Общая биология, учебное пособие для 10 - 11 классов

Общая биология, учебное пособие для 10−11 классов

СОДЕРЖАНИЕ:

  1. Клетка

4

  1. Основы клеточной теории

4

  • Химический состав клетки
  • 4

    1. Элементарный состав клетки

    4

  • Неорганические вещества клетки
  • 5

  • Углеводы
  • 6

  • Жиры и жироподобные вещества
  • 7

  • Белки
  • 8

  • Нуклеиновые кислоты
  • 9

    1.2.7.Аденозинтрифосфат

    12

  • Ген. Принцип генетического кодирования
  • 12

  • Строение клетки
  • 15

  • Клеточный цикл
  • 19

    1. Митоз

    20

  • Мейоз
  • 21

  • Сперматогенез
  • 22

  • Овогенез
  • 23

  • Оплодотворение
  • 24

  • Метаболизм клетки
  • 24

    1. Редупликация

    25

  • Транскрипция
  • 26

  • Биосинтез белка
  • 26

  • Реакции фосфорилирования
  • 27

  • Фотосинтез
  • 28

  • Гликолиз
  • 31

  • Дыхание
  • 31

  • Вирусы
  • 33

  • Организм и его развитие
  • 34

    1. Эмбриогенез

    34

  • Постэмбриогенез
  • 36

  • Генетика
  • 38

    1. Изменчивость

    38

    1. Типы изменчивости

    38

  • Норма реакции
  • 39

  • Закон гомологических рядов
  • 39

  • Наследственность
  • 40

    1. Законы наследственности

    40

  • Наследование, сцепленное с полом
  • 47

  • Составление генетических карт
  • 49

  • Генотип и фенотип
  • 50

  • Селекция
  • 51

  • Генетика человека
  • 53

  • Эволюция органического мира
  • 55

    1. Теория эволюции

    56

  • Формы борьбы за существование
  • 58

  • Формы естественного отбора
  • 59

  • Направления эволюции
  • 61

  • Результаты эволюции
  • 62

  • Вид
  • 64

    1. Критерии вида

    64

  • Способы видообразования
  • 66

  • Популяционная структура вида
  • 67

  • Вымирание видов. Сохранение генофонда
  • 68

  • Экология
  • 70

    1. Экосистема

    70

    1. Структура сообщества

    70

  • Свойства экосистем
  • 72

  • Развитие экосистем
  • 74

  • Пищевые цепи
  • 75

  • Динамика численности популяций
  • 76

  • Агроценоз
  • 77

  • Учение о биосфере
  • 78

    4

    1. КЛЕТКА

    1.1 ОСНОВЫ КЛЕТОЧНОЙ ТЕОРИИ

    Современная клеточная теория состоит из следующих обобщений.

          1. Клетка - это элементарная частица жизни. Проявление жизни возможно только на уровне не ниже клеточного.
          2. Клетки всех живых существ имеют единый план строения. Он включает в себя цитоплазму с различными органеллами и мембрану. Функциональную основу любой клетки составляют белки и нуклеиновые кислоты.
          3. Клетка происходит только от клетки (Р. Вирхов, 1858) в результате деления.
          4. Клетки многоклеточных организмов отличаются деталями строения, что вызвано выполнением ими различных функций. Клетки, имеющие общее происхождение, строение и выполняющие одинаковые функции в организме, образуют ткань (нервная, мышечная, покровная). Ткани образуют различные органы.

          1.2. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ

          1.2.1. ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ СОСТАВ КЛЕТКИ

          В состав любой клетки входят более 60 элементов периодической таблицы Менделеева. По частоте встречаемости элементы можно поделить на три группы:

                1. Основные элементы. Это углерод (С), водород (Н), азот (N), кислород (О). Их содержание в клетке превышает 97%. Они входят в состав всех органических веществ (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот) и составляют их основу.
                2. Макроэлементы. К ним относятся железо (Fe), сера (S), кальций (Ca), калий (K), натрий (Na), фосфор (P), хлор (Cl). На долю макроэлементов приходится около 2%. Они входят в состав многих органических и неорганических веществ.
                3. Микроэлементы. Имеют самое большое разнообразие (их более 50-ти), но в клетке даже взятые все вместе они не превышают 1%. Микроэлементы в чрезвычайно малых количествах входят в состав многих ферментов, гормонов или специфичных тканей, но определяют

                их свойства. Так, фтор (F), входит в состав зубной эмали, укрепляя ее.

                5

                Йод (I) участвует в строении гормона

                щитовидной железы тироксина, магний (Mg) входит в состав хлорофилла растительной клетки, медь (Cu) и селен (Se) встречаются в ферментах, защищающих клетки от мутаций, цинк (Zn) связан с процессами памяти.

                Все элементы клетки входят в состав различных молекул, образуют вещества, которые делятся на два класса: неорганические и органические.

                1.2.2. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА КЛЕТКИ

                Неорганические вещества имеют малый молекулярный вес, встречаются и синтезируются как в живой клетке, так и в неживой природе. В клетке эти вещества представлены главным образом водой и растворенной в ней солями.

                Вода составляет около 70% клетки. Благодаря своему особому свойству поляризации молекул вода играет огромную роль в жизни клетки.

                Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Электрохимическая структура молекулы такова, что на кислороде имеется небольшой избыток отрицательного заряда, а на атомах водорода — положительного, то есть молекула воды имеет две части, которые притягивают другие молекулы воды разноименно заряженными частями. Это приводит к увеличению связи между молекулами, что в свою очередь определяет жидкое агрегатное состояние при температурах от 0 до 1000С, несмотря на относительно малый молекулярный вес. Вместе с тем, поляризованные молекулы воды обеспечивают лучшую растворимость солей.

                Роль воды в клетке:

                  1. Вода является средой клетки, в ней протекают все биохимические реакции.
                  2. Вода осуществляет транспортную функцию.
                  3. Вода является растворителем неорганических и некоторых органических веществ.
                  4. Вода сама участвует в некоторых реакциях (например, фотолиз воды).

                6

                Соли находятся в клетке, как правило, в растворенном виде, то есть в виде анионов (отрицательно заряженных ионов) и катионов (положительно заряженных ионов). Важнейшими анионами клетки являются гидроскид (OH-), карбонат (CO32-), гидрокарбонат (CO3-), фосфат (PO43-), гидрофосфат (HPO42-), дигидрофосфат (H2PO4-). Роль анионов огромна. Фосфат обеспечивает образование макроэргических связей (химических связей с большой энергией). Карбонаты обеспечивают буферные свойства цитоплазмы. Буферность — это способность поддерживать постоянной кислотность раствора.

                К важнейшим катионам относятся протон (H+), калий (K+), натрий (Na+). Протон участвует во многих биохимических реакциях, а так же своей концентрацией определяет такую важную характеристику цитоплазмы как ее кислотность. Ионы калия и натрия обеспечивают такой важное свойство клеточной мембраны как проводимость электрического импульса.

                1.2.3. УГЛЕВОДЫ

                Органические вещества клетки представлены различными биохимическими полимерами, то есть такими молекулами, которые состоят из многочисленных повторений более простых, сходных по структуре участков (мономеров). Органическими составляющими клетки являются углеводы, жиры и жироподобные вещества, белки и аминокислоты, нуклеиновые кислоты и нуклеиновые основания.

                К углеводам относятся органические вещества, имеющие общую химическую формулу Cn(H2O)n. По строению углеводы делят на моносахара, олигосахара и полисахара. Моносахара представляют собой молекулы в виде одного кольца, включающего, как правило, пять или шесть атомов углерода. Пятиуглеродные сахара — рибоза, дезоксирибоза. Шестиуглеродные сахара — глюкоза, фруктоза, галактоза. Олигосахара — это результат объединения небольшого числа моносахаров (дисахара, трисахара и т. п.) наиболее распространенными являются, например, тростниковый (свекловичный) сахар — сахароза, состоящая из двух молекул глюкозы и

                7

                фруктозы; солодовый сахар — мальтоза, образованная двумя молекулами глюкозы; молочный сахар — лактоза, образован молекулой галактозы и молекулой глюкозы.

                Полисахара - крахмал, гликоген, целлюлоза, состоят из огромного количества моносахаров, связанных между собой в более или менее разветвленные цепи.

                Роль углеводов в клетке.

                      1. Энергетическая. Моно — и олигосахара являются важным источником энергии для любой клетки. Расщепляясь, они выделяют энергию, которая запасается в виде молекул АТФ, которые используется во многих процессах жизнедеятельности клетки и всего организма. Конечными продуктами расщепления всех углеводов являются углекислый газ и вода.
                      2. Запасательная. Моно- и олигосахара благодаря своей растворимости быстро усваиваются клеткой, легко мигрируют по организму, поэтому непригодны для длительного хранения. Роль запаса энергии играют огромные нерастворимые в воде молекулы полисахаров. У растений, например, это — крахмал, а у животных и грибов — гликоген. Для использования этих запасов организм должен сначала превратить полисахара в моносахара.
                      3. Строительная. Подавляющее большинство растительных клеток имеют плотные стенки из целлюлозы, обеспечивающей растениям прочность, упругость и защиту от большой потери влаги.
                      4. Структурная. Моносахара могут соединяться с жирами, белками и другими веществами. Например, рибоза входит в состав всех молекул РНК, а дезоксирибоза — в ДНК.

                      1.2.4. ЖИРЫ и ЖИРОПОДОБНЫЕ ВЕЩЕСТВА

                      Жиры, как и сахара также состоят из атомов углерода, кислорода и водорода, но относительное содержание в них кислорода меньше. Молекула жира образуется четырьмя компонентами: глицерином и связанными с ним тремя жирными кислотами. Жирные кислоты представляют длинные полимерные цепи из атомов углерода. Каждая такая цепь заканчивается карбоксильной группой. От строения жирных кислот зависят свойства жира. Если жирные