ПРЕЗЕНТАЦИЯ ДЛЯ ИНТЕРАКТИВНОЙ ДОСКИ. "Химический состав клетки". 10 класс.
презентация урока для интерактивной доски по биологии (10 класс) по теме

Слайд 1

Химический состав клетки Автор: Першина О.В. Учитель биологии: ГБОУ СОШ №405 Москва. 2012

Слайд 2

В природе различают органические и неорганические вещества

Слайд 3

Тела природы состоят из элементарных химических веществ, классификация, которых дана в периодической системе Менделеева. Других элементов в природе во Вселенной не существует, например Солнце состоит из гелия. (ядерн. р-ция)

Слайд 4

Ядерный синтез Солнце продуцирует энергию в ходе процесса, который называется ядерным синтезом. Ядерный синтез — это управляемый взрыв в центре Солнца, где температура колеблется от 15 миллионов до 22 миллионов градусов Цельсия. Каждую секунду в недрах Солнца 4 миллиона тонн водорода превращаются в гелий. Мощность светового потока, который при этом излучается, равна мощности 4 триллионов электрических лампочек. Источник: http://www.voprosy-kak-i-pochemu.ru/kak-obrazovalos-solnce/#ixzz1yhDoKSRO

Слайд 5

Вернадский В. И. разделил вещество на живое и неживое (косное ). Живое есть только на планете Земля и то по сравнению с Вселенскими размерами в очень малом, мизерном количестве. Ноосфера – МЫСЛЯЩАЯ ОБОЛОЧКА ЗЕМЛИ

Слайд 6

Элементарный химический состав живого вещества, клетки Неизвестных , на Земле и в космосе веществ, в клетке не обнаружено. Из 112 химических элементов в клетке обнаружено 60. Из них 24 (27) называются биогенными веществами, то есть выполняют в клетке, какую либо функцию. Остальные видимо попали в организм случайно с пищей, водой, вдыхаемым воздухом. Элементарные химические вещества в организме делят на макроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы

Слайд 7

Элементарный химический состав клетки Макроэлементы 99,9 % составляют от всех веществ 95-98% Н, О, С, N -- так называемые органогенные вещества Н – более 10% О – 65-75% С – 15-20% N – 1,5 –3 % 1,9% остальные К, Са, N а, F , Cl, Fe, S, Mg в клетке их десятые и сотые доли процента.

Слайд 8

Микроэлементы – 0,1% В, В r , Со, Си, Мо, Zi , W а, J , бор, бром, кобальт, медь, молибден, цинк, ванадий, йод В клетке они представлены тысячными и миллионными долями процента Они входят в состав ферментов, гормоном и других активных веществ Ультрамикроэлементы U , Ra , Аи, Hg , Ве, Cs , S е уран, радий, золото, ртуть, бериллий, цезий, селен Их концентрация в клетке более миллионной доли процента

Слайд 9

Различия в химическом составе между живым и косным веществом, между живой и неживой природой . На атомарном уровне различий между живым и косным веществом, между живой и не живой природой нет. Элементарный состав организмов и среды, в которой они обитают различен. Кремния в почве -33% Кислорода в почве 50% В растениях кремния – 0,15% В растениях кислорода - 70%

Слайд 10

Некоторые организмы способны избирательно концентрировать в своих телах некоторые химические элементы Например: Водород (Н) - водоросли Радий ( R а) - ряска Литий ( Li ) - лютик Кремний ( Si ) - злаки, диатомовые водоросли Медь (Си) - моллюски и ракообразные Железо ( F е) - позвоночные

Слайд 11

Неорганические вещества, входящие в состав клетки. Содержание химических элементов в теле человека: - Назовите химические элементы, составляющие большую часть живых организмов? таблица

Слайд 12

Неорганические вещества клетки: ВОДА Вода и её роль в клетке Все живые организмы в своём составе содержат воду в разном количестве. Так например: в костной ткани ---------- 20% в жировой ткани ---------- 40% в мозге ---------------------- 85% в сухих семенах ---------- 15% в теле медузы ------------- 95% в плодах огурцов --------- 95% в корнях огурцов --------- 60%

Слайд 13

Вода и её роль в клетке Причины разного количества воды в разных тканях различные. Одна из причин - разная скорость или интенсивность обменных процессов. Например: в эмбрионах -------------- 95% в молодом организме ---- 80% в стареющем организме –60% Без воды человек может прожить 5-6 дней (14 дней). Другие животные дольше, верблюд в активном состоянии, спячка (зимняя, летняя) анабиоз, покой у семян, спора, циста.

Слайд 14

Вода и её роль в клетке Молекула воды – диполь Молекула воды электронейтральна, но электрический заряд в молекуле расположен не равномерно. Молекулы воды особым образом ориентируются в электрическом поле способны присоединятся к различным молекулам или участкам молекул образую так называемые гидраты. Между молекулами воды могут образовываться водородные связи.

Слайд 15

Диполь – Н 2 О

Слайд 16

Диполь – Н 2 О

Слайд 17

Водородные связи

Слайд 18

Форма кластера удерживается за счёт взаимного притяжения друг к другу молекул, имеющих положительно и отрицательно заряженные полюса.

Слайд 20

Водородные связи

Слайд 21

Водородные связи

Слайд 22

Свойства воды: малые размеры молекулы; полярность молекул; способность образовывать водородные связи друг с другом .

Слайд 23

В клетках и тканях различают две формы воды - свободную и связанную . Свободная обладает достаточной подвижностью и участвует в основном в транспорте веществ в организме. Связанная может формировать гидратные оболочки ионов и молекул, образовывать коллоидные растворы белков, капиллярно связываться со стенками сосудов.

Слайд 24

Функции воды: Вода хороший растворитель для полярных веществ. Если энергия притяжения молекул воды, к молекулам какого-либо вещества выше,чем энергия притяжения между молекулами воды, то вещество растворяется. Проверь себя

Слайд 25

В зависимости от этого различают вещества: (греч. Hidro - вода, philio – люблю, phobos боязнь). Водорастворимые , гидрофильные – соли, щёлочи, кислоты Водонерастворимые , гидрофобные – жироподобные вещества, каучук и амфифильные – фосфолипиды. Из них построена клеточная мембрана.

Слайд 26

Молекулы сахара (белые кружочки), находящиеся на поверхности кристалла сахара, окружены молекулами воды (темные кружочки). Между молекулами сахара и воды возникают межмолекулярные связи, благодаря которым молекулы сахара отрываются от поверхности кристалла. Молекулы воды, не связанные с молекулами сахара, на рисунке не показаны.

Слайд 27

Вода – хороший растворитель для полярных веществ.

Слайд 29

Неполярные вещества, а так же неполярные участки молекул гидрофобны , то есть отталкивают воду, и в её присутствии притягиваются друг к другу. Такие взаимодействия обеспечивают стабильность мембран.

Слайд 30

Вода служит средой для транспорта различных веществ. Вода участник многих реакций в организме, такие реакции называются реакциями гидролиза lisis – греч. - расщепление. Расщепление белков, углеводов. Фотолиз воды при фотосинтезе.

Слайд 31

Вода обладает большой теплоёмкостью и теплопроводностью (?) В водоёмах суточные и годовые колебания температур меньше, и идут с меньшей скоростью. При испарении воды расходуется большое количество тепла - терморегуляция животных и растений. Вода играет роль в осмотическом поступлении веществ в клетку и в организм и в поддержании тургора. В суставах вода - смазка. Лёд защищает водоёмы от промерзания. Вода среда обитания животных и растений.

Слайд 33

Поверхностное натяжение: обеспечивает движение воды по капиллярам организмов; Плотность льда меньше плотности воды: он не тонет, и водоёмы промерзают сверху вниз (в противном случае реки и озера холодных и умеренных поясов промёрзли бы за зиму насквозь); Необходимый компонент метаболических реакций (фотосинтез, гидролиз);

Слайд 34

Минеральные соли Минеральные соли в организме могут находиться: Либо в виде ионов , например: катионы – NH 3 + ; К + ; Na + ; Mg 2+ ; Са 2+ анионы – НРО 4 2- ; Н 2 РО 4 - ; С l - ; НСО 2 - ; либо в виде нерастворимых соединений - зубы, кости, раковины моллюсков.

Слайд 35

Роль солей в живых организмах Поддержание т.н. трансмембранного потенциала . В частности концентрация К+ внутри клетки очень высокая, а N а+ низкая. В окружающей среде картина обратная. Это поддерживается благодаря работе N а-К- насоса , который работает с затратами энергии (АТФ). Разность потенциалов обуславливает такие важные процессы, как передача возбуждения по нерву или мышце. Пока клетка жива в ней постоянно поддерживается мембранный потенциал (-40мВт)

Слайд 36

От наличия анионов НРО 4 2- ; Н 2 РО 4 - ; НСО 2 зависят буферные свойства биологических сред. Буферность это способность поддерживать кислотность (рН) растворов на одном уровне, при добавлении кислот или щелочей. (Нейтральная рН 6,9-7,4 для крови рН = 7,4)

Слайд 37

Осмос От наличия солей зависят осмотические свойства клетки. Рис . « Осмос через полупроницаемую мембрану» Частицы растворителя (синие) способны пересекать мембрану, частицы растворённого вещества (красные) — нет.

Слайд 38

Мембрана клетки полупроницаема , т. е. проницаема для воды и непроницаема для многих ионов и других гидрофильных веществ. Если концентрация солей в клетке будет высокой, то вода будет поступать внутрь клетка, обеспечивая тургорное давление .

Слайд 39

Тургорное давление (лат. turgor —набухание)— внутреннее давление, которое развивается в растительной клетке, когда в нее в результате осмоса входит вода и цитоплазма прижимается к клеточной стенке; это давление препятствует дальнейшему проникновению воды в клетку.

Слайд 40

Катионы Mg 2+ ; Са 2+ являются активаторами ферментов . Остатки фосфорной и серной кислот участвуют в реакциях фосфорилирования и сульфатирования. Соляная кислота (Н Cl ) создаёт кислую среду в желудке. Для чего?

Слайд 41

Функции некоторых ионов в клетке Na + , K + передача возбуждения по нерву или мышце. Ca +2 , Mg +2 активизируют ферменты Н 2 РО 4 - , НРО 4 2- изменяют активность ферментов HSO 4 - , SO 4 2- выводят нерастворимые в воде чужеродные вещества

Слайд 42

Урок 26. Органические вещества, входящие в состав клетки. Органические вещества – соединения, содержащие углерод (кроме карбонатов). Между атомами углерода возникают связи одинарные или двойные, на основе которых формируются углеродные цепочки: линейные: - С – С – С – С – С – С – 2. разветвлённые: - С – С – С – С – С – С – - С – - С - - С - 3. циклические: С - С С – С – С – С – - С С -- -- С – С

Слайд 43

Органические вещества клетки. Белки. Вспомните определение «жизни» , данные Ф.Энгельсом, Волькштейном. Что можно сказать о роли белков на основании этих определений? (учебник, с. 11) Продолжите заполнять таблицу «Химическая организация клетки». БЕЛКИ – нерегулярные биополимеры, мономерами которых являются 20 аминокислот. Часть белков образует комплексы с молекулами, содержащими серу фосфор, железо, цинк и медь. Молекулярная масса белковых цепей колеблется от нескольких тысяч до нескольких миллионов (в вирусе табачной мозаики – около 40 000 000 молекул); в их состав входят сотни (иногда – сотни тысяч) аминокислотных остатков. Вирус табачной мозаики.

Слайд 44

Органические вещества клетки. Белки. Пространственная структура аминокислот. Общая формула аминокислот: О H 2 N – CH – C – OH R Аминогруппа обладает свойствами основания Группа радикал – разная у всех Карбоксильная группа обладает кислотными свойствами

Слайд 45

Органические вещества клетки. Белки. Структура белка .

Слайд 46

Органические вещества клетки. Белки. Классификация белков: Простые белки (состоящие только из аминокислот): альбумины (яичный альбумин и сывороточный альбумин крови), глобулины (антитела в крови, фибрин), гистоны , склеропротеины ( кератин волос, кожи и перьев, коллаген сухожилий, эластин связок). Сложные белки (включающим небелковый материал): фосфопротеины ( казеин молока, вителлин яичного желтка), гликопротеины (плазма крови, муцин), нуклеопротеины (хромосомы и рибосомы), хромопротеины ( гемоглобин , фитохром , цитохром ), флавопротеины , металлопротеины . В состав молока входит белок казеин. Пользуясь учебником (с. 108 – 109), выпишите функции белков в таблицу. Проверь себя

Слайд 47

Органические вещества клетки. Углеводы. Углеводы (сахариды) – органические вещества с общей формулой C n (H 2 O) m , где n и m – натуральные числа. Название «углеводы» говорит о том, что в их молекулах водород и кислород находятся в том же отношении, что и в воде. В животных клетках содержится небольшое количество углеводов, а в растительных – почти 70 % от общего количества органических веществ. Рисунок 8.1.2.1. Глюкоза. Многообразие моносахаридов.

Слайд 48

Органические вещества клетки. Углеводы. Полисахариды состоят из моносахаридов. Большие размеры делают их молекулы практически нерастворимыми в воде; они не оказывают влияние на клетку и потому удобны в качестве запасных веществ. При необходимости они могут быть превращены обратно в сахара путём гидролиза. Крахмал (полимер глюкозы) запасается в клетках в виде крахмальных зерен. Эквивалентом крахмала в животном организме является гликоген (у позвоночных он содержится в печени и мышцах). Крахмал и гликоген играют роль резерва пищи и энергии.

Слайд 49

Целлюлоза - полимером глюкозы. В ней заключено около 50 % углерода, содержащегося в растениях, служит идеальным строительным материалом для стенок растительной клетки. Целлюлоза – ценный источник глюкозы, однако для её расщепления необходим фермент целлюлаза, сравнительно редко встречающийся в природе. Поэтому в пищу целлюлозу употребляют только некоторые животные (например, жвачные). Велико и промышленное значение целлюлозы – из этого вещества изготовляют хлопчатобумажные ткани и бумагу. Органические вещества клетки. Углеводы.

Слайд 50

Хитин близок к целлюлозе; он встречается у некоторых форм грибов , а также как важный компонент наружного скелета некоторых животных. Камеди и слизи имеют важную защитную функцию в организмах растений и животных. Органические вещества клетки. Углеводы. Продолжите заполнять таблицу «Химическая организация клетки».

Слайд 51

Органические вещества клетки. Липиды. Липиды - нерастворимые в воде органические вещества. Жирные кислоты имеют общую формулу R∙COOH, где R – атом водорода или радикал типа –CH 3 . В липидах радикал обычно представлен длинной углеводородной цепью; этот «хвост» гидрофобен, что и определяет плохую растворимость липидов в воде Одним из компонентов оливкового масла является ненасыщенная жирная олеиновая кислота

Слайд 52

Органические вещества клетки. Липиды. Жиры остаются твёрдыми при 20 °С. Масла находятся при этой температуре в жидкой фазе. Масла включают ненасыщенные жирные кислоты (имеющие одну или несколько двойных связей C=C) , жиры – насыщенные жирные кислоты (без двойных связей). Нейтральные жиры Жиры Масла Продолжите заполнять таблицу «Химическая организация клетки».

Слайд 53

Органические вещества клетки. Липиды. Фосфолипиды состоят из остатков жирных кислот и фосфорной кислоты. Благодаря наличию полярной фосфатной группы часть молекулы приобретает способность растворяться в воде, другая же часть молекулы остаётся нерастворимой. Из фосфолипидов строятся все плазматические мембраны живых клеток. Воска – сложные эфиры жирных кислот и длинноцепочечных спиртов. Они используются животными и растениями в качестве водоотталкивающего покрытия (пчелиные соты, покрытие перьев птиц, эпидермис некоторых плодов и семян).

Слайд 54

Урок 27. Органические вещества клетки. Нуклеиновые кислоты. Нуклеиновые кислоты содержат в себе генетический материал всех живых организмов. Выяснение их структуры открыло новую эру в наших знаниях о природе. Составными частями нуклеиновых кислот являются нуклеотиды . Аденин (А), Гуанин (Г) - относятся к классу пуринов. Цитозин (Ц), Тимин (Т; в РНК - Урацил (У) - к пиримидинам . Фосфорная кислота определяет кислотные свойства нуклеиновых кислот. Строение нуклеотида Азотистое основание : Аденин (А) Гуанин (Г) Тимин (Т (Урацил - У) Цитозин (Ц) Пятиуглеродный сахар: рибоза (РНК), дезоксирибоза (ДНК) сахар Остаток фосфорной кислоты

Слайд 55

Первая фотография ДНК Двойная спираль ДНК Органические вещества клетки. Нуклеиновые кислоты. Выяснить структуру ДНК удалось в 1953 году английским ученым Д. Уотсону и Ф. Крику. ДНК - две правозакрученные полинуклеотидные цепи, свитые в спираль. Шаг спирали составляет 3,4 нм (по 10 пар оснований в витке), а диаметр витка – 2 нм. Фосфатные группировки находятся снаружи спирали, а азотистые основания – внутри.

Слайд 56

Органические вещества клетки. ДНК. Самоудвоение ДНК Правило Э. Чаргаффа (А + Т) + (Г + Ц) = 100% в ДНК А = Т, Г = Ц Комплементарность: пары соединяются водородными связями между основаниями в строго определённом порядке: А Т Г Ц Особенности строения АТФ

Слайд 57

Органические вещества клетки. РНК. Молекула РНК состоит из одной цепи и имеет меньшие размеры. Существует три основных вида РНК : РНК иРНК иРНК иРНК Пользуясь материалом учебника с.111 – 112, выпишите функции нуклеиновых кислот в таблицу «Химическая организация клетки».

Слайд 58

Органические вещества клетки. Нуклеиновые кислоты. Информационная РНК (и-РНК) является матрицей, которую рибосомы используют при синтезе белка. Её нуклеотидная последовательность комплементарна сообщению, содержащемуся в определённом участке ДНК , т.о. она переносит информацию о структуре белка к его месту синтеза. Транспортные РНК связывает аминокислоты и транспортирует их к месту синтеза белка. Несколько видов р-РНК являются основным компонентом рибосом

Слайд 59

Уотсон Джеймс Дьюи (06.04.1928, Чикаго), американский биохимик, специалист в области молекулярной биологии, член Национальной АН США (1962), Американской академии искусств и наук (1957), Датской королевской АН (1962). Окончил Чикагский университет (1947). Работал в Копенгагенском университете (1950–51), в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета (1951–53 и 1955–56), Калифорнийском технологическом институте (1953–55). С 1956 преподавал биологию в Гарвардском университете (с 1961 профессор). С 1962 консультант президента США по науке. С 1968 директор лаборатории количественной биологии в Колд-Спринг-Харборе (штат Нью-Йорк).

Слайд 60

Крик Фрэнсис Харри Комптон (08.06.1916, Нортгемптон), английский биофизик, удостоенный в 1962 Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие молекулярной структуры ДНК. Окончил Милл-Хилл-скул и Юниверсити-колледж в Лондоне. В 1953 получил степень доктора философии в Кембриджском университете. В 1937–39 и с 1947 работал в Кембриджском университете. Во время Второй мировой войны был сотрудником научного отдела Адмиралтейства, участвовал в создании магнитных мин. В 1953–54 работал в Бруклинском политехническом институте (Нью-Йорк) в рамках программы по изучению структуры белков, в 1962 – в Лондонском университете.

Слайд 61

Химическая организация клетки Химические соединения, содержащиеся в живых организмах (в % на сырую массу ) Вода (75 – 85) Органические вещества Минеральные соли (1 – 1,5) Неорганические вещества Низкомолекулярные орг. вещества (0,1-0,5) Нуклеиновые кислоты (1 -2) Жиры (1 – 5) Углеводы (0,2 – 2,0) Белки (10 -20)