СОВРЕМЕННАЯ БОТАНИКА - П. РЕЙВН - 1990

РАЗДЕЛ I. РАСТИТЕЛЬНАЯ КЛЕТКА

ГЛАВА 3. МОЛЕКУЛЯРНЫЙ СОСТАВ КЛЕТОК

Заключение

Живая материя построена лишь из небольшого числа элементов, встречающихся в природе. Ее основную массу составляет вода, остальное приходится главным образом на органические соединения — углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты.

Углеводы служат первичным источником энергии для живых систем и являются важнейшими структурными элементами клеток. Самые простые углеводы — моносахариды, такие, как глюкоза и фруктоза. Моносахариды могут соединяться, образуя дисахариды, например, сахарозу, и полисахариды (представляющие собой цепи из многих моносахаридных единиц) — крахмал и целлюлозу. Дисахариды и полисахариды можно расщепить на исходные мономеры с помощью гидролиза.

Липиды также являются источником энергии и структурным материалом клеток. Соединения этой группы — жиры, кутин, суберин, воска и фосфолипиды, — как правило, не растворяются в воде.

Белки — очень крупные молекулы, построенные из длинных цепей аминокислот, называемых полипептидами. В состав белков входит всего 20 аминокислот, которых тем не менее достаточно для образования огромного числа белковых молекул. Основные уровни организации белка: (1) первичная структура, или линейная последовательность аминокислот; (2) вторичная структура, или способ свертывания полипептидной цепи; (3) третичная структура, или способ укладки свернутой цепи в глобулярную структуру; (4) четвертичная структура, или форма объединения в пространстве двух или большего числа полипептидных цепей.

Ферменты — это глобулярные белки, работающие как катализаторы химических реакций. С помощью ферментов клетки способны увеличивать скорость химических реакций при относительно низких температурах.

Нуклеиновые кислоты построены из нуклеотидов, соединенных в длинные цепи. Каждый нуклеотид состоит из трех субъединиц: азотистого основания, пятиуглеродного сахара и фосфатной группы. Нуклеотиды, в состав которых входит сахар дезоксирибоза, образуют ДНК, нуклеотиды, содержащие сахар рибозу, — РНК.

Два производных нуклеотидов — АТР и ADP — обычно участвуют в процессах переноса энергии.

Приложение радиоуглеродный анализ

Все органические вещества содержат углерод, который ранее существовал в форме двуокиси углерода и попал в живые организмы в результате фотосинтеза. Большинство атомов углерода (в том числе и в СО₂) имеют атомную массу 12(¹²С), но определенная часть атомов представляет собой радиоактивный изотоп углерода ¹⁴С, который образуется в космическом пространстве и существует в малых количествах в виде тяжелой двуокиси углерода. Растительные клетки используют двуокись углерода для синтеза глюкозы и других органических молекул, поглощая ¹⁴СО₂ почти так же легко, как ¹²СО₂. Все животные прямо или косвенно зависят в своем питании от растений, поэтому определенная часть атомов углерода в тканях всех живых существ представлена радиоактивным углеродом ¹⁴С. С гибелью живого существа поступление углерода естественно прекращается и соотношение между радиоактивным и нерадиоактивным углеродом изменяется: ¹⁴С медленно распадается, а ¹²С остается. Период полураспада составляет 5730 лет, и поэтому ископаемое такого возраста должно содержать ровно половину ¹⁴С, содержавшегося в живом организме. Ископаемые остатки или предметы, изготовленные человеком из древесины или какого-либо другого материала органического происхождения, могут быть датированы совершенно точно измерением отношения ¹⁴С/¹²С. Радиоуглеродный анализ особенно успешно применяется при исследовании археологических находок. Метод основывается на предположении, что соотношение ¹⁴С и ¹²С в атмосфере Земли оставалось постоянным на протяжении исследуемого периода. Атмосферные ядерные испытания сделали невозможным для будущих археологов радиоуглеродное датирование.