Молекулярный уровень: общая характеристика

М олекулярный уровень : общая характеристика

Молекулярный уровень

Взаимодействие биологических макромолекул – основа любой биосистемы.

С молекулярного уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности: обмен веществ, превращение энергии, передача наследственной информации.

Клеточный уровень

• Клетка –
• элементарная структурная и функциональная единица жизни.

На клеточном уровне происходит передача информации и превращение веществ и энергии.

Организменный уровень

• Элементарной единицей организменного уровня служит особь, которая рассматривается в развитии – от момента зарождения до прекращения существования.

• Рассматриваются процессы и явления, происходящие в организме и механизмы согласованного функционирования его органов и систем.

Популяционно-видовой уровень

• Совокупность организмов одного вида, объединенная общим местом обитания с относительно однородными условиями, в котором создаётся популяция – надорганизменная система. В этой системе осуществляются элементарные эволюционные преобразования. .

Экосистемный (биогеоценотический) уровень

• Биогеоценоз – совокупность организмов разных видов и различной сложности организации с факторами среды их обитания.
• В экосистемах осуществляется круговорот веществ и энергии.

Биосфера - совокупность всех биоценозов, система, охватывающая все явления жизни на нашей планете.

На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов на Земле

Биосферный уровень

Химические вещества клетки

Неорганические Органические

вода и минеральные

соли

ВОДА (Н 2 О)

Вода составляет 70–80% массы клетки

• 1. Придаёт клетке упругость и объём

• 2. Универсальный растворитель
• 3. Водные растворы образуют внутреннюю среду клетки
• 4. Средство транспорта для растворённых веществ в клетку и из неё
• 5. Служит средой, в которой протекают химические реакции
• 6. Является ускорителем многих химических процессов
• 7. Обеспечивает теплоёмкость
• 8. Обладает высокой теплопроводностью
• 9. Участвует в терморегуляции живых организмов

Минеральные соли составляют 1–1,5% общей массы клетки

• 1. Присутствуют в виде ионов или твёрдых нерастворимых солей
• 2. Создают кислую или щелочную реакцию среды

• Ca 2+ входит в состав костей и зубов, участвует в свёртывании крови
• K + и Na + обеспечивают раздражимость клеток
• Cl – входит в состав желудочного сока
• Mg 2+ содержится в хлорофилле
• I – компонент тироксина (гормона щитовидной железы)
• Fe 2+ входит в состав гемоглобина
• Cu, Mn, B участвуют в кроветворении, фотосинтезе, влияют на рост растений

• Каждый живой организм состоит из молекул органических веществ, находящихся в клетках и получивших название биологических молекул.
•  
• Химические вещества клетки
•  
• Неорганические Органические
• вода и минеральные
• соли
•  

углеводы

липиды

белки

нуклеиновые кислоты

ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ КЛЕТКИ

Более 60 ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

УЛЬТРОмикроЭЛЕМЕНТЫ

A U , A G , H g

МАКРОЭЛЕМЕНТЫ

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ

• H, O, N, C, S, P, Fe,
• Na, Mg, Cl

Zn, Cu, I, F, Mn, B

УГЛЕРОД

Полимер (polymer) - высокомолекулярное вещество, образованное длинными цепями более мелких молекул, называемых мономерами .

Гликоген

МОНОМЕРЫ

ПОЛИМЕРЫ

• Типы макромолекул
•  
•  
• Полисахариды Белки Нуклеиновые кислоты
• Моносахариды Аминокислоты Нуклеотиды
• М-М-М-..М А1-А2-А3… Н1-Н2-Н3…

• Полимер, в молекуле которого группа мономеров периодически повторяется, называется регулярными.

• Например:
• …… ..АВАВАВАВАВАВАВА…..
• …… ААВВААВВААВВААВВ….
• …… АВВАВВАВВАВВА….

Полимеры, в которых нет видимой закономерности в повторяемости мономеров называются нерегулярными.

• Например:
• ААВВАВАВАВАВВАВВАА

• Сочетание и перестановка нескольких типов мономеров в длинных полимерных цепях обеспечивают построение множества вариантов и определяют различные свойства макромолекул, входящих в состав всех организмов. Этот принцип лежит в основе многообразия жизни на нашей планете.

• Типы макромолекул
•  
•  
• Полисахариды Белки Нуклеиновые кислоты
• Моносахариды Аминокислоты Нуклеотиды
• М-М-М-..М А1-А2-А3… Н1-Н2-Н3…
•  
• Регулярные Нерегулярные
•  

• Заключение:

• «Все макромолекулы универсальны и уникальны, т. к. построены по одному плану независимо от их видовой принадлежности и их структура неповторима.
• Им присущи непрерывные превращения, которые обеспечиваются химическими реакциями, катализируемыми ферментами.
• Биологические молекулы обладают функциональной специфичностью.
• На молекулярном уровне осуществляется фиксация лучистой энергии и превращение этой энергии в химическую, запасаемую в клетках.
• На этом уровне происходит превращение энергии макроэргических фосфатных связей в работу — механическую, электрическую, химическую, осмотическую.
• Молекулярный уровень является «ареной» химических реакций, которые обеспечивают энергией клеточный уровень».