Die Unterrichtseinheit dauert 80–90 Minuten. Das Unterrichtsthema ermöglicht es den Schülern, die Zusammenhänge zwischen Fächern wie Biologie, Geographie, Chemie und Physik aufzuzeigen. In Klammern stehen mögliche Antworten auf Fragen, die ich gerne von Studierenden erhalten würde.

Ziele: Kennenlernen der Schüler mit Daten über den Wassergehalt in den Zellen verschiedener Gewebe und den Wasserstoffwechsel in verschiedenen Organismen, mit modernen Vorstellungen über die Struktur und Eigenschaften von Wasser, seine biologischen Funktionen; Verbesserung der logischen Denkfähigkeiten.

Ausrüstung: physische Karte der Erde, Reagenzgläser, Gläser, Kapillarröhrchen; Speisesalz, Ethylalkohol, Saccharose, Pflanzenöl, Paraffin, Eiweiß, Magensaft, Eis; Nachschlagewerke zu Physik und Chemie.

Zeit organisieren

Der Lehrer teilt den Schülern das Thema und die Ziele des Unterrichts sowie die Reihenfolge seiner Durchführung mit.

Wissensüberprüfung Studierende zum Thema „Elementare und chemische (molekulare) Zusammensetzung der Zelle“. Drei Schüler arbeiten an der Tafel, der Rest (je nach Möglichkeiten) arbeitet mit Karten.

Arbeite an der Tafel

1. Eine Liste der Elemente wird an die Tafel geschrieben: F, Zn, N, Ca, J, Cl, Na, H, Mn, Cu, P, C, K, Fe, O, Mg, Co, von denen Sie benötigen zur Auswahl organogener (biogener), Makroelemente, Mikroelemente. Geben Sie ihren Prozentsatz in der Zelle an.

(Antwort der Studierenden: a) organogen: N, H, C, O; b) Makroelemente: Ca, Cl, Na, Mn, P, K, Fe, Mg; c) Spurenelemente: F, Zn, J, Cu, Co).

2. Charakterisieren Sie organogene Elemente. Erklären Sie, warum sich diese Elemente während der Entwicklung des Lebens auf der Erde als „günstig“ für die Chemie des Lebens erwiesen.

3. Schreiben Sie Informationen über die chemische (molekulare) Zusammensetzung der Zelle an die Tafel und geben Sie dabei den prozentualen Anteil der Hauptstoffklassen an.

Arbeiten mit Karten

Beantworten Sie die Frage schriftlich.

Variante 1. Wie wirkt sich das Fehlen eines der notwendigen Elemente (organogen, Makroelement, Mikroelement) auf die lebenswichtige Aktivität einer Zelle oder eines Organismus aus? Wie könnte sich das äußern? Nenne Beispiele.

Option 2. Welche Schlussfolgerung lässt sich aus der Tatsache ziehen, dass Zellen eine ähnliche elementare und chemische (molekulare) Zusammensetzung haben?

Option 3. Welche wissenschaftliche Bedeutung haben Daten zu Ähnlichkeiten und Unterschieden in der Elementzusammensetzung (qualitativ und quantitativ) der belebten und unbelebten Natur?

Neues Material lernen

Wassergehalt in Zellen und Organismen

1. Lesen Sie die poetischen Zeilen von Mikhail Dudnik und sagen Sie, ob sie aus biologischer Sicht wahr sind. (Das Gedicht steht an der Tafel.)

Man sagt, dass der Mensch zu achtzig Prozent aus Wasser besteht.
Aus dem Wasser, möchte ich hinzufügen, seiner Heimatflüsse,
Aus dem Wasser, füge ich hinzu, dem Regen, der ihn zu trinken gab,
Aus Wasser, möchte ich hinzufügen, aus uraltem Wasser, aus Quellen.
Aus dem seine Großväter und Urgroßväter tranken...

(Antwort der Studierenden. Die poetischen Zeilen sind richtig, denn. mehr als 2/3 eines Menschen bestehen aus Wasser.)

2. Denken Sie beim Betrachten der physischen Karte daran, wie das Verhältnis von Landflächen und Ozeanen auf unserem Planeten ist.

(Antwort der Studierenden. Die Weltmeere, d.h. Das Wasser, das Kontinente und Inseln umgibt, nimmt etwa 71 % der Erdoberfläche ein.)

Kommentar des Lehrers. Wasser bedeckt nicht nur den größten Teil der Erdoberfläche, sondern macht auch den Großteil aller Lebewesen aus: Mikroorganismen, Pflanzen, Tiere, Menschen.

3. Ist Wasser im menschlichen Leben wichtig?

(Antwort der Studierenden. Der Mensch trinkt Wasser, wäscht sich damit, nutzt es in verschiedenen Industrien und in der Landwirtschaft. Jetzt herrscht in vielen Ländern der Welt ein Mangel an Süßwasser; um es zu bekommen, müssen sie spezielle Fabriken und Aufbereitungsanlagen bauen.)

Kommentar des Lehrers. Wasser, ein so vertrauter Stoff, hat absolut erstaunliche Eigenschaften. Nur dank dieser Eigenschaften des Wassers wurde Leben auf der Erde möglich. Bei der Suche nach Leben auf anderen Planeten ist eine der wichtigsten Fragen, ob es dort genügend Wasser gibt. Die einzigartige Bedeutung von Wasser für biologische Systeme beruht bereits auf seinem einfachen quantitativen Gehalt in lebenden Organismen.

4. Nennen Sie Beispiele für den Wassergehalt in den Zellen verschiedener Organismen, ihren Geweben und Organen, die Ihnen aus Kursen in Botanik, Zoologie, menschlicher Anatomie und Physiologie bekannt sind.

(Antwort der Studierenden. Wasser macht in einem jungen menschlichen oder tierischen Körper 80 % der Zellmasse aus, in den Zellen eines alten sind es 60 %. In Gehirnzellen sind es 85 %, in den Zellen eines sich entwickelnden Embryos 90 %. Wenn ein Mensch 20 % seines Wassers verliert, tritt der Tod ein. Allerdings haben nicht alle menschlichen Zellen einen so hohen Wassergehalt. Nehmen wir an, in den Zellen des Zahnschmelzes sind nur 10–15 % vorhanden. In den Zellen des Fruchtfleisches saftiger Früchte und Blätter von Pflanzen befindet sich viel Wasser, in den Zellen trockener Samen oder Sporen von Pflanzen und Mikroorganismen hingegen nur sehr wenig, sodass diese sehr lange gelagert werden können bis sie erneut unter Bedingungen bewässert werden, die ihre Keimung begünstigen.)

5. Was bestimmt Unterschiede im Wassergehalt in Zellen?

(Antwort der Studierenden. In den Zellen, in denen der Stoffwechsel intensiver stattfindet, befindet sich mehr Wasser.)

Das Eindringen von Wasser in den Körper von Tieren und Pflanzen

Welche Möglichkeiten kennen Sie, wie verschiedene Organismen an Wasser gelangen?

(Antwort der Studierenden. Die Wege, auf denen Wasser in den Körper gelangt, sind sehr vielfältig:

a) durch die Körperoberfläche – bei einzelligen Organismen, niederen Pflanzen, Larven einiger Insekten, Fröschen, Fischen und anderen Wasserorganismen;
b) mit Essen und Trinken – bei den meisten Tieren;
c) Es gibt Tiere, die kaum oder sehr wenig trinken. Dies ist möglich durch: Stoffwechselwasser, d.h. Wasser, das im Körper hauptsächlich bei der Oxidation von Fetten entsteht (bei der Oxidation von 1 g Fett entstehen 1,1 g Wasser); sparsamer Umgang mit Wasser, der in einigen Fällen durch das Vorhandensein wasserdichter Abdeckungen gewährleistet wird, in anderen durch eine hohe Urinkonzentration (bei Kamelen ist der Urin beispielsweise achtmal konzentrierter als Plasma); Wasserreserven (z. B. in Larven);
d) Pflanzen nehmen über Wurzelhaare Wasser aus dem Boden auf;
e) ungewöhnliche Methoden zur Wassergewinnung sind: Epiphyten – Pflanzen, die sich hauptsächlich auf den Stämmen und Zweigen anderer Bäume niederlassen – nehmen Wasser aus der Luft auf; Viele Schirmpflanzen speichern die Feuchtigkeit in den becherförmigen Blattscheiden, von wo aus sie nach und nach über die Epidermis aufgenommen wird.

Molekülstruktur und Eigenschaften von Wasser

Die zahlreichen biologischen Funktionen des Wassers werden durch seine einzigartigen Eigenschaften gewährleistet, und die einzigartigen Eigenschaften des Wassers werden durch die Struktur seines Moleküls bestimmt.

1. Erinnern Sie sich an die Strukturmerkmale des Wassermoleküls, die Sie aus Ihrem Chemiestudium kennen.

(Antwort der Studierenden. In einem Wassermolekül (Summenformel H 2 O) ist ein Sauerstoffatom kovalent an zwei Wasserstoffatome gebunden. Das Molekül hat die Form eines Dreiecks, an dessen einer Spitze sich ein Sauerstoffatom und an den anderen beiden ein Wasserstoffatom befindet.)

2. Welcher Art ist die kovalente Bindung zwischen dem Sauerstoffatom und den Wasserstoffatomen?

(Antwort der Studierenden. Die Bindung zwischen dem Sauerstoffatom und den Wasserstoffatomen ist polar, weil Sauerstoff zieht Elektronen stärker an als Wasserstoff.)

Kommentar des Lehrers. Tatsächlich zieht das Sauerstoffatom aufgrund seiner größeren Elektronegativität Elektronen stärker an als Wasserstoffatome. Die Folge davon ist die Polarität des Wassermoleküls. Im Allgemeinen ist ein Wassermolekül elektrisch neutral, aber die elektrische Ladung im Inneren des Moleküls ist ungleichmäßig verteilt, und im Bereich der Wasserstoffatome überwiegt eine positive Ladung, und im Bereich, in dem sich Sauerstoff befindet, überwiegt eine negative Ladung (Abb. 1). ). Daher ist ein solches Molekül ein elektrischer Dipol.

Reis. 1. Ein Wassermolekül, in dem ein Sauerstoffatom kovalent an zwei Wasserstoffatome gebunden ist. Das Molekül ist polar

Das negativ geladene Sauerstoffatom eines Wassermoleküls zieht die positiv geladenen Wasserstoffatome der anderen beiden Moleküle an, sodass die Wassermoleküle durch Wasserstoffbrückenbindungen miteinander verbunden sind. Sie kennen bereits das Konzept einer Wasserstoffbrücke (Abb. 2).

Reis. 2. Wasserstoffbrückenbindungen (Linien) zwischen Wassermolekülen; Sauerstoffatome (weiße Kreise) tragen teilweise negative Ladungen, sodass sie Wasserstoffbrückenbindungen mit Wasserstoffatomen (schwarze Kreise) anderer Moleküle bilden, die teilweise positive Ladungen tragen

In flüssigem Wasser bilden sich diese schwachen Bindungen schnell und werden durch zufällige Kollisionen von Molekülen ebenso schnell zerstört. Der Fähigkeit der Wassermoleküle, sich über Wasserstoffbrückenbindungen miteinander zu verbinden, ist es zu verdanken, dass Wasser eine Reihe lebenswichtiger Eigenschaften besitzt.

Aufgaben für Studentengruppen

Die Klasse ist in fünf Gruppen eingeteilt, die jeweils mit vorbereiteter Ausrüstung nach einer Anleitungskarte mit einer Aufgabe arbeiten.

Zuordnung zur Gruppe 1

Ihnen werden eine Reihe von Substanzen angeboten: Speisesalz, Ethylalkohol, Saccharose, Pflanzenöl, Paraffin. Versuchen Sie, diese Substanzen nacheinander in Wasser aufzulösen. Welche der vorgeschlagenen Stoffe sind wasserlöslich und welche nicht? Versuchen Sie zu erklären, warum sich manche Substanzen in Wasser lösen können und andere nicht. Welche Eigenschaft des Wassers haben Sie kennengelernt?

Zuordnung zur Gruppe 2

Magensaft in ein Reagenzglas mit weißen Flocken aus unlöslichem Eiweiß geben und im Wasserbad auf 37 °C erhitzen. Was beobachten Sie? Welche Reaktion trat auf und wurde durch welches Enzym im Magensaft verursacht? Welche Eigenschaft des Wassers haben Sie kennengelernt?

Aufgabe für Gruppe 3

Eiswürfel in ein Glas Wasser geben. Was beobachten Sie? Was können Sie über die Dichte von Wasser und Eis sagen? Spezifische Informationen über die Dichte von Wasser und Eis können dem Handbook of Elementary Physics (Enochovich) entnommen werden. Welche Eigenschaften des Wassers haben Sie kennengelernt?

Zuordnung zur Gruppe 4

Sie wissen, dass Wasser bei einer Temperatur von 100 °C kocht und in den Dampfzustand übergeht. Vergleichen Sie anhand des Handbuchs der Elementarphysik den Siedepunkt von Wasser mit dem Siedepunkt anderer Flüssigkeiten. Versuchen Sie, Ihre Ergebnisse zu erklären.

Aufgabe für Gruppe 5

Versuchen Sie, Wasser mit geschlossenem Deckel in ein Glas zu gießen. Warum ist das möglich? Senken Sie langsam ein Glasrohr mit kleinem Durchmesser in ein Glas Wasser. Was beobachten Sie? Erklären Sie die Ergebnisse des Experiments. Welche Eigenschaft des Wassers haben Sie kennengelernt?

1. Gruppenbericht

In Wasser lösen sich folgende Stoffe: Speisesalz, Ethylalkohol, Saccharose (Rohrzucker). Nicht auflösen: Pflanzenöl und Paraffin. Aus den erhaltenen Ergebnissen können wir schließen, dass sich Stoffe mit ionischen chemischen Bindungen (Kochsalz) sowie nichtionische Verbindungen (Zucker, Alkohole), deren Moleküle wahrscheinlich geladene (polare) Gruppen enthalten, in Wasser lösen. Wasser ist eines der universellsten Lösungsmittel: Fast alle Stoffe lösen sich darin, zumindest in Spuren.

Kommentar des Lehrers. Wenn die Anziehungsenergie zwischen Wassermolekülen und Molekülen eines Stoffes größer ist als die Anziehungsenergie zwischen Wassermolekülen, dann löst sich der Stoff auf. Als hydrophil werden wasserlösliche Stoffe bezeichnet (Salze, Laugen, Säuren etc.). Unpolare (nicht ladungstragende) Verbindungen sind in Wasser praktisch unlöslich. Sie werden als hydrophob bezeichnet (Fette, fettähnliche Stoffe, Gummi usw.).

Bericht der Gruppe 2

Unlösliche Eiweißflocken lösen sich unter der Einwirkung von Magensaftpepsin auf. Es kommt zu einer Reaktion der enzymatischen Hydrolyse (Spaltung) von Proteinen in Aminosäuren unter Zugabe eines Wassermoleküls, wenn jede Peptidbindung aufgebrochen wird. Ähnliche Reaktionen treten im Magen-Darm-Trakt von Mensch und Tier auf:

So kann Wasser chemische Reaktionen eingehen, d.h. ist ein Reagenz.

Eigenschaften von Wasser und seine Rolle in der Zelle:

Unter den Stoffen der Zelle steht an erster Stelle Wasser. Es macht etwa 80 % der Zellmasse aus. Wasser ist für lebende Organismen doppelt wichtig, denn es ist nicht nur als Bestandteil von Zellen, sondern für viele auch als Lebensraum notwendig.

1. Wasser bestimmt die physikalischen Eigenschaften der Zelle – ihr Volumen, ihre Elastizität.

2. Viele chemische Prozesse laufen nur in einer wässrigen Lösung ab.

3. Wasser ist ein gutes Lösungsmittel: Viele Substanzen gelangen in einer wässrigen Lösung aus der äußeren Umgebung in die Zelle, und in einer wässrigen Lösung werden Abfallprodukte aus der Zelle entfernt.

4. Wasser hat eine hohe Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit.

5. Wasser hat eine einzigartige Eigenschaft: Wenn es von +4 auf 0 Grad abgekühlt wird, dehnt es sich aus. Daher ist Eis leichter als flüssiges Wasser und bleibt auf seiner Oberfläche. Dies ist sehr wichtig für Organismen, die in der aquatischen Umwelt leben.

6. Wasser kann ein gutes Gleitmittel sein.

Die biologische Rolle von Wasser wird durch die geringe Größe seiner Moleküle, ihre Polarität und die Fähigkeit, sich über Wasserstoffbrückenbindungen miteinander zu verbinden, bestimmt.

Biologische Funktionen von Wasser:

Transport. Wasser sorgt für den Stofftransport in Zelle und Körper, die Aufnahme von Stoffen und den Abtransport von Stoffwechselprodukten. In der Natur transportiert Wasser Abfallprodukte in Böden und Gewässer.

Stoffwechsel. Wasser ist das Medium für alle biochemischen Reaktionen, ein Elektronendonor bei der Photosynthese; es ist für die Hydrolyse von Makromolekülen zu ihren Monomeren notwendig.

Wasser ist an der Bildung von Schmierflüssigkeiten und Schleim, Sekreten und Säften im Körper beteiligt.

Mit ganz wenigen Ausnahmen (Knochen und Zahnschmelz) ist Wasser der vorherrschende Bestandteil der Zelle. Wasser ist für den Zellstoffwechsel (Austausch) notwendig, da physiologische Prozesse ausschließlich in einer wässrigen Umgebung ablaufen. Wassermoleküle sind an vielen enzymatischen Reaktionen der Zelle beteiligt. Beispielsweise erfolgt der Abbau von Proteinen, Kohlenhydraten und anderen Stoffen durch deren Wechselwirkung mit Wasser, katalysiert durch Enzyme. Solche Reaktionen werden Hydrolysereaktionen genannt.

Wasser dient während der Photosynthese als Quelle für Wasserstoffionen. Wasser in einer Zelle liegt in zwei Formen vor: frei und gebunden. Freies Wasser macht 95 % des gesamten Wassers in der Zelle aus und wird hauptsächlich als Lösungsmittel und als Dispersionsmedium für das kolloidale System des Protoplasmas verwendet. Gebundenes Wasser, das nur 4 % des gesamten Wassers in der Zelle ausmacht, ist durch Wasserstoffbrücken lose an Proteine ​​gebunden.

Aufgrund der asymmetrischen Ladungsverteilung wirkt das Wassermolekül als Dipol und kann daher sowohl von positiv als auch negativ geladenen Proteingruppen gebunden werden. Die Dipoleigenschaft eines Wassermoleküls erklärt seine Fähigkeit, sich in einem elektrischen Feld zu orientieren und sich an verschiedene Moleküle und Molekülabschnitte zu binden, die eine Ladung tragen. Dadurch entstehen Hydrate

Aufgrund seiner hohen Wärmekapazität nimmt Wasser Wärme auf und verhindert dadurch plötzliche Temperaturschwankungen in der Zelle. Der Wassergehalt des Körpers hängt von seinem Alter und seiner Stoffwechselaktivität ab. Sie ist beim Embryo am höchsten (90 %) und nimmt mit zunehmendem Alter allmählich ab. Der Wassergehalt verschiedener Gewebe variiert je nach Stoffwechselaktivität. Beispielsweise enthält die graue Substanz des Gehirns bis zu 80 % Wasser und in den Knochen bis zu 20 %. Wasser ist das Haupttransportmittel für Substanzen im Körper (Blutfluss, Lymphe, auf- und absteigende Lösungsströme durch die Gefäße von Pflanzen) und in der Zelle. Wasser dient als „Schmiermittel“ und ist überall dort notwendig, wo Reibflächen vorhanden sind (z. B. in Gelenken). Wasser hat seine maximale Dichte bei 4°C. Daher ist Eis, das eine geringere Dichte hat, leichter als Wasser und schwimmt auf seiner Oberfläche, was das Reservoir vor dem Einfrieren schützt. Diese Eigenschaft des Wassers rettet das Leben vieler Wasserorganismen.

1. Welche Struktur hat Wasser?

Antwort. Das Wassermolekül hat eine eckige Struktur: Die in seiner Zusammensetzung enthaltenen Kerne bilden ein gleichschenkliges Dreieck, an dessen Basis sich zwei Wasserstoffatome und an der Spitze ein Sauerstoffatom befinden. Die O-H-Abstände zwischen den Kernen betragen etwa 0,1 nm, der Abstand zwischen den Kernen von Wasserstoffatomen beträgt 0,15 nm. Von den sechs Elektronen, die die äußere Elektronenschicht des Sauerstoffatoms in einem Wassermolekül bilden, bilden zwei Elektronenpaare kovalente O-H-Bindungen und die verbleibenden vier Elektronen bilden zwei freie Elektronenpaare.

Ein Wassermolekül ist ein kleiner Dipol, der an seinen Polen positive und negative Ladungen enthält. In der Nähe der Wasserstoffkerne herrscht ein Mangel an Elektronendichte und auf der gegenüberliegenden Seite des Moleküls, in der Nähe des Sauerstoffkerns, herrscht ein Überschuss an Elektronendichte. Es ist diese Struktur, die die Polarität des Wassermoleküls bestimmt.

2. Wie viel Wasser (in %) ist in verschiedenen Zellen enthalten?

Die Wassermenge variiert in verschiedenen Geweben und Organen. Beim Menschen beträgt sein Anteil in der grauen Substanz des Gehirns 85 % und im Knochengewebe 22 %. Der höchste Wassergehalt im Körper wird in der Embryonalperiode beobachtet (95 %) und nimmt mit zunehmendem Alter allmählich ab.

Der Wassergehalt in verschiedenen Pflanzenorganen schwankt innerhalb ziemlich weiter Grenzen. Sie variiert je nach Umweltbedingungen, Alter und Art der Pflanzen. So beträgt der Wassergehalt in Salatblättern 93–95 %, im Mais 75–77 %. Die Wassermenge variiert in den verschiedenen Pflanzenorganen: Sonnenblumenblätter enthalten 80–83 % Wasser, Stängel – 87–89 %, Wurzeln – 73–75 %. Der Wassergehalt von 6-11 % ist vor allem für luftgetrocknete Samen typisch, bei denen lebenswichtige Prozesse gehemmt sind. Wasser ist in lebenden Zellen, toten Xylemelementen und Interzellularräumen enthalten. In den Interzellularräumen befindet sich Wasser im Dampfzustand. Die wichtigsten Verdunstungsorgane der Pflanze sind die Blätter. In diesem Zusammenhang ist es natürlich, dass die größte Menge Wasser die Interzellularräume der Blätter füllt. Im flüssigen Zustand kommt Wasser in verschiedenen Teilen der Zelle vor: Zellmembran, Vakuole, Zytoplasma. Vakuolen sind der wasserreichste Teil der Zelle, wo ihr Inhalt 98 % erreicht. Beim höchsten Wassergehalt beträgt der Wassergehalt im Zytoplasma 95 %. Der niedrigste Wassergehalt ist charakteristisch für Zellmembranen. Die quantitative Bestimmung des Wassergehalts in Zellmembranen ist schwierig; sie liegt offenbar zwischen 30 und 50 %. Auch die Formen des Wassers in verschiedenen Teilen der Pflanzenzelle sind unterschiedlich.

3. Welche Rolle spielt Wasser in lebenden Organismen?

Antwort. Wasser ist der vorherrschende Bestandteil aller lebenden Organismen. Aufgrund seiner Strukturmerkmale verfügt es über einzigartige Eigenschaften: Wassermoleküle haben die Form eines Dipols und zwischen ihnen bilden sich Wasserstoffbrückenbindungen. Der durchschnittliche Wassergehalt in den Zellen der meisten lebenden Organismen beträgt etwa 70 %. Wasser in der Zelle liegt in zwei Formen vor: frei (95 % des gesamten Zellwassers) und gebunden (4–5 % an Proteine ​​gebunden).

Funktionen von Wasser:

1.Wasser als Lösungsmittel. Viele chemische Reaktionen in der Zelle sind ionisch und laufen daher nur in einer wässrigen Umgebung ab. Stoffe, die sich in Wasser lösen, werden als hydrophil bezeichnet (Alkohole, Zucker, Aldehyde, Aminosäuren), solche, die sich nicht lösen, werden als hydrophob bezeichnet (Fettsäuren, Cellulose).

2.Wasser als Reagenz. Wasser ist an vielen chemischen Reaktionen beteiligt: ​​Polymerisationsreaktionen, Hydrolyse und am Prozess der Photosynthese.

3.Transportfunktion. Bewegung durch den Körper zusammen mit dem Wasser der darin gelösten Substanzen zu seinen verschiedenen Teilen und Entfernung unnötiger Produkte aus dem Körper.

4.Wasser als Thermostabilisator und Thermostat. Diese Funktion beruht auf Eigenschaften des Wassers wie der hohen Wärmekapazität – es mildert die Auswirkungen erheblicher Temperaturänderungen in der Umgebung auf den Körper; hohe Wärmeleitfähigkeit – ermöglicht es dem Körper, über sein gesamtes Volumen die gleiche Temperatur aufrechtzuerhalten; hohe Verdunstungswärme – wird zur Kühlung des Körpers beim Schwitzen bei Säugetieren und beim Tranpirieren bei Pflanzen verwendet.

5.Strukturelle Funktion. Das Zytoplasma der Zellen enthält 60 bis 95 % Wasser und verleiht den Zellen ihre normale Form. Bei Pflanzen hält Wasser den Turgor (die Elastizität der endoplasmatischen Membran) aufrecht, bei manchen Tieren dient es als hydrostatisches Skelett (Quallen).

Fragen nach § 7

1. Was ist die Besonderheit der Struktur des Wassermoleküls?

Antwort. Die einzigartigen Eigenschaften von Wasser werden durch die Struktur seines Moleküls bestimmt. Ein Wassermolekül besteht aus einem O-Atom, das durch polare kovalente Bindungen mit zwei H-Atomen verbunden ist. Die charakteristische Anordnung der Elektronen in einem Wassermolekül führt zu elektrischer Asymmetrie. Das elektronegativere Sauerstoffatom zieht die Elektronen der Wasserstoffatome stärker an, wodurch die gemeinsamen Elektronenpaare im Wassermolekül zu ihm hin verschoben werden. Obwohl das Wassermolekül als Ganzes ungeladen ist, trägt daher jedes der beiden Wasserstoffatome eine teilweise positive Ladung (bezeichnet mit 8+) und das Sauerstoffatom trägt eine teilweise negative Ladung (8-). Das Wassermolekül ist polarisiert und ein Dipol (hat zwei Pole).

Die teilweise negative Ladung des Sauerstoffatoms eines Wassermoleküls wird von den teilweise positiven Wasserstoffatomen anderer Moleküle angezogen. Daher neigt jedes Wassermolekül dazu, Wasserstoffbrückenbindungen mit vier benachbarten Wassermolekülen einzugehen.

2. Welche Bedeutung hat Wasser als Lösungsmittel?

Antwort. Aufgrund der Polarität der Moleküle und der Fähigkeit, Wasserstoffbrückenbindungen zu bilden, löst Wasser leicht ionische Verbindungen (Salze, Säuren, Basen). Einige nichtionische, aber polare Verbindungen sind auch in Wasser löslich, d. h. deren Molekül geladene (polare) Gruppen enthält, zum Beispiel Zucker, einfache Alkohole, Aminosäuren. Stoffe, die in Wasser gut löslich sind, werden als hydrophil bezeichnet (von griechisch hygros – nass und philia – Freundschaft, Neigung). Wenn ein Stoff in Lösung geht, können sich seine Moleküle oder Ionen freier bewegen und dadurch erhöht sich die Reaktivität des Stoffes. Dies erklärt, warum Wasser das Hauptmedium ist, in dem die meisten chemischen Reaktionen ablaufen, und dass alle Hydrolysereaktionen und zahlreiche Redoxreaktionen unter direkter Beteiligung von Wasser ablaufen.

Stoffe, die in Wasser schlecht oder völlig unlöslich sind, werden als hydrophob bezeichnet (von griech. phobos – Angst). Dazu gehören Fette, Nukleinsäuren, einige Proteine ​​und Polysaccharide. Solche Stoffe können mit Wasser Grenzflächen bilden, an denen zahlreiche chemische Reaktionen ablaufen. Daher ist die Tatsache, dass Wasser keine unpolaren Stoffe löst, auch für lebende Organismen von großer Bedeutung. Zu den physiologisch wichtigen Eigenschaften von Wasser gehört seine Fähigkeit, Gase (O2, CO2 usw.) zu lösen.

3. Was ist die Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität von Wasser?

Antwort. Wasser hat eine hohe Wärmekapazität, d. h. die Fähigkeit, Wärmeenergie bei minimaler Erhöhung der Eigentemperatur aufzunehmen. Die große Wärmekapazität von Wasser schützt das Körpergewebe vor schnellen und starken Temperaturanstiegen. Viele Organismen kühlen sich durch die Verdunstung von Wasser (Transpiration bei Pflanzen, Schwitzen bei Tieren).

4. Warum wird angenommen, dass Wasser eine ideale Flüssigkeit für eine Zelle ist?

Antwort. Ein hoher Wassergehalt in einer Zelle ist die wichtigste Voraussetzung für ihre Aktivität. Mit dem Verlust des größten Teils des Wassers sterben viele Organismen, und eine Reihe einzelliger und sogar mehrzelliger Organismen verlieren vorübergehend alle Lebenszeichen. Dieser Zustand wird als angehaltene Animation bezeichnet. Nach der Flüssigkeitszufuhr erwachen die Zellen und werden wieder aktiv.

Das Wassermolekül ist elektrisch neutral. Allerdings ist die elektrische Ladung im Inneren des Moleküls ungleichmäßig verteilt: Im Bereich der Wasserstoffatome (genauer gesagt der Protonen) überwiegt die positive Ladung, im Bereich des Sauerstoffs ist die Dichte der negativen Ladung höher. Daher ist ein Wasserteilchen ein Dipol. Die Dipoleigenschaft eines Wassermoleküls erklärt seine Fähigkeit, sich in einem elektrischen Feld zu orientieren und sich an verschiedene Moleküle und Molekülabschnitte zu binden, die eine Ladung tragen. Dadurch entstehen Hydrate. Die Fähigkeit von Wasser, Hydrate zu bilden, beruht auf seinen universellen Lösungsmitteleigenschaften. Wenn die Anziehungsenergie von Wassermolekülen zu Molekülen eines Stoffes größer ist als die Anziehungsenergie zwischen Wassermolekülen, dann löst sich der Stoff auf. Abhängig davon unterscheidet man zwischen hydrophilen (griech. hydros – Wasser und phileo – Liebe) gut wasserlöslichen Stoffen (z. B. Salzen, Laugen, Säuren etc.) und hydrophoben (griech. hydros – Wasser und Phobos). - Angst) Substanzen, die in Wasser schwer oder gar nicht löslich sind (Fette, fettähnliche Substanzen, Gummi usw.). Zur Zusammensetzung der Zellmembranen gehören fettähnliche Substanzen, die den Übergang von der äußeren Umgebung in die Zellen und zurück sowie von einem Teil der Zelle zum anderen begrenzen.

Die meisten in einer Zelle ablaufenden Reaktionen können nur in einer wässrigen Lösung ablaufen. Wasser ist an vielen Reaktionen direkt beteiligt. Beispielsweise erfolgt der Abbau von Proteinen, Kohlenhydraten und anderen Stoffen durch deren Wechselwirkung mit Wasser, katalysiert durch Enzyme. Solche Reaktionen werden Hydrolysereaktionen genannt (griech. hydros – Wasser und lysis – Spaltung).

Wasser hat eine hohe Wärmekapazität und gleichzeitig eine für Flüssigkeiten relativ hohe Wärmeleitfähigkeit. Diese Eigenschaften machen Wasser zu einer idealen Flüssigkeit zur Aufrechterhaltung des thermischen Gleichgewichts von Zellen und Organismen.

Wasser ist das Hauptmedium für die biochemischen Reaktionen der Zelle. Es ist eine Quelle für Sauerstoff, der bei der Photosynthese freigesetzt wird, und für Wasserstoff, der zur Wiederherstellung der Produkte der Kohlendioxidassimilation verwendet wird. Und schließlich ist Wasser das Haupttransportmittel für Stoffe im Körper (Blut- und Lymphfluss, auf- und absteigende Lösungsströme durch die Gefäße von Pflanzen) und in der Zelle.

5. Welche Rolle spielt Wasser in der Zelle?

Gewährleistung der Zellelastizität. Die Folgen des Wasserverlusts der Zellen sind das Welken der Blätter und das Austrocknen der Früchte.

Beschleunigung chemischer Reaktionen durch Auflösen von Stoffen in Wasser;

Sicherstellung der Stoffbewegung: der Eintritt der meisten Stoffe in die Zelle und deren Abtransport aus der Zelle in Form von Lösungen;

Sicherstellung der Auflösung vieler Chemikalien (verschiedene Salze, Zucker);

Teilnahme an einer Reihe chemischer Reaktionen;

Teilnahme am Prozess der Thermoregulation durch die Fähigkeit, sich langsam aufzuheizen und langsam abzukühlen.

6. Welche strukturellen und physikalisch-chemischen Eigenschaften von Wasser bestimmen seine biologische Rolle in der Zelle?

Antwort. Die strukturellen physikalisch-chemischen Eigenschaften von Wasser bestimmen seine biologischen Funktionen.

Wasser ist ein gutes Lösungsmittel. Aufgrund der Polarität der Moleküle und der Fähigkeit, Wasserstoffbrückenbindungen zu bilden, löst Wasser leicht ionische Verbindungen (Salze, Säuren, Basen).

Wasser hat eine hohe Wärmekapazität, d. h. die Fähigkeit, Wärmeenergie bei minimaler Erhöhung der Eigentemperatur aufzunehmen. Die große Wärmekapazität von Wasser schützt das Körpergewebe vor schnellen und starken Temperaturanstiegen. Viele Organismen kühlen sich durch die Verdunstung von Wasser (Transpiration bei Pflanzen, Schwitzen bei Tieren).

Wasser verfügt außerdem über eine hohe Wärmeleitfähigkeit und sorgt so für eine gleichmäßige Wärmeverteilung im gesamten Körper. Folglich machen die hohe spezifische Wärmekapazität und die hohe Wärmeleitfähigkeit Wasser zu einer idealen Flüssigkeit zur Aufrechterhaltung des thermischen Gleichgewichts von Zellen und Organismen.

Wasser komprimiert sich praktisch nicht, wodurch ein Turgordruck entsteht, der das Volumen und die Elastizität von Zellen und Geweben bestimmt. Somit ist es das hydrostatische Skelett, das die Form von Spulwürmern, Quallen und anderen Organismen aufrechterhält.

Wasser zeichnet sich durch eine für biologische Systeme optimale Oberflächenspannungskraft aus, die durch die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Wassermolekülen und Molekülen anderer Stoffe entsteht. Aufgrund der Kraft der Oberflächenspannung, des kapillaren Blutflusses kommt es in Pflanzen zu auf- und absteigenden Lösungsströmen.

Bei bestimmten biochemischen Prozessen fungiert Wasser als Substrat.

In der Erdkruste kommen etwa 100 chemische Elemente vor, doch nur 16 davon sind lebensnotwendig. Die häufigsten vier Elemente in pflanzlichen Organismen sind Wasserstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff, die verschiedene Stoffe bilden. Die Hauptbestandteile einer Pflanzenzelle sind Wasser, organische und mineralische Stoffe.

Wasser- die Grundlage des Lebens. Der Wassergehalt in Pflanzenzellen liegt zwischen 90 und 10 %. Aufgrund seiner chemischen und physikalischen Eigenschaften ist es ein einzigartiger Stoff. Wasser ist für den Prozess der Photosynthese, des Stofftransports, des Zellwachstums notwendig, es ist ein Medium für viele biochemische Reaktionen, ein universelles Lösungsmittel usw.

Mineralien (Asche)– Stoffe, die nach der Verbrennung eines Organstücks zurückbleiben. Der Gehalt an Ascheelementen liegt zwischen 1 % und 12 % des Trockengewichts. Fast alle Elemente, aus denen Wasser und Boden bestehen, kommen in der Pflanze vor. Am häufigsten sind Kalium, Kalzium, Magnesium, Eisen, Silizium, Schwefel, Phosphor, Stickstoff (Makroelemente) und Kupfer, Aluminium, Chlor, Molybdän, Bor, Zink, Lithium, Gold (Mikroelemente). Mineralien spielen eine wichtige Rolle im Leben von Zellen – sie sind Bestandteil von Aminosäuren, Enzymen, ATP, Elektronentransportketten, sind für die Stabilisierung von Membranen notwendig, nehmen an Stoffwechselprozessen teil usw.

Organisches Material Pflanzenzellen werden unterteilt in: 1) Kohlenhydrate, 2) Proteine, 3) Lipide, 4) Nukleinsäuren, 5) Vitamine, 6) Phytohormone, 7) Produkte des Sekundärstoffwechsels.

Kohlenhydrate Sie machen bis zu 90 % der Stoffe aus, aus denen eine Pflanzenzelle besteht. Es gibt:

Monosaccharide (Glukose, Fruktose). Monosaccharide entstehen bei der Photosynthese in Blättern und können leicht in Stärke umgewandelt werden. Sie reichern sich in Früchten an, seltener in Stängeln und Zwiebeln. Monosaccharide werden von Zelle zu Zelle transportiert. Sie sind ein Energiestoff und an der Bildung von Glykosiden beteiligt.

Disaccharide (Saccharose, Maltose, Laktose usw.) werden aus zwei Monosaccharidpartikeln gebildet. Sie reichern sich in Wurzeln und Früchten an.

Polysaccharide sind Polymere, die in Pflanzenzellen sehr weit verbreitet sind. Zu dieser Stoffgruppe gehören Stärke, Inulin, Cellulose, Hemicellulose, Pektin und Kallose.

Stärke ist der Hauptspeicherstoff der Pflanzenzelle. Primärstärke wird in Chloroplasten gebildet. In den grünen Pflanzenteilen wird es in Mono- und Disaccharide zerlegt und entlang des Phloems der Adern zu den wachsenden Pflanzenteilen und Speicherorganen transportiert. In den Leukoplasten von Speicherorganen wird Sekundärstärke aus Saccharose in Form von Stärkekörnern synthetisiert.

Das Stärkemolekül besteht aus Amylose und Amylopektin. Lineare Amyloseketten, bestehend aus mehreren tausend Glucoseresten, sind in der Lage, sich helikal zu verzweigen und so eine kompaktere Form anzunehmen. Beim verzweigten Polysaccharid Amylopektin wird die Kompaktheit durch intensive Kettenverzweigung aufgrund der Bildung von 1,6-glykosidischen Bindungen gewährleistet. Amylopektin enthält etwa doppelt so viele Glucoseeinheiten wie Amylose.

Mit Lugols Lösung ergibt eine wässrige Amylosesuspension eine dunkelblaue Farbe, eine Amylopektinsuspension eine rotviolette Farbe und eine Stärkesuspension eine blauviolette Farbe.

Inulin ist ein Polymer aus Fruktose, einem Speicherkohlenhydrat aus der Familie der Asteraceae. Kommt in gelöster Form in Zellen vor. Färbt sich nicht mit Jodlösung; es wird rot mit β-Naphthol.

Cellulose ist ein Polymer aus Glucose. Zellulose enthält etwa 50 % des in der Pflanze vorkommenden Kohlenstoffs. Dieses Polysaccharid ist das Hauptmaterial der Zellwand. Cellulosemoleküle sind lange Ketten, die aus Glukoseresten bestehen. Aus jeder Kette ragen viele OH-Gruppen heraus. Diese Gruppen sind in alle Richtungen gerichtet und bilden Wasserstoffbrückenbindungen mit benachbarten Ketten, was eine starre Vernetzung aller Ketten gewährleistet. Die Ketten verbinden sich miteinander zu Mikrofibrillen und diese zu größeren Strukturen – Makrofibrillen. Die Zugfestigkeit dieser Struktur ist sehr hoch. In Schichten angeordnete Makrofibrillen sind in eine zementierende Matrix aus Pektinsubstanzen und Hemizellulosen eingetaucht.

Zellulose löst sich nicht in Wasser; mit Jodlösung ergibt sie eine gelbe Farbe.

Pektine bestehen aus Galactose und Galacturonsäure. Pektinsäure ist eine Polygalakturonsäure. Sie sind Teil der Zellwandmatrix und sorgen für deren Elastizität. Pektine bilden die Grundlage der Mittelplatte, die sich nach der Zellteilung zwischen den Zellen bildet. Gele formen.

Hemicellulosen sind hochmolekulare Verbindungen gemischter Zusammensetzung. Sie sind Teil der Zellwandmatrix. Sie lösen sich nicht in Wasser, hydrolysieren in saurer Umgebung.

Callose ist ein amorphes Glucosepolymer, das in verschiedenen Teilen des Pflanzenkörpers vorkommt. Callose wird in den Siebröhren des Phloems produziert und auch als Reaktion auf Schäden oder Widrigkeiten synthetisiert.

Agar-Agar ist ein hochmolekulares Polysaccharid, das in Meeresalgen vorkommt. Es löst sich in heißem Wasser auf und härtet nach dem Abkühlen aus.

Eichhörnchen hochmolekulare Verbindungen, die aus Aminosäuren bestehen. Elementarzusammensetzung – C, O, N, S, P.

Pflanzen sind in der Lage, alle Aminosäuren aus einfacheren Substanzen zu synthetisieren. 20 basische Aminosäuren bilden die gesamte Vielfalt der Proteine.

Die Komplexität der Struktur von Proteinen und die extreme Vielfalt ihrer Funktionen machen es schwierig, eine einzige, klare Klassifizierung von Proteinen auf einer Grundlage zu erstellen. Aufgrund ihrer Zusammensetzung werden Proteine ​​in einfache und komplexe Proteine ​​eingeteilt. Einfach – bestehen nur aus Aminosäuren, komplex – bestehen aus Aminosäuren und Nicht-Protein-Material (prothetische Gruppe).

Zu den einfachen Proteinen gehören Albumine, Globuline, Histone, Prolamine und Glutenine. Albumine sind neutrale Proteine, wasserlöslich und kommen in Pflanzen selten vor. Globuline sind neutrale Proteine, die in Wasser unlöslich, in verdünnten Salzlösungen löslich sind und in Samen, Wurzeln und Stängeln von Pflanzen verteilt sind. Histone sind neutrale, wasserlösliche Proteine, die in den Kernen aller lebenden Zellen lokalisiert sind. Prolamine sind in 60–80 % Ethanol löslich und kommen in Getreidekörnern vor. Gluteine ​​sind in alkalischen Lösungen löslich und kommen in Getreidekörnern und grünen Pflanzenteilen vor.

Zu den komplexen Proteinen gehören Phosphoproteine ​​(prosthetische Gruppe – Phosphorsäure), Lykoproteine ​​(Kohlenhydrate), Nukleoproteine ​​(Nukleinsäure), Chromoproteine ​​(Pigment), Lipoproteine ​​(Lipid), Flavoproteine ​​(FAD), Metalloproteine ​​(Metall).

Proteine ​​spielen eine wichtige Rolle im Leben eines pflanzlichen Organismus und werden je nach Funktion in Strukturproteine, Enzyme, Transportproteine, kontraktile Proteine ​​und Speicherproteine ​​unterteilt.

Lipide– organische Stoffe, die in Wasser unlöslich und in organischen Lösungsmitteln (Ether, Chloroform, Benzol) löslich sind. Lipide werden in echte Fette und Lipoide unterteilt.

Echte Fette sind Ester aus Fettsäuren und etwas Alkohol. Sie bilden in Wasser eine Emulsion und hydrolysieren beim Erhitzen mit Alkalien. Es handelt sich um Reservestoffe, die sich in Samen anreichern.

Lipoide sind fettähnliche Substanzen. Dazu gehören Phospholipide (Teil von Membranen), Wachse (bilden eine Schutzschicht auf Blättern und Früchten), Sterole (Teil des Protoplasmas, sind an der Bildung von Sekundärmetaboliten beteiligt), Carotinoide (rote und gelbe Pigmente, die zum Schutz des Chlorophylls notwendig sind und Farbe verleihen). Früchte, Blumen), Chlorophyll (das Hauptpigment der Photosynthese)

Nukleinsäuren- genetisches Material aller lebenden Organismen. Nukleinsäuren (DNA und RNA) bestehen aus Monomeren – Nukleotiden. Ein Nukleotidmolekül besteht aus einem Zucker mit fünf Kohlenstoffatomen, einer stickstoffhaltigen Base und Phosphorsäure.

Vitamine– komplexe organische Substanzen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung. Sie haben eine hohe physiologische Aktivität – sie sind für die Synthese von Proteinen, Fetten, für die Funktion von Enzymen usw. notwendig. Vitamine werden in fettlösliche und wasserlösliche Vitamine unterteilt. Zu den fettlöslichen Vitaminen gehören die Vitamine A, K und E; zu den wasserlöslichen Vitaminen gehören die Vitamine C und B.

Phytohormone– Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht und hoher physiologischer Aktivität. Sie haben in sehr geringen Konzentrationen eine regulierende Wirkung auf die Prozesse des Pflanzenwachstums und der Pflanzenentwicklung. Phytohormone werden in Stimulanzien (Cytokinine, Auxine, Gibberelline) und Inhibitoren (Ethylen und Abscisine) unterteilt.

1.3 Wasserverteilung in der Zelle

Der Wassergehalt in verschiedenen Pflanzenorganen schwankt innerhalb ziemlich weiter Grenzen. Sie variiert je nach Umweltbedingungen, Alter und Art der Pflanzen. So beträgt der Wassergehalt in Salatblättern 93–95 %, im Mais 75–77 %. Die Wassermenge variiert in den verschiedenen Pflanzenorganen: Sonnenblumenblätter enthalten 80–83 % Wasser, Stängel enthalten 87–89 %, Wurzeln enthalten 73–75 %. Der Wassergehalt von 6-11 % ist vor allem für luftgetrocknete Samen typisch, bei denen lebenswichtige Prozesse gehemmt sind.

Wasser ist in lebenden Zellen, toten Xylemelementen und Interzellularräumen enthalten. In den Interzellularräumen befindet sich Wasser im Dampfzustand. Die wichtigsten Verdunstungsorgane der Pflanze sind die Blätter. In diesem Zusammenhang ist es natürlich, dass die größte Menge Wasser die Interzellularräume der Blätter füllt. In flüssigem Zustand kommt Wasser in verschiedenen Teilen der Zelle vor: Zellmembran, Vakuole, Protoplasma. Vakuolen sind der wasserreichste Teil der Zelle, wo ihr Inhalt 98 % erreicht. Beim höchsten Wassergehalt beträgt der Wassergehalt im Protoplasma 95 %. Der niedrigste Wassergehalt ist charakteristisch für Zellmembranen. Die quantitative Bestimmung des Wassergehalts in Zellmembranen ist schwierig; sie liegt offenbar zwischen 30 und 50 %.

Auch die Formen des Wassers in verschiedenen Teilen der Pflanzenzelle sind unterschiedlich. Der vakuoläre Zellsaft wird von Wasser dominiert, das von Verbindungen mit relativ niedrigem Molekulargewicht (osmotisch gebunden) und freiem Wasser zurückgehalten wird. In der Hülle einer Pflanzenzelle wird Wasser hauptsächlich durch hochpolymere Verbindungen (Cellulose, Hemicellulose, Pektinstoffe), also kolloidal gebundenes Wasser, gebunden. Im Zytoplasma selbst befindet sich freies Wasser, kolloidal und osmotisch gebunden. Wasser, das sich in einem Abstand von bis zu 1 nm von der Oberfläche des Proteinmoleküls befindet, ist fest gebunden und weist keine regelmäßige hexagonale Struktur auf (kolloidal gebundenes Wasser). Darüber hinaus befindet sich im Protoplasma eine gewisse Menge an Ionen, sodass ein Teil des Wassers osmotisch gebunden ist.

Die physiologische Bedeutung von freiem und gebundenem Wasser ist unterschiedlich. Die meisten Forscher glauben, dass die Intensität physiologischer Prozesse, einschließlich der Wachstumsraten, in erster Linie vom Gehalt an freiem Wasser abhängt. Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen dem Gehalt an gebundenem Wasser und der Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegenüber ungünstigen äußeren Bedingungen. Diese physiologischen Zusammenhänge werden nicht immer beobachtet.

Golgi-Apparat

Golgi-Apparat

Lysosomen sind kleine Vesikel, die von einer einzigen Membran umgeben sind. Sie sprießen aus dem Golgi-Apparat und möglicherweise aus dem endoplasmatischen Retikulum. Lysosomen enthalten eine Vielzahl von Enzymen, die große Moleküle abbauen...

Gesundheit von Schulkindern: Probleme und Lösungen

Wenn ein Teenager Sport treibt, sollte Übertraining nicht erlaubt sein. Müdigkeit nach schwerer körperlicher Aktivität äußert sich in Lethargie und Muskelschmerzen. Eltern sollten die Zeit, in der sie Sport treiben, kontrollieren...

Zellinformationssystem

Genetische Informationen sind in der DNA kodiert. Der genetische Code wurde von M. Nirenberg und H.G. aufgeklärt. des Korans, für den sie 1968 den Nobelpreis erhielten. Der genetische Code ist ein System zur Anordnung von Nukleotiden in Nukleinsäuremolekülen...

Kodierung und Umsetzung biologischer Informationen in einer Zelle, genetischer Code und seine Eigenschaften

Der Vermittler bei der Übertragung genetischer Informationen (Nukleotidreihenfolge) von der DNA zum Protein ist mRNA (Messenger-RNA)...

Meiobenthos von Makrophytendickichten der Küstenzone der Novorossiysk-Bucht

Es gibt eine ganze Reihe von Arbeiten, die die Muster der räumlichen Verteilung meiobenthischer Organismen beschreiben – in den letzten Jahrzehnten war dies eines der beliebtesten Forschungsgebiete ...

Membranpotential

Im Jahr 1890 schlug Wilhelm Ostwald, der an semipermeablen künstlichen Filmen arbeitete, vor, dass Semipermeabilität nicht nur die Ursache für Osmose, sondern auch für elektrische Phänomene sein könnte. Dann entsteht Osmose...

Mikrobiologie von Fisch und Fischprodukten

Die mikrobiologische Beurteilung von Wasser erfolgt anhand der Bestimmung der Keimzahl QMAFAnM; wenn - Titra; if - Index; Vorhandensein pathogener Mikroorganismen. Die ersten beiden Analysen werden kontinuierlich durchgeführt...

Molekulargenetische Ebene lebender Strukturen

Die Tatsache, dass Gene auf Chromosomen lokalisiert sind, scheint im Widerspruch zu der Tatsache zu stehen, dass Menschen nur 23 Chromosomenpaare und dennoch Tausende verschiedener Merkmale haben, denen Tausende verschiedener Gene entsprechen müssen. Nur ein paar Zeichen...

Kugelfliegen (Diptera, Sphaeroceridae) des Naturschutzgebiets Kamyshanova Polyana

Auf dem Territorium des Reservats Kamyshanova Polyana werden folgende Arten von Biotopen deutlich unterschieden: Wald, Wiese, verschiedene wassernahe sowie Randformationen...

Biotechnologische Objekte in der Lebensmittelindustrie

Stoffwechsel oder Stoffwechsel ist die natürliche Ordnung der Umwandlung von Stoffen und Energie in lebenden Systemen, die dem Leben zugrunde liegt und auf deren Erhaltung und Selbstreproduktion abzielt; die Gesamtheit aller im Körper ablaufenden chemischen Reaktionen...

Zellkonzept

17. Jahrhundert 1665 – Der englische Physiker R. Hooke beschreibt in seinem Werk „Micrography“ die Struktur von Kork, in dessen dünnen Abschnitten er korrekt lokalisierte Hohlräume fand. Hooke nannte diese Hohlräume „Poren oder Zellen“ ...

Die Rolle der Mitochondrien bei der Apoptose

Physiologie der zellulären Erregung

· Die Entstehung zellulärer Erregung beruht gerade auf dem Transport von Ionen. Die Bilipidschicht der Zellmembran ist für Ionen (Na, K, Cl) undurchlässig; Ionenkanäle – spezielle integrale Proteine ​​– sind für deren Transport in die Zelle hinein und aus ihr heraus bestimmt...

Chemische Zusammensetzung der Zelle

Alle lebenden Organismen sind in der Lage, Stoffe mit ihrer Umwelt auszutauschen. Die Prozesse der biologischen Synthese oder Biosynthese laufen kontinuierlich in Zellen ab...