Реферат: "Цитоплазма и цитоскелет"
Часть цитоплазмы, окружающая органеллы, называется цитозолем, то есть жидкой частью цитоплазмы. Он на 80% состоит из воды, а также содержит растворенные соли, жирные кислоты, сахара, аминокислоты и белки, такие как ферменты. Эти растворенные вещества необходимы для поддержания жизни клетки и выполнения метаболических процессов. Например, ферменты, растворенные в цитозоле, расщепляют более крупные молекулы на более мелкие продукты, которые затем могут использоваться органеллами клетки. Отходы также растворяются в цитозоле перед тем, как они попадут в вакуоли или выведены из клетки.
Как следует из названия, цитоскелет похож на клеточный «скелет». Это помогает клетке сохранять свою форму, а также помогает удерживать клеточные структуры, такие как органеллы, на месте в цитоплазме.
Микротрубочки - самые толстые из структур цитоскелета. Чаще всего они состоят из филаментов, которые представляют собой полимеры альфа и бета тубулина и исходят наружу из области около ядра, называемой центросомой. Две формы тубулина образуют пары, которые вместе образуют полые цилиндры. Цилиндры скручены друг вокруг друга, образуя микротрубочки. Микротрубочки помогают клетке сохранять форму. Они удерживают органеллы на месте и позволяют им перемещаться по клетке, а также образуют митотическое веретено во время деления клетки. Микротрубочки также составляют части ресничек и жгутиков - органелл, которые помогают клетке двигаться.
Статья доступна для печати в разделе "Заказать"
Реферат: "Цитология - наука о клетках"
Это заявление - клеточная теория - было обильно подтверждено и детально проработано рядом открытий и интерпретаций. В 1892 году немецкий эмбриолог и анатом Оскар Хертвиг предположил, что организменные процессы являются отражением клеточных процессов; таким образом он выделил цитологию в отдельную отрасль биологии.
Исследования активности хромосом привели к основанию цитогенетики в 1902–04 годах, когда американский генетик Уолтер Саттон и немецкий зоолог Теодор Бовери продемонстрировали связь между делением клеток и наследственностью. Современные цитологи адаптировали многие методы физики и химии для исследования клеточных событий.
Статья доступна для печати в разделе "Заказать"
Реферат: "Углеводы"
Химический метаболизм глюкозы
Животные получают углеводы, употребляя в пищу продукты, которые их содержат, например картофель, рис, хлеб и так далее. Эти углеводы производятся растениями в процессе фотосинтеза. Растения собирают энергию солнечного света, чтобы запустить реакцию, описанную в обратном порядке:
Реакция растений, собирающих энергию из уравнения солнечного света
Например, картофель - это прежде всего химическая система хранения, содержащая молекулы глюкозы, образующиеся во время фотосинтеза. Однако в картофеле эти молекулы глюкозы связаны в длинную цепь. Как оказалось, есть два типа углеводов: простые сахара и те углеводы, которые состоят из длинных цепочек сахаров - сложных углеводов.
Реферат: "Белки"
Белки имеют разные «слои» структуры: первичный, вторичный, третичный, четвертичный.
Белки выполняют в клетках самые разные функции. Основные функции включают действие в качестве ферментов, рецепторов, транспортных молекул, регуляторных белков для экспрессии генов и так далее. Ферменты - это биологические катализаторы, которые ускоряют химическую реакцию без постоянных изменений.
Белки являются одними из наиболее распространенных органических молекул в живых системах и обладают самым разнообразным набором функций среди всех макромолекул. Белки могут быть структурными, регуляторными, сократительными или защитными; они могут служить для транспортировки, хранения или перепонки; или они могут быть токсинами или ферментами. Каждая клетка живой системы может содержать тысячи белков, каждый из которых выполняет уникальную функцию. Их структуры, как и их функции, сильно различаются. Однако все они представляют собой полимеры аминокислот, расположенных в линейной последовательности.
Реферат: "Строение клетки животных"
Анатомия животной клетки
Животный мир уникален среди эукариотических организмов, потому что большинство животных тканей связаны во внеклеточном матриксе тройной спиралью белка, известного как коллаген. Клетки растений и грибов связаны друг с другом в тканях или скоплениях другими молекулами, такими как пектин. Тот факт, что никакие другие организмы не используют коллаген таким образом, является одним из указаний на то, что все животные произошли от общего одноклеточного предка. Кости, раковины, спикулы и другие твердые структуры образуются, когда коллагенсодержащий внеклеточный матрикс между клетками животных кальцинируется.
Животные - большая и невероятно разнообразная группа организмов. Составляя около трех четвертей видов на Земле, они охватывают весь спектр от кораллов и медуз до муравьев, китов, слонов и, конечно же, людей. Мобильность дала животным, которые способны ощущать окружающую среду и реагировать на нее, гибкость, позволяющую применять множество различных способов питания, защиты и воспроизводства. Однако, в отличие от растений, животные не могут производить себе пищу и, следовательно, всегда прямо или косвенно зависят от растений.
Самые ранние окаменелые свидетельства существования животных относятся к каменному периоду (650–544 миллиона лет назад), это были существа типа кишечнополостных, которые оставили следы своих мягких тел в мелководных излишках. Первое массовое вымирание положило конец этому периоду, но в последовавший за ним кембрийский период взрыв новых форм положил начало эволюционному излучению, которое породило большинство основных групп или типов, известных сегодня. Позвоночные (животные с позвоночником) не встречались до раннего ордовика (от 505 до 438 миллионов лет назад).
Микроскопия клеток в культуре
Главное в клетке:
Центриоли - Центриоли - это самовоспроизводящиеся органеллы, состоящие из девяти пучков микротрубочек и обнаруживаемые только в клетках животных. Кажется, что они помогают в организации деления клеток, но не являются необходимыми для этого процесса.
Реснички и жгутики - для одноклеточных эукариот реснички и жгутики необходимы для передвижения отдельных организмов. У многоклеточных организмов функция ресничек заключается в перемещении жидкости или материалов мимо неподвижной клетки, а также в перемещении клетки или группы клеток.
Аппарат Гольджи - Аппарат Гольджи - это отдел распределения и доставки химических продуктов клетки. Он модифицирует белки и жиры, встроенные в эндоплазматический ретикулум, и подготавливает их к экспорту за пределы клетки.
Лизосомы - основная функция этих микротел - пищеварение. Лизосомы расщепляют продукты жизнедеятельности клеток и мусор извне клетки на простые соединения, которые переносятся в цитоплазму как новые материалы для построения клетки.
Микрофиламенты - микрофиламенты - это твердые стержни, состоящие из глобулярных белков, называемых актином. Эти филаменты в первую очередь структурны по функциям и являются важным компонентом цитоскелета.
Микротрубочки - эти прямые полые цилиндры встречаются по всей цитоплазме всех эукариотических клеток (прокариоты их не имеют) и выполняют множество функций, от транспорта до структурной поддержки.
Митохондрии - Митохондрии - это органеллы продолговатой формы, которые находятся в цитоплазме каждой эукариотической клетки. В животной клетке они являются основными генераторами энергии, преобразующими кислород и питательные вещества в энергию.
Ядро - ядро - это узкоспециализированная органелла, которая служит центром обработки информации и административным центром клетки. Эта органелла выполняет две основные функции: она хранит наследственный материал клетки, или ДНК, и координирует деятельность клетки, включая рост, промежуточный метаболизм, синтез белка и размножение (деление клетки).
Плазменная мембрана - все живые клетки имеют плазматическую мембрану, в которой находится их содержимое. У прокариот мембрана - это внутренний защитный слой, окруженный жесткой клеточной стенкой. Клетки эукариотических животных имеют только мембрану, которая удерживает и защищает свое содержимое. Эти мембраны также регулируют прохождение молекул внутрь и из клеток.
Рибосомы - все живые клетки содержат рибосомы, крошечные органеллы, состоящие примерно из 60 процентов РНК и 40 процентов белка. У эукариот рибосомы состоят из четырех цепей РНК. У прокариот они состоят из трех цепей РНК.
Реферат: "Строение клетки растения"
Структура растительной клетки
Растения уникальны среди эукариотов, организмов, клетки которых имеют заключенные в мембраны ядра и органеллы, поскольку они могут производить себе пищу. Хлорофилл, придающий растениям зеленый цвет, позволяет им использовать солнечный свет для преобразования воды и углекислого газа в сахара и углеводы - химические вещества, которые клетки используют в качестве топлива.Анатомия растительной клетки
Как и грибы, другое царство эукариот, клетки растений сохранили защитную структуру клеточной стенки своих прокариотических предков. Основная растительная клетка имеет сходный мотив конструкции с типичной клеткой эукариот, но не имеет центриолей, лизосом, промежуточных волокон, ресничек или жгутиков, как клетка животных. Однако у растительных клеток есть ряд других специализированных структур, включая жесткую клеточную стенку, центральную вакуоль, плазмодесмы и хлоропласты. Хотя растения (и их типичные клетки) неподвижны, некоторые виды производят гаметы, которые действительно демонстрируют жгутики и, следовательно, могут двигаться.Растения можно разделить на два основных типа: сосудистые и несосудистые. Сосудистые растения считаются более развитыми, чем несосудистые растения, потому что они развили специализированные ткани, а именно ксилему, которая участвует в структурной поддержке и проводимости воды, и флоэма, которая выполняет функцию проводимости пищи. Следовательно, они также обладают корнями, стеблями и листьями, представляющими высшую форму организации, которая обычно отсутствует у растений, лишенных сосудистой ткани. Не сосудистые растения, входящие в подразделение Bryophyta, обычно не более одного-двух дюймов в высоту, потому что у них нет адекватной поддержки, которая обеспечивается сосудистыми тканями для других растений, чтобы они вырастали больше. Они также больше зависят от окружающей среды, чтобы поддерживать необходимое количество влаги, и поэтому имеют тенденцию населять влажные, тенистые места.
По оценкам, сегодня в мире насчитывается не менее 260 000 видов растений. Они варьируются по размеру и сложности от небольших не сосудистых мхов до гигантских секвойи, крупнейших живых организмов, достигающих в высоту 100 метров. Лишь небольшой процент этих видов напрямую используется людьми в пищу, жилье, волокна и лекарства. Тем не менее, растения являются основой экосистемы и пищевой сети Земли, и без них сложные формы жизни животных (например, люди) никогда бы не смогли развиться. Действительно, все живые организмы прямо или косвенно зависят от энергии, производимой фотосинтезом, а побочный продукт этого процесса, кислород, необходим животным. Растения также уменьшают количество углекислого газа, присутствующего в атмосфере, препятствуют эрозии почвы и влияют на уровень и качество воды.
Жизненные циклы растений включают чередование поколений диплоидных форм, которые содержат парные наборы хромосом в их клеточных ядрах, и гаплоидных форм, которые обладают только одним набором. Обычно эти две формы растений очень непохожи по внешнему виду. У высших растений диплоидное поколение, члены которого известны как спорофиты из-за их способности продуцировать споры, обычно является доминирующим и более узнаваемым, чем поколение гаплоидных гаметофитов. Однако у мохообразных форма гаметофита является доминирующей и физиологически необходимой для формы спорофита.
Главное в клетке:
Клеточная стенка. Как и их про-кариотические предки, у растительных клеток есть жесткая стенка, окружающая плазматическую мембрану. Однако это гораздо более сложная структура, которая выполняет множество функций, от защиты клетки до регулирования жизненного цикла растительного организма.
Хлоропласты - наиболее важной характеристикой растений является их способность к фотосинтезу, по сути, для производства собственной пищи путем преобразования энергии света в химическую энергию. Этот процесс осуществляется в специализированных органеллах, называемых хлоропластами.
Аппарат Гольджи - Аппарат Гольджи - это отдел распределения и доставки химических продуктов клетки. Он модифицирует белки и жиры, встроенные в эндоплазматический ретикулум, и подготавливает их к экспорту за пределы клетки.
Микротрубочки - эти прямые полые цилиндры встречаются по всей цитоплазме всех эукариотических клеток (прокариоты их не имеют) и выполняют множество функций, от транспорта до структурной поддержки.
Митохондрии - Митохондрии - это органеллы продолговатой формы, обнаруженные в цитоплазме всех эукариотических клеток. В клетках растений они расщепляют молекулы углеводов и сахара, чтобы обеспечить энергию, особенно когда свет недоступен для хлоропластов для производства энергии.
Ядро - ядро - это узкоспециализированная органелла, которая служит центром обработки информации и административным центром клетки. Эта органелла выполняет две основные функции: она хранит наследственный материал клетки, или ДНК, и координирует деятельность клетки, включая рост, промежуточный метаболизм, синтез белка и размножение (деление клетки).
Плазмодесмы - это маленькие трубочки, которые соединяют клетки растений друг с другом, обеспечивая живые мосты между клетками.
Плазменная мембрана - все живые клетки имеют плазматическую мембрану, в которой находится их содержимое. У прокариот и растений мембрана - это внутренний слой защиты, окруженный жесткой клеточной стенкой. Эти мембраны также регулируют прохождение молекул внутрь и из клеток.
Рибосомы - все живые клетки содержат рибосомы, крошечные органеллы, состоящие примерно из 60 процентов РНК и 40 процентов белка. У эукариот рибосомы состоят из четырех цепей РНК. У прокариот они состоят из трех цепей РНК.
Вакуоль - каждая клетка растения имеет большую одиночную вакуоль, которая хранит соединения, помогает в росте растений и играет важную структурную роль для растения.
Цветовое зрение. Или же как мы видим?
Цветовое зрение можно определить как способность живого организма различать спектральный состав излучений или узнавать окраску предметов.
Основоположником современной теории света является Ньютон, который в 1672 году опубликовал свои соображения о природе белого и окрашенного света. Среди других ученых, внесших вклад в формирование наших взглядов на природу света следует называть Гюйгенса, Юнга, Френеля, Гельмгольца, Максвелла, Герца и многих других. В работах этих исследователей была выяснена физическая природа света, показано, что белый свет представляет собой смесь излучений, имеющих разную длину волны. Участок длин волн от 400 до 700нм является составными частями спектра, который дают призмы и дифракционные решетки. Спектральным цветам соответствует примерно следующие длины волн:
ЦВЕТ ДЛИНА ВОЛНЫ (нм)
Фиолетовый 400 - 440
Синий 440 - 500
Зеленый 500 - 570
Желтый 570 - 590
Оранжевый 590 - 610
Красный 610 - 700
Практически человеческий глаз способен различать цвета излучений с длиной волны от 396 нм (глубокий фиолетовый) до 760 нм (крайний красный).
В обычных условиях в глаз попадают излучения с различными длинами волн. Ощущение цвета, возникающее в этом случае, зависит от способности видеть один результирующий цвет, определяемый согласно законам оптического смещения цветов. Эти законы выведены Грассманом, а экспериментальное подтверждение получили они в работах Максвелла и др.
За счет различия в чувствительности рецепторов в различных участках спектра, создается возможность оценки распределения энергии в спектре, на основании чего и возникают различные цветовые ощущения. Понятно, что при такой системе цветоразличения существует большое количество излучений различного спектрального состава, которые являются визуально неразличимыми.
Спектральная чувствительность глаза человека базируется на работе цветоприемников трех типов, имеющих максимумы на кривой спектральной чувствительности в красной, зеленой и синей областях спектра. В случаях нарушений цветового зрения у человека отсутствует один из цветоприемников, или же отдельные приемники имеют аномальные спектральные характеристики. В зависимости от того, какой цветоприемник отсутствует у человека, лиц с ненормальным цветоощущением можно разбить на три основные группы: Протанопы, Дейтеранопы, Тританопы.
Протанопы, или красно-слепые субъекты, не воспринимают темно-красные цвета.
Дейтеранопию иногда называют «слепотой на зеленый», однако в сущности такое название не соответствует действительности, так как чувствительность дейтеранопов к зеленому почти такая же, как у нормальных людей.
Тританопы (сине-слепые) видят только оттенки красного и голубовато-зеленого.
Кроме этих трех основных видов частичной цветовой слепоты, встречаются еще несколько нетипичных случаев, вплоть до полного отсутствия цветоощущения. Такие лица, в свою очередь делятся на две группы: палочковые и колбочковые монохроматы. У палочковых монохроматов фовеа слепа или частично слепа. Считается, что у колбочковых монохроматов одновременно имеется тританопия и в тоже время протанопия или дейтеранопия.
Изучение нарушений цветового зрения, кроме случаев полного отсутствия цветоощущения, связано с определенными трудностями и выявляется в большинстве случаев только специальными тестами, так как сами больные часто не подозревают о своем заболевании.
ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ И ФУНКЦМОНИРОВАНИЯ СЕТЧАТКИ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ, СВЯЗАННЫЕ С РАЗВИТИЕМ ЦВЕТОВОГО ЗРЕНИЯ.ФОТОРЕЦЕПТОРЫ.
Сетчатка позвоночных животных содержит пять типов клеток, различающихся как морфологически, так и функционально. Это - фоторецепторы (палочки и колбочки), горизонтальные, биполярные, амакриновые и ганглиозные клетки.
Сигналы в сетчатке передаются от фоторецепторов к биполярным, а от них к ганглиозным клеткам. Функции горизонтальных клеток, по всей видимости, заключаются в обеспечении латерального взаимодействия на уровне переключения от фоторецепторов к биполярам, а амакриновых клеток - при переключении от биполяров к ганглиозным клеткам.
Восприятие света животным начинается с того, что квант света, попавший в его глаз, запускает сложную цепь биохимический превращений светочувствительных пигментов, содержащихся в фоторецепторах. В результате под влиянием фотохимических процессов, меняется мембранный потенциал фоторецептора и это изменение поддерживается в течении всего времени действия света, причем освещение фоторецептора всегда вызывает его гиперполяризацию. При уменьшении освещенности мембранный потенциал уменьшается (фоторецептор диполяризуется)
Очевидно, цветовое зрение животного целиком зависит от того, насколько различны реакции фоторецепторных клеток на раздражение светом разной длины волны, либо различного спектрального состава, так как никакая обработка на высших уровнях зрительно системы не в состоянии обеспечить различение спектрального состава излучений, если они окажутся неразличимыми для фоторецепторов. Следовательно, для излучения механизмов цветового зрения, в первую очередь нужно исследовать спектральную чувствительность самих приемников сетчатки.
Биохимическими и электрофизиологическими исследованиями показано, что восприятие света в скотопическом диапазоне происходит палочками, которые содержат светочувствительный пигмент - родопсин. Химические превращения родопсина при поглощении его молекулой кванта света не зависят от длины световой волны. Следовательно, животные, сетчатка которых содержит исключительно палочки, обладают лишь одним цветоприемником. Система, работа которой базируется на одном цветоприемнике, в принципе не должна обладать способностью к дифференцировке раздражителей по цвету, если конечно, не будут применены какие либо специальные методы (например, использованы цветные фильтры)
Все зрительные пигменты построены одинаковым образом: 11-цис-ретиналь+опсин. Два существующих в природе ретиналя-ретиналь1 и ретиналь2 . Соединяясь с двумя рода опсинами- колбочковым и палочковым, дают всего четыре вида пигментов, имеющих различные значения максимумов на кривых спектре поглощения. Согласно данным Уолда (222), эти пигменты имеют следующие максимумы поглощения: родопсин - 500 нм, иодопсин -562 нм, порфиропсин - 522 нм и цианопсин - 620 нм. В дальнейшем было показано что у разных животных максимумы спектра поглощения пигментов, основанных на одном и том же хромофоре, различаются столь значительно, что деление их на четыре типа весьма условно.
Для точной характеристики спектральной чувствительности глаза необходимо знать число его цветоприемников, наличие в них соответствующих пигментов, локализацию этих пигментов в определенных рецепторах и т.д. Получить ответ на многие из этих вопросов позволяет разработанная сравнительно недавно техника микроспектрометрирования. С использованием этой методики было установлено, что отдельные колбочки, схожие по своей морфологической структуре, могут обладать различной спектральной чувствительностью. Этот факт указывает на то, что либо каждая колбочка содержит характерный для нее специфический пигмент, либо чувствительность колбочки обеспечивается наличием в ней специфической смеси различных пигментов.
Методом прижизненного измерения поглощения света в рецепторном слое сетчатки человека, разработанном Раштоном (189), было установлено, что каждому приемнику человека соответствует свойственный лишь ему пигмент. Сопоставление этих результатов с данными, полученными при использовании других методов, позволяет заключить, что цветовое зрение человека обеспечивается тремя пигментами, с максимумами спектра поглощения на 440, 540 и 570 нм.
ГАНГЛИОЗНЫЕ КЛЕТКИ СЕТЧАТКИ.
От биполяров сигнал передается к ганглиозным клеткам сетчатки, которые представляют собой типичные нейроны, встречающиеся в центральной нервной системе.
В зависимости от того, с каким биполяром контактирует ганглиозная клетка , она будет генерировать спайковый разряд либо в ответ на освещение ( включение света) связанных с нею через биполяры рецепторов (on - клетка), либо в ответ на затемнение ( выключение света) - off - клетка.
В 1938 году Хартлайном было введено понятие «рецептивного поля». Под рецептивным полем ганглиозной клетки подразумевается тот участок сетчатки, при раздражении которого в конечном итоге меняется частота разрядов данной ганглиозной клетки.
Как известно, в сетчатке проявляется довольно четко выраженное латеральное торможение, которое на уровне биполярных клеток осуществляется горизонтальными, а на уровне ганглиозных клеток - амакриновыми клетками. Следовательно при воздействии света на рецепторы к ганглиозной клетке из разных точек сетчатки должны поступать не только возбуждающие влияния, но также и тормозящие. Совокупность этих воздействий, в свою очередь, будет определять функциональную организацию рецептивного поля ганглиозной клетки.
Концентрические рецептивные поля состоят из круглой центральной возбуждающей зоны, которая окружена со всех сторон тормозной периферией. В этом случае деление клеток на типы ведется с учетом характера их реакций на раздражение различных зон рецептивного поля. Нейроны возбуждающиеся при освещении центральной зоны рецептивного поля относятся к on - нейронам, а возбуждающиеся затемнением центральной зоны к off - нейронам. В тоже время on - нейрон возбуждается при затемнении периферии, а off - нейрон при ее освещении.
Размеры рецептивных полей ганглиозных клеток существенно различается у разных видов животных. При этом считается, что с размерами рецептивных полей связана острота зрения животного - чем уже рецептивное поле, тем более мелкие детали изображения может различить зрительная система. Этот вывод подкрепляется данными измерений размеров рецептивных полей ганглиозных клеток, связанных с центральными и периферическими участками сетчатки.
Среди других свойств нейронов, связанных с организацией их рецептивных полей, следует отметить избирательность к направлению движения видимых объектов. Такие клетки дают максимальные разряды, когда стимул движется через рецептивное поле в строго определенном направлении, которое таким образом, оказывается предпочитаемым для данного нейрона. Ганглиозные клетки сетчатки обладающие избирательностью к направлению движения, изучены в сетчатках многих видов млекопитающих, в том числе и в сетчатке кошки.
Были также предприняты попытки обнаружить корреляцию между типом нейрона и особенностью его спектральной чувствительности. Однако результаты авторов, ведущих исследования в этом направлении, весьма противоречивы. Одни находят, что имеется корреляция между скоростью проведения возбуждения в аксонах ганглиозных клеток и чувствительностью этих клеток к свету с разной длиной волны только для on -нейронов, другие же авторы, наоборот считают, что частота разрядов on -нейронов зависит от интенсивности света, а не от длины его волны, on - off -нейроны же реагируют исключительно на свет.
Автор: Маслов Евгений
E-mail: nature.life.com11@gmail.com
Реферат написан при помощи сайта: Xreferat
Нервная система
Значение нервной системы:
Нервная система является неотъемлемой частью та как играет важнейшую роль в регуляции функций организма. С помощью нервной системы заключается связь организма с внешней средой.
Нервная система ответственна за обучение, память, речь и мышление – то есть, психических процессов.
Нервная ткань
Нервная система образована из нервной ткани, которая состоит из нейронов они то и обеспечивают функции нервной системы.
Нейроны - клетки которые имеют главную роль в нервной регуляции, они обеспечивают ее функциями.
Клетки-спутники - окружают нейроны, выполняя питательную, опорную и защитную функции. Клеток –спутников примерно в 10 раз больше, чем нейронов.
Нейрон состоит из тела и отростков. Различают два типа отростков: дендриты и аксоны. Отростки могут быть длинными и короткими.
Большинство дендритов – короткие, сильно ветвящиеся отростки. У одного нейрона их может быть несколько. По дендритам нервные импульсы поступают к телу нервной клетки.
Белки
– это высокомолекулярные соединения, молекулы которых представлены двадцатью альфа – аминокислотами, соединёнными пептидными связями – СО - NН -.Мономерами белков являются аминокислоты. Химическое строение белков весьма просто: они состоят из длинных цепей остатков аминокислот, соединенных между собой пептидными связями. (-СO-NH)
Углерод в пептидной связи соединяется с азотом. Пептидная связь между аминокислотами образуется следующим образом: от карбоксильной группы отсоединяется группа OH, а от аминогруппы соседней аминогруппы отсоединяется атом водорода.
H 2 N-C-COOH+ N-C-COOH= H 2 N-C-CO-NO-NH-C-COOH+H 2 O При этом образуется молекула воды.
Белки отличаются друг от друга
последовательностью 20 аминокислот в длинных цепях, поэтому не удивительно, что каждый вид растений или животных обладает своими собственными белками, специфичными для данного вида.
Составом аминокислот
Количеством аминокислот
В настоящее время известно огромное число белков с самыми разнообразными свойствами. Неоднократно делались попытки создать классификацию белков. В основе одной из классификаций лежит растворимость белков в различных растворителях. Белки, растворимые при 50% насыщения сульфата аммония, были названы альбуминами; белки же, которые в этом растворе выпадают в осадок были названы глобулинами.
Кислотные свойства аминокислот определятся карбоксильной группой (-СООН), щелочные – аминогруппой (-NH2). Каждая из 20 аминокислот имеет одинаковую часть, включающую обе эти группы (-CHNH2 – COOH), и отличается от любой другой особой химической группировкой R – группой, или радикалом.
Существуют:
Простые белки – состоящие из одних аминокислот. Например, растительные белки – проламины, белки кровяной плазмы – альбулины и глобулины.
Сложные белки – помимо аминокислот имеют в своём составе другие органические соединения (нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы), соединения фосфора, металлы. Имеют сложные названия нуклеопротеиды, шикопротеиды и т. д.
Простейшая аминокислота – глицерин NH2 – CH2 – COOH.
Но разные аминокислоты могут содержать различные радикалы Молекулярная масса белков колеблется от нескольких тысяч до нескольких миллионов (большинство белков имеет молекулярную массу в пределах десятков - сотен тысяч).
Образование линейных молекул белков происходит в результате соединения аминокислот друг с другом. Карбоксильная группа одной аминокислоты сближается с аминогруппой другой, и при отщеплении молекулы воды между аминокислотными остатками возникает прочная ковалентная связь, называемая пептидной .
Существует 4 структурных уровня строения белка.
1) первичная структура белка имеет определенную последовательность аминокислот в молекуле белка. Аминокислоты соединяются дру с другом прочными пептидными связями.
2) Вторичная структура белка образуется из первичной и имеет вид спирали. При этом образуется более слабая водородная связь.
3) Третичная структура белка имеет вид шарика- глобулы. При этом возникает еще более слабая дисульфидная связь.
4) четвертичная структура белка характерна не для всех белков. Она возникает в результате соединения нескольких молекул белка с третичной структурой
Под влиянием различных факторов в белке сначала разрушается дисульфидные связи, потом водородные , в результате чего третичная структура превращается в о вторичную, затем в первичную. Этот процесс называется денатурацией. Если первичная структура не повреждена- процесс обратим. Процесс восстановления структур белка- ренатурация.
У белков очень сложное строение и на данном этапе развития науки очень сложно выявить структуру молекул белков.
Первый белок, у которого была расшифрована первичная структура, был инсулин. Это случилось в 1954 году. Для этого понадобилось около 10 лет. Синтез белков - очень сложная задача, и если ее решить, то возрастет количество ресурсов для дальнейшего использования их в технике, медицине и т.д., а также уже возможен биохимический и синтетический способы получения пищи.
А.Н. Несмеянов провел широкие исследования в области создания микробиологической промышленности по производству искусственных продуктов питания. Практическое осуществление путей получения такой пищи ведется в двух основных направлениях. Одно из них основано на использовании белков растений, например сои, а второе - на использовании белков продуктов, полученных микробиологическим путем из нефти.
.
Чем глубже химики познают природу и строение белковых молекул, тем более они убеждаются в исключительном значении получаемых данных для раскрытия тайны жизни. Раскрытие связи между структурой и функцией в белковых веществах - вот краеугольный камень, на котором покоится проникновение в самую глубокую сущность жизненных процессов, вот та основа, которая послужит в будущем исходным рубежом для нового качественного скачка в развитии биологии и медицины.
Белки входят в состав живых организмов и являются основными материальными агентами, управляющими всеми химическими реакциями, протекающими в организме.
Одной из важнейших функций белков является их способность выступать в качестве специфических катализаторов (ферментов), обладающих исключительно высокой каталитической активностью. Без участия ферментов не проходит почти ни одна химическая реакция в живом организме. В каждой живой клетке непрерывно происходят сотни биохимических реакций. В ходе этих реакций идут распад и окисление поступающих извне питательных веществ. Клетка использует энергию, полученную вследствие окисления питательных веществ; продукты их расщепления служат для синтеза необходимых клетке органических соединений. Быстрое протекание таких биохимических реакций обеспечивают катализаторы (ускорители реакции) – ферменты.
Почти все ферменты являются белками (но не все белки – ферменты!). В последние годы стало известно, что некоторые молекулы РНК имеют свойства ферментов. Каждый фермент обеспечивает одну или несколько реакций одного типа. Например, жиры в пищеварительном тракте (а также внутри клетки) расщепляется специальным ферментом – липазой, который не действует на полисахариды (крахмал, гликоген) или белки. В свою очередь, фермент, расщепляющий крахмал или гликоген, -амилаза не действует на жиры. Каждая молекула фермента способна осуществлять от нескольких тысяч до нескольких миллионов операций в минуту. В ходе этих операций ферментный белок не расходуется. Он соединяется с реагирующими веществами, ускоряет их превращения и выходит из реакции неизменным.
Известно более 2-х тысяч ферментов, и количество их продолжает увеличиваться. Все ферменты условно разделены на шесть групп по характеру реакций, которые они катализируют перенос химических групп с одной молекулы на другую;
Вторая важнейшая функция белков состоит в том, что они определяют механохимические процессы в живых организмах, в результате которых поступающая с пищей химическая энергия непосредственно превращается в необходимую для движения организма механическую энергию.
Третьей важной функцией белков является их использование в качестве материала для построения важных составных частей организма, обладающих достаточной механической прочностью, начиная с полупроницаемых перегородок внутри клеток, оболочек клеток и их ядер и заканчивая тканями мышц и различных органов, кожи, ногтей, волос и т.д.
Еще одна функция белка - запасная. К запасным белкам относят ферритин - железо, овальбумин - белок яйца, казеин - белок молока, зеин - белок семян кукурузы.
Регуляторную функцию выполняют белки-гормоны.
Гормоны - биологически активные вещества, которые оказывают влияние на обмен веществ. Многие гормоны являются белками, полипептидами или отдельными аминокислотами. Одним из наиболее известных белков-гормонов является инсулин. Этот простой белок состоит только из аминокислот. Он снижает содержание сахара в крови, способствует синтезу гликогена в печени и мышцах, увеличивает образование жиров из углеводов, влияет на обмен фосфора, обогащает клетки калием. Регуляторной функцией обладают белковые гормоны гипофиза - железы внутренней секреции, связанной с одним из отделов головного мозга.
Белки являются необходимой составной частью продуктов питания. Отсутствие или недостаточное количество их в пище вызывает серьезные заболевания.
Белки входят в состав всех живых организмов, но особо важную роль они играют в животных организмах, которые состоят из тех или иных форм белков (мышцы, покровные ткани, внутренние органы, хрящи, кровь).
Растения синтезируют белки (и их составные части -аминокислоты) из углекислого газа СО2 и воды Н2О за счет фотосинтеза, усваивая остальные элементы белков (азот N, фосфор Р, серу S, железо Fe, магний Mg) из растворимых солей, находящихся в почве.
Животные организмы в основном получают готовые аминокислоты с пищей и на их базе строят белки своей организма. Ряд аминокислот (заменимые аминокислоты) могут синтезироваться непосредственно животными организмами.
Денатурация — разрушение вторичной и третичной структуры белка.
Качественные реакции на белок:
биуретовая реакция: фиолетовое окрашивание при обработке солями меди в щелочной среде (дают все белки),
ксантопротеиновая реакция: желтое окрашивание при действии концентрированной азотной кислоты, переходящее в оранжевое под действием аммиака (дают не все белки),
выпадение черного осадка (содержащего серу) при добавлении ацетата свинца (II), гидроксида натрия и нагревании.
Гидролиз белков — при нагревании в щелочном или кислом растворе с образованием аминокислот.
Климатические условия и форма листьев
Важнейшей проблемой в экологии растений является определение факторов, которые могут влиять на их физиологию и морфологию, и роли этих факторов в развитии экосистем. Считается, что современное распределение растений на Земле определяется климатом, и поэтому зоны растительности почти всегда соответствуют климатическим зонам.
Климат и почвы прежде всего влияют на внешние характеристики видов растительности, что обусловливает внешнее подобие растений из областей со сходными экологическими условиями, хотя они могут быть представителями совершенно разных таксонов. Например, кактусы семейства Cactaceae, широко представленные в пустынях Америки, отсутствуют на других континентах, зато точно так же, как кактусы в Америке, в пустынях Африки внешне выглядят молочаи из семейства Euphorbiaceae.
Это можно объяснить тем, что в процессе эволюции растения разных видов приспособливались к одинаковым климатическим условиям, что отразилось как на их облике, так и на морфологии отдельных органов. В частности, считается, что листья, как первичные фотосинтетические органы растения, должны быть оптимально приспособлены к климатическим условиям.
Всем известно, что формы листьев у растений чрезвычайно разнообразны. Различают простые и сложные листья, а среди простых – с цельной листовой пластинкой и расчлененной. Среди названных категорий также можно выделить более десятка форм листовой пластинки. Возможно, форма листовой пластинки отражает особенности окружающей среды.
Подтверждением этого предположения послужили результаты исследований ученых из университетов Тюбингена (Германия) и Лиона (Франция), которые изучали зависимость формы листовой пластинки деревьев Европы от климатических факторов. Ученые ограничились изучением древесной растительности, поскольку распространение деревьев больше связано с макроклиматическими условиями, в то время как травянистые растения сильнее зависят от мезо- и микроклимата. Кроме того, срок жизни деревьев более продолжителен, чем у трав, и обычно превышает несколько десятилетий, поэтому их облик может лучше отражать климатические условия длительного периода, чем морфологические показатели травянистых растений.
Материал был собран на территории Европы, ограниченной на западе меридианом Гамбурга, на востоке – меридианом Волгограда, на юге – северным побережьем Африки, на севере – широтой Архангельска. Эта территория была разбита на 5166 участков, границы которых были проведены через каждые 30' широты и долготы (в Центральной Европе это соответствовало примерно 35 км с запада на восток и 55 км – с севера на юг). Были исключены участки, где встречалось менее 25 аборигенных видов лиственных деревьев, а также участки, расположенные на высоте более 400 м над у.м. В конечном счете данные были получены на 1835 участках.
Для каждого участка был составлен список аборигенных видов лиственных деревьев. Всего на обследованной площади оказалось 108 видов (около двух третей всех древесных покрытосеменных Европы). На каждом участке виды деревьев группировались по 25 показателям, основными из которых были следующие.
1. Размер листа:
– маленькие листья – площадь менее 400 мм2;
– листья среднего размера – от 400 мм2 до 3600 мм2;
– крупные листья – более 3600 мм2.
2. Отношение длины листа (Д) к его ширине (Ш):
– длинные узкие листья – Д : Ш > 3 : 1;
– листья средней ширины – 1 : 1 < Д : Ш < 3 : 1;
– широкие листья – Д : Ш < 1 : 1.
3. Листья с острым основанием.
4. Листья с цельным краем.
Кроме того, для каждого участка были собраны характеристики 16 параметров местного климата (температура, осадки, радиация, давление, продолжительность периода вегетации, и др.).
Зависимость между характеристиками листьев и показателями климата оценивалась статистически (линейный и многофакторный регрессионный анализы).
Оказалось, что на обследованной территории преобладают деревья с листьями среднего размера (59–81%), тогда как деревья с маленькими и крупными листьями относительно редки (4–23% и 9–26%, соответственно). При этом деревья с маленькими листьями наиболее распространены в Средиземноморье (23%) и на севере Европы (16%), а деревья с листьями среднего размера преобладают во флоре западной части территории (81%), к северу и югу, а также в Средиземноморье их доля снижается (59%). Деревья с крупными листьями наиболее заметны в восточной континентальной части территории (26%), тогда как в Атлантической области, в Центральной Европе и Средиземноморье их доля невелика (9%).
По величине отношения Д : Ш листьев в Европе доминируют деревья со средним значением (60–86%), тогда как доля деревьев с длинными узкими листьями составляет 0–28%, с широкими – 2–24%. Деревья с длинными узкими листьями широко представлены в Средиземноморье (до 28%) и в континентальной северо-восточной Европе, но отсутствуют или редки в Скандинавии. Деревья со средней величиной отношения Д:Ш наиболее распространены на западе обследованной территории (до 86%), а в континентальной северо-восточной Европе их доля наиболее низкая (60%), зато деревья с широкими листьями имеют там самую высокую в Европе долю (до 24%), тогда как в Средиземноморье и в западных областях они встречаются редко (2%).
Доля деревьев, листья которых имеют острое основание, в среднем для всей территории составляет около 27%, изменяясь с юга на север: в Средиземноморье доля таких деревьев составляет 39–54%, а на континентальном северо-востоке – 14–21%.
Доля деревьев с цельнокрайними листьями в среднем для всей территории составляет около 26%, также меняясь с юга на север: в Средиземноморье и в западных областях – 37–48%, а на континентальном северо-востоке – 11–18% .
Интересно отметить, что некоторые параметры формы листьев достоверно коррелировали с отдельными характеристиками климата.
Форма листа в основном зависела от температур (среднегодовой, суммарной, минимальной, продолжительности промерзания почвы), причем в большей степени от минимальных, чем от максимальных – наиболее тесная корреляция наблюдается между минимальной температурой и наличием у листьев острого основания. Связь между наличием у деревьев цельнокрайних листьев и температурой несколько слабее, хотя холод можно рассматривать как стрессовый фактор, способствующий образованию у листовой пластинки неровностей по краю. Параметры, связанные с осадками, не имели достоверной корреляции с показателями формы листьев.
Полученные данные свидетельствуют, что важнейшее значение в эволюции листопадной флоры имело приспособление к холоду, главным образом, к наиболее низким температурам.
Поскольку современная флора формировалась в предшествующее геологическое время, установленные зависимости между характеристиками формы листьев и параметрами климата, а также примененные методы можно использовать для восстановления характеристик палеоклиматов удаленных геологических эпох, поскольку отпечатки листьев ископаемых растений относительно широко представлены в геологических и палеоботанических коллекциях.
Роль комнатных растений в жизни человека
Комнатные растения выполняют свою главную функцию: дарят людям радость, помогают им быть здоровее, а значит, лучше трудиться, большего достичь. И люди, и животный мир в отсутствие растений долго жить не способны.
Интересно знать, что каждый цвет обладает определенными свойствами: красный — создает впечатление тепла, желтый — бодрит, зеленый — придает свежесть, тишину, белый — успокаивает.
Комнатные цветы не только создают уют, но и приносят пользу:
- выделяют кислород;
- они очищают воздух в помещениях от токсических веществ, которые выделяют пластиковые покрытия, лаки, клей, моющие средства, синтетические смолы;
- повышают влажность воздуха;
- убивают бактерии (гибискус, или китайская роза, уже через три недели пребывания в комнате полностью освобождает ее от микробов);
- снижают электромагнитное излучение;
- используются как лекарства (каллизия душистая (золотой ус) является ценным сырьем для лечения многих заболеваний, целебным становится, когда на усах сформируется по 9 суставчиков);
- являются «синоптиками» (если капельки воды появляются на листьях бальзамина, значит, будет дождь);
-используются в пищу.
Растения – это живой организм, обладающий определенной энергией. У
каждого растения есть свой индивидуальный набор свойств и качеств,
благодаря которому оно может оказывать влияние на жизнь
человека тем или иным способом.
Дополнение:
Соблюдение температурного режима
Комнатным растениям нужна умеренная температура, без резких колебаний воздуха в период активного роста и более низкая температура воздуха в период покоя.
30°С максимальная температура воздуха для большинства комнатных растений, при условии, что поддерживается высокая влажность
воздуха.
25°С максимальная температура воздуха для большинства комнатных растений при обычной влажности воздуха.
15°С минимальная температура воздуха для нежных комнатных растений.
10-13°С минимальная температура воздуха для не очень выносливых комнатных растений.
5-7°С минимальная температура воздуха для выносливых комнатных растений.
Соблюдение светового режима
Для того, чтобы растение могло нормально и развиваться, ему необходимо достаточное количество света. Наши растения предъявляют различные требования к освещению. Обычно различают светолюбивые растения, растения, предпочитающие полутень и теневыносливые растения. Что касается размещения, то светолюбивые растения помещают обычно на южное окно, предпочитающие полутень - на восточное или западное, а теневыносливые - на северное. Если вашим растениям недостаточно света используйте, например, люминесцентные лампы. Освещение от них максимально приближено к естественному свету и они почти не излучают тепла. Кроме того, люминесцентные лампы расходуют энергии в 4 раза меньше, чем лампы накаливания.
Полив
Частота полива определяется состоянием растения и внешними условиями (тепло, влажность почвы и воздуха, интенсивность освещения и т.д.). Земля в горшках должна, как правило, находиться в умерено влажном состоянии. Нельзя допускать резких переходов от недостатка влаги к ее избытку. Это значит, что полив должен быть регулярным и равномерным. Есть золотое правило полива растений - лучше поливать меньше, но чаще, чем реже и помногу.
Какой водой поливать:
•Поливать растения лучше всего только мягкой дождевой, речной или прудовой водой. Жесткой воды, содержащей различные соли следует избегать.
•Следует учитывать, что дождевая вода может быть загрязнена промышленными выбросами, если вы живете в промышленном районе или не далеко от него.
•Хлорированную воду из водопровода отстаивают как минимум сутки, чтобы хлор успел улетучиться.
•Температура воды должна быть, по крайней мере, не ниже комнатной. Особенно важно это правило при поливе тропических растений. Кактусы рекомендуется поливать более теплой водой. Поливка растений холодной водой может вызвать загнивание корней, опадание бутонов и даже гибель растений. Наоборот, поливка теплой водой растений в холодном помещении также нежелательна, т.к. это приведет к преждевременному росту растения.