· всі живі клітини можуть існувати тільки в рідкому середовищі

1. Вода - універсальний розчинник (для полярних молекул і неполярних сполук)

q За ступенем розчинності речовини поділяються на:

гідрофільні (Добре розчинні у воді) - солі, моно - і дисахариди, прості спирти, кислоти, луги, амінокислоти, пептиди

· Гідрофільність визначається наявністю груп атомів (радикалів) - ОН, СН 3 -, NН 2 - і ін.

гідрофобні (Погано розчинні або нерозчинні у воді) - ліпіди, жири, жироподібні речовини, каучук, деякі органічні розчинники (бензол, ефір), жирні кислот, полісахариди, глобулярні білки

· Гидрофобность визначається наявністю неполярних молекулярних угруповань:

СН 3 -, СН 2 - СН 3 -

· Гідрофобні речовини можуть розділяти водні розчини на окремі компартаменти (фракції)

· Гідрофобні речовини відштовхуються водою і притягуються один до одного (гідрофобні взаємодії)

амфіфільних - фосфоліпіди, жирні кислоти

· Мають в складі молекули і ОН, NН 2 -, СООН- і СН 3 -, СН 2 - СН 3 -

· В хвилі розчинах утворюють бімолекулярний шар

2. Забезпечує тургорного явища (тургесцентность) в рослинних клітинах

тургор - пружність рослинних клітин, тканин і органів створюване внутрішньоклітинної рідиною

· Обумовлює форму, пружність клітин і ріст клітин, руху продихів, транспирацию (випаровування води), всмоктування води коренями

3. Середовище для здійснення дифузії (простий і полегшеної)

4. Обумовлює осмотичні явища та осморегуляцію

осмос -процес дифузії води і розчинених в ній хімічних речовин крізь напівпроникну мембрану за градієнтом концентрації (в сторону підвищеної концентрації )

· Лежить в основі транспорту гідрофільних речовин через мембрану клітини, всмоктування продуктів травлення в кишечнику, води корінням і т. Д.

5. Надходження речовин в клітку (в основному у вигляді водного розчину)

6. Виведення метаболітів (продуктів обміну речовин) з клітки - екскреція

· Здійснюється переважно у вигляді водних розчинів

7.Обеспечівает колоїдну консистенцію (систему) цитоплазми - дисперсність внутрішньоклітинного середовища

8. Забезпечує стабільність клітинних біополімерів - білків, нуклеїнових кислот

9. Визначає функціональну активність макромолекул, яка залежить від товщини гідратної (водної) оболонки навколо них

10. Створює і підтримує хімічне середовище для фізіологічних і біохімічних процесів - const pH + - строгий гомеостаз для оптимальної реалізації функцій ферментів

11. Створює середовище для протікання хімічних реакцій синтезу і розпаду (велика частина протікає тільки у вигляді водних розчинів)

12. Вода - хімічний реагент (найважливіший метаболіт)

· Реакції гідролізу, розщеплення і травлення білків, вуглеводів, ліпідів, запасних біополімерів, макроергів - АТФ, нуклеїнових кислот

· Бере участь в реакціях синтезу, окислювально-відновні реакції

13. Основа освіти рідкої внутрішнього середовища організму - крові, лімфи, тканинної рідини, ліквору

14. Забезпечує транспорт неорганічних іонів і органічних молекул в клітині і організмі (по рідких середовищах організму, цитоплазмі, провідної тканини - ксилеме, флоеме

15. Джерело кисню, що виділяється при фотосинтезі

16. Донор атомів водню, необхідного для відновлення продуктів асиміляції СО 2 в процесі фотосинтезу

17. Забезпечує стабільність субклітинних структур (клітинних органоїдів) і клітинних мембран

18. Терморегуляція (поглинання або виділення тепла внаслідок розриву або утворення водневих зв'язків) - const t o C

19. Навколишнє середовище одноклітинних організмів

20. Опорна функція (гідростатістіческій скелет у тварин)

21. Захисна функція (слізна рідина, слиз)

22. Служить середовищем, в якій відбувається запліднення

23. Поширення гамет, насіння, личинкових стадій водних організмів

24. Сприяє міграції організмів

Кінець роботи -

Ця тема належить розділу:

сутність життя

Жива матерія якісно відрізняється від неживої величезною складністю і високою структурною і функціональною впорядкованістю .. Жива і нежива матерія подібні на елементарному хімічному рівні т е .. Хімічні сполуки речовини клітини ..

Якщо Вам потрібно додатковий матеріал на цю тему, або Ви не знайшли те, що шукали, рекомендуємо скористатися пошуком по нашій базі робіт:

Що будемо робити з отриманим матеріалом:

Якщо цей матеріал виявився корисним ля Вас, Ви можете зберегти його на свою сторінку в соціальних мережах:

Твитнуть

Всі теми даного розділу:

Мутаційний процес і резерв спадкової мінливості
· В генофонді популяцій відбувається безперервний мутаційний процес під дією мутагенних чинників · Частіше мутують рецесивні аллели (кодують менш стійку до дії мутагенних фа

Частота алелей і генотипів (генетична структура популяції)
Генетична структура популяції - співвідношення частот алелей (А і а) і генотипів (АА, Аа, аа) в генофонді популяції Частота алеля

цитоплазматична спадковість
· Є дані, необ'снімая з точки зору хромосомної теорії спадковості А. Вейсман і Т. Моргана (т. Е. Виключно ядерної локалізації генів) · Цитоплазма бере участь в ре

плазмогени мітохондрій
· Одна міотохондрія містить 4 - 5 кільцевих молекул ДНК довжиною близько 15 000 пар нуклеотидів · Містить гени: - синтезу т РНК, р РНК і білків рибосом, деяких ферментів аеро

плазміди
· Плазміди - дуже короткі, автономно реплікується кільцеві фрагменти молекули ДНК бактерій, що забезпечують нехромосомной передачу спадкової інформації

мінливість
Мінливість - загальна властивість всіх організмів набувати структурно - функціональні відмінності від своїх предків.

мутационная мінливість
Мутації - якісні чи кількісні ДНК клітин організму, що призводять до змін їх генетичного апарату (генотипу) · Мутационная теорія створ

причини мутацій
Мутагенні фактори (мутагени) - речовини і впливу, здатні індукувати мутаційний ефект (будь-які фактори зовнішнього і внутрішнього середовища, які м

частота мутацій
· Частота мутації оьтдельних генів широко варьірут і залежить від стану організму і етапу онтогенезу (зазвичай зростає з віком). В середньому кожен ген мутує один раз в 40 тисяч років

Генні мутації (точкові, справжні)
Причина - зміна хімічної структури гена (порушення послідовності нуклеотидів в ДНК: * генні вставки пари або декількох нуклеотидів

Хромосомні мутації (хромосомні перебудови, аберації)
Причини- викликаються значними змінами в структурі хромосом (перерозподілі спадкового матеріалу хромосом) · У всіх випадках виникають в результаті ра

Полиплоидия
Полиплоидия - кратне збільшення числа хромосом в клітині (гаплоїдний набір хромосом -n повторюється 2 рази, а безліч разів - до 10 -1

значення поліплоїдії
1. Полиплоидия у рослин характеризується збільшенням розмірів клітин, вегетативних та генеративних органів - листье, стебел, квітів, плодів, коренеплодів та ін. , у

Анеуплоїдія (гетероплоїдія)
Анеуплоїдія (гетероплоїдія) - зміна числа окремих хромосом кратне гаплоидному набору (при цьому одна або кілька хромосом з гомологічноюпари норма

соматичні мутації
Соматичні мутації - мутації, що виникають в соматичних клітинах організму · Розрізняють генні, хромосомні і геномні соматичні мутації

Закон гомологічних рядів в спадкової мінливості
· Відкритий М. І. Вавілов на основі вивчення дикої і культурної флори п'яти континентів 5.Мутаціонний процес у генетично близьких видів і родів протікає паралельно, в р

Комбинативная мінливість
Комбинативная мінливість - мінливість, що виникає в результаті закономірної перекомбінації алелей в генотипах нащадків, внаслідок статевого розмноження

Фенотипическая мінливість (модификационная або ненаследственная)
Модификационная мінливість - еволюційно закріплені пристосувальні реакції організму на зміну зовнішнього середовища без зміни генотипу

Значення модифікаційної мінливості
1. більшість модифікацій має пристосувальне значення і сприяє адаптації організму до зміни зовнішнього середовища 2. може викликати негативні зміни -морфози

Статистичні закономірності модифікаційної мінливості
· Модифікації окремого ознаки або властивості, вимірювані кількісно, \u200b\u200bутворюють безперервний ряд (варіаційний ряд); його не можна побудувати за неізмеряемих ознакою або ознакою, суще

Варіаціоннвя крива розподілу модифікацій в варіціонном ряд
V - варіанти ознаки Р - частота народження варіантів ознаки Мо - мода, або найбільш

Відмінності в прояві мутацій і модифікацій
Мутационная (генотипическая) мінливість Модификационная (фенотипова) мінливість 1. Пов'язана зі зміною гено - і каріотипу

Особливості людини як об'єкта генетичних досліджень
1. Неможливий целенапрвленно підбір батьківських пар і експериментальні шлюби (неможливість експериментального схрещування) 2. Повільна зміна поколінь, яка відбувається в середньому через

Методи вивчення генетики людини
Генеалогічний метод · В основі методу лежить складання і аналіз родоводів (введений в науку в наприкінці XIX в. Ф. Гальтон); суть методу полягає в прослеживании нас

Близнюковий метод
· Метод полягає у вивченні закономірностей успадкування ознак у одне - і двуяйцевих близнюків (частота народження близнюків становить один випадок на 84 новонароджених)

цитогенетичний метод
· Полягає в візуальному вивченні митотических метафазних хромосом під мікроскопом · Заснований на методі диференціального фарбування хромосом (Т. Касперсоном,

метод дерматогліфіки
· Заснований на вивченні рельєфу шкіри на пальцях, долонях і підошовних поверхнях стоп (тут є епідермальні виступи -гребні, які утворюють складні візерунки), ця ознака наслідуючи

Популяційно - статистичний метод
· Заснований на статистичної (математичної) обробці даних про спадкування в великих групах населення (популяціях - групах, що відрізняються за національністю, віросповіданням, рас, професії

Метод гібридизації соматичних клітин
· Заснований на розмноженні соматичних клітин органів і тканин поза організмом в поживних стерильних середовищах (клітини найчастіше отримують зі шкіри, кісткового мозку, крові, ембріонів, пухлин) та

метод моделювання
· теоретичну основу біологічного моделювання в генетиці дає закон гомологічних рядів спадкової мінливості Н.І. Вавилова · Для моделювання певних

Генетика і медицина (медична генетика)
· Вивчає причини виникнення, діагностичні ознаки, можливості реабілітації та профілактики спадкових хвороб людини (моніторинг генетичних аномалій)

хромосомні хвороби
· Причиною є зміна числа (геномні мутації) або структури хромосом (хромосомні мутації) кариотипа статевих клітин батьків (аномалії можуть виникати на різн

Полісоміі за статевими хромосомами
Трисомія - X (синдром тріпл X); Каріотип (47, XXX) · Відомі у жінок; частота синдрому 1: 700 (0,1%) · Н

Спадкові хвороби генних мутацій
· Причина - генні (точкові) мутації (зміна нуклеотидного складу гена - вставки, заміни, випадання, переноси одного або декількох нуклеотидів; точну кількість генів у людини неизв

Хвороби, контрольовані генами, локалізованими на X- іліY-хромосомі
Гемофілія - \u200b\u200bнесвёртиваемость крові Гипофосфатемия - втрата організмом фосфору і нестача кальцію, розм'якшення кісток М'язова дистрофія -порушення структур

Генотипний рівень профілактики
1. Пошук і застосування антимутагенних захисних речовин Антимутагени (протектори) - з'єднання, що нейтралізують мутаген до його реакції з молекулою ДНК або знімають її

Лікування спадкових хвороб
1. Симптоматичне і патогенетіческое- вплив на симптоми хвороби (генетичний дефект зберігається і передається потомству) n діетотер

взаємодія генів
Спадковість - сукупність генетичних механізмів, що забезпечують збереження і предачі структурно-функціональної організації виду в низці поколінь від предків п

Взаємодія алельних генів (однієї алельних пари)
· Виділяють п'ять типів алельних взаємодій: 1. Повне домінування 2. Неповне домінування 3. Наддомінування 4. Кодомінірова

комплементарність
Комплементарність - явище взаємодії кількох неалельних домінантних генів, що приводить до виникнення нової ознаки, відсутнього у обох батьків

полімерія
Полімерія - взаємодія неалельних генів, при якому розвиток однієї ознаки відбувається тільки під дією декількох неалельних домінантних генів (поліг

Плейотропія (множинне дію гена)
Плейотропія - явище впливу одного гена на розвиток кількох ознак · Причина плейотропних впливу гена в дії первинного продукту пов

основи селекції
Селекція (лат. Selektio - відбір) - наука і галузь с.-г. виробництва, розробляє теорію і методи створення нових і поліпшення існуючих сортів рослин, порід твар

Одомашнення як перший етап селекції
· Культурні рослини і домашні тварини походять від диких предків; цей процес називають одомашнення або доместикації · Рушійна сила доместикації - позовом

Центри походження і різноманіття культурних рослин (по Н. І. Вавілова)
Назва центру Географічне положення Батьківщина культурних рослин

Штучний відбір (підбір батьківських пар)
· Відомі два види штучного відбору: масовий і індивідуальний Масовий відбір -виділення, збереження і використання для розмноження організмів, що володіють

Гібридизація (схрещування)
· Дозволяє поєднувати певні спадкові ознаки в одному організмі, а також позбавлятися від небажаних властивостей · У селекції застосовують різні системи схрещування & n

Родинне схрещування (інбридинг)
Інбрідінг- схрещування особин, що мають близьку ступінь спорідненості: брат - сестра, батьки - потомство (у рослин найбільш тісний форма інбридингу здійснюється при Самоа

Неспоріднене схрещування (аутбридинг)
· При схрещуванні неспоріднених особин шкідливі рецесивні мутації, що знаходяться в гомозиготному стані переходять в гетерозиготное і не надають негативного впливу на життєздатність організму

гетерозис
Гетерозис (гібридна сила) - явище різкого збільшення життєздатності та продуктивності гібридів першого покоління при неспоріднених схрещуванні (межпо

Індукований (штучний) мутагенез
· Частота з спектр мутацій різко підвищується при впливі мутагенів (іонізуючих випромінювань, хімічних речовин, екстремальних умов зовнішнього середовища і т. Д.) · Застосувати

Міжлінійні гібридизація у рослин
· Полягає в схрещуванні чистих (інбредних) ліній, отриманих в результаті тривалого примусового самозапилення перекрестноопиляющихся рослин з метою отримання максим

Вегетативне розмноження соматичних мутацій у рослин
· Метод заснований на виділенні і відборі корисних соматичних мутацій за господарськими ознаками у кращих старих сортів (можливий тільки в селекції рослин)

Методи селекційно-генетичної роботи І. В. Мічуріна
1. Систематично віддалена гібридизація а) міжвидова: Вишня володимирська х черешня Вінклера \u003d вишня Краса півночі (зимостійкість) б) міжродова

Полиплоидия
· Полиплоидия - явище кратного основному числу (n) збільшення числа хромосом в соматичних клітинах організму (механізм утворення полиплоидов і

клітинна інженерія
· Культивування окремих клітин або тканин на штучних стерильних живильних середовищах, що містять амінокислоти, гормони, мінеральні солі та інші поживні компоненти (

хромосомна інженерія
· Метод грунтується на можливості заміни або додаванні нових окремих хромосом у рослин · Можливе зменшення або збільшення числа хромосом в будь-який гомологичной парі - анеуплоїдія

селекція тварин
· Має ряд особливостей в порівнянні з селекцією рослин, об'єктивно ускладнюють її проведення 1. Характерно в основному тільки статеве розмноження (відсутність вегетаті

одомашнення
· Почалося близько 10 - 5 тис. Назад в епоху неоліту (послабило дію стабілізуючого природного відбору, що призвело до збільшення спадкової мінливості і підвищенню ефективності відбору

Схрещування (гібридизація)
· Існують два методу схрещування: споріднене (інбридинг) і неродинне (аутбридинг) · При підборі пари враховують родоводи кожного виробника (племінні книги, вчи

Неспоріднених схрещування (аутбридинг)
· Може бути Внутріпородний і межпорордное, міжвидові або міжродове (систематично віддалена гібридизація) · Супроводжується ефектом гетерозису гібридів F1

Перевірка племінних якостей виробників по потомству
· Існують господарські ознаки, які проявляються тільки у самок (несучість, молочність) · Самці беруть участь у формуванні цих ознак у дочок (необхідно перевіряти самців на ц

селекція мікроорганізмів
· Мікроорганізми (прокаріоти - бактерії, синьо-зелені водорості; еукаріоти - одноклітинні водорості, гриби, найпростіші) - широко використовуються в промисловості, сільському господарстві, медичні

Етапи селекції мікроорганізмів
I. Пошуки природних штамів, здатних до синтезу необхідних людині продуктів II.Виделеніе чистого природного штаму (відбувається в процесі багаторазового пересіву п

завдання біотехноглгіі
1. Отримання кормового і харчового білка з дешевого природної сировини і відходів промисловості (основа вирішення продовольчої проблеми) 2. Отримання достатньої колічесства

Продукція мікробіологічного синтезу
q Кормовий і харчової білок q Ферменти (широко застосовуються в харчовій, спиртовій, пивоварній, виноробній, м'ясної, рибної, шкіряної, текстильної та ін. ін

Етапи технологічного процесу мікробіологічного синтезу
I етап - отримання чистої культури мікроорганізмів, що містить лише організми одного виду або штаму · Кожен вид зберігається в окремій пробірці і надходить на виробництво і

Генна (генетична) інженерія
Генна інженерія - це область молекулярної біології і біотехнології, що займається створенням і клонуванням нових генетичних структур (рекомбінантних ДНК) і організмів із заданими н

Стадії отримання рекомбінантних (гібридних) молекул ДНК
1. Отримання вихідного генетичного матеріалу - гена, що кодує цікавить білок (ознака) · Необхідний ген може бути отриманий двома способами: штучний синтез або вид

Досягнення генної інженерії
· Введення генів еукаріот в бактерії використовується для мікробіологічного синтезу біологічно активних речовин, Які в природі синтезуються тільки клітинами вищих організмів · Синтез

Проблеми і перспективи генної інженерії
· Вивчення молекулярних основ спадкових захворювань і розробка нових методів їх лікування, дослідження методів виправлення пошкоджень окремих генів · Підвищення опірності орга

Хромосомна інженерія у рослин
· Полягає в можливості біотехнологічної заміни окремих хромосом в гаметах рослин або додавання нових · У клітинах кожного диплоидного організму є пари гомологічних хромосо

Метод культури клітин і тканин
· Метод являє собою вирощування окремих клітин, шматочків тканин або органів поза організмом в штучних умовах на строго стерильних живильних середовищах з постійними фізико-хімічними

Клоніальное мікророзмноження рослин
· Культивування клітин рослин відносно нескладно, середовища прості і дешеві, а культура клітин невибаглива · Метод культури клітин рослин полягає в тому, що окрема клітина або т

Гібридизація соматичних клітин (соматична гібридизація) у рослин
· Протопласти рослинних клітин без жорстких клітинних стінок можуть зливатися один з одним, утворюючи гібридну клітину, що володіє ознаками обох батьків · Дає можливість отримувати

Клітинна інженерія у тварин
Метод гормональної суперовуляції і трансплантації ембріонів · Виділення від кращих корів десятків яйцеклітин в рік способом гормональної індуктивної поліовуляції (викликається

Гібридизація соматичних клітин у тварин
· соматичні клітини містять весь обсяг генетичної інформації · Соматичні клітини для культивування і подальшої гібридизації у людини отримують зі шкіри, до

Отримання моноклоніальних антитіл
· У відповідь на введення антигену (бактерії, віруси, еритроцити і ін.) Органімізм продукує за допомогою В - лімфоцитів специфічні антитіла, які представляють собою білки, звані ІММ

екологічна біотехнологія
· Очищення води путё створення очисних споруд, що працюють з використанням біологічних методів q Окислення стічних вод на біологічних фільтрах q Утилізація органічних і

біоенергетика
Біоенергетика - напрямок біотехнології, пов'язане з отриманням енергії з біомаси за допомогою мікроорганізмів · Одним з ефективних методів отримання енергії з біом

Біоконверсія
Біоконверсія - це перетворення речовин, що утворилися в результаті обміну речовин, в структурно споріднені сполуки під дією мікроорганізмів · Метою биоконверсии я

Інженерна ензимологія
Інженерна ензимологія - область біотехнології, що використовує ферменти в виробництві заданих речовин · Центральним методом інженерної ензимології є иммобилизуйте

Биогеотехнология
Биогеотехнология - використання геохімічної діяльності мікроорганізмів в гірничодобувній промисловості (рудної, нафтової, вугільної) · За допомогою мікро

межі біосфери
· Визначаються комплексом чинників; до загальних умов існування живих організмів відносяться: 1. наявність рідкої води 2. наявність ряду біогенних елементів (макро- і мікроелемент

Властивості живої речовини
1. Містять величезний запас енергії, здатної виробляти роботу 2. Швидкість протікання хімічних реакції в живу речовину в мільйони разів швидше за звичайні завдяки участі ферментів

Функції живої речовини
· Виконати живою матерією в процесі здійснення життєдіяльності та біохімічних перетворень речовин в реакціях метаболізму 1. Енергетична - трансформація і засвоєння живим

біомаса суші
· Континентальна частина біосфери - суша займає 29% (148 млн км2) · Неоднорідність суші виражається наявністю широтноїзональності і висотної зональністю

біомаса ґрунту
· Грунт - суміш розклалися органічних і вивітрених мінеральних речовин; мінеральний склад грунту включає кремнезем (до 50%), глинозем (до 25%), оксид заліза, магнію, калію, фосфору

Біомаса Світового океану
· Площа Світового океану (гідросфера Землі) займає 72,2% всієї поверхні Землі · Вода має особливі властивості, важливими для життя організмів - високу теплоємність і теплопровідність

Біологічний (біотичний, біогенний, биогеохимический цикл) круговорот речовин
Біотичний кругообіг речовин - безперервне, планетарне, щодо циклічне, нерівномірне в часі і просторі закономірне розподіл речовин

Біогеохімічні цикли окремих хімічних елементів
· Біогенні елементи циркулюють у біосфері, т. Е. Здійснюють замкнуті біогеохімічесік цикли, які функціонують під дією біологічних (життєдіяльність) і геологічних

кругообіг азоту
· Джерело N2 - молекулярний, газоподібний, атмосферний азот (не засвоюється більшістю живих організмів, т. К. Хімічно інертний; рослини здатні засвоювати лише пов'язаний з ки

кругообіг вуглецю
· Головне джерело вуглецю - вуглекислий газ атмосфери і води · Кругообіг вуглецю здійснюється завдяки процесам фотосинтезу і клітинного дихання · Кругообіг починається з ф

кругообіг води
· Здійснюється за рахунок сонячної енергії · Регулюється з боку живих організмів: 1. поглинання і випаровування рослинами 2. фотоліз в процесі фотосинтезу (розкладання

кругообіг сірки
· Сера- біогенний елемент живої матерії; міститься в білках в складі амінокислот (до 2,5%), входить до складу вітамінів, глікозидів, коферментів, мається на рослинних ефірних маслах

Потік енергії в біосфері
· Джерело енергії в біосфері - безперервне електромагнітне випромінювання сонця і радіоактивна енергія q 42% сонячної енергії відбивається від хмар, атмосферою пилу і поверхні Землі в

Виникнення і еволюція біосфери
· Жива матерія, а разом з нею і біосфера з'явилася на Землі внаслідок виникнення життя в процесі хімічної еволюції близько 3,5 млрд років тому, призвела до утворення органічних речовин

Ноосфера
Ноосфера (букв. Сфера розуму) - вища стадія розвитку біосфери, пов'язана з виникненням і і становленням в ній цивілізованого людства, коли його розум

Ознаки сучасної ноосфери
1. Зростаюча кількість витягаються літосфери - зростання розробок родовищ корисних копалин (зараз воно перевищує 100млрд тонн в рік) 2. Масове потр

Вплив людини на біосферу
· Сучасний стан ноосфери характеризується дедалі більшою перспективою екологічної кризи, багато аспектів якої вже проявляються в повній мірі, створюючи реальну загрозу сущест

Виробництво енергії
q Будівництво ГЕС і створення водосховищ викликає затоплення великих територій та переселення людей, підняття рівня ґрунтових вод, ерозію і заболочування грунту, зсуви, втрату орних зем

Виробництво їжі. Виснаження і забруднення грунту, скорочення площі родючих грунтів
q Орні землі займають 10% поверхні Землі (1,2 млрд. га) q Причина - надмірна експлуатація, недосконалість с \\ г виробництва: водна і вітрова ерозія та утворення ярів, в

Скорочення природного біологічного різноманіття
q Господарська діяльність людини в природі супроводжується зміною чисельності видів тварин і рослин, вимирання цілих таксонів, зниження різноманітності живого q У сьогодення

кислотні опади
q Збільшення кислотності дощів, снігу, туманів внаслідок викиду в атмосферу оксидів сірки та азоту від горіння палива q Кислі опади знижують урожай, гублять природну рослинність

Шляхи вирішення екологічних проблем
· Людина в подальшому буде експлуатувати ресурси біосфери в усі більш зростаючих масштабах, оскільки ця експлуатація - неодмінна і головна умова самого існування ч

Раціональне споживання та управління природними ресурсами
q Максимально повне і комплексне вилучення з родовищ всіх корисних копалин (через недосконалість технології видобутку з родовищ нафти витягується лише 30-50% запасів q Рек

Екологічна стратегія розвитку сільського господарства
q Стратегічний напрямок - підвищення врожайності для забезпечення продовольством зростаючого населення без збільшення посівних площ q Підвищення врожайності с \\ г культур без негативні

Властивості живої матерії
1. Єдність елементарного хімічного складу (98% припадає на вуглець, водень, кисень і азот) 2. Єдність біохімічного складу - всі живі органи

Гіпотези походження життя на Землі
· Існують дві альтернативні концепції про можливості походження життя на Землі: q абіогенез - виникнення живих організмів з речовин неорганічної природи

Стадії розвитку Землі (хімічні передумови виникнення життя)
1. Зоряна стадія історії Землі q Геологічна історія Землі почалася більше 6 морд. років тому, коли Земля представляла собою розпечену понад 1000

Виникнення процесу самовідтворення молекул (біогенного матричного синтезу біополімерів)
1. Сталося внаслідок взаємодії коацерватов з нуклеїновими кислотами 2. Всі необхідні компоненти процесу биогенного матричного синтезу: - ферменти - білки - пр

Передумови виникнення еволюційної теорії Ч. Дарвіна
Соціально-економічні передумови 1. У першій половині XIX ст. Англія стала однією з найрозвиненіших у господарському відношенні країн світу з високим рівні

· Викладено в книзі Ч. Дарвіна «Про походження видів шляхом природного відбору або збереження обраних порід в боротьбі за життя», яка вийшла

мінливість
Обгрунтування змінності видів · Для обгрунтування положення про мінливість живих істот Ч. Дарвін скористався поширеними

Корелятивна (співвідносна) мінливість
· Зміна структури або функції однієї частини організму обумовлює узгоджене зміна інший або інших, оскільки організм - цілісна система, окремі частини якої тісно пов'язані межд

Основні положення еволюційного вчення Ч. Дарвіна
1. Всі види живих істот, що населяють Землю, ніколи і ніким не були створені, а виникли природним шляхом 2. Виникнувши природним шляхом, види повільно і поступово

Розвиток уявлень про вид
· Аристотель користувався поняттям виду при описі тварин, яке не мало наукового змісту і використовувалося як логічне поняття · Д. Рей

Критерії виду (ознаки ідентифікації видової приналежності)
· Значення критеріїв виду в науці і практиці - визначення видової приналежності особин (видова ідентифікація) I. Морфологічний - схожість морфологічних наследс

види популяцій
1. панміктіческой - складаються з особин, що розмножуються статевим шляхом, перехресно запліднює. 2. Клоніальние- з особин, що розмножуються тільки бе

мутаційний процес
· Спонтанні зміни спадкового матеріалу статевих клітин у вигляді генних, хромосомних і геномних мутацій відбуваються постійно протягом усього періоду існування життя під дією мут

ізоляція
Ізоляція - припинення потоку генів з популяції в популяцію (обмеження обміну генетичною інформацією між популяціями) · Значення ізоляції як фа

первинна ізоляція
· Чи не пов'язана прямо з дією природного відбору, є наслідком зовнішніх факторів · Приводить до різкого зниження або припинення міграції особин з інших попул

екологічна ізоляція
· Виникає на основі екологічних відмінностей існування різних популяцій (різні популяції займають різні екологічні ніші) v Наприклад, форелі озера Севан р

Вторинна ізоляція (біологічна, репродуктивна)
· Має вирішальне значення в формуванні репродуктивної ізоляції · Виникає внаслідок внутрішньовидових відмінностей організмів · Виникла в результаті еволюції · Має два з

міграції
Міграції - переміщення особин (насіння, пилку, спор) і властивих їм алелей між популяціями, що зумовлює зміни частот алелей і генотипів в їх генофондах · Спільне з

популяційні хвилі
Популяційні хвилі ( «хвилі життя») - періодичні і неперіодичні різкі коливання чисельності особин популяції під дією природних причин (С. С.

Значення популяційних хвиль
1. Призводить до ненаправленого і різкої зміни частот алелей і генотипів в генофонді популяцій (випадкове виживання особин в період зимівлі може збільшити концентрацію даної мутації в 1000 р

Дрейф генів (генетико-автоматичні процеси)
Дрейф генів (генетико-автоматичні процеси) - випадкове ненаправленої, не обумовлене дією природного відбору, зміна частот алелей і генотипів в м

Результат дрейфу генів (для малих популяцій)
1. Обумовлює втрату (р \u003d 0) або фіксацію (р \u003d 1) алелей в гомозоготном стані у всіх членів популяції поза зв'язком з їх адаптивної цінністю - гомозиготизації особин

Природний відбір - спрямовує чинник еволюції
Природний відбір - процес переважного (селективного, вибіркового) виживання і розмноження найбільш пристосованих особин і не виживання або не розмноження

Боротьба за існування Форми природного добору
Рушійною відбір (Описано Ч. \u200b\u200bДарвіном, сучасне вчення розвинене Д. Сімпсоном, англ.) Рушійний відбір - відбір в

стабілізуючий відбір
· Теорію стабілізуючого відбору розробив російський акад. І. І. Шмаьгаузен (1946) Стабілізірующіё відбір - відбір, діючий в стабільних

Інші форми природного відбору
Індивідуальний відбір -ізбірательное виживання і розмноження окремих особин, що володіють перевагою в боротьбі за існування і елімінація інших

Основні особливості природного і штучного відбору
Природний відбір Штучний відбір 1. Виник з виникненням життя на Землі (близько 3 млрд років тому) 1. Виник в НЕ

Загальні ознаки природного і штучного відбору
1. Вихідний (елементарний) матеріал - індивідуальні ознаки організму (спадкові зміни - мутації) 2. Здійснюються за фенотипом 3. Елементарна структура - популяція

Боротьба за існування - найважливіший фактор еволюції
Боротьба за існування - комплекс взаємовідносин організму з абиотическими (фізичні умови життя) і біотичних (відносини з іншими живими організмами) фак

інтенсивність розмноження
v Одна особина аскариди виробляє на добу 200 тис. яєць; сірий щур дає 5 виводків на рік по 8 щурят, які стають статевозрілими в тримісячному віці; потомство однієї дафнії за літо дост

Міжвидова боротьба за існування
· Відбувається між особинами популяцій різних видів · Менш гостра, ніж внутрішньовидова, але її напруженість збільшується, якщо різні види займають подібні екологічні ніші і мають з

Боротьба з несприятливими абіотичними факторами навколишнього середовища
· Спостерігається у всіх випадках, коли особи популяції виявляються в екстремальних фізичних умовах (зайве тепло, посуха, сувора зима, надмірна вологість, неродючі грунти, суворі

Основні відкриття в області біології після створення СТЕ
1. Відкриття ієрархічних структур ДНК і білка, в тому числі вторинної структури ДНК - подвійної спіралі і її Нуклеопротеїдні природи 2. Розшифровка генетичного коду (його тріплетнос

Ознаки органів ендокринної системи
1. Мають відносно невеликими розмірами (частки або кілька грам) 2. Анатомічно не пов'язані між собою 3. Синтезують гормони 4. Мають багату мережу кровоносних

Характеристика (ознаки) гормонів
1. Утворюються в залозах внутрішньої секреції (нейрогормони можуть синтезуватися в нейросекреторних клітинах) 2. Висока біологічна активність - здатність швидко і сильно змінювати інт

Хімічна природа гормонів
1. Пептиди і прості білки (інсулін, соматотропін, гормони тропів аденогіпофіза, кальцитонін, глюкагон, вазопресин, окситоцин, гормони гіпоталамуса) 2. Складні білки - тиреотропин, лютий

Гормони середньої (проміжної) частки
Меланотропний гормон (меланотропін) - обмін пігментів (меланіну) в покривних тканинах Гормони задньої частки (нейрогипофиза) - оксітрцін, вазопресин

Гормони щитовидної залози (тироксин, трийодтиронін)
До складу гормонів щитовидної залози неодмінно входить йод і амнокіслота тирозин (щодня в складі гормонів виділяється 0,3 мг. Йоду, отже людина повинна щодня з їжею і водою получа

Гіпофункція щитовидної залози (гіпотеріоз)
Причиною гіпотерозов є хронічний дефіцит йоду в їжі і воді Нестача секреції гормонів компенсується за рахунок розростання тканини залози і значне збільшення її обсягу

Гормони коркового шару (мінералкортікоіди, глюкокортикоїди, статеві гормони)
Корковий шар утворений з епітеліальної тканини і складається з трьох зон: клубочкової, пучкової і сітчастої, що мають різну морфологію і функції. Гормони відноситься до стероїдів - кортикостероїди

Гормони мозкового шару надниркових залоз (адреналін, норадреналін)
- Мозковий шар складається з особливих хромафинних клітин, забарвлюються в жовтий колір, (Ці ж клітини розташовані в аорті, місці розгалуження сонної артерії і в симпатичних вузлах, і всі вони составл

Гормони підшлункової залози (інсулін, глюкагон, соматостатин)
Інсулін (секретується бета-клітинами (інсулоцітов), є найпростішим білком) Функції: 1. Регуляція вуглеводного обміну (єдиний сахаропоніж

тестостерон
Функції: 1. Розвиток вторинних статевих ознак (пропорції тіла, мускулатура, зростання бороди, волосся на тілі, психічні особливості чоловіки й ін.) 2. Ріст і розвиток органів розмноження

яєчники
1. Парні органи (розміри близько 4 см., Маса 6-8 гр.), Розташовані в малому тазу, по обидва боки матки 2. Складаються з великої кількості (300 -400 тис.) Т. Н. фолікулів - структу

естрадіол
Функції: 1. Розвиток жіночих статевих органів: яйцеводов, матки, піхви, молочних залоз 2.Формирование вторинних статевих ознак жіночої статі (статура, фігура, відкладення жиру, в

Залози внутрішньої секреції (ендокринна система) і їх гормони
Ендокринні залози Гормони Функції Гіпофіз: - передня частка: аденогіпофіз - середня частка - задня

Рефлекс. рефлекторна дуга
Рефлекс - відповідна реакція організму на роздратування (зміна) зовнішнього і внутрішнього середовища, що здійснюється за участю нервової системи (основна форма діяльності згідно

Механізм зворотного зв'язку
· Рефлекторна дуга не закінчується відповідна реакція організму на роздратування (роботою ефектора). Всі тканини і органи мають власні рецептори і аферентні нервові шляхи, які підходять до почуттів

Спинний мозок
1. Найдавніший відділ ЦНС хребетних (вперше з'являється у головохордових - ланцетника) 2. В процесі ембріогенезу розвивається з нервової трубки 3. Розташовується в кістковому

Скелетно-моторні рефлекси
1. Колінний рефлекс (центр локалізується в поперековому сегменті); рудиментарний рефлекс від тварин предків 2. Ахіллів рефлекс (в поперековому сегменті) 3. Подошвенний рефлекс (з

провідникова функція
· Спинний мозок має двосторонній зв'язок з головним мозком (стовбурової частиною і корою півкуль); через спинний мозок головний мозок пов'язаний з рецепторами і виконавчими органами тіла · Св

Головний мозок
· Головний і спинний мозок розвиваються у ембріона із зовнішнього зародкового листка - ектодерми · Розташовується в порожнині мозкового черепа · Покритий (як і спинний мозок) трьома обол

Продовгуватий мозок
2. В процесі ембріогенезу розвивається з п'ятого мозкового міхура нервової трубки зародка 3. Є продовженням спинного мозку (нижньою межею між ними є місце виходу корінців

рефлекторна функція
1. Захисні рефлекси: кашель, чхання, миготіння, блювота, слёзоотделеніе 2. Харчові рефлекси: смоктання, ковтання, сокоотделение травних залоз, моторика і перистальтика

середній мозок
1. В процесі ембріогенезу з третього мозкового міхура нервової трубки зародка 2. Покритий білою речовиною, сіра речовина - всередині у вигляді ядер 3. Має наступні структурні компо

Функції середнього мозку (рефлекторна і провідникова)
I. Рефлекторна функція (всі рефлекси вроджені, безумовні) 1. Регуляція м'язового тонусу при русі, ходьбі, стоянні 2. Орієнтовний рефлекс

Таламус (зорові горби)
· Є парні скупчення сірої речовини (40 пар ядер), покриті шаром білої речовини, всередині - III шлуночок і ретикулярна формація · Будь-хто ядра таламуса аферентні, почуттів

функції гіпоталамуса
1. Вищий центр нервової регуляції серцево-судинної системи, проникність кровоносних судин 2. Центр терморегуляції 3. Регуляція водно-сольового балансу орган

функції мозочка
· Мозжечёк з'єднаний з усіма відділами ЦНС; рецепторами шкіри, пропріорецептров вестибулярного і рухового апарату, підкіркою і корою великих півкуль · Функції мозочка досліджують пут

Кінцевий мозок (великий мозок, великі півкулі переднього мозку)
1. В процесі ембріогенезу розвивається з першого мозкового міхура нервової трубки зародка 2. Складається з двох півкуль (правого і лівого), розділених глибокою поздовжньою щілиною і з'єднаний

Кора великих півкуль (плащ)
1. У ссавців і людини поверхню кори складчатая, покрита звивинами і борознами, що забезпечують збільшення площі поверхні (у людини становить близько 2200 см2

Функції кори великих півкуль
Методи вивчення: 1. Електричне подразнення окремих ділянок (метод «імплантації» електродів в зони мозку) 3. 2. Видалення (екстирпація) окремих участк

Сенсорні зони (області) кори великих півкуль
· Представляють із себе центральні (кіркові) відділи аналізаторів, до них підходять чутливі (аферентні) імпульси від відповідних рецепторів · Займають невелику частину кор

Функції асоціативних зон
1. Зв'язок між різними зонами кори (сенсорними і моторними) 2. Об'єднання (інтеграція) всієї чутливої \u200b\u200bінформації, що надходить в кору з пам'яттю та емоціями 3. Вирішальне з

Особливості вегетативної нервової системи
1. Розділяється на два відділи: симпатичний і парасимпатичний (кожен з них має центральну і переферическую частини) 2. Не має власних аферентних (

Особливості відділів вегетативної нервової системи
Симпатичний відділ Парасимпатический відділ 1. Центральні ганглії розташовані в бічних рогах грудних і поперекових сегментів спинного

Функції вегетативної нервової системи
· Більшість органів тіла іннервує як симпатична, так і парасимпатична системи (подвійна іннервація) · Обидва відділу надають на органи три роду дій - судиноруховий,

Вплив симпатичного і парасимпатичного відділу вегетативної нервової системи
Симпатичний відділ Парасимпатический відділ 1. Прискорює ритм, збільшує силу серцевих скорочень 2. Розширює коронарні судини се

Вища нервова діяльність людини
психічні механізми відображення: Психічні механізми проектування майбутнього - ощуще

Особливості (ознаки) безумовних і умовних рефлексів
Безумовні рефлекси Умовні рефлекси 1. Вроджені видові реакції організму (передаються у спадок) - генетично детерм

Методика вироблення (освіти) умовних рефлексів
· Розроблено І. П. Павловим на собаках при вивченні слиновиділення при дії світлових або звукових подразнень, запахів, дотиків і т. Д. (Протока слинної залози виводився назовні через разр

Умови вироблення умовних рефлексів
1. Індиферентний подразник повинен передувати безумовному (випереджаюче дія) 2. Середня сила індиферентного подразника (при малій і великій силі рефлекс може не утворити

Значення умовних рефлексів
1. Лежать в основі навчання, отримання фізичних і психічних навичок 2. Тонке пристосування вегетативних, соматичних і психічних реакцій до умов з

Индукционное (зовнішнє) гальмування
o Розвивається при дії стороннього, несподіваного, сильного подразника з зовнішньої або внутрішньої середовища v Сильний голод, переповнений сечовий міхур, біль або статеве збудження тор

Угасательное умовне гальмування
· Розвивається при систематичному непідкріпленні умовного подразника безумовним v Якщо умовний подразник повторювати через короткі проміжки часу без подкрепленіея його бе

Взаємовідносини збудження і гальмування в корі великих півкуль
Іррадіація - поширення процесів збудження або гальмування з вогнища їх виникнення на інші області кори · Прикладом іррадіації процесу викличу

Причини виникнення сну
· Існують декілька гіпотез і теорій причин виникнення сну: Хімічна гіпотеза - причиною сну є отруєння клітин мозку токсичними продуктами життєдіяльності, образ

Швидкий (парадоксальний) сон
· Настає після періоду повільного сну і триває 10 -15 хв; потім знову змінюється повільним сном; повторюється протягом ночі 4-5 разів · Характеризується швидкими

Особливості вищої нервової діяльності людини
(Відмінності від ВНД тварин) · Канали отримання інформації про фактори зовнішнього і внутрішнього середовища називаються сигнальними системами · Виділяють першу і другу сигнальні систем

Особливості вищої нервова діяльність людини і тварин
Тварина Людина 1. Отримання інформації про фактори середовища тільки за допомогою першої сигнальної системи (аналізаторів) 2. Конкретне

Пам'ять, як компонент вищої нервової діяльності
Пам'ять - сукупність психічних прцессов, що забезпечують збереження, закріплення і відтворення попереднього індивідуального досвіду v Основні прцесси пам'яті

аналізатори
· Всю інформацію про зовнішнє і внутрішнє середовище організму, необхідну для взаємодію з нею людина отримує за допомогою органів почуттів (сенсорних систем, аналізаторів) v Поняття про анали

Будова і функції аналізаторів
· Кожен аналізатор складається з трьох анатомічно і функціонально пов'язаних відділів: периферичного, провідникового і центрального · Пошкодження однієї з частин аналізатора

значення аналізаторів
1. Інформація організму про стан і зміну зовнішнього і внутрішнього середовища 2. Виникнення відчуттів і формування на їх основі понять і уявлень про навколишній світ, т. е.

Судинна оболонка (середня)
· Знаходиться під склерою, багата кровоносними судинами, Складається з трьох частин: передню - райдужку, середню - війкового тіло і задню - власне судинну

Особливості фоторецепторних клітин сітківки
Палички Колбочки 1. Кількість 130 млн. 2. Зоровий пігмент- родопсин (зоровий пурпур) 3. Максимальна кількість на п

кришталик
· Розташований позаду зіниці, має форму двоопуклої лінзи діаметром близько 9 мм, абсолютно прозорий і еластичний. Покритий прозорою капсулою, до якої прикріплюються ціннови зв'язки війкового тел

функціонування очі
· Зорова рецепція починається з фотохімічних реакцій, що починаються в паличках і колбочках сітківки і полягають в розпаді зорових пігментів під дією квантів світла. Саме це

гігієна зору
1. Профілактика травм (захисні окуляри на виробництві з травмуючими об'єктами - пил, хімічні речовини, стружки, оскільки і т.д.) 2. Захист очей від занадто яскравого світла - сонце, еле

Зовнішнє вухо
· Поданні вушної раковиною і зовнішнім слуховим проходом · Вушна раковина - вільно виступає на поверхні голови

Середнє вухо (барабанна порожнина)
· Лежить всередині піраміди скроневої кістки · Заповнено повітрям і повідомляється з носоглоткою через трубку, довжиною 3,5 см. І діаметром 2 мм - євстахієву трубу Функція Євстахій

внутрішнє вухо
· Расплагается в піраміді скроневої кістки · Включає кістковий лабіринт, що представляє собою складно влаштовані канали · Всередині костног

Сприйняття звукових коливань
· Вушна раковина вловлює звуки і направляє їх в зовнішній слуховий прохід. Звукові хвилі викликають коливання барабанної перетинки, які від неї вдаються за системою важелів слухових кісточок (

гігієна слуху
1. Профілактика травм органів слуху 2. Захист органів слуху від надмірної сили або тривалості звукових подразнень - т. Зв. «Шумового забруднення», особливо в умовах галасливого произв

біосферний
1. Представлений клітинними органоидами 2. Біологічні мезосістеми 3. Можливі мутації 4. Гістологічний метод дослідження 5. Початок метаболізму 6. Про

«Будова еукаріотичної клітини» 9. органоїд клітини, що містять ДНК 10. Має пори 11. Виконує в клітці компартаментальную функцію 12. Функ

клітинний центр
Перевірки тематичний цифровий диктант на тему «Метаболізм клітини» 1. Здійснюється в цитоплазмі клітини 2. Вимагає специфічних фермен

Тематичний цифровий програмований диктант
по темі «Енергетичний обмін» 1. Здійснюються реакції гідролізу 2. Кінцеві продукти - СО2 і Н2 Про 3. Кінцевий продукт - ПВК 4. над повстанців

кисневий етап
Тематичний цифровий програмований диктант на тему «Фотосинтез» 1. Здійснюється фотоліз води 2. Відбувається відновлення

«Метаболізм клітини: Енергетичний обмін. Фотосинтез. Біосинтез білка »1. Здійснюється у автотрофов 52. Здійснюється транскрипція 2. Пов'язаний з функционировани

Основні ознаки царств еукаріот
Царство Рослин Царство Тварин 1. Мають три подцарства: - нижчі рослини (справжні водорості) - червоні водорості

Особливості видів штучного відбору в селекції
Масовий відбір Індивідуальний відбір 1. До розмноження допускаються безліч особин з найбільш вираженими гос

Загальні ознаки масового та індивідуального відбору
1. Здійснюється людиною при штучному відборі 2. До подальшого розмноження допускаються толко особини з найбільш вираженим бажаним ознакою 3. Може бути багаторазовим

Без води життя на нашій планеті не могла б існувати. вода важлива для живих організмів з двох причин. По-перше, вона є необхідним компонентом живих клітин, і, по-друге, для багатьох організмів вона служить ще і місцем існування. Саме тому слід сказати кілька слів про її хімічних і фізичних властивостях.

Властивості ці досить незвичайні і обумовлені головним чином малими розмірами молекул води, Їх полярністю і здатність з'єднуватися один з одним водневими зв'язками. Під полярністю увазі нерівномірний розподіл зарядів в молекулі. У води один кінець молекули ( «полюс») несе невеликий позитивний заряд, а інший - негативний. Таку молекулу називають диполем. У атома кисню здатність притягувати електрони виражена сильніше, ніж у водневих атомів, тому атом кисню в молекулі води прагне відтягнути до себе електрони двох водневих атомів. Електрони заряджені негативно, в зв'язку з чим атом кисню набуває невеликий негативний заряд, а водневі атоми - позитивний.

В результаті між молекулами води виникає слабке електростатичне взаємодія і, оскільки протилежні заряди притягуються, молекули як би «склеюються». Ці взаємодії, більш слабкі, ніж звичайні іонні або ковалентні зв'язки, називаються водневими зв'язками. Водневі зв'язки постійно утворюються, розпадаються і знову виникають в товщі води. І хоча це слабкі зв'язки, але їх сукупний ефект обумовлює багато незвичайні фізичні властивості води. З огляду на цю особливість води, ми можемо тепер перейти до розгляду тих її властивостей, які важливі з біологічної точки зору.

Водневі зв'язки між молекулами води. А. Дві молекули води, з'єднані водневим зв'язком-6 + - дуже маленький позитивний заряд; 6 ~ - дуже маленький негативний заряд. Б. Мережа з молекул води, що утримуються разом водневими зв'язками. Такі структури постійно утворюються, розпадаються і знову виникають у воді, що знаходиться в рідкому стані.

Біологічне значення води

Вода як розчинник.вода- чудовий розчинник для полярних речовин. До них відносяться іонні сполуки, такі як солі, що містять заряджені частинки (іони), і деякі неіонні з'єднання, наприклад цукру, в молекулі яких присутні полярні (слабо заряджені) групи (у Сахаров це несуча невеликий негативний заряд гідроксильна група, ОН). Коли речовина розчиняється у воді, молекули води оточують іони і полярні групи, відокремлюючи іони або молекули один від одного.

У розчині молекули або іони отримують можливість рухатися вільніше, так що реакційна здатність речовини зростає. З цієї причини в клітці велика частина хімічних реакцій протікає у водних розчинах. Неполярні речовини, наприклад ліпіди, відштовхуються водою і в її присутності зазвичай притягуються один до одного, іншими словами, неполярні речовини гідрофобні (гідрофобний - водовідштовхувальний). Подібні гідрофобні взаємодії грають важливу роль у формуванні мембран, а також у визначенні тривимірної структури багатьох білкових молекул, нуклеїнових кислот та інших клітинних компонентів.

притаманні воді властивостірозчинника означають також, що вода служить середовищем для транспорту різних речовин. Цю роль вона виконує в крові, в лімфатичної і екскреторної системах, в травному тракті і у флоеме і ксилемі рослин.

Воді має унікальні хімічні та фізичні властивості. Погляньте на малюнок 6.1: молекула води (Н2О) складається з двох атомів водню, з'єднаних з атомом кисню ковалентними зв'язками. На полюсах молекули води перебувають

позитивні і негативний заряди, тобто вона полярна. Завдяки цьому дві сусідні молекули зазвичай взаємно притягуються за рахунок сил електростатичного взаємодії між негативним зарядом атома кисню однієї молекули і позитивним зарядом атома водню інший. При цьому виникає воднева зв'язок (рис. 6.2), в 15-20 разів слабкіше ковалентная. Коли вода знаходиться в рідкому стані, її молекули безперервно рухаються і водневі зв'язку постійно то розриваються, то виникають знову.

Частина молекул води формує водну оболонку навколо деяких ситуаціях (наприклад, білків). Таку воду називають пов'язаної, або структурованою (4-5% загальної кількості води в організмах). Структурована вода формує водну оболонку навколо певних молекул, запобігає їх взаємодії. Крім того, вода бере участь у підтримці структури певних молекул, наприклад білків. Решта 95-96% води називається вільної: вона не пов'язана з іншими сполуками.

Залежно від температури середовища вода здатна змінювати агрегатний стан. Зниження температури вода з рідкого стану може переходити в тверде, а за підвищення - в газувати.

Утворення кристалів льоду в клітинах організмів руйнує клітинні структури. Це призводить до загибелі клітин і всього організму. Саме тому ссавців і людини неможливо заморозити, а потім - розморозити без втрати здатності відновлювати процеси життєдіяльності.

Під впливом розчинених у ній речовин вода може змінювати свої властивості, зокрема точки температур замерзання (плавлення) і кипіння, що має важливе біологічне значення. Наприклад, в клітинах рослин з настанням зими підвищується концентрація розчинів вуглеводів, членистоногих - гліцерину, риб - білків і т.д .. Це знижує температуру, при якій вода переходить в твердий стан, що запобігає промерзання. Уявіть собі: серед комах відомі льодовічніки (рис. 6.3), здатні зберігати активність на сніговому покриві (вони живуть і в Україні). Молекулам води притаманна здатність до іонізації, коли вони розщеплюються на іони водню і гідроксилу. Хоча іонізація хімічно чистої води дуже слабка (при температурі +25 ° С з 107 молекул тільки одна перебуває в іонізованому стані), вона відіграє важливу біологічну роль. Від концентрації іонів водню, яку оцінюють по водневим показником (рН - значення негативного десяткового логарифма концентрації іонів Н +), залежать структурні особливості та активність макромолекул і т.д .. Нейтральній реакції розчину відповідає рН 7,0. Якщо його значення нижче-реакція розчину кисла, вище - лужна. В різних частинах організму і навіть однієї клітини можна спостерігати різні значення водневого показника. Це важливо для здійснення процесів обміну речовин, оскільки одні ферменти активні в лужному середовищі, інші - в кислому. Наприклад, у інфузорії-туфельки травні вакуолі періодично «подорожують» по клітці, опиняючись то в кислому, то в лужному середовищі. При цьому послідовно активні то одні травні ферменти, то інші, сприяє кращому перетравленню поживних речовин. Згадайте: у людини і ссавців ферменти шлункового соку активні в кислому середовищі, а поджелудочного - в лужному.

Водні розчини, здатні протистояти зміні їх показника рН при додаванні певної кількості кислоти або лугу, називають буферними системами. Вони складаються з слабкої кислоти (донора Н +) і основи (акцептора Н +), здатних відповідно зв'язувати іони гідроксилу (ОН) і водню (Н +), завдяки чому рН всередині клітини майже не змінюється.

Вода визначає фізичні властивості клітин - обсяг і внутрішньоклітинний тиск (тургор). У порівнянні з іншими рідинами в неї відносно високі температури кипіння і плавлення, що обумовлено водневими зв'язками між молекулами води.

Вода - значно краще розчинник, ніж більшість інших відомих рідин. Тому всі речовини поділяють на добре розчинні у воді (гідрофільні) і нерозчинні (гідрофобні).

До гідрофільних сполук належить багато кристалічних солей, наприклад кухонна сіль (NaCl), глюкоза, фруктоза, сахароза і т.д .. Гідрофільні сполуки містять полярні (частково заряджені) групи, здатні взаємодіяти з молекулами води або іонізуватіся (утворювати заряджені іони з нейтральних частин своєї молекули). Це, наприклад, амінокислоти, що містять карбоксильні (-СООН) і амінниє (-NH2) групи.

Гідрофобні речовини (майже всі ліпіди, деякі білки) містять неполярні групи, які не взаємодіють з молекулами води. Вони розчиняються переважно в неполярних органічних розчинниках (хлороформ, бензол).

Існують і амфіфільних речовини, наприклад фосфоліпіди (з'єднання ліпідів із залишками ортофосфатноі кислоти), ліпопротеїди (сполуки ліпідів з білками), багато білків. Одна частина молекули цих сполук проявляє гідрофільні властивості, інша - гідрофобні.

Коли певна з'єднання переходить в розчин, її молекули набувають здатність до руху і їх реакційна здатність зростає. Саме тому більша частина біохімічних реакцій відбувається у водних розчинах.

Вода як універсальний розчинник відіграє важливу роль в обміні речовин. Проникнення речовин в клітку і виведення з неї продуктів життєдіяльності можливо в основному лише в розчиненому стані.

Вода як універсальний розчинник відіграє надзвичайно важливу роль в транспорті різних сполук в живих організмах. Розчини органічних і неорганічних речовин рослини транспортують по провідним тканинах або межклетниках. У тварин таку функцію виконують кров, лімфа, тканинна рідина і т.д ..

Вода бере участь в складних біохімічних перетвореннях. Наприклад, за участю води відбуваються реакції гідролізу - розщеплення органічних сполук з приєднанням до місць розривів іонів Н + і ОН-.

З водою пов'язана здатність організмів регулювати свій тепловий режим. Їй властива висока теплоємність, яка зумовлює здатність поглинати тепло при незначних змін власної температури. Теплоємність - кількість тепла, необхідного для нагрівання тіла або середовища на 1 ° С. Завдяки цьому вода запобігає різким змінам температури в клітинах і організмі в цілому при різких її коливань в навколишнє середовище. Оскільки на випаровування води витрачається багато теплоти, організми таким чином захищають себе від перегріву (наприклад, транспірація у рослин, потовиділення у ссавців, випаровування вологи зі слизових оболонок тварин).

Завдяки високій теплопровідності вода забезпечує рівномірний розподіл тепла між тканинами і органами організму. Наприклад, завдяки циркуляції рідин внутрішнього середовища у тварин або руху розчинів тілом рослин.

Водні розчини певних з'єднань служать маслом, захищає поверхні постійно піддаються тертю. Наприклад, рідина, яка заповнює порожнину суглобів, полегшує ковзання суглобових поверхонь, зменшуючи тертя між ними. Вона також живить хрящ, що покриває суглобові поверхні кісток.

Кожному виду організмів притаманний водний баланс - певне співвідношення між надходженням води і її витрачанням. Якщо витрати води перевищують її надходження в організм, спостерігають водний дефіцит негативно впливає на різні процеси життєдіяльності (у рослин - фотосинтезу, транспірації, у рослин і тварин - терморегуляції, протікання біохімічних процесів і т.п.). Тому підтримка водного балансу - одна з умов нормального функціонування будь-якого організму.

Вступ

Організм людини майже на 70% складається з води. Вода - перш за все розчинник, в середовищі якого протікають все елементарні акти життєдіяльності. До того ж вода - продукт і субстрат енергетичного метаболізму в живій клітині. Образно кажучи, вода - це арена, на якій розігрується дія життя і учасник основних біохімічних перетворень.

Відомо що вода присутня у всіх частинах нашого організму, хоча наприклад в корі мозку її 85%, в шкірі 72%, в зубної емалі всього лішь3%. Це свідчить про те, що в найбільш інтенсивно працюють органах міститься більше число води.

Деяка частина води в організмі може більш-менш міцно зв'язуватися з розчиненими в ній речовинами і з поверхнею біополімерних макромолекул за допомогою як водневих зв'язків, так і сил іон-дипольної взаємодії. Це може призводити до помітної зміни конфігурації, ефективних розмірів і ваги тих чи інших частинок, що беруть участь в реакції, і в деяких випадках до суттєвої модифікації їх властивостей. Наприклад, виявляється, що натрієві канали нервових клітин, що мають діаметр близько 0,5 нм, практично недоступні для проходження по ним іонів калію, хоча діаметр самого іона K + дорівнює 0,26 нм. Насправді іон K + гидратирован і, отже, для розрахунку його ефективних розмірів до діаметру K + слід додати діаметр молекули води 0,28 нм. У підсумку комплексний іон + діаметром майже 0,6 нм крізь натрієвий канал пройти не може, тоді як гідратований іон + діаметром близько 0,47 нм вільно дифундує через цей канал.

Іншим прикладом зміни розмірів біологічного субстрату може бути молекула ДНК. Зокрема відомо, що на кожен нуклеотид макромолекули припадає близько 50 молекул води, пов'язаних з ДНК. В цілому водна плівка ДНК збільшує ефективний діаметр циліндричної макромолекули ДНК з 2 нм в безводному стані до 2,9 нм у водному розчині, що надзвичайно важливо, наприклад, при зчитуванні з неї інформації.

будова води

Вода - унікальна речовина і всі її аномальні властивості: висока температура кипіння, значна растворяющая і дисоціює здатність, мала теплопровідність, висока теплота випаровування і інші обумовлені будовою її молекули і просторовою структурою.

У окремо взятої молекули води є якість, яке проявляється тільки в присутності інших молекул: здатність утворювати водневі містки між атомами кисню двох що опинилися поруч молекул, так, що атом водню розташовується на відрізку, що з'єднує атоми кисню. Властивість утворювати такі містки обумовлено наявністю особливого міжмолекулярної взаємодії, в якому суттєву роль відіграє атом водню. Ця взаємодія називається водневим зв'язком.

Кожна з приєднаних до даної молекул води сама здатна до приєднання подальших молекул. Цей процес можна називати "полімеризацією". Якщо тільки одна з двох можливих зв'язків бере участь в приєднанні наступної молекули, а інша залишається вакантною, то "полімеризація" призведе до утворення або зигзагоподібної ланцюга, або замкнутого кільця. Найменша кільце, мабуть, може складатися з чотирьох молекул, але величина кута 90 ° робить водневі зв'язку вкрай напруженими. Практично ненапружених повинні бути пятізвенная кільця (кут 108 °), а шестізвенние (кут 120 °), також як і семізвенние - напружені.

Розгляд реальних структур гідратів показує, що, дійсно, найбільш стійко шестізвенное кільце, що знаходяться в структурах льодів. Плоскі кільця є привілеєм клатратних гідратів, причому у всіх відомих структурах частіше за все зустрічаються плоскі пятізвенная кільця з молекул води. Вони, як правило, чергуються в усіх структурах клатратних гідратів з шестізвеннимі кільцями, дуже рідко з четирехзвенниє, а в одному випадку - з плоским семізвенним.

В цілому структура води представляється як суміш всіляких гідратних структур, які можуть в ній утворитися.

У прикладному аспекті це, наприклад, має важливе значення для розуміння дії лікарських речовин. Як було показано Л. Полингом структурована клатратного форма води в межсінаптіческой утвореннях мозку забезпечує, з одного боку, передачу імпульсів з нейрона на нейрон, а, з іншого боку при попаданні в ці ділянки наркозного речовини така передача порушується, тобто спостерігається явище наркозу. Гідратація деяких структур мозку є однією з основ реалізації дії наркотичних анальгетиків (морфіну).

Біологічне значення води

Вода як розчинник. Вода - чудовий розчинник для полярних речовин. До них відносяться іонні сполуки, такі як солі, у яких заряджені частинки (іони) діссоціііруют в воді, коли речовина розчиняється, а також деякі неіонні з'єднання, наприклад цукру і прості спирти, в молекулі яких присутні заряджені (полярні) групи (-OH) .

Результати численних досліджень будови розчинів електролітів свідчать, що при гідратації іонів у водних розчинах основну роль грає ближня гідратація - взаємодія іонів з найближчими до них молекулами води. Великий інтерес представляє з'ясування індивідуальних характеристик ближньої гідратації різних іонів, як ступеня зв'язування молекул води в гідратних оболонках, так і ступеня спотворення в цих оболонках тетраедричних льодоподібної структури чистої води - зв'язки в молекулі змінюються на неповний кут. Величина кута залежить від іона.

Коли речовина розчиняється, його молекули або іони отримують можливість рухатися вільніше і, відповідно, його реакційна здатність зростає. З цієї причини в клітці велика частина хімічних реакцій протікає у водних розчинах. Неполярні речовини, наприклад ліпіди, не змішуються з водою і тому можуть розділяти водні розчини на окремі компартаменти, подібно до того, як їх розділяють мембрани. Неполярні частини молекул відштовхуються водою і в її присутності притягуються один до одного, як це буває, наприклад, коли крапельки масла зливаються в більш великі краплі; інакше кажучи, неполярні молекули гідрофобні. Подібні гідрофобні взаємодії грають важливу роль в забезпеченні стабільності мембран, а також багатьох білкових молекул, нуклеїнових кислот та інших субклітинних структур.

Притаманні воді властивості розчинника означають також, що вода служить середовищем для транспорту різних речовин. Цю роль вона виконує в крові, в лімфатичної та екскреторних системах, в травному тракті і у флоеме і ксилемі рослин.

Велика теплоємність. Питомою теплоємністю води називають кількість теплоти в джоулях, яке необхідно, щоб підняти температуру 1 кг води на 1 ° C. Вода має велику теплоємність (4,184 Дж / г). Це означає, що істотне збільшення теплової енергії викликає лише порівняно невелике підвищення її температури. Пояснюється таке явище тим, що значна частина цієї енергії витрачається на розрив водневих зв'язків, що обмежують рухливість молекул води.

Велика теплоємність води зводить до мінімуму що відбуваються в ній температурні зміни. Завдяки цьому біохімічні процеси протікають в меншому інтервалі температур, з більш постійною швидкістю і небезпека порушення цих процесів від різких відхилень температури загрожує їм не настільки сильно. Вода служить для багатьох кліток і організмів середовищем проживання, для якої характерно досить значне сталість умов.

Велика теплота випаровування. Прихована теплота випаровування є міра кількості теплової енергії, яку необхідно повідомити рідини для її переходу в пар, тобто для подолання сил молекулярного зчеплення в рідині. Випаровування води вимагає досить значних кількостей енергії (2494 Дж / г). Це пояснюється існуванням водневих зв'язків між молекулами води. Саме в силу цього температура кипіння води - речовини з такими малими молекулами - незвичайно висока.

Енергія, необхідна молекулам води для випаровування, черпається з їх оточення. Таким чином, випаровування супроводжується охолодженням. Це явище використовується у тварин при потовиділенні, при тепловій задишці у ссавців або у деяких рептилій (наприклад, у крокодилів), які на сонці сидять з відкритим ротом; можливо, воно грає помітну роль і в охолоджуванні транспірірующей листя.

Велика теплота плавлення. Прихована теплота плавлення є міра теплової енергії, необхідної для розплавлення твердої речовини (льоду). Воді для плавлення (танення) необхідно порівняно велика кількість енергії. Справедливо і зворотне: при замерзанні вода повинна віддати велику кількість теплової енергії. Це зменшує ймовірність замерзання вмісту кліток і оточуючої їх рідини. Кристали льоду особливо згубні для живого, коли вони утворюються всередині клітин.

Щільність і поведінку води поблизу точки замерзання. Щільність води (максимальна при + 4 ° С) від +4 до 0 ° С знижується, тому лід легше води і у воді не тоне. Вода - єдина речовина, що володіє в рідкому стані більшою щільністю, ніж в твердому, так як структура льоду більш рихла, ніж структура рідкої води.

Оскільки лід плаває у воді, він утворюється при замерзанні спочатку на її поверхні і лише під кінець в придонних шарах. Якби замерзання ставків йшло в зворотному порядку, від низу до верху, то в областях з помірним або холодним кліматом життя в прісноводих водоймах взагалі не могла б існувати. Та обставина, що шари води, температура яких впала нижче 4 ° С, піднімаються вгору, обумовлює перемішування води в великих водоймах. Разом з водою циркулюють і що знаходяться в ній поживні речовини, завдяки чому водойми заселяються живими організмами на велику глибину.

Після проведення ряду експериментів було встановлено, що зв'язана вода при температурі нижче точки замерзання не переходить в кристалічну решітку льоду. Це енергетично невигідно, так як вода досить міцно пов'язана з гідрофільними ділянками розчинених молекул. Це знаходить застосування в кріомедицини.

Велике поверхневий натяг і когезия. Когезия - це зчеплення молекул фізичного тіла один з одним під дією сил тяжіння. На поверхні рідини існує поверхневе натягнення - результат діючих між молекулами сил когезії, направлених всередину. Завдяки поверхневому натягу рідина прагне прийняти таку форму, щоб площа її поверхні була мінімальною (в ідеалі - форму кулі). З усіх рідин найбільше поверхневе натягнення у води (7,6 · 10-4 Н / м). Значна когезия, характерна для молекул води, грає важливу роль в живих клітинах, а також при русі води по судинах ксилеми в рослинах. Багато дрібних організми витягують для себе користь з поверхневого натягу: воно дозволяє їм утримуватися на воді або ковзати по її поверхні.

Вода як реагент. Біологічне значення води визначається і тим, що вона являє собою один з необхідних метаболітів, тобто бере участь у метаболічних реакціях. Вода використовується, наприклад, в якості джерела водню в процесі фотосинтезу, а також бере участь в реакціях гідролізу.

Особливості талої води

Вже невелике нагрівання (до 50-60 ° С) призводить до денатурації білків і припиняє функціонування живих систем. Тим часом охолодження до повного замерзання і навіть до абсолютного нуля не призводить до денатурації і не порушує конфігурацію системи біомолекул, так що життєва функція після відтавання зберігається. Це положення дуже важливо для консервування органів і тканин призначених для пересадки. Як зазначалося вище, вода в твердому стані має іншу впорядкованість молекул, ніж у рідкому і після замерзання і відтавання набуває дещо інші біологічні властивості, що послужило причиною застосування талої води з лікувальною метою. Після відтавання вода має більш впорядковану структуру, з зародками клатратов льоду що дозволяє їй взаємодіяти з біологічними компонентами і розчиненими речовинами, наприклад з іншою швидкістю. При вживанні талої води в оганизма потрапляють дрібні центри льодоподібної структури, які в подальшому можуть розростися і перевести воду під льодоподібних стан і тим самим зробити оздоровчий вплив.

Інформаційна роль води

При взаємодії молекул води із структурними компонентами клітини можуть утворюватися не тільки вищеописані п'яти-, шести- і т. Д. Компонентні структури, а й тривимірні освіти можуть утворюватися додекаедральние форми, які можуть мати здатність до утворення ланцюгових структур, пов'язаних спільними п'ятикутними сторонами. Подібні ланцюжка можуть існувати і у вигляді спіралей, що робить можливим реалізацію механізму протонної провідності по цьому універсальному струмопроводу. Слід також врахувати дані С. В. Зеніна (1997 г.), що молекули води в таких утвореннях можуть взаємодіяти між собою за принципом зарядним комплементарності, тобто за допомогою далекого кулонівської взаємодії без утворення водневих зв'язків між гранями елементів, що дозволяє розглядати структурований стан води у вигляді вихідної інформаційної матриці. Така об'ємна структура має можливість переорієнтуватися, в результаті чого відбувається явище "пам'яті води", так як в новому стані відображено кодує дію введених речовин або інших факторів, що обурюють. Відомо, що такі структури існують нетривалий час, але в разі знаходження всередині додекаедру кисню або радикалів відбувається стабілізація таких структур.

У прикладному аспекті можливості "пам'яті води" і передачі інформації за допомогою структурованої води пояснюють дію гомеопатичних засобів і акупунктурних впливів.

Як вже говорилося, всі речовини при розчиненні у воді утворюють гідратів оболонки і тому кожній частинці розчиненої речовини відповідає конкретна структура гідратної оболонки. Струшування такого розчину призводить до хляпанню мікропухирців з дисоціацією молекул води і утворенню протонів, що стабілізують таку воду, яка набуває випромінювальні властивості і властивості пам'яті, властиві розчиненої речовини. При подальшому розведенні цього розчину і струшуванні утворюються все більш довгі ланцюги - спіралі і в 12-сотенному розведенні вже немає самого речовини, але зберігається пам'ять про нього. Введення цієї води в організм передає цю інформацію в структуровані компоненти води біологічних рідин, яка передається структурним компонентам клітин. Таким чином, гомеопатичний препарат діє перш за все інформаційно. Додавання спирту в процесі приготування гомеопатичного кошти подовжує стійкість в часі структурованої води.

Не виключено, що спиралеподібні ланцюга структурованої води є можливими компонентами перенесення інформації з біологічно активних точок (точок акупунктури) на структурні компоненти клітин певних органів.

Список літератури

1. Садовнича Л. П. із співавт. Біофізична хімія, К .: Вища школа, 1986. - 271 с.
2. Габуда С. П. Пов'язана вода. Факти і гіпотези, Новосибірськ: Наука, 1982. - 159 с.
3. Зб. Структура і роль води в живому організмі, Л .: Изд. ЛДУ, 1966. - 208 с.
4. Бишівський А. Ш., Терсенов О. А. Біохімія для лікаря, Єкатеринбург: вид. "Уральський робочий", 1994. - 378 с.
5. Грін М., Стаут У., Тейлор Д. Біологія, т. 1 .: Пер. з англ. - М .: Світ, 1993. - 368 с.
6. Чанг Р. Фізична хімія з додатками до біологічних систем М .: Мир, 1980. - 662 с.
7. Зенін С. В. Водне середовище як інформаційна матриця біологічних процесів. В кн. Тези доповідей 1 Міжнародного симпозіуму, Пущино, 1997, с. 12-13.
8. Сміт С. Електромагнітна біоінформація і вода. Вісник біофізичної медицини, 1994 №1, с. 3-13.
9. Антонченко В. Я., Ільїн В. В. Проблемні питання фізики води і гомеопатії. Вісник біофізичної медицини, 1992 №1, с.11-13.

Продовження. Див. № 11/2005

Уроки біології в класах природничо-наукового профілю

Розширене планування, 10 клас

2. Здатність води до адгезії. Її властивість притягатися будь-якою поверхнею, що несе електричний заряд, дозволяє їй підніматися по дрібним порам в грунті і по судинах ксилеми у рослин на велику висоту.

3. Сили зчеплення між молекулами води забезпечують її в'язкість, Тому вода є змащує речовиною в біологічних системах. Наприклад, синовіальна рідина в суглобах хребетних.

4. Вода - хороший розчинник іонних (полярних), а також деяких неіонних сполук, в молекулах яких присутні заряджені (полярні) групи. Будь-які полярні сполуки у воді гидратируются (Окружаются молекулами води), при цьому молекули води беруть участь в утворенні структури молекул органічних речовин. Якщо енергія тяжіння молекул води до молекул певної речовини більше, ніж енергія тяжіння між молекулами самої речовини, то речовина розчиняється в воді. По відношенню до води розрізняють: гідрофільні речовини (Від грец. гідросила - вода і філе - любити), добре розчинні у воді, і гідрофобні речовини (Від грец. гідросила і фобос - страх), практично нерозчинні в воді.

Гідрофільні (А) і гідрофобні (Б) молекули

У молекулах гідрофільних речовин переважають полярні групи (ОН; С \u003d О; -СООН; -NH2), які здатні встановлювати з молекулами води водневі зв'язки. Гідрофільними властивостями володіють солі, кислоти, луги, білки, вуглеводи.

Гідрофобні речовини мають неполярні молекули, які відштовхуються молекулами води. У воді не розчиняються жири, бензин, поліетилен та інші речовини.

Властивість води як розчинника має велике значення для живих організмів, так як більшість біохімічних реакцій може йти тільки у водному розчині. Крім того, в якості розчинника вода забезпечує як приплив речовин в клітку, так і видалення з неї продуктів життєдіяльності.

5. рухливістьмолекул води пояснюється тим, що водневі зв'язки, що зв'язують сусідні молекули, слабкі, що і призводить до постійних сутичок її молекул в рідкій фазі. Молекулярна рухливість води дозволяє здійснюватися осмосу(Дифузії, направленого руху молекул через напівпроникну мембрану в більш концентрований розчин), Необхідного для поглинання і руху води в живих системах.

6. Серед найпоширеніших в природі рідин вода має найбільшу теплоємність, тому у неї висока температура кипіння (100 ° С) і низька температура замерзання (0 ° С). Подібні властивості води дозволили їй стати головною складовою внутрішньоклітинних і внутріорганізменних рідин. Правда, температура замерзання води трохи вище, ніж було б ідеально для життя, так як на Землі великі території мають температури нижче 0 ° С. Якщо кристали льоду утворюються в живому організмі, то вони можуть зруйнувати його тонкі внутрішні структури і викликати його загибель. У озимої пшениці, у ряду комах, у жаб в організмі є природні антифризи, що запобігають утворенню льоду в їх клітинах.

7. «Незвичайна» густина і «поведінка» води поблизу точки замерзання призводять до того, що лід плаває на поверхні водойм, створюючи ізолюючий шар, який при низьких температурах захищає водних мешканців і водойму від повного промерзання.

8. Вода володіє великою питомою теплотою пароутворення, тому, випаровуючись, вода сприяє охолодженню тіла (При випаровуванні 1 г води тіло втрачає 2430 Дж енергії). Відомо, що за день важкої роботи людина втрачає до 10 л поту. Якби піт під час роботи не виділявся і не випаровувався, то організм «нагрівся» б до 100 ° С. Випаровування води з поверхні листя рослин в ході транспірації також сприяє охолодженню.

9. Вода є реагентом у багатьох хімічних реакціях . Наприклад, гідролітичні розщеплення білків, вуглеводів, жирів і т.д. Вода грає роль джерела кисню, що виділяється при фотосинтезі, і водню, який використовується для відновлення продуктів асиміляції вуглекислого газу.

10. Велика теплоємність і теплопровідність води сприяє рівномірному розподілу тепла в клітці і в організмі.

Таким чином, вода - найдивовижніша рідина на Землі, властивості якої перевершують будь-яку фантазію. Унікальні властивості води дозволяють їй виконувати не менше унікальні біологічні функції.

III. закріплення знань

Заповнення таблиці «Біологічні функції води».

Таблиця 3. Біологічні функції води

властивості води

біологічне значення

1. Висока температура кипіння 2. Розширення при замерзанні 3. Хороший розчинник 4. Поєднання високої теплоємності і високої теплопровідності 5. Капілярність 6. Висока прихована теплота пароутворення 7. Прозорість 8. Практично повна нестисливі 9. Рухливість молекул 10. В'язкість

Утворює основу внутрішнього середовища організмів Лід захищає водойми від промерзання, а водних мешканців замерзаючих озер, ставків та річок від загибелі У водних розчинах протікає більшість біохімічних реакцій Підтримка теплового рівноваги організму, забезпечення його термостабільності Підйом води і розчинених в ній речовин на велику висоту в грунті і в тілі рослин Охолодження організму при мінімальній втраті води Можливість фотосинтезу на невеликій глибині Підтримка форми організмів можливість осмосу змащувальні властивості

IV. Домашнє завдання

Вивчити параграф підручника (будова, властивості і біологічні функції води).

Урок 4. Мінеральні солі і їх біологічна роль

устаткування: таблиці із загальної біології, схеми будови молекули води і утворення водневих зв'язків.

I. Перевірка знань

Робота за картками

Картка 1. Прочитайте уривок з вірша М.Дудніка:

Кажуть, що на вісімдесят відсотків
З води складається людина.
З води - додам - \u200b\u200bрідних його річок.
З води - додам - \u200b\u200bдощів, що його напоїли.
З води - додам - \u200b\u200bз давньої води джерел,
З яких його і діди, і прадіди пили ...

Як ви розумієте цей текст з точки зору знань про склад живого речовини і ролі води в живій природі?

Картка 2. Якщо розтерти в ступці таблетку фенолфталеїну і додати кілька гранул лугу, то між цими речовинами реакція не спостерігається - фарбування не відбувається. Що треба зробити, щоб реакція відбувалася?

Картка 3. Великий посудину з водою, поміщений в льох, оберігає овочі від замерзання. Чому?

Картка 4. У ясний весняний день температура повітря 10 ° С, відносна вологість повітря 80%. Чи буде вночі заморозок? Чому перед заморознем розсаду помідорів і огірків рясно поливають?

Картка 5. Чому альпійські рослини низькорослі? Чому у всіх частинах цих рослин цукру накопичується більше, ніж у таких же рослин, що знаходяться поза альпійської зони?

Картка 6. У найсухіші і спекотні дні бджоли на верхніх стінках комірок в вулику «розвішують» крапельки води. Навіщо?

Картка 7. У результаті еволюції в живій природі створилася багатюща комора хімічних сполук. Відомо, що світ рослин найбільш багатий хімічними сполуками, активно використовуються людиною. Чим можна пояснити достаток хімічних речовин саме в світі рослин, а не в світі тварин? В яких районах Землі можна очікувати виростання рослинних угруповань, найбільш багатих хімічними сполуками?

Картка 8. Всім відомо, що водомерки бігають по воді, як по сухому. Воду можна налити в стакан «з верхом», і вона не проллється, на відміну від інших рідин. Як ви поясните це явище? Завдяки якому властивості води воно можливо?

1. Воднева зв'язок і її роль в «хімії» життя.

3. Будова молекули води. Освіта водневих зв'язків між молекулами води.

4. Властивості і функції води в клітині і організмі ( два учнів).

II. Вивчення нового матеріалу

У клітці міститься 1-1,5% мінеральних солей. Солі - з'єднання іонні, тобто в їх складі атоми з частково набутим позитивним і негативним зарядом. У воді солі легко розчиняються і розпадаються на іони, тобто диссоциируют з утворенням катіона металу і аніону кислотного залишку. наприклад:

NaCl -\u003e Na + + Cl -;

Н 3 РO 4 -\u003e 2H + + НРO 4 2;

Н 3 РO 4 -\u003e H + + Н 2 РO 4 -.

Тому ми говоримо, що солі містяться в клітці у вигляді іонів. Найбільшою мірою в клітці представлені і мають найбільше значення

катіони: К +, Na +, Са 2+, Mg 2+;

аніони: НРО 4 2-, H 2 РО 4 -, Сl -, НСО 3 -, HSO 4 -.

Є в живих тканинах і солі, що знаходяться в твердому стані, - наприклад, фосфат кальцію, що входить до складу міжклітинної речовини кісткової тканини, в раковини молюсків.

2. Біологічне значення катіонів

Розглянемо значення найважливіших катіонів в життєдіяльності клітини і організму.

1. Катіони натрію і калію (К + і Na +), концентрація яких в клітці і в міжклітинному просторі сильно розрізняється - концентрація К + всередині клітини дуже висока, а Na + - низька. Поки клітина жива, відмінності в концентрації цих катіонів стійко підтримуються. Завдяки різниці в концентраціях катіонів натрію і калію по обидва боки клітинної мембрани на ній створюється і підтримується різниця потенціалів. Також завдяки цим катіонів виявляється можливою передача збудження по нервових волокнах.

2. Катіони кальцію (Ca 2+) є активатором ферментів, сприяють згортанню крові, входять до складу кісток, раковин, вапняних скелетів, беруть участь в механізмах м'язового скорочення.

3. Катіони магнію (Mg 2+) також є активаторами ферментів, входять до складу молекул хлорофілу.

4. Катіони заліза (Fe 2+) входять до складу гемоглобіну і інших органічних речовин.

3. Біологічне значення аніонів

Незважаючи на те, що в процесі життєдіяльності клітини безперервно утворюються кислоти і луги, в нормі реакція клітини слабощелочная, майже нейтральна (рН \u003d 7,2). Це забезпечується що містяться в ній аніонами слабких кислот, які пов'язують або віддають іони водню, в результаті чого реакція середовища клітини практично не змінюється.

Здатність клітини підтримувати певну концентрацію водневих іонів (рН) називають буферностью.

Усередині клітини буферність забезпечується головним чином анионами H 2 РО 4 -. Під позаклітинної рідини і в крові роль буфера грають СО 3 2- і НСО 3 -. Частково буферність забезпечується і катіонами, що утворюють слаборозчинні підстави - вони пов'язують гідроксил-іони (ОН -) при їх надлишку.

III. закріплення знань

Узагальнююча бесіда по ходу вивчення нового матеріалу.

IV. Домашнє завдання

Вивчити параграф підручника (мінеральні солі їх біологічна роль).

Користуючись текстом підручника, записами, зробленими в класі і додатковими джерелами інформації, заповнити табл. 4 (внести в таблицю відомості про біологічної ролі наступних елементів: Mg, Na, Ca, Fe, К, S, P, Cl, Zn, Сu, I, F, Mn, В, Мо, Со).

Урок 5. Органічні речовини. Ліпіди - зв'язок будови, властивостей і функцій

устаткування: таблиці із загальної біології, схеми будови ліпідів і їх класифікація.

I. Перевірка знань

Робота за картками

Картка 1. Як ви думаєте, чим можна пояснити близькість по сольовому складу плазми наземних хребетних і морської води?

Картка 2. До чого може привести зміна сольового складу плазми крові?

Картка 3. Як впливає недолік будь-якого потрібного елемента в клітині і організмі на їх життєдіяльність? У чому це може проявитися? Наведіть приклади.

Картка 4. Чи вірно твердження: «Дигідрофосфат-іони здатні знизити рН клітини, перетворюючись в гідрофосфат-іони»?

Картка 5. Серед солей, утворених одновалентним катіоном і одновалентним аніоном, набагато більше розчинних у воді, ніж серед солей, утворених двовалентним катіоном і двовалентним аніоном. Як ви думаєте, чому?

Усна перевірка знань з питань

2. Біологічні функції катіонів.

3. Біологічні функції аніонів.

Перевірка заповнення таблиці 4 (див. Табл. 4а).

	Роль в клітці	Роль в організмі
		рослинному	тваринному
Магній (Mg)	Кофдактор багатьох ферментів	Входить до складу молекули хлорофіллад; іон Mg 2+ утворює солі з пектинові речовини	Входить до складу ферментів, необхідних для функціонування м'язової, нервової та кісткової тканин
Натрій (Na)	Бере участь у створенні і підтримці біоелектричного потенціалу на клітинній мембрані	Іон Na + бере участь у підтримці осмотичного потенціалу клітин, що забезпечує поглинання води з ґрунту	Іони Na \u200b\u200b+ впливають на роботу нирок, беруть участь в підтримці серцевого ритму, входять до складу мінеральних речовин крові, беруть участь в регулюванні кислотно-лужної рівноваги в організмі
	Входить до складу окислювальних ферментів, що беруть участь в синтезі цитохромов	Входить до складу ферментів, які беруть участь в темнових реакціях фотосинтезу	Бере участь в синтезі гемоглобіну; у безхребетних входить до складу дихального пігменту - Гемоціанін; у людини входить до складу ферменту, який бере участь в синтезі меланіну
Залізо (Fe)	Входить до складу цитохромів - ферментів - переносників електронів в світловий фазі фотосинтезу і в дихальної ланцюга	Бере участь в синтезі хлорофілу, входить до складу ферментів, які беруть участь в диханні, входить до складу цитохромів - переносників електронів в ході фотосинтезу	Входить до складу небілкової частини гемоглобіну - гема і білка міоглобіну, що містить запас кисню в м'язах, в невеликій кількості міститься у печінці і селезінці у вигляді білка феритину
Кальцій (Са)	Іони Са 2+ беруть участь в регуляції виборчої проникності клітинної мембрани, в процесах з'єднання ДНК з білками	Іони Са 2+ утворюючи солі пектинових речовин, надають твердість міжклітинному речовині, що з'єднує рослинні клітини	Нерозчинні солі кальцію входять до складу кісток хребетних, раковин молюсків, коралових поліпів; іони Са 2+ беруть участь в утворенні жовчі, в передачі нервового імпульсу через синапси, є одним з факторів згортання крові, активують ферменти при скороченні поперечно-смугастих м'язових волокон
	Бере участь у створенні і підтримці мембранного потенціалу, активізує ферменти, що беруть участь в синтезі білка, входить до складу ферментів гліколізу	Бере участь в регуляції водного режиму, входить до складу ферментів фотосинтезу, компонент клітинного соку вакуолей (міститься в вигляді катіонів К +)	Бере участь разом з натрієм і кальцієм в підтримці серцевого ритму, бере участь у проведенні нервового імпульсу
	Входить до складу амінокислот (цистеїну, цистину, метіоніну); бере участь у формуванні третинної структури білка (дисульфідні містки); входить до складу коферменту А і деяких ферментів; бере участь в процесі фотосинтезу у бактерій; сполуки сірки служать джерелом енергії для деяких хемосинтетиков	Визначається роллю в клітці	Визначається роллю в клітці; входить до складу інсуліну, вітаміну B 1, біотину
Фосфор (Р)	У вигляді залишків ортофосфорної кислоти входить до складу АТФ, нуклеотидів, ДНК, РНК, коферментів НАД +, НАДФ +, ФАД +, фосфорильованих цукрів, фосфоліпідів, багатьох ферментів; входить до складу всіх мембранних структур	Визначається роллю в клітці	У вигляді фосфатів входить до складу кісткової тканини, зубної емалі; фосфатная буферна система ссавців підтримує рН тканинної рідини в інтервалі 6,9-7,4
	Аніони Сl - беруть участь в підтримці електронейтральності клітини	Аніони Сl - беруть участь в регуляції тургорного тиску	Аніони Сl разом з катіонами натрію беруть участь у формуванні осмотичного потенціалу плазми крові; беруть участь в процесах збудження і гальмування в нервових клітинах; входять до складу соляної кислоти, Що є компонентом шлункового соку
			У хребетних входить до складу гормону щитовидної залози - тироксину
Марганець (Мn)	Входить до складу ферментів, які беруть участь в диханні, окисленні жирних кислот, підвищення активності ферменту карбоксилази	Входить до складу ферментів, які беруть участь в темнових реакціях фотосинтезу і у відновленні нітратів	Входить до складу фосфатаз - ферментів, необхідних для росту кісток
	Входить до складу ферментів, які беруть участь в спиртовому бродінні	Входить до складу ферментів, які активізують розщеплення вугільної кислоти, і ферментів, які беруть участь в синтезі рослинних гормонів - ауксинов	Входить до складу ферменту, який бере участь в транспорті вуглекислого газу в крові хребетних; ферменту, гідролізується пептидні зв'язку при перетравленні білків; ферментів, необхідних для нормального росту
			У вигляді нерозчинних кальцієвих солей входить до складу кісток і тканини зубів
		Впливає на ростові процеси. Недолік призводить до відмирання верхівкових бруньок, квіток, зав'язей, які проводять тканин
Молібден (Мо)	Входить до складу ферментів, які беруть участь у фіксації азоту у нитрифицирующих бактерій	Входить до складу ферментів, що регулюють роботу устьічного апарату, і ферментів, які беруть участь в синтезі амінокислот	Визначається роллю в клітці
Кобальт (Со)			Входить до складу вітаміну B 12, бере участь в синтезі гемоглобіну. Недолік призводить до анемії

II. Вивчення нового матеріалу

1. Органічні речовини живої матерії

Вода з розчиненими в ній солями - необхідне середовище для хімічних процесів, з яких складається життя. Однак, саме життя - це всілякі перетворення безлічі різноманітних великих молекул, головним елементом в яких є вуглець.

Речовини, до складу яких входять атоми вуглецю, називаються органічними. Лише найпростіші углеродсодержащие з'єднання, на зразок оксиду вуглецю (IV) - CO 2 або солей вугільної кислоти (NaHCO 3; Na 2 CO 3), вважаються неорганічними. До неорганічних речовин відносяться і всі з'єднання, що не містять вуглецю, хоча багато хто з них присутні в клітці.

Унікальна роль вуглецю в хімії життя пов'язана з будовою його атомів. Один атом вуглецю здатний утворювати чотири ковалентні зв'язки, а велике число таких атомів може об'єднуватися в довгі ланцюги. Іноді кінці вуглецевих ланцюгів з'єднуються, так що виникають кільцеві структури.

Атоми вуглецю можуть утворювати зв'язку з атомами деяких інших елементів, зазвичай це Н, О, N, S. Вуглецеві ланцюги і кільця складають «скелети» органічних молекул.

Вуглець - єдиний елемент, здатний утворювати достатню кількість різного роду складних і стабільних сполук, щоб забезпечити різноманіття молекул, що виявляється у живих істот.

Нам вже відомо, що до органічних речовин живої матерії відносяться вуглеводи, жири, нуклеїнові кислоти, білки, а також АТФ та інші низькомолекулярні органічні сполуки. Почнемо характеризувати роль органічних речовин в «хімії» життя з жирів.

2. Зміст ліпідів в клітці і в організмі

Ліпіди - велика група природних органічних речовин. Назва їх походить від грецького слова ліпосом - жир, так як вони включають жири (власне ліпіди) і жироподібні речовини (ліпоїдами). У кожній клітині тваринного або рослинного організму міститься цілком певну кількість ліпідів.

Тваринні жири містяться в молоці, м'ясі, підшкірній клітковині, у рослин - в насінні, плодах та інших органах. Рослинні жири називаються маслами.

Вільний жир можна умовно розділити на дві великі групи: протоплазматична (конституційний) і резервний.

Протоплазматична жир бере участь в побудові кожної клітини. Він входить до складу мембранних внутрішньоклітинних структур. Кількість протоплазматіческого жиру постійно і практично не змінюється ні за яких станах організму. Наприклад, у людини протоплазматична жир становить близько 25% всього жиру, що знаходиться в організмі.

Ненасичені - стеаринова (а), пальмітинова (б) і насичена - олеїнова (в) жирні кислоти

Резервний жир являє собою дуже зручну форму консервування енергії. Це пов'язано з тим, що калорійність жиру майже в два рази вище калорійності білків і вуглеводів. Кількість резервного жиру може змінюватися в залежності від різних умов (стать, вік, характер активності, режим харчування і т.д.). У людини депо жиру є підшкірна клітковина, сальник, приниркова капсула і ін.

Багаті жиром клітини мозку, сперми, яєчників - в них його кількість складає 7,5-30%.

В організмі поряд з вільним жиром є велика кількість жиру, пов'язаного з вуглеводами і білками.

3. Будова і властивості ліпідів

Ліпіди - органічні сполуки з різною структурою, але загальними властивостями. За хімічною структурою жири є складні ефіри трехатомного спирту гліцерину і високомолекулярних жирних кислот.

R1, R2, R3 - це радикали жирних кислот. З них найчастіше зустрічаються пальмітинова [СН3- (СН2) 15-СООН], стеаринова [СН3- (СН2) 16-СООН], олеїнова жирні кислоти.

Всі жирні кислоти діляться на дві групи: насичені, тобто що не містять подвійних зв'язків, і ненасичені, або ненасичені, що містять подвійні зв'язки.

З наведених вище формул видно, що до насичених кислот належать пальмітинова і стеаринова кислоти, а до ненасичених - олеїнова. Властивості жирів визначаються якісним складом жирних кислот і їх кількісним співвідношенням. Рослинні жири багаті ненасиченими жирними кислотами, вони є легкоплавкими - рідкими при кімнатній температурі. Тваринні жири при кімнатній температурі тверді, так як містять головним чином насичені жирні кислоти.

З формули жиру видно, що його молекула, з одного боку, містить залишок гліцерину - речовини, добре розчинної у воді, а з іншого - залишки жирних кислот, неполярні вуглеводневі ланцюжка яких у воді практично нерозчинні (атоми вуглецю і водню притягують електрони з приблизно рівною силою). Полярні ланцюга жирних кислот тому тяжіють до неполярних органічних речовин (хлороформ, ефір, масло). Завдяки цій особливості молекули ліпідів розташовуються на поверхні розділу між водою і неполярними органічними сполуками або між водою і повітрям фазою, орієнтуючись таким чином, щоб їх полярні частини були звернені до води.

Така орієнтація молекул ліпідів по відношенню до води відіграє дуже важливу роль. Найтонший шар цих речовин, що входить до складу клітинних мембран, перешкоджає змішуванню вмісту клітини або окремих її частин з навколишнім середовищем.

Таким чином, ліпіди - невеликі молекули з переважанням гідрофобних властивостей.

4. Класифікація ліпідів

У живих організмах зустрічаються різні ліпіди. За особливостями будови виділяють кілька груп ліпідів.

1. Прості ліпіди(жири, воску). Їх молекули складаються з жирних кислот в з'єднанні з гліцерином - жири або іншими одноатомними спиртами - воску. Воску утворюють захисну мастило на шкірі, шерсті і пір'ї, покривають листя і плоди вищих рослин, а також кутикулу зовнішнього скелета у багатьох комах. Ці речовини дуже гідрофобні.

2. Складні ліпіди - складаються з гліцерину, жирних кислот та інших компонентів. До цієї групи належать: фосфоліпіди (похідні ортофосфорної кислоти, входять до складу всіх клітинних мембран); гліколіпіди (містять залишки цукрів, їх багато в нервовій тканині); ліпопротеїди (комплекси ліпідів з білками).

3. - невеликі гідрофобні молекули, які є похідними холестерину. До них відносяться багато важливих гормони (статеві гормони і гормони коркового шару надниркових залоз), терпени (ефірні масла, від яких залежить запах рослин), деякі пігменти (хлорофіл, білірубін), частина вітамінів (А, D, Е, К) і ін.

Далі буде