Подробное решение параграф § 2 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Сухорукова Л.Н., Кучменко В.С., Иванова Т.В. Базовый уровень 2018
Вспомните
1. Вопрос
Чем органические вещества отличаются от неорганических?
Ответ:
Органические вещества — это химические соединения основным образующим элементом которых является углерод. Большинство основных классов органических веществ биологического происхождения. К ним относятся белки, углеводы, нуклеиновые кислоты, липиды. Эти соединения кроме углерода содержат водород, азот, кислород, серу и фосфор. Органические вещества в своем составе как правило не содержат металлов.
Неорганические вещества — это химические вещества, которые не содержат углерода (кроме карбидов, цианидов, карбонатов, оксидов углерода и некоторых других соединений, которые традиционно относят к неорганическим).
2. Вопрос
Что называют катионами и анионами?
Ответ:
Катион — это положительно заряженный ион, анион — отрицательно заряженный ион.
3. Вопрос
Как молекулярное строение воды связано с её химическими и физическими свойствами?
Ответ:
Молекула воды состоит из атомов двух очень активных химических элементов: кислорода и водорода. Атомы водорода и кислорода в молекулах воды соединены посредством ковалентной связи. В молекуле воды — две ковалентные полярные связи O−H и две неподелённые электронные пары на атоме кислорода. Т.к. электроотрицательность кислорода больше, то связь смещается в его сторону, что делает молекулу воды полярной, Такую молекулу называют Диполь. Имея дипольные моменты в молекуле, вода отлично проводит электрический ток. Под воздействием диполей воды в 80 раз ослабевают межатомные или межмолекулярные силы на поверхности погруженного в нее вещества, поэтому вода — универсальный растворитель и основная среда для протекания биохимических и химических реакций в живой клетке. Молекулы воды взаимодействуют между собой посредством непрочной водородной связи, которая легко разрывается и образуется вновь, это свойство называется Капиллярностью, именно этим обусловлено движение крови и тканевых жидкостей в живых организмах. Так же наличием водородной связи объясняется высокая теплоёмкость и теплопроводность воды.
4. Вопрос
Типы химических связей?
Ответ:
Химическая связь — это сила, удерживающая вместе два или несколько атомов, ионов, молекул или любую их комбинацию.
Различают следующие виды химических связей: ковалентную, ионную, донорно-акцепторную (как частный случай ионной связи), водородную, металлическую, диполь-дипольные межмолекулярные взаимодействия, называемые также вандерваалъсовыми.
Вопросы и задания
1. Вопрос
Что понимают под микро и макроэлементами?
Ответ:
Все химические вещества в зависимости от их концентрации в клетке делят на макро и микроэлементы.
Макроэлементы — содержатся в больших количествах (от десятков до сотых долей процента). Они составляют основную массу вещества клетки. На их долю приходится около 99% массы всей клетки. Особенно высока концентрация четырех элементов: кислорода (65-75%), углерода (15-18%), азота (1.5-3%) и водорода (8-10%). К макроэлементам относят также элементы, содержание которых в клетке исчисляется десятыми и сотыми долями процента. Это, например, калий, магний, фосфор, сера, железо, хлор, натрий.
Микроэлементы — содержатся в малых количествах (сотые доли процента). К ним относятся преимущественно атомы металлов, входящие в состав ферментов, гормонов и других жизненно важных веществ. В организме эти элементы содержатся в очень небольших количествах: от 0,001 до 0,000001%; в числе таких элементов бор, кобальт, медь, молибден, цинк, йод, бром и др.
2. Вопрос
Почему кислород, водород, углерод и азот называют биогенными элементами?
Ответ:
Элементы необходимые организму для построения и жизнедеятельности клеток и органов, называют биогенными элементами, прежде всего это кислород, углерод, водород, азот. Эти элементы входят в состав всех живых организмов, составляют их основную массу и играют большую роль в процессах жизнедеятельности.
Кислород — содержание составляет до 65% массы организма, основной (фактически единственной) функцией кислорода является его участие как окислителя в окислительно-восстановительных реакциях в организме. Благодаря наличию кислорода, организмы всех животных способны утилизировать (фактически «сжигать») различные вещества (углеводы, жиры, белки) с извлечением определенной энергии «сгорания» для собственных нужд.
Водород — для организма важны соединения, в состав которых он входит, а именно, белки, жиры, углеводы, витамины и вода, которая фактически является средой существования всех клеток организма. Немаловажной функцией водорода также является его способность образовывать водородные связи, которые, например, формируют в пространстве активные формы белков и двухцепочечную структуру ДНК.
Углерод в виде отдельного элемента не обладает биологическим значением, — биологической ролью обладают его соединения. Из различных соединений углерода (белки, жиры, углеводы, нуклеотиды, гормоны, амино- и карбоновые кислоты и др.) состоят все ткани организма. Углерод является структурным компонентом всех органических соединений участвующих во всех биохимических процессах.
Азот является составной частью таких веществ, как аминокислоты (а, следовательно, пептидов и белков), нуклеотиды, гемоглобин, некоторых гормонов и медиаторов. Биологическая роль азота обусловлена его соединениями, так в составе аминокислот он образует пептиды и белки (наиболее важный компонент всех живых организмов); в составе нуклеотидов образует ДНК и РНК (посредством которых передается вся информация внутри клетки и по наследству); в составе гемоглобина участвует в транспорте кислорода от легких по органам и тканей.
3. Вопрос
Может ли клетка обходиться без минеральных солей?
Ответ:
Без минеральных солей клетка обходится не может.
Большая часть минеральных веществ клетки находится в виде солей, диссоциированных на ионы, либо в твёрдом состоянии. В цитоплазме практически любой клетки имеются кристаллические включения, состоящие, как правило, из слаборастворимых солей кальция и фосфора.
Важную роль в жизнедеятельности клетки играют растворимые минеральные соли, представленные в основном катионами К+, Na+, Ca2+, Mg2+ и анионами Н(РО4)2-, Н2РО4-, Сl-, НСO3-. Концентрация катионов и анионов в клетке и в окружающей её среде различна. В результате образуется разность потенциалов между содержимым клетки и окружающей её средой, обеспечивающая такие важные процессы, как раздражимость и передача возбуждения по нерву или мышце.
4. Вопрос
Установите взаимосвязь строения молекулы воды с ее функциями в клетке.
Ответ:
Водородные связи между молекулами воды обусловливают высокую теплоемкость и теплопроводность, капиллярность — эти свойства воды обеспечивают движение жидкости внутри клетки, ее терморегуляцию. Ковалентные связи внутри молекулы, обусловливающие ее полярность, обеспечивают воде свойства растворителя. Вода служит средой для протекания всех важнейших биохимических процессов жизнедеятельности клетки.