Строение, свойства и функции белков
Белки - высокомолекулярные органические соединения, их аминокислотный состав. Определение свойств белков их составом и структурой белковой молекулы. Характеристика основных функций белков. Органоиды клетки и их функции. Клеточное дыхание и его строение.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.06.2012 |
| Размер файла | 22,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
"ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
(ЗабГУ)
Институт переподготовки и повышения квалификации
Контрольная работа
по дисциплине: Биология
Чита 2011
План
- 1. Строение, свойства и функции белков
- Строение белков
- Свойства белков
- Функции белков
- 2. Функции органоидов клетки
- 3. Клеточное дыхание и его строение
- Литература
1. Строение, свойства и функции белков
Строение белков
Белки - высокомолекулярные органические соединения, состоящие из остатков б-аминокислот.
В состав белков входят углерод, водород, азот, кислород, сера. Часть белков образует комплексы с другими молекулами, содержащими фосфор, железо, цинк и медь.
Белки обладают большой молекулярной массой: яичный альбумин - 36 000, гемоглобин - 152 000, миозин - 500 000. Для сравнения: молекулярная масса спирта - 46, уксусной кислоты - 60, бензола - 78.
Аминокислотный состав белков
Белки - непериодические полимеры, мономерами которых являются б-аминокислоты. Обычно в качестве мономеров белков называют 20 видов б-аминокислот, хотя в клетках и тканях их обнаружено свыше 170.
В зависимости от того, могут ли аминокислоты синтезироваться в организме человека и других животных, различают: заменимые аминокислоты - могут синтезироваться; незаменимые аминокислоты - не могут синтезироваться. Незаменимые аминокислоты должны поступать в организм вместе с пищей. Растения синтезируют все виды аминокислот.
В зависимости от аминокислотного состава, белки бывают: полноценными - содержат весь набор аминокислот; неполноценными - какие-то аминокислоты в их составе отсутствуют. Если белки состоят только из аминокислот, их называют простыми. Если белки содержат помимо аминокислот еще и неаминокислотный компонент (простетическую группу), их называют сложными. Простетическая группа может быть представлена металлами (металлопротеины), углеводами (гликопротеины), липидами (липопротеины), нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеины).
Свойства белков
Аминокислотный состав, структура белковой молекулы определяют его свойства. Белки сочетают в себе основные и кислотные свойства, определяемые радикалами аминокислот: чем больше кислых аминокислот в белке, тем ярче выражены его кислотные свойства. Способность отдавать и присоединять Н+ определяют буферные свойства белков; один из самых мощных буферов - гемоглобин в эритроцитах, поддерживающий рН крови на постоянном уровне. Есть белки растворимые (фибриноген), есть нерастворимые, выполняющие механические функции (фиброин, кератин, коллаген). Есть белки активные в химическом отношении (ферменты), есть химически неактивные, устойчивые к воздействию различных условий внешней среды и крайне неустойчивые.
Внешние факторы (нагревание, ультрафиолетовое излучение, тяжелые металлы и их соли, изменения рН, радиация, обезвоживание) могут вызывать нарушение структурной организации молекулы белка. Процесс утраты трехмерной конформации, присущей данной молекуле белка, называют денатурацией. Причиной денатурации является разрыв связей, стабилизирующих определенную структуру белка. Первоначально рвутся наиболее слабые связи, а при ужесточении условий и более сильные. Поэтому сначала утрачивается четвертичная, затем третичная и вторичная структуры. Изменение пространственной конфигурации приводит к изменению свойств белка и, как следствие, делает невозможным выполнение белком свойственных ему биологических функций. Если денатурация не сопровождается разрушением первичной структуры, то она может быть обратимой, в этом случае происходит самовосстановление свойственной белку конформации. Такой денатурации подвергаются, например, рецепторные белки мембраны. Процесс восстановления структуры белка после денатурации называется ренатурацией. Если восстановление пространственной конфигурации белка невозможно, то денатурация называется необратимой.
Функции белков
|
Функция |
Примеры и пояснения |
|
|
Строительная |
Белки участвуют в образовании клеточных и внеклеточных структур: входят в состав клеточных мембран (липопротеины, гликопротеины), волос (кератин), сухожилий (коллаген) и т.д. |
|
|
Транспортная |
Белок крови гемоглобин присоединяет кислород и транспортирует его от легких ко всем тканям и органам, а от них в легкие переносит углекислый газ; в состав клеточных мембран входят особые белки, которые обеспечивают активный и строго избирательный перенос некоторых веществ и ионов из клетки во внешнюю среду и обратно. |
|
|
Регуляторная |
Гормоны белковой природы принимают участие в регуляции процессов обмена веществ. Например, гормон инсулин регулирует уровень глюкозы в крови, способствует синтезу гликогена, увеличивает образование жиров из углеводов. |
|
|
Защитная |
В ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов (антигенов) образуются особые белки - антитела, способные связывать и обезвреживать их. Фибрин, образующийся из фибриногена, способствует остановке кровотечений. |
|
|
Двигательная |
Сократительные белки актин и миозин обеспечивают сокращение мышц у многоклеточных животных. |
|
|
Сигнальная |
В поверхностную мембрану клетки встроены молекулы белков, способных изменять свою третичную структуру в ответ на действие факторов внешней среды, таким образом осуществляя прием сигналов из внешней среды и передачу команд в клетку. |
|
|
Запасающая |
В организме животных белки, как правило, не запасаются, исключение: альбумин яиц, казеин молока. Но благодаря белкам в организме могут откладываться про запас некоторые вещества, например, при распаде гемоглобина железо не выводится из организма, а сохраняется, образуя комплекс с белком ферритином. |
|
|
Энергетическая |
При распаде 1 г белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж. Сначала белки распадаются до аминокислот, а затем до конечных продуктов - воды, углекислого газа и аммиака. Однако в качестве источника энергии белки используются только тогда, когда другие источники (углеводы и жиры) израсходованы. |
|
|
Каталитическая |
Одна из важнейших функций белков. Обеспечивается белками - ферментами, которые ускоряют биохимические реакции, происходящие в клетках. Например, рибулезобифосфаткарбоксилаза катализирует фиксацию СО2 при фотосинтезе. |
2. Функции органоидов клетки
Органоиды клетки и их функции:
1. Клеточная оболочка - состоит из 3 слоев:
1. жесткая клеточная стенка;
2. тонкий слой пектиновых веществ;
3. тонкая цитоплазматическая нить.
Клеточная оболочка обеспечивает механическую опору и защиту, скрепляет друг с другом соседние клетки, объединяет протопласты соседних клеток в единую систему.
2. Плазматическая мембрана - имеет сложную структуру, состоит из расположенных определенным образом слоев липидов и белков. Обеспечивает избирательно проницаемый барьер, регулирующий обмен между клеткой и средой.
3. Цитоплазма - внутренняя полужидкая среда клетки. В цитоплазме протекают процессы обмена веществ, она объединяет органоиды клетки в единое целое и обеспечивает их взаимодействие.
4. Ядро - заключено в оболочку из двух мембран, компоненты ядра - клеточный сок, хроматин и ядрышко. Хромосомы ядра регулируют все виды клеточной активности: деление ядра лежит в основе самовоспроизведения.
5. Ядрышко - небольшая структура, включенная в ядро. Ядрышко - это место образования рибосом.
6. Эндоплазматический ретикулум (ЭР) - система уплощенных мембранных мешочков - цистерн. Поверхность шероховатого ЭР покрыта рибосомами, гладкого ЭР - нет. По цистернам шероховатого ЭР транспортируется белок, синтезированный на рибосомах. Гладкий ЭР - место синтеза липидов и стероидов.
7. Рибосомы - состоят из 2 субчастиц - большой и малой. Могут быть связаны с ЭР или свободно лежать в цитоплазме. Рибосомы - место синтеза белков.
8. Митохондрии - окружены оболочками из двух мембран. Внутренние мембраны образуют складки (кристы), внутреннее содержимое митохондрии - матрикс. Участвуют в процессах внутриклеточного окисления, обеспечивают энергетический запас.
9. Аппарат Гольджи - стопка уплощенных мембранных мешочков цистерн с непрерывно отделяющимися пузырьками. Участвует в процессе секреции, в нем образуются лизосомы.
10. Лизосомы - одномембранный мешочек, заполненный пищеварительными ферментами. Выполняют функции, связанные с распадом структур или молекул в клетке.
11. Клеточный центр - состоит из 2 мельчайших частиц - центриолей. Участвует в образовании веретена деления.
12. Пластиды - двухмембранный органоид растительной клетки. Хромопласты содержат пигменты, лейкопласты - запасное вещество (крахмал). Выполняют сигнальную (хромопласты) и запасную (лейкопласты) функции.
13. Хлоропласты - крупная пластида, содержащая хлорофилл. Участвует в процессе фотосинтеза.
14. Вакуоль - органоид содержит клеточный сок, ограничен одной мембраной. Выполняет запасающую функцию.
3. Клеточное дыхание и его строение
Клеточное дыхание, или тканевое дыхание, или внутреннее дыхание - это совокупность управляемых окислительно-восстановительных реакций в клетке, главным назначением и результатом которых является образование энергии.
Окислительно-восстановительной реакцией называется процесс передачи электронов одним веществом (атом, молекула, ион) другому веществу. В соответствии с названием эта реакция состоит из двух синхронных взаимодействующих конкурирующих обратимых процессов: окисление и восстановление. Окислением называется процесс отдачи одним веществом электронов другому веществу. Вещество, которое является донором электронов называется восстановителем и обозначается Red. В результате окислительно-восстановительной реакции восстановитель переходит в сопряжённую окисленную форму. Восстановлением называется процесс присоединения веществом электронов, отдаваемых другим веществом. Вещество акцептор электронов называется окислителем и обозначается Ox. В результате окислительно-восстановительной реакции окислителель переходит в сопряжённую восстановленную форму.
Представления об окислительно-восстановительных реакциях подобны представлениям о кислотно-основных реакциях (теория Бренстеда-Лоури, Бренстед Йоханнес Николаус, Bronsted, Johannes Nicolaus, 1879-1914, датский физикохимик; Лоури Томас Мартин, Lowry Thomas Martin, 1874-1936, английский химик). Кислота является донором, а основание акцептором протона. Кислоты и основания существуют только как сопряженные пары. Протон не существует в растворе в свободном виде, в воде он образует ион OH3+. Главной особенностью кислотно-основных реакций является конкуренция за протоны между двумя парами сопряжённых кислот и оснований. Аналогично, главной особенностью окислительно-восстановительных реакций является конкуренция за электроны (как за протоны в кислотно-основных парах) между двумя парами сопряженных окислителей и восстановителей (редокс пары).
Характерным признаком окислительно-восстановительных реакций является изменение степени окисленности вещества. Окисление сопровождается повышением степени окисленности вещества. Восстановление сопровождается понижением степени окисленности восстанавливаемого вещества. Окислительно-восстановительные реакции в организме катализируются ферментами оксиредуктазами.
белок аминокислотный состав клеточный
Субстратами клеточного дыхания являются питательные вещества, поступающие в организм с пищей (углеводы, липиды, белки). Значительная часть энергии, образующейся в процессе окисления питательных веществ, запасается в универсальном носителе энергии - молекулах нуклеотида, называемого аденозинтрифосфатом (АТФ). Когда клетка для осуществления процессов жизни, в том числе и для осуществления внешнего дыхания, нуждается в энергии, единственное, что требуется для её получения - гидролиз АТФ. Таким образом, АТФ - это связующее звено между клеточным дыханием и процессами жизнедеятельности, требующими затрат энергии.
Реакции окисления в клетке могут осуществляться как с участием кислорода, так и без участия кислорода. Если окисление питательных веществ осуществляется с участием кислорода, его называют аэробным клеточным дыханием. Если окисление питательных веществ осуществляется без участия кислорода (окисление одного субстрата за счет восстановления другого), то его называют анаэробным клеточным дыханием.
Литература
1. Биология. Пособие для поступающих в вузы / А.Г. Мустафин, Ф.К. Лагнуев, Н.Г. Быстренина и др., под ред.В.Н. Ярыгина. - М.: Высшая школа, 2008. - 492 с.
2. Биология. Справочник школьника и студента / Под ред.З. Брема, И. Мейнке. - М.: Дрофа, 2009. - 400 с.
3. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология / Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор, под ред.Р. Сопера. - М.: Мир, 2007. - Т.1. - 368 с.
4. Кемп П., Армс К. Введение в биологию / П. Кемп, К. Армс. - М.: Мир, 2008. - 671 с.
5. Пехов А.П. Биология с основами экологии. Учебное пособие для вузов с грифом МО / А.П. Пехов. - СПб.: Изд-во "Лань", 2007. - 672 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Белки (протеины) – высоко молекулярные, азотосодержащие природные органические вещества, молекулы которых построены из аминокислот. Строение белков. Классификация белков. Физико-химические свойства белков. Биологические функции белков. Фермент.
реферат [4,0 M], добавлен 15.05.2007Понятие и структура белков, аминокислоты как их мономеры. Классификация и разновидности аминокислот, характер пептидной связи. Уровни организации белковой молекулы. Химические и физические свойства белков, методы их анализа и выполняемые функции.
презентация [5,0 M], добавлен 14.04.2014История исследования белков. Белки: строение, классификация, обмен. Биосинтез белка. Функции белков в организме. Роль в жизнедеятельности организма. Высокомолекулярные органические соединения. Болезни, связанные с нарушением выработки ферментов.
реферат [29,2 K], добавлен 05.10.2006Физические и химические свойства, цветные реакции белков. Состав и строение, функции белков в клетке. Уровни структуры белков. Гидролиз белков, их транспортная и защитная роль. Белок как строительный материал клетки, его энергетическая ценность.
реферат [271,2 K], добавлен 18.06.2010Признаки и уровни организации живых организмов. Химическая организация клетки. Неорганические, органические вещества и витамины. Строение и функции липидов, углеводов и белков. Нуклеиновые кислоты и их типы. Молекулы ДНК и РНК, их строение и функции.
реферат [13,5 K], добавлен 06.07.2010Белки как источники питания, их основные функции. Аминокислоты, участвующие в создании белков. Строение полипептидной цепи. Превращения белков в организме. Полноценные и неполноценные белки. Структура белка, химические свойства, качественные реакции.
презентация [896,5 K], добавлен 04.07.2015Основные элементы и химический состав мышечной ткани. Виды белков саркоплазмы и миофибрилл, их содержание к общему количеству белков, молекулярная масса, распределение в структурных элементах мышцы. Их функции и роль организме. Строение молекулы миозина.
презентация [368,2 K], добавлен 14.12.2014Аминокислотный состав белков в организмах, роль генетического кода. Комбинации из 20 стандартных аминокислот. Выделение белков в отдельный класс биологических молекул. Гидрофильные и гидрофобные белки. Принцип построения белков, уровень их организации.
творческая работа [765,3 K], добавлен 08.11.2009Строение, состав и физиологическая роль отдельных органелл клетки. Классификация белков по степени сложности. Состояние воды в живых тканях, ее функции. Полисахариды морских водорослей: состав, строение. Биологическая роль и классификация липидов.
контрольная работа [1014,7 K], добавлен 04.08.2015Физические, биологические и химические свойства белков. Синтез и анализ белков. Определение первичной, вторичной, третичной и четвертичной структуры белков. Денатурация, выделение и очистка белков. Использование белков в промышленности и медицине.
реферат [296,5 K], добавлен 10.06.2015
