Биологиялық білім беру проблемалары

Үшінші деңгейлі белокты тек қана гидрофоб күштен басқа, ковалентті - -S - S - байланысы да біріктіреді.

Үшінші деңгейлі белокта соңы емес. Әдетте белок макро-молекула, сол сияқты макромолекула немесе басқа белок қосындылар қосылады. Сондықтан, егер белок үшінші деңгейлі болып қалыптасқанда, оны төртінші деңгейлі деп атайды. Мысалы, эритроциттағы болатын гемоглабин белогы 4 макромолекуладан тұрады және тек осындай комплексте ғана гемогдабин, оттегіні тасымалдайды.

ДЕНАТУРАЦИЯ

Сыртқы ортаның әсерінен: -t тұзды орта, химиялық заттардың әсерінен т.б. макромолекуланың байланыстары үзіледі, демек белок құрлымы да және белок қасиеті өзгереді. Бұл процесті денатурация деп атайды.

Белок денатурациясы қайтымды процесс». Бірақ ол әсер етуші күшке байланысты. Жылдық денатурация, және радиоактивті әсер, қайтымы қиын.

Белоктың клетка өміріндегі ролі.

1. Белок биокатализатор /олардаі ферменттер немесе энзин деп атайды/. Мыс.: каталаза ферменті:

Н2О2 =2Н2О + О2 реакц.1011 тездетеді.

2. Сигнал функцясы. Сыртқы әсерді клеткаға жеткізеді.

3. Барлық қозғалу реакциялар қысқарғыш белок орындалады.

Мыс.: Жануарлар белогы бар бұлшық еттері қозғалғанда, + АТФ қышқыл бұзады да, өздері қысқарады. АТФ шыққан энергиж механикалық жұмыс істейді.

III - қысқартатан функция.

4. Оттегі барлық денеге - қан белогы гемоглабинмен таратылады. Альбумин сарысуы /сывороты/ липоид сипаттағы заттарды тасиды. 4 - қасиет транспорт.

Клетка және оның құрылымы белоктан құралады. Белоктан клетканың сыртқы қабығы және ішкі мембраналары құралады. Жоғарғы организмдері белоктан, қан тамырлары, көз роговицасы, шаш т.б. құралады. 5-қызметі - құрушы /құрылымы/.

КӨМІРСУЛАР

Көмірсулар барлық клеткаларда кездеседі. Әсіресе олар өсімдік клеткасында көп болады: жапырақтарда, тұқымдарда, өсімдік түйнектерінде кепкен қалдықтарының 90% - құралады. Жануар клеткасында /кебу қалдығынан/ 1%/« - қана. Тек бауыр және бұлшық еттерде углеводтардың 5% /көп.қалд./ бар. Химиялық құрамына қарай көмірсулар 2 түрге, қарапайым және күрделі болып бөлінеді.

Қарапайым көмірсулар - бұлар альдегид-спирттер мен кетон спирттер. Ең қарапайым көмірсулар - гексоза мен пентоза. Гексозедан - глюкоза және фруктоза маңызды. Бірінштсі - альдогексозаны, екіншісі кетогексозамен көрсетілген.

Пентозадан рибоза және дезоксирибоза маңызды. Екеуі де альдопентозаға жатады.

Көмірсулардың қарапайым құрылымдары қысқа шынжырлардан /биоза, триоза, тетроза/ тұрады. Ал күрделі көмірсулар ұзын шьын-жырлардан - пентоза, гексоза - оғай сақиналар құрайды. 5-6 бөлікті сақиналар тез пайда болады. Пентоза мен гексоза бос болғанда, олардың молекулаларының көп бөлігі шығыршықты /кольчатый/ формада болады. Бірақ молекуланың аз бөлігі ашық формада болады. Шығыршықты және ашық формаларынын арасында жылжымалы тепе-теңдік орнайды және олар бір-біріне ауысып тұрады.

Байлаулы жағдайда /қарапайым көмірсулар полимерлердің құрамына кіреді - АТФ, нуклеин қышқылы/ гексоза мен пентоза тек шығыршықты формада болады.

Күрделі көмірсулар— ди, үш және полимерлер құрамына кіреді. Мыс: тростаикті қант - димер. Фруктоза және глюкозадан тұрады. Крахмал - күрделі полимер. Онын мономері глюкоза. Басқа сызықты полимерлерден, бұтақты болып келетінімен айырмашылығы бар.

Ең көп тараған көмірсуларға - клетчатка /целлюлоза/ жатады. Құрылымы жағынан целлюлоза жай сызықты полимер. Мономер глюкоза целлюлозаның бір молекуласы 100-150 глюкоза монорерінен тұрады.

Көмірсулардың организмдегі маңызы.

Клетка активтілігін көтеретін энергияның көзі болып табылады. Клетканың қозғалысы, секрециясы, биосинтетикалық реакциялар т.б. энергияны қажет етеді. Бұл энергияны клетка негізінен көмірсулардың ыдырауы мен тотығу-тотықсыздану реакциясы кезінде алады. Энергиялық ролінен басқа құрылыс функциясын орындайды. Клетчатка көмірсуларынан өсімдік клеткасының қабықшасы тұрады, насекомдардың сыртқы қатты қабықшасы - көмірсуларға жақын жаттардан - хитиннин тұрады.

МАЙЛАРМЕН ЛИП0ИДТAP

Майлар өсімдік және жануарлар клеткасында да кездеседі. Олардың кепкен салмағанын 5-15% тұрады. Кейбір клеткалар 20% тұрады. Оларға май ұлпаның құрамындағы клеткалар жатады. Жануарларда май клеткалары терінің астында, көкірек бездерінде, сонымен қатар кейбір органдарды, мыс: бүйректі май пердесі қоршап жатыр. Өсімдіктерде майлар тұқымдарда, жемістерде мыс: жаңғақ, күнбағыста кездеседі. Май сүтқоректі жануарлардың сүттерінде кездеседі.

Майдың негізгі қасиеті - суда ерімейді. Оны еріту үшін -бензин, хлороформ, эфир қолданады.

Майлар мен липоидтардың химиялық құрамы.

Майлар күрделі эфир үшатомды спирт глицериннен және жоғары молекулалы май қышқылы - амин, пальмитин және стеариннен тұрады. Олардың жалпы аты - глицеридтер.

нейтрал майдың структурасы

Майдңғ молекуласының бір бөлігі глицерин қалдығынан - суда жақсы ериді, екінші бөлігі май қышқылының қалдығынан тұрады, және олар суда ерімейді. Майдың бір тамшысын суға тамызса, су бөлігіне май модекуласының глицерин бөлігі, ал судан жоғары қарай көмірсутек шынжыры көтеріліп жатыр.

Бос күйінде амин қышқылы - сұйықтық, пальмитин және стебрин қышқылын - қатты зат. Пальмит қышқылы - 430, ал стеорин - 60% ериді. Соньмен сұйық майлар глицеридтердің амин қышқылынан, ал қатты майлар - шошқа, сиыр, қой майлары - лальмитин және стеарин қышқылдарынан тұрады.

Майлардан басқа клеткада, қасиеттері өздеріне ұқсас заттар көп. Олар суда ерімейді, бірақ май еріткіштерінде /бензин, хлороформ, эфир/ ериді. Бұл заттарды липоидтар деп атайды. Олардың кейбір түрлері химиялық құрлымы жағынан майларға ұқсас, басқалары басқа ерекше химиялық қосылыстардан тұрады. Негізінен липоидтер бос күйінде емес, белоктармен қосылып - липопротеиндерден тұрады.

Липоидтарда - фосфатидтер кеңінен таралған.

Лицитин барлық клеткаларда кездеседі, әсіресе нерв ұлпаларының клеткаларында кездеседі.

Липоидтардың 2-ші маңызды класы стериодтары. Стереоид - белгілі өкілі - холестерин құрылымы. Холестерин күрделі полициклдық қосылыс. Оның модекуласында гидроксил бар, сондықтан холестерин спирт. хим. және физикалық жағынан холестерин аз активті. Ол барлық клеткаларда табылған және оның саны жас өскен сайын көбейеді. Холестерин құрлымы кейбір активті заттармен ұқсас келеді. Бірақ бұл заттар холестерин клеткаларынан ба, немесе өмір сүру процесінде активті емес холестеринге ауысады ма белгісіз.

Майлар мен липоидтардың биологиялық ролі.

 Майлар көмірсулар сияқты, энергиялық функцияны орындайды. Оған басқа майлар мен липоидтер қорғау функциясын орындайды. Майлар мен липоидтар суда ерімейді. Бұлардың жіңішке қабаты клетканың мембранасынын құрамына кіреді. Сондықтан клетканың құрамындағы заттарды сыртқы ортадан бөліп тұрады. Май жылуды өткізбейді. Ол терінің астына жиналады. Мысалы: киттің тері астындағы май 1 метр және ол жылы қанды жануарға, суық суда өмір сүруіне мүмкіндік береді.

 

НУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛДАРЫ

Нуклеин қышқылдары /лат.nucleus - ядро/ алғашқы рет ядро клеткаларынан бөлініп алынған. Нуклеин қышқылдарының 2 типі бар: дезоксирибо - нуклеин қышқылы ДНК және рибонуклеин қышқылы РНК. ДНК - тек ядрода, aл РНК - ядро мен цитоплазмада кездеседі.

ДНК-ның молекуласы бір-біріне спиральды шуатылған жіпшелерден тұрады. Спиральдың ұзындығы бірнеше он микроннан тұрады және ол белоктың ең ірі молекуласынан жүз есе үлкен. ДНК молекулалары салмағы 100 милл. /екі жібі/.

ДНК-ның әр бір молекуласы полимер, ал мономерлерге -нуклеотидтері ДНК-ның құрамына 4 нуклеотид кіреді. Әрбір нуклеотид - 3 молекуланың қосындысы:

1. органикалық азоттан тұратын заттан;

2. қарапайым көмірсулар пентозадан;

3. фосфор қышқылынан тұрады.

Нуклеотидтер бір-бірінен бірінші компонент азот негізінің құрылымымен ғана айырмашылығы бар, молекуланың қалған бөлігі бірдей

                       

Тимидиловый     Аденил нуклеотиді нуклеотид

 

                    

Цитедил нуклеотиді /Ц/     Гуанил нуклеотид /Г/

Азот негіздерінің құрылымын қарастырайық. Олардың барлығы гетероциклдер, олардың сақиналары көміртек және азот атомдарына тұрады. Аделин және гуанин, пуринның гетерацикл қосылыстарынан тұрады. Сондықтан пурин негіздері деп аталады.

Пурин,    Аденин 6-аминопурин    Гуанин 2-амино б-оксипурин

 

Екіншісі - /бір сақинадан тұрып пиримидиннен тұрады және оларды пиримидин негіздері деп аталады. Бұларға тимин және цитозин жатады.

Пиримидин

 

 

Әрбір шынжырда ДНК нуклеотидтері әрбір ДНК үшін нақты және тұрақты тәртіппен орналасады. Нуклеотидтердің бір-бірімен тіркеседі, фосфор қышқылы арқылы берік ковалентті байланыспен байланысады I нуклеотид пентозасының үшінші көміртек атомы ауылдас нуклеотид пентозасының 5 көміртек атомымен байланысады. Ал нуклеотидтің негізі бос орналасады.

Әртүрлі ДНК нуклеотид санымен және алмасу тәртібімен ерекшеленеді. Әрбір нуклеотидің мол саны 330 тұрады. Әрбір ДНК-ның шынжырының салмағы 5 млн.тең және әрбір ДНК-ның шынжыры 15 мың нуклеотидтен тұрады.

Спиральды қос шынжырда, бір шынжыр негізіне қарама-қарсы шынжыр негізі орналасқан. Әрбір қарама-қарсы негіздін арасында сутегі байланысы пайда боладм. Қарама-қарсы жатқан нуклеотидтердің арасында барлығы тәртіппен орналасқан, A-Т, Г-Ц /бір пурин + пиримидин/. Мұнда Г-Ц энергетикасы берік, өйткені Г-Ц үш сутек бай анысы пайда бола алады, ал   А-Т арасында тек 2 байланыс бар. Сонымен А-Т, Г-Ц, нуклеотидтер бір-бірін толықтырады немесе бір-біріне комплементарлы /лат. толықтыру/ Мыс: нуклеот. бір шынжырында А,Г,Г,Ц,Т,А,Ц орналасса, онда екінші шынжыр: Т,Ц,Ц,Г,А,Т,Г болады.

ДНК молекуласынын клетка бөлінгенде қалай синтезделетінін, ДНК-ның комплементарлық принципі түсіндіреді. Бұл синтез, ДНК молекуласының екі еселену қабілеттілігіне негізделген. ДНК молекуласының екі еселену процесі клетка бөлінер алдында жүреді. ДНК-ның спиральданған қос шынжыры басынан бөліне бастайды, ал әрбір босаған шынжырға, бос нуклеотидтерге жаға шынжыр синтезделеді. Жаға шынжырдың жинақталуы комплементар принципімен жүреді А-Т, Г-Ц. Соңында ДНК-ның I молекуласынан, сол нуклеотид құрамын толықтырады. 2 ДНК молекуласы пайда болады. Бұл процесті - репликация /коперование/, редупликация /екі еселену/, репродукция /жанару/ деп атайды.

ДНК-ның синтезі ферменттативті процесс. Бұл процесс ДНК-полимераза ферментінің арқасында жүреді. ДНК тек нуклеотидтердің орналасу тәртібін, ферментке жұмыс программасын көрсетеді, ал репупликация процессін белок - фермент жүргізеді.

РНК - құрылымында қос спираль болмайды. РНК - ДНК-ның бір шынжыры сияқты құрылымнан тұрады. РНК, ДНК сияқты полимер. Оның мономерлері нуклеотидтер. РНК нуклеотидтері өте жақын, бірақ ДНК нуклеотидтерінен бөлек. Оларда 4, құрамы азот негізінен, пентозадан және фосфор қышқылынан тұрады. А,Г және Ц-азот негіздері ДНК-кі секілді.      А. Тим /ДНК/, РНК-да Урация Т және У айырмашылығы Т-ге метил тобы. ДҺК мен РНК-ғы айырмашылық көміртек /углевод/ сипатында ДНК нуклеотидында көміртек - дезоксирибоза

Осы айырмашылыққа байланысты ДНК және РНК деп аталады.

Нуклеотидтердін арасында байланыс ДНК-нын бір шынжырындағыдай көміртек және фосфор қышқылы арқылы жүреді.

РНК-ның клеткадағы саны айнымалы. Ол негізінен синтез белогы жүретін клеткаларда көп.

РНК-ның бірнеше түрі бар. I - тасымалдаушы РНК /тРНК/. Мол-ы ең қысқа; олар 80-100 нуклеотидтен тұрады. Молекулалар салмағы 25-30000 тРНК-тек цит-а кездеседі. Олардың функциясы аминқышқылдарын рибосомаға тасымалдау, Клеткадағы РНК-ның жалпы санынын 10% тРНК алады.

 

 

 

 

 

БИОЛОГИЯ САБАҚТАРЫНДА ЦИТОЛОГИЯЛЫҚ БІЛІМДЕРДІ ҚОЛДАНУ ӘДІСТЕМЕСІ

 

ІІІ.І. Өсімдіктану пәні бойынша «клетка» тақырыбына

сабақ өту методикасы.

Клетка деген тақырыпты өтуге кіріскенде оқытушы, ботаника курсының Ү кластағы өтілетін программасы бойынша, мына нәрселерді қамтиды мақсат етіп қоюы керек:

І-ші ден, оқушыларды өсімдік денесін құрайтын қарапайым бірлік - клеткамен таныстырып, оның қабықшасы, қозғалу қабілеті бар цитоплазмасы, ядросы, клетка шырыны, пластидтерді болатынымен таныстыру;

2-ші ден, өсімдіктің тірі клеткасына қоректік заттар келіп тұратынын, клетканың өсетінін және бөлінетінін, клетканың бөлінуін ядроның бөлінуінен басталатыны, ал ядро бөлінгенде микроскоппен оның хромосомасында күрделі өзгерістер болып жатқанын көретінімізді, ал оның өзі екі жаңа клетканың ядроларын, түзуге әкелеітінін түсіндіру;

3-ші ден пияз өзінің мысалынан оқушыларға тканьдер жайында түсінік беру керек, бұл одан әрі қарай тамырдың, сабақтың, жапырақтардың клеткалы құрылысын оқығанда тереңірек өтілетінін түсіндіру.

Тақырыпты оқу оқушыларды үлкейтіп көрсететін приборлардың /қол лупалы» штатавті мура, микроскоп/ құрылысымен және оларды пайдалану техникасымен таныстырудан басталады. Келесі сабақтарда оқушылар пияз өңінен препарат даядлаумен, өсімдік клеткасының құрылысымен, клеткаға заттардың енуі және цитоплазманың қозғалуымен /клетканың бөлінуі және өсуімен танысады. Жоғарғы кластарда бұл мәселені тереңірек өтуге байланысты, өсімдіктердің клеткалы құрылысы жайындағы түсініктің оқушыларда дұрыс қалыптасуы – ботаника курсының негізгі мақсаттарының бірі.

I. Өсімдік клеткасының құрылысымен толық танысу үшін қабығы аршылған пияздың етті қабығының дөңес жағынан немесе пышақтың, ұстараның жүзімен жұқа мөлдір қабықшасын сылып алады, препарат жасап, микроскпоппен қарағанда, бір – біріне өте тығыз орналасқан клеткалар көрінеді. Клеткалар бір – бірімен клеткааралық заттар арқылы байланысады.