Для того, чтобы выяснить, как устроены молекулы, образующие клетки, какова структура молекул, где они находятся в клетке, мы сначала вспомним строение клетки. Вспомнив, из чего состоит живая клетка, и какие функции выполняют те или иные органеллы, мы сможем заполнить следующую табличку. Оказывается, можно провести интересную аналогию с элементами, выполняющими схожие функции у живых организмов и государств. Выделим следующие функции:
защиты (внешнюю и внутреннюю);
транспортную (веществ и информации);
обеспечение клетки энергией и веществами;
хранение и передача информации.
За внешнюю защиту у клеток отвечает клеточная мембрана; у организмов – кожа, когти, перья, шерсть; у государств – погранвойска. Внутреннюю защиту клеткам обеспечивает система рестрикции- модификации. Для примера приведем бактериальную клетку. У нее есть специальные ферменты – рестриктазы (в пер. с англ. «ограничивать»), которые разрезают чужеродную ДНК. На собственных ДНК есть специальные химические метки, чтобы рестриктазы смогли их распознать. У организмов в качестве внутренней защиты существует иммунная система, а у государства – МВД, ФСК.
Структурные и функциональные аналогии в строении различных систем
ФУНКЦИЯ |
КЛЕТОЧНАЯ ОРГАНЕЛЛА ИЛИ СИСТЕМА |
ОРГАН ИЛИ СИСТЕМА ОРГАНОВ |
КАСТЫ |
ГОСУДАРСТВЕННЫЕ ОРГАНИЗАЦИИ |
Защита |
- внешняя |
клеточная мембрана |
кожа, шерсть, когти, перья |
кшатрии (воины) |
погранвойска |
- внутренняя |
система рестрикции-модификации* |
иммунная система |
МВД, ФСК |
Обеспечение |
- энергией |
митохондрии, хлоропласты; |
Пищеварительная + дыхательная системы |
шудры (ремесленники) |
Газпром, АЭС |
- веществами |
Трансмембранные каналы, лизосомы |
Пищеварительная система |
с/х, горнодоб. промышленность |
Информация |
хранение и воспроизведение |
ядро, ДНК |
мозг, центр. нервная система |
брахманы (жрецы) |
культура, искусство; школа |
Транспорт |
- вещества |
эндоплазматическая сеть |
Пищеварительный тракт, кровь |
вайшьи (торговцы) |
нефтепровод, транспорт |
- информации |
РНК |
нервы, гормоны |
почта, телефон, ИНТЕРНЕТ |
Обеспечением энергией в животных клетках занимаются митохондрии, а в растительных – хлоропласты, в организмах – пищеварительная и дыхательная системы, в государстве же – организации типа Газпрома и АЭС. Обеспечение клетки веществами идет благодаря трансмембранным каналам, лизосомам, в организме – пищеварительной системе, а в государстве – сельскохозяйственной и др. промышленности.
Хранение и воспроизведение информации на клеточном уровне идет в ядре посредством ДНК, в организме эту функцию имеет мозг, центральная нервная система, в стране – школы, библиотеки, культура, искусство.
Транспортируются вещества в клетке благодаря эндоплазматической сети, в организме – желудочно-кишечному тракту, дыхательной системе, крови; в стране – нефте- и газопроводам, транспорту. Что же касается передачи информации, то в клетке этим занимается матричная РНК; в организме – нервы и гормоны (нервно-гуморальная система). Причем хочется отметить, что нервную систему можно сравнить с адресной доставкой (человек может получить письмо лично, и никто больше об этом не узнает), то есть по нервам можно доставить информацию очень точно к определенной мышце или определенному органу. А гормональную систему можно сравнить со СМИ, то есть она работает как система всеобщего оповещения. В государстве за информацию отвечают почта, телефонная сеть, Интернет и др.
Мы провели аналогию с хорошо известными вам системами (организм и государство), чтобы иметь более абстрактное представление о строении клетки.
В таблице добавлены индийские касты. Касты возникли, как структуры, фиксирующие функциональные особенности разных слоев населения. Кшатрии (воины) выполняют функции защиты; шудры (торговцы и ремесленники) – обеспечения питанием и энергией; брахманы (жрецы) – хранения и воспроизведения информации, вайшьи (торговцы) – транспорт вещества и информации.
Далее мы переходим к изучению веществ, из которых состоит клетка, и будем говорить о связи структур и функций этих веществ.
Основные атомы, составляющие живую клетку – это углерод, водород, кислород, азот и фосфор. Конечно, в полимерах присутствуют и другие вещества (например, сера), но сейчас мы рассмотрим комбинации этих пяти элементов. Как вы знаете, образование биополимеров возможно благодаря тому, что углерод четырехвалентен, способен образовывать 4 связи, и атомы углерода, связываясь друг с другом, могут образовывать длинные цепочки, состоящие из десятков атомов. Мы расскажем о четырех видах биополимеров: белках, нуклеиновых кислотах, липидах и углеводах; как они устроены и чем занимаются.
Список литературы
А.В.Макеев. Основы биологии, лекция 1: Атомный и молекулярный состав живых организмов, стр. 5-30
Н.Грин, У.Стаут, Д.Тейлор. Биология, том. 1, глава 5: Химические компоненты живого (стр. 151-194)
Д.Месслер. Биохимия, том. 1, глава 2: Молекулы, из которых мы состоим (стр. 67-199).
Другие работы по теме:
Теория строения органических соединений АМ Бутлерова
Graphics ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ А. М. БУТЛЕРОВА. Graphics ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ- ЭТО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЕСТЬ СОЕДИНЕНИЯ АТОМОВ В МОЛЕКУЛЕ, ПОРЯДОК ИХ ВЗАИМОСВЯЗИ И ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ ИХ ДРУГ НА ДРУГА. Graphics
Углеводы Строение и функции
Text Graphics Углеводы. Строение и функции Graphics Глюкоза Глюкоза С6Н12О6 Значение: Источник энергии; входит в состав гликозидов, в свободном состоянии содержится в тканях растений, животных, человека; является мономером полисахаридов, гликогена, крахмала, клетчатки.
Бензол
Бензол — органическое соединение C6H6, простейший ароматический углеводород. 1. СТРОЕНИЕ БЕНЗОЛА Бензольное ядро представляет собой шестичленную циклическую молекулу образованную шестью - связями, а также единой электронной системой из шести электронов.
Экзаменационные билеты по химии (Ангарск, 2003г.)
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ БИЛЕТЫ ПО ХИМИИ Билет№1 1) П.З. и П.С.Х.Э. Д.И.Менделеева. Закономерности изменения свойств элементов малых периодов и главных подгрупп в зависимости от атомного (порядкового) номера.
Глюкоза
Министерство образования РФ Гимназия №22 Реферат на тему: «Глюкоза» Выполнил Хвещеник Константин 10 «А» кл. г. Белгород 2002 г. Глюкоза Строение молекул
Современные представления о жизни
Большой вклад в выяснение сущности жизни сделал Ф. Энгельс, который рассматривал жизнь как особую форму движения материи. "Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел" (Анти-Дюринг). "Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой" (Диалектика природы).
Применение компьютерных технологий
Text Graphics Использование электронного ресурса «Библиотека электронных наглядных пособий» Физика 7 – 11 класс Кабинет физики МОУ СОШ с. Вязовка Учитель физики Харитонов Г.В. Graphics
Строение атома Оптические спектры атома
Лабораторная работа № 1 Тема. Строение атома. Оптические спектры атома Экспериментальная часть Цели 1. Определить экспериментальным путём характеристическое излучение атома в возбуждённом состоянии.
Строение атома. Оптические спектры атома
Экспериментальное наблюдение характеристического излучения атома натрия в возбуждённом состоянии - в процессе горения; определение длины волны и энергетического уровня перехода наружного электрона, которым обусловлен характеристический цвет излучения.
Сплавы на основе меди
Методика и основные этапы проведения металлографического анализа сплава латуни Л91. Зарисовка микроструктуры данного сплава на основе меди. Подбор необходимой диаграммы состояния. Зависимость механических свойств с концентрацией меди в сплаве латуни Л91.
Сплавы на основе меди
Лабораторная работа 6 Тема: " Сплавы на основе меди" Цель: Изучить строение латуни Л91 Оборудование: Металлографический микроскоп, коллекция микрошлифов меди, латаней и бронз.
Мифы - Сказание о создании ночи1
Мне очень нравится читать мифы и легенды разных стран и народов. Как по разному и в то же время как похоже древние люди живущие в разных местах представляли себе строение мира и человека причины смены времен года смену дня и ночи возникновение в Мне очень нравится читать мифы и легенды разных стран и народов.
Введение
Характеристика исходного сырья, материалов, реагентов, изготовляемой продукции 72
Физиология сосудистой системы
Содержание: Содержание: 2 Введение 3 Надпочечники 4 Корковый слой надпочечников. 4 Заключение 5 Введение Надпочечники Надпочечники – парные образования лежащие , у животных, краниальнее почек (надпочечники были так названы в связи с тем, что изначально они были описаны у человека, где за счет прямохождения они расположены соответственно над почками).
Памятник искусства Капля нефти
Памятник искусства "Капля нефти" Автор: Сочинения на свободную тему В мире есть много памятников, все они имеют огромное культурное значение для человечества. Например, в столице России, Москве, есть замечательный храм Василия Блаженного, это строение является хранителем нашей истории.
Методология истории
План Введение 1 Методы исторического исследования Список литературы Введение Методология исторической науки (истории) — специальная историческая дисциплина, которая определяет предмет и объект исторической науки, цель научного исторического познания, изучает научный и социальный статус исторической науки, её дисциплинарное строение, разрабатывает теорию исторического познания (включая общефилософские, гносеологические и эпистомологические основы, принципы, уровни, виды и методы исторического познания).
Что у Земли внутри
Text Graphics ЗЕМЛЯ Что у Земли внутри Презентация для 5 класса Graphics Graphics Реконструкция движения плит Graphics
Функции белков
Ниже рассматриваются главные и в некотором смысле уникальные биологические функции белков, несвойственные или лишь частично присущие другим классам биополимеров.
Внутреннее строение лягушки
Text Text Сравните скелеты рыбы и лягушки(см. Инструкцию). Сравните скелеты рыбы и лягушки(см. Инструкцию). Рассмотрите строение конечностей разных животных.
Растительная клетка, ее строение
Растительная клетка, ее строение Типичная растительная клетка содержит хлоропласты и вакуоли и окружена целлюлозной клеточной стенкой. Плазматическая мембрана (плазмалемма), окружающая растительную клетку, состоит из двух слоев липидов и встроенных в них молекул белков. Молекулы липидов имеют полярные гидрофильные «головки» и неполярные гидрофобные «хвосты».
Строение животной клетки
§ 4.1. СТРОЕНИЕ ЖИВОТНОЙ КЛЕТКИ Животные, как и растения, состоят из клеток. Клетки животных различаются по форме и величине. Среди них встречаются округлые, цилиндрические, прямоугольные, звездчатые клетки.
Палеонтология
Палеонтология - наука о вымерших организмах. Окаменелости или фоссилии - объект палеонтологических исследований. Подразделения палеонтологии: палеозоология, палеоботаника, микропалеонтология, палеоэкология, тафономия.
Физиология и анатомия человека
АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА Введение. Наука о человеке: анатомия и физиология. Значение знаний о человеке для охраны его здоровья. Положение человека в природе и в системе животного мира. Черты
Строение клетки и функции ее органоидов
СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ И ФУНКЦИИ ЕЕ ОРГАНОВ. Главные органоиды Строение Функции Цитоплазма Внутренняя полужидкая среда мелкозернистой структуры. Содержит ядро и органоиды.
Билеты на экзамен по биологии 9 класс
Билет №1 Клетка, и её строение, химический состав жизненные свойства клетки. Тест «Размножение». Билет №2 Организм – единое целое. Ткани и органы, системы органов.
Билеты на экзамен по биологии 9 класс
Билет №1 Клетка, и её строение, химический состав жизненные свойства клетки. Тест «Размножение». Билет №2 Организм – единое целое. Ткани и органы, системы органов.
Строение клетки и функции ее органоидов
СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ И ФУНКЦИИ ЕЕ ОРГАНОВ. Главные органоиды Строение Функции Цитоплазма Внутренняя полужидкая среда мелкозернистой структуры. Содержит ядро и органоиды.
Правовые основы безопасности жизнедеятельности
Правовые основы безопасности жизнедеятельности имеют иерархическое строение, то есть требования верхних уровней должны быть учтены при разработке нижних, конкретных подзаконных актов.