Zawiera w organizmach żywych duża liczba pierwiastki chemiczne. Tworzą dwie klasy związków - organiczny I nieorganiczny.

Substancje nieorganiczne tworzące komórkę.

W komórkach różnych organizmów odkryto około 70 elementów układu okresowego pierwiastków chemicznych D.I. Mendelejewa, ale tylko 24 z nich ma ustalone znaczenie i są stale obecne we wszystkich typach komórek.

Największy udział w skład pierwiastkowy komórki odpowiadają za tlen, węgiel, wodór i azot. Są to tak zwane pierwiastki podstawowe lub biogenne. Pierwiastki te stanowią ponad 95% masy komórek, a ich względna zawartość w materii żywej jest znacznie wyższa niż w skorupie ziemskiej.

Najważniejsze z nich to wapń, fosfor, siarka, potas, chlor, sód, magnez i żelazo. Ich zawartość w komórce obliczana jest w dziesiątych i setnych procentach. Wymienione elementy stanowią grupę makroelementów.

Pozostałe pierwiastki chemiczne: miedź, kobalt, mangan, molibden, cynk, bor, fluor, chrom, selen, glin, jod, krzem występują wyłącznie w małych ilościach (poniżej 0,01% masy komórkowej). Należą do grupy mikroelementów.

Procentowa zawartość danego pierwiastka w organizmie w żaden sposób nie określa stopnia ważności i konieczności w organizmie. Na przykład wiele mikroelementów wchodzi w skład różnych substancji biologicznie czynnych - enzymów, witamin, hormonów, wpływa na wzrost i rozwój, hematopoezę, procesy oddychania komórkowego itp.

Woda. Odgrywa ważną rolę w życiu komórek i ogólnie organizmów żywych. Oprócz tego, że jest częścią ich składu, dla wielu organizmów jest także siedliskiem. O roli wody w komórce decydują jej właściwości. Właściwości te są dość unikalne i związane są głównie z niewielkim rozmiarem cząsteczek wody, z polarnością jej cząsteczek oraz z ich zdolnością do łączenia się ze sobą poprzez wiązania wodorowe.

Cząsteczki wody mają nieliniową strukturę przestrzenną. Atomy w cząsteczce wody są połączone polarnymi wiązaniami kowalencyjnymi, które łączą jeden atom tlenu z dwoma atomami wodoru. Polarność wiązań kowalencyjnych tłumaczy się w tym przypadku silną elektroujemnością atomów tlenu w stosunku do atomu wodoru; Atom tlenu przyciąga elektrony ze wspólnych par elektronów.

W rezultacie na atomie tlenu pojawia się częściowo ładunek ujemny, a na atomach wodoru częściowo ładunek dodatni. Wiązania wodorowe występują pomiędzy atomami tlenu i wodoru sąsiadujących cząsteczek wody.

Woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem substancji polarnych, takich jak sole, cukry, alkohole i kwasy. Substancje rozpuszczalne w wodzie nazywane są hydrofilowy.

Substancje nierozpuszczalne w wodzie nazywane są hydrofobowy.

Woda ma wysoka pojemność cieplna. Zerwanie wiązań wodorowych spajających cząsteczki wody wymaga absorpcji dużej ilości energii. Właściwość ta zapewnia utrzymanie równowagi cieplnej organizmu podczas znacznych zmian temperatury otoczenia. Ponadto woda ma wysoka przewodność cieplna, co pozwala organizmowi utrzymać tę samą temperaturę w całej swojej objętości. Woda również ma wysoki poziom ciepło parowania, tj. zdolność cząsteczek do odprowadzania znacznej ilości ciepła, chłodząc organizm. Ta właściwość wody wykorzystywana jest do pocenia się u ssaków, duszności termicznej u krokodyli i transpiracji (parowania) u roślin, zapobiegając ich przegrzaniu.

Woda. Spośród substancji nieorganicznych tworzących komórkę najważniejsza jest woda. Jego ilość waha się od 60 do 95% całkowitej masy komórek. Woda odgrywa kluczową rolę w życiu komórek i ogólnie organizmów żywych. Oprócz tego, że jest częścią ich składu, dla wielu organizmów jest także siedliskiem.

O roli wody w komórce decydują jej unikalne właściwości chemiczne i fizyczne, związane głównie z niewielkim rozmiarem jej cząsteczek, polarnością jej cząsteczek oraz ich zdolnością do tworzenia między sobą wiązań wodorowych.

Woda jako składnik systemy biologiczne robi co następuje podstawowe funkcje:

Woda jest uniwersalnym rozpuszczalnikiem substancji polarnych, takich jak sole, cukry, alkohole, kwasy itp. Substancje dobrze rozpuszczalne w wodzie nazywane są hydrofilowymi. Kiedy substancja przechodzi do roztworu, jej cząsteczki lub jony mogą poruszać się swobodniej; W związku z tym wzrasta reaktywność substancji. Z tego powodu większość reakcji chemicznych w komórce zachodzi w roztwory wodne. Jego cząsteczki biorą udział w wielu reakcje chemiczne, na przykład podczas tworzenia lub hydrolizy polimerów. W procesie fotosyntezy woda jest donorem elektronów, źródłem jonów wodorowych i wolnego tlenu.

Woda nie rozpuszcza substancji niepolarnych i nie miesza się z nimi, gdyż nie może tworzyć z nimi wiązań wodorowych. Substancje nierozpuszczalne w wodzie nazywane są hydrofobowymi. Hydrofobowe cząsteczki lub ich części są odpychane przez wodę i w jej obecności przyciągają się do siebie. Takie interakcje odgrywają ważną rolę w zapewnieniu stabilności błon, a także wielu cząsteczek białek, kwasów nukleinowych i szeregu struktur subkomórkowych.

Woda ma wysoki poziom specyficzna pojemność cieplna. Zerwanie wiązań wodorowych spajających cząsteczki wody wymaga absorpcji dużej ilości energii. Właściwość ta zapewnia utrzymanie równowagi cieplnej organizmu podczas znacznych zmian temperatury środowisko. Ponadto woda ma wysoką przewodność cieplną, co pozwala organizmowi utrzymać tę samą temperaturę w całej swojej objętości.

Woda charakteryzuje się dużym ciepłem parowania, czyli zdolnością cząsteczek do odprowadzania znacznej ilości ciepła przy jednoczesnym chłodzeniu ciała. Dzięki tej właściwości wody, która objawia się podczas pocenia się u ssaków, duszności termicznej u krokodyli i innych zwierząt oraz transpiracji u roślin, zapobiega się przegrzaniu.

Woda charakteryzuje się wyjątkowo wysokim napięciem powierzchniowym. Ta nieruchomość jest bardzo ważny do procesów adsorpcji, do przemieszczania roztworów przez tkanki (krążenie krwi, prądy wstępujące i zstępujące w roślinach). W przypadku wielu małych organizmów napięcie powierzchniowe pozwala im unosić się na wodzie lub ślizgać się po jej powierzchni.

Woda zapewnia przepływ substancji w komórce i organizmie, wchłanianie substancji i usuwanie produktów przemiany materii.

U roślin woda decyduje o turgorze komórek, a u niektórych zwierząt ją spełnia funkcje wspierające, będący szkieletem hydrostatycznym (okrągły i pierścienice, szkarłupnie).

Woda - część płyny smarujące (maziowe - w stawach kręgowców, opłucnowe - w jama opłucnowa, osierdziowy - w worku osierdziowym) i śluz (ułatwiają przepływ substancji przez jelita, tworzą wilgotne środowisko na błonach śluzowych drogi oddechowe). Jest częścią śliny, żółci, łez, nasienia itp.

Sole mineralne. Substancje nieorganiczne w klatce, oprócz wody, prespavlevye sole mineralne. Cząsteczki soli w roztworze wodnym rozkładają się na kationy i aniony. Najwyższa wartość mają kationy (K+, Na+, Ca2+, Mg:+, NH4+) i aniony (C1, H2P04 -, HP042-, HC03 -, NO32--, SO4 2-) Nie tylko zawartość, ale także stosunek jonów w komórka jest znacząca.

Różnica pomiędzy liczbą kationów i anionów na powierzchni i wewnątrz komórki zapewnia wystąpienie potencjału czynnościowego, który leży u podstaw wystąpienia pobudzenia nerwowego i mięśniowego. Różnica stężeń jonów po różnych stronach membrany determinuje aktywny transfer substancji przez membranę, a także konwersję energii.

Aniony kwasu fosforowego tworzą układ buforu fosforanowego, który utrzymuje pH środowiska wewnątrzkomórkowego organizmu na poziomie 6,9.

Kwas węglowy i jego aniony tworzą wodorowęglanowy układ buforowy, który utrzymuje pH środowiska zewnątrzkomórkowego (osocza krwi) na poziomie 7,4.

Niektóre jony biorą udział w aktywacji enzymów, tworzeniu ciśnienie osmotyczne w komórce, w procesach skurczu mięśni, krzepnięcia krwi itp.

Szereg kationów i anionów jest niezbędnych do syntezy ważnych substancji organicznych (na przykład fosfolipidów, ATP, nukleotydów, hemoglobiny, hemocyjaniny, chlorofilu itp.), A także aminokwasów, będących źródłami atomów azotu i siarki.

Źródło: N.A. Lemeza L.V. Kamlyuk N.D. Lisov „Podręcznik biologii dla kandydatów do szkół wyższych”

Substancje gromadzą się w komórkach zarodka i częściej w jego liścieniach, pierwszych liściach zarodkowych. Zarodek to miniaturowa roślina z narządy wegetatywne: pęd zarodkowy (łodyga zarodkowa, liścienie, pączek zarodkowy) i korzeń zarodkowy. Substancje magazynujące w komórkach bielma (tkanka magazynująca) lub w komórkach liścieni są reprezentowane przez tłuszcze, białka, węglowodany, kwasy organiczne, ...

Zużywa się co najmniej 40 kJ/mol energii, która jest akumulowana w wiązaniach makroergicznych: W związku z tym o głównym znaczeniu procesów oddychania i fotosyntezy decyduje fakt, że dostarczają one energii do syntezy ATP, z udziałem którego większość pracy wykonywana jest w komórce. Zatem ATP jest głównym uniwersalnym dostawcą energii w komórkach wszystkich żywych organizmów. ATP jest niezwykle...

Z tlenem, przywrócenie - pozbawienie tlenu. Wraz z wprowadzeniem do chemii pojęć elektronicznych pojęcie reakcji redoks zostało rozszerzone na reakcje, w których tlen nie uczestniczy. W chemii nieorganicznej reakcje redoks (ORR) można formalnie uznać za ruch elektronów z atomu jednego odczynnika (reduktora) do atomu innego (...

Biologia [ Kompletny przewodnik przygotowanie do jednolitego egzaminu państwowego] Lerner Georgy Isaakovich

2.3.1. Substancje nieorganiczne komórki

Komórka zawiera około 70 elementów układu okresowego Mendelejewa, a 24 z nich występują we wszystkich typach komórek. Wszystkie elementy obecne w komórce są podzielone, w zależności od ich zawartości w komórce, na grupy:

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

mikroelementy– B, Ni, Cu, Co, Zn, Mb itp.;

ultramikroelementy– U, Ra, Au, Pb, Hg, Se itp.

Cząsteczki tworzące komórkę nieorganiczny I organiczny znajomości.

Związki nieorganiczne komórki - woda I nieorganiczny jony.

Woda jest najważniejszą substancją nieorganiczną komórki. Wszystko reakcje biochemiczne występują w roztworach wodnych. Cząsteczka wody ma nieliniową strukturę przestrzenną i polarność. Pomiędzy poszczególnymi cząsteczkami wody powstają wiązania wodorowe, które determinują właściwości fizyczne i Właściwości chemiczne woda.

Właściwości fizyczne wody: Ponieważ cząsteczki wody są polarne, woda ma właściwość rozpuszczania polarnych cząsteczek innych substancji. Substancje rozpuszczalne w wodzie nazywane są hydrofilowy. Substancje nierozpuszczalne w wodzie nazywane są hydrofobowy.

Woda ma duże ciepło właściwe. Aby rozerwać liczne wiązania wodorowe występujące pomiędzy cząsteczkami wody, należy pochłonąć dużą ilość energii. Pamiętaj, ile czasu potrzeba, aby czajnik nagrzał się do wrzenia. Ta właściwość wody zapewnia utrzymanie równowagi cieplnej w organizmie.

Aby odparować wodę, potrzeba sporo energii. Temperatura wrzenia wody jest wyższa niż wielu innych substancji. Ta właściwość wody chroni organizm przed przegrzaniem.

Woda może występować w trzech stanach skupienia – ciekłym, stałym i gazowym.

Wiązania wodorowe decydują o lepkości wody i przyczepności jej cząsteczek do cząsteczek innych substancji. Dzięki siłom adhezji cząsteczek na powierzchni wody tworzy się film o następujących właściwościach: napięcie powierzchniowe.

Po ochłodzeniu ruch cząsteczek wody zwalnia. Liczba wiązań wodorowych między cząsteczkami staje się maksymalna. Woda osiąga największą gęstość w temperaturze 4°C. Kiedy woda zamarza, rozszerza się (potrzebując miejsca na utworzenie się wiązań wodorowych), a jej gęstość maleje. Dlatego lód pływa.

Funkcje biologiczne woda. Woda zapewnia przepływ substancji w komórce i organizmie, wchłanianie substancji i usuwanie produktów przemiany materii. W naturze woda przenosi produkty przemiany materii do gleby i zbiorników wodnych.

Woda jest aktywnym uczestnikiem reakcji metabolicznych.

Woda bierze udział w tworzeniu płynów smarujących oraz śluzu, wydzielin i soków w organizmie. Płyny te znajdują się w stawach kręgowców, w jamie opłucnej i worku osierdziowym.

Woda jest częścią śluzu, który ułatwia przepływ substancji przez jelita i tworzy wilgotne środowisko na błonach śluzowych dróg oddechowych. Na bazie wody znajdują się również wydzieliny wydzielane przez niektóre gruczoły i narządy: ślina, łzy, żółć, plemniki itp.

Jony nieorganiczne. Do nieorganicznych jonów komórki zaliczają się: kationy K+, Na+, Ca 2+, Mg 2+, NH 3+ oraz aniony Cl –, NO 3 -, H 2 PO 4 -, NCO 3 -, HPO 4 2-.

Różnica między liczbą kationów i anionów (Na + , Ka + , Cl -) na powierzchni i wewnątrz komórki zapewnia wystąpienie potencjału czynnościowego, który leży u podstaw pobudzenia nerwowego i mięśniowego.

Aniony fosfor tworzą kwasy układ buforu fosforanowego, utrzymując pH środowiska wewnątrzkomórkowego organizmu na poziomie 6-9.

Kwas węglowy i jego aniony tworzą wodorowęglanowy układ buforowy i utrzymują pH środowiska zewnątrzkomórkowego (osocza krwi) na poziomie 7-4.

Związki azotu służą jako źródło pożywienia mineralnego, syntezy białek, kwasy nukleinowe. Atomy fosforu są częścią kwasów nukleinowych, fosfolipidów, a także kości kręgowców i chitynowej osłony stawonogów. Jony wapnia są częścią substancji kości; są również niezbędne do skurczu mięśni i krzepnięcia krwi.

PRZYKŁADOWE ZADANIA

A1. Polaryzacja wody określa jej zdolność

1) przewodzić ciepło 3) rozpuścić chlorek sodu

2) pochłaniają ciepło 4) rozpuszczają glicerynę

A2. Dzieciom chorym na krzywicę należy podawać leki zawierające

1) żelazo 2) potas 3) wapń 4) cynk

A3. Przeprowadzanie impuls nerwowy dostarczane przez jony:

1) potas i sód 3) żelazo i miedź

2) fosfor i azot 4) tlen i chlor

A4. Słabe wiązania pomiędzy cząsteczkami wody w jej fazie ciekłej nazywane są:

1) kowalencyjny 3) wodór

2) hydrofobowy 4) hydrofilowy

A5. Zawiera hemoglobinę

1) fosfor 2) żelazo 3) siarka 4) magnez

A6. Wybierz grupę pierwiastki chemiczne, który koniecznie jest częścią białek

A7. Dla pacjentów z niedoczynnością Tarczyca podać leki zawierające

Część B

W 1. Wybierz funkcje wody w klatce

1) energia 4) budownictwo

2) enzymatyczny 5) smarujący

3) transport 6) termoregulacja

O 2. Wybierz tylko właściwości fizyczne woda

1) zdolność do dysocjacji

2) hydroliza soli

3) gęstość

4) przewodność cieplna

5) przewodność elektryczna

6) oddawanie elektronów

Część Z

C1. Jakie właściwości fizyczne wody o niej decydują znaczenie biologiczne?

Z książki Kompletny podręcznik analiz i badań w medycynie autor Ingerleib Michaił Borysowicz

Z książki Encyklopedia doktora Myasnikowa o najważniejszych rzeczach autor Myasnikow Aleksander Leonidowicz

6.9. Komórki macierzyste Obecnie modne jest mówienie o komórkach macierzystych. Kiedy ludzie pytają mnie, co o tym myślę, odpowiadam pytaniem: „Gdzie? W Rosji czy na świecie?” Sytuacje w tym obszarze są zupełnie inne w Rosji i na świecie. Na całym świecie trwają intensywne badania i

autor Lerner Georgy Isaakovich

2.3. Chemiczna organizacja komórki. Związek między strukturą i funkcjami substancji nieorganicznych i organicznych (białka, kwasy nukleinowe, węglowodany, lipidy, ATP) tworzących komórkę. Uzasadnienie pokrewieństwa organizmów na podstawie analizy skład chemiczny ich

Z książki Biologia [Kompletny podręcznik do przygotowania do jednolitego egzaminu państwowego] autor Lerner Georgy Isaakovich

2.3.2. Materia organiczna komórki. Węglowodany, lipidy Węglowodany. Ogólna formuła Cn(H2O)n. W związku z tym węglowodany zawierają tylko trzy pierwiastki chemiczne. Węglowodany rozpuszczalne w wodzie. Funkcje węglowodanów rozpuszczalnych: transportowa, ochronna, sygnalizacyjna.

Z książki Krótka historia prawie wszystko na świecie przez Brysona Billa

24 KOMÓRKI Zaczyna się od jednej komórki. Pierwsza komórka dzieli się na dwie, a dwie na cztery i tak dalej. Po zaledwie 47 podwojeniach będziesz mieć około 10 tysięcy bilionów (10 000 000 000 000 000) komórek gotowych do życia jako osoba*.322 I każda z tych komórek wie dokładnie, czego

TSB

Z książki Duży Encyklopedia radziecka(KA) autora TSB

Z książki Wielkiej Encyklopedii Radzieckiej (VK) autora TSB

Z książki Wielkiej Encyklopedii Radzieckiej (PO) autora TSB

Z książki Wielka radziecka encyklopedia (IN) autora TSB

Z książki Wielka radziecka encyklopedia (NIE) autora TSB

TSB

Z książki Wielka radziecka encyklopedia (ST) autora TSB

Z książki Wielka Encyklopedia Radziecka (PL) autora TSB

Z książki Kieszonkowy przewodnik testy medyczne autor Rudnitski Leonid Witalijewicz

4.6. Substancje nieorganiczne Substancje nieorganiczne znajdujące się w osoczu i surowicy krwi (potas, sód, wapń, fosfor, magnez, żelazo, chlor itp.) decydują o właściwościach fizykochemicznych krwi. Ilość substancji nieorganicznych w osoczu wynosi około 1%. W tkankach organizmu występują

Z książki Jak zadbać o siebie po 40. roku życia. Zdrowie, uroda, szczupłość, energia autor Karpukhina Wiktoria Władimirowna