатьох із нас. Існують різноманітні прилади за допомогою яких можна визначити у відсотках вміст нітратів в овочах і фруктах. Більшість з них коштують досить дорого, мають складну будову і використовуються лише в спеціалізованих лабораторіях. Зокрема до них відносять нітратоміри, що побудовані на базі іонометрів. Але для побутових потреб сконструйовані більш прості прилади для контролю рівня нітратів. Це, насамперед, індикатори нітратів або нітрат-тестери . Вони не визначають точний вміст нітратів, а, здебільшого, порівнюють їх вміст з еталонними показниками. Такі прилади можна придбатив спеціалізованих магазинах або сконструювати самостійно. Принцип дії таких приладів ґрунтується на вимірювання електропровідності субстанції овочів або фруктів при зануренні в неї двох електродів. Питома електропровідність залежить від виду овочів, їх зрілості, сорту. Кожен вид овочів має свою електропровідність. Сорт та зрілість мало впливають на неї.А от надмірна кількість нітратів значно її збільшує, що й виявляє прилад.

Не завжди нітрати розміщені в овочі рівномірно, і якщо перше вимірювання показало малу кількість нітратів, обов' язково проткніть овоч ще два-три рази в різних місцях. Якщо хоч в одному випадку прилад покаже велику кількість нітратів, то цьому показанню і потрібно вірити. Якщо поміряти "хороші" помідори через тиждень. То прилад покаже значно більше нітратів, ніж показував на початку. Прилад показує велику електропровідність не лише при великій кількості нітратів, а й при зіпсованому овочі ще тоді, коли зовнішні ознаки зіпсованості відсутні. Це не є вадою приладу. Напівзіпсовані овочі Ви, мабуть, також не захоче вживати, як і "нітратні".

Порівняння вмісту нітратів у продуктах харчування

Продукти, що порівнювалися	Результати досліду	Продукт з мінімальним вмістом нітратів
Яблука різного ступеня достиглості (зелені, недостиглі, цілком стиглі)	Вміст нітратів зменшується із збільшенням ступеня достиглості	Цілком достиглі яблука
Яблука різних розмірів (дуже великі, великі, середнього розміру, дрібні)	Із зменшенням розмірів яблук вміст нітратів зменшується. В дрібних яблуках вміст нітратів більший, ніж у середніх	Яблука середнього розміру
Різні частини коренеплоду моркви (частина біля стебла, середня частина, нижня частина)	Нітрати виявлені тільки у верхній частині моркви	Середня та нижня частини моркви
Картопля сира, картопля вимочена в слабкому розчині солі, картопля варена	У вареній картоплі нітрати відсутні. Вимочування картоплі на вміст нітратів не впливає	Варена картопля
Сир твердий та творог	Нітрати відсутні у м’якому сирі, у твердому сирі концентрація нітратів висока	Творог
Куряче м'ясо та дитячі сосиски з курячого м’яса	Нітрати відсутні у м’ясі, у дитячих сосисках концентрація нітратів висока	Куряче м'ясо
Яблучний сік та яблучний сік з вітаміном С	Вітамін С знижує концентрацію нітратів	Яблучний сік з вітаміном С

Рекомендації по відбору продуктів з меншим вмістом нітратів для харчування дітей

Організм дитини більш чутливий до вмісту нітратів, тому добираючи продукти для харчування дитини необхідно робити вибір на користь продуктів з мінімальним вмістом нітратів. До таких продуктів відносяться:

· цілком достиглі овочі та фрукти. Недопустимо використовувати в дитячому харчуванні недостиглі овочі та фрукти;

· овочі та фрукти середніх для даного виду й сорту розмірів. Занадто великі розміри плодів ймовірно пов’язані з надмірним використанням азотних добрив. Продукти невеликих розмірів також характеризуються вищим вмістом нітратів;

· з метою зменшення кількості нітратів слід видаляти ті частини рослин, в яких знаходяться точки росту;

· варіння продуктів і зливання відвару дозволяє знизити вміст нітратів. Вимочування продуктів на вміст нітратів впливає незначною мірою;

· не варто використовувати в харчуванні дітей твердий сир та варені ковбаси, краще замінити їх м’яким домашнім сиром і м’ясом;

· корисно вживати продукти багаті на вітамін С, який знижує вміст нітратів у продуктах харчування.

До уроку від 03.11.17

Опрацювати підручник параграф 16

Тема: Роль солей та інших неорганічних сполук в організмі

Хімічні елементи містяться в клітині й у вигляді неорганічних речовин, головним чином — різних солей.

З катіонів, що є в клітині, найбільш важливі: К⁺; Na⁺; Са²⁺; Mg²⁺; з аніонів: НРО₄^2-; Н₂РО₄^-; Сl^-; НСО₃^-.

Вміст аніонів і катіонів у клітині зазвичай значно відрізняється від вмісту їх у міжклітинній рідині: концентрація йонів К⁺ всередині клітини дуже висока, a Na⁺ — низька. У м’язових клітинах вміст К⁺ у 30 разів вищий, ніж у крові, а вміст Na⁺ — удесятеро менший.

Доки клітина жива, ця різниця в концентрації йонів К⁺ і Na⁺ між клітиною і середовищем стійко зберігається.

Після смерті клітини вміст йонів К⁺ і Na⁺ у ній і в середовищі швидко вирівнюється.

Вміст у клітині і в навколишньому середовищі вказаних йонів має велике значення для нормального функціонування клітини. Через те ці йони повинні бути в усякій кровозамінній рідині.

Коли їх немає, клітина втрачає свої функціональні властивості й гине.

У багатьох клітинах солі є не тільки в розчиненому стані. Міцність і твердість кісткової тканини, а також черепашок молюсків залежить від нерозчинного кальцій ортофосфату, який міститься в них.

Якщо в їжі людини, тварин або живленні рослин недостатньо Р, К, Na, Са, Cu, Со, Мо тощо, то порушується утворення кісткової тканини, затримується синтез таких важливих сполук, як нуклеїнові кислоти, гемоглобін, хлорофіл, тироксин, унаслідок чого виникають різні захворювання, затримуються ріст і розвиток.

Залишки ортофосфатної кислоти, приєднуючись до деяких білків клітини, змінюють їхню фізіологічну активність. Залишки сульфатної кислоти, приєднуючись до нерозчинних у воді чужорідних речовин, надають їм розчинності, що сприяє виведенню їх із клітин та організму.

Луги — гідроксиди лужних і лужноземельних елементів та амонію — теж відіграють важливу біологічну роль, оскільки під час дисоціації утворюють йони ОН , амонію та відповідних металічних елементів.

Тема: Гідрофільні та гідрофобні сполуки

Речовини, які добре розчиняються у воді, називають гідрофільними. Проте існує група речовин, які важко розчиняються у воді або практично нерозчинні, — гідрофобні речовини.

До них належить більшість неполярних речовин: жири, ліпоїди, каучуки, парафіни тощо.

Енергія притягання молекул води до неполярних молекул буде меншою, ніж енергія водневих зв’язків.

Нерозчинність неполярних речовин широко використовується клітиною: до складу клітинних мембран входять неполярні речовини (ліпоїди), які обмежують перехід води із зовнішнього середовища в клітину й назад, а також з одних частин клітини в інші.

Вагоме значення має вода в організації структури біополімерів, зокрема білків. Молекула білка є довгою ниткою, від якої по всій її довжині відходять бокові групи (радикали). Частина радикалів — гідрофільна, інша частина — різко гідрофобна.

З тієї ж причини, з якої поміщені у воду жири, парафіни та інші гідрофобні речовини злипаються, утворюючи краплі, зчіплюються один з одним і гідрофобні радикали білка. Білкова нитка закручується в кульку, із зовнішнього боку якої розмістяться гідрофільні групи, а всередині — гідрофобне ядро.

Таким чином, у водному середовищі між гідрофобними радикалами білкової молекули виникають сили зчеплення, які підтримують стабільність структури білкового полімеру.

Ви опрацювали теоретичний матеріал.Виконайте тренувальні тести ( письмово в робочих зошитах, 1-10 цифра-один варіант відповіді; 11-12-творче завдання

)

1. Речовини, які добре розчиняються у воді, називають:

А діелектриками;

Б гідрофільними;

В гідроксидами;

Г гідрофобними.

2. Міцність і твердість кісток людини залежить від вмісту в них, насамперед:

А кальцій силікату;

Б кальцій ортофосфату;

В кальцій сульфату;

Г кальцій карбонату.

3. Білки, жири, вуглеводи та інші речовини розщеплюються за участі води. Такі реакції називають реакціями:

А гідролізу;

Б каталізу;

В піролізу;

Г фотолізу.

4. Укажіть джерело Оксигену під час фотосинтезу в зелених рослин:

А вода;

Б оксигеновмісні йони кислотних залишків;

В вуглекислий газ;

Г гідроксогрупи лугів.

5. Гідроксиди лужних і лужноземельних елементів та амонію називають:

А ферментами;

Б лугами;

В індикаторами;

Г інгибіторами.

6. Міцність і твердість кісткової тканини, а також черепашок молюсків залежить від вмісту в них:

А барій карбонату;

Б кальцій ортофосфату;

В стронцій метафосфату;

Г калій ортофосфату.

7. Гідрофобними називають біополімери:

А які не взаємодіють з водою;

Б які взаємодіють з водою за будь-яких умов;

В які розчиняються у воді в будь-яких пропорціях;

Г які розчиняються лише в органічних розчинниках.

8. Розчинні мінеральні солі дисоціюють в організмі на:

А йони металічних елементів та гідроксогрупи;

Б катіони Гідрогену та аніони кислотних залишків;

В йони металічних елементів та кислотних залишків;

Г катіони Гідрогену й аніони гідроксогруп.

9. Укажіть назву елемента, нестача якого у питній воді та їжі обумовлює розвиток ендемічного зобу:

А Цинк;

Б Флуор;

В Іод;

Г Селен.

10. Уміст води в тканинах організму людини:

А залежить від віку людини та типу тканини;

Б не залежить від віку людини;

В не залежить від типу тканини;

Г не залежить від інтенсивності обміну речовин.

11-12. Творче завдання. Установіть відповідність між назвою елемента й назвою організмів, які накопичують його у своїх тілах протягом життя:

1 Ферум;

А ряска;

2 Радій;

Б перетинчастокрилі комахи;

3 Силіцій;

В діатомові водорості та злаки;

4 Купрум.

Г залізобактерії;

Д молюски та ракоподібні.

Опрацювати підручник параграф 17 (самостійно)

До уроку від 01.11.17 (середа)

Опрацювати параграф 14. Тема: ВОДА та її властивості. Дати відповіді на запитання Перевірте себе 1-5 наприкінці параграфа с. 84 (усно).

Додатково підручник с.92, 93 "Аномальні властивості води" (ознайомитись).

Зв’язок між структурою води та її роллю в клітині

Вода в біологічних об’єктах виконує такі функції:

а) водне середовище об’єднує всі структури організму, починаючи від молекул у клітинах і закінчуючи тканинами та органами, в єдине ціле. У тілі рослин водна фаза є безперервним середовищем: від вологи, поглинутої коренями із ґрунту, до поверхні розділення рідина — газ у листках, де вона випаровується;

б) вода — важливий розчинник і середовище для біохімічних реакцій;

в) вода бере участь в упорядкуванні структур у клітинах. Вона входить до складу молекул білків, визначаючи їх конформацію. Видалення води з білків висолюванням або за допомогою спирту призводить до їх коагуляції і випадання в осад. У підтриманні структур гідрофобних ділянок білкових молекул і ліпопротеїнів істотна роль належить структурованій воді;

г) вода — метаболіт і безпосередній компонент біохімічних процесів. Так, під час фотосинтезу вода є донором електронів. Під час дихання, у циклі Кребса, вода бере участь в окиснювальних процесах. Вода необхідна для гідролізу та багатьох синтетичних процесів;

ґ) можливо, істотну роль у життєвих явищах, особливо в мембранних процесах, відіграє відносно висока електронна провідність структурованої води;

д) вода — головний компонент транспортної системи вищих рослин у судинах ксилеми й ситоподібних трубках флоеми під час переміщення речовин по симпласту (багатоядерний цитоплазматичний утвір, сукупність протопластів, з’єднаних з плазмодесмами) й апопласту (система взаємозв’язаних міжфібрилярних просторів клітинних оболонок та міжклітинників, через яку здійснюється переміщення води в рослині);

е) вода — терморегулятор: вона захищає тканини від різких коливань температури завдяки високій теплоємності та високій питомій теплоті пароутворення;

є) вода — добрий амортизатор під час механічних впливів на організм;

ж) завдяки явищам осмосу й тургору вода забезпечує пружний стан клітин і тканин рослинних організмів;

з) для водоростей вода — середовище існування;

и) наземні спорові рослини зберігають залежність від води: їхні гамети рухаються за допомогою джгутиків;

і) у насінних рослин існують досконалі механізми надходження й економного використання води, необхідної для їх життєдіяльності.

До уроку на 31.10.17 (вівторок)
Д/З: закінчити Л/р № 2, ОФОРМИТИ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ (СФОРМУЛЮВАТИ ВИСНОВОК) У РОБОЧИХ ЗОШИТАХ

Оформлення результатів роботи (додаток):

Завдання: Вкажіть які речовини в складі білка є джерелом Сульфуру, запишіть їх назви і формули

Вміст амінокислот у продуктах

Амінокислоти – це карбонові кислоти, в яких в радикалі атом водню замінений на аміно-групи. З них побудовані білки будь-якого організму. Багато важливі речовини є білками. Білки – вища форма організації живої матерії на молекулярному рівні.

У природі існує 20 амінокислот, з них 8 є незамінними, тобто такими, які організм не синтезує сам. Вони можуть надходити тільки під час харчування.

Інформація про склад курячого яйця

Амінокислота	Вміст, мг
Аргінін	890
Гістидин	330
Ізолейцин	930
Лейцин	1260
Лізин	890
Метіонін	450
Фенілаланін	800
Треонін	710
Триптофан	230
Тирозин	590
Валін	1120 а також цистеїн

Стаття "Курячі яйця як продукт харчування": https://chemiday.com/uk/encyclopedia/13-1-0-74

Сульфур входить до складу деяких амінокислот, зокрема метіоніну і цистеїну.
Метіонін (Met, M) — незамінна амінокислота, що входить до складу ферментів та майже всіх тканин.Добре впливає на стан нирок, знижує токсичність багатьох отруйних речовин і сприяє відновленню функцій печінки, сприяє створенню неорганічної сірки у організмі. Спричиняє прискорення росту.

Роль у харчуванні людини

Метіонін належить до так званих ліпотропних речовин, здатних запобігати ожирінню печінки, він регулює та нормалізує жировий обмін. Джерела метіоніну — молочний і яєчний білок, бобові, вівсяна крупа, сир. Добова потреба в метіоніні — 2-4 г.

Формула: C₅H₁₁NO₂S

Цистеї́н — одна з амінокислот, L-ізомер якої входить до складу білків.
Формула:

У складі білків між атомами сульфуру залишків цистеїну встановлюються дисульфідні зв'язки, що забезпечують формування третинної структури.
Цистеїн - замінна амінокислота. Він може синтезуватися в організмі ссавців із серіну за участю метіоніну як джерела сірки, а також АТФ і вітаміну В₆. У деяких мікроорганізмах джерелом сірки для синтезу цистеїну може бути сірководень. Цистеїн сприяє травленню, беручи участь у процесах переамінування. Сприяє знешкодженню деяких токсичних речовин і захищає організм від шкідливої дії радіації. Один з найпотужніших антиоксидантів, при цьому його антиоксидантну дію посилюється при одночасному прийомі вітаміну С і селену. Цистеїн є попередником глутатіону - речовини, що надає захисну дію на клітини печінки та головного мозку від пошкодження алкоголем, деякими лікарськими препаратами і токсичними речовинами, що містяться в сигаретному димі.

Детальніше про Цистеїн (цікава інформація).......https://chemiday.com/uk/encyclopedia/4-1-0-24

Завдання: описати проведену якісну реакцію

Ацетат свинцю(II) (свинець оцтокислий, формула: Pb(C H₃C O O)₂) — хімічна сполука, свинцева сіль оцтової кислоти. За нормальних умов — прозорі кристали. Тригідрат має солодкий смак, однак через надзвичайну отруйність смакувати його вкрай небезпечно. Утворює кристалогідрати: Pb(C H₃C O O)₂•3H₂O (свинцевий цукор) і Pb(C H₃C O O)₂•10H₂O.

реакція із сірководневою водою з утворенням чорного осаду сульфіду свинцю

{\mathsf {Pb(CH_{3}COO)_{2}+H_{2}S{\xrightarrow {\ \ }}\ PbS\downarrow +2CH_{3}COOH}}

Д/З скласти рівняння реакції в йонному вигляді.

До уроку на 30.10.17

Тема: Різноманітність неорганічних сполук у складі живої природи (підручник § 13)

ДОДАТОК
Значення кисню, озону, вуглекислого газу, чадного газу (монооксиду карбону), пероксиду водню, сірководню, амоній гідроксиду для живих систем.

Таблиця .Властивості кисню й озону

Властивості простих речовин	Прості речовини
Властивості простих речовин	Кисень (О₂)	Озон (О₃)
Агрегатний стан за звичайних умов	Газ	Газ
Колір	Безбарвний	Синій
Запах	Без запаху	Різкий, своєрідний
Розчинність (у 100 об’ємах Н₂О при 20⁰С)	3 об’єми	49 об’ємів
Густина газу за н.у.	1,43 г/л	2,14 г/л
Температура кипіння	-193⁰С	-112⁰С
Температура плавлення	-219⁰С	-192⁰С
Фізіологічна дія	Неотруйний	Дуже отруйний
Хімічні властивості	Окисник	Дуже сильний окисник
Реакційна здатність	Висока	Дуже висока

ВУГЛЕКИСЛИЙ ГАЗ, ЧАДНИЙ ГАЗ

ПЕРЕКИС ВОДНЮ (Гідроге́н перокси́д ) — бінарна сполука гідрогену з оксигеном складу Н₂О₂. В молекулі наявний ковалентний зв'язок між атомами оксигену.Безбарвна рідина. Змішується з водою в будь-якому співвідношенні.

Доволі нестійка хімічна сполука, здатна спонтанно розкладатися на кисень та воду.

2Н₂О₂ = 2Н₂О + O₂↑

У біологічних системах токсичний, оскільки утворює вільні радикали. Знешкоджується з допомогою ферментів антиоксидативного захисту у цитоплазмі клітини та деяких органелах, зокрема мітохондріях та пероксисомах.

Шкіра, яка підлягла впливу 35% розчину H₂O₂.

Більш концентровані розчини спричиняють опіки шкіри, слизових оболонок та дихальних шляхів; ГДК в повітрі встановлено на рівні 1,4 мг/м³. Білий колір опіку пояснюється окисненням ліпідів, як наслідок епідермальний шар шкіри стає малопрозорим. Через декілька днів ліпідні оболонки оновлюються, опік пергідролем проходить безслідно.

Застосування

Перекис водню, 3% розчин для зовнішнього застосування.

Для відбілювання паперу, шкіри, хутра, текстильних матеріалів, олій, жирів. Окисник у складі ракетних палив. Дезінфекційний засіб для знешкодження побутових та промислових стічних вод. В хімічному синтезі: для добування органічних і неорганічних пероксидів, також епоксидів, гліколів тощо.

У медицині розчин перекису водню (зазвичай 3%) застосовують як антисептичний засіб. При контакті із пошкодженою шкірою чи слизовими оболонками перекис водню під впливом каталази розщеплюється з активним виділенням кисню, що сприяє згортанню крові та створює несприятливі умови для розвитку мікроорганізмів.

СІРКОВОДЕНЬ:

Підпалений на повітрі сірководень згорає за одним з наступних рівнянь:

- на повітрі він горить синім полум'ям:

2H₂S + ЗО₂ = 2Н₂О + 2SO₂

- при нестачі кисню утворює сірку:

2H₂S + O₂ = 2S + 2H₂O

Сірководень - сильний відновник, знебарвлює розчини йоду та калій перманганату. При його окисленні в розчинах утворюється вільна сірка або SO₄^2-, наприклад:

3H₂S + 4HClO₃ = 3H₂SO₄ + 4HCl

2H₂S + SO₂ = 2Н₂О + 3S

Водний розчин H₂S є дуже слабкою кислотою:

H₂S → HS¹^- + H¹⁺

HS¹^- → S^2- + H¹⁺

Захворювання кістково-м'язової системи – основний профіль всіх курортів, побудованих на джерелах сульфідних вод. Сірчані ванни джерел Acque Albule (лат. білуваті води) нині р. Тіволі в Італійській провінції Лацио біля Риму, призначав в I ст до н.е. лікар Антоній Муза своєму найяснішому пацієнтові Августу Октавіану при болях в м'язах.

Перші російські джерела сульфідних вод були відкриті за часів Петра I.

В Сочі існує цілюще джерело Мацеста, яке виліковує людей від хвороб, покращує їх самопочуття, вселяє віру.

Угорська легенда свідчить, що в містечку Харкані диявол зорав гору Саршомьє, і по сліду його плуга на поверхню прорвалася смердюча вода.

«…окутуючи мене, грає дивне тепло таємничої води, яка вже тисячу років б'є з невідомих кухонь землі і слабким струмом безперервно вливається в мою ванну», – писав Г. Гессе про сірчисті джерела швейцарського Бадена

Англійський курорт – Херроугейт в Північному Йоркширі, - знаменитий своїми 88 джерелами.

Джерела сульфідних вод утворюють озера незвичайних відтінків, від білувато-блакитно-зеленуватого як «Acque Albule» (лат. білуваті води), до синього, за кольором якого названий один з найвідоміших санаторіїв України – «Синяк».

АМОНІЙ ГІДРОКСИД

Гідрокси́д амо́нію, NH₄OH — спрощене позначення гідрату аміаку NH₃·H₂O, який утворюється при розчиненні аміаку у воді.

При розчиненні утворюється рівноважна система, в якій співіснують молекули аміаку, іони амонію та гідроксид-іони, однак виділити з неї гідроксид амонію як окрему речовину не є можливим.

Гідроксид амонію

Результат пошуку зображень за запитом "АМОНІЙ ГІДРОКСИД"

Формула: NH₄OH

Молярна маса: 35,04 г/моль

Щільність: 880 кг/м³

Температура кипіння: 24,7°C

Температура плавлення: -91,5°C

Гідроксид амонію - з'єднання, що утворюється при взаємодії води і аміаку, в побуті таку речовину найчастіше називають аміачною водою (НАШАТИРНИМ СПИРТОМ).Нашати́рний спи́рт — водний розчин аміаку, зазвичай 10%.

Прозора рідина, ззовні схожа на воду. Застосовується в медицині. Вікіпедія

Елементний склад біологічних систем
Презентація https://drive.google.com/file/d/0B396LiPlKh3ZY2xkcTRxRy1IVGs/view?usp=sharing

Склад хімічних елементів (%) живих організмів

Картинки викачати з посилання: https://drive.google.com/file/d/0B396LiPlKh3ZR2ZEZHc4X0MzTzQ/view?usp=sharing

Макроелементи

Хімічний елимент	Назва елементу	Масова частка %	Значення	Малюнок
О₂	Кисень (оксиген)	62,43	Входить до складу молекул води і органічних сполук; забезпечує реакцію окислення, в ході яких виділяється необхідна організму енергія
С	Карбон	21,15	Входить до складу органічних сполук, кісток, черепашок
Н₂	Водень (гідроген)	9,86	Входить до складу органічних сполук і молекул води.
N₂	Азот (нітроген)	3,10	Структурний компонент білків, нуклеїнових кислот, АТФ та деяких інших біомолекул.
Ca	Кальцій	1,9; 3 – в земній корі	Входить до складу кісток і черепашок, бере участь у регуляції метаболічних процесів; скорочень м'язів, діяльності серця людини. Вторинний посередник, Са-насоси.
P	Фосфор	0,95	Входить до складу кісток, білків, нуклеїнових кислот, АТФ та ін.
K	Калій	0,23	Забезпечує транспорт речовин через клітинні мімбрани; впливає на діяльність серця людини.
S	Сульфур (сірка)	0,08	Входить до складу білків та інших біомолекул.
Na	Натрій	0,08	Один із головних внутрішньоклітинних позитивно заряджених іонів. Забезпечує транспорт речовин через клітинні мембрани
Cl	Хлор	0,080	Основний негативно заряджений іон в організмі. Входить до складу хлоридної кислоти, яка є складовою частиною шлункового соку. Плазми крові
Mg	Магній	0,03	Активізує діяльність ферментів, енергетичний обмін і синтез ДНК. Хлорофіл, знаходиться у рибосомах зв’язується з білками і нуклеїновими кислотами. При < 0,0001% рибосоми дисоціюють на субодиниці. Надлишок призводить до порушення обміну Са т.к Mg його фізіологічний антагоніст. Структурний компонент хлорофілу
Fe	Ферум (залізо)	0.01-0.015	Входить до складу багатьох біомолекул, у тому числі гемоглобіну. До складу трансферину (фермент). Феретину (білок, що накопичення в печінці. Входить до складу активних центрів цитохромів.

МІКРОЕЛЕМЕНТИ

Хімічний елимент	Назва елементу	Масова частка %	Значення	Малюнок
Zn	Цинк	0,0003	Входить в склад деяких гормоні та ферментів, сприяє розщепленню вугільної кислоти. При недоліку затримка розвитку статевих залоз.
I	Йод	0,0001, в корі-4*10-5%	Входить до складу гормонів щитовидної залози. При знижені – ендемічний зоб
F	Фтор	0,0001	Входить до складу емалі зубів.
Si	Силіциум (пісок)	29,5маси земної кори	Селікати і алюмосилікати у природі. У рослин і тварин- діатомові водорості, кремнієвий панцир. У складі сухожилок, трахей
Cu	Купрум (мідь)	4,7*10-35 маси земної кори	Входить до складу 170 мінералів, у крові (церулоплазмін – білок, що транспортує мідь), печінка, селезінка
Mn	Манган	0,0001	До складу піровиноградної кислоти, ферментів
Mo	Молібден	0,00001	До складу активного центру ферментів
V	Ванадій	0,00001	Регулює активність процесів в кістковій тканині
Co	Кобальт	0,00001	До складу В12 (коферменту)
Cr	Хром	0,00001	Підсилює вплив на вуглеводний обмін, зв’язується з інсуліном

Із 106-х елементів періодичної системи Д. І. Менделєєва доведена наявність в організмі людини 82-х, для 62-х із них встановлена біологічна функція, а 10-ть елементів вважаються життєвонеобхідними.

У живих організмах людини і тварин за допомогою різних фізико-хімічних і хімічних методів виявлено понад 80 хімічних елементів, що надходять в організм разом з водою і їжею. Вони входять до складу різних біологічних систем і відіграють певну фізіологічну роль.
Засновник біогеохімії акад. В. Вернадський, вивчаючи розподіл хімічних елементів у земній корі, вперше обгрунтував роль живої речовини в міграції елементів та показав значення хімічних елементів для життєдіяльності та еволюції організмів людини та тварин. Організм вибірково асимілює з біосфери певні хімічні елементи. При цьому їх концентрація залежить від розчинності сполук цього елемента середовищі існування організму, а також заряду ядра даного елемента.

Для 24 элементів відомі функції, які вони виконують в клітині. Ці элементи називаються біогенними.

Жива клітина містить обмежений набір хімічних елементів, причому шість із них складають більше 99 % від її загальної маси: С, Н, N О, Р, S. З атомів цих елементів утворені практично всі молекули клітин різних організмів.

Всі хімічні елементи, які входять до складу клітин, можна поділити на чотири групи:

1. Органогенні - це кисень, водень, вуглець і азот. їх загальний вміст складає 95-98 %.

2. Макроелементи - кальцій, калій, фосфор, сірка, кремній, натрій, хлор, магній, залізо, які містяться в десятих частках відсотка.

3. Мікроелементи - кобальт, цинк, мідь, мар

ганець, хром, бром, бор, йод, літій, радій. їх вміст складає близько 0,01 %.

4. Ультрамікроелементи — всі інші хімічні елементи, вміст яких менше 0,01 %.

Презентація: https://drive.google.com/file/d/0B396LiPlKh3ZWXJySG5ReEhsYmM/view?usp=sharing

• 47 хімічних елементів є постійно, тому вони називаються біогенними. Найважливішими є хімічні елементи, що становлять 97,5 % від загальної маси організму. Це шість елементів О, С, Н, N, P, S, які є органогенними елементами.

Залежно від кількісного вмісту всі біоелементи А. Виноградов розділив на макро-, мікро- і ультрамікроелементи.

• До макроелементів, крім елементів-органогенів, відносять елементи:

натрій Na, калій K, кальцій Ca, магній Mg, хлор Cl.

вміст яких в організмі становить 0,01 % і більше маси тіла

Макроелементи виконують роль пластичного матеріалу.

• Мікроелементи – 10^-3–10^-5 %.

ферум Fe, йод J, флуор F, цинк Zn, купрум Cu, манган Mn, кобальт Co,

хром Cr, нікол Ni, молібден Mo, алюміній Al

Мікроелементи входять до складу ферментів, вітамінів, гормонів.

• Ультрамікроелементи – Au, Hg, Tl

Вміст біометалів в організмі

Біометал	% мас.	г/70 кг
Кальцій Ca	1,5	1050
Калій K	0,35	245
Натрій Na	0,15	105
Магній Mg	0,05	35
Ферум Fe	0,01	5

s-елементи Na, K, Ca, Mg

• Na – e = Na+

Солі натрію в організмі знаходяться переважно в розчинному стані в плазмі крові, в лімфі, в лікворі, в травних соках. В клітинах натрію значно менше, зосереджується в позаклітинних зонах. Натрій відіграє важливу роль у затриманні води в організмі. 1 г натрію може затримати до 25 г води.

Йому належить важлива роль у перерозподілі води між клітинами i рідинами організму, а також в регуляції обміну води в цілому. Натрій хлорид є основним матеріалом, з якого утворюється соляна кислота. В цьому процесі беруть також участь хлориди калію, кальцію та магнію. Ці солі відіграють найбільшу роль в осмотичних процесах. Іони натрію також необхідні для нормальної збудливості м'язів.

Солі калію, як і натрію, добре розчинні у воді, вони є у всіх тканинах організму. На відміну від натрію, калій в більших кількостях міститься в клітинах, тому натрій звичайно звуть екстрацелюлярним, а калій iнтpaцелюлярним елементом. Так, наприклад, з 8 - 9 г калію, що є в крові, 95 - 96% знаходиться в еритроцитах i лише 3 - 5% у плазмі. Багато калію в травних соках. Іони калію посилюють функції парасимпатичної нервової системи i зменшують збуджуючий вплив натрію на м'язи. Калій посилює дію ацетилхоліну на нервові закінчення в м'язах.

Елементи, що входять до складу живих організмів

Елемент	Символ	Вміст (%)	Значення для клітини й організму
Карбон	С	15—18	Головний структурний компонент усіх органічних сполук клітини
Оксиген	О	65—75	Головний структурний компонент усіх органічних сполук клітини
Нітроген	N	1,5—3,0	Обов'язковий компонент амінокислот
Гідроген	H	8—10	Головний структурний компонент усіх органічних сполук клітини
Фосфор	P	0,0001	Міститься у складі кісткової тканини і зубної емалі, нуклеїнових кислот, АТФ і деяких ферментів
Калій	K	0,15—0,4	Міститься в клітині тільки у вигляді йонів, активує ферменти білкового синтезу, обумовлює ритм серцевої діяльності, бере участь у процесах фотосинтезу
Сульфур	S	0,15—0,20	Міститься у складі деяких амінокислот, ферментів, вітаміну В
Хлор	Cl	0,05—0,10	Найважливіший аніон в організмі тварин, компонент HCl у шлунковому соку
Кальцій	Ca	0,04—2,00	Міститься у складі клітинної стінки рослин, кісток і зубів; активує згортання крові й скорочення м'язових волокон
Магній	Mg	0,02—0,03	Міститься у складі молекул хлорофілу, а також кісток і зубів, активує енергетичний обмін і синтез ДНК
Натрій	Na	0,02—0,03	Міститься в клітині тільки у вигляді йонів, зумовлює нормальний ритм серцевої діяльності, впливає на синтез гормонів
Ферум	Fe	0,010—0,015	Міститься у складі багатьох ферментів, гемоглобіну і міоглобіну, бере участь у біосинтезі хлорофілу, у процесах дихання і фотосинтезу
Іод	I	0,0001	Міститься у складі гормонів щитоподібної залози
Купрум	Cu	0,0002	Міститься у складі деяких ферментів, бере участь у процесах кровотворення, фотосинтезу, синтезу гемоглобіну
Манган	Mn	0,0001	Міститься у складі деяких ферментів або підвищує їх активність, бере участь у розвитку кісток, асиміляції азоту й процесі фотосинтезу
Молібден	Mo	0,0001	Міститься у складі деяких ферментів, бере участь у процесах зв'язування атмосферного азоту рослинами
Кобальт	Co	0,0001	Міститься у складі вітаміну B₁₂, бере участь у фіксації атмосферного азоту рослинами, розвитку еритроцитів
Цинк	Zn	0,0003	Міститься у складі деяких ферментів, бере участь у синтезі рослинних гормонів (фуксину) і спиртовому бродінні

Біогенні елементи.

Жива природа - це сукупність усіх організмів, що населяють планету Земля.
Усі живі істоти мають більш-менш подібний хімічний склад, що свідчить про єдність живої природи. Водночас немає жодного хімічного елемента живих організмів, якого б не було у неживій природі. Це підтверджує єдність живої і неживої природи. Проте вже зазначалося, співвідношення хімічних елементів у живих істотах та неживій природі інше. Наприклад, вміст Карбону в рослинах становить 15-18 %, а у ґрунті його менше 1 % ; Нітрогену в рослинах міститься до 5-6 % , а у повітрі - до 78 %.

Мал. Вміст хімічних елементів у клітині

Який хімічний склад клітини? У складі живих істот виявлено понад 60 хімічних елементів. Хімічні елементи, що постійно входять до складу організмів і необхідні для їхньої життєдіяльності, називають біогенними. Понад 90 % вмісту клітин становлять такі важливі біогенні елементи, як Оксиген, Карбон, Гідроген, Нітроген. Серед інших важливе значення мають Кальцій, Калій, Фосфор, Магній, Сульфур, Ферум, Купрум, Хлор, Натрій (мал. 20). Ці біогенні елементи універсальні. Вони є у клітинах усіх видів організмів. Вміст інших хімічних елементів значно нижчий, вони можуть траплятися в організмів одних видів і не траплятися в інших.

Усі біогенні елементи, незалежно від їхнього вмісту, впливають на життєдіяльність організмів. За відсутності того чи іншого хімічного елемента можуть порушуватись процеси життєдіяльності або істота взагалі гине. Наприклад, за відсутності Магнію та Феруму листки рослини стають блідо-зеленими або жовтіють і процес фотосинтезу гальмується. Це пояснюється тим, що без цих хімічних елементів не може утворюватись пігмент хлорофіл.
В організм рослин, грибів і мікроорганізмів хімічні елементи надходять із повітря, ґрунту і води, в організм тварин і людини - з водою та їжею. Хімічні елементи, сполучаючись між собою, утворюють органічні та неорганічні речовини .

Мал. Органічні та неорганічні речовини

Які сполуки є у складі клітин? Утворення складних органічних сполук в організмі рослин можливе лише за наявності води і мінеральних речовин, які рослини засвоюють із ґрунту і повітря. Тому рослини є важливою ланкою колообігу хімічних елементів у природі .
Органічні речовини дістали таку назву тому, що здебільшого їх утворюють живі організми. Тим самим вони відрізняються від неорганічних, які здатні утворюватись поза організмами живих істот. До органічних сполук належать білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи, ліпіди та багато інших. Однак найважливішими для організмів насамперед є білки і нуклеїнові кислоти .

Білки входять до складу різноманітних структур клітини, вони можуть відкладатися про запас, впливати на всі ланки обміну речовин, регулюючи процеси життєдіяльності.
Нуклеїнові кислоти забезпечують зберігання спадкової інформації та її передачу нащадкам. Саме завдяки цьому можливе існування різноманітних видів живих організмів: особини одного виду більш-менш подібні одне до одного і завжди за тими чи тими ознаками відрізняються від особин інших видів. Кожна клітина багатоклітинного організму містить повний набір інформації про будову всього організму. Ця інформація реалізується під час його росту та розвитку. У процесі розмноження ця спадкова інформація передається від батьків до нащадків.
Вуглеводи - це група органічних сполук, завдяки розщепленню яких організми отримують значну частку енергії, необхідної для забезпечення їхньої життєдіяльності. Ці сполуки також можуть відкладатися про запас. У клітинах рослин, наприклад у бульбах картоплі або насінні злаків, відкладається крохмаль, який утворюється завдяки фотосинтезу. Інші вуглеводи - цукри - надають солодкого присмаку плодам рослин. З давніх-давен людина культивує для своїх потреб такі рослини, як виноград, кавуни, банани, цукровий буряк, цукрову тростину та інші, в яких міститься значна кількість цукрів. Входять вуглеводи і до складу певних структур клітини. Наприклад, клітковина (целюлоза) - основний компонент стінок рослинних клітин.
Ліпіди разом з іншими сполуками входять до складу клітинних мембран. Вони також здатні відкладатись у клітинах про запас. Під час розщеплення ліпідів вивільняється енергія, необхідна для забезпечення життєдіяльності організмів. Найпоширеніші серед ліпідів -жири. У рослин жири найбільше відкладаються у насінні олійних культур (соняшник, рижій, гірчиця, ріпак, льон, соя). Є вони і у клітинах плодів маслини, пелюстках квіток троянд. Рослинні олії - цінний продукт харчування людини, а також сировина для лакофарбової промисловості, парфумерії, а останнім часом їх широко використовують як біопаливо. Крім жирних олій, у багатьох рослин накопичуються ефірні олії, які зумовлюють особливий запах тих чи тих частин рослини.
У клітинах містяться і різноманітні неорганічні сполуки: вода, неорганічні кислоти, солі. Основною неорганічною сполукою клітини є вода. її вміст у різних клітинах може змінюватися від 8-9 % (у сухій насінині) до 80-95 % (у молодих листках). Зі зменшенням вмісту води до критичного рівня життєві процеси організмів тимчасово настільки уповільнюються, що будь-які прояви життя стають непомітні.
Вода надає клітині пружності, визначає її форму. Це пов'язано з тим, що вода утворює середовище, в якому здійснюються різноманітні біохімічні процеси. З води й вуглекислого газу під час фотосинтезу утворюються вуглеводи. Саме вода забезпечує транспортування по рослині різноманітних сполук, як органічних, так і неорганічних. Тим самим вона зв'язує разом усі частини рослини і забезпечує її існування як єдиного цілісного організму. Більшість рослин добуває воду з ґрунту. А деякі, як-от тропічні орхідеї, що оселяються на стовбурах дерев, можуть діставати воду з вологого повітря. Водночас рослини постійно випаровують воду, чим регулюють свою температуру й зволожують повітря. Тому рослини є важливою ланкою колообігу води у природі.
Приблизно 1-1,5 % маси клітини складають мінеральні солі, зокрема кальцію, калію та натрію.
Отже, будь-яка жива клітина є своєрідною природною біохімічною лабораторією, де виробляються та перетворюються різноманітні хімічні сполуки. Тому клітину вважають не лише елементарною складовою організму, а і його функціональною одиницею.

Біохімія в Україні Перший підручник з біохімії був написаний доцентом Харківського університету О. І. Ходнєвим (1847). Для розвитку біохімії наприкінці 19 і у 20 століть велике значення внесли зокрема у українські вчені, такі як К. А. Тімірязєв, В. І. Палладій, С. М. Виноградський, О. М. Бах, Д. М. Прянишников.У 1920 О. М. Бахом було засновано перший Інститут біохімії, у 1935 він же організував Інститут біохімії АН СРСР, який тепер вивчає біохімію рослин. У 1945 відкрито Інститут біологічної та медичної хімії АМН СРСР. У Харкові 1925 за ініціативою О. В. Палладіна засновано Інститут біохімії; Методи біохімімії.

Тема: Біологічні системи та їхні властивості.

Практична робота. Вивчення біосистем різних рінів організації.

Мета: сформувати в учнів поняття біологічна система, ознайомити їх з біологічними системами і особливостями їх функціонування, розвивати вміння проводити порівняння біологічних систем між собою; вміння логічно мислити і встановлювати висновки; виховувати біологічне мислення.

Тип уроку: комбінований.

Хід уроку

І. Організаційний етап.

ІІ. Мотивація

Свого часу В.І.Вернадський далекоглядно зазначав, то біосфера – це живий дім, у якому народилося людство і в межах якою здійснювалася і продовжуються здійснювалася його історія. Людина і тварини, на думку вченого, становлять єдину «систему природи». Людина, як зазначай В.І.Вернадський, є невід'ємною частиною біосфери, вона тісно пов'язана з усім світом, що її оточує.

Він уперше відвів живим організмам роль найголовнішої перетворювальної сили планети Земля, з огляду на їхню діяльність не тільки в наш час, але й у минулому.

Природа наділила людину прагненням до виявлення істини. (М. Т. Цицерон)

Учитель пояснює учням , що людина завжди намагалась пізнати навколишній світ, його сутність. Учні пізнають навколишній світ постійно. Здебільшого, коли перебувають на природі та на уроках природознавства. Тому слід бути якомога уважнішими на сьогоднішньому уроці, щоб показати, як багато вам уже відомо, та опанувати ще більше знань.

Повідомлення учням теми і мети уроку.

Проблемне питання:

- Чи можуть існувати клітини багатоклітинного організму поза його межами? Чому?

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

► Розповідь учителя з елементами бесіди

Поняття про біологічні системи

Питання до учнів: Що вам відомо про системи?

Система (від грец. systиme — ціле, складене із частин, поєднання) — де безліч елементів, взаємозалежних і пов'язаних між собою, що утворюють певну цілісність, єдність. Навколишній світ складається із систем.

Існують неживі, або абіотичні, системи. А з появою людини з'явилися соціальні системи, наприклад етноси, нації, держави.

Біологічна система – сукупність взаємодіючих гетерогенних елементів, що утворюють цілісний біологічний об’єкт. Концепцію біологічних систем сформулював у 30-х pp. XX ст. австрійський біолог Л. фон Берталанфі.

Біологічна система – відкрита система, яка реалізує незворотні процеси за допомогою енергії навколишнього середовища.

Питання до учнів: Які живі системи та їхні елементи ви знаєте?

Приміром, елементами клітини, як цілісної системи, с її органели, що пов'язані між собою, елементами тканин тварин — клітини її міжклітинна речовина, а органи є елементами цілісного організму.

До біологічних систем належать біологічні об'єкти різного рівня складності: клітини, тканини, органи, системи органів, організми, популяції, біоценози й екосистеми аж до біосфери в цілому, які, як принципові мають кілька рівнів структурно-функціональної організації.

Біологічним системам властива ієрархічність. Це означає., що система одного рівня організації може бути елементом системи більш високого рангу.

Наприклад, клітина — це складна система, що складається з елементів органел. Водночас клітина є елементом більш складної системи — тканини. Тканини, у свою чергу, утворюють органи, а органи організм.

Організми утворюють біологічні системи надорганізмового рівня, до яких належать популяції, види, біоценози, екосистеми та біосфери в цілому.

Найбільш цікавою для людини біологічною системою є її власний організм.

Організм людини — це цілісна біологічна система, що складається із взаємозалежних та взаємопов'язаних між собою компонентів — клітин, тканин, органів і фізіологічних систем. Жоден компонент людського організму не може довго існувати самостійно, тому що він не здатен виконувати одночасно всі функції живого.

Відкритими системами також являються всі біологічні системи, такі як клітина, організм, популяція чи біоценоз. Вони можуть повноцінно існувати і підтримувати власну складну внутрішню структуру тільки за умови постійного здійснення обміну речовин з навколишнім середовищем.

На цьому уроці доцільно зробити тільки загальний огляд основних біосистем: клітин, організмів, популяцій, видів, біоценозів, екосистем, біогеоценозів, біосфери. Слід звернути увагу на визначення усіх цих термінів.

Основними біологічними системами є клітина, організм, популяція, вид, екосистема, біогеоценоз, біосфера.

Основні властивості біологічних систем. (Пояснення вчителя, записи учнів).

Робота зі схемою

Відкритість

Спадковість Адаптація

обмін речовин

Властивості

живих організмів

Саморегуляція Самовідтворення

Подразливість Стійкість

Мінливість Циклічність

Гомеостаз

-Обмін речовин: всі біологічні системи можуть повноцінно існувати і підтримувати власну складну структуру тільки за умови постійного обміну речовин з оточуючим середовищем.

- Спроможність до саморегуляції: повна життєдіяльність біологічних систем можлива тільки за умови саморегуляції всіх процесів, що в них відбуваються.

- Існування подразливості: біологічні системи можуть реагувати на зовнішні впливи.

- Відкритість. Обмін речовин з навколишнім середовищем.

- Стійкість, адаптація й гомеостаз. Здатність протистояти впливу зовнішнього середовища, використовуючи отриману ззовні енергію, й пристосовуватися до середовища проживання, підтримуючи при цьому сталість свого внутрішнього середовища.

- Мінливість у ході індивідуального й історичного розвитку, тобто живі системи можуть еволюціонувати.

- Самовідтворення.Розмноження: біологічні системи можуть самовідтворюватися.

Клітина — це елементарна одиниця будови й життєдіяльності всіх живих організмів, яка характеризується власним обміном речовин, здатна до самостійного існування, самовідтворення та розвитку. Усі живі організми такі, як багатоклітинні тварини, рослини й гриби, складаються з безлічі клітин, а багато найпростіших та бактерій, є одноклітинними організмами. Розділ біології, що вивчає будову й життєдіяльність клітин, отримав назву цитології.

Організм — це живе тіло, котрому притаманна сукупність властивостей, за якими воно відрізняється від неживої матерії. Живі організми є головним предметом вивчення біології. Для зручності розгляду всі організми поділені на різні групи й категорії, що й утворює біологічну систему їхньої класифікації.

Популяція — це група особин, здатна до стійкого самовідтворення (як статевого, так і безстатевого), відносно відокремлена від інших груп. Популяція — це група особин одного виду, у межах якої ймовірність схрещування у багато разів перевищує ймовірність схрещування з представниками інших подібних груп. Популяцію вважають елементарною одиницею еволюційного процесу.

Вид — це група особин зі спільними морфофізіологічними, біохімічними та поведінковими ознаками, які (особини) здатні взаємно схрещуватися, дають у ряді поколінь плідне потомство, закономірно розповсюджені в межах певної території та подібно змінюються під впливом факторів зовнішнього середовища.

Біоценоз — це історично сформована сукупність рослин, тварин, мікроорганізмів, які населяють ділянку суходолу або водойми (біотоп) і характеризуються певними стосунками як між собою, так і з абіотичними факторами навколишнього середовища.

Екосистема — це природний комплекс, утворений живими організмами й середовищем їхнього існування, що об’єднані між собою обміном речовин та енергії. Прикладом екосистеми може бути ставок з рослинами, рибами, безхребетними тваринами, мікроорганізмами, що живуть у ньому, донними відкладеннями, з характерними для цього ставка змінами температури, кількістю розчиненого у воді кисню, складом води тощо, певною біологічною продуктивністю.

Біогеоценоз — це система, що поєднує співтовариство живих організмів і відповідну сукупність абіотичних факторів середовища в межах певної території та які пов’язані між собою колообігом речовин та потоком енергії. Біогеоценоз являє собою стійку саморегульовану екологічну систему, у якій органічні компоненти (тварини, рослини) нерозривно пов’язані з неорганічними (вода, ґрунт).

Біосфера — це оболонка Землі, що заселена живими організмами, перебуває під їхнім впливом і зайнята продуктами їхньої життєдіяльності. Цілісне вчення про біосферу створив російський біогеохімік і філософ.

Бесіда про властивості біосистем: цілісність, відкритість і т.д. Акцентуємо увагу на здатності до саморегуляції і самовідтворення. Отже, біосфера і окремі БГЦ, як і всі біосистеми,здатні до самовідтворення і саморегуляції. І це означає, що вони повинні відреагувати на антропогенний вплив, який знищує їх, відповідним чином. Показати людині, що вона є лише частинкою природи, одним з мільйонів біологічних видів, на який діють всі природні закони, і існування якої залежить від середовища її існування, а не навпаки.

► Робота в групах. Робота з підручником

Вивчення нового матеріалу може бути побудоване не тільки на розповіді вчителя, але й на роботі з текстом підручника, роботі в групах, які обговорюють ті чи інші запитання. Наприклад: «Чим вид відрізняється від екосистеми? ».

► Орієнтовний текст конспекту учня

Конспект учня має містити визначення таких понять: клітина, організм, популяція, вид, екосистема, біогеоценоз, біосфера.

ІІІ. Самостійна робота учнів

® Методичні рекомендації: підготовка учнів до виконання вимог зовнішнього незалежного оцінювання (ЗНО).

Самостійна робота учнів може бути побудована на основі складання ними тестів у рамках вимог зовнішнього незалежного оцінювання за зразком.

Зразок

Установіть відповідність між назвами біосистем та їхнім описом.

1. Біосфера 2. Біогеоценоз 3. Біоценоз 4. Вид

А. Група особин зі спільними морфофізіологічними, біохімічними та поведінковими ознаками, які (особини) здатні взаємно схрещуватися

Б. Історично сформована сукупність рослин, тварин, мікроорганізмів, які населяють ділянку суходолу або водойми

В.Система, до якої входить співтовариство живих організмів і тісно пов’язана з ним сукупність абіотичних факторів середовища в межах певної території

Г. Оболонка Землі, що заселена живими організмами

Д. Група особин одного виду, у межах якої ймовірність схрещування в багато разів перевищує ймовірність схрещування з представниками інших подібних груп

Відповідь: 1 — Г, 2 — В, 3 — Б, 4 — А.

ІV. Узагальнення, систематизація і контроль знань і вмінь учнів

► Запитання для повторення та обговорення Що таке відкрита біологічна система? В чому її особливості? Назвіть головні особливості біологічних систем? У чому особливості клітини як біосистеми? Чим біоценоз відрізняється від біогеоценозу? Чим вид відрізняється від біоценозу? Яка жива система є найбільшою?

V. Підведення підсумків уроку. Оцінювання учнів та зауважень до їх підготовки

VІ. Домашнє завдання

Прочитати відповідний параграф підручника, дати відповіді на запитання після параграфа

Повторення. Типи тканини тварин.
Сторінка Біологія людини 8 клас.

Ілюстрований курс:

Українські вчені біологи
https://drive.google.com/file/d/0B396LiPlKh3Zb3NLdE9HOTJIOGs/view?usp=sharing

Видатні вчені біологи (світовий масштаб)
https://drive.google.com/file/d/0B396LiPlKh3ZSGhoM29udGl3dGM/view?usp=sharing

БІОЛОГІЯ-МОЄ ЖИТТЯ!

Шукати в цьому блозі