В состав клеток входит множество органических соединений: углеводы, белки, липиды, нуклеиновые кислоты и другие соединения, которых нет в неживой природе. Органическими веществами называют химические соединения, в состав которых входят атомы углерода.

Атомы углерода способны вступать друг с другом в прочную ковалентную связь, образуя множество разнообразных цепочечных или кольцевых молекул.

Самыми простыми углеродсодержащими соединениями являются углеводороды - соединения, которые содержат только углерод и водород. Однако в большинстве органических, т. е. углеродных, соединений содержатся и другие элементы (кислород, азот, фосфор, сера).

Биологические полимеры (биополимеры). Биологические полимеры - это органические соединения, входящие в состав клеток живых организмов и продуктов их жизнедеятельности.

Полимер (от греч. «поли» - много) - многозвеньевая цепь, в которой звеном является какое-либо относительно простое вещество - мономер. Мономеры, соединяясь между собой, образуют цепи, состоящие из тысяч мономеров. Если обозначить тип мономера определенной буквой, например А, то полимер можно изобразить в виде очень длинного сочетания мономерных звеньев: А-А-А-А-...-А. Это, например, известные вам органические вещества: крахмал, гликоген, целлюлоза и др. Биополимерами являются белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды.

Свойства биополимеров зависят от строения их молекул: от числа и разнообразия мономерных звеньев, образующих полимер.

Если соединить вместе два типа мономеров А и Б, то можно получить очень большой набор разнообразных полимеров. Строение и свойства таких полимеров будут зависеть от числа, соотношения и порядка чередования, т. е. положения мономеров в цепях. Полимер, в молекуле которого группа мономеров периодически повторяется, называют регулярным. Таковы, например, схематически изображенные полимеры с закономерным чередованием мономеров:

А Б А Б А Б А Б...

А А Б Б А А Б Б...

А Б Б А Б Б А Б Б А Б Б...

Однако значительно больше можно получить вариантов полимеров, в которых нет видимой закономерности в повторяемости мономеров. Такие полимеры называют нерегулярными. Схематически их можно изобразить так:

ААБАБББАААББАБББББААБ...

Допустим, что каждый из мономеров определяет какое-либо свойство полимера. Например, мономер А определяет высокую прочность, а мономер Б - электропроводность. Сочетая эти два мономера в разных соотношениях и по-разному чередуя их, можно получить огромное число полимерных материалов с разными свойствами. Если же взять не два типа мономеров (А и Б), а больше, то и число вариантов полимерных цепей значительно возрастет.

Рис. 2. Строение молекулы глюкозы

Оказалось, что сочетание и перестановка нескольких типов мономеров в длинных полимерных цепях обеспечивает построение множества вариантов и определяет различные свойства биополимеров, входящих в состав всех организмов. Этот принцип лежит в основе многообразия жизни на нашей планете.

Углеводы и их строение. В составе клеток всех живых организмов широкое распространение имеют углеводы. Углеводами называют органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. В большинстве углеводов водород и кислород находятся, как правило, в тех же соотношениях, что и в воде (отсюда их название - углеводы). Общая формула таких углеводов С n (Н 2 0) m . Примером может служить один из самых распространенных углеводов - глюкоза, элементный состав которой С 6 Н 12 0 6 (рис. 2). Глюкоза является простым сахаром. Несколько остатков простых сахаров соединяются между собой и образуют сложные сахара. В составе молока находится молочный сахар, который состоит из остатков молекул двух простых сахаров (дисахарид). Молочный сахар - основной источник энергии для детенышей всех млекопитающих.

Тысячи остатков молекул одинаковых сахаров, соединяясь между собой, образуют биополимеры - полисахариды. В составе живых организмов имеется много разнообразных полисахаридов: у растений это крахмал (рис. 3), у животных - гликоген, тоже состоящий из тысяч молекул глюкозы, но еще более ветвистый. Крахмал и гликоген играют роль как бы аккумуляторов энергии, необходимой для жизнедеятельности клеток организма. Очень богаты крахмалом картофель, зерна пшеницы, ржи, кукурузы и др.

Рис. 3. Участок ветвящейся полимерной молекулы крахмала, где каждое звено - крахмал

Функции углеводов. Важнейшая функция углеводов - энергетическая. Углеводы служат основным источником энергии для организмов, питающихся органическими веществами. В пищеварительном тракте человека и животных полисахарид крахмал расщепляется особыми белками (ферментами) до мономерных звеньев - глюкозы. Глюкоза, всасываясь из кишечника в кровь, окисляется в клетках до углекислого газа и воды с освобождением энергии химических связей, а избыток ее запасается в клетках печени и мышц в виде гликогена. В периоды интенсивной мышечной работы или нервного напряжения (либо при голодании) в мышцах и печени животных расщепление гликогена усиливается. При этом образуется глюкоза, которая потребляется интенсивно работающими мышечными и нервными клетками.

Таким образом, биополимеры полисахариды - это вещества, в которых запасается используемая клетками энергия растительных и животных организмов.

В растениях в результате полимеризации глюкозы образуется не только крахмал, но и целлюлоза. Из целлюлозных волокон строится прочная основа клеточных стенок растений. Благодаря особому строению целлюлоза нерастворима в воде и обладает высокой прочностью. По этой причине целлюлозу используют и для изготовления тканей. Ведь хлопок почти чистая целлюлоза. В кишечнике человека и большинства животных нет ферментов, способных расщеплять связи между молекулами глюкозы, входящими в состав целлюлозы. У жвачных животных целлюлозу расщепляют ферменты бактерий, постоянно обитающих в специальном отделе желудка.

Известны также сложные полисахариды, состоящие из двух типов простых сахаров, которые регулярно чередуются в длинных цепях. Такие полисахариды выполняют структурные функции в опорных тканях животных. Они входят в состав межклеточного вещества кожи, сухожилий, хрящей, придавая им прочность и эластичность. Таким образом, важной функцией углеводных биополимеров является структурная функция.

Имеются полимеры сахаров, которые входят в состав клеточных мембран; они обеспечивают взаимодействие клеток одного типа, узнавание клетками друг друга. Если разделенные клетки печени смешать с клетками почек, то они самостоятельно разойдутся в две группы благодаря взаимодействию однотипных клеток: клетки почек соединятся в одну группу, а клетки печени - в другую. Утрата способности узнавать друг друга характерна для клеток злокачественных опухолей. Выяснение механизмов узнавания и взаимодействия клеток может иметь важное значение, в частности для разработки средств лечения рака.

Липиды. Липиды разнообразны по структуре. Всем им присуще, однако, одно общее свойство: все они неполярны. Поэтому они растворяются в таких неполярных жидкостях, как хлороформ, эфир, но практически нерастворимы в воде. К липидам относятся жиры и жироподобные вещества. В клетке при окислении жиров образуется большое количество энергии, которая расходуется на различные процессы. В этом заключается энергетическая функция жиров.

Жиры могут накапливаться в клетках и служить запасным питательным веществом. У некоторых животных (например, у китов, ластоногих) под кожей откладывается толстый слой подкожного жира, который благодаря низкой теплопроводности защищает их от переохлаждения, т. е. выполняет защитную функцию.

Некоторые липиды являются гормонами и принимают участие в регуляции физиологических функций организма. Липиды, содержащие остаток фосфорной кислоты (фосфолипиды), служат важнейшей составной частью клеточных мембран, т. е. они выполняют структурную функцию.

1. Охарактеризуйте строение молекул углеводов в соответствии с их функциями в клетке.
2. Укажите функции каждого из перечисленных веществ в организме: глюкоза, целлюлоза, крахмал, гликоген.
3. Используя знания, полученные из § 1 и 2, ответьте на вопрос, в чем заключается единство живого и неживого.

Тема нашей сегодняшней лекции - биополимеры.

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
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		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.

Этот раздел есть во всех учебниках биохимии. Он есть в нашем основном учебнике Макеева, а также в учебнике Грина, Стаута, Тейлора; для более фундаментального изучения структуры биомолекул, составляющих клетку можно использовать учебник биохимии Месслера. А также на сайте ФМБФ есть хорошая программа по биохимии, где есть раздел про мономеры и биополимеры клетки

1. А.В.Макеев. Основы биологии, лекция 1: Атомный и молекулярный состав живых организмов, стр. 5-30

Для более подробного изучения:

1. Н.Грин, У.Стаут, Д.Тейлор. Биология, том. 1, глава 5: Химические компоненты живого (стр. 151-194)
2. Д.Месслер. Биохимия, том. 1, глава 2: Молекулы, из которых мы состоим (стр. 67-199).

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.

Белки

Начнем с белков. Белки состоят из мономеров - аминокислот. Каждая аминокислота имеет аминогруппу, связанную с атомом углерода, с этим же атомом связана карбоксильная группа, водород и аминокислотный остаток. Такая конфигурация присутствует во всех аминокислотах. Аминогруппа может быть присоединена к первому за карбоксильной группой атому углерода, или ко второму атому и т.д. Атомы нумеруются греческими буквами, и в зависимости от того, к какому по порядку атому присоединена аминокислота, ее называют альфа-аминокислота, или бета-аминокислота и т.д. В состав белков входят только альфа-аминокислоты.

Напомним, что карбоксильная группа имеет кислотный характер, она диссоциирует на ионы в водном растворе с образованием протона и отрицательно заряженной группы СОО¯, а NH2-группа имеет основной характер, она способна присоединять протон водорода, становясь положительно заряженной. В молекуле аминокислоты протон от карбоксильной группы может переносится на аминогруппу - такие образования называются цвиттер-ионы. В растворе аминокислоты находятся в виде цвиттер-ионов.

Существенно, что молекулы аминокислот могут отличаться в своей пространственной конфигурации. Это явление называется стереизомерией. Эти молекулы называются D- изомерами и L- изомерами. Молекулы являются зеркальным отображением друг друга, и иначе, чем через четвертое измерение они одна в другую перейти не могут. На плоскости тот атом, который находится ближе, перед плоскостью, изображается треугольной стрелкой, тот, что дальше, за плоскостью - пунктирной линией.

В живом организме все аминокислоты - L-изомеры. D-изомеры встречаются довольно редко и имеют определенные функции, например, могут входить в состав антибиотиков.

Всего живая клетка использует 20 аминокислот. Они отличаются строением боковой цепи, как видно из рисунка, могут быть разветвленные цепи, они могут содержать ароматические кольца. Например, у пролина второй углеродный атом израсходовал все свободные связи на ароматическую группу, и поэтому он не обладает такой подвижностью относительно группы С-С, и поэтому в белках, где есть пролин, вращение полипептидной цепи в этих участках ограниченно.

Аминокислоты делят на неполярные, то есть не имеющие заряда и не имеющие групп, которые можно было бы ионизировать, полярные не заряженные и пять кислот относятся к заряженным: это 2 кислоты, которые содержат вторую карбоксильную группу, которая может ионизироваться и нести на себе отрицательный заряд, и три аминокислоты имеющие дополнительные аминогруппы, которые несут в растворах с собой положительный заряд и используются в белках для того, чтобы зарядить необходимые части молекулы. Изменение заряда белковой молекулы может оказать большое влияние на структуру и функцию.

Последовательность аминокислот в белке составляет его первичную структуру.

Как же они соединяются? Аминокислоты способны взаимодействовать друг с другом, образуя пептидную связь. При этом молекула воды уходит, а углерод соединяется с азотом - собственно пептидная связь. Понятно, что следующая карбоксильная группа может прореагировать с аминогруппой другой кислоты и таким образом образуется полипептидная цепочка, что и называется первичной структурой белка. При записи первичной структуры аминокислоты обозначают либо трехбуквенным кодом, по первым трем буквам названия, либо используют однобуквенный код. В базах данных первичная структура белка записывается обычно однобуквенным кодом.

В зависимости от того, какие аминокислоты образовали цепочку, он может свернуться в пространстве и принять ту или иную пространственную структуру, которая называется вторичной структурой белка. Полипептидная цепочка сворачивается в пространстве в различные структуры, например спираль с определенными характеристиками, с определенным шагом (α-спираль), или вытянутую структуру (β-структура). β- спирали могут взаимодействовать между собой, образуя целые белковые листы. α- спирали образуют достаточно жесткие цилиндрические структуры. На рисунках альфа-спирали изображаются или как спиральные ленты или как цилиндры, а бета-структуру изображаются как плоские полосы.

Что же заставляет белки сворачиваться? В формировании вторичной структуры принимают участие гидрофобные взаимодействия, ионные взаимодействия, водородные связи и ковалентные связи.

Гидрофобные взаимодействия. Как уже было сказано выше, существуют полярные и неполярные аминокислоты. Если в полипептидной цепи рядом находятся гидрофобные аминокислоты (неполярные), то в водном растворе нерастворимые в воде гидрофобные участки постараются уйти от взаимодействия с водой, свернуться так, чтобы оказаться рядом и укрыться от воды, образовать структуру с минимальной потенциальной энергией. Если рядом находятся заряженные аминокислотные остатки, то они будут притягиваться в случае разноименных зарядов или отталкиваться в случае одноименных зарядов. Поэтому первичная структура белка, то есть, наличие гидрофобных или заряженных участков на полипептидной цепи, определяет то, как этот белок свернется. Или, если, к примеру, имеется пролин, то он будет держать соседние атомы под определенным углом, определяя тем самым их положение в пространстве.

Расположение элементов вторичной структуры (альфа-спиралей и других элементов) в пространстве относительно друг друга называется третичной структурой белка.

Но, кроме того, что сам белок при попадании в водный раствор примет ту конформацию, в которой он должен работать, в клетке еще есть белки, которые называются шапероны (от слова shape - форма), которые помогают другим белкам правильно сворачиваться. Если белки сворачиваются неправильно, то это может иметь катастрофические последствия. Несколько лет назад в Европе была эпидемия коровьего бешенства, и большое количество коров пришлось уничтожить. Коровье бешенство (губчатая энцефалопатия - мозг животного становится похож на губку) вызывается не вирусом и не бактерией, а особым клеточным агентом - неправильно свернутым белком. Этот белок приводит к образованию в клетке конгломератов, то есть, белки буквально выпадают в осадок, и жизнь клетки нарушается, прежде всего влияя на нервную систему. Это происходит потому, что белки, которые в норме в клетке взаимодействовали бы с этим белком, не могут этого сделать, так как он свернут неправильно, и поэтому клетка начинает неправильно функционировать. Таким образом, это болезнь неправильно свернутых белков. Эта эпидемия разразилась после того, как стали применять новую технологию переработки костной муки. При более низких температурах белки из костей больных животных, которые после переработки шли в качестве добавки к корму, перестали уничтожаться, а стали попадать в корм, вызвав тем самым эпидемию. Каким же образом неправильно свернутые белки попадают из пищеварительного тракта в мозг? Оказывается, что клеточные механизмы (ферменты протеазы), которые уничтожают отработанные белки, этот белок «угрызть» не могут. И прионные белки, не меняясь, могут очень долго сохраняться в организме. К тому же, некоторые белки устойчивы к воздействию температур.

У людей есть аналог этой болезни. Это инфекционное заболевание называется куру. Оно описано у народов, имеющих привычку съедать мозги умерших предков (из уважения к последним). В них как раз и находились инфекционные белки. Это так называемая медленная инфекция (белок ведь, в отличие от вируса, не размножается, а постепенно высаживает на себя другие клеточные белки, распространяя вокруг себя плохую «привычку» неправильно сворачиваться). Есть схожая болезнь у овец скрейпи (характер такой же, просто дело в другом белке). И еще есть наследственное заболевание, которое называется синдром Крейтцфельда-Якоба. В одном из белков, который функционирует в мозгах, происходит мутация. В других клетках этот белок также есть, но просто, в первую очередь, нарушения сказываются на нервные ткани, так как они эволюционно самые молодые, и поэтому наиболее чувствительны к любым нарушениям в функционировании клетки. Эта мутация не позволяет белку правильно свернуться, и поэтому у человека развиваются все те же симптомы, что и при коровьем бешенстве у животных.

Сейчас по первичной структуре белка можно предсказать многие элементы его вторичной структуры, то есть как белок свернется. Когда были разработаны алгоритмы такого предсказания, устраивались соревнования, кто лучше предскажет структуру белка. Например структура была известна по данным кристаллографии, но ее никому не показывали, и группы ученых, используя свои алгоритмы, смотрели, чей алгоритм будет лучше.

На рисунке представлена первичная структура белка аполипопротеина Е, он занимается транспортом холестерина, это человеческий белок. На рисунке однобуквенным кодом записана последовательность аминокислот (первичная структура).

Под первичной структурой представлена вторичная структура белка, альфа-спиральные участки обозначены прямоугольниками. Над ними указаны номера аминокислот (белок состоит из 299 аминокислот). Пунктиром обозначен участок, которые во время функционирования белка то расплетается, то опять сворачивается.

Ниже показана третичная структура белка, то есть то, как спирали расположены в пространстве и взаимодействуют друг с другом. У белка есть N - конец, это та часть на которой находится аминогруппа. Та сторона, на которой находится карбоксильная группа, называется соответственно С-конец.

Есть мутация в этом белке, которая меняет заряд одной аминокислоты. В результате меняются ионные взаимодействия внутри молекулы белка. Это меняет сродство белка к липидам разных классов. В результате повышается вероятность развития старческого слабоумия, называемого болезнью Альцгеймера. На этом примере, хорошо видно, как изменение одной единственной аминокислоты может повлиять на функции белка.

На рисунке показано, как свернут белок. Arg-61, положительно заряженный, взаимодействует с отрицательно заряженной глутаминовой кислотой. Тут образуется своеобразный мостик. Слева на рисунке представлен белок, который отличается одной мутацией от белка, изображенного справа. В нем происходит одна аминокислотная замена. Вместо нейтрального, незаряженного цистеина появляется положительно заряженный аргинин (Arg-112), с которым начинает взаимодействовать с отрицательно заряженной глутаминовой кислотой (Glu-109), так как он расположен к глутаминовой кислоте ближе, чем аргинин-61. Исчезает солевой мостик. Меняются взаимодействия внутри белка. Это приводит к тому, что меняет сродство к липидам. Его функция заключается в переносе липидов. И он, вместо липопротеинов более высокой плотности, начинает иметь большее сродство полипротеинами меньшей плотности. У людей с такой мутацией более высокий уровень холестерина и выше уровень риска развития старческого слабоумия. Кстати, помимо физической нагрузки, профилактикой развития старческого слабоумия является умственная работа. Примерно 15% европейцев имеют такую мутацию, у бушменов же это число достигает 40% . Но им этот белок ничуть не мешает, а старческого слабоумия у них не бывает вообще, так как у них низко холестериновая диета и много физических нагрузок. Им этот белок даже полезен, так как холестерин им нужно запасать. У людей же с западной «диетой» большое содержание жиров, и «жадный» вариант белка, дающий высокий уровень холестерина, становиться вредным. Холестерин нужен, но его не должно быть ни слишком много, ни слишком мало. Таким образом, проявление изменений в первичной структуре белка зависит от образа жизни.

Углеводы

Перейдем к углеводам. Углеводы - как название уже говорит само за себя, состоит из углерода и воды. У них так же, как и у аминокислот, есть стереоизомеры, (L и D - молекулы), принцип определения такой же, как и в аминокислотах. Стоит заметить, что если в организме человека все аминокислоты - L-изомеры, то сахара- D-изомеры.

В зависимости от количества атомов углерода в основной цепи сахара делятся на тетрозы (4 атома углерода), пентозы (5 атомов), гексозы (6 атомов). В зависимости от того, в какую сторону повернуты водородные и гидроксильные группы, мы получаем набор изомеров, каждый из которых имеет собственное название.

Сахара имеют такую особенность, что они могут переходить из линейной формы в циклическую. Они называются пиранозы, если в основном кольце 5 атомов углерода, и фуранозы - если четыре атома углерода.

На рисунке изображена глюкоза. Это основной моносахарид. Все остальные клетка стремится перевести в глюкозу, а потом уже глюкозу использовать. Это гораздо более экономичный путь получения энергии, когда все переводится в один универсальный сахар, а потом на этом источнике энергии работают многие биохимические реакции. Рибозы, которые также изображены на рисунке, входит в состав нуклеиновых кислот.

Молекулы моносахаров способны соединяться друг с другом, образуя цепочки. Дисахариды состоят из двух звеньев. На рисунке представлены сахароза и мальтоза.

Здесь еще добавляются стереоизомеры за счет различия в расположении мономеров друг относительно друга и связях между соседними звеньями. В зависимости от этого, различают α- и β-сахариды. Цепочки могут быть очень длинными, состоящими из сотен и тысяч звеньев. На рисунке изображены компоненты крахмала.

Их два - амилоза (линейная молекула) и амилопектин (молекула разветвленной структуры). Крахмал - это запасной углевод растений. К углеводам относиться также целлюлоза (растительный углевод), гликоген (который накапливается в печени животных как запасное вещество), пектин (который является основой для скелета насекомых) и другие.

Углеводы могут присоединяться к белкам, образовывая смешанные структуры. Например, клеточная стенка (не путать с мембраной) у бактерий - это вещество, поверх мембраны защищающая бактерию. Она состоит из смеси углеводов и аминокислот, соединенных в такую регулярную структуру. Пептидогликан (вещество, которое составляет клеточную стенку) выглядит следующим образом:

Нуклеотиды

Остановимся подробнее на нуклеотидах. Известно, что нуклеотиды называются аденин, гуанин, тимин, цитозин и урацил - азотистые основания, они представлены на рисунке ниже.

Нуклеотиды - это мономеры нуклеиновых кислот. Нуклеиновые кислоты в эукариотических клетках находятся в ядре. Они есть у всех живых организмов (у тех, у кого нет ядра, нуклеиновые кислоты все равно есть - они находятся в центре клетки у бактерий и образуют нуклеоиды). Мономеры, из которых потом строятся нуклеиновые кислоты, состоят из азотистого основания, остатка сахара (дезоксирибоза или рибоза) и фосфата. Сахара вместе с азотистым основанием называются нуклеозидами (аденозин, гуанозин, тимидин, цитидин). Если к ним присоединены 1-, 2-, или 3-фосфорных остатка, то вся эта структура называется Соответственно, нуклеотизид монофосфатом, дифосфатом или трифосфатом или нуклеотидом (аденин, гуанин, тимин, цитозин).

Вот так модель АТФ выглядит в пространстве. Азотистое основание, входящее в состав ДНК делится на две группы - пиримидиновую и пуриновую. В состав ДНК входит аденин, тимин, цитозин и гуанин, в РНК вместо тимина урацил. Как известно, ДНК - это большой архив, в котором хранится информация, а РНК - это молекула, которая переносит информацию из ядра в цитоплазму для синтеза белков. С различием в функциях связаны различия в строении. РНК более химически активно из-за того, что ее сахар - рибоза - имеет в своем составе гидроксильную группу, а в дезоксирибозе кислорода нет. Из-за отсутствия кислорода ДНК более инертно, что важно для ее функции хранения информации, чтобы она не вступала ни в какие реакции.

Нуклеотиды способны взаимодействовать друг с другом, при этом «выбрасывается» два фосфора, и между соседними нуклеотидами образуется связь. В молекуле фуранозы молекулы углерода пронумерованы. С первым связано азотистое основание. Когда образуется цепочка нуклеотидов, связь осуществляется между пятым углеродом одной и третьим углеродом другой фосфорной кислоты. Поэтому в цепочке нуклеиновых кислот выделяют разные неравнозначные концы, относительно которых молекула не симметрична.

Комплементарные друг другу одноцепочечные молекулы нуклеиновой кислоты способны образовывать двуцепочечную структуру. Внутри этой спирали аденин образует пару с тимином, а гуанин - с цитозином. Встречается утверждение, что нуклеотиды подходят друг другу как осколки разбитого стекла, поэтому они и образуют пары. Но это утверждение неверно. Нуклеотиды способны образовывать пары как угодно. Единственная причина, по которой они соединяются так, и никак иначе, заключается в том, что угол между «хвостиками», которые идут к сахарам, совпадает только в этих парах, и, кроме того, совпадают их размеры. Никакая другая пара не образует такой конфигурации. А поскольку они совпадают, то их через сахаро-фосфатный остов можно связать друг с другом. Структуру двойной спирали открыли в 1953 году Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик.

При соединение друг с другом против 5’-конца одной нити находится 3’-конец другой нити. То есть нити идут в противоположных направлениях - говорят, что нити в ДНК антипараллельны.

На рисунке видна модель ДНК, видно, что аденин соединяется с тимином двумя водородными связями, а гуанин соединяется с цитозином тройной водородной связью. Если молекулу ДНК подогревать, то ясно, что две связи легче разорвать, чем три, это существенно для свойств ДНК.

В силу пространственного расположения сахаро-фосфатного остова и нуклеотидов, когда нуклеотиды накладывают один на другой и «сшивают» через сахаро-фосфатный остов, цепочка начинает заворачиваться, тем самым образуя знаменитую двойную спираль.

На рисунках представлены шариковые модели ДНК, где каждый атом обозначен шариком. Внутри спирали имеются бороздки: маленькая и большая. Через эти бороздки с ДНК взаимодействуют белки и распознают там последовательность нуклеотидов.

При нагревании ДНК водородные связи разрываются и нити в двойной спирали расплетаются. Процесс нагревания называется плавлением ДНК, при этом разрушаются связи между парами А-Т и Г-Ц.Чем больше в ДНК пар А-Т, тем менее прочно нити друг с другом связаны, тем легче ДНК расплавить. Переход из двухспиральной ДНК в одно-спиральную измеряется на спектрофотометрах по поглощению света при 260 нм. Температура плавления ДНК зависит от А-Т/Г-Ц состава и размера фрагмента молекулы. Ясно, что если фрагмент состоит из нескольких десятков нуклеотидов, то его гораздо легче расплавить, чем более длинные фрагменты.

У человека в гаплоидном геноме, то есть единичном наборе хромосом, 3 млрд. пар нуклеотидов, и их длина составляет 1,7 м, а клетка гораздо меньше, как вы догадываетесь. Для того, чтобы ДНК смогла в ней поместиться, она достаточно плотно свернута, и в эукариотической клетке свернуться ей помогают белки - гистоны. Гистоны имеют положительный заряд, а так как ДНК заряжена отрицательно, то гистоны обладают сродством к ДНК. Упакованная при помощи гистонов ДНК имеет вид бусин, называемых нуклеосомами. 200 пар нуклеотидов идет на одну нуклеосому, 146 пар накручиваются на гистоны, а остальные 54 висят в виде линкерных (связывающих нуклеосомы) ДНК. Это первый уровень компактизации ДНК. В хромосомах ДНК свернута еще несколько раз для того, чтобы образовались компактные структуры.

К нуклеиновым кислотам кроме ДНК относится также РНК. В клетке присутствуют разные типы РНК: рибосомные, матричные, транспортные. Существуют и другие виды РНК, о которых мы будем говорить позже. РНК синтезируется в виде одно-цепочечной молекулы, но отдельные ее участки входят в состав двуцепочечных спиралей. Для РНК также говорят о первичной структуре (последовательности нуклеотидов) и вторичной структуре (образование двуспиральных участков).

Липиды

В состав липидов входят жирные кислоты, имеющие длинные углероводородные цепи. Жирные кислоты гидрофобны, то есть не растворимы в воде.

Липиды представляют собой соединения жирных кислот с глицерином (эфиры). Например, на рисунке изображен лецитин.

В клетке важную роль играют липиды, в которых к глицерину присоединен остаток фосфорной кислоты и 2 жирных кислоты. Они называются фосфолипидами. Молекулы фосфолипидов имеют полярную (то есть гидрофильную, хорошо растворимую) группу на одном конце молекулы и длинный гидрофобный хвост. К фосфолипидам относится фосфатидилхолин.

В водном растворе фосфолипиды образуют мицеллы, в которых молекулы обращены полярными "головами" наружу, в сторону воды, а гидрофобные "хвосты" оказываются внутри мицеллы, спрятанными от воды. Клеточную мембрану также липиды с полярными "головами", которые обращены наружу по обе стороны мембраны, а гидрофобные "хвосты" находятся внутри липидного бислоя.

Более подробно со строением липидов можно познакомиться в (pdf).

Б-9 Задания II этапа ХХ III . 2006-2007 учебный год.

Задание 1. На каждый вопрос выберите только один ответ

1.Большинство клеток зародышевого мешка цветковых растений имеет:

а) гаплоидный набор хромосом; б) диплоидный набор хромосом;

в) триплоидный набор хромосом; г) тетраплоидный набор хромосом.

2. Запасные питательные вещества клубнелуковицы гладиолуса локализованы в:

а) стеблевой паренхиме; б) видоизмененных листьях; в) почках; г) столонах.

3. Орган(-ы) брюссельской капусты, употребляемый в пищу:

а) видоизмененная верхушечная почка; б) утолщенный реповидный стебель;

в) видоизмененное соцветие; г) боковые видоизмененные почки.

4. Цветки со сростнолистной чашечкой у: а) тюльпана; б) гороха; в) ландыша; г) ивы.

5. Водопроводящими элементами сосны являются:

а) кольчатые и спиральные сосуды; б) только кольчатые сосуды;

в) кольчатые, спиральные и пористые; г) трахеиды.

6. Соплодие характерно для: а) груши; б) банана; в) айвы; г) ананаса.

7. Кровеносная система у кольчатых червей:

а) незамкнутая; б) замкнутая с одним кругом кровообращения;

в) замкнутая с двумя кругами кровообращения; г) отсутствует.

8. Акромегалия возникает при гиперфункции гормона:

а) адренокортикотропного; б) соматотропного; в) гонадотропного; г) тиреотропного.

9. Речной угорь, обитающий в Европе и Северной Америке, нерестится:

а) каждую весну в ручьях и верховьях рек; б) ежегодно летом в озерах и старицах;

в) раз в 4-5 лет на морских мелководьях;

г) один раз в жизни в Саргассовом море на глубине в несколько сотен метров.

10. Первые наземные позвоночные произошли от рыб:

а) лучеперых; б) кистеперых; в) цельноголовых; г) двоякодышащих.

11. Муха цеце является переносчиком трипанозом, вызывающим у человека:

а) сонную болезнь; б) восточную язву; в) малярию; г) кокцидоз.

12. Из перечисленного ниже невооруженным глазом можно рассмотреть:

а) яйцеклетку курицы; б) нейроны человека; в) клетки мозга слона; г) эритроциты лягушки.

13. ДНК бактерий отличается от ДНК эукариот тем, что:

а) не связана с белками; б) имеет кольцевую форму; в) является сверхспирализованной;

14. Синтез белка не происходит в:

а) цитоплазме; б) лизосомах; в) эндоплазматическом ретикулуме; г) митохондриях.

15. В толстом кишечнике в процессе жизнедеятельности микроорганизмов синтезируются витамины: а) А и Д; б) С и В 12; в) В 12 и К; г) А и К.

16. Структуру двойной спирали имеет молекула: а) ДНК; б) РНК; в) гемоглобина; г) глюкозы.

17. Плесени относятся к: а) водорослям; б) грибам; в) лишайникам; г) бактериям.

18. Органические вещества передвигаются в растении:

а) по древесине; б) по сердцевине; в) по лубу; г) по камбию.

19. У хордовых полость тела: а) первичная; б) вторичная; в) смешанная; г) отсутствует совсем.

20. Фактором, направляющим эволюционный процесс в определенную сторону, является:

а) изоляция; б) колебание численности популяций; в) естественный отбор; г) мутационный процесс.

22. Расщепление в клетке одной молекулы глюкозы до углекислого газа и воды сопровождается синтезом: а) 2 молекул АТФ; б) 10 молекул АТФ; в) 38 молекул АТФ; г) 78 молекул АТФ.

23. Человек, впервые увидевший тропический плод, проявляет реакцию:

а) оборонительную; б) ориентировочную; в) инстинктивную; г) условно-пищевую.

24. К барабанной перепонке прикрепляется:

а) молоточек; б) наковальня; в) стремечко; г) мембрана овального окна.

25. Соотношение палочек и колбочек в сетчатке:

а) одинаковое; б) палочек больше, чем колбочек; в) колбочек больше, чем палочек; г) зависит от освещенности.

27. Первичная моча образуется в:

а) почечной капсуле; б) мочевом пузыре; в) извитых канальцах; г) почечной артерии.

28. Из перечисленных ученых получил Нобелевскую премию за работы в области этологии:

а) Г. Мендель; б) И.П. Павлов; в) Н.И. Вавилов г) К. Лоренц.

29. Артериальная кровь возвращается в сердце по:

а) аорте; б) легочным артериям; в) нижней и верхней полым венам; г) легочным венам.

30. Пол человека определяется:

а) при образовании гамет в мейозе; б) при расхождении хромосом в мейозе;

в) при образовании зиготы (при слиянии гамет); г) при рождении ребенка.

Задание 2. . Выберите лишь те ответы, которые считаете правильными.

1.Корни могут выполнять функции:

а) поглощения воды и минеральных веществ; б) синтеза гормонов, аминокислот и алкалоидов; в) вегетативного размножения; г) образования почек; д) образования листьев.

2.Лишайники могут размножаться:

а) участками таллома; б) соредиями; в) изидиями; г) спорами; д) ризоидами.

3. У папоротников отсутствуют:

а) сложный лист; б) корневище; в) короткий главный корень;

г) придаточные корни; д) боковые корни.

4. Мозжечок хорошо развит у: а) рыб и амфибий; б) рыб и птиц; в) амфибий и рептилий;

г) рептилий и млекопитающих; д) птиц и млекопитающих.

5. Хорда сохраняется в течение всей жизни у: а) ланцетника; б) акулы; в) миноги; г) осетра; д) окуня.

6. Бактерии вызывают заболевания:

а) возвратный тиф; б) сыпной тиф; в) малярия; г) туляремия; д) гепатит.

7. Из эктодермы формируются:

а) волосы; б) дерма; в) сетчатка; г) молочные железы; д) эпителий легких.

8. Коленный сустав образован костями:

а) бедренной; б) большеберцовой; в) малоберцовой; г) лучевой; д) надколенником.

9. Из названных организмов являются автотрофами:

а) клостридии; б) азотофиксирующие клубеньковые бактерии;

в) микобактерии; г) кишечная палочка; д) сальмонелла.

10. Для клетки бактерий характерно наличие:

а) рибосом; б) центриолей; в) оформленного ядра; г) клеточной стенки; д) кольцевой молекулы ДНК.

11.Какие признаки не характерны для млекопитающих и человека?

а) холоднокровность; б) выкармливание детенышей молоком; в) четырехкамерное сердце; г) наличие киля на грудине; д) смешение венозной и артериальной крови в сердце.

12. Основные типы тканей животных:

а) эпителиальные; б) железистые; в) соединительные; г) секреторные; д) нервная.

13. Выберите признаки моховидных:

а) наличие сосудов в ксилеме; б) преобладание гаметофита над спорофитом;

в) наличие протонемы в цикле развития; г) наличие элатер у спор;

д) всасывание воды при помощи корневых волосков.

14. Для типа хордовых характерны признаки:

а) трехслойность; б) вторичная полость тела; в) вторичный рот;

г) двухсторонняя симметрия; д) отсутствие внутреннего скелета.

15.К числу агранулоцитов (разновидность лейкоцитов) в крови человека относят:

а) лимфоциты В; б) лимфоциты Т; в) эозинофилы; г) нейтрофилы; д) моноциты.

Задание 3. Задание на определение правильности суждений.

1. Когда в замыкающих клетках тургор повышен, устьичная щель открыта.

2. Растения способны усваивать свободный азот.

3. Кора имеется только у древесных растений.

4. У ресничных червей нет анального отверстия.

5. Самые длинные РНК- информационные.

6. Паутинные бородавки у пауков гомологичны брюшным конечностям.

7. Тромбоциты образуются в селезенке.

8. Гемолимфа насекомых выполняет те же функции, что и кровь позвоночных.

9. У некоторых современных птиц на крыльях есть свободные пальцы с когтями для лазания по деревьям.

10. Самой крупной хищной рыбой является китовая акула.

11. Скорость кровотока в мелких сосудах больше, так как их диаметр меньше.

12. Евстахиева труба предохраняет барабанную перепонку от повреждения при перепадах атмосферного давления.

13. По венам большого и малого кругов кровообращения течет венозная кровь.

14. Латимерия - последний вымерший вид кистеперых рыб.

15. Окраска красных водорослей является приспособлением к фотосинтезу.

Б-10 Задания II этапа ХХ III Всероссийской олимпиады школьников по биологии . 2006-2007 уч. г 10 класс

Задание 1. На каждый вопрос выберите только один ответ, .

1. Известно, что по строению цисты можно установить вид амебы.

Циста дизентерийной амебы (Entamoeba histolytika ) имеет: а) 1 ядро; б) 2 ядра; в) 4 ядра; г) 8 ядер.

2. Органами зрения у пауков являются:

а) 1 пара фасеточных глаз; б) 4 пары простых глаз; в) 1 пара фасеточных и 2 пары простых глаз; г) 1 пара фасеточных и 3 пары простых глаз.

3. Из головоногих моллюсков способен изменять свой удельный вес:

а) осьминог; б) каракатица; в) наутилус; г) кальмар.

4. Функцию яйцевода у птиц и рептилий выполняет:

а)

5. Видоизмененным «теменным глазом» у позвоночных является:

а) промежуточный мозг; б) гипофиз; в) эпифиз; г) мозжечок.

6. Слюнные железы в ходе эволюции позвоночных впервые появляются у:
а) двоякодышащих рыб б) земноводных; + в) пресмыкающихся; г) млекопитающих.

7. Из названных тканей человека основной мишенью действия гормона инсулина является:

а) хрящевая; б) жировая; в) костная; г) ткань почек.

8. При возбуждении симпатической нервной системы:

а) замедляется и ослабляется сокращение сердца; б) усиливается перистальтика кишечника; в) увеличивается количество сахара в крови; г) сужаются бронхи.

9. Витамины необходимы организму человека потому, что они являются:

а) коферментами некоторых ферментов; б) составными ДНК;

в) составными некоторых углеводов; г) составными РНК.

10. Тела чувствительных нейронов лежат в:

а) задних рогах серого вещества спинного мозга; б) в нервных узлах на пути к ЦНС;

в) в рабочих органах; г) передних рогах серого вещества спинного мозга.

11. Антитела в организме человека представлены:

а) тромбоцитами; б) альбуминами; в) глобулинами; г) фибриногеном.

12. У физически тренированного человека по сравнению с нетренированным:

а) частота сокращений сердца может достигнуть более высоких значений;

б) минутный объем сердца больше; в) механическое сопротивление кровеносных сосудов выше;

г) объем левого желудочка и диастолический объём меньше.

13. Наличие у наземных растений развитых механических тканей является приспособлением к:

а) рассеянной солнечной радиации; б) недостатку влаги в окружающей среде;в) низкой плотности воздуха; г) поглощению питательных веществ из почвенного раствора.

14. Соцветие колос характерно для: а) ландыша; б) сирени; в) подорожника; г) ржи.

15. Образование у растения пробки обеспечивается:

а) камбием; б) феллогеном; в) эпидермой; г) перициклом.

16. Из перечисленных структур покрытосеменных растений гаметофитом является:

а) пыльник; б) зародышевый мешок; в) семяпочка; г) завязь пестика.

17. Охотники утверждают, что наиболее крупные экземпляры волка встречаются в северных районах его ареала. Это наблюдение согласуется с экологическим правилом:

а) Бергмана; б) Вант-Гоффа; в) Аллена; г) Глогера.

18. Отец не может передать сыну такой признак, как:

а) голубой цвет глаз; б) фенилкетонурию; в) светлые волосы; г) дальтонизм.

19. Из названных белков ферментом является: а) инсулин; б) кератин; в) тромбин; г) миоглобин.

20. Результатом независимого расхождения хромосом в мейозе является: а) возникновение полиплоидии; б) комбинативная изменчивость; в) модификационная изменчивость; г) мутационная изменчивость.

21.Микротрубочки в клетках не участвуют в процессах:

а) колебания жгутиков и ресничек; б) движения хроматид;

в) осморегуляции г) движения органелл.

22. Не имеют жесткой клеточной стенки клетки:

а) дрожжей; б) костной ткани; в) листа березы; г) туберкулезной палочки.

23. Из перечисленных биополимеров разветвленную структуру имеют:

а) ДНК; б) РНК; в) белки; г) полисахариды.

24. Сера входит в состав такой аминокислоты как: а) серин; б) гистидин; в) метионин; г) триптофан.

25. Свободно плавающая личинка асцидии имеет хорду и нервную трубку. У взрослой асцидии, ведущей сидячий образ жизни, они исчезают. Это является примером:

а) дегенерации; б) адаптации; в) ценогенеза; г) биологического регресса.

26. Останки питекантропа впервые были обнаружены в:
а) Южной Африке б) Австралии в) Центральной Азии г) Юго-Восточной Азии.

27. Местом расположения фермента АТФ-синтетазы в митохондриях является:
а) матрикс б) межмембранное пространство в) наружная мембрана;г) внутренняя мембрана. ++

28. Основным признаком гоминизации не является : а) прямохождение б) приспособленная к трудовой деятельности рука; в) строение зубной системы; г) социальное поведение. +

29. Функции «главного абиотического редуцента» в наземных экосистемах выполняют: а) бактерии; б) дожди (ливни); в) ветры (ураганы); г) пожары. +

30. Из перечисленных экосистем самую низкую первичную продукцию в расчете на квадратный метр имеет: а) тайга; б) открытый океан; + в) луг; г) тропический лес.

Задание 2.

1. Надземный тип прорастания семян характерен для: а) фасоли; + б) гороха; в) липы; + г) клена; + д) овса.

2. В составе жилки листа можно обнаружить:

а) ситовидные трубки с клетками спутницами; + б) сосуды; + в) склеренхиму; +

г)уголковую колленхиму; + д) паренхиму. +

3. Среди паукообразных развитие с метаморфозом характерно для:

а) пауков; б) клещей; в) скорпионов; г) сенокосцев; д) сольпуг.

4. Нерестится только один раз в жизни:

а) севрюга б) горбуша; в) сардина; г) речной угорь; д) красноперка.

5. Грудная клетка имеется у: а) лягушек б) ящериц; + в) тритонов г) змей д) крокодилов.

7. К парным органам (структурам) человека относятся:

а) предстательная железа; б) клиновидная кость черепа; в) плечеголовная вена;

г) семенной пузырек; д) яичник.

8. Для дыхания человека свойственны:

а) автоматизм; б) зависимость от содержания СО 2 в крови;

в) рефлекторная регуляция; г) независимость от корковых отделов головного мозга;

д) центр регуляции дыхания располагается в промежуточном мозге.

9. Составными частями нефрона являются: а) пирамиды; б) извитые канальцы первого порядка; в) капсула; г) извитые канальцы второго порядка; д) петля Генле.

10. Через плаценту от матери к плоду могут передаваться:

а) эритроциты; б) лимфоциты; в) антитела; г) гормоны; д) бактерии.

11. Из названных организмов являются автотрофными: а) клостридии; б) азотофиксирующие клубеньковые бактерии; в) микобактерии; г) кишечная палочка; д) сальмонелла.

12. К развитию анемии может привести: а) мутации в гене глобина; б) мутации в генах белков цитоскелета;

в) дефицит железа; г) дефицит витаминов; д) гельминтозы.

13. Из названных процессов в митохондриях протекают:

а) гликолиз; б) цикл Кребса; в) окислительное фосфорилирование; г) транскрипция; д) трансляция.

14. Сцепленно с полом наследуются: а) глухота; б) цвет глаз; в) гемофилия; г) полидактилия; д) дальтонизм.

15. Ароморфозы хордовых:

а) целом; б) трехслойность; в) наличие хорды; г) наличие нервной трубки; д) замкнутая кровеносная система.

16. Вирусы проникают в клетки:
а) путем эндоцитоза, взаимодействуя со специфическими рецепторами мембраны; +
б) формируя в мембране клетки специальные каналы; в) индуцируя синтез специфических переносчиков;

г) через плазмодесмы из соседней клетки; + д) за счет впрыскивания в клетку нуклеиновой кислоты. +

17. Из названных клеток общее эмбриональное происхождение имеют:
а) клетки эпителия почек; + б) клетки дермы; + в) клетки эпителия легких; г) эритроциты; + д) клетки глии.

18. Современные представители отряда приматов (исключая человека) в природе встречаются в:
а) Европе; + б) Азии; + в) Африке; + г) Австралии; д) Южной Америке. +

19. Возбудитель данной болезни может расти в аэробных условиях:
а) ботулизм; б) столбняк; в) актиномикоз;+ г) газовая гангрена; д) дизентерия.

20.Цветок выполняет функции: а) образования спор; б) фотосинтеза в двойном околоцветнике; в) формирования гамет; г) опыления; д) оплодотворения.+

1. Все общественные насекомые относятся к отряду перепончатокрылых.

2. Только у хвостатых земноводных наблюдается личиночное размножение (неотения).

3. У домашних животных головной мозг, как правило, больше, чем у диких предков.

4. Кора мозжечка и больших полушарий имеет принципиально одинаковое гистологическое строение.

5. Увеличение содержания углекислого газа в атмосфере может быть причиной кислотных дождей.

7. Как и рибосомы, митохондрии эукариот крупнее, чем у прокариот, и имеют больший коэффициент осаждения.

8. Для переноса веществ через мембраны против их концентрационного градиента обязательно используется энергия гидролиза АТФ.

9. Первая сигнальная система свойственна человеку и животным.

10. Евстахиева труба- канал, сообщающий среднее ухо земноводных с глоткой.

11. У всех двудольных растений запас питательных веществ находится в семядолях.

12. У человека в разных капиллярах печени течет и венозная и артериальная кровь.

16. Колючки боярышника являются видоизмененными побегами. +

17. В хлоропластах растительных клеток на свету откладывается первичный крахмал. +

18. Основная масса мышц у птиц располагается на брюшной стороне. +

19. Молочнокислые бактерии относятся к сапротрофам. +

20. Все представители типа Хордовые раздельнополые животные.

Задания II этапа ХХ III Всероссийской олимпиады школьников по биологии . 2006-2007 учебный год. 11 кл

Задание 1. На каждый вопрос выберите только один ответ

1. Половой процесс у водорослей, осуществляемый путем слияния двух одинаковых подвижных гамет, носит название: а) гетерогамия; б) хологамия; в) изогамия; г) оогамия.

2. Пропускные клетки в корне могут располагаться в:

а) ризодерме; б) перицикле; в) эндодерме; г) экзодерме.

3. Функцию яйцевода у птиц и рептилий выполняет:

а) мюллеров канал; б) вольфов канал; в) гаверсов проток; г) евстахиева труба.

4. Видоизмененным «теменным глазом» у позвоночных является:

а) промежуточный мозг; б) гипофиз; в) эпифиз; г) мозжечок.

5. Зачатки коры больших полушарий в эволюции впервые появились у:

а) пресмыкающихся; б) земноводных; в) рыб; г) млекопитающих.

6. В отличие от взрослого человека у ребенка до 6 - 7 лет отсутствуют:
а) резцы б) клыки в) малые коренные зубы; + г) большие коренные зубы.

7. Эритроциты, помещенные в гипертонический раствор:
а) лопаются, освобождая содержимое в окружающую среду; б) уменьшаются в объеме и сморщиваются; +
в) сохраняют дисковидную форму за счет активации систем переноса электролитов;
г) слипаются (агглютинируют) с образованием осадка.

8. Центры слюноотделения находятся в:
а) среднем мозге б) мозжечке в) промежуточном мозге; г) продолговатом мозге.

9. Плохо растворимые в воде соединения не встречаются среди:

а) углеводов; б) белков; в) витаминов; г) нуклеотидов.

10. В структуре рибосом важную роль играют катионы: а) магния; б) кальция; в) стронция; г) натрия.

11. ДНК бактерий отличается от ДНК эукариот тем, что: а) связана с белками; б) имеет кольцевую форму; в) является сверхспирализованной;г) представлена большим количеством мелких молекул.

12. Из перечисленных РНК наименьший размер имеют:

а) матричные РНК; б) рибосомные РНК; в) транспортные РНК; г) вирусные РНК

13. Первым веществом биологического происхождения, синтезированным в химической лаборатории, был (-а): а) глицерин; б) крахмал; в) мочевина; г) глицин.

14. Контуры тела летяги, сумчатой летяги, шерстокрыла очень сходны. Это является следствием:

а) дивергенции; б) конвергенции; в) параллелизма; г) случайного совпадения.

а) морфофизиологический прогресс; б) морфофизиологический регресс; в) биологический регресс;

г) идиоадаптацию.

16. Эволюционным фактором, способствующим сохранению видового многообразия, является:

а) стабилизирующий отбор; б) комбинативная изменчивость; в) борьба за существование;

г) репродуктивная изоляция.

17. Из общего ряда названных соединений, исходя из размеров молекулы, «выпадает»:

а) аденин; б) тимин; в) урацил; г) цитозин

18. Из перечисленных ферментов, в тонком кишечнике не функционируют:

а) липаза; б) химотрипсин; в) амилаза поджелудочной железы; г) пепсин.

19. В процессе фотосинтеза источником кислорода - побочного продукта является:
а) рибулозобисфосфат; б) глюкоза; в) вода; + г) углекислый газ.+

20. Цикл Кребса служит для: а) обезвреживания уксусной кислоты; в) удаления избытка АТФ;

б) обеспечения дыхательной цепи восстановленными коферментами;

г) утилизации образующихся в ходе гликолиза восстановленных коферментов.

21. Явление гетерозиса, как правило, наблюдается при:

а) инбридинге; б) отдаленной гибридизации; в) самоопылении; г) скрещивании генетически чистых линий.

22. Функции «главного абиотического редуцента» в наземных экосистемах выполняют:
а) бактерии; б) дожди (ливни); в) ветры (ураганы); г) пожары. +

23. Примером ценогенеза являются жабры:

а) головастика; б) сельдевой акулы; в) речного рака; г) перловицы.

24. Родиной арбуза (Citrullus lanatus ) является:

а) Индостан; б) Африка; в) Средняя Азия; г) Южная Америка.

25. Свойство генетического кода, повышающее надежность хранения и передачи генетической информации: а) триплетность; б) универсальность; в) избыточность; + г) отсутствие «знаков препинания».

26. Ионы магния входят в состав: а) гемоглобина; б) инсулина в) хлорофилла; + г) тироксина.

27. Гликокаликс животных клеток образуют:
а) белки и липиды; б) белки и нуклеотиды; в) белки и углеводы; + г) углеводы и нуклеотиды.

28. Местом расположения фермента АТФ-синтетазы в митохондриях является:
а) матрикс; б) межмембранное пространство; в) наружная мембрана; г) внутренняя мембрана. ++

29. Из названных заболеваний вызывается вирусом: а) холера; б) оспа; + в) чума; г) малярия.

Задание 2. Выберите лишь те ответы, которые считаете правильными.

1. Жизненную форму кустарничек имеют:

а) смородина; б ) черника; в ) брусника г) крыжовник; д) костяника.

2. По соотношению пигментов в хроматофорах водоросли делятся на:

а) зеленые; б) бурые; в) красные; г) сине-зеленые; д) саргассовые.

3. Водоросли размножаются:

а) зооспорами; б) апланоспорами; в) кусочками слоевища; г) гаметами; д) ризоидами.

4. Вторичная полость тела сохраняется всю жизнь у:

а) моллюсков; б ) кольчатых червей; в) членистоногих; г ) хордовых; д) иглокожих.

5. Нервная система у паукообразных имеет форму:

а) нервной трубки; б ) звездообразного ганглия;

в) несколько пар нервных узлов; г ) брюшной нервной цепочки; д) диффузно разбросанных нервных клеток.

6. У дальневосточной мягкотелой черепахи (трионикса), обитающей как в воде, так и на суше, газообмен может происходить через:

а) легкие; б) кожу; в) наружные жабры; г) внутренние жабры; д) слизистую оболочку рта и глотки.

7. Из акклиматизированных в нашей стране пушных зверей были завезены из Северной Америки:

а) ондатра; б) американская норка; в) енот-полоскун; г) нутрия; д) енотовидная собака.

8. Из эктодермы формируются:

а) волосы; б) дерма; в) сетчатка; г) молочные железы; д) эпителий легких.

9. В процессе своего развития и жизнедеятельности нуждаются в кислороде: а) уксуснокислые бактерии; б) клостридии; в) аскарида; г) рис; д) шампиньон.

10. Каждая популяция характеризуется:

а) численностью; б) плотностью; в) степенью изоляции; г) характером пространственного распределения; д) независимой эволюционной судьбой.

11. Из Центральноамерикаенского центра происхождения (по Н.И.Вавилову)

происходят культурные растения: а) пшеница; б) кукуруза; в) рис г) соя; д) подсолнечник.

13. В организме человека гормональные функции выполняют соединения:

а) белки и пептиды; б) производные аминокислот; в) производные холестерина;

г) производные жирных кислот; д) производные нуклеотодов.

14. В световую фазу фотосинтеза происходят процессы:

а) перенос электронов от воды к промежуточному акцептору; б) фиксация СО 2 ;

в) фотолиз воды; г) выделение молекулярного кислорода; д) восстановление НАДФ + .

15. Прямыми потомками риниофитов могут считаться:

а) хвощевидные; б) плауновидные; в) папоротниковидные; г) голосеменные; д) покрытосеменные.

16. В Красную книгу РФ занесены:

а) степной шмель; б) сахалинский осётр; в) китайский окунь (ауха); г) скопа; д) снежный барс.

17. Признаки, по которым митохондрии и пластиды отличаются от других органоидов клетки:
а) имеют две мембраны; +б) содержат рибосомы; в) содержат внутри ферменты;

г) имеют кольцевую молекулу ДНК; +д) имеют белки и ферменты в мембранах.

18. Через плаценту от матери к плоду могут передаваться:

а) эритроци б) лимфоциты; в) антитела; г) гормоны; д) бактерии.

19. Цитокинез происходит при делении:

а) растительных клеток; б) животных клеток; в) в профазе; г) в анафазе; д) в телофазе.

20.Цитоплазматическая наследственность связана с:

а) митохондриями; б) ядрышком; в) хлоропластами; г) рибосомами; д) лизосомами.

Задание 3. Задание на определение правильности суждений.

1. Строение парных плавников кистеперых рыб аналогично строению конечностей у наземных позвоночных животных.

2. Зубы акул являются видоизмененными плакоидными чешуями.

3. Разделение почки на мозговой и корковый слой делает возможным концентрирование вторичной мочи.

5. Гомологичные органы возникают в результате конвергенции.-

6. АТФ может играть роль нейромедиатора.

7. Все клетки имеют мембранные структуры.

8. Вазопрессин усиливает реабсорбцию воды в почечных канальцах.

9. Костная ткань является разновидностью эпителиальной.

10. Вышедшие из куколок насекомые растут и по мере роста линяют.

11. У человека и других млекопитающих митохондриальный геном наследуется от матери.

12. Существование трехцепочечной ДНК невозможно.

13. Миозин обладает АТФазной активностью.

14. Микоплазмы- бактерии без клеточной стенки.

15. Количество принесенного гемоглобином кислорода в тканях зависит от интенсивности протекающих в них процессов катаболизма.

16. Гиногенез- разновидность партеногенеза.

17. Каталаза и пероксидаза -это разные названия одного и того же фермента.

18. Популяционные волны связаны только с колебаниями численности и не оказывают влияния на генофонд.

20. В сообществах на дне мирового океана существуют пищевые цепи пастбищного типа.

Ответы II этапа ХХ III Всероссийской олимпиады по биологии 2006-2007 9 класс

Задание 1

Задание 2

1абвг	2абвг
				10агд
11агд	12авд		14абвг	15абд

Задание 3. Правильные суждения: 1, 4, 5, 6, 9, 12 ,15.

10 класс Задание 1

Задание 2

	2абвгд
		8абвг	9бвгд	10вгд
11-нет	12абвгд	13бвгд
16агд	17абг	18абвд		20абвгд

Задание 3. Правильные суждения: 2, 6, 9, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19.

11 класс Задание 1

Задание 2

		3абвг
				10абг
		13абвг		15абв
16абвгд	17абгд	18вгд	19абд

Задание 3. Правильные суждения: 2, 3, 4, 6, 7, 8, 11, 14, 15, 16, 20

Своё Спасибо, еще не выражали..

Все живые организмы имеют общие принципы строения. Так, в их составе обязательно должны присутствовать различные биологические полимеры. Это сложные химические соединения, которые находятся в основе всего живого.

Данная статья предназначена для лиц старше 18 лет

А вам уже исполнилось 18?

В зависимости от последовательности мономеров, выделяют регулярные и нерегулярные вещества. К регулярным относятся те биополимеры, в чьих молекулах периодически повторяется определенная группа мономеров (аминокислот). По сути, мономеры это своеобразные строительные единицы организма, которые позволяют достичь столь высокого разнообразия существующих биополимеров. Именно за счет такого многообразия и существует огромное количество различных живых существ.

Какие вещества ими являются? Один из широко распространенных регулярных биологических полимеров — полисахарид. Это разветвленные молекулы, связанные между собой при помощи гликозидных соединений. Речь идет о таких элементах, как гликоген, хитин, целлюлоза, крахмал и другие.

К слову, последние два вещества имеют абсолютно одинаковый химический состав, отличающийся лишь структурой. Интересен тот факт, что такое, казалось бы, небольшое отличие играет важную роль. Например, целлюлоза не растворяется в воде и не усваивается организмом человека. А вот крахмал, наоборот, не только водорастворим, но и легко усваивается.

Стебли множества растений, а также скелет животных в своем составе содержат различные полисахариды.

Белки ‒ нерегулярные биополимеры

Самый распространенный вид нерегулярных биополимеров — белки. Они содержатся во всех живых существах и являются своеобразным строительным материалом. Именно благодаря им возможно осуществление массы важных химических реакций, протекающих в теле.

Белки принимают активное участие в усвоении кислорода, а также в разложении сахаров. Более того, они обеспечивают поступление питательных веществ в клетки, являются источником энергии и поддерживают работу иммунной системы.

Также, существует отдельный вид — сократительные белки, которые позволяют осуществлять двигательную функцию. Речь идет о разнообразных движениях, начиная с образования псевдоподий и движения ресничек у простейших, закачивая сокращением мышц у многоклеточных организмов и движением листьев растений.

Помимо этого, все существующие ферменты, ускоряющие химические процессы в организме, имеют белковую природу. Таким образом, они выполняют катализаторную функцию. Антитела, которые защищают от чужеродных соединений и микроорганизмов и поддерживают иммунную систему, также относятся к белкам.

Ученые ведут активные исследования белковых полимеров. Полученные результаты позволяют синтезировать новые лекарства по массе направлений. Существующие методы синтеза дают возможность дополнять белки различными аминокислотами, получая соединения, не существующие в природе. Помимо этого, таким образом, добавляются различные маркеры, облегчающие проведение опытов и экспериментов.

Один из наиболее важных результатов работы с синтезом биополимеров — это разработка метода добычи инсулина, а также получение информации о структуре таких веществ, как гемоглобин и миоглобин.

В организме человека обнаружено пять миллионов различных типов белковых молекул, которые не просто рознятся между собой, но и отличаются от подобных соединений у других живых существ. Достигается такое разнообразие за счет всего лишь двадцати базовых аминокислот, которые соединяются во всевозможных комбинациях. Всего в природе насчитывается свыше 300 видов таких мономеров.

Многообразие белковых соединений необходимо было как-то классифицировать. Поэтому, ученые разделили их на несколько типов. Выделяют следующие разновидности белков, отличающихсяпо форме:

• фибриллярные;
• глобулярные;
• мембранные.

Также есть следующее разделение по составу:

• протеины — простые белки, в состав которых входят исключительно аминокислоты;
• протеиды — сложные белки, которые помимо аминокислот могут состоять также и из углеводов, липидов, нуклеопротеидов и других.

К протеидам также относятся и нуклеиновые кислоты, которые по своей сути относятся к полинуклеотидам.

Что такое нуклеиновые кислоты?

Основу данных веществ составляют мономерные единицы — нуклеотиды, которые включают в себя азот, углевод и остатки фосфорной кислоты. Исследования данного вида соединений человечество начало еще столетие назад.

Впервые подобное соединение удалось синтезировать из мышц быка. Со временем ученым удалось получить «чистые» соединения, в составе которых не было белка вовсе. На данный момент классическим вариантом синтеза нуклеиновых кислот является обработка анионным детергентом разрушенных стенок клеток.

Нуклеиновая кислота— это одно из основных веществ клеток, наряду с углеводами и белками. В частности, они содержатся непосредственно в ядре клетки. Найти их можно у абсолютно всех живых организмов. Собственно, этим и обусловлено название, произошедшее от латинского слова nucleus (ядро).

По сути, нуклеиновые кислоты — это химические элементы, служащие основой для всех организмов. Основная функция данных веществ — хранение и передача информации. Именно они определяют рост, развитие и наследственные признаки живых существ.

Классическими примерами нуклеиновых кислот являются РНК и ДНК, которые несут в себе генетическую информацию организма.

РНК — рибонуклеиновая кислота — по большей части является одноцепочечными молекулами. Выделяют три вида РНК, различающихся по своей структуре, местоположению и функционалу:

• информационные — иРНК;
• транспортные — тРНК;
• рибосомальные — рРНК.

Данные нуклеиновых кислот легко разрушаются под влиянием таких веществ, как щелочь, например. А вот ДНК, напротив, обладает устойчивостью к подобному воздействию.

Что такое ДНК?

ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота — это стойкая к разрушению структура, перманентно хранящая все необходимые данные о том или ином живом организме. В частности, в ней содержится информация о последовательности аминокислот, которые синтезирует клетка. Это химическое соединение было открыто еще в 1869 году и до сих пор полностью не изучено.

Ее молекулы представляют из себядвуцепочечные полимеры с большой массой. Внешне они представляют собой закрученную в двойную спираль последовательность элементов. В состав ДНК входят четыре основных вещества:

• аденин и тимин комбинируются друг с другом;
• цитозин и гуанин также сочетаются только между собой.

Таким образом, существует два вида перекладин молекулы, составленные из той или иной пары веществ. Особая форма молекулы обусловлена ее длиной. Для того чтобы компактно разместить ДНК, две молекулы закручиваются друг вокруг друга. Таким образом получается сократить размер цепочки в 5-6 раз. Этот процесс называется спирализацией.

Сами молекулы способны к самопроизведению. Процесс образования новой ДНК по сути является своеобразным раздвоением спирали на две ветви, во время которого происходит разрушение ферментами существующих связей между базовыми парами. Каждая полученная ветвь является частью новой ДНК, а последовательность соединения базовых пар аналогична последовательности изначальной спирали.

Ученые активно работают над расшифровкой генетического кода, содержащегося в данном виде кислот. Результаты работы помогут понять принцип строения живых организмов, в том числе и человека. Более того, полученная информация может лечь в основу разработок технологии искусственного синтеза клеток с теми или иными предопределенными характеристиками.

Некоторые ученые придерживаются мнения, что путем внедрения в существующий код ДНК определенной новой информации, можно изменить характеристики организма. Предполагается, что таким образом станет возможной не только борьба с рядом заболеваний, но и полное их искоренение путем внедрения генетической устойчивости.

Огромное количество разнообразных соединений различной химической природы сумел синтезировать человек в лабораторных условиях. Однако все равно самыми важными и значимыми для жизни всех живых систем были, есть и останутся именно естественные, природные вещества. То есть те молекулы, которые участвуют в тысячах биохимических реакций внутри организмов и отвечают за их нормальное функционирование.

Подавляющее большинство из них относится к группе, имеющей название "биологические полимеры".

Общее понятие о биополимерах

В первую очередь следует сказать, что все эти соединения - высокомолекулярные, обладающие массой, доходящей до миллионов Дальтон. Данные вещества - животные и растительные полимеры, которые играют определяющую роль в построении клеток и их структур, обеспечении метаболизма, фотосинтеза, дыхания, питания и всех остальных жизненно важных функций любого живого организма.

Переоценить значение таких соединений сложно. Биополимеры - это природные вещества естественного происхождения, формирующиеся в живых организмах и являющиеся основой всего живого на нашей планете. Какие же конкретно соединения к ним относятся?

Биополимеры клетки

Их достаточно много. Так, основными биополимерами являются следующие:

• белки;
• полисахариды;
• нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК).

Помимо них, сюда же можно отнести и многие смешанные полимеры, формирующиеся из комбинаций уже перечисленных. Например, липопротеины, липополисахариды, гликопротеины и другие.

Общие свойства

Можно выделить несколько особенностей, которые присущи всем рассматриваемым молекулам. Например, следующие общие свойства биополимеров:

• большая молекулярная масса вследствие образования огромных макроцепей с разветвлениями в химической структуре;
• типы связей в макромолекулах (водородные, ионные взаимодействия, электростатическое притяжение, дисульфидные мостики, пептидные связи и прочие);
• структурная единица каждой цепи - мономерное звено;
• стереорегулярность или ее отсутствие в строении цепи.

Но в целом у всех биополимеров все же больше отличий в строении и функциях, нежели сходств.

Белки

Огромное значение в жизни любых живых существ имеют белковые молекулы. Такие биополимеры - это основа всей биомассы. Ведь даже по жизнь на Земле зародилась из коацерватной капельки, которая представляла собой белок.

Структура данных веществ подчиняется строгой упорядоченности в строении. Основу каждого белка составляют аминокислотные остатки, которые способны соединяться друг с другом в неограниченной длины цепи. Это происходит при помощи формирования особых связей - пептидных. Такая связь образуется между четырьмя элементами: углеродом, кислородом, азотом и водородом.

В состав молекулы белка может входить очень много аминокислотных остатков, как одинаковых, так и разных (несколько десятков тысяч и более). Всего разновидностей аминокислот, встречающихся в составе данных соединений, насчитывается 20. Однако их разнообразное сочетание позволяет белкам процветать в количественном и видовом отношении.

Биополимеры белков имеют разные пространственные конформации. Так, каждый представитель может существовать в виде первичной, вторичной, третичной или четвертичной структуры.

Наиболее простая и линейная из них - первичная. Она представляет собой просто ряд аминокислотных последовательностей, соединенных друг с другом.

Вторичная конформация отличается более сложным строением, так как общая макроцепь белка начинает спирализоваться, формируя витки. Две рядом расположенные макроструктуры удерживаются друг возле друга за счет ковалентных и водородных взаимодействий между группировками их атомов. Различают альфа и бета-спирали вторичной структуры белков.

Третичная структура представляет собой свернутую в клубок одну макромолекулу (полипептидную цепь) белка. Очень сложная сеть взаимодействий внутри данной глобулы позволяет ей быть достаточно стабильной и держать принятую форму.

Четвертичная конформация - это несколько полипептидных цепочек, свернутых спирально и закрученных в клубок, которые при этом еще и между собой образуют множественные связи различного типа. Самая сложная глобулярная структура.

Функции белковых молекул

1. Транспортная. Ее осуществляют входящие в состав плазматической Именно они формируют ионные каналы, по которым способны проходить те или иные молекулы. Также многие белки входят в состав органоидов движения простейших и бактерий, поэтому принимают непосредственное участие в их движении.
2. Энергетическая функция выполняется данными молекулами очень активно. Один грамм белка в процессе метаболизма образует 17,6 кДж энергии. Поэтому потребление растительных и животных продуктов, содержащих эти соединения, жизненно необходимо живым организмам.
3. Строительная функция заключается в участии белковых молекул в построении большинства клеточных структур, самих клеток, тканей, органов и так далее. Практически любая клетка в основе своей построена из данных молекул (цитоскелет цитоплазмы, плазматическая мембрана, рибосома, митохондрии и другие структуры принимают участие в образовании белковых соединений).
4. Каталитическая функция осуществляется ферментами, которые по своей химической природе являются не чем иным, как белками. Без ферментов было бы невозможно большинство биохимических реакций в организме, так как они - в живых системах.
5. Рецепторная (также сигнальная) функция помогает клеткам ориентироваться и правильно реагировать на любые изменения окружающей среды, как механические, так и химические.

Если рассматривать белки более углубленно, то можно выделить еще некоторые второстепенные функции. Однако перечисленные являются основными.

Нуклеиновые кислоты

Такие биополимеры - это важная часть каждой клетки, будь прокариотическая она или эукариотическая. Ведь к нуклеиновым кислотам относятся молекулы ДНК и РНК (рибонуклеиновой кислоты), каждая из которых является очень важным звеном для живых существ.

По своей химической природе ДНК и РНК представляют собой последовательности нуклеотидов, соединенных водородными связями и фосфатными мостиками. такие нуклеотиды, как:

• аденин;
• тимин;
• гуанин;
• цитозин;
• пятиуглеродистый сахар дезоксирибоза.

РНК отличается тем, что тимин заменяется на урацил, а сахар - на рибозу.

Благодаря особой структурной организации молекулы ДНК способны выполнять ряд жизненно значимых функций. РНК также играет в клетке большую роль.

Функции таких кислот

Нуклеиновые кислоты - биополимеры, отвечающие за следующие функции:

1. ДНК является хранителем и передатчиком генетической информации в клетках живых организмов. У прокариот данная молекула распределена в цитоплазме. В находится внутри ядра, отделенного кариолеммой.
2. Двуцепочечная молекула ДНК разделена на участки - гены, которые составляют структуры хромосомы. Гены каждого существа формируют специальный генетический код, в котором зашифрованы все признаки организма.
3. РНК бывает трех видов - матричная, рибосомальная и транспортная. Рибосомальная принимает участие в синтезе и сборке белковых молекул на соответствующих структурах. Матричная и транспортная переносят считанную с ДНК информацию и расшифровывают ее биологический смысл.

Полисахариды

Данные соединения - это преимущественно растительные полимеры, то есть встречающиеся именно в клетках представителей флоры. Особенно богата полисахаридами их клеточная стенка, которая содержит целлюлозу.

По своей химической природе полисахариды - это макромолекулы углеводов сложного строения. Могут быть линейными, слоистыми, сшитыми конформациями. Мономерами выступают простые пяти-, чаще шестиуглеродные сахара - рибоза, глюкоза, фруктоза. Имеют большое значение для живых существ, так как входят в состав клеток, являются запасным питательным веществом растений, расщепляются с высвобождением большого количества энергии.

Значение различных представителей

Очень важны такие биологические полимеры, как крахмал, целлюлоза, инулин, гликоген, хитин и другие. Именно они и являются важными источниками энергии в живых организмах.

Так, целлюлоза - обязательный компонент клеточной стенки растений, некоторых бактерий. Придает прочность, определенную форму. В промышленности человеком используется для получения бумаги, ценных ацетатных волокон.

Крахмал - запасное питательное вещество растений, которое является также ценным пищевым продуктом для людей и животных.

Гликоген, или животный жир, - запасное питательное вещество животных и человека. Выполняет функции теплоизоляции, энергетического источника, механической защиты.

Смешанные биополимеры в составе живых существ

Помимо тех, что мы рассмотрели, существуют и различные сочетания высокомолекулярных соединений. Такие биополимеры - это сложные смешанные конструкции из белков и липидов (липопротеины) или из полисахаридов и белков (гликопротеины). Также возможно сочетание липидов и полисахаридов (липополисахариды).

Каждый из этих биополимеров имеет множество разновидностей, выполняющих в живых существах ряд важных функций: транспортную, сигнальную, рецепторную, регуляторную, ферментативную, строительную и многие другие. Структура их химически очень сложна и далеко не для всех представителей расшифрована, поэтому и функции до конца не определены. На сегодня известны только самые распространенные, однако значительная часть остается за границами человеческих познаний.