Сера - элемент VI группы периодической системы с атомным номером 16. Сера относительно устойчива в свободном состоянии, в обычных условиях находится в виде молекулы S8, имеющей циклическое строение. Природная сера состоит из смеси четырех стабильных изотопов с ат. м. 32, 33, 34 и 36. При образовании химических связей сера может использовать все шесть электронов внешней электронной оболочки (степени окисления серы: 0, 2, 4 и 6).

Сера представляет собой кристаллическую (в виде плотной массы) или аморфную форму (мелкий порошок). По своим химическим свойствам сера является типичным металлоидом и соединяется со многими металлами.

В природе сера встречается как в самородном состоянии, так и в составе сернистых и сернокислых минералов (гипс, серный колчедан, глауберова соль, свинцовый блеск и др.).

Русское название элемента происходит от древне-индийского (санскритского) слова "сира" - светло-желтый. Приставка "тио", часто применяемая к соединениям серы, происходит от греческого названия серы - "тейон" (божественный, небесный), так как сера издавна была символом горючести; огонь же считался достоянием богов, пока Прометей, как гласит миф, не принес его людям.

Сера известна человечеству с древнейших времен. Встречаясь в природе в свободном состоянии, она обращала на себя внимание характерной желтой окраской, а также тем резким запахом, которым сопровождалось ее горение. Считалось также, что запах и голубое пламя, распространяющееся горящей серой, отгоняют демонов.

Сернистый ангидрид - удушливый газ, образующийся при горении серы, еще в древности использовался для отбеливания тканей. При раскопках Помпеи нашли картину, на которой изображен противень с серой и приспособление для подвешивания над ним материи. Издавна употреблялась сера и ее соединения для приготовления косметических средств и для лечения кожных заболеваний. И очень давно ее начали использовать для военных целей. Так, в 670 году защитники Константинополя сожгли арабский флот с помощью "греческого огня". это была смесь селитры, угля и серы. Те же вещества входили в состав черного пороха, применявшегося в Европе в средние века и до конца XIX в.

В водородных и кислородных соединениях сера находится в составе различных анионов, образует многие кислоты и соли. Большинство серосодержащих солей малорастворимы в воде.

Сера образует с кислородом окислы, важнейшими из которых являются сернистый и серный ангидриды. Находясь в одной группе с кислородом, сера обладает сходными окислительно-восстановительными свойствами. С водородом сера образует хорошо растворимый в воде газ - сероводород. Этот газ очень токсичен, за счет его способности прочно связываться с катионами меди в ферментах дыхательной цепи.

Серная кислота, одно из самых важных соединений серы, была открыта, по-видимому, к X в, начиная с XVIII века, ее производят в промышленных масштабах и вскоре она становится важнейшим химическим продуктом, необходимым и в металлургии, и в текстильной промышленности, и в других, самых различных отраслях. В связи с этим начались еще более интенсивные поиски месторождений серы, изучение химических свойств серы и ее соединений и совершенствование методов их извлечения из природного сырья.

Сера - Входит в состав некоторых аминокислот (цистеин, метионин), витамина В1 и некоторых ферментов. Калий - содержится в клетках в виде + ионов, активизирует жизнедеятельность клетки, активизирует работу ферментов, влияет на ритм сердечной деятельности. Железо - входит в состав гемоглобина и многих ферментов, участвует в дыхании, фотосинтезе. Йод - входит в состав гормонов щитовидной железы, участвует в регуляции обмена веществ. Хлор - участвует в водно-солевом обмене, в передаче нервного импульса, в составе соляной кислоты желудочного сока активизирует фермент пепсин.

Картинка 14 из презентации «Химические вещества клетки» к урокам биологии на тему «Химический состав клетки»

Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать картинку для урока биологии, щёлкните по изображению правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как...». Для показа картинок на уроке Вы также можете бесплатно скачать презентацию «Химические вещества клетки.ppt» целиком со всеми картинками в zip-архиве. Размер архива - 333 КБ.

Скачать презентацию

Химический состав клетки

«Химические вещества клетки» - Неорганические вещества. Функции воды. Транспорт веществ. Соотношение химических соединений в клетке. КАТИОНЫ (+ ионы). Макроэлементы. Содержатся в телах неживой и живой природы. Участвует в химических реакциях. Вода и соли. Гидрофильные хорошо растворимы в воде. Защита организма от перегрева и переохлаждения.

«Строение клетки и её функции» - Функции митохондрий. Митохондрия. Функции: Обеспечивает биосинтез белка (сборку белковой молекулы из аминокислот). Реснички (многочисленные цитоплазматические выросты на мембране). ЦИТОЛОГИЯ (от цито... и...логия) - наука о клетке. Клеточная теория. ген (участок ДНК). Аппарат Гольджи. Жгутики (единичные цитоплазматические выросты на мембране).

«Ядро клетки» - Эндоплазматический ретикулум складчатый. Эукариотической клетки. Днк. 0,25 мкм. Особенности строения. Митохондрии. Плазмиды – маленькие кольцевые ДНК в цитоплазме. Вакуоли. Одноклеточные (бактерии, простейшие). Ядро. Внешняя оболочка. Жгутик. 0,1 мкм. ДНК митохондрий, хлоропластов. Функции ядра в прокариотической клетке выполняют аппарат гольджи.

«Органические вещества клетки» - Органические вещества, входящие в состав клетки. Вывод. РНК: и-РНК, т-РНК, р-РНК. Углеводы состоят из атомов углерода и молекул воды. Каковы функции углеводов и липидов? План. Сделать вывод. Растительные и животные белки. Перечислите функции белков. Закрепление. Органические соединения клетки: белки, жиры, углеводы.

«Строение растительной клетки» - Цели и задачи урока. Жгучие клетки. Результат известен каждому, кто имел дело с крапивой. Клетки пробки мертвы и пропитаны веществами, не пропускающими воду и воздух. Корневые волоски. Домашнее задание. Микроскоп поставили, Препарат - на столик, Объектив направили, Глядь, а лук – из долек! Вакуоли. Л.р.№2 «Пластиды в клетках листа элодеи».

«Биология Строение клетки» - Учебные предметы: биология, физика Участники проекта: учащиеся 10 класса. ОПВ: ПОЧЕМУ МЫ НЕ ПОНИМАЕМ КЛЕТКУ? Выяснить механизмы транспорта веществ через клеточную мембрану. Клеточная мембрана. Тема учебного проекта: Структурная организация клетки. Веб-сайт. Дидактические материалы. Транспорт веществ в клетке.

Всего в теме 15 презентаций

Белки - главные «труженики» клетки — это природ-ные биополимеры, построенные из остатков 20 аминокис-лот. В состав макромолекул белков может входить от не-скольких десятков до сотен тысяч и даже миллионов ами-нокислотных остатков, причем свойства белка существенно зависят именно от порядка, в котором располагаются эти остатки друг за другом. Поэтому, очевидно, что число воз-можных белков практически не ограничено.

Аминокислотами называют органические соединения, в которых карбоксильная (кислотная) группа СООН и ами-ногруппа NH 2 . присоединены к одному и тому же атому углерода.

Рис.1 Структурная формула аминокислот

Строение такой молекулы описывается струк-турной формулой (рис.1), где R - радикал, разный для разных аминокислот. Таким образом, в состав аминокислот вхо-дят все четыре органогена С, О, Н, N, а в некоторые ради-калы может входить сера S.

По способности человека синтезировать аминокислоты из их предшественников они делятся на две группы:

• Незаменимые: Триптофан, Фенилаланин, Лизин, Треонин, Метионин, Лейцин, Изолейцин, Валин, Аргинин, Гистидин;
• Заменимые: Тирозин, Цистеин, Глицин, Аланин, Серин, Глутаминовая кислота, Глутамин, Аспарагиновая кислота, Аспарагин, Пролин

Незаменимые аминокислоты должны поступать в организм человека с пищей, так как они не синтезируются человеком, хотя некоторые заменимые аминокислоты синтезируются в организме человека в недостаточных количествах и тоже должны поступать с пищей.

Химические формулы 20 стандартных аминокислот:

Структуру белковой молекулы, поддерживаемую ковалентными связями между аминокислотными остатка-ми, называют первичной. Другими словами, первичная структура белка определяется простой последовательно-стью аминокислотных остатков. Эти остатки могут впол-не определенным образом размещаться в пространстве, образуя вторичную структуру. Наиболее характерной вто-ричной структурой является α-спираль, когда аминокис-лотные цепочки как бы образуют резьбу винта.

Одним из самых удивительных свойств макромолекул является то, что α-спирали с левой и правой «резьбой» встречаются в живой природе с существенно разной вероятностью: мак-ромолекул, «закрученных» вправо, почти нет. Асиммет-рию биологических веществ относительно зеркального отражения обнаружил в 1848 г. великий французский уче-ный Л. Пастер . Впоследствии выяснилось, что эта асим-метрия присуща не только макромолекулам (белкам, нук-леиновым кислотам), но и организмам в целом. Как воз-никла преимущественная спиральность макромолекул и как она в дальнейшем закрепилась в ходе биологической эволюции — эти вопросы до сих пор являются дискусси-онными и не имеют однозначного ответа.

Наиболее сложные и тонкие особенности структуры, отличающие один белок от другого, связаны с простран-ственной организацией белка, которую называют третич-ной структурой . Фактически речь идет о том, что спира-левидные цепочки аминокислотных остатков свернуты в нечто, напоминающее клубок ниток; В результате доволь-но длинные цепочки занимают сравнительно небольшой объем в пространстве. Характер свертывания в клубок от-нюдь не случаен. Напротив, он однозначно определен для каждого белка. Именно благодаря третичной структуре белок способен выполнять свои уникальные каталитиче-ские, ферментативные функции, когда в результате целенаправленного захватывания реагентов осуществляется их синтез в сложные химические соединения, сравнимые по сложности с самим белком. Ни одна из химических ре-акций, осуществляемых белками, не может происходить обычным образом.

Кроме третичной структуры, белок может иметь чет-вертичную структуру; когда имеет место структурная связь между двумя или несколькими белками. Фактиче-ски речь идет об объединении нескольких «клубков» из полипептидных цепочек.

Нуклеиновые кислоты (от лат. nucleus — ядро) — высокомолекулярные органические фосфорсодержащие соединения, биополимеры. Полимерные формы нуклеиновых кислот называют полинуклеотидами . Цепочки из нуклеотидов соединяются через остаток фосфорной кислоты (фосфодиэфирная связь). Поскольку в нуклеотидах существует только два типа гетероциклических молекул, рибоза и дезоксирибоза, то и имеется лишь два вида нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновая (ДНК ) и рибонуклеиновая (РНК ). Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации. Одна из основных аксиом биологии утверждает, что наследственная информация о структуре и функциях био-логического объекта передается из поколения в поколе-ние матричным путем, а носителями этой информации являются нуклеиновые кислоты.

Эти биополимеры на первый взгляд проще, чем белки. «Алфа-вит» нуклеиновых кислот состоит всего из четырех «букв», в роли которых выступают нуклеотиды — сахара-пентозы, к которым присоединено одно из пяти азотистых основа-ний: гуанин (Г), аденин (А), цитозин (Ц), тимин (Т) и урацил (У).

Аденин	Гуанин	Тимин	Цитозин

Рис. 2 Структуры оснований, наиболее часто встречающихся в составе ДНК

В рибонуклеиновой кислоте (РНК) сахаром явля-ется углевод рибоза (С 5 Н 10 О 5), а в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК) — углевод дезоксирибоза (С 5 Н 10 О 4), который отличается от рибозы только тем, что около одно-го из атомов углерода ОН-группа заменена на атом водоро-да. Три из указанных азотистых оснований — Г, А и Ц — входят в состав и РНК, и ДНК. Четвертое азотистое осно-вание в этих кислотах разное — Т входит только в ДНК, а У— только в РНК. Связываются звенья нуклеотидов фосфодиэфирными связями остатка фосфорной кислоты Н 3 РО 4 .

Относительные молекулярные массы нуклеиновых кислот достигают значений 1500 000-2 000 000 и более. Вторичная структура ДНК была установлена метода-ми рентгеноструктурного анализа в 1953 г. Р. Франклин, М. Уилкинсом, Дж. Уотсоном и Ф. Криком. Оказалось, что ДНК образуют спирально за-крученные нити, причем азо-тистое основание одной нити ДНК связано водородными связями с определенным ос-нованием другой нити: аде-нин может быть связан толь-ко с тимином, а цитозин — только с гуанином (рис. 3). Такие связи называются комплементарными (допол-нительными). Отсюда следует, что поря-док расположения оснований в одной нити однозначно оп-ределяет порядок в другой нити. Именно с этим связано важнейшее свойство ДНК — способность к самовоспроиз-ведению (репликации). РНК не имеет двойной спиральной структуры и по-строена как одна из нитей ДНК. Различают рибосомную (рРНК), матричную (мРНК) и транспортную (тРНК). Они отличаются теми ролями, которые играют в клетках.

Рис. 3 Различные формы двойной спирали ДНК

Что же означают последовательности нуклеотидов в нуклеиновых кислотах? Каждые три нуклеотида (их на-зывают триплетами или кодонами) кодируют ту или иную аминокислоту в белке. Например, последователь-ность УЦГ дает сигнал на синтез аминокислоты серин. Сразу возникает вопрос: сколько различных троек можно получить из четырех «букв»? Легко сообразить, что та-ких троек может быть 4 3 = 64. Но в образовании белков может участвовать всего 20 аминокислотных остатков, значит, некоторые из них можно кодировать разными тройками, что и наблюдается в природе.

Например, лей-цин, серин, аргинин кодируются шестью тройками, пролин, валин и глицин — четырьмя и т. д. Это свойство триплетного генетического кода называется вырожденностью или избыточностью. Следует также отметить, что для всех живых организмов кодирование белков происходит одинаково (универсальность кодирования). В то же вре-мя последовательности нуклеотидов в ДНК не могут быть считаны иначе, как единственным способом (непе-рекрываемость кодонов).

Олигосахариды

Моносахариды

• глюкоза
• фруктоза
• галактоза
• манноза

• Дисахариды
• сахароза (обычный сахар)
• мальтоза
• изомальтоза
• лактоза
• лактулоза

• декстрин
• гликоген
• крахмал
• целлюлоза

Белки - главные «труженики» клетки - это природ­ные биополимеры, построенные из остатков 20 аминокис­лот. В состав макромолекул белков может входить от не­скольких десятков до сотен тысяч и даже миллионов ами­нокислотных остатков, причем свойства белка существенно зависят именно от порядка, в котором располагаются эти остатки друг за другом. По этой причине, очевидно, что число воз­можных белков практически не ограничено.

Аминокислотами называют органические соединœения, в которых карбоксильная (кислотная) группа СООН и ами­ногруппа NH 2 . присоединœены к одному и тому же атому углерода.

Рис.1 Структурная формула аминокислот

Строение такой молекулы описывается струк­турной формулой (рис.1), где R - радикал, разный для разных аминокислот. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в состав аминокислот вхо­дят всœе четыре органогена С, О, Н, N, а в некоторые ради­калы может входить сера S.

По способности человека синтезировать аминокислоты из их предшественников они делятся на две группы:

• Незаменимые: Триптофан, Фенилаланин, Лизин, Треонин, Метионин, Лейцин, Изолейцин, Валин, Аргинин, Гистидин;
• Заменимые: Тирозин, Цистеин, Глицин, Аланин, Серин, Глутаминовая кислота͵ Глутамин, Аспарагиновая кислота͵ Аспарагин, Пролин

Незаменимые аминокислоты должны поступать в организм человека с пищей, так как они не синтезируются человеком, хотя некоторые заменимые аминокислоты синтезируются в организме человека в недостаточных количествах и тоже должны поступать с пищей.

Химические формулы 20 стандартных аминокислот:

Структуру белковой молекулы, поддерживаемую ковалентными связями между аминокислотными остатка­ми, называют первичной. Другими словами, первичная структура белка определяется простой последовательно­стью аминокислотных остатков. Эти остатки могут впол­не определœенным образом размещаться в пространстве, образуя вторичную структуру. Наиболее характерной вто­ричной структурой является α-спираль, когда аминокис­лотные цепочки как бы образуют резьбу винта. Одним из самых удивительных свойств макромолекул является то, что α-спирали с левой и правой «резьбой» встречаются в живой природе с существенно разной вероятностью: мак­ромолекул, «закрученных» вправо, почти нет. Асиммет­рию биологических веществ относительно зеркального отражения обнаружил в 1848 ᴦ. великий французский уче­ный Л. Пастер. Впоследствии выяснилось, что эта асим­метрия присуща не только макромолекулам (белкам, нук­леиновым кислотам), но и организмам в целом. Как воз­никла преимущественная спиральность макромолекул и как она в дальнейшем закрепилась в ходе биологической эволюции - эти вопросы до сих пор являются дискусси­онными и не имеют однозначного ответа.

Наиболее сложные и тонкие особенности структуры, отличающие один белок от другого, связаны с простран­ственной организацией белка, которую называют третич­ной структурой. Фактически речь идет о том, что спира­левидные цепочки аминокислотных остатков свернуты в нечто, напоминающее клубок ниток; В результате доволь­но длинные цепочки занимают сравнительно небольшой объем в пространстве. Характер свертывания в клубок от­нюдь не случаен. Напротив, он однозначно определœен для каждого белка. Именно благодаря третичной структуре белок способен выполнять свои уникальные каталитиче­ские, ферментативные функции, когда в результате целœенаправленного захватывания реагентов осуществляется их синтез в сложные химические соединœения, сравнимые по сложности с самим белком. Ни одна из химических ре­акций, осуществляемых белками, не может происходить обычным образом.

Кроме третичной структуры, белок может иметь чет­вертичную структуру; когда имеет место структурная связь между двумя или несколькими белками. Фактиче­ски речь идет об объединœении нескольких «клубков» из полипептидных цепочек.

Нуклеиновые кислоты (от лат. nucleus - ядро) - высокомолекулярные органические фосфорсодержащие соединœения, биополимеры. Полимерные формы нуклеиновых кислот называют полинуклеотидами. Цепочки из нуклеотидов соединяются через остаток фосфорной кислоты (фосфодиэфирная связь). Поскольку в нуклеотидах существует только два типа гетероциклических молекул, рибоза и дезоксирибоза, то и имеется лишь два вида нуклеиновых кислот - дезоксирибонуклеиновая (ДНК ) и рибонуклеиновая (РНК ). Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всœех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации. Одна из базовых аксиом биологии утверждает, что наследственная информация о структуре и функциях био­логического объекта передается из поколения в поколе­ние матричным путем, а носителями этой информации являются нуклеиновые кислоты .

Эти биополимеры на первый взгляд проще, чем белки. «Алфа­вит» нуклеиновых кислот состоит всœего из четырех «букв», в роли которых выступают нуклеотиды - сахара-пентозы, к которым присоединœено одно из пяти азотистых основа­ний: гуанин (Г), аденин (А), цитозин (Ц), тимин (Т) и урацил (У).

Аденин	Гуанин	Тимин	Цитозин

Рис.2 Структуры оснований, наиболее часто встречающихся в составе ДНК

В рибонуклеиновой кислоте (РНК) сахаром явля­ется углевод рибоза (С 5 Н 10 О 5), а в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК) - углевод дезоксирибоза (С 5 Н 10 О 4), который отличается от рибозы только тем, что около одно­го из атомов углерода ОН-группа заменена на атом водоро­да. Три из указанных азотистых оснований - Г, А и Ц - входят в состав и РНК, и ДНК. Четвертое азотистое осно­вание в этих кислотах разное - Т входит только в ДНК, а У- только в РНК. Связываются звенья нуклеотидов фосфодиэфирными связями остатка фосфорной кислоты Н 3 РО 4 . Относительные молекулярные массы нуклеиновых кислот достигают значений 1500 000-2 000 000 и более. Вторичная структура ДНК была установлена метода­ми рентгеноструктурного анализа в 1953 ᴦ. Р. Франклин, М. Уилкинсом, Дж. Уотсоном и Ф. Криком. Оказалось, что ДНК образуют спирально за­крученные нити, причем азо­тистое основание одной нити ДНК связано водородными связями с определœенным ос­нованием другой нити: аде­нин может быть связан толь­ко с тимином, а цитозин - только с гуанином (рис. 3). Такие связи называются комплементарными (допол­нительными). Отсюда следует, что поря­док расположения оснований в одной нити однозначно оп­ределяет порядок в другой нити. Именно с этим связано важнейшее свойство ДНК - способность к самовоспроиз­ведению (репликации). РНК не имеет двойной спиральной структуры и по­строена как одна из нитей ДНК. Различают рибосомную (рРНК), матричную (мРНК) и транспортную (тРНК). Οʜᴎ отличаются теми ролями, которые играют в клетках.

Рис. 3 Различные формы двойной спирали ДНК

Что же означают последовательности нуклеотидов в нуклеиновых кислотах? Каждые три нуклеотида (их на­зывают триплетами или кодонами) кодируют ту или иную аминокислоту в белке. К примеру, последователь­ность УЦГ дает сигнал на синтез аминокислоты серин. Сразу возникает вопрос: сколько различных троек можно получить из четырех «букв»? Легко сообразить, что та­ких троек может быть 4 3 = 64. Но в образовании белков может участвовать всœего 20 аминокислотных остатков, значит, некоторые из них можно кодировать разными тройками, что и наблюдается в природе. К примеру, лей­цин, серин, аргинин кодируются шестью тройками, пролин, валин и глицин - четырьмя и т. д. Это свойство триплетного генетического кода принято называть вырожденностью или избыточностью. Следует также отметить, что для всœех живых организмов кодирование белков происходит одинаково (универсальность кодирования). В то же вре­мя последовательности нуклеотидов в ДНК не бывают считаны иначе, как единственным способом (непе­рекрываемость кодонов).

- Полисахариды

Ксилоза (древесный сахар) содержится в хлопковой шелухе, кукурузных кочерыжках. Ксилоза входит в состав пентозанов. Соединяясь с фосфором, ксилоза переходит в активные соединения, играющие важную роль во взаимопревращениях сахаров. Арабиноза содержится в хвойных... [читать подробенее]

- Сырьевая база растений, содержащих полисахариды

Закономерности образования и накопления полисахаридов в растениях. Роль в жизни растений Полисахариды составляют 80 % органического вещества планеты, поскольку составляют большую часть сухого вещества растений. В растениях моносахариды и их производные,... [читать подробенее]

- Резервные полисахариды

Основным резервным полисахаридом в клетках растений является крахмал. Крахмал образуется в растениях при фотосинтезе и откладывается в виде "резервного" углевода в корнях, клубнях и семенах. Например, зерна риса, пшеницы, ржи и других злаков содержат 60-80% крахмала,...