Тіршіліктану пәні бойынша клетканың химиялық құрылысына методикалық өңдеу

Оқушы білімін күнделікті тексеріп-бағалауға, әрине оның өз ой-пікірін білдіріп, талдап дәлелдеуіне мүмкіндік беретін еркін жауаптарын, тәжірибе қою, нәтижесін баяндау, бақылау қорытындысынан есеп беру т.б. пайдаланылады.

Мектептегі биологиялық білімнің мазмұнын, құрылымын, құрамын оқыту әдістерін мүндай бағыттарда жаңарту, оның құралдарын қайта қарап, жетілдіруді талап етеді. Ең алдымен оқу әдістемелік құралдар қажет. Біздің ойымызша негізгі сатыдағы биологияның оқу-әдістемелік құралдарына шамамен мыналар кіруі тиіс:

1. Биологиядан мектепте білім берудің тұжырымдамасы жаңа мазмұнның, оны оқыту әдістемесінің дидактикалық әдістемелік негіздерін, бүкіл идеологиясын түсініп, оқулық жасауда мұғалімге сабақты дұрыс бағытта жоспарлай тиімді өткізуге көмектеседі.

2. Оқу бағдарламасы /6-9 сыныптар/

3. Оқулық /6-9 сыныптар/

4. Қосымша оқу құралдары /хрестоматиялық, анықтамалық т.б./

5. Таратылып берілетін дидактикалық материалдар /оқу тапсырмалары, суреттер т.б./

6. Көрсетілімдік дидактикалық көрнекі құралдар /кестелер, суреттер т.б,/

7. Альбомдар /өсімдік, жануар, адам, әр түрлі экожүйелер/

8. Фонокүйтабақтар, магниттаспалар /жануарлар әлеміндегі дыбыстар/

9. Видеофильмдер.

10.Әдістемелік нұсқаулар.

11.Мұғалімдерге арналған хреетоматиялық материалдар

12.Биологияның әр бөлім, ірі тақырыптары бойынша фабрикада дайындалған табиғи обьектілер /тұлыптар, кеппешөптер/ жинақтамалар, қанқалар т.б./ нақнұсқалар т.б.

Болашақ курсының осы уаңытқа дейін оқытылып жүрген пәннен елеулі ерекшеліктері бар. Қазір Ы.Алтынсарин атындары Қазақтың Білім проблемалары институтының химия, биология, географияны оқыту зертханасында биологиянын жаға оқу бағдарламасын жасау қолға алынып отыр.

 

II - Т А Р А У

Ж A C У Ш A

II.I. ЖАСУШАНЫҢ ҚҰРЫЛЫСЫНА ЖАЛПЫ ТҮСІНІК

ЖАСУШA - дегеніміз төрт тірі обьектінің бас элементарлық бірлігі. Тірі организмдердің құрамына кіретін клеткаларды екі топқа бөлуге болады. Ядро қабаты болмайтын прокариоттар, ядро қабаты болатын эукариоттар, бұған жануармен өсімдік клеткалары жатады. /1 сур/, /2 сур/.

Тірі организмдердің өмір cүруіне мынадай жасушалық органеллалар керек. Ядро, митохондрия, лезосомалар, гикроденелер, эндоплазмалық тор. Жасушалық мембраналар клетканы қоршаған ортадан бөледі және клетканың ішінде әр түрлі клеткалық бөлінділерді түзеді. Мембраналардың массалары клетканың массасының 80% алады. Мембраналар липидтер жене белоктық қабаттан тұрады. Белояты компоненттер белок молекуласынан тұрады. Олардың молекуласының массасы 5000 - 250000-ға дейін. Липидті бөлігі фосфолипидті гликолипидтерден, стероидтардан тұрады. Қазірге дейін цитоплазмалық мембрананың структурасы соңына дейін дәлелденбеген.

Қазіргі кезде клеткалық мембрананың 3 моделі жүргізіліп жатыр:

1. Элемэлентарлық мембрананың моделі. Гипотиза бойынша мембраналар 2 белоктық қабаттан тұрады. Олардың ортасында жұқа липидтік қабат, сыртқы қабат мукопротенд. Ішкі қабат глобулярлық белоктардан тұрады.

2. Глобулярлы бірлестіктің моделі. Мембрана глобулярдан тұрады. Әр глобула сыртқы жағынан белоктармен қапталған.

Глобулалардың арасында саңылаулар орналасады. Саңылаулар арққылы майда заттар және қоректік заттар өтеді.

3. Ерітінді мазайкалық модель. Мембранаяар 2 қабатты липидтерден тұрады. Ол 2 қабат белоктармен қапталған. Бірақ бұл модель бойынша белоктар липидтерден жеңіл бөлінеді. Липидтердің ішінде белоктардың молекулалары кездеседі. Ондай белоктарды интегралды белоктар деп атайды.

ЦИТОПЛАЗМА. Цитоплазма - плазмалық мембрана арқылы бөлінген клетканың қоймалжың ішкі ортасы табылады. Ол организм тіршілігіне қажетті органоидтар гиалоплазма және матрица деп аталатын массадан тұрады.

Гиалоплазма /грекше hyagos - әйнек немесе плазма/ цитоплазманың негізгі түссіз күрделі қоймалжың жүйесі, цитоплазманың түп негізі. Гиалоплазманың құрамына еріген ақуыз, еріген РНҚ, полисахаридтер, липидтер болады.  гиалопдазма арқылы аминқышқылдары, май қышқылдары, АТФ-ты тасымалдаушылар, нуклеоидтер, қанттар және бейорганикалық иондар тасымалданады. Цитоплазманың қызметі: 1 цитоплазма эндоплазмалық тор, рибосомалар, митохондриялар, пластиндер, гольджи аппараты, лизосомалар, жасуша орталығы, вакоульдер және қосындылардың жұмысын реттепе отырады. 2. Цитоплазма жасушаның жұмысын реттеп тұратын ферменттерге, ферменттер жүйесіне бай, олар зат алмасуды тездетеді.

Митохондрия – пішіні таяқша немесе түйіршік тәрізді ұзындығы 5-7 мкм, ені 0,5 – 1 мкм. Митохондрия клеткадан ішіндегі цитоплазмадан 2 мембранадан бөлінген сыртқы мембраналары тегіс, мембранада кристалдар деп аталатын қатпарлар болады. Митохондрияның ішкі ортасы матрикс деп аталады. Митохондрияның әр бөлігінде арнайы ферменттер болады. Сыртқы мембрамада майлы қышқылда ыдырататын ферменттер мен мыс; аминооксидоза ацимо-синтаза болады. Митохондрияның бас қасиеті АТФ синтезі. Ішкі мембрананың белоктың 20-25% - ін тыныс алатын ферменттерге келеді. Матрикс тәрізді структура. Олардың құрамына 50% белок кіреді.

РИБОСОМАЛАР - негізінен эндоплазмалық тop және ядро қабықшасының сыртқы қабатында орналасқан шағын денелер. Химиялық құрамы белоктан және РНК – ның қатысуында белок синтезі жүреді. Әр рибосома екі субьединицадан құралған. Біреуінің мөлшері 12х15 нм, екіншісінікі 8х15 нм. Белоктың синтезі жүрген кезеңде екі субьединицадан матрикалық РНК мен байланысады /т РНК/. Әдетте ол ортада магнийдің иондары болған кезде жүретін РНК – ның үстінде бірнеше рибосомалар орналасса, оларды полирибосима немесе полисома деп аталады.

ЯДРО - негізінен тұқым қуалаушылыққа жауап беретін генетикалық материал жинақталады және ол клеткадағы тіршілік процестерін реттеуге қатысады. Пішіні жағынан әртүрлі болажы. Көбінесе дөңгелек немесе сопақша диаметрі 10-30 мкм – ден аспайды. Сыртқы жағынан ядро 2 мембранадан қапталған, әр мембранада өте ұқсас саңылаулар болажы. Солар арқылы ядроның ішіне макромолекулалар өте алады. электрондық микроскоппен саңылауларға қарағанда пораның 2 жағында екі – екіден глобула орналасады.

ЭНДОПЛАЗМАЛЫҚ ТОР. Цитоплазманың ішінде бір – бірімен тығыз байланысқан түтікшелердің, Вакольудердің, цистерналардың жиынтығынан тұратын күрделі  жарғақшалар жүйесі. Эндозплазмалық тордың: 1. түйіршікті, 2. тегіс бетті – екі түрі болады.

I. Түйіршікті эндоплазмалық тордың мембранасына рибосомалар орналасады. Мембраналар протеолиттік ферменттер мен ақуыздың синтезделу әрекетіне қатысады. Рибосомада синтезделген белок молекулалары эндоплазмалық тордың қуысына түсіп, ол арқылы белок молекуласын клетканың қажетті жеріне тасиды.

2. Тегіс эндопзамлалық тор липидтердің гликогеннің т.б. заттардың синтезделу әрекетіне қатысады және олардың тасымалдануын жүзеге асырады. Эндоплазмалық тор өзекшелерінің ішінде май тамшылары, түйіршіктер және ақуыз молекулалары болады. Бұл тордың өзекшелері әр түрлі молекулаларды ядродан цитоплазманың шеткі аймақтарына немесе керісінше, цитоплазмадан ядроға тасымалдау қызметін атқарады.

ГОЛЬДЖИ АППАРАТЫ. Бұл аппарты 1898 жылы итальян ғалымы Гольджи жануар клеткасынан тапқан. Гольджи аппараты – жануарлар, өсімдіктердің жасушаларында кездеседі. Пішіні орақ, таяқша жеке денешіктер түрі де болады. құрылысы 3 бөліктер тұрады: 1 мембранадан шектесіп, топтаса орналасқан қуыстар; 2 қуыстар мен байланыса орналасқан ірі түтікшелер; 3 майда көпіршіктер. Гольджи аппраты полисахаридтер мен лимидтердің синтезіне қатысатын ферменттер болады. олар биосинтез реакцияларының жүрісін жеңілдетеді. Гольджи аппаратының әсерінен плазмалық мембрана жаңарып отырады. Клетканың тіршілігіне зиянды улы заттарда сыртқы ортаға бөліп шығарады.

ЛИЗОСОМАЛАР – негізінен, зукариотты клеткаларда, фагоцитозға қабілетті жануар клеткаларында көп кездеседі. Жануарлар клеткаларындағы лизосомаларда гидролиздеуші ферменттердің жиынтығы болады. ферменттерді, нуклеин қышқылдарын, белоктарды, полисахаридтерді ыдыратады.

ВАКОУЛЬДЕР - Өсімдіктер мен жануарлар клеткаларында болажы. Ваноуль – клеткалардың дамуы және ескіруі барысында цитоплазмада анық көріне бастайтын сұйықтық. Вакоульдерде ерітінді күйінде минералды тұздар, қант заттары, әр түрлі органикалық қышқылдар, пигменттер басқа да заттар шоғырланады. Вакоульдер жас клеткаларда өте ұсақ болады, ар қартайған сайын вакоульдер бір – бірімен қосылып, ірі вакоульдерге айналады.

 

ІІ.2. Клетканың химиялық құрамы

I. Клетканың құрамында, Менделеев системасының 104 элементінің ішінде 60 түрі кездеседі. Клетканың құрамындағы элементтерді саны жағынан үш топқа бөледі:

1 -тіопқа - 4 элемент - оттегі, көміртегі, азот және сутегі кіреді. Клеткада бұл әлементтер кеңінен тараған және клеткада құрамының 98% алады.

ІІ - топқа клетка құрамына 0,10, 0,01% болатын элементтер кіреді. Бұл 8 элемент: калий, магний, натрий, кальций Fе , Р және СІ және олар клетка құрамыньш 1.90% алады.

ІІІ - топқа қалған элементтер кіреді. Олар клеткада өте аз мөлшерде /0,01% аз/.

Клеканың құрамындағы химиялық қосылыстар.

Неорганикалық заттарға: су және тұздар. Органикалық заттарға: белок, майлар, углеводтар, нуклеин қықылдары.

Клетканың химиялық құрамы

Су    75-85

Белок    10-20

Майлар   1-5

Нуклеин қышқылдары 1-2

Углеводтар   0,2-2,0

АТФ және төмен молекул. органикалық заттар 0,1-0,5

Неорганикалық заттар   1,0-1,5

 

БЕЛОКТАР

Клеткадан суды сорып алса, саны жәие маңызы жағынан белоктар бірінші орында, клеткада белок 10-20% /сырои/ және кепкен түрінде 50-80 алады.

Белоктарды басқаша протеиндер /грек.psotos - алғашқы, негізгі/ деп атайды.

Басқа органикалық заттармен салыстырғанда белоктардың ерекшеліктері бар. Ең бірінші, олардың молекулярлық салмағы өте үлкен. Мысалы, I жұмыртқаның белогы /жұмыртқа альбумино / 36000 тең, ал актиомизмн да /бұлшық еттң қысқартатын белок/ 150000 жетеді. Белок молекуласы басқа молекулаға қарағанда /спирт, уксус қышқылы т.б./ алып болып саналады және оны құруда мыңдаған атомдар қатысады. Бұл молекуланың алыптығын көрсету үшін, оны макромолекула /гр. makros- алып/ атайды.

Белоктар полимер деп аталатын қосылыстарға жатады. Қандайда болмасын полимер молекуласы ұзын шынжырдан /цепь/ тұрады және онда бір қарапайым құрылым қайталанып отырады. Оны мономер деп атайды. Табиғаттағы және қолдан жасалған полимерлер бірдей мономерлерден құрылған. Бірақ, басқа полимерлермен салыстырғанда белок, құрылысы ұқсас мономерлер болғанымен, бірақ бірдей емес мономерлерден тұрады.

Белок полимерлерінің мономерлеріне 20 амин қышқылы кіреді. Мыс:

Бұл екі топтың болуы амин қышқылдарының көптеген қасиеттерін анықтауға болады. Мысалы, амфотерлі қасиеті /хар-р/ өйткені амин тобына негіздер /сілтілер/ қасиеті, ал карбоксил тобына - қышқылдық қасиет тән. Осы екі топтың болуына байланысты "амин" және «қышқыл» ерекше бір класс амин қышқылдары деп аталады. Амин қышқылдарының арасындағы ұқсастық тек амин және карбоксилдың болуында ғана. Молекуланың басқа бөлігін /амин тобы мен карбоксилдан басқа/ бүйір топ немесе бүйір радикал деп атайды. Бүйір радикалдары құрылымы жағынан әралауан: ашық көмірсутек шынжыры /лейцин, валин, алалин/

және бензол сақиналары /фенилалалин/

және летероциклдер:

және күкірт шынжырлары:

Амии қышқылдарының арасындағы белок полим. Құруда тіркесу барлығына ортақ топ арқылы жүреді:

Қосылған аминқышқылдарының арасында - Н - CO - байланыеы пайда болады және оны пептидті, ал шыққан қосынды пептид деп аталады. Осылайша 3, 4 және көп аминқышқылдары қосылады. Әрбір табиғи белок полипептид б.айт., ондаған - полимер аминқышқылдары тұрады.

Белок молекуласының әртүрлі деңгейлері.

Белоктық макромолекуласының формасы шарик /глобула./ Табиғи белоктың полипептидті жібі ширақталған /закруг./ зерттеулердің көрсетулері бойынша полипептидті жіпте ешнәрсе ХААС түрінде орналаспай, барлығы рет-ретімен, әрбір белокқа анық және тұрғылықты және пайда болатын құрылым полипептидті шындың сипатына /хар-р/ байланысты, басқаша айтқанда амин қышқылының орналасу тәртібі мен наборунан.

Белок молекуласының құрылысы толық түсіну үшін дат ғалымы биохимик Линденштрем - Ланга белоктың бірнеше деңгейге бөлуді ұсынды.

Бірінші, ең қарапайым, полипептидті шынжыр, б.а. арасында полипептид шынжырымен байланысқан амин қышқылдары және оны бірінші деңгейлі деп атайды. Бірінші құрылымда байланыстары ковалентті /ең берік байланыс/. Бір бөлігі пептидті /CO-NH2- байл./, екінші бөлігі - С - С - байл.

Келесі, ектнші деңгейдегі құрлым:

белок жіпшесі спираль тәрізді ширақталады. Спмральдың ұштары бір-біріне өте жақын арақашықтықта орналасады да, ауылдас атомдармен, атомдар тобында бір – біріне тарту /притяжение/ басталады. Бір спиральда орналасқан CO тобы мен, екінші спиральда орналасқан NH топтарының арасында сутегі байланысы пайда боладн. Сутегі байланысы, коваленттіге қарағанда бостау, бірақ көп қайталанғанда берік болады.

Екінші деңгейлі белок әрі қарай жинақталады. Оның формасы екінші деңгейдегіге қарағанда күрделірек, бірақ әрқайсысының орны рет-ретімен орналасқан. Екінші деңгейдегі белоктың күрделенуінің салдарынан үшінші деңгейдегі белок құрлымы шығады. Рентген структуралық анализге сүйене оотырып, белок үшінші дәрежелі белок құрлымы, көп рет бұралған полипептид спиралінен тұратыны көрсетілді. Фигураның ішіндегі дөңгелек - темір атомының орны. Үшінші деңгейлі белок құрылымын байланыстырған байланыстар, сутегі байланысынан да нашар. Олар гидрофобты байланыстарға жатады. Бұл терминмен, неполярлы молекулалар арасында немесе неполярлы радикалдардың арасында болатын тартылыс күшін атайды. /Суды еске алып, су ортасында поляр емес молекулалар арасында гидрофобты тартылыс күші бар/. Ал белоктың бүйір топтарында таза гидрофобта радикалдар көп/м; лейцин қалдықтары, валин, фенилаланин т.б., және олар су ерітіндісінде бір-біріне тартылып, қосылады да белок құрылымын бірқалыпты етеді.