Молекулярный уровень: общая характеристика

Тема: Молекулярный уровень: общая характеристика

Цель: познакомиться с характеристикой молекулярного уровня организации живого.

Актуализация знаний

Вопросы:

1. Что такое химический элемент?

2. Что называется атомом и молекулой?

3. Какие органические вещества вам известны?

Содержание урока

Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, проявляется на уровне функционирования биологических макромолекул.

Молекулярный уровень можно назвать начальным, наиболее глубинным уровнем организации живого. Каждый живой организм состоит из молекул органических веществ – белков, нуклеиновых кислот, углеводов, жиров (липидов), находящихся в клетках и получивших название биологических молекул.

Биологи исследуют роль этих важнейших биологических соединений в росте и развитии организмов, хранении и передаче наследственной информации, обмене веществ и превращении энергии в живых клетках и в других процессах.

Изучая живые организмы вы узнали, что они состоят из тех же химических элементов, что и неживые. В настоящее время известно более 100 элементов, большинство из них встречается в живых организмах. К самым распространенным в живой природе элементам следует отнести углерод, кислород, водород и азот.

Основой всех органических соединений служит углерод. Он может вступать в связь со многими атомами и их группами, образуя цепочки, различные по химическому составу, строению, длине и форме. Из групп атомов образуются молекулы, а из последних – сложные химические соединения, различающиеся по строению и функциям. Эти органические соединения, входящие в состав клеток живых организмов, получили название биологические полимеры или биополимеры.

Полимер (от греческого polys - многочисленный) – цепь, состоящая из многочисленных звеньев – мономеров, каждый из которых устроен относительно просто. Молекула полимера может состоять из многих тысяч соединенных между собой мономеров, которые могу быть одинаковыми или разными.

Свойства биополимеров зависят от строения их молекул: от числа и разнообразия мономерных звеньев, образующих полимер. Все они универсальны, так как построены по одному плану у всех живых организмов, независимо от видовой принадлежности.

Для каждого вида биополимеров характерны определенное строение и функции. Так, молекулы белков являются основными структурными элементами клеток и регулируют протекающие в них процессы.

Нуклеиновые кислоты участвуют в передаче генетической (наследственной) информации от клетки к клетке, от организма к организму. Изучая основы генетики, вы узнаете, что генетический код универсален, то есть одинаков для всех живых организмов.

Углеводы и жиры представляют собой важнейшие источники энергии, необходимой для жизнедеятельности организмов.

Именно на молекулярном уровне происходит превращение всех видов энергии и обмен веществ в клетке. Механизмы этих процессов также универсальны для всех живых организмов.

В то же время оказалось, что разнообразные свойства биополимеров, входящих в состав всех организмов, обусловлены различными сочетаниями всего лишь нескольких типов мономеров, образующих множество вариантов длинных полимерных цепей. Этот принцип лежит в основе многообразия жизни на нашей планете.

Специфические свойства биополимеров проявляются только в живой клетке. Выделенные из клеток, молекулы биополимеров теряют биологическую сущность и характеризуются лишь физико-химическими свойствами того класса соединений, к которому они относятся. Другими словами, в изолированном виде молекулы биополимеров являются неживыми.

Только изучив молекулярный уровень, можно понять, как протекали процессы зарождения и эволюции жизни на нашей планете, каковы молекулярные основы наследственности и процессов обмена веществ в живом организме.

Преемственность между молекулярным и следующим за ним клеточным уровнем обеспечивается тем, что биологические молекулы – это тот материал, из которого образуются надмолекулярные – клеточные - структуры.

Закрепление

Вопросы:

1. Какие процессы исследуют ученые на молекулярном уровне?

2. Какие элементы преобладают в составе живых организмов?

3. Почему молекулы белков, нуклеиновых кислот, углеводов и липидов рассматриваются как биополимеры только в клетке?

4. Что понимается под универсальностью молекул биополимеров?

Обобщение

Сформулируйте вывод по уроку.

Домашнее задание

1. Параграф 1.1. на страницах 16-18 учебника.

2. Вопросы 1-4 на странице 18 учебника (устно).

3. Словарь: биологическая система; уровни организации: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, экосистемный, биосферный; органические вещества: белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры (липиды); биополимеры, мономеры.

2