Клеточная теория. Типы клеточной организации и основные положения.

БИЛЕТ № 1.

2. Основными элем. частицами, участвующими в образовании химической связи являются валентные электроны. Характером перемещений валентных электронов определяется тип химической связи.

- 1. Ковалетная неполярная и полярная связь:

ков. неполярная связь между атомами одинаковых элементов

ков. полярная связь между разными атомами.

- 2. Ионная связь – если взаимодействуют атомы, сильно отличающиеся по своей электроотрицательности.

- 3. Водороджная связь – если вещество имеет молекулярное строение. Эти связи возникают между атомами водорода и сильно электро – отрицательными атомами

( ) – вода, спирты и т.д.

- 4. Металлическая связь – существует в металлах. Валентные электроны металлов легко покидают свои орбитали.

- 5. Простые и кратные связи.

* если два атома соединены одной электронной парой – простая одинарная связь;

* если две или три электронные пары – то возникают кратные связи: двойная или тройная (например ……………………………………………………………..).

Клеточная теория. Типы клеточной организации и основные положения.

Клеточная теория — важнейшее биологическое обобщение, согласно которому все живые организмы состоят из клеток. Изучение клеток стало возможным после изобретения микроскопа. Впервые клеточное строение у растений (срез пробки) обнаружил английский ученый, физик Р. Гук, он же предложил термин «клетка» (1665 г.). Голландский ученый Антони ван Левенгук впервые описал эритроциты позвоночных, сперматозоиды, разнообразные микроструктуры растительных и животных клеток, различные одноклеточные организмы, в том числе бактерии и пр.

В 1831 г. англичанин Р. Броун обнаружил в клетках ядро. В 1838 г. немецкий ботаник М. Шлейден пришел к выводу, что ткани растений состоят из клеток. Немецкий зоолог Т. Шванн показал, что из клеток состоят и ткани животных. В 1839 г. вышла книга Т. Шванна «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений», в которой он доказывает, что клетки, содержащие ядра, представляют собой структурную и функциональную основу всех живых существ. Основные положения клеточной теории Т. Шванна можно сформулировать следующим образом.

1. Клетка — элементарная структурная единица строения всех живых существ.

2. Клетки растений и животных самостоятельны, гомологичны друг другу по происхождению и структуре.

М. Шдейден и Т. Шванн ошибочно считали, что главная роль в клетке принадлежит оболочке и новые клетки образуются из межклеточного бесструктурного вещества. В дальнейшем в клеточную теорию были внесены уточнения и дополнения, сделанные другими учеными.

Еще в 1827 г. академик Российской АН К.М. Бэр, открыв яйцеклетки млекопитающих, установил, что все организмы начинают свое развитие с одной клетки, представляющей собой оплодотворенное яйцо. Это открытие показало, что клетка является не только единицей строения, но и единицей развития всех живых организмов.

В 1855 г. немецкий врач Р. Вирхов приходит к выводу, что клетка может возникнуть только из предшествующей клетки путем ее деления.

На современном уровне развития биологии основные положения клеточной теории можно представить следующим образом.

1. Клетка — элементарная живая система, единица строения, жизнедеятельности, размножения и индивидуального развития организмов.

2. Клетки всех живых организмов сходны по строению и химическому составу.

3. Новые клетки возникают только путем деления ранее существовавших клеток.

4. Клеточное строение организмов — доказательство единства происхождения всего живого.

Типы клеточной организации

Выделяют два типа клеточной организации: 1) прокариотический, 2) эукариотический. Общим для клеток обоих типов является то, что клетки ограничены оболочкой, внутреннее содержимое представлено цитоплазмой. В цитоплазме находятся органоиды и включения. Органоиды — постоянные, обязательно присутствующие, компоненты клетки, выполняющие специфические функции. Органоиды могут быть ограничены одной или двумя мембранами (мембранные органоиды) или не ограничены мембранами (немембранные органоиды). Включения — непостоянные компоненты клетки, представляющие собой отложения веществ, временно выведенных из обмена или конечных его продуктов.

В таблице перечислены основные различия между прокариотическими и эукариотическими клетками.

К прокариотам относятся бактерии, к эукариотам — растения, грибы, животные. Организмы могут состоять из одной клетки (прокариоты и одноклеточные эукариоты) и из множества клеток (многоклеточные эукариоты). У многоклеточных происходит специализация и дифференциация клеток, а также образование тканей и органов.

Методы изучения клеток: 1) световая микроскопия, 2) электронная микроскопия, 3) дифференциальное ультрацентрифугирование, 4) рентгеноструктурный анализ, 5) хроматография, 6) электрофорез, 7) микрохирургия, 8) метод культуры клеток и др.

БИЛЕТ №2.

БИЛЕТ № 3.

2. Порядковый номер элемента = заряду ядра (т.е. числу протонов или числу электронов, движущихся около ядра).

– При движении по периоду слева направо с ростом заряда атома уменьшается его размер и возрастает энергия связи электронов с ядром, т.е.металличность элемента снижается, а возрастает способность к присоединению электронов.

- В группах сверху вниз с ростом размера атома ослабевает энергия связи его электронов с ядром, т.е. растёт восстановительная способность, а снизу вверх – окислительная способность. Например, в IV – группе от Рв С.

- В группах объединены элементы, имеющие сходное строение атома на уровне внешнего электронного слоя.

- В периоде характер оксидов элементов меняется от основного ( ) кислотному ( ).

- В группах сверху вниз ослабевает кислотный характер оксидов, переходя на амфотерный или основной.

Белки.Белки составляют 10—18% от общей массы клетки. Это высокомолекулярные полипептиды. В орга­низме человека встречается около 5 млн типов белко­вых молекул, отличающихся по своей массе, структуре и функциям. Несмотря на такое разнообразие и сложность стро­ения, все белки построены всего из 20 различных ами­нокислот. Белки содержатся в большинстве продуктов питания. Особенно богаты белком мясо, птица, рыба, яйца, молоко, горох, орехи. Полноценная пища обязательно должна содержать белки животного и растительного происхождения. В сутки человеку необходимо 100-120г белковых веществ. Продукты распада белка – это аммиак, вода и углекислый газ.

Белки, входящие в состав живых организмов, вклю­чают сотни и тысячи аминокислот. Порядок их соеди­нения в молекулах белков самый разнообразный, чем и определяется различие свойств белков. Последовательность аминокислот в полипептидной цепи принято называть первичной структурой белка. Однако молекула белка в виде цепи аминокислот, последовательно соединенных между собой пептидны­ми связями, еще не способна выполнять специфиче­ские функции. Для этого необходим более высокий уровень структурной организации, выражающийся в усложнении пространственного расположения мономе­ров белковой молекулы (вторичная, третичная и четвертичная структуры белка). По своему составу белки делятся на простые и слож­ные. Простые белки состоят только из аминокислот. Сложные белки помимо аминокислот имеют в своем со­ставе другие органические соединения (нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы), соединения фосфора, ме­таллы. Соответственно они носят название нуклеопротеидов, липопротеидов, гликопротеидов, фосфо- и металлопротеидов.

Функциибелков. Функции белков в клетке многооб­разны. Одна из. важнейших — строительная функция: белки входят в состав всех клеточных мембран и орга­ноидов клетки7 а также внеклеточных структур. Дли обеспечения жизнедеятельности клетки исклю­чительно важное значение имеет каталитическая, или ферментативная роль белков. Биологические катали­заторы, или ферменты, — это вещества белковой при­роды, ускоряющие химические реакции в десятки и сотни тысяч раз. Ферментам свойственны некоторые черты, отличаю­щие их от катализаторов неорганической природы. Во-первых, один фермент катализирует только одну ре­акцию или один тип реакций, т. е. биологический ката­лиз специфичен. Во-вторых, активность ферментов ог­раничена довольно узкими температурными рамками (35—45 °С), за пределами которых их активность сни­жается или исчезает. В-третьих, ферменты активны при физиологических значениях рН, т. е. в слабощелочной среде. Еще одно важное отличие ферментов от неорга­нических катализаторов: биологический катализ проте­кает при нормальном атмосферном давлении. Все это определяет ту важную роль, которую фермен­ты играют в живом организме. Практически все химиче­ские реакции в клетке протекают с участием ферментов. Двигательнаяфункция живых организмов обеспечи­вается специальными сократительными белками. Эти белки участвуют во всех видах движения, к которым способны клетки и организмы: мерцание ресничек и биение жгутиков у простейших, сокращение мышц у многоклеточных животных. Транспортнаяфункция белков заключается в присо­единении химических элементов (например, кислоро­да) или биологически активных веществ (гормонов) и переносе их к различным тканям и органам тела. При поступлении в организм чужеродных белков или микроорганизмов белые кровяные тельца — лейко­циты — образуют особые белки — антитела. Они свя­зывают и обезвреживают не свойственные организму вещества — это защитная функция белков.

Белки служат также источником энергии в клетке, т. е. выполняют энергетическую функцию.При полном расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии.

БИЛЕТ № 4.

Скорость химических реакций.

Существуют медленные (коррозия металлов) и очень быстрые реакции (взрывные). Под скоростью химической реакции ( ) понимают изменение количества вещества

( ) за единицу времени ( ) в единицы объёма ( ) реакционной среды:

отношение - есть молекулярное концентрация вещества ( ), тогда расчёт скорости реакции можно вести по формуле

Зависимость скорости реакции от различных факторов:

- 1. от химической природы вещества (щелочные металлы реагируют с водой очень быстро, а другие медленно, а некоторые вообще не реагируют ( ).

-2. увеличение концентрации реагирующих веществ (чем выше концентрация, тем выше вероятность соударения частиц).

- 3. твёрдое вещество для ускорения реакции должно быть измельчено.

- 4. увеличение температуры

- 5. применение катализаторов

БИЛЕТ №5.

Общая формула

Гомологический ряд

Физические свойства. Метан - газ, без цвета и запаха, почти в 2 раза легче воздуха, практически нерастворим в воде. Входит в состав природного и попутного нефтяных газов.

Химические свойства

1. Реакция замещения

2. Реакции разложения

3. Реакции окисления (горения)

4. Реакция дегидрирования (отщепление водорода).

5. При обычных условиях на пред.углеводороды не действуют окислители (перманганат калия окраску не изменяет).

Применение

1.Метан как топливо

2. Газовая сажа (при высокой температуре)

3. Типографская краска и резина

4. Смеси предельных углеводородов (парафин в медицине)

5. Ценные химический продукты

БИЛЕТ №6.

БИЛЕТ №7.

Общая формула

Гомолог.ряд

Физические св-ва: 1) циклопропан и циклобутан – газы; 2) циклопентан и циклогексан – жидкости.

Химические свойства:

1. Малая химическая активность (как у пред.углев.)

2. Реакция замещения

3. Реакция присоединения

4. Реакция горения

Применение:

1. входят в состав нефтей – нафтены

2. можно получить ароматич. Углеводороды- арены.

3. входят в состав бензина

4. используют для многих синтезов

БИЛЕТ №8.

Общая формула

Молекулы содержат одну двойную связь.

Гомологический ряд

Физические свойства. Этилен – газ, без цвета, почти без запаха немного легче воздуха, плохо растворим в воде.

Химические свойства. Химически активнее, чем пред. углеводороды.

1. Реакции присоединения

2. Реакция полимеризации

3. Реакция окисления (фиолетовая окраска перманганата калия быстро исчезает)

4. Реакция изомеризации (изменяют положение двойной связи в углеродной цепи) – высокая температура + катализатор.

5. Реакция горения

Применение

1. Этилен – сырьё для получения синтетического спирта

2. Для получения галогенопроизводных

3. Для получения полиэтилена, уксусной кислоты.

4. Этилен ускоряет созревание плодов

БИЛЕТ №9.

Общая формула

Первый представитель – бензол

Особенности этого класса углеводородов определяются строением бензольного кольца. Оно является химически устойчивым объединением 6-ти атомов углерода. Каждый атом углерода находится под углом 120° и образуют три связи с соседними атомами углерода и с одним атомом водорода. Формально бензольное кольцо является ненасыщенным реакции присоединения и хзамещения.

Физические свойства: Бензол – бесцветная, нерастворимая в воде жидкость с характерным запахом и температуры кипения = 80,1 С. Ядовит, действует через органы дыхания и кожу.

Химические свойства:

1. Реакция замещения.

2. Реакция присоединения

(УФ – излучение, высокая температура и катализаторы)

3. Реакция окисления. Бензол горит сильно коптящим пламенем.

Получение:1. из каменного угля путём коксования;2. в процессе крекинга нефти.

Присутствие в бензинах ароматических углеводородов повышает качество нефти

Применение:1. В органическом синтезе для производства пластмасс,2. красителей, лекарств, взрывчатых веществ, резины, каучука и др.

БИЛЕТ №10.

1. Коррозия металлов, условия происхождения. Коррозией металла называют его разрушение под воздействием различных факторов: окружающей среды (кислород, влага, растворы кислот и солей). Различают два вида коррозии: химическую и электрохимическую. Химическая - обусловлена взаимодействием металла с сухими окислителями, и в присутствии влаги.

4 Fe + 3 O = 2 Fe O Электрохимическая – если металлы содержат примеси других металлов или металл разрушается под воздействием ионов водорода.

Zn + 2 HCe = Zn Ce + Ce и если в пробирку погрузить медную проволоку и прикоснуться поверхности цинка, то процесс разрушения цинка усиливается, т.е. более химически активный (стоящий в ряду левее) разрушается в первую очередь.

БИЛЕТ №11.

Неметаллы. Положение в ПС.

Неметаллов в ПС – 16. Наиболее важные 0-кислород, Н-водород, S – сера, С-углерод, Р - фосфор, N – азот, C – хлор.

В ПС занимают верхний правый угол, входят в главные (А) подгруппы. Атомы неметаллов притягивают электроны, т.е. проявляют окислительные свойства (из-за увеличения заряда ядер и уменьшения атомных радиусов в периодах). В группах эта тенденция возрастает снизу вверх. Фтор – самый активный неметалл.

Атомы неметаллов содержат значительное число электронов (от 4 до 7) притяжение электронов до полного восстановления внешних орбиталей.

По отношению к металлам неметаллы выступают в качестве окислителей. При реакциях между собой окислителем является более электроотрицательный элемент.

Или, чем выше в группе расположен элемент, тем более выражены в нем неметаллические (окислительные) свойства. (Например VI –А группе кислород О - самый активный неметалл).

Ряд неметаллов: Si. B. Te. H. As. H. Se. C. S. I. Br. N. Ce. O. F.

Свет – это электромагнитные волны с длиной волны от 4٠10^-7 м до 8٠10^-7 м.

Скорость света в вакууме равна 3٠10⁸ м/с.

Основные волновые свойства света: интерференция и дифракция.

Интерференция – это сложение двух световых волн, в результате которого в одних точках пространства происходит усиление амплитуды результирующей волны, а в других – гашение волн.