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La biologie– les sciences de la vie sont l’une des sciences les plus anciennes. L’homme a accumulé des connaissances sur les organismes vivants au fil des milliers d’années. Au fur et à mesure de l'accumulation des connaissances, la biologie s'est différenciée en sciences indépendantes (botanique, zoologie, microbiologie, génétique, etc.). L'importance des disciplines frontalières reliant la biologie à d'autres sciences - physique, chimie, mathématiques, etc., est de plus en plus grande. À la suite de l'intégration, la biophysique, la biochimie, la biologie spatiale, etc.

Actuellement, la biologie est une science complexe, formée à la suite de la différenciation et de l'intégration de différentes disciplines.

Utilisé en biologie diverses méthodes recherche : observation, expérimentation, comparaison, etc.

La biologie étudie les organismes vivants. Ils sont ouverts systèmes biologiques recevoir de l'énergie et nutriments depuis environnement. Les organismes vivants réagissent influences extérieures, contiennent toutes les informations dont ils ont besoin pour leur développement et leur reproduction, et sont adaptés à un habitat spécifique.

Tous les systèmes vivants, quel que soit leur niveau d'organisation, ont caractéristiques communes, et les systèmes eux-mêmes sont en interaction continue. Les scientifiques distinguent les niveaux suivants d'organisation de la nature vivante : moléculaire, cellulaire, organisme, population-espèce, écosystème et biosphère.

Chapitre 1. Niveau moléculaire

Le niveau moléculaire peut être appelé le niveau initial et le plus profond d’organisation des êtres vivants. Chaque organisme vivant est constitué de molécules de substances organiques - protéines, acides nucléiques, glucides, graisses (lipides), appelées molécules biologiques. Les biologistes étudient le rôle de ces composés biologiques essentiels dans la croissance et le développement des organismes, le stockage et la transmission des informations héréditaires, le métabolisme et la conversion énergétique dans les cellules vivantes et d'autres processus.

Dans ce chapitre, vous apprendrez

Que sont les biopolymères ?

Quelle structure ont les biomolécules ?

Quelles fonctions remplissent les biomolécules ?

Que sont les virus et quelles sont leurs caractéristiques ?

§ 4. Niveau moléculaire : caractéristiques générales

1. Qu'est-ce qu'un élément chimique ?

2. Qu'appelle-t-on un atome et une molécule ?

3. Quoi matière organique savez-vous?

Tout système vivant, aussi complexe soit-il organisé, se manifeste au niveau du fonctionnement des macromolécules biologiques.

En étudiant les organismes vivants, vous avez appris qu'ils sont constitués du même éléments chimiques, comme inanimé. Actuellement, plus de 100 éléments sont connus, la plupart se trouvent dans les organismes vivants. Les éléments les plus courants dans la nature vivante sont le carbone, l’oxygène, l’hydrogène et l’azote. Ce sont ces éléments qui forment des molécules (composés) de ce qu'on appelle matière organique.

La base de tout composés organiques le carbone sert. Il peut entrer en contact avec de nombreux atomes et leurs groupes, formant des chaînes qui diffèrent par leur composition chimique, structure, longueur et forme. Les molécules sont formées de groupes d'atomes et de ces derniers - de molécules plus complexes qui diffèrent par leur structure et leur fonction. Ces composés organiques qui composent les cellules des organismes vivants sont appelés polymères biologiques ou biopolymères.

Polymère(du grec Stratégies- nombreux) - une chaîne composée de nombreux maillons - monomères, dont chacun est relativement simple. Une molécule de polymère peut être constituée de plusieurs milliers de monomères interconnectés, qui peuvent être identiques ou différents (Fig. 4).

Riz. 4. Schéma de la structure des monomères et des polymères

Les propriétés des biopolymères dépendent de la structure de leurs molécules : du nombre et de la variété des unités monomères qui forment le polymère. Tous sont universels, puisqu'ils sont construits selon le même plan pour tous les organismes vivants, quelle que soit leur espèce.

Chaque type de biopolymère est caractérisé par une structure et une fonction spécifiques. Oui, les molécules protéines Ils constituent les principaux éléments structurels des cellules et régulent les processus qui s'y déroulent. Acides nucléiques participer au transfert d'informations génétiques (héréditaires) de cellule à cellule, d'organisme à organisme. Les glucides Et graisses Ce sont les sources d’énergie les plus importantes nécessaires à la vie des organismes.

C’est au niveau moléculaire que se produit la transformation de tous les types d’énergie et de métabolisme dans la cellule. Les mécanismes de ces processus sont également universels pour tous les organismes vivants.

Dans le même temps, il s'est avéré que les diverses propriétés des biopolymères qui composent tous les organismes sont dues à différentes combinaisons de quelques types de monomères, formant de nombreuses variantes de longues chaînes polymères. Ce principe est à la base de la diversité de la vie sur notre planète.

Les propriétés spécifiques des biopolymères n'apparaissent que dans une cellule vivante. Une fois isolées des cellules, les molécules de biopolymère perdent entité biologique et sont caractérisés uniquement proprietes physiques et chimiques la classe de composés à laquelle ils appartiennent.

Ce n'est qu'en étudiant le niveau moléculaire que l'on peut comprendre comment se sont déroulés les processus d'origine et d'évolution de la vie sur notre planète, quelles sont les bases moléculaires de l'hérédité et des processus métaboliques dans un organisme vivant.

La continuité entre le niveau moléculaire et le niveau cellulaire suivant est assurée par le fait que les molécules biologiques sont le matériau à partir duquel se forment les structures supramoléculaires - cellulaires.

Substances organiques : protéines, acides nucléiques, glucides, graisses (lipides). Biopolymères. Monomères

Des questions

1. Quels processus les scientifiques étudient-ils au niveau moléculaire ?

2. Quels éléments prédominent dans la composition des organismes vivants ?

3. Pourquoi les molécules de protéines, d'acides nucléiques, de glucides et de lipides sont-elles considérées comme des biopolymères uniquement dans la cellule ?

4. Qu’entend-on par universalité des molécules de biopolymères ?

5. Comment atteint-on la diversité des propriétés des biopolymères qui composent les organismes vivants ?

Tâches

Lequel modèles biologiques peut être formulé sur la base de l’analyse du texte du paragraphe ? Discutez-en avec les élèves de la classe.

§ 5. Glucides

1. Quelles substances liées aux glucides connaissez-vous ?

2. Quel rôle jouent les glucides dans un organisme vivant ?

3. À la suite de quel processus les glucides se forment-ils dans les cellules des plantes vertes ?

Les glucides, ou saccharides, est l’un des principaux groupes de composés organiques. Ils font partie des cellules de tous les organismes vivants.

Les glucides sont constitués de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Ils ont reçu le nom de « glucides » car la plupart d’entre eux ont le même rapport d’hydrogène et d’oxygène dans la molécule que dans la molécule d’eau. La formule générale des glucides est C n (H 2 0) m.

Tous les glucides sont divisés en simples ou monosaccharides, et complexe, ou polysaccharides(Fig.5). Des monosaccharides valeur la plus élevée car les organismes vivants ont ribose, désoxyribose, glucose, fructose, galactose.

Riz. 5. La structure des molécules de glucides simples et complexes

Di- Et polysaccharides sont formés en combinant deux ou plusieurs molécules de monosaccharides. Donc, saccharose(sucre de canne), maltose(Sucre de malt), lactose(sucre du lait) – disaccharides, formé à la suite de la fusion de deux molécules de monosaccharide. Les disaccharides ont des propriétés similaires à celles des monosaccharides. Par exemple, les deux horony sont solubles dans l’eau et ont un goût sucré.

Les polysaccharides sont constitués de grand nombre monosaccharides. Ceux-ci inclus amidon, glycogène, cellulose, chitine etc. (Fig. 6). Avec une augmentation du nombre de monomères, la solubilité des polysaccharides diminue et le goût sucré disparaît.

La fonction principale des glucides est énergie. Lors de la dégradation et de l'oxydation des molécules glucidiques, de l'énergie est libérée (avec la dégradation de 1 g de glucides - 17,6 kJ), qui assure les fonctions vitales de l'organisme. Lorsqu'il y a un excès de glucides, ils s'accumulent dans la cellule comme substances de réserve (amidon, glycogène) et, si nécessaire, sont utilisés par l'organisme comme source d'énergie. Une dégradation accrue des glucides dans les cellules peut être observée, par exemple, lors de la germination des graines, d'un travail musculaire intense et d'un jeûne prolongé.

Les glucides sont également utilisés comme Matériau de construction. Ainsi, la cellulose est un composant structurel important des parois cellulaires de nombreux organismes unicellulaires, champignons et plantes. En raison de sa structure particulière, la cellulose est insoluble dans l’eau et présente une résistance élevée. En moyenne, 20 à 40 % de la matière des parois cellulaires végétales est de la cellulose, et les fibres de coton sont de la cellulose presque pure, c'est pourquoi elles sont utilisées pour fabriquer des textiles.

Riz. 6. Schéma de la structure des polysaccharides

La chitine fait partie des parois cellulaires de certains protozoaires et champignons ; on la trouve également chez certains groupes d'animaux, comme les arthropodes, en tant que composant important de leur exosquelette.

On connaît également des polysaccharides complexes, constitués de deux types de sucres simples, qui alternent régulièrement en longues chaînes. Ces polysaccharides remplissent des fonctions structurelles dans les tissus de soutien des animaux. Ils font partie de la substance intercellulaire de la peau, des tendons et du cartilage, leur conférant force et élasticité.

Certains polysaccharides font partie des membranes cellulaires et servent de récepteurs, permettant aux cellules de se reconnaître et d'interagir.

Glucides ou saccharides. Monosaccharides. Disaccharides. Polysaccharides. Ribose. Désoxyribose. Glucose. Fructose. Galactose. Saccharose. Maltose. Lactose. Amidon. Glycogène. Chitine

Des questions

1. Quelle composition et structure ont les molécules de glucides ?

2. Quels glucides sont appelés mono-, di- et polysaccharides ?

3. Quelles fonctions les glucides remplissent-ils dans les organismes vivants ?

Tâches

Analysez la figure 6 « Diagramme structurel des polysaccharides » et le texte du paragraphe. Quelles hypothèses pouvez-vous faire en comparant les caractéristiques structurelles des molécules et les fonctions remplies par l'amidon, le glycogène et la cellulose dans un organisme vivant ? Discutez de cette question avec vos camarades de classe.

§ 6. Lipides

1. Quelles substances grasses connaissez-vous ?

2. Quels aliments sont riches en graisses ?

3. Quel est le rôle des graisses dans l’organisme ?

Lipides(du grec lipos- graisse) est un grand groupe de substances grasses insolubles dans l'eau. La plupart des lipides sont constitués de poids moléculaire élevé Les acides gras et de l'alcool trihydrique glycérol (Fig. 7).

Les lipides sont présents dans toutes les cellules sans exception et remplissent des fonctions biologiques spécifiques.

Graisses- les lipides les plus simples et les plus répandus - jouent un rôle important dans source d'énergie. Lorsqu'ils sont oxydés, ils fournissent plus de deux fois plus d'énergie que les glucides (38,9 kJ pour décomposer 1 g de graisse).

Riz. 7. Structure de la molécule de triglycéride

Les graisses sont la forme principale stockage des lipides dans une cage. Chez les vertébrés, environ la moitié de l’énergie consommée par les cellules au repos provient de l’oxydation des graisses. Les graisses peuvent également être utilisées comme source d’eau (l’oxydation de 1 g de graisse produit plus de 1 g d’eau). Ceci est particulièrement précieux pour les animaux de l’Arctique et du désert vivant dans des conditions de pénurie d’eau gratuite.

En raison de leur faible conductivité thermique, les lipides fonctionnent fonctions de protection, c'est-à-dire qu'ils servent à l'isolation thermique des organismes. Par exemple, de nombreux vertébrés ont une couche de graisse sous-cutanée bien définie, qui leur permet de vivre dans des climats froids, et chez les cétacés, elle joue également un autre rôle : elle favorise la flottabilité.

Les lipides fonctionnent et fonction constructive, puisque leur insolubilité dans l’eau en fait des composants essentiels des membranes cellulaires.

Beaucoup les hormones(par exemple, le cortex surrénalien, les gonades) sont des dérivés lipidiques. Les lipides sont donc caractérisés fonction de régulation.

Lipides. Les graisses. Les hormones. Fonctions des lipides : énergétiques, de stockage, de protection, de construction, de régulation

Des questions

1. Quelles substances sont les lipides ?

2. Quelle structure ont la plupart des lipides ?

3. Quelles fonctions remplissent les lipides ?

4. Quels cellules et tissus sont les plus riches en lipides ?

Tâches

Après avoir analysé le texte du paragraphe, expliquez pourquoi de nombreux animaux avant l'hiver et les poissons migrateurs avant le frai ont tendance à accumuler plus de graisse. Donnez des exemples d'animaux et de plantes chez lesquels ce phénomène est le plus prononcé. L’excès de graisse est-il toujours bon pour le corps ? Discutez de ce problème en classe.

§ 7. Composition et structure des protéines

1. Quel est le rôle des protéines dans l’organisme ?

2. Quels aliments sont riches en protéines ?

Parmi les substances organiques écureuils, ou protéines, sont les biopolymères les plus nombreux, les plus diversifiés et d’une importance primordiale. Ils représentent 50 à 80 % de la masse sèche de la cellule.

Les molécules de protéines ont grandes tailles, c'est pourquoi on les appelle macromolécules. En plus du carbone, de l'oxygène, de l'hydrogène et de l'azote, les protéines peuvent contenir du soufre, du phosphore et du fer. Les protéines diffèrent les unes des autres par le nombre (de cent à plusieurs milliers), la composition et la séquence de monomères. Les monomères des protéines sont des acides aminés (Fig. 8).

Une variété infinie de protéines est créée par différentes combinaisons de seulement 20 acides aminés. Chaque acide aminé a son propre nom, sa structure et ses propriétés particulières. Leur formule générale peut se présenter comme suit :

Une molécule d'acide aminé se compose de deux parties identiques à tous les acides aminés, dont l'une est un groupe amino (-NH 2) aux propriétés basiques, l'autre est un groupe carboxyle (-COOH) aux propriétés acides. La partie de la molécule appelée radical (R) a une structure différente selon les acides aminés. La présence de groupes basiques et acides dans une molécule d'acide aminé détermine leur réactivité élevée. Grâce à ces groupes, les acides aminés sont combinés pour former des protéines. Dans ce cas, une molécule d'eau apparaît et les électrons libérés forment liaison peptidique. C'est pourquoi les protéines sont appelées polypeptides.

Riz. 8. Exemples de structure d'acides aminés - monomères de molécules protéiques

Les molécules de protéines peuvent avoir différentes configurations spatiales - structure des protéines, et dans leur structure il y a quatre niveaux organisation structurelle(Fig. 9).

La séquence d'acides aminés dans une chaîne polypeptidique est structure primaireécureuil. Il est unique à chaque protéine et détermine sa forme, ses propriétés et ses fonctions.

La plupart des protéines ont une forme en spirale en raison de la formation de liaisons hydrogène entre les groupes CO et NH de différents résidus d'acides aminés de la chaîne polypeptidique. Les liaisons hydrogène sont faibles, mais ensemble, elles forment une structure assez solide. Cette spirale est structure secondaireécureuil.

Structure tertiaire– « packaging » spatial tridimensionnel d’une chaîne polypeptidique. Le résultat est une configuration bizarre mais spécifique pour chaque protéine - globule. La solidité de la structure tertiaire est assurée par les différentes liaisons qui naissent entre les radicaux d'acides aminés.

Riz. 9. Schéma de la structure d'une molécule protéique : I, II, III, IV – structures primaires, secondaires, tertiaires, quaternaires

Structure quaternaire pas typique de toutes les protéines. Il résulte de la combinaison de plusieurs macromolécules de structure tertiaire en un complexe complexe. Par exemple, l'hémoglobine du sang humain est un complexe de quatre macromolécules protéiques (Fig. 10).

Cette complexité de la structure des molécules protéiques est associée à la diversité des fonctions inhérentes à ces biopolymères.

La violation de la structure naturelle d'une protéine est appelée dénaturation(Fig. 11). Cela peut se produire sous l’influence de la température, de produits chimiques, de l’énergie radiante et d’autres facteurs. Avec un impact faible, seule la structure quaternaire se désintègre, avec un impact plus fort, la tertiaire, puis la secondaire, et la protéine reste sous la forme d'une chaîne polypeptidique.

Riz. 10. Schéma de la structure de la molécule d'hémoglobine

Ce processus est partiellement réversible : si la structure primaire n'est pas détruite, alors la protéine dénaturée est capable de restaurer sa structure. Il s'ensuit que toutes les caractéristiques structurelles d'une macromolécule protéique sont déterminées par sa structure primaire.

Sauf protéines simples, constitué uniquement d'acides aminés, il existe également protéines complexes, qui peut inclure des glucides ( glycoprotéines), les graisses ( lipoprotéines), acides nucléiques ( nucléoprotéines) et etc.

Le rôle des protéines dans la vie d'une cellule est énorme. Biologie moderne ont montré que les similitudes et les différences entre les organismes sont finalement déterminées par l'ensemble des protéines. Comment organismes plus proches les unes aux autres dans une position systématique, plus leurs protéines sont similaires.

Riz. 11. Dénaturation des protéines

Protéines, ou protéines. Protéines simples et complexes. Acides aminés. Polypeptide. Structures primaires, secondaires, tertiaires et quaternaires des protéines

Des questions

1. Quelles substances sont appelées protéines ou protéines ?

2. Quelle est la structure primaire d’une protéine ?

3. Comment se forment les structures protéiques secondaires, tertiaires et quaternaires ?

4. Qu’est-ce que la dénaturation des protéines ?

5. Sur quelle base les protéines sont-elles divisées en protéines simples et complexes ?

Tâches

Savez-vous que la protéine œuf de poule se compose principalement de protéines. Pensez à ce qui explique le changement dans la structure protéique d'un œuf à la coque. Donnez d’autres exemples que vous connaissez de cas où la structure des protéines peut changer.

§ 8. Fonctions des protéines

1. Quelle est la fonction des glucides ?

2. Quelles fonctions des protéines connaissez-vous ?

Les protéines remplissent des fonctions extrêmement importantes et diverses. Ceci est possible en grande partie grâce à la variété des formes et de la composition des protéines elles-mêmes.

L'une des fonctions les plus importantes des molécules de protéines est construction (Plastique). Les protéines font partie de toutes les membranes cellulaires et organites cellulaires. Les parois des vaisseaux sanguins, du cartilage, des tendons, des cheveux et des ongles sont majoritairement constituées de protéines.

D'une grande importance catalytique, ou fonction enzymatique et protéique. Protéines spéciales - les enzymes sont capables d'accélérer les réactions biochimiques dans les cellules des dizaines et des centaines de millions de fois. Environ un millier d’enzymes sont connues. Chaque réaction est catalysée par une enzyme spécifique. Vous en apprendrez davantage à ce sujet ci-dessous.

La fonction motrice effectuer des protéines contractiles spéciales. Grâce à eux, les cils et les flagelles se déplacent chez les protozoaires, les chromosomes se déplacent lors de la division cellulaire, les muscles se contractent dans les organismes multicellulaires et d'autres types de mouvements dans les organismes vivants sont améliorés.

C'est important fonction de transport protéines. Ainsi, l'hémoglobine transporte l'oxygène des poumons vers les cellules d'autres tissus et organes. Dans les muscles, en plus de l'hémoglobine, il existe une autre protéine de transport des gaz : la myoglobine. Les protéines sériques favorisent le transfert des lipides et des acides gras et de diverses substances biologiquement actives. Les protéines de transport présentes dans la membrane externe des cellules transportent diverses substances de l'environnement vers le cytoplasme.

Des protéines spécifiques fonctionnent fonction de protection. Ils protègent l’organisme de l’invasion de protéines et de micro-organismes étrangers ainsi que des dommages. Ainsi, les anticorps produits par les lymphocytes bloquent les protéines étrangères ; la fibrine et la thrombine protègent le corps de la perte de sang.

Fonction de régulation inhérent aux protéines - les hormones. Ils maintiennent des concentrations constantes de substances dans le sang et les cellules, participent à la croissance, à la reproduction et à d'autres processus vitaux. Par exemple, l’insuline régule la glycémie.

Les protéines ont également fonction de signalisation. Les protéines sont intégrées à la membrane cellulaire et peuvent modifier leur structure tertiaire en réponse à des facteurs environnement externe. C'est ainsi que les signaux sont reçus de l'environnement extérieur et que les informations sont transmises dans la cellule.

Les protéines peuvent fonctionner fonction énergétique, étant l’une des sources d’énergie de la cellule. Lorsque 1 g de protéine est complètement décomposé en produits finaux, 17,6 kJ d'énergie sont libérés. Cependant, les protéines sont extrêmement rarement utilisées comme source d’énergie. Les acides aminés libérés lors de la dégradation des molécules protéiques sont utilisés pour construire de nouvelles protéines.

Fonctions des protéines : construction, moteur, transport, protection, régulation, signalisation, énergie, catalytique. Hormone. Enzyme

Des questions

1. Qu'est-ce qui explique la diversité des fonctions des protéines ?

2. Quelles fonctions des protéines connaissez-vous ?

3. Quel rôle jouent les protéines hormonales ?

4. Quelle fonction remplissent les protéines enzymatiques ?

5. Pourquoi les protéines sont-elles rarement utilisées comme source d’énergie ?

§ 9. Acides nucléiques

1. Quel est le rôle du noyau dans une cellule ?

2. À quels organites cellulaires la transmission des caractéristiques héréditaires est-elle associée ?

3. Quelles substances sont appelées acides ?

Acides nucléiques(de lat. noyau– noyau) ont été découverts pour la première fois dans les noyaux des leucocytes. Par la suite, il a été constaté que les acides nucléiques sont contenus dans toutes les cellules, non seulement dans le noyau, mais également dans le cytoplasme et divers organites.

Il existe deux types d'acides nucléiques - acide désoxyribonucléique(abrégé ADN) Et ribonucléique(abrégé ARN). La différence de noms s'explique par le fait que la molécule d'ADN contient un glucide désoxyribose, et la molécule d'ARN est ribose.

Les acides nucléiques sont des biopolymères constitués de monomères - nucléotides. Les monomères nucléotidiques de l’ADN et de l’ARN ont une structure similaire.

Chaque nucléotide est constitué de trois composants reliés par de fortes liaisons chimiques. Ce base azotée, glucide(ribose ou désoxyribose) et résidu d'acide phosphorique(Fig. 12).

Partie Molécules d'ADN Il existe quatre types de bases azotées : adénine, guanine, cytosine ou thymine. Ils déterminent les noms des nucléotides correspondants : adényle (A), guanyle (G), cytidyle (C) et thymidyle (T) (Fig. 13).

Riz. 12. Schéma de la structure des nucléotides - monomères ADN (A) et ARN (B)

Chaque brin d'ADN est un polynucléotide constitué de plusieurs dizaines de milliers de nucléotides.

La molécule d'ADN a une structure complexe. Il se compose de deux chaînes torsadées en hélice, reliées l'une à l'autre sur toute leur longueur par des liaisons hydrogène. Cette structure, caractéristique uniquement des molécules d'ADN, est appelée double hélice.

Riz. 13. Nucléotides d'ADN

Riz. 14. Connexion complémentaire des nucléotides

Lorsqu'une double hélice d'ADN se forme, les bases azotées d'une chaîne sont disposées dans un ordre strictement défini en face des bases azotées de l'autre. Dans ce cas, un schéma important est révélé : la thymine d'une autre chaîne est toujours située en face de l'adénine d'une chaîne, la cytosine est toujours située en face de la guanine, et vice versa. Ceci s'explique par le fait que les paires de nucléotides adénine et thymine, ainsi que guanine et cytosine, se correspondent strictement et sont complémentaires, ou complémentaire(de lat. complémentum- ajout), les uns les autres. Et le modèle lui-même s'appelle principe de complémentarité. Dans ce cas, deux liaisons hydrogène apparaissent toujours entre l'adénine et la thymine, et trois entre la guanine et la cytosine (Fig. 14).

Par conséquent, dans tout organisme, le nombre de nucléotides adényles est égal au nombre de nucléotides thymidyle, et le nombre de nucléotides guanyle est égal au nombre de nucléotides cytidyle. Connaissant la séquence des nucléotides dans une chaîne d'ADN, le principe de complémentarité peut être utilisé pour établir l'ordre des nucléotides dans une autre chaîne.

À l'aide de quatre types de nucléotides, l'ADN enregistre toutes les informations sur le corps, qui sont transmises aux générations suivantes. En d’autres termes, l’ADN est porteur d’informations héréditaires.

Les molécules d’ADN se trouvent principalement dans les noyaux des cellules, mais de petites quantités se trouvent dans les mitochondries et les plastes.

Une molécule d’ARN, contrairement à une molécule d’ADN, est un polymère constitué d’une seule chaîne de dimensions beaucoup plus petites.

Les monomères d'ARN sont des nucléotides constitués de ribose, d'un résidu d'acide phosphorique et d'une des quatre bases azotées. Trois bases azotées - l'adénine, la guanine et la cytosine - sont les mêmes que celles de l'ADN, et la quatrième - uracile.

La formation d'un polymère d'ARN se produit grâce à des liaisons covalentes entre le ribose et le résidu acide phosphorique des nucléotides voisins.

Il existe trois types d'ARN, qui diffèrent par leur structure, leur taille moléculaire, leur emplacement dans la cellule et leurs fonctions.

ARN ribosomique (ARNr) font partie des ribosomes et participent à la formation de leurs centres actifs, où se déroule le processus de biosynthèse des protéines.

Transférer des ARN (ARNt) - le plus petit en taille - transporte les acides aminés jusqu'au site de synthèse des protéines.

Information, ou modèle, ARN (ARNm) sont synthétisés sur une section d'une des chaînes d'une molécule d'ADN et transmettent des informations sur la structure de la protéine du noyau cellulaire aux ribosomes, où ces informations sont mises en œuvre.

Ainsi, Divers types Les ARN sont un seul système fonctionnel, visant à mettre en œuvre l'information héréditaire par la synthèse des protéines.

Les molécules d'ARN se trouvent dans le noyau, le cytoplasme, les ribosomes, les mitochondries et les plastes de la cellule.

Acide nucléique. Acide désoxyribonucléique, ou ADN. Acide ribonucléique, ou ARN. Bases azotées : adénine, guanine, cytosine, thymine, uracile, nucléotide. Double hélice. Complémentarité. Transfert d'ARN (ARNt). ARN ribosomal (ARNr). ARN messager (ARNm)

Des questions

1. Quelle est la structure d’un nucléotide ?

2. Quelle est la structure de la molécule d’ADN ?

3. Quel est le principe de complémentarité ?

4. Quelles sont les similitudes et les différences dans la structure des molécules d’ADN et d’ARN ?

5. Quels types de molécules d’ARN connaissez-vous ? Quelles sont leurs fonctions ?

Tâches

1. Décrivez votre paragraphe.

2. Les scientifiques ont découvert qu'un fragment d'une chaîne d'ADN a la composition suivante : C-G G A A A T T C C. En utilisant le principe de complémentarité, complétez la deuxième chaîne.

3. Au cours de l'étude, il a été constaté que dans la molécule d'ADN étudiée, les adénines représentent 26 % du nombre total de bases azotées. Comptez le nombre d'autres bases azotées dans cette molécule.

Niveau moléculaire : caractéristiques générales

1. Qu'est-ce qu'un élément chimique ?
2. Qu'appelle-t-on un atome et une molécule ?
3. Quelles substances organiques connaissez-vous ?

Tout système vivant, aussi complexe soit-il organisé, se manifeste au niveau du fonctionnement des macromolécules biologiques.

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/ Chapitre 1. Niveau moléculaire Mission : §1.1. Caractéristiques générales au niveau moléculaire

Réponse au chapitre 1. Niveau moléculaire Devoir : §1.1. Caractéristiques générales au niveau moléculaire
Devoirs prêts à l'emploi (GDZ) La biologie Pasechnik, Kamenski 9e année

La biologie

9e année

Editeur : Outarde

Année : 2007 - 2014

Question 1. Quels processus les scientifiques étudient-ils au niveau moléculaire ?

Au niveau moléculaire, les processus les plus importants de la vie du corps sont étudiés : sa croissance et son développement, son métabolisme et sa conversion énergétique, le stockage et la transmission des informations héréditaires, la variabilité.

Question 2. Quels éléments prédominent dans la composition des organismes vivants ?

Un organisme vivant contient plus de 70 à 80 éléments chimiques, mais le carbone, l'oxygène, l'hydrogène et l'azote prédominent.

Question 3. Pourquoi les molécules de protéines, d'acides nucléiques, de glucides et de lipides sont-elles considérées comme des biopolymères uniquement dans la cellule ?

Les molécules de protéines, d'acides nucléiques, de glucides et de lipides sont des polymères car elles sont constituées de monomères répétitifs. Mais ce n'est que dans un système vivant (cellule, organisme) que ces substances manifestent leur essence biologique, possédant un certain nombre de propriétés spécifiques et remplissant de nombreuses fonctions importantes. Par conséquent, dans les systèmes vivants, ces substances sont appelées biopolymères. En dehors d’un système vivant, ces substances perdent leurs propriétés biologiques et ne sont pas des biopolymères.

Question 4. Qu'entend-on par universalité des molécules de biopolymères ?

Les propriétés des biopolymères dépendent du nombre, de la composition et de l'ordre de disposition de leurs monomères constitutifs. La capacité de modifier la composition et la séquence des monomères dans la structure du polymère permet l'existence d'une grande variété d'options de biopolymères, quelle que soit l'espèce de l'organisme. Dans tous les organismes vivants, les biopolymères sont construits selon un plan unique.

Question 1. Quels processus les scientifiques étudient-ils au niveau moléculaire ?
Au niveau moléculaire, les processus les plus importants de la vie du corps sont étudiés : sa croissance et son développement, son métabolisme et sa conversion énergétique, le stockage et la transmission des informations héréditaires, la variabilité. Une unité élémentaire au niveau moléculaire est un gène - un fragment d'une molécule d'acide nucléique dans lequel une certaine quantité d'informations biologiques est enregistrée dans un sens qualitatif et quantitatif.

Question 2. Quels éléments prédominent dans la composition des organismes vivants ?
Un organisme vivant contient plus de 70 à 80 éléments chimiques, mais le carbone, l'oxygène, l'hydrogène, l'azote et le phosphore prédominent.

Question 3. Pourquoi les molécules de protéines, d'acides nucléiques, de glucides et de lipides sont-elles considérées comme des biopolymères uniquement dans la cellule ?
Les molécules de protéines, d'acides nucléiques, de glucides et de lipides sont des polymères car elles sont constituées de monomères répétitifs. Mais ce n'est que dans un système vivant (cellule, organisme) que ces substances manifestent leur essence biologique, possédant un certain nombre de propriétés spécifiques et remplissant de nombreuses fonctions importantes. Par conséquent, dans les systèmes vivants, ces substances sont appelées biopolymères. En dehors d’un système vivant, ces substances perdent leurs propriétés biologiques et ne sont pas des biopolymères.

Question 4. Qu'entend-on par universalité des molécules de biopolymères ?
Quel que soit le niveau de complexité et les fonctions exercées dans la cellule, tous les biopolymères présentent les caractéristiques suivantes :
leurs molécules ont peu de branches longues, mais beaucoup de courtes ;
les chaînes polymères sont solides et ne se brisent pas spontanément ;
capable de transporter une variété de groupes fonctionnels et de fragments moléculaires qui fournissent une activité fonctionnelle biochimique, c'est-à-dire la capacité d'effectuer des réactions biochimiques et des transformations nécessaires à la cellule dans l'environnement d'une solution intracellulaire ;
avoir une flexibilité suffisante pour former des structures spatiales très complexes nécessaires à l'exécution de fonctions biochimiques, c'est-à-dire au fonctionnement des protéines en tant que machines moléculaires, des acides nucléiques en tant que molécules de programmation, etc. ;
Connexions SN et les biopolymères C-C, malgré leur résistance, sont aussi des batteries d'énergie électronique.
La principale propriété des biopolymères est la linéarité des chaînes polymères, puisque seules les structures linéaires sont facilement codées et « assemblées » à partir de monomères. De plus, si le fil polymère est flexible, il est alors assez facile d'en former la structure spatiale souhaitée, et une fois que la machine moléculaire ainsi construite est dépréciée et se brise, il est facile de la démonter en morceaux. éléments constitutifs pour les utiliser à nouveau. La combinaison de ces propriétés se retrouve uniquement dans les polymères à base de carbone. Tous les biopolymères des systèmes vivants sont capables de réaliser certaines propriétés et remplissent de nombreuses fonctions essentielles. Les propriétés des biopolymères dépendent du nombre, de la composition et de l'ordre de disposition de leurs monomères constitutifs. La capacité de modifier la composition et la séquence des monomères dans la structure du polymère permet l'existence d'une grande variété d'options de biopolymères, quelle que soit l'espèce de l'organisme. Dans tous les organismes vivants, les biopolymères sont construits selon un plan unique.