Почему можно утверждать что химический состав клетки служит доказательством единства живой природы
Подробное решение параграф § 6 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. 2014
1. Что такое химический элемент?
Ответ. Химический элемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числом протонов, совпадающим с порядковым (атомным) номером в таблице Менделеева. Каждый химический элемент имеет свои название и символ, которые приводятся в Периодической системе элементов Дмитрия Ивановича Менделеева
2. Сколько химических элементов известно в настоящее время?
Ответ. Химических элементов в природе выявлено около 90. Почему около? Потому, что среди элементов с порядковым номером менее 92 (до урана) в природе отсутствуют технеций (43) и франций (87). Практически нет астата (85).С другой стороны, и нептуний (93) и плутоний (94) (нестабильные трансурановые элементы) обнаруживаются в природе там, где встречаются урановые руды. Все элементы следующие после плутония Pu в периодической системе Д.И.Менделеева в земной коре полностью отсутствуют, хотя некоторые из них несомненно образуются в космосе во время взрывов сверхновых звёзд. Но долго они не живут.
К настоящему времени ученые синтезировали 26 трансурановых элементов, начиная с нептуния (N=93) и заканчивая элементом с номером N=118 (номер элемента соответствует числу протонов в ядре атома и числу электронов вокруг ядра атома).
3. Какие вещества называют неорганическими?
Ответ. Неорганические вещества (неорганические соединения) — химические соединения, не являющиеся органическими, то есть, не содержащие углерода, а также некоторые углеродсодержащие соединения (карбиды, цианиды, карбонаты, оксиды углерода и некоторые другие вещества, которые традиционно относят к неорганическим). Неорганические вещества не имеют характерного для органических веществ углеродного скелета.
4. Какие соединения называют органическими?
Ответ. Органические соединения, органические вещества — класс химических соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов). Органические соединения, кроме углерода, чаще всего содержат элементы водород, кислород, азот, значительно реже — серу, фосфор, галогены и некоторые металлы (порознь или в различных комбинациях).
5. Какие химические связи называют ковалентными?
Ответ. Ковалентная связь (атомная связь, гомеополярная связь) — химическая связь, образованная перекрытием (обобществлением) пары валентных электронных облаков. Обеспечивающие связь электронные облака (электроны) называются общей электронной парой.
Характерные свойства ковалентной связи — направленность, насыщаемость, полярность, поляризуемость — определяют химические и физические свойства соединений.
Направленность связи обусловлена молекулярным строением вещества и геометрической формы их молекулы. Углы между двумя связями называют валентными.
Насыщаемость — способность атомов образовывать ограниченное число ковалентных связей. Количество связей, образуемых атомом, ограничено числом его внешних атомных орбиталей.
Полярность связи обусловлена неравномерным распределением электронной плотности вследствие различий в электроотрицательностях атомов. По этому признаку ковалентные связи подразделяются на неполярные и полярные.
Поляризуемость связи выражается в смещении электронов связи под влиянием внешнего электрического поля, в том числе и другой реагирующей частицы. Поляризуемость определяется подвижностью электронов. Полярность и поляризуемость ковалентных связей определяет реакционную способность молекул по отношению к полярным реагентам.
Электроны тем подвижнее, чем дальше они находятся от ядер.
Вопросы после §6
1. Почему можно утверждать, что химический состав клетки является подтверждением единства живой природы и общности живой и неживой природы?
Ответ. Химические элементы клетки. По химическому составу клетки разных организмов и даже клетки, выполняющие различные функции в одном многоклеточном организме, могут существенно отличаться друг от друга. В то же время разные клетки включают в себя практически одни и те же химические элементы. Сходство элементарного химического состава клеток разных организмов доказывает единство живой природы. Вместе с тем нет ни одного химического элемента, содержащегося в живых организмах, который не был бы найден в телах неживой природы. Это указывает на общность живой и неживой природы.
2. Какие элементы относятся к макроэлементам?
3. В чём разница между микроэлементами и ультрамикроэлементами?
Ответ. Главное различие в процентном содержании: для макроэлементов больше 0.01%, для микроэлементов — менее 0.001%. Ультрамикроэлементы содержатся в еще меньшем объеме — менее 0.0000001%. К ультрамикроэлементам относятся золото, серебро, ртуть, платина, цезий, селен. Функции ультрамикроэлементов на данный момент мало понятны. К микроэлементам относят бром, железо, йод, кобальт, марганец, медь, молибден, селен, фтор, хром, цинк. Чем меньше концентрация вещества в организме, тем труднее определить его биологическую роль.
4. Почему считают, что углерод составляет химическую основу жизни?
Параграф2. Химический состав клетки.
10. Заполните схему.
11. Каких химических элементов больше всего в живом организме?
Неорганических
12. Что указывает на единство живой и неживой природы?
Сходство элементарного химического состава клеток разных организмов доказывает единство живой природы. Вместе с тем, нет ни одного химического элемента, содержащегося в живых организмах, который не был бы найден в телах неживой природы. Это указывает на общность живой и неживой природы.
13. Заполните таблицу «Органические вещества клетки».
14. Какую роль играет вода в клетке?
Прежде всего, она определяет физические свойства клетки, её объём, упругость. Многочисленные химические реакции проходят именно в водной среде, т.к. вода – хороший растворитель. Да и сама вода участвует во многих химических реакциях.
Вода помогает удалению из организма ненужных и вредных веществ, образующихся в результате обмена, способствует перемещению кислорода, углекислого газа и питательных веществ по организму.
15. Дополните предложения.
Нуклеиновые кислоты ответственны за хранение и передачу наследственных признаков от родителей потомству. Они входят в состав хромосом, расположенных в ядре.
Почему можно утверждать что химический состав клетки служит доказательством единства живой природы
История изучения клетки. Клеточная теория
ЦИТОЛОГИЯ-НАУКА О КЛЕТКАХ
В 1663 г., пытаясь понять, почему пробковое дерево так хорошо плавает, Гук стал рассматривать тонкие срезы пробки с помощью усовершенствованного им микроскопа. Он обнаружил, что пробка разделена на множество крошечных ячеек, напомнивших ему монастырские кельи, и он назвал эти ячейки клетками (по-английски cell — «келья, ячейка, клетка»).
В 1674 г. голландский мастер Антоний ван Левенгук (1632 — 1723)
с помощью микроскопа впервые увидел в капле воды «зверьков» — движущиеся живые организмы. Таким образом, уже к началу XVIII века учёные знали, что под большим увеличением растения имеют ячеистое строение, и видели некоторые организмы, которые позже получили название одноклеточных. Однако клеточная теория строения организмов сформировалась лишь к середине XIX века, после того как появились более мощные микроскопы и были разработаны методы фиксации и окраски клеток.
Появление клеточной теории
Клеточная теория — одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения и развития мира растений и мира животных, в котором клетка рассматривается в качестве общего структурного элемента растительных и животных организмов.
Клеточная теория — основополагающая для общей биологии теория, сформулированная в середине XIX века. Она предоставила базу для понимания закономерностей живого мира и для развития эволюционного учения. Маттиас Шлейден и Теодор Шванн
Шлейден и Шванн, обобщив имеющиеся знания о клетке, доказали, что она является основной единицей любого организма. Клетки животных, растений и бактерий имеют схожее строение. Позднее эти заключения стали основой для доказательства единства организмов. Т. Шванн и М. Шлейден ввели в науку основополагающее представление о клетке: вне клеток нет жизни.
Основные положения теории Шлейдена и Швана:
Основные положения современной клеточной теории
Клетки прокариот и простейших обладают всеми свойствами живых систем.
Клеточная теория — основополагающая биологическая теория, утверждающая единство принципа строения и развития всех живых организмов на Земле, в которой в качестве общего структурно-функционального элемента рассматривается клетка.
Методы изучения клетки
Все современные методы изучения клетки можно классифицировать следующим образом:
Частная школа. 9 класс
Конспекты, контрольные, тесты
§ 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ (Пасечник)
Биология 9 класс. Углеводы. Липиды. Белки. Аминокислоты. Нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК. Нуклеотиды. АТФ. Конспекты по учебнику. § 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ (Пасечник). Электронная версия. Цитаты использованы в учебных целях.
§ 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ
Химический состав клетки.
По химическому составу клетки разных организмов и даже клетки, выполняющие различные функции в одном многоклеточном организме, могут существенно отличаться друг от друга. В то же время разные клетки включают в себя практически одни и те же химические элементы. Сходство элементарного химического состава клеток разных организмов доказывает единство живой природы. Вместе с тем нет ни одного химического элемента, содержащегося в живых организмах, который не был бы найден в телах неживой природы. Это указывает на общность живой и неживой природы.
Соотношение химических элементов в клетках различно (рис. 4). Так, примерно 98% от массы любой клетки приходится на четыре элемента: кислород (72%), углерод (15%), водород (8%) и азот (3%). Около 2% от массы клетки приходится на следующие восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы содержатся в клетке в крайне малом количестве.
Углерод входит в состав всех органических соединений. Его атомы способны образовывать цепочки практически любой длины. Углеродные цепочки обеспечивают многообразие органических соединений. Многие органические соединения, входящие в состав клеток, характеризуются большим размером молекул. Такие макромолекулы обычно состоят из повторяющихся, сходных по структуре соединений. Эти соединения получили название мономеров (греч. monos — один). Образованную мономерами макромолекулу называют полимером (греч. poly — много). Молекула полимера может состоять из многих тысяч соединённых между собой мономеров, которые могут быть одинаковыми (рис. 5, а) или разными (рис. 5, б).
Полимеры, входящие в состав клеток, называют биологическими полимерами или биополимерами. Свойства биополимеров зависят от строения их молекул: от числа и разнообразия мономерных звеньев.
Роль неорганических и органических веществ в клетке.
Среди неорганических веществ клетки на первом месте по массе стоит вода. Так, в бактериальных и животных клетках её содержание составляет примерно 70%, а в растительных — 90%. В организме человека на долю воды приходится 65%. Вода выполняет множество функций: сохранение объёма и упругости клетки, растворение различных веществ. В клетке большая часть химических реакций протекает в водных растворах. Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.
Углеводы, или сахариды, входят в состав клеток всех живых организмов. Своё название они получили потому, что у большинства из них соотношение водорода и кислорода в молекуле такое же, как и в молекуле воды. Общая формула углеводов — (СН2O)n, где n — целое число не меньше 3, например формула глюкозы — С6Н12О6. Основная функция углеводов — энергетическая. При их ферментативном расщеплении и окислении выделяется энергия, которая обеспечивает жизнедеятельность организма.
Очень важной является также структурная, или строительная, функция углеводов. Сложные углеводы (полисахариды) входят в состав межклеточного вещества кожи, сухожилий, хрящей, придавая им прочность и эластичность.
Липиды (греч. lipos — жир) — обширная группа жиров и жироподобных веществ, которые содержатся во всех живых клетках. Они практически нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях (бензин, хлороформ, эфир и др.). Наиболее простые и широко распространённые липиды — жиры. Одна из основных функций жиров — энергетическая. Жиры дают энергии в 2 раза больше, чем углеводы, взятые в той же массе. Кроме того, липиды выполняют защитную и регуляторную функции. Многие производные липидов (например, витамины A, D, Е) участвуют в обменных процессах, происходящих в организме, выполняя регуляторную функцию.
Белки — самые многочисленные среди органических веществ. Это наиболее разнообразные, имеющие важнейшее значение биополимеры. Мономерами белков являются аминокислоты. Бесконечное разнообразие белков создаётся за счёт различного сочетания всего 20 аминокислот. Важнейшими функциями белковых молекул являются: структурная (строительная), ферментативная, регуляторная (гормональная) и транспортная.
Нуклеиновые кислоты содержатся во всех клетках, это самые крупные молекулы, которые образуют живые организмы. Нуклеиновые кислоты представляют собой единую систему, направленную на хранение и реализацию наследственной информации через синтез белков в клетке. В клетках имеется два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Они являются биополимерами, состоящими из мономеров — нуклеотидов.
Каждый нуклеотид состоит из трёх компонентов, соединённых химическими связями. Это — азотистое основание, углевод (рибоза или дезоксирибоза) и остаток фосфорной кислоты. Азотистые основания (аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил) определяют тип нуклеотида: адениловый (А), гуаниловый (Г), цитидиловый (Ц), тимидиловый (Т), урациловый (У). Каждая цепь ДНК или РНК является полинуклеотидом, состоящим из нескольких десятков тысяч нуклеотидов.
Нуклеотиды также являются структурной основой целого ряда важных для жизнедеятельности клетки органических веществ. К таким соединениям относятся высокоэнергетические соединения, например аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) — универсальный хранитель и переносчик энергии в клетке.
МОЯ ЛАБОРАТОРИЯ
Все элементы по содержанию в живых организмах разделяют на три группы:
ВОПРОСЫ и ЗАДАНИЯ:
ПОДУМАЙТЕ! Почему можно утверждать, что химический состав клетки служит доказательством единства живой природы и общности живой и неживой природы?
Биология 9 класс. Конспекты по учебнику. § 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ (Пасечник). Электронная версия. Цитаты использованы в учебных целях.
Частная школа. 9 класс
Конспекты, контрольные, тесты
§ 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ (Пасечник)
Биология 9 класс. Углеводы. Липиды. Белки. Аминокислоты. Нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК. Нуклеотиды. АТФ. Конспекты по учебнику. § 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ (Пасечник). Электронная версия. Цитаты использованы в учебных целях.
§ 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ
Химический состав клетки.
По химическому составу клетки разных организмов и даже клетки, выполняющие различные функции в одном многоклеточном организме, могут существенно отличаться друг от друга. В то же время разные клетки включают в себя практически одни и те же химические элементы. Сходство элементарного химического состава клеток разных организмов доказывает единство живой природы. Вместе с тем нет ни одного химического элемента, содержащегося в живых организмах, который не был бы найден в телах неживой природы. Это указывает на общность живой и неживой природы.
Соотношение химических элементов в клетках различно (рис. 4). Так, примерно 98% от массы любой клетки приходится на четыре элемента: кислород (72%), углерод (15%), водород (8%) и азот (3%). Около 2% от массы клетки приходится на следующие восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы содержатся в клетке в крайне малом количестве.
Углерод входит в состав всех органических соединений. Его атомы способны образовывать цепочки практически любой длины. Углеродные цепочки обеспечивают многообразие органических соединений. Многие органические соединения, входящие в состав клеток, характеризуются большим размером молекул. Такие макромолекулы обычно состоят из повторяющихся, сходных по структуре соединений. Эти соединения получили название мономеров (греч. monos — один). Образованную мономерами макромолекулу называют полимером (греч. poly — много). Молекула полимера может состоять из многих тысяч соединённых между собой мономеров, которые могут быть одинаковыми (рис. 5, а) или разными (рис. 5, б).
Полимеры, входящие в состав клеток, называют биологическими полимерами или биополимерами. Свойства биополимеров зависят от строения их молекул: от числа и разнообразия мономерных звеньев.
Роль неорганических и органических веществ в клетке.
Среди неорганических веществ клетки на первом месте по массе стоит вода. Так, в бактериальных и животных клетках её содержание составляет примерно 70%, а в растительных — 90%. В организме человека на долю воды приходится 65%. Вода выполняет множество функций: сохранение объёма и упругости клетки, растворение различных веществ. В клетке большая часть химических реакций протекает в водных растворах. Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.
Углеводы, или сахариды, входят в состав клеток всех живых организмов. Своё название они получили потому, что у большинства из них соотношение водорода и кислорода в молекуле такое же, как и в молекуле воды. Общая формула углеводов — (СН2O)n, где n — целое число не меньше 3, например формула глюкозы — С6Н12О6. Основная функция углеводов — энергетическая. При их ферментативном расщеплении и окислении выделяется энергия, которая обеспечивает жизнедеятельность организма.
Очень важной является также структурная, или строительная, функция углеводов. Сложные углеводы (полисахариды) входят в состав межклеточного вещества кожи, сухожилий, хрящей, придавая им прочность и эластичность.
Липиды (греч. lipos — жир) — обширная группа жиров и жироподобных веществ, которые содержатся во всех живых клетках. Они практически нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях (бензин, хлороформ, эфир и др.). Наиболее простые и широко распространённые липиды — жиры. Одна из основных функций жиров — энергетическая. Жиры дают энергии в 2 раза больше, чем углеводы, взятые в той же массе. Кроме того, липиды выполняют защитную и регуляторную функции. Многие производные липидов (например, витамины A, D, Е) участвуют в обменных процессах, происходящих в организме, выполняя регуляторную функцию.
Белки — самые многочисленные среди органических веществ. Это наиболее разнообразные, имеющие важнейшее значение биополимеры. Мономерами белков являются аминокислоты. Бесконечное разнообразие белков создаётся за счёт различного сочетания всего 20 аминокислот. Важнейшими функциями белковых молекул являются: структурная (строительная), ферментативная, регуляторная (гормональная) и транспортная.
Нуклеиновые кислоты содержатся во всех клетках, это самые крупные молекулы, которые образуют живые организмы. Нуклеиновые кислоты представляют собой единую систему, направленную на хранение и реализацию наследственной информации через синтез белков в клетке. В клетках имеется два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Они являются биополимерами, состоящими из мономеров — нуклеотидов.
Каждый нуклеотид состоит из трёх компонентов, соединённых химическими связями. Это — азотистое основание, углевод (рибоза или дезоксирибоза) и остаток фосфорной кислоты. Азотистые основания (аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил) определяют тип нуклеотида: адениловый (А), гуаниловый (Г), цитидиловый (Ц), тимидиловый (Т), урациловый (У). Каждая цепь ДНК или РНК является полинуклеотидом, состоящим из нескольких десятков тысяч нуклеотидов.
Нуклеотиды также являются структурной основой целого ряда важных для жизнедеятельности клетки органических веществ. К таким соединениям относятся высокоэнергетические соединения, например аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) — универсальный хранитель и переносчик энергии в клетке.
МОЯ ЛАБОРАТОРИЯ
Все элементы по содержанию в живых организмах разделяют на три группы:
ВОПРОСЫ и ЗАДАНИЯ:
ПОДУМАЙТЕ! Почему можно утверждать, что химический состав клетки служит доказательством единства живой природы и общности живой и неживой природы?
Биология 9 класс. Конспекты по учебнику. § 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ (Пасечник). Электронная версия. Цитаты использованы в учебных целях.