Organismele vii conțin un numar mare de elemente chimice. Ele formează două clase de compuși - organicȘi anorganic.

Substante anorganice care alcatuiesc celula.

În celulele diferitelor organisme, aproximativ 70 de elemente din Tabelul periodic al elementelor chimice au fost găsite de D.I. Mendeleev, dar doar 24 dintre ele au o valoare stabilită și se găsesc constant în toate tipurile de celule.

Cea mai mare pondere în compoziție elementară celulele reprezintă oxigenul, carbonul, hidrogenul și azotul. Acestea sunt așa-numitele elemente de bază sau biogene. Aceste elemente reprezintă mai mult de 95% din masa celulelor, iar conținutul lor relativ în materia vie este mult mai mare decât în ​​scoarța terestră.

Vitale sunt calciul, fosforul, sulful, potasiul, clorul, sodiul, magneziul și fierul. Conținutul lor în celulă este calculat în zecimi și sutimi de procent. Elementele enumerate alcătuiesc un grup de macronutrienți.

Alte elemente chimice: cupru, cobalt, mangan, molibden, zinc, bor, fluor, crom, seleniu, aluminiu, iod, siliciu - se gasesc doar in cantitati mici (mai putin de 0,01% din masa celulelor). Ele aparțin grupului de microelemente.

Procentul unuia sau altui element din organism nu caracterizează sub nicio formă gradul de importanță și necesitate în organism. Deci, de exemplu, multe oligoelemente fac parte din diferite substanțe biologic active - enzime, vitamine, hormoni, afectează creșterea și dezvoltarea, hematopoieza, procesele respirație celulară etc.

Apă. Joacă un rol important în viața celulelor și a organismelor vii în general. Pe lângă faptul că face parte din compoziția lor, pentru multe organisme este și un habitat. Rolul apei într-o celulă este determinat de proprietățile acesteia. Aceste proprietăți sunt destul de unice și sunt asociate în principal cu dimensiunea mică a moleculelor de apă, cu polaritatea moleculelor sale și cu capacitatea lor de a se combina între ele prin legături de hidrogen.

Moleculele de apă au o structură spațială neliniară. Atomii dintr-o moleculă de apă sunt ținuți împreună prin legături covalente polare care leagă un atom de oxigen de doi atomi de hidrogen. Polaritatea legăturilor covalente se explică în acest caz prin electronegativitatea puternică a atomilor de oxigen în raport cu atomul de hidrogen; atomul de oxigen trage asupra lui electronii perechilor lor comune de electroni.

Ca rezultat, o sarcină parțial negativă apare pe atomul de oxigen și o sarcină parțial pozitivă pe atomii de hidrogen. Legăturile de hidrogen se formează între atomii de oxigen și hidrogen ai moleculelor de apă învecinate.

Apa este un solvent excelent pentru substanțele polare precum sărurile, zaharurile, alcoolii, acizii. Substanțele care sunt solubile în apă se numesc hidrofil.

Substanțele care sunt insolubile în apă se numesc hidrofob.

Apa are capacitate termică mare. Este nevoie de multă energie pentru a rupe legăturile de hidrogen care țin împreună moleculele de apă. Această proprietate asigură menținerea echilibrului termic al corpului cu fluctuații semnificative de temperatură în mediu. În plus, apa are conductivitate termică ridicată, care permite corpului să mențină aceeași temperatură pe tot volumul său. Apa are, de asemenea, un mare căldură de vaporizare, adică capacitatea moleculelor de a transporta o cantitate semnificativă de căldură, răcind organismul. Această proprietate a apei este folosită la transpirație la mamifere, la gâfâitul de căldură la crocodili și la transpirație (evaporare) la plante, prevenind supraîncălzirea acestora.

Apă. Dintre substanțele anorganice care alcătuiesc celula, apa este cea mai importantă. Cantitatea sa este de la 60 la 95% din masa totală a celulelor. Apa joacă un rol esențial în viața celulelor și a organismelor vii în general. Pe lângă faptul că face parte din compoziția lor, pentru multe organisme este și un habitat.

Rolul apei în celulă este determinat de proprietățile sale chimice și fizice unice, legate în principal de dimensiunea mică a moleculelor, de polaritatea moleculelor sale și de capacitatea lor de a forma legături de hidrogen între ele.

Apa ca componentă sisteme biologice efectuează următoarele funcții esențiale:

Apa este un solvent universal pentru substanțele polare, cum ar fi sărurile, zaharurile, alcoolii, acizii etc. Substanțele care sunt ușor solubile în apă sunt numite hidrofile. Când o substanță intră în soluție, moleculele sau ionii ei sunt lăsați să se miște mai liber; reactivitatea substanţei creşte în mod corespunzător. Din acest motiv, majoritatea reacțiilor chimice din celulă au loc solutii apoase. Moleculele sale sunt implicate în multe reacții chimice, de exemplu, în timpul formării sau hidrolizei polimerilor. În procesul de fotosinteză, apa este un donor de electroni, o sursă de ioni de hidrogen și oxigen liber.

Apa nu se dizolvă și nu se amestecă cu substanțe nepolare, deoarece nu poate forma legături de hidrogen cu acestea. Substanțele care sunt insolubile în apă se numesc hidrofobe. Moleculele hidrofobe sau părțile lor sunt respinse de apă și, în prezența acesteia, sunt atrase unele de altele. Astfel de interacțiuni joacă un rol important în asigurarea stabilității membranelor, precum și a multor molecule de proteine, acizi nucleici și o serie de structuri subcelulare.

Apa are un mare căldura specifică. Este nevoie de multă energie pentru a rupe legăturile de hidrogen care țin împreună moleculele de apă. Această proprietate asigură menținerea echilibrului termic al corpului cu fluctuații semnificative de temperatură în mediu inconjurator. În plus, apa are o conductivitate termică ridicată, ceea ce permite corpului să mențină aceeași temperatură pe tot volumul său.

Apa se caracterizează printr-o căldură mare de vaporizare, adică capacitatea moleculelor de a transporta o cantitate semnificativă de căldură cu ele în timp ce răcesc corpul. Datorită acestei proprietăți a apei, care se manifestă în timpul transpirației la mamifere, dificultății termice de respirație la crocodili și alte animale, transpirația la plante, se previne supraîncălzirea acestora.

Apa are o tensiune superficială excepțional de mare. Această proprietate este foarte importanţă pentru procesele de adsorbție, pentru deplasarea soluțiilor prin țesuturi (circulația sângelui, curenții ascendenți și descendenți în plante). Pentru multe organisme mici, tensiunea superficială le permite să plutească sau să alunece pe suprafața apei.

Apa asigura miscarea substantelor in celula si organism, absorbtia substantelor si excretia produselor metabolice.

La plante, apa determină turgența celulelor, iar la unele animale efectuează functii suport, fiind un schelet hidrostatic (rotund și anelide, echinoderme).

apa - componentă fluide lubrifiante (sinoviale - în articulațiile vertebratelor, pleurale - în cavitatea pleurala, pericardic - în sacul pericardic) și mucus (facilitează mișcarea substanțelor prin intestine, creează un mediu umed pe membranele mucoase tractului respirator). Face parte din salivă, bilă, lacrimi, spermatozoizi etc.

saruri minerale. substante anorganice in celula, cu exceptia apei, contin saruri minerale. Moleculele de săruri dintr-o soluție apoasă se descompun în cationi și anioni. Cea mai mare valoare au cationi (K+, Na+, Ca2+, Mg:+, NH4+) și anioni (C1, H2P04 -, HP042-, HC03 -, NO32--, SO4 2-) Nu numai conținutul, ci și raportul ionilor din celula este esențială.

Diferența dintre numărul de cationi și anioni de la suprafață și din interiorul celulei asigură apariția unui potențial de acțiune, care stă la baza apariției excitației nervoase și musculare. Diferența de concentrație a ionilor pe diferite părți ale membranei se datorează transferului activ de substanțe prin membrană, precum și conversiei energiei.

Anionii acidului fosforic creează un sistem tampon fosfat care menține pH-ul mediului intracelular al organismului la un nivel de 6,9.

Acidul carbonic și anionii săi formează un sistem tampon de bicarbonat care menține pH-ul mediului extracelular (plasma sanguină) la 7,4.

Unii ioni sunt implicați în activarea enzimelor, crearea presiune osmoticaîn celulă, în procesele de contracție musculară, coagulare a sângelui etc.

O serie de cationi si anioni sunt necesari pentru sinteza unor substante organice importante (de exemplu, fosfolipide, ATP, nucleotide, hemoglobina, hemocianina, clorofila etc.), precum si aminoacizi, fiind surse de atomi de azot si sulf.

Sursa: N.A. Lemeza L.V. Kamlyuk N.D. Lisov „Manual de biologie pentru solicitanții universitari

Substanțele se acumulează în celulele embrionului și mai des în cotiledoanele acestuia, primele frunze germinale. Germenul este o plantă în miniatură cu organe vegetative: lăstar germinativ (tulpină embrionară, cotiledoane, mugure germinativ) și rădăcină germinală. Substanțele de rezervă din celulele endospermale (țesutul de stocare) sau din celulele cotiledonului sunt reprezentate de grăsimi, proteine, carbohidrați, acizi organici,...

S-au consumat cel puțin 40 kJ / mol de energie, care este acumulată în legăturile macroergice: Prin urmare, semnificația principală a proceselor de respirație și fotosinteză este determinată de faptul că acestea furnizează energie pentru sinteza ATP, cu participarea căreia. cea mai mare parte a muncii se desfășoară în celulă. Astfel, ATP este principalul furnizor universal de energie în celulele tuturor organismelor vii. ATP este extrem de...

Cu oxigen, reducerea este eliminarea oxigenului. Odată cu introducerea reprezentărilor electronice în chimie, conceptul de reacții redox a fost extins la reacțiile la care oxigenul nu participă. În chimia anorganică, reacțiile redox (ORR) pot fi considerate formal ca mișcarea electronilor de la un atom al unui reactiv (reductor) la un atom al altuia (...

Biologie [ Referință completă să se pregătească pentru examen] Lerner Georgy Isaakovich

2.3.1. Substante anorganice ale celulei

Celula conține aproximativ 70 de elemente ale sistemului periodic de elemente al lui Mendeleev, iar 24 dintre ele sunt prezente în toate tipurile de celule. Toate elementele prezente în celulă sunt împărțite, în funcție de conținutul lor din celulă, în grupuri:

macronutrienti– H, O, N, C,. Mg, Na, Ca, Fe, K, P, CI, S;

oligoelemente– B, Ni, Cu, Co, Zn, Mb etc.;

ultramicroelemente– U, Ra, Au, Pb, Hg, Se etc.

Celula conține molecule anorganic Și organic conexiuni.

Compușii anorganici ai celulei - apăȘi anorganic ionii.

Apa este cea mai importantă substanță anorganică a celulei. Toate reactii biochimice apar în soluții apoase. Molecula de apă are o structură spațială neliniară și are polaritate. Legăturile de hidrogen se formează între moleculele individuale de apă, care determină fizic și Proprietăți chimice apă.

Proprietățile fizice ale apei: Deoarece moleculele de apă sunt polare, apa are proprietatea de a dizolva molecule polare ale altor substanțe. Substanțele care sunt solubile în apă se numesc hidrofil. Substanțele care sunt insolubile în apă se numesc hidrofob.

Apa are o capacitate termică specifică mare. Pentru a rupe numeroasele legături de hidrogen care există între moleculele de apă, este necesară absorbția unei cantități mari de energie. Amintiți-vă cât durează un fierbător de apă să fiarbă. Această proprietate a apei asigură menținerea echilibrului termic în organism.

Este nevoie de multă energie pentru a evapora apa. Punctul de fierbere al apei este mai mare decât cel al multor alte substanțe. Această proprietate a apei protejează organismul de supraîncălzire.

Apa poate fi în trei stări de agregare - lichidă, solidă și gazoasă.

Legăturile de hidrogen determină vâscozitatea apei și aderența moleculelor acesteia la moleculele altor substanțe. Datorită forțelor de aderență ale moleculelor, se creează o peliculă pe suprafața apei, care are o caracteristică precum tensiune de suprafata.

Când este răcită, mișcarea moleculelor de apă încetinește. Numărul de legături de hidrogen dintre molecule devine maxim. Apa atinge cea mai mare densitate la 4 C?. Pe măsură ce apa îngheață, se extinde (necesită spațiu pentru formarea legăturilor de hidrogen) și densitatea ei scade. De aceea gheața plutește.

functii biologice apă. Apa asigura miscarea substantelor in celula si organism, absorbtia substantelor si excretia produselor metabolice. În natură, apa transportă deșeurile în sol și în corpurile de apă.

Apa este un participant activ în reacțiile metabolice.

Apa este implicată în formarea fluidelor lubrifiante și a mucusului, secretelor și sucurilor din organism. Aceste fluide se găsesc în articulațiile vertebratelor, în cavitatea pleurală, în sacul pericardic.

Apa face parte din mucus, care facilitează mișcarea substanțelor prin intestine, creează un mediu umed pe membranele mucoase ale tractului respirator. Secretele secretate de unele glande și organe au și ele o bază de apă: salivă, lacrimi, bilă, spermatozoizi etc.

ioni anorganici. Ionii anorganici ai celulei includ: cationii K+, Na+, Ca2+, Mg2+, NH3+ şi anioni CI-, NO3-, H2PO4-, NCO3-, HPO42-.

Diferența dintre numărul de cationi și anioni (Na + , Ka + , Cl -) la suprafață și în interiorul celulei asigură apariția unui potențial de acțiune, care stă la baza excitației nervoase și musculare.

Anionii fosforic acizii creează sistem tampon fosfat, menținând pH-ul mediului intracelular al organismului la nivelul de 6-9.

Acidul carbonic și anionii săi creează un sistem tampon de bicarbonat și mențin pH-ul mediului extracelular (plasma sanguină) la nivelul de 7-4.

Compușii de azot servesc ca sursă de nutriție minerală, sinteza proteinelor, acizi nucleici. Atomii de fosfor fac parte din acizii nucleici, fosfolipide, precum și oasele vertebratelor, învelișul chitinos al artropodelor. Ionii de calciu fac parte din substanța osoasă; ele sunt, de asemenea, necesare pentru implementarea contracției musculare, coagularea sângelui.

EXEMPLE DE SARCINI

A1. Polaritatea apei determină capacitatea acesteia

1) conducă căldura 3) se dizolvă clorura de sodiu

2) absorbi căldura 4) dizolvă glicerina

A2. Copiilor cu rahitism ar trebui să li se administreze medicamente care conțin

1) fier 2) potasiu 3) calciu 4) zinc

A3. Deținere impuls nervos furnizate de ioni:

1) potasiu și sodiu 3) fier și cupru

2) fosfor și azot 4) oxigen și clor

A4. Legăturile slabe dintre moleculele de apă în faza sa lichidă se numesc:

1) covalent 3) hidrogen

2) hidrofob 4) hidrofil

A5. Hemoglobina conține

1) fosfor 2) fier 3) sulf 4) magneziu

A6. Alegeți un grup elemente chimice necesare pentru a face parte din proteine

A7. Pacienți cu hipofuncție glanda tiroida da medicamente care conțin

Partea B

ÎN 1. Selectați funcțiile apei din cușcă

1) energie 4) construcție

2) enzimatic 5) lubrifiant

3) transport 6) termoreglator

LA 2. Selectați numai proprietăți fizice apă

1) capacitatea de a se disocia

2) hidroliza sărurilor

3) densitate

4) conductivitate termică

5) conductivitate electrică

6) donarea de electroni

Parte CU

C1. Care sunt proprietățile fizice ale apei care o determină? semnificație biologică?

Din cartea A Complete Guide to Analyses and Research in Medicine autor Ingerleib Mihail Borisovici

Din cartea Enciclopedia Dr. Myasnikov despre cele mai importante autor Miasnikov Alexandru Leonidovici

6.9. Celulele stem Acum este la modă să vorbim despre celule stem. Când oamenii mă întreabă ce cred despre asta, răspund la întrebare cu o întrebare: „Unde? În Rusia sau în lume?” În Rusia și în lume, situația în acest domeniu este complet diferită. Lumea este în curs de cercetări intense și

autor Lerner Georgy Isaakovich

2.3. Organizarea chimică a celulei. Relația dintre structura și funcțiile substanțelor anorganice și organice (proteine, acizi nucleici, carbohidrați, lipide, ATP) care alcătuiesc celula. Justificarea relației dintre organisme pe baza analizei compoziție chimică al lor

Din cartea Biologie [Un ghid complet pentru pregătirea pentru examen] autor Lerner Georgy Isaakovich

2.3.2. materie organică celule. Carbohidrați, lipide Glucide. Formula generalaСn(H2O)n. Prin urmare, carbohidrații conțin doar trei elemente chimice în compoziția lor.Glucidele solubile în apă.Funcțiile carbohidraților solubili: transport, protecție, semnal,

Din carte Poveste scurta aproape totul în lume de Bryson Bill

24 CUȘTI Aceasta începe cu o celulă. Prima celulă se divide pentru a deveni două, iar două devin patru și așa mai departe. După doar 47 de dubleri, vei avea aproximativ 10.000.000.000.000.000 de celule gata să prindă viață ca om*.322 Și fiecare dintre aceste celule știe exact ce

TSB

Din cartea Big Enciclopedia Sovietică(KA) autor TSB

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (VK) a autorului TSB

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (PO) a autorului TSB

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (IN) a autorului TSB

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (NU) a autorului TSB

TSB

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (ST) a autorului TSB

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (PL) a autorului TSB

Din cartea Ghid de buzunar teste medicale autor Rudnițki Leonid Vitalievici

4.6. Substante anorganice Substantele anorganice din plasma si serul sanguin (potasiu, sodiu, calciu, fosfor, magneziu, fier, clor etc.) determina proprietatile fizico-chimice ale sangelui.Cantitatea de substante anorganice din plasma este de aproximativ 1%. Se găsesc în țesuturile corpului

Din cartea Cum să ai grijă de tine dacă ai peste 40 de ani. Sănătate, frumusețe, armonie, energie autor Karpuhina Victoria Vladimirovna