2. Вода
Вода – одно из самых распространенных веществ на Земле и преобладающий компонент всех живых организмов. Среднее количество воды в клетках большинства живых организмов составляет порядка 70% (в клетках медузы – 95%).
Вода в клетке находится в двух формах: свободной и связанной. Свободная вода составляет 95 % всей воды клетки; на долю связанной воды, входящей в состав фибриллярных структур и соединенной с некоторыми белками, приходится около 4-5 %%.
Вода обладает рядом свойств, имеющих исключительно важное значение для живых организмом. Исключительные свойства воды определяются структурой ее молекул. Молекула воды является диполем. Атом кислорода в ней ковалентно связан с двумя атомами водорода. Положительные заряды сосредоточены у атомов водорода, т.к. кислород электроотрицательнее водорода.
Из-за высокой полярности молекул вода является лучшим из известных растворителей. Вещества, хорошо растворимые в воде называют гидрофильными. К ним относят многие кристаллические соли, ряд органических веществ – спирты, сахара, некоторые белки (например, альбумины, гистоны). Вещества, плохо или совсем нерастворимые в воде, называют гидрофобными. К ним относятся жиры, нуклеиновые кислоты, некоторые белки (глобулины, фибриллярные белки).
Высокая теплоемкость воды делает ее идеальной жидкостью для поддержания теплового равновесия клетки и в целом организма. Так как на испарение воды расходуется много теплоты, то, испаряя воду, организмы могут защищать себя от перегрева (например, при потоотделении).
Вода обладает высокой теплопроводностью, обеспечивая возможность равномерного распределения тепла между тканями организма.
Вода является дисперсионной средой, играющей важную роль в коллоидной системе цитоплазмы, определяет структуру и функциональную активность многих макромолекул, служит основной средой для протекания химических реакций и непосредственным участником реакций синтеза и расщепления органических веществ, обеспечивает транспортировку веществ в клетке и организме (диффузия, кровообращение, восходящий и нисходящий ток растворов по телу растения и др.).
Вода практически не сжимается, создавая тургорное давление и определяя объем и упругость клеток и тканей.
Неорганические ионы имеют немаловажное значение для обеспечения жизнедеятельности клетки – это катионы (K+,Na+,Ca2+,Mg2+,NH3+) и анионы (Cl-,HPO4 2-,H2PO4-,HCO3-,NO3-) минеральных солей. Концентрация катионов и анионов в клетке и в окружающей её среде резко различна. Внутри клетки превалируют ионы К+ и крупные органические ионы, в околоклеточных жидкостях всегда больше ионовNa+ иCl-. Вследствие этого образуется разность зарядов внешней и внутренней поверхностей мембраны клетки, между ними возникает разность потенциалов, обуславливающая такие важные процессы как передача возбуждения по нерву или мышце.
Соединения азота, фосфора, кальция и другие неорганические вещества служат источником строительного материала для синтеза органических молекул (аминокислот, белков, нуклеиновых кислот и др.) и входят в состав ряда опорных структур клетки и организма.
Некоторые неорганические ионы (например, ионы кальция и магния) являются активаторами и компонентами многих ферментов, гормонов и витаминов. При недостатке этих ионов нарушаются жизненно важные процессы в клетке.
Немаловажные функций в живых организмах выполняют неорганические кислоты и их соли. Соляная кислота входит в состав желудочного сока человека и животных, ускоряя процесс переваривания белков пищи. Остатки серной кислоты, присоединяясь к нерастворимым в воде чужеродным веществам, придают им растворимость, способствуя к выведению из организма. Неорганические натриевые и калиевые соли азотистой и фосфорной кислот, кальциевая соль серной кислоты служат важными элементами минерального питания растений, их вносят в почву в качестве удобрений. Соли кальция и фосфора входят в состав костной ткани животных.
Содержащиеся в организме ионы имеют важное значение для поддержания постоянства реакций среды в клетки и в окружающих её растворах, т.е. являются компонентами буферных систем. Наиболее значимые буферные системы млекопитающих – фосфатная и бикарбонатная.
- Брянский государственный университет
- Содержание
- Глава I
- Глава II
- Тема 1. Предмет биология клетки……………………………………………….…..11
- Глава III
- Содержание курса Лекционный курс
- 1. История учения о клетке
- 2. Современный этап в развитии цитологии
- 3. Генетический аппарат клетки
- 4. Воспроизведение клеток
- 5. Биологические мембраны
- 6. Обмен веществ в клетках
- 7. Биосинтез белков
- Содержание лабораторно-практических занятий
- Глава II занятие 1 введение в дисциплину
- Иерархические уровни строения организма
- Этапы изготовления гистопрепаратов и техника микроскопирования
- Гистохимическое выявление разных веществ
- Правила обращения с микроскопом
- Правила работы с микроскопом
- Практическая часть Задания
- Контрольные вопросы.
- Задания для аудиторной работы
- Задания для внеаудиторной работы
- Теоретическая часть
- Одномембранные органоиды
- Немембранные органоиды
- Специальные органеллы
- Включения
- Препарат 1. Общая морфология клетки. «Печень аксолотля».
- Препарат Сперматозоиды петуха.
- Контрольные вопросы:
- Задания для аудиторной работы
- Задания для внеаудиторной работы
- Теоретическая часть
- Структурные компоненты клетки
- Структурные компоненты клетки
- Признаки прокариотов и эукариотов
- Контрольные вопросы:
- Заполните таблицу «Функции структурных компонентов ядра эукариотической клетки».
- Практическая часть Задания Изучите препараты.Опишите общую морфологию ядра на разных препаратах. Найдите и назовите структурные компоненты ядра.
- Препарат: Кровь лягушки.
- Препарат: Кровь человека.
- Контрольные вопросы:
- Экзон–кодирующая последовательность нуклеотидов, определяющая последовательность аминокислот в белке.
- Экспрессия гена – протекает по схеме :
- Этапы считывания генетической информации
- Рибонуклеиновая (р н к)
- Транскрипция и процессинг
- Хроматин
- Тельце Барра
- Хромосома
- Состав хромосом
- Ядерная оболочка
- Ядрышко
- 2. Синтез белка
- 3. Образование субъединиц рибосом
- Нуклеоплазма
- Ядерные частицы:
- Препарат: Яйцеклетка беззубки - анодонты ( яйцеклетка моллюска).
- Препарат: Яйцеклетка лягушки.
- Препарат: Яйцеклетка кошки.
- Препарат : Политенные (гигантские) хромосомы в слюне двукрылых.
- Контрольные вопросы:
- Практическая часть препарат № 2 – Митоз в корешке лука.
- Препарат № 3Митоз животной клетки, краевая зона печени аксолотля.
- Задания
- Сравнительная характеристика митоза и мейоза
- Практическая часть
- Практическая часть препарат № 5 Амитоз в клетках мочевого пузыря мыши.
- Задания
- Контрольные вопросы:
- Занятие 3 Тема 3.Плазматическая мембрана (плазмалемма)
- Задания для аудиторной работы
- Задания для внеаудиторной работы
- Теоретическая часть
- Основные типы клеточных оболочек:
- Межклеточные контакты и многоядерные структуры
- Практическая часть
- Пример синцития
- Состав липидов клеточных мембран эукариот и прокариот
- Поверхностный комплекс
- Практическая часть Пример симпласта препарат 15 (гист.) Поперечно-полосатое (исчерченное) мышечное волокно
- Препарат 4 (гист.) Язык кролика. Язык, листовидные сосочки.
- Задание
- Практическая часть
- Виды промежуточных филаментов (по б. Албертсу и соавт.)
- Организация и функции цитоскелета
- Практическая часть
- Задания
- Препарат № 2 – митоз в корешке лука.
- Препарат № 12 – Липидные (жировые) включения в клетках печени аксолотля.
- Препарат № 13 – Включения гликогена в клетках печени аксолотля.
- Препарат № 14 – Пигментные включения в хроматофорах кожи головастика
- Препарат № 15 –Желточные включения в бластомерах
- Контрольные вопросы
- Типы рибосом
- Клеточный центр
- Органоиды движения
- Практическая часть препарат № 4 Центросомы и ахроматиновое веретено митоза яйцеклетки лошадиной аскариды
- Препарат № 16 Реснички эпителиальных клеток кишечника беззубки
- Задания
- Немембранные органоиды эукариотической клетки
- Контрольные вопросы
- Занятие 6 Тема 6.Одномембранные органоиды
- Задания для аудиторной работы
- Задания для внеаудиторной работы
- Теоретическая часть
- Эндоплазматическая сеть
- Аппарат Гольджи
- Лизосомы
- Секреторные вакуоли
- Пероксисомы
- Сферосомы
- Вакуоли и их производные
- Функции одномембранных органоидов клетки
- Практическая часть препарат № 9Аппарат Гольджи в нервных клетках спинального ганглия котенка
- Препарат № 10Гранула зимогена
- Препарат № 11 Секреторные гранулы в клетках Лейдинга кожи аксолотля
- Задания
- Контрольные вопросы
- Занятие 7
- Пластиды
- Задания
- Практическая часть
- Сравнительная характеристика митохондрий и хлоропластов
- Препарат №6 Хондриососмы в клетках печени амфибии
- Препарат №7 Хондриососмы (митохондрии) в эпителиальных клетках. Кишечник аскариды
- Препарат №8 Хондриососмы в клетках канальцев почки
- Контрольные вопросы
- Глава III темы для самостоятельного изучения
- Тема 8: основные реакции тканевого обмена
- Теоретическая часть
- Тема 9. Жизненный путь клеток теоретическая часть
- Клеточный цикл
- Тема 10.Определение пола и половые различия клеток теоретическая часть
- Глава IV
- Тесты к лабораторно-практическим занятиям по дисциплине
- Тема 1. Структурные компоненты эукариотической клетки
- Тестовые задания
- Тема 2. Ядро Тестовые задания
- Тема 3. Плазматическая мембрана (плазмалемма) Тестовые задания
- Тема 4. Цитоплазма. Цитоплазматический матрикс. Цитоскелет Тестовые задания
- Тема 5. Немембранные органоиды Тестовые задания
- Тема 6. Одномембранные органоиды Тестовые задания
- Тема 7. Двумембранные органоиды Тестовые задания
- Ключ ответов:
- Глава V
- 1. Клетка есть единица структуры. Все живое состоит из клеток и их производных. Клетки всех организмов гомологичны.
- 2. Клетка есть единица функции. Функции целостного организма распределены по его клеткам. Совокупная деятельность организма есть сумма жизнедеятельности отдельных клеток.
- 3. Клетка есть единица развития. «Имеется всеобщий принцип развития для всех организмов, и этот принцип развития есть образование клеток».
- История развития клеточной теории
- Школа Пуркинье
- Школа Мюллера и работа Шванна
- Развитие клеточной теории во второй половине XIX века
- Современная клеточная теория
- Заключение
- 2. Свойства и признаки жизни
- 1. Обмен веществ. Любая биологическая система является открытой системой. Это означает, что она не может существовать без обмена с внешней средой химическим веществом, энергией и информацией.
- 2. Самовоспроизведение с изменением. Любая биологическая система способна воспроизводить себе подобную.
- Краткая характеристика уровней жизни
- 3. Современная цитология: объект, предмет, методы.
- Метаболический аппарат клетки
- 2. Структурные компоненты эукариотической клетки.
- Лекция 3. Генетический аппарат клетки
- 1. Генетический аппарат прокариот
- Генетический аппарат кишечной палочки
- Разнообразие типов генетического аппарата прокариот
- 2. Генетический аппарат эукариот
- Структура метафазных хромосом
- 3. Генетический аппарат полуавтономных органоидов
- 4. Системы репарации генетического аппарата
- Лекция 4. Поверхностный аппарат клеток
- 1. Общая характеристика поверхностного аппарата
- 2. Рецепторы мембран
- 3. Транспорт веществ через мембраны
- 4. Межклеточные контакты
- Лекция 5. Обмен веществ
- 1. Общая характеристика обмена веществ
- Значение атф в обмене веществ
- Основные типы пластического обмена
- 2. Электрон-транспортные цепи
- Формирование электрохимического градиента
- 3. Энергетический обмен (дыхание)
- Гликолиз
- Цикл Кребса
- Терминальное окисление
- 4. Пластический обмен (фотосинтез)
- Световые реакции
- Темновые реакции
- Лекция 6. Биосинтез белков
- 1. Основные этапы биосинтеза белков. Генетический код
- Генетический код. Ген и его роль в биосинтезе белков
- 2. Регуляция экспрессии генов
- Регуляция экспрессии генов у прокариот
- Регуляция экспрессии генов у эукариот
- Лекция 7. Вирусы
- 3. Сопоставление прокариотической и эукариотической клеток.
- 4. Что такое вирусы?
- 1.Особенности строения клеток прокариот и эукариот
- 2. Клетки эукариот. Строение и функции
- 3. Сопоставление прокариотической и эукариотической клеток
- Сравнение строения клеток бактерий, растений и животных
- Автотрофные (аутотрофные) и гетеротрофные организмы
- 4. Что такое вирусы?
- Эволюционное происхождение вирусов
- Общий химический состав вирусов
- Вирусная днк
- Вирусная рнк
- Углеводы
- Другие компоненты вирионов
- Строение и свойства вирусов
- Размножение вирусов
- Список используемой литературы
- Лекция 8. Химический состав клеток
- Химический состав клетки Атомный состав клетки
- Молекулярный состав клетки
- 2. Вода
- Органические вещества
- Углеводы
- Неорганические вещества клетки
- Глава VI Аттестационно-педагогические измерительные материалы по дисциплине «Цитология»
- Эталоны ответов
- Глава VII цитологические и цитогенетические термины
- Глава VIII
- К экзамену по дисциплине «цитология»
- Вопросы к гак по дисциплине «Цитология»
- Список литературы
- Основная литератуцра
- Дополнительная литература