А-2 Дергачева К.

КЛЕТОЧНАЯ МЕМБРАНА -эластическая молекулярная структура, состоящая из белков и липидов. Обязательный компонент любой клетки. Отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая её целостность; регулирует обмен между клеткой и средой; внутриклеточные мембраны разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки — компартменты или органеллы, в которых поддерживаются определённые условия среды. Так же необходимо знать, что протопласт-клетка без клеточной стенки. А сам протопласт окружен мембраной –плазмалеммой. Мембрана служит высокоизбирательным «входным» селективным фильтром и отвечает за активный транспорт веществ в клетку и из нее.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ
мембрана представляет собой липидный бислой с большим количеством белков. Основу липидногобислоя составляют фосфолипиды. Помимо них в состав липидного слоя входят гликолипиды и стерины. Липиды достаточно активно перемещаются в пределах своего монослоя, но возможны и их переходы из одного монослоя в другой. Такой переход, называемый «флип-флоп», осуществляется ферментом флипазой. Кроме липидов и белков в плазмалемме присутствуют углеводы. Соотношение липидов, белков и углеводов в мембране приблизительно 40:40: 20. Мембранные белки связаны с липиднымбислоем различными способами. Первоначально белки мембран разделяли на два основных типа: периферийные и интегральные. Периферийные белки ассоциированы с мембраной за счет присоединения к интегральным белкам или липидномубислою слабыми связями: водородными, электростатическими, солевыми мостиками. Они в основном растворимы в воде и легко отделяются от мембраны без ее разрушения. Некоторые периферийные белки обеспечивают связь между мембранами и цитоскелетом. Интегральные белки мембран нерастворимы в воде.

ФУНКЦИИ:
Барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пассивный и активный обмен веществ с окружающей средой. Например, мембрана пероксисом защищает цитоплазму от опасных для клетки пероксидов. Избирательная проницаемость означает, что проницаемость мембраны для различных атомов или молекул зависит от их размеров, электрического заряда и химических свойств. Избирательная проницаемость обеспечивает отделение клетки и клеточных компартментов от окружающей среды и снабжение их необходимыми веществами.
Транспортная — через мембрану происходит транспорт веществ в клетку и из клетки. Транспорт через мембраны обеспечивает: доставку питательных веществ, удаление конечных продуктов обмена, секрецию различных веществ, создание ионных градиентов, поддержание в клетке оптимального pH и концентрации ионов, которые нужны для работы клеточных ферментов.
Матричная — обеспечивает определенное взаиморасположение и ориентацию мембранных белков, их оптимальное взаимодействие.
Механическая — обеспечивает автономность клетки, её внутриклеточных структур, также соединение с другими клетками (в тканях). Большую роль в обеспечении механической функции имеют клеточные стенки, а у животных — межклеточное вещество.
Энергетическая — при фотосинтезе в хлоропластах и клеточном дыхании в митохондриях в их мембранах действуют системы переноса энергии, в которых также участвуют белки;
Рецепторная — некоторые белки, находящиеся в мембране, являются рецепторами (молекулами, при помощи которых клетка воспринимает те или иные сигналы).Например, гормоны, циркулирующие в крови, действуют только на такие клетки-мишени, у которых есть соответствующие этим гормонам рецепторы. Нейромедиаторы (химические вещества, обеспечивающие проведение нервных импульсов) тоже связываются с особыми рецепторными белками клеток-мишеней.
Ферментативная — мембранные белки нередко являются ферментами. Например, плазматические мембраны эпителиальных клеток кишечника содержат пищеварительные ферменты.

А. 3. Структура и функции клеточной стенки.

Клеточная стенка – особое образование на поверхности протопласта, продукт его деятельности.

Образование клеточной стенки начинается в метафазе клеточного деления. В экваториальной зоне возникает срединная пластинка, состоящая из пектата кальция, которая нарастает от центра к переферии,отделяет одну новообразовавшуюся клетку от другой. Срединная пластинка с обеих сторон покрывается первичной клеточной стенкой. Рост в толщину происходит за счёт наложения новых слоёв со стороны содержимого каждой клетки. Рост в длину начинается путём интусусцепции начинается с разрыхления матрикса. В В этом процессе важную роль играют фитогормоны. В образовавшиеся полости поступают новые порции материала,из которого строится клеточная стенка. Синтез и транспорт этих веществ осуществляют вакуоли и аппарат Гольджи.

Клеточная стенка состоит из двух компонентов:

1.более или менее рыхлый матрикс

2. арматура в матриксе (в ближней к протопласту зоне арматурные элементы отражают ориентацию специфических клеточных элементов – микротрубочек,а в более отдаленных слоях арматурные элементы располагаются хаотично)

Химический состав кл.ст.:основа – полисахариды

Средний состав первичной клеточной стенки таков: целлюлоза – 25% сухой массы, пектиновые вещества – 30, гемицеллюлоза – 40, белки и другие вещества – 5%.

Химический состав и структура клеточной стенки определяют её важнейшие свойства – прочность, эластичность, высокую гидрофильность.

Функции кл.ст.:

1. Опорная, благодаря ей клетка поддерживает форму и размеры.

2. Защитная, препятствует проникновению в протопласт частиц, способных его повредить, а также патогенных микроорганизмов.

3. Буферная по отношению к воде. В полисахаридной оболочке может сосредотачиваться до 30% ее содержания в клетке; при водном дефиците она может использоваться протопластом.

4. Транспортная, осуществляющая диффузионное передвижение гидрофильных веществ по насыщенному водой матриксу.

Кроме того, целлюлоза является важным сырьём для промышленной переработки. Доля целлюлозы в клеточных стенках хозяйственно полезных растений различна, что и определяет то и ли иное их использование. Так, в волосках коробочек хлопчатника целлюлозы содержится 90%,в древесине её около 50%.

4А. КОМПАРТМЕНТАЦИЯ ПРОТОПЛАСТА РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ

Важнейшими в регуляторных механизмах клетки является принцип компартментации, обуславливающий высокую степень временной и пространственной организованности метаболизма, и взаимодействия компонентов цитоплазмы. Взаимодействие обеспечивается наличием гиалоплазмы и эндоплазматической сети.

Компартменты – дифференцированные, специализированные участки, или отсеки в протоплазме, различаю­щиеся по степени активности содержащихся в них химических сое­динений и систем, регулирующих их превращения. Явление компартментации обуславливают клеточные мембраны, которые выполняют функцию расчленения биохимических процессов, разделения их между различ­ными компонентами протоплазмы и пространственного размещения в объеме клетки фондов метаболитов и ферментов.

В растительной клетке имеется три основных компартмента: сво­бодное пространство (СП), цитоплазма и вакуоль. Компартментальны отдельные участки клетки и органелл, отдельные участки мембран, отдельные фонды метаболитов, ферментов и всех других морфологических и химических компонентов протопласта.

Характерная особенность компартментированных метаболитов и ферментов — их подвижность, что достигается включением метаболитов в везикулы и мелкие вакуоли и концентрацией их в трубоч­ках эндоплазматического ретикулума и других трубчатых структурах. Это способствует, например, отводу ассимилятов из хлоропластов без их соприкосновения со стромой цитоплазмы. Эффективность действия механизмов фотофосфорилирования в хлоропластах определяется компартментами, обеспечивающими образование протонного градиента. Компартментальны в данном случае мембранные диски гран хлоропластов. Практиче­ски все основные пути метаболизма углеводов прочно ассоциированы с определенными участками плазматических мембран. В клетке существуют компартменты, содержащие системы гликолиза, цикла Кребса и пентозофосфатного шунта. Так все участки цикла Кребса локализованы в матриксе или во внутренней мембране митохондрий. Аналогичные закономерности установлены для процессов биосинтеза и превращения аминокислот, по­глощения и выделения минеральных веществ, воды, регуляции действия имеющихся в клетке ферментов и т. п

А-5. Общая характеристика класса растительных белков. Белки растений, их состав, структура и функции.

Общая характеристика

Белки- это азотсодержащие высокомолекулярные органические вещества со сложным составом и строением молекул. Растения синтезируют белки (и их составные части -аминокислоты) из углекислого газа СО2 и воды Н2О за счет фотосинтеза, усваивая остальные элементы белков (азот N, фосфор Р, серу S, железо Fe, магний Mg) из растворимых солей, находящихся в почве. Характерной особенностью белков является их многообразие, связанное с количеством, свойствами и способах соединения входящих в их молекулу аминокислот. Белки выполняют функцию биокатализаторов ферментов, регулирующих скорость и направление химических реакций в организме. В комплексе с нуклеиновыми кислотами обеспечивают функции роста и передачи наследственных признаков. В молекулах белков содержатся повторяющиеся амидные связи С(0)NH, названные пептидными (теория русского биохимика А.Я.Данилевского). Таким образом, белок представляет собой полипептид, содержащий сотни или тысячи аминокислотных звеньев.

Структура белков.

Особый характер белка каждого вида связан не только с длиной, составом и строением входящих в его молекулу полипептидных цепей, но и с тем, как эти цепи ориентируются. В структуре любого белка существует несколько степеней организации:

1.Первичная структура белка специфическая последовательность аминокислот в полипептидной цепи.

2.Вторичная структура белка способ скручивания полипептидной цепи в пространстве (за счет водородной связи между водородом амидной группы NH и карбонильной группы СО, которые разделены четырьмя аминокислотными фрагментами).

3. Третичная структура белка реальная трехмерная конфигурация закрученной спирали полипептидной цепи в пространстве (спираль, скрученная в спираль). Третичная структура белка обуславливает специфическую биологическую активность белковой молекулы. Третичная структура белка поддерживается за счет взаимодействия различных функциональных групп полипептидной цепи: дисульфидный мостик (-S-S-) между атомами серы, сложноэфирный мостик между карбоксильной группой (-СО-) и гидроксильной(-ОН), солевой мостик - между карбоксильной (-СО-) и аминогруппами (NH2).

4. Четвертичная структура белка тип взаимодействия между несколькими полипептидными цепями. Например, гемоглобин представляет из себя комплекс из четырех макромолекул белка.

Физические свойства.

Белки имеют большую молекулярную массу (104107 г/моль), многие белки растворимы в воде, но образуют, как правило, коллоидные растворы, из которых выпадают при увеличении концентрации неорганических солей, добавлении солей тяжелых металлов, органических растворителей или при нагревании (денатурация).

Химические свойства.

1. Денатурация разрушение вторичной и третичной структуры белка.

Функции белков.

1. Каталитические – относятся к биологическим катализаторам.

2. Транспортные – выполняет функции переноса веществ из одного компартмента клетки в другую или между органами целого организма.

3. Защитные – представлены антителами или иммуноглобулинами.

4. Структурные – входят в состав мембран клеток.

5. Запасные и питательные – резервный и питательный материал клетки.

А-6.Общая характеристика класса углеводов и их роль в жизнедеятельности растений.

Углеводы – это группа органических веществ с общей формулой (СН2О)n, т.е. в их состав входят только кислород, углерод и водород. Углеводы имеют намного более простое строение, чем белки. Углеводы делятся на 3 больших класса: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

моносахариды – это простые углеводы, не имеющие полимерного строения. Молекулы моносахаридов могут содержать разное число атомов углерода: 3 (т 434h71fe риозы), 4 (тетрозы), 5 (пентозы), 6 (гексозы), 7 (гексозы), из них растениях наиболее распространены триозы, пентозы и гексозы.

Триозы (Эти сахара являются промежуточными продуктами в процессе гликолиза при дыхании)

пентозы (дезоксирибоза – в состав ДНК, рибоза – в состав РНК, а также некоторых других важных веществ – НАД, НАДФ, ФАД и АТФ)

гексозы (Они служат для клетки источником энергии, которая высвобождается при их окислении в ходе дыхания. Из глюкозы и фруктозы образуется самый распространенный дисахарид – сахароза. Глюкоза служит мономером для образования самых распространенных растительных полисахаридов – крахмала и глюкозы)

Дисахариды – это сахара, молекулы которых образуются из 2 молекул моносахаридов в результате реакции конденсации, т.е. соединения молекул моносахаридов с выделением воды.

Полисахариды – это полимеры, образующиеся путем конденсации множества молекул моносахаридов. В растениях полисахариды выполняют 2 функции – структурную и запасающую.

Полисахариды удобны для использования в качестве структурных веществ по 2 причинам:

- они имеют длинные прочные молекулы

-полисахариды химически малоактивны, поэтому образующиеся из них структуры устойчивы к различным внешним воздействиям.

Полисахариды удобны для использования в качестве запасных веществ по 2 причинам:

- большой размер молекул полисахаридов делает их нерастворимыми в воде, а значит – они не оказывают на клетку химического или осмотического воздействия;

-полисахариды легко превратить в моносахариды путем гидролиза

Главным запасным полисахаридом растений является крахмал. Крахмал – это полимер α-глюкозы. При необходимости крахмал легко гидролизуется до глюкозы. Именно крахмал является запасным веществом у большинства растений – зерновых, кукурузы, картофеля и т.д.. В клетках крахмал содержится в виде крахмальных зерен в хлоропластах или цитоплазме.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 56; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!