Глеб Швецов - Биология. Введение в общую биологию. 9 класс

Рис. 17. Схема образования комплекса «фермент – вещество»

Катализатор. Фермент. Кофермент. Активный центр фермента

Выполните лабораторную работу.

Расщепление пероксида водорода ферментом каталазой

Цель работы: показать действие фермента каталаза на пероксид водорода (Н 2О 2) и условия, в которых он функционирует.

Информация для учащихся

Пероксид водорода – ядовитое вещество, образующееся в клетке в процессе её жизнедеятельности. Фермент каталаза, расщепляя Н 2О 2на воду и кислород, играет защитную роль в клетке.

Ход работы

1. Поместите в первую из трёх пробирок кусочек сырого мяса, во вторую – кусочек сырого картофеля, в третью – кусочек варёного картофеля.

2. Прилейте в пробирки по 2 мл 3%-го раствора Н 2О 2.

3. Запишите наблюдаемые вами явления в каждой пробирке.

4. Сделайте вывод.

Вопросы

1. Какие вещества называются катализаторами?

2. Какую роль играют ферменты в клетке?

3. От каких факторов может зависеть скорость ферментативных реакций?

4. Почему большинство ферментов при высокой температуре теряет каталитические свойства?

5. Почему недостаток витаминов может вызвать нарушения в процессах жизнедеятельности организма?

Задания

Проанализировав знания, полученные на предыдущих уроках, объясните, почему большинство ферментов при высокой температуре теряет каталитические свойства.

1. Какими свойствами обладают живые организмы?

2. Какие нуклеиновые кислоты вы знаете?

3. Какие функции выполняют нуклеиновые кислоты?

Вирусы (от лат. virus – яд) не имеют клеточного строения. Они представляют собой простейшую форму жизни на нашей планете, занимая пограничное положение между неживой и живой материей.

Вирусы – это внутриклеточные паразиты, и вне клетки они не проявляют никаких свойств живого. Они не потребляют пищи и не вырабатывают энергии, не растут, у них нет обмена веществ. Многие из них во внешней среде имеют форму кристаллов. Вирусы настолько малы, что их можно увидеть только с помощью электронного микроскопа (рис. 18).

Рис. 18. Форма некоторых вирусов: 1 – вирус герпеса; 2 – вирус гриппа

Рис. 19. Модель вируса табачной мозаики: 1 – белковая оболочка; 2 – РНК

От неживой материи вирусы отличаются двумя свойствами: способностью воспроизводить себе подобные формы (размножаться) и обладанием наследственностью и изменчивостью.

Устроены вирусы очень просто. Каждая вирусная частица состоит из РНК или ДНК, заключённой в белковую оболочку, которую называют капсидом (рис. 19).

Проникнув в клетку, вирус изменяет в ней обмен веществ, направляя всю её деятельность на производство вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков. Внутри клетки происходит самосборка вирусных частиц из синтезированных молекул нуклеиновой кислоты и белков. До момента гибели в клетке успевает синтезироваться огромное число вирусных частиц. В конечном итоге клетка гибнет, оболочка её лопается и вирусы выходят из клетки-хозяина (рис. 20).

Поселяясь в клетках живых организмов, вирусы вызывают многие опасные заболевания: у человека – грипп, оспу, корь, полиомиелит, свинку, бешенство, СПИД и многие другие; у растений – мозаичную болезнь табака, томатов, огурцов, скручивание листьев, карликовость и др.; у животных – ящур, чуму свиней и птиц, инфекционную анемию лошадей и др.

Рис. 20. Цикл развития вируса

Происхождение вирусов в процессе эволюции пока неясно. Большинство учёных предполагают, что вирусы представляют собой клетки или их фрагменты, которые в ходе приспособления к паразитизму утратили всё, без чего «можно обойтись», за исключением своего наследственного аппарата в виде нуклеиновой кислоты и защитной белковой оболочки.

Вирусы. Капсид. Самосборка

Вопросы

1. Какое строение имеют вирусы?

2. На основании чего вирусы относят к живым организмам?

3. Какие особенности отличают вирусы от других живых организмов?

Дополнительные сведения

Молекулярная биология изучает основные свойства и проявления жизни на молекулярном уровне. Как самостоятельная наука молекулярная биология сформировалась в 50-х гг. XX в. Её рождение часто относят к 1953 г., когда была опубликована работа американского биолога Д. Уотсона и английского физика Ф. Крика о пространственной структуре ДНК, причём биологическая функция этой молекулы была увязана с её химическим строением. Молекулярная биология имеет важное практическое значение в развитии сельского хозяйства, в микробиологической промышленности и как теоретическая основа медицины.

Задания

На обобщающем уровне обсудите значение молекулярной биологии в современном мире.

Молекулярный уровень организации живой материи составляет предмет молекулярной биологии, изучающей строение и функции входящих в состав живых организмов органических веществ – белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот и др.

Белки являются основными структурными элементами клеток и регулируют протекающие в них процессы.

Нуклеиновые кислоты участвуют в передаче наследственной информации от клетки к клетке, от организма к организму.

Углеводы и липиды служат важнейшими источниками энергии, необходимой для жизнедеятельности организмов, и строительным материалом клетки.

Свойства биологических соединений зависят от строения их молекул. Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода. Они могут быть простыми (моносахариды) и сложными (полисахариды).

Липиды – группа жироподобных веществ, нерастворимых в воде. Большинство липидов состоит из высокомолекулярных жирных кислот и трёхатомного спирта глицерина.

Белки, или протеины, – биополимеры. Мономерами белков являются аминокислоты. Всё разнообразие белков создаётся различными сочетаниями всего 20 аминокислот.

Молекулы белков могут принимать различную пространственную конфигурацию: первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры. Такая сложность строения молекул белков связана с многочисленными функциями, выполняемыми этими биополимерами. Многие белки являются ферментами, т. е. биокатализаторами.