Живите организми съдържат голям бройхимически елементи. Те образуват два класа съединения - органичниИ неорганичен.

Неорганични вещества, които изграждат клетката.

В клетките на различни организми около 70 елемента от Периодичната таблица на химичните елементи са открити от D.I. Менделеев, но само 24 от тях имат установена стойност и се намират постоянно във всички видове клетки.

Най-голям дял в елементен съставклетките отчитат кислород, въглерод, водород и азот. Това са така наречените основни или биогенни елементи. Тези елементи съставляват повече от 95% от масата на клетките, а относителното им съдържание в живата материя е много по-високо, отколкото в земната кора.

Жизненоважни са калций, фосфор, сяра, калий, хлор, натрий, магнезий и желязо. Съдържанието им в клетката се изчислява в десети и стотни от процента. Изброените елементи съставляват група от макронутриенти.

Други химични елементи: мед, кобалт, манган, молибден, цинк, бор, флуор, хром, селен, алуминий, йод, силиций - се намират само в малки количества (по-малко от 0,01% от масата на клетките). Принадлежат към групата на микроелементите.

Процентът на един или друг елемент в тялото по никакъв начин не характеризира степента на важност и необходимост в тялото. Така например много микроелементи са част от различни биологично активни вещества - ензими, витамини, хормони, влияят върху растежа и развитието, хемопоезата, процесите клетъчно дишанеи т.н.

вода.Той играе важна роля в живота на клетките и живите организми като цяло. Освен че е част от техния състав, за много организми тя е и местообитание. Ролята на водата в клетката се определя от нейните свойства. Тези свойства са доста уникални и се свързват главно с малкия размер на водните молекули, с полярността на нейните молекули и със способността им да се комбинират една с друга чрез водородни връзки.

Молекулите на водата имат нелинейна пространствена структура. Атомите във водната молекула се държат заедно чрез полярни ковалентни връзки, които свързват един кислороден атом с два водородни атома. Полярността на ковалентните връзки се обяснява в този случай със силната електроотрицателност на кислородните атоми по отношение на водородния атом; кислородният атом дърпа върху себе си електроните на техните общи електронни двойки.

В резултат на това възниква частично отрицателен заряд на кислородния атом и частично положителен заряд на водородните атоми. Водородните връзки се образуват между кислородните и водородните атоми на съседните водни молекули.

Водата е отличен разтворител за полярни вещества като соли, захари, алкохоли, киселини. Веществата, които са разтворими във вода, се наричат хидрофилен.

Веществата, които са неразтворими във вода, се наричат хидрофобен.

Водата има висок топлинен капацитет. Необходима е много енергия, за да се разрушат водородните връзки, които държат заедно водните молекули. Това свойство осигурява поддържането на топлинния баланс на тялото при значителни температурни колебания в околната среда. Освен това водата има висока топлопроводимост, което позволява на тялото да поддържа еднаква температура в целия си обем. Водата също има високо топлина на изпарение, т.е. способността на молекулите да отвеждат значително количество топлина, охлаждайки тялото. Това свойство на водата се използва при изпотяване при бозайници, затопляне при крокодили и транспирация (изпарение) при растенията, като ги предпазва от прегряване.

вода. От неорганичните вещества, изграждащи клетката, водата е най-важна. Количеството му е от 60 до 95% от общата клетъчна маса. Водата играе съществена роля в живота на клетките и живите организми като цяло. Освен че е част от техния състав, за много организми тя е и местообитание.

Ролята на водата в клетката се определя от нейните уникални химични и физични свойства, свързани главно с малкия размер на молекулите, полярността на нейните молекули и способността им да образуват водородни връзки помежду си.

Водата като компонент биологични системиизвършва следното основни функции:

Водата е универсален разтворител за полярни вещества, като соли, захари, алкохоли, киселини и др. Веществата, които са лесно разтворими във вода, се наричат ​​хидрофилни. Когато дадено вещество премине в разтвор, неговите молекули или йони могат да се движат по-свободно; реактивността на веществото се увеличава съответно. Поради тази причина протичат повечето химични реакции в клетката водни разтвори. Неговите молекули участват в много химична реакция, например, по време на образуването или хидролизата на полимери. В процеса на фотосинтеза водата е донор на електрони, източник на водородни йони и свободен кислород.

Водата не се разтваря или смесва с неполярни вещества, тъй като не може да образува водородни връзки с тях. Веществата, които са неразтворими във вода, се наричат ​​хидрофобни. Хидрофобните молекули или техните части се отблъскват от водата, а в нейно присъствие се привличат една към друга. Такива взаимодействия играят важна роля за осигуряване на стабилността на мембраните, както и на много протеинови молекули, нуклеинови киселини и редица субклетъчни структури.

Водата има висока специфична топлина. Необходима е много енергия, за да се разрушат водородните връзки, които държат заедно водните молекули. Това свойство осигурява поддържането на топлинния баланс на тялото при значителни температурни колебания заобикаляща среда. Освен това водата има висока топлопроводимост, което позволява на тялото да поддържа еднаква температура в целия си обем.

Водата се характеризира с висока топлина на изпарение, т.е. способността на молекулите да пренасят със себе си значително количество топлина, докато охлаждат тялото. Благодарение на това свойство на водата, което се проявява при изпотяване при бозайници, термичен задух при крокодили и други животни, транспирация при растенията, се предотвратява тяхното прегряване.

Водата има изключително високо повърхностно напрежение. Този имот е много важностза адсорбционни процеси, за движение на разтвори през тъканите (кръвообращение, възходящи и низходящи течения в растенията). За много малки организми повърхностното напрежение им позволява да плават или да се плъзгат по повърхността на водата.

Водата осигурява движението на веществата в клетката и тялото, усвояването на веществата и отделянето на метаболитни продукти.

При растенията водата определя тургора на клетките, а при някои животни изпълнява поддържащи функции, като хидростатичен скелет (кръгъл и анелиди, бодлокожи).

вода - компонентсмазочни течности (синовиални - в ставите на гръбначните животни, плеврални - в плеврална кухина, перикарден - в перикардната торбичка) и слуз (улесняват движението на веществата през червата, създават влажна среда върху лигавиците респираторен тракт). Влиза в състава на слюнката, жлъчката, сълзите, спермата и др.

минерални соли. неорганични веществав клетката освен вода съдържат минерални соли. Молекулите на солите във воден разтвор се разлагат на катиони и аниони. Най-висока стойностимат катиони (K+, Na+, Ca2+, Mg:+, NH4+) и аниони (C1, H2P04 -, HP042-, HC03 -, NO32--, SO4 2-) Не само съдържанието, но и съотношението на йони в клетката е от съществено значение.

Разликата между броя на катиони и аниони на повърхността и вътре в клетката осигурява появата на потенциал за действие, който е в основата на възникването на нервно и мускулно възбуждане. Разликата в концентрацията на йони от различните страни на мембраната се дължи на активния пренос на вещества през мембраната, както и на преобразуването на енергия.

Анионите на фосфорната киселина създават фосфатна буферна система, която поддържа pH на вътреклетъчната среда на тялото на ниво от 6,9.

Въглеродната киселина и нейните аниони образуват бикарбонатна буферна система, която поддържа pH на извънклетъчната среда (кръвна плазма) при 7,4.

Някои йони участват в активирането на ензимите, създаването осмотичното наляганев клетката, в процесите на мускулна контракция, коагулация на кръвта и др.

Редица катиони и аниони са необходими за синтеза на важни органични вещества (например фосфолипиди, АТФ, нуклеотиди, хемоглобин, хемоцианин, хлорофил и др.), Както и аминокиселини, които са източници на азотни и серни атоми.

Източник: Н.А. Лемеза Л.В. Камлюк Н.Д. Лисов „Наръчник по биология за кандидати

Веществата се натрупват в клетките на ембриона и по-често в неговите котиледони, първите зародишни листа. Зародишът е миниатюрно растение с вегетативни органи: зародишен издънка (ембрионално стъбло, котиледони, зародишна пъпка) и зародишен корен. Резервните вещества в клетките на ендосперма (тъкан за съхранение) или в клетките на котиледона са представени от мазнини, протеини, въглехидрати, органични киселини, ...

Изразходва се най-малко 40 kJ / mol енергия, която се натрупва в макроергичните връзки: Следователно основното значение на процесите на дишане и фотосинтеза се определя от факта, че те доставят енергия за синтеза на АТФ, с участието на който по-голямата част от работата се извършва в клетката. По този начин АТФ е основният универсален доставчик на енергия в клетките на всички живи организми. ATP е изключително...

При кислорода редукцията е отстраняването на кислорода. С въвеждането на електронните представяния в химията, концепцията за редокс реакции беше разширена до реакции, в които не участва кислород. В неорганичната химия окислително-редукционните реакции (ORR) могат формално да се разглеждат като движение на електрони от атом на един реагент (редуктор) към атом на друг (...

Биология [ Пълна справказа подготовка за изпита] Лернер Георгий Исаакович

2.3.1. Неорганични вещества на клетката

Клетката съдържа около 70 елемента от периодичната система от елементи на Менделеев, като 24 от тях присъстват във всички видове клетки. Всички елементи, присъстващи в клетката, са разделени в зависимост от съдържанието им в клетката на групи:

макроелементи– H, O, N, C,. Mg, Na, Ca, Fe, K, P, Cl, S;

микроелементи– B, Ni, Cu, Co, Zn, Mb и др.;

ултрамикроелементи– U, Ra, Au, Pb, Hg, Se и др.

Клетката съдържа молекули неорганичен И органични връзки.

Неорганични съединения на клетката - водаИ неорганиченйони.

Водата е най-важното неорганично вещество на клетката. всичко биохимични реакциисрещат се във водни разтвори. Молекулата на водата има нелинейна пространствена структура и има полярност. Между отделните водни молекули се образуват водородни връзки, които определят физическите и Химични свойствавода.

Физични свойства на водата: Тъй като водните молекули са полярни, водата има свойството да разтваря полярните молекули на други вещества. Веществата, които са разтворими във вода, се наричат хидрофилен. Веществата, които са неразтворими във вода, се наричат хидрофобен.

Водата има висок специфичен топлинен капацитет. За да се прекъснат многобройните водородни връзки, които съществуват между водните молекули, е необходимо да се абсорбира голямо количество енергия. Спомнете си колко време е необходимо на един чайник да заври. Това свойство на водата осигурява поддържането на топлинния баланс в тялото.

Необходима е много енергия, за да се изпари водата. Точката на кипене на водата е по-висока от тази на много други вещества. Това свойство на водата предпазва тялото от прегряване.

Водата може да бъде в три агрегатни състояния – течно, твърдо и газообразно.

Водородните връзки определят вискозитета на водата и адхезията на нейните молекули към молекулите на други вещества. Благодарение на силите на адхезия на молекулите, върху повърхността на водата се създава филм, който има такава характеристика като повърхностно напрежение.

При охлаждане движението на водните молекули се забавя. Броят на водородните връзки между молекулите става максимален. Водата достига най-високата си плътност при 4 C?. Когато водата замръзне, тя се разширява (изисква място за образуване на водородни връзки) и нейната плътност намалява. Ето защо ледът плува.

биологични функциивода. Водата осигурява движението на веществата в клетката и тялото, усвояването на веществата и отделянето на метаболитни продукти. В природата водата пренася отпадъчни продукти в почвите и водните тела.

Водата е активен участник в метаболитните реакции.

Водата участва в образуването на смазочни течности и слуз, секрети и сокове в тялото. Тези течности се намират в ставите на гръбначните животни, в плевралната кухина, в перикардната торбичка.

Водата е част от слузта, която улеснява движението на веществата през червата, създава влажна среда върху лигавиците на дихателните пътища. Секретите, отделяни от някои жлези и органи, също имат водна основа: слюнка, сълзи, жлъчка, сперма и др.

неорганични йони. Неорганичните йони на клетката включват: катиони K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+, NH 3 + и аниони Cl -, NO 3 -, H 2 PO 4 -, NCO 3 -, HPO 4 2-.

Разликата между броя на катионите и анионите (Na + , Ка + , Cl -) на повърхността и вътре в клетката осигурява появата на потенциал за действие, който е в основата на нервното и мускулното възбуждане.

аниони фосфоренсъздават киселини фосфатна буферна система, поддържайки pH на вътреклетъчната среда на тялото на ниво 6-9.

Въглеродната киселина и нейните аниони създават бикарбонатна буферна система и поддържат pH на извънклетъчната среда (кръвна плазма) на ниво 7-4.

Азотните съединения служат като източник на минерално хранене, синтез на протеини, нуклеинова киселина. Фосфорните атоми са част от нуклеиновите киселини, фосфолипидите, както и костите на гръбначните животни, хитиновото покритие на членестоногите. Калциевите йони са част от костното вещество; те също са необходими за осъществяване на мускулна контракция, съсирване на кръвта.

ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ

A1. Полярността на водата определя нейната способност

1) провежда топлина 3) разтваря натриев хлорид

2) абсорбира топлина 4) разтваря глицерин

A2. На децата с рахит трябва да се дават лекарства, съдържащи

1) желязо 2) калий 3) калций 4) цинк

A3. Задържане нервен импулсосигурени от йони:

1) калий и натрий 3) желязо и мед

2) фосфор и азот 4) кислород и хлор

A4. Слабите връзки между водните молекули в течната й фаза се наричат:

1) ковалентен 3) водород

2) хидрофобен 4) хидрофилен

A5. Хемоглобинът съдържа

1) фосфор 2) желязо 3) сяра 4) магнезий

A6. Изберете група химически елементи, които трябва да присъстват в протеините

A7. Пациенти с хипофункция щитовидната жлезадавайте лекарства, съдържащи

Част Б

В 1. Изберете функциите на водата в клетката

1) енергетика 4) строителство

2) ензимен 5) смазващ

3) транспортна 6) терморегулаторна

НА 2. Изберете само физични свойствавода

1) способността за дисоциация

2) хидролиза на соли

3) плътност

4) топлопроводимост

5) електропроводимост

6) донорство на електрони

ЧастСЪС

C1. Какви са физичните свойства на водата, които я определят? биологично значение?

От книгата Пълно ръководство за анализи и изследвания в медицината автор Ингерлейб Михаил Борисович

От книгата Енциклопедия на д-р Мясников за най-важното автор Мясников Александър Леонидович

6.9. Стволови клетки Сега е модерно да се говори за стволови клетки. Когато хората ме питат какво мисля за това, отговарям на въпроса с въпроса: „Къде? В Русия или в света?” В Русия и в света ситуацията в тази област е съвсем различна. Светът е подложен на интензивни изследвания и

автор Лернер Георгий Исаакович

2.3. Химическата организация на клетката. Връзката на структурата и функциите на неорганични и органични вещества (протеини, нуклеинови киселини, въглехидрати, липиди, АТФ), които изграждат клетката. Обосновка на връзката на организмите въз основа на анализ химичен съставтехен

От книгата Биология [Пълно ръководство за подготовка за изпита] автор Лернер Георгий Исаакович

2.3.2. органична материяклетки. Въглехидрати, липиди Въглехидрати. Обща формулаСn(H2O)n. Следователно въглехидратите съдържат в състава си само три химични елемента Водоразтворими въглехидрати Функции на разтворимите въглехидрати: транспортна, защитна, сигнална,

От книгата Разказпочти всичко на света от Брайсън Бил

24 КЛЕТКИ Това започва с една клетка. Първата клетка се дели и става две, а две стават четири и т.н. Само след 47 удвоения ще имате около 10 000 000 000 000 000 клетки, готови да оживеят като човек*.322 И всяка от тези клетки знае точно какво

TSB

От книгата Big Съветска енциклопедия(KA) автор TSB

От книгата Велика съветска енциклопедия (VK) на автора TSB

От книгата Велика съветска енциклопедия (ПО) на автора TSB

От книгата Велика съветска енциклопедия (IN) на автора TSB

От книгата Велика съветска енциклопедия (НЕ) на автора TSB

TSB

От книгата Велика съветска енциклопедия (ST) на автора TSB

От книгата Велика съветска енциклопедия (PL) на автора TSB

От книгата Джобно ръководство медицински изследвания автор Рудницки Леонид Виталиевич

4.6. Неорганични вещества Неорганичните вещества в плазмата и кръвния серум (калий, натрий, калций, фосфор, магнезий, желязо, хлор и др.) определят физикохимичните свойства на кръвта.Количеството на неорганичните вещества в плазмата е около 1%. Те се намират в телесните тъкани

От книгата Как да се грижим за себе си, ако сте над 40. Здраве, красота, хармония, енергия автор Карпухина Виктория Владимировна