Биология. Введение в общую биологию. 9 класс - Глеб Швецов

4. Сделайте вывод.

Вопросы

1. Какие вещества называются катализаторами?

2. Какую роль играют ферменты в клетке?

3. От каких факторов может зависеть скорость ферментативных реакций?

4. Почему большинство ферментов при высокой температуре теряет каталитические свойства?

5. Почему недостаток витаминов может вызвать нарушения в процессах жизнедеятельности организма?

Задания

Проанализировав знания, полученные на предыдущих уроках, объясните, почему большинство ферментов при высокой температуре теряет каталитические свойства.

§ 12. Вирусы

1. Какими свойствами обладают живые организмы?

2. Какие нуклеиновые кислоты вы знаете?

3. Какие функции выполняют нуклеиновые кислоты?

Вирусы (от лат. virus – яд) не имеют клеточного строения. Они представляют собой простейшую форму жизни на нашей планете, занимая пограничное положение между неживой и живой материей.

Вирусы – это внутриклеточные паразиты, и вне клетки они не проявляют никаких свойств живого. Они не потребляют пищи и не вырабатывают энергии, не растут, у них нет обмена веществ. Многие из них во внешней среде имеют форму кристаллов. Вирусы настолько малы, что их можно увидеть только с помощью электронного микроскопа (рис. 18).

Рис. 18. Форма некоторых вирусов: 1 – вирус герпеса; 2 – вирус гриппа

Рис. 19. Модель вируса табачной мозаики: 1 – белковая оболочка; 2 – РНК

От неживой материи вирусы отличаются двумя свойствами: способностью воспроизводить себе подобные формы (размножаться) и обладанием наследственностью и изменчивостью.

Устроены вирусы очень просто. Каждая вирусная частица состоит из РНК или ДНК, заключённой в белковую оболочку, которую называют капсидом (рис. 19).

Проникнув в клетку, вирус изменяет в ней обмен веществ, направляя всю её деятельность на производство вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков. Внутри клетки происходит самосборка вирусных частиц из синтезированных молекул нуклеиновой кислоты и белков. До момента гибели в клетке успевает синтезироваться огромное число вирусных частиц. В конечном итоге клетка гибнет, оболочка её лопается и вирусы выходят из клетки-хозяина (рис. 20).

Поселяясь в клетках живых организмов, вирусы вызывают многие опасные заболевания: у человека – грипп, оспу, корь, полиомиелит, свинку, бешенство, СПИД и многие другие; у растений – мозаичную болезнь табака, томатов, огурцов, скручивание листьев, карликовость и др.; у животных – ящур, чуму свиней и птиц, инфекционную анемию лошадей и др.

Рис. 20. Цикл развития вируса

Происхождение вирусов в процессе эволюции пока неясно. Большинство учёных предполагают, что вирусы представляют собой клетки или их фрагменты, которые в ходе приспособления к паразитизму утратили всё, без чего «можно обойтись», за исключением своего наследственного аппарата в виде нуклеиновой кислоты и защитной белковой оболочки.

Вирусы. Капсид. Самосборка

Вопросы

1. Какое строение имеют вирусы?

2. На основании чего вирусы относят к живым организмам?

3. Какие особенности отличают вирусы от других живых организмов?

Дополнительные сведения

Молекулярная биология изучает основные свойства и проявления жизни на молекулярном уровне. Как самостоятельная наука молекулярная биология сформировалась в 50-х гг. XX в. Её рождение часто относят к 1953 г., когда была опубликована работа американского биолога Д. Уотсона и английского физика Ф. Крика о пространственной структуре ДНК, причём биологическая функция этой молекулы была увязана с её химическим строением. Молекулярная биология имеет важное практическое значение в развитии сельского хозяйства, в микробиологической промышленности и как теоретическая основа медицины.

Задания

На обобщающем уровне обсудите значение молекулярной биологии в современном мире.

Краткое содержание главы

Молекулярный уровень организации живой материи составляет предмет молекулярной биологии, изучающей строение и функции входящих в состав живых организмов органических веществ – белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот и др.

Белки являются основными структурными элементами клеток и регулируют протекающие в них процессы.

Нуклеиновые кислоты участвуют в передаче наследственной информации от клетки к клетке, от организма к организму.

Углеводы и липиды служат важнейшими источниками энергии, необходимой для жизнедеятельности организмов, и строительным материалом клетки.

Свойства биологических соединений зависят от строения их молекул. Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода. Они могут быть простыми (моносахариды) и сложными (полисахариды).

Липиды – группа жироподобных веществ, нерастворимых в воде. Большинство липидов состоит из высокомолекулярных жирных кислот и трёхатомного спирта глицерина.

Белки, или протеины, – биополимеры. Мономерами белков являются аминокислоты. Всё разнообразие белков создаётся различными сочетаниями всего 20 аминокислот.

Молекулы белков могут принимать различную пространственную конфигурацию: первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры. Такая сложность строения молекул белков связана с многочисленными функциями, выполняемыми этими биополимерами. Многие белки являются ферментами, т. е. биокатализаторами.

Нуклеиновые кислоты – биополимеры, состоящие из мономеров-нуклеотидов. В состав каждого нуклеотида входит азотистое основание, углевод (рибоза или дезоксирибоза) и остаток фосфорной кислоты. Различают два типа нуклеиновых кислот – РНК и ДНК.

АТФ является нуклеотидом, состоящим из азотистого основания аденина, углевода рибозы и трёх остатков фосфорной кислоты. АТФ – универсальный источник энергии для всех реакций, протекающих в клетке.

Вирусы – переходная форма между живой и неживой материей. Они состоят из РНК или ДНК и белковой оболочки.

Глава 2. Клеточный уровень

Клетка – элементарная единица жизни на Земле. Все живые существа на Земле, за исключением вирусов, построены из клеток и могут быть одноклеточными (бактерии, некоторые водоросли, простейшие) или многоклеточными. Клетка обладает всеми признаками живого организма: растёт, размножается, обменивается с окружающей средой веществами и энергией, реагирует на внешние раздражители.

Из этой главы вы узнаете

• как устроена клетка;

• каковы функции органоидов клетки;

• как клетка получает энергию;

• как клетка синтезирует вещества, необходимые ей для жизнедеятельности;

• как клетка делится.

§ 13. Клеточный уровень: общая характеристика

1. Что общего и какие различия между клетками растений и бактерий?

2. Все ли организмы на Земле имеют клеточное строение?

Клеточный уровень организации живого является предметом изучения отдельной биологической науки – цитологии. Она исследует строение и функционирование клеток, закономерности их специализации в ходе развития организмов, механизмы деления клеток, особенности протекающих в них химических процессов.

Химический состав клетки. Несмотря на различия в строении и выполняемых функциях все клетки состоят практически из одних и тех же химических элементов. Сходство элементарного химического состава клеток разных организмов указывает на единство живой природы. Примерно 98 % от массы любой клетки приходится на четыре элемента: кислород (75 %), углерод (15 %), водород (8 %) и азот (3 %). На остальные более 70 элементов, которые могут входить в состав клетки, проходится 2 % от её массы.

Со строением и функциями белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот и других органических соединений, входящих в состав клетки, вы познакомились, изучая молекулярный уровень организации живых систем.

Кроме органических, в клетке присутствуют и неорганические вещества – вода и минеральные соли.

Вода в клетке в количественном отношении занимает первое место среди всех других химических соединений. Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.

Вода выполняет различные функции: сохранение объёма, упругости клетки, растворение различных веществ, большая часть химических реакций в клетке протекает в водных растворах.

Минеральные вещества в клетке могут находиться в виде растворённых солей либо в твёрдом состоянии. Например, в цитоплазме практически любой клетки имеются кристаллические включения, состоящие из слаборастворимых солей.

Ионы солей входят в состав цитоплазмы клеток, определяют её кислотно-щелочной баланс, активизируют многие ферменты.