Речовини клітини

У природі є багато біологічно активних речовин, які регулюють процеси обміну речовин, росту і розвитку організмів, захищають або впливають на особини свого чи інших видів. Таким речовинами є: вітаміни, гормони, фітогормони, алкалоїди, антибіотики, фітонциди.

Вітаміни - біологічні низькомолекулярні сполуки різної хімічної природи, які є обов’язковими учасниками обміну речовин живих організмів. Російський лікар М.І. Лунін у 1880 р. і польський вчений К. Функт у 1912 р. знайшли їх у харчових продуктах. Вони встановили, що для нормального обміну речовин і життєдіяльності організму необхідні вітаміни ( з лат. « віта» життя). Це органічні сполуки різноманітної природи, які утворюються в організмі або надходять з продуктами харчування, і лише деякі можуть утворюватися з провітамінів (А, D), або синтезуватися симбіотичними мікроорганізмами у кишечнику людини (К). Вітаміни є компонентами ферментативних систем і також каталізаторами різних обмінних процесів. Тільки за достатньої кількості вітамінів обмін речовин в організмі людини протікає нормально. Біосинтез вітамінів відбувається у рослинних організмах. Їх джерелом є продукти рослинного і тваринного походження. Добова потреба у вітамінах мала і складає декілька міліграмів. За тривалої відсутності вітамінів у їжі розвивається захворювання - авітаміноз, при нестачі - гіповітаміноз, при надлишку - гіпервітаміноз. Вітаміни дають можливість зберегти здоров’я.

На сьогодні науці відомо декілька десятків вітамінів, які мають специфічний вплив на організм людини. Для зручності їх називають великими буквами латинського алфавіту: А, В, С, D, Е, К, РР, Н. Всі вітаміни відносять до двох груп : жиророзчинні (А, D, Е, К) і водорозчинні (В, С).

Вітаміни А (аскорбінова кислота) - містяться у тваринних жирах: риб’ячому жирі, вершковому маслі, у жовтках яєць, молоці, печінці, нирках, ікрі риб. У рослин (морква, шпинат, абрикоси, червоний перець, кропива, люцерна), мають провітаміни А - помаранчеві, кристали каротину, які в організмі людини перетворюються у вітамін А.

Вітаміни групи В (тіамін, ціанкобаламін) містяться у багатьох продуктах рослинного та тваринного походження (у зародках і шкірці насіння, проростках насіння, дріжджах, печінці, жовтку яйця). Вітамін впливає на обмін білків, жирів, вуглеводів, амінокислот. Нестача цих вітамінів В є причиною порушення нервової системи ( хвороба «бері-бері» - параліч), сухості шкіри, проносів, ерозії слизових оболонок, недокрів’я. Добова потреба у вітаміні В для дорослих і дітей становить 2-4 мг.

Вітамін групи С або аскорбінова кислота, міститься у сирих овочах, плодах, ягодах. Особливо багато його у шипшині, чорній смородині, помідорах, цибулі, капусті, цитрусових. При відсутності вітаміні С в їжі у людини розвивається цинга, руйнування кровоносних судин, ламкість кісток, зниження імунітету. Добова потреба у вітаміні В для дорослих і дітей становить 75-100 мг.

Вітамін D (ергокальциферол) міститься у печінці риби і морських ссавців, ікрі, яєчному жовтку. У рослин є провітамін D, який під дією опромінення ультрафіолетовими променями перетворюється у вітамін D. В організмі людини цей вітамін утворюється при перебуванні на сонці. Вітамін D забезпечує затримання солей кальцію і фосфору в організмі і відкладання його в кістковій тканині. У дітей при нестачі вітаміну D у їжі, або у випадках довгої відсутності сонячного світла розвивається рахіт. При рахіті вміст солей у кістках знижено, що призводить до процесів окостеніння, спричиняє м’язову слабкість. Вітамін D бере участь у регуляції обміну фосфору і кальцію в організмі.

Вітамін К (філохінон) бере участь у зсіданні крові, без нього не утворюється протромбін - найважливіший чинник зсідання крові.

Вітамін Е ( токоферол) впливає на репродуктивну систему. Міститься вітамін Е у великій кількості у салаті, зародках пшениці, маслах рослинного походження, тканинах тварин.

Гормони - високоспецифічні біологічно активні речовини, які виділяють у кров, лімфу або порожнинну рідину тварин у незначних кількостях залози внутрішньої секреції та деякі нервові клітини (нейрогормони). Це хімічні сполуки білкового походження (статеві гормони - стероїди). Транспортуються у всі частини тіла, тому значний вплив на організм здійснюється далеко від місця синтезу. Мають таку біологічну дію: передають сигнал від одного органу до іншого при змінах, які відбуваються і які треба зупинити; обмежують амплітуду коливань якогось фізичного показника;

Характерними особливостями дії гормонів є:

> велика біологічна активність 0,0001 м л гормону росту визначає ріст і розвиток дорослої людини;

> велика специфічність спричиняє тільки певні реакції клітин, тканин і органів;

> дистанційність дії визначається перенесенням їх кровотоком від місця синтезу;

> короткотривалість дії - як тільки необхідність у присутності гормону відпадає, він швидко втрачає активність під впливом певного ферменту;

> довготривалість дії - у деяких випадках максимальна дія гормону виявляється через кілька годин і навіть діб.

Відділ мозку гіпоталамус координує роботу залоз внутрішньої секреції, одержує і аналізує сигнали від центральної нервової системи та виділяє у кровоносне русло регуляторні нейрогормони. Вони надходять у передню частину гіпофіза і під їх впливом гіпофіз синтезує дев’ять тропних гормонів, які стимулюють діяльність усіх інших ендокринних залоз. У взаємодії з нервовою системою гормони беруть участь у регуляції обміну речовин, рості й розвитку організму та регуляції його основних функцій.

Фітогормони - фізіологічно активні речовини вищих рослин і грибів різної хімічної будови.

Ауксини - стимулюють ростові процеси і активізують поділ і ріст клітин, сприяють розвитку кореневої системи, можуть пригнічувати ріст при надлишку.

Гібереліни - є стимуляторами росту рослин, мають сильнішу дію ніж ауксини і застосовуються для підвищення врожайності деяких культур (трав’янистих росли, винограду).

Цитокініни - є стимуляторами поділу клітин, проростання насіння, поновлюють нормальний обмін речовин у рослинних організмах та сприяють відновленню хлорофілу. Їх багато у насінні, плодах і твірній тканині. Всім фітогормонам властива дистанційна дія.

Алкалоїди - біологічно активні речовини нітрогеновмісних речовин рослинного походження, що мають лужний вміст. Їх відомо біля 2500 видів у покритонасінних речовин (макові, конопляні, пасльонові, лілійні, жовтцеві, бобові). Їх значення у природі полягає у захисті рослин від знищення тваринами. Більшість алкалоїдів отруйні для тварин і людини, деякі мають наркотичну дію (нікотин, морфін). Алкалоїди застосовують у медицині (морфін, хінін, кофеїн, атропін). Для боротьби з комахами застосовують (анабазин,нікотин), а також для експериментального одержання поліплоїдних клітин (колхіцин). Відносяться алкалоїди до отруйних речовин.

Антибіотики - є особливою групою біологічно активних речовин мікробіологічного походження, які у живих організмах можуть вбивати, пригнічувати ріст та життєдіяльність хвороботворних мікроорганізмів. До них відносять антибактеріальні речовини, які отримують із тканин рослин (фітонциди) і тварин (лізоцим, інтерферон). Антибіотики продукують плісняві гриби (пеніцил), актиноміцети (стрептоміцин, левоміцетин, тетрациклін), бактерії (граміцидин). У чистому вигляді їх почали отримувати з культур мікроорганізмів у 40-х роках ХХ століття. Людина їх застосовує для лікування різних захворювань, які викликаються бактеріями і грибами.

Фітонциди - є біологічно активними речовинами рослинного походження, які знищують мікроорганізми. Велику кількість фітонцидів синтезують такі рослини: цибуля, часник, хрін, цитрусові, евкаліпт. Соки і екстракти цих рослин згубно впливають на дифтерійну паличку, збудників дизентерії, черевного тифу, стрептококу та стафілококу.

Питання для самоконтролю

1.Які хімічні елементи входять до складу клітини ?

2. Які неорганічні речовини входять до складу клітини ?

3. Яке значення води для життєдіяльності клітини ?

4. Які солі входять до складу клітини?

5. Яка різниця між органічними і органічними речовинами ?

6. Які органічні речовини входять до складу клітини ?

7. Що таке мономери і полімери ?

8.Чому білкову молекулу називають полімером ?

9.Чим характеризується 1, 2,3, 4 структура білка ?

10. Що таке денатурація білка ?

11. Які функції білків вам відомі ?

12. Скільки видів амінокислот входить до складу білків ?

13.Чим обумовлена різноманітність білків ?

14. Яке значення жирів у клітині ?

15. У яких організмів і в яких органелах синтезуються вуглеводи

16. Які функції виконують вуглеводи у клітині і в організмах ?

17. Де синтезується АТФ у клітині і яке її значення ?

18. Яка будова АМФ, АДФ, АТФ.?

19. Що означає назва нуклеїнові кислоти і які вони є ?

20. Де в клітині знаходяться нуклеїнові кислоти ?

21. Яка будова хромосоми і що таке нуклеотида ?

22. Що таке нуклеотид і з чого він складається ?

23. Як пов’язані між собою нуклеотиди ?

24. У чому суть процесу синтезу ДНК ?

25. Як називають ділянку молекули ДНК, яка несе інформацію про синтез одного білка ?

26. Чим відрізняється будова молекули РНК і ДНК ?

27. Чим відрізняються нуклеотида РНК і ДНК ?

28. Які види РНК є у клітині?

29. Де відбувається збір білкової молекули ?

30. Де в клітині знаходяться нуклеїнові кислоти ?

31. Яка будова хромосоми і що таке нуклеотида ?

Тестові завдання

1.Які хімічні елементи, які є у клітині

а.

б. мікроелементи

в. прості

г. макроелементи

д. змішані

2. Які елементи переважають у живій природі

а. кисень

б. вуглець

в. алюміній

г. сірка

д. водень

3. Яку частку в середньому у клітині складає вода:

а. 80

б. 20

в. 10

4. Яка частка у клітині припадає на білки :

а. 80

б. 20

в. 10

5. Яка частка у клітині неорганічних речовин

а. 80

б. 20

в. 10

6. Яку роль у життєдіяльності клітини відіграють сполуки азоту, що входять до складу

а. ДНК

б. РНК

в. АТФ

г. амінокислот

д. білків

7. Яке значення калію у житті клітини

а. переніс речовин

б. активізація обміну речовин

в. проведення збудження

8. У яку сполуку входить залізо

а. хлорофіл

б. гемоглобін

в. ДНК

г. РНК

9. Значення води у клітині

а. середовище для хімічних реакцій

б. розчинник

в. джерело кисню

10. До яких сполук відносяться ліпіди

а. гідрофільні

б. гідрофобні

в. змішані

11. Які речовини розчиняють жири

а. вода

б. ефір

в. бензин

12. Який хімічний склад молекули жиру

а. амінокислота

б. жирні кислоти

в. гліцерин

г. глюкоза

13. Місце синтезу жирів у клітині

а. рибосоми

б. пластиди

в. ЄПС

14. Яке значення ліпідного шару клітини

а. вибіркова проникність

б. непроникність

в. повна проникність

15. Які функції у клітині виконують ліпіди

а. структурна

б. енергетична

в. транспортна

г. інформаційна

16. Яке значення жирів у організмі у рослин

а. структура мембран

б. джерело енергії

в. теплорегуляція

17. Яке значення вуглеводів у організмі у тварин

а. структура мембран

б. джерело енергії

в. теплорегуляція

г. джерело води

18. Скільки енергії вивільняється при розщепленні 1гр жиру

а. 17, 6 кДж

б. 17, 9 кДж

в. 38,9 кДж

19. Яка структура молекули АТФ

а. біополімер

б. нуклеотид

в. мономер

20. Які органели синтезуються АТФ у рослинній клітині

а. рибосоми

б. мітохондрії

в. хлоропласти

21. Які органели синтезуються АТФ у тваринній клітині

а. рибосоми

б. мітохондрії

в. хлоропласти

22. Який процес відбувається у мітохондріях, що забезпечує синтез АТФ

а. фотосинтез

б. дихання

в. біосинтез білка

23. З яким процесом пов’язаний синтез АТФ у хлоропластах

а. світлова фаза

б. темнава фаза

в. біосинтез білка

24. Джерело енергії при синтезі АТФ у мітохондріях

а. органічна сполука

б. тепло

в. світло

25. Джерело енергії при синтезі АТФ у хлоропластах

а. органічні сполуки

б. тепло

в. світло

26. Де відбувається синтез АТФ у мітохондріях

а. зовнішня мембрана

б. кристи

в. матрикс

27. Місце синтезу жирів у клітині

а. рибосоми

б. пластиди

в. ЄПС

28. Де відбувається розщеплення АТФ

а. зовнішня мембрана

б. кристи

в. цитоплазма

29. Скільки кДж енергії міститься у АТФ

а. 40

б. 80

в. 1 0

30. Скільки енергії кДж міститься у АДФ

а. 40

б. 80

в. 10

31. Скільки енергії кДж міститься у АМФ

а. 40

б. 80

в. 10

32. При якому процесі органічні речовини утворюються з неорганічних

а. біосинтез білка

б. фотосинтез

в. синтез АТФ

33. Яка речовина утворюється при фотосинтезі

а. білки

б. жири

в. вуглеводи

34.З яких неорганічних сполук синтезуються вуглеводи

а. вуглекислого газу

б. води

в. кисню

35. Які вуглеводи відносяться до моносахаридів

а. сахароза

б. глюкоза

в. фруктоза

г. дезоксирибоза

е. целюлоза

36. Які з вуглеводів нерозчинні у воді

а. сахароза

б. глюкоза

в. фруктоза

г. дезоксирибоза

е. целюлоза

24.