Zat anorganik yang menyusun sel.
Ini termasuk air dan garam mineral.
Air diperlukan untuk pelaksanaan proses kehidupan di dalam sel. Isinya adalah 70-80% dari massa sel. Fungsi utama air:
adalah pelarut universal;
adalah lingkungan di mana reaksi biokimia berlangsung;
menentukan sifat fisiologis sel (elastisitas, volume);
berpartisipasi dalam reaksi kimia;
menjaga keseimbangan termal tubuh karena kapasitas panas dan konduktivitas termal yang tinggi;
merupakan sarana utama untuk pengangkutan zat.
garam mineral hadir dalam sel dalam bentuk ion: kation K + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ ; anion - Cl -, HCO 3 -, H 2 PO 4 -.
3. Zat organik sel.
Senyawa organik sel terdiri dari banyak elemen berulang (monomer) dan merupakan molekul besar - polimer. Ini termasuk protein, lemak, karbohidrat dan asam nukleat. Kandungannya di dalam sel: protein -10-20%; lemak - 1-5%; karbohidrat - 0,2-2,0%; asam nukleat - 1-2%; zat organik dengan berat molekul rendah - 0,1-0,5%.
tupai - berat molekul tinggi (berat molekul tinggi) bahan organik. Unit struktural molekul mereka adalah asam amino. 20 asam amino mengambil bagian dalam pembentukan protein. Komposisi molekul setiap protein hanya mencakup asam amino tertentu dalam urutan karakteristik protein ini. Asam amino memiliki rumus sebagai berikut:
H 2 N - CH - COOH
Komposisi asam amino termasuk NH 2 - gugus amino dengan sifat dasar; COOH adalah gugus karboksil dengan sifat asam; radikal yang membedakan asam amino satu sama lain.
Ada struktur protein primer, sekunder, tersier dan kuartener. Asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida menentukan struktur primernya. Protein dari struktur primer dihubungkan secara spiral dengan bantuan ikatan hidrogen dan membentuk struktur sekunder. Rantai polipeptida, dipelintir dengan cara tertentu menjadi struktur yang kompak, membentuk globul (bola) - struktur tersier protein. Sebagian besar protein memiliki struktur tersier. Perlu dicatat bahwa asam amino hanya aktif pada permukaan globul. Protein dengan struktur globular bergabung dan membentuk struktur kuaterner (misalnya, hemoglobin). Ketika terkena suhu tinggi, asam dan faktor lainnya, molekul protein kompleks dihancurkan - denaturasi protein. Ketika kondisi membaik, protein yang terdenaturasi mampu mengembalikan strukturnya jika struktur utamanya tidak rusak. Proses ini disebut renaturasi.
Protein bersifat spesifik spesies: setiap spesies hewan dicirikan oleh sekumpulan protein tertentu.
Ada protein sederhana dan kompleks. Yang sederhana hanya terdiri dari asam amino (misalnya, albumin, globulin, fibrinogen, miosin, dll.). Komposisi protein kompleks, selain asam amino, juga mencakup senyawa organik lainnya, misalnya lemak dan karbohidrat (lipoprotein, glikoprotein, dll.).
Protein melakukan fungsi-fungsi berikut:
enzimatik (misalnya, enzim amilase memecah karbohidrat);
struktural (misalnya, mereka adalah bagian dari membran dan organel sel lainnya);
reseptor (misalnya, protein rhodopsin berkontribusi pada penglihatan yang lebih baik);
transportasi (misalnya, hemoglobin membawa oksigen atau karbon dioksida);
pelindung (misalnya, protein imunoglobulin terlibat dalam pembentukan kekebalan);
motorik (misalnya, aktin dan miosin terlibat dalam kontraksi serat otot);
hormonal (misalnya, insulin mengubah glukosa menjadi glikogen);
energi (saat membelah 1 g protein, 4,2 kkal energi dilepaskan).
Lemak (lipid) - senyawa gliserol alkohol trihidrat dan asam lemak dengan berat molekul tinggi. Rumus kimia gemuk:
CH 2 -O-C(O)-R¹
CH 2 -O-C(O)-R³, di mana radikalnya mungkin berbeda.
Fungsi lipid dalam sel:
struktural (ikut serta dalam pembangunan membran sel);
energi (dengan pemecahan 1 g lemak dalam tubuh, 9,2 kkal energi dilepaskan);
pelindung (melindungi dari kehilangan panas, kerusakan mekanis);
lemak adalah sumber air endogen (ketika 10 g lemak dioksidasi, 11 g air dilepaskan);
regulasi metabolisme.
Karbohidrat - molekulnya dapat dinyatakan dengan rumus umum C n (H 2 O) n - karbon dan air.
Karbohidrat dibagi menjadi tiga kelompok: monosakarida (termasuk satu molekul gula - glukosa, fruktosa, dll.), Oligosakarida (termasuk 2 hingga 10 residu monosakarida: sukrosa, laktosa) dan polisakarida (senyawa dengan berat molekul tinggi - glikogen, pati, dll. ).
Fungsi karbohidrat :
berfungsi sebagai elemen awal untuk pembangunan berbagai zat organik, misalnya, selama fotosintesis - glukosa;
sumber energi utama bagi tubuh, ketika diurai menggunakan oksigen, lebih banyak energi yang dilepaskan daripada ketika lemak dioksidasi;
pelindung (misalnya, lendir yang dikeluarkan oleh berbagai kelenjar mengandung banyak karbohidrat; melindungi dinding organ berongga (bronkus, lambung, usus) dari kerusakan mekanis; memiliki sifat antiseptik);
fungsi struktural dan pendukung: adalah bagian dari membran plasma.
Asam nukleat adalah biopolimer yang mengandung fosfor. Ini termasuk deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA).
DNA - biopolimer terbesar, monomernya adalah nukleotida. Ini terdiri dari residu tiga zat: basa nitrogen, karbohidrat deoksiribosa dan asam fosfat. Ada 4 nukleotida yang terlibat dalam pembentukan molekul DNA. Dua basa nitrogen adalah turunan dari pirimidin - timin dan sitosin. Adenin dan guanin diklasifikasikan sebagai turunan purin.
Menurut model DNA yang diusulkan oleh J. Watson dan F. Crick (1953), molekul DNA terdiri dari dua untai yang dililitkan secara spiral satu sama lain.
Dua untai molekul disatukan oleh ikatan hidrogen yang terjadi di antara mereka. yang saling melengkapi basa nitrogen. Adenin komplementer dengan timin, dan guanin komplementer dengan sitosin. DNA dalam sel terletak di nukleus, di mana ia, bersama dengan protein, membentuk kromosom. DNA juga ditemukan di mitokondria dan plastida, di mana molekulnya tersusun dalam sebuah cincin. Utama fungsi DNA- penyimpanan informasi herediter yang terkandung dalam urutan nukleotida yang membentuk molekulnya, dan transfer informasi ini ke sel anak.
Asam ribonukleat beruntai tunggal. Nukleotida RNA terdiri dari salah satu basa nitrogen (adenin, guanin, sitosin, atau urasil), karbohidrat ribosa, dan residu asam fosfat.
Ada beberapa jenis RNA.
RNA ribosom(r-RNA) dalam kombinasi dengan protein adalah bagian dari ribosom. Ribosom melakukan sintesis protein. Messenger RNA(i-RNA) membawa informasi tentang sintesis protein dari nukleus ke sitoplasma. Mentransfer RNA(t-RNA) terletak di sitoplasma; menempelkan asam amino tertentu pada dirinya sendiri dan mengirimkannya ke ribosom - tempat sintesis protein.
RNA ditemukan di nukleolus, sitoplasma, ribosom, mitokondria, dan plastida. Di alam, ada jenis RNA lain - virus. Pada beberapa virus, ia melakukan fungsi menyimpan dan mengirimkan informasi turun-temurun. Pada virus lain, fungsi ini dilakukan oleh DNA virus.
Asam trifosfat adenosin
(ATP) - adalah nukleotida khusus yang dibentuk oleh basa nitrogen adenin, karbohidrat ribosa dan tiga residu asam fosfat. 
ATP adalah sumber energi universal yang diperlukan untuk proses biologis yang terjadi di dalam sel. Molekul ATP sangat tidak stabil dan mampu memisahkan satu atau dua molekul fosfat dengan melepaskan jumlah yang besar energi. Energi ini dihabiskan untuk memastikan semua fungsi vital sel - biosintesis, pergerakan, pembangkitan impuls listrik, dll. Ikatan dalam molekul ATP disebut makroergik. Pemecahan fosfat dari molekul ATP disertai dengan pelepasan energi sebesar 40 kJ. Sintesis ATP terjadi di mitokondria.
Biologi [Panduan lengkap untuk mempersiapkan ujian] Lerner Georgy Isaakovich
2.3.1. zat anorganik sel
Sel mengandung sekitar 70 elemen dari sistem periodik elemen Mendeleev, dan 24 di antaranya ada di semua jenis sel. Semua elemen yang ada dalam sel dibagi, tergantung pada isinya di dalam sel, menjadi beberapa kelompok:
makronutrien– H, O, N, C,. Mg, Na, Ca, Fe, K, P, Cl, S;
elemen jejak– B, Ni, Cu, Co, Zn, Mb, dll;
elemen ultramikro– U, Ra, Au, Pb, Hg, Se, dll.
Sel mengandung molekul anorganik dan organik koneksi.
Senyawa anorganik sel - air dan anorganik ion.
Air adalah zat anorganik terpenting dalam sel. Semua reaksi biokimia berlangsung dalam larutan berair. Molekul air memiliki struktur spasial non-linier dan memiliki polaritas. Ikatan hidrogen terbentuk antara molekul air individu, yang menentukan sifat fisik dan Sifat kimia air.
Sifat fisik air: Karena molekul air bersifat polar, air memiliki sifat melarutkan molekul polar dari zat lain. Zat yang larut dalam air disebut hidrofilik. Zat yang tidak larut dalam air disebut hidrofobik.
Air memiliki kapasitas panas spesifik yang tinggi. Untuk memutuskan banyak ikatan hidrogen yang ada di antara molekul air, perlu untuk menyerap sejumlah besar energi. Ingat berapa lama waktu yang dibutuhkan ketel untuk mendidih. Sifat air ini memastikan pemeliharaan keseimbangan panas dalam tubuh.
Dibutuhkan banyak energi untuk menguapkan air. Titik didih air lebih tinggi daripada banyak zat lain. Sifat air ini melindungi tubuh dari panas berlebih.
Air dapat berada dalam tiga keadaan agregasi - cair, padat dan gas.
Ikatan hidrogen menentukan viskositas air dan adhesi molekulnya ke molekul zat lain. Karena kekuatan adhesi molekul, sebuah film dibuat di permukaan air, yang memiliki karakteristik seperti: tegangan permukaan.
Saat didinginkan, pergerakan molekul air melambat. Jumlah ikatan hidrogen antar molekul menjadi maksimum. kepadatan tertinggi air mencapai suhu 4 C?. Saat air membeku, ia memuai (membutuhkan ruang untuk membentuk ikatan hidrogen) dan densitasnya berkurang. Itu sebabnya es mengapung.
Fungsi biologis air. Air memastikan pergerakan zat dalam sel dan tubuh, penyerapan zat dan ekskresi produk metabolisme. Di alam, air membawa produk limbah ke tanah dan badan air.
Air adalah peserta aktif dalam reaksi metabolisme.
Air terlibat dalam pembentukan cairan pelumas dan lendir, rahasia dan jus dalam tubuh. Cairan ini ditemukan di persendian vertebrata, di rongga pleura, di kantung perikardial.
Air adalah bagian dari lendir, yang memfasilitasi pergerakan zat melalui usus, menciptakan lingkungan yang lembab pada selaput lendir saluran pernapasan. dasar air mereka juga memiliki rahasia yang dikeluarkan oleh kelenjar dan organ tertentu: air liur, air mata, empedu, sperma, dll.
ion anorganik. Ion anorganik sel meliputi: kation K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+, NH 3 + dan anion Cl -, NO 3 -, H 2 PO 4 -, NCO 3 -, HPO 4 2-.
Selisih antara jumlah kation dan anion (Na + , Ka + , Cl -) di permukaan dan di dalam sel memberikan munculnya potensial aksi, yang mendasari eksitasi saraf dan otot.
Anion fosfat asam menciptakan sistem penyangga fosfat, menjaga pH lingkungan intraseluler tubuh pada tingkat 6-9.
Asam karbonat dan anionnya menciptakan sistem buffer bikarbonat dan menjaga pH media ekstraseluler (plasma darah) pada level 7-4.
Senyawa nitrogen berfungsi sebagai sumber nutrisi mineral, sintesis protein, asam nukleat. Atom fosfor adalah bagian dari asam nukleat, fosfolipid, serta tulang vertebrata, penutup artropoda yang mengandung kitin. Ion kalsium adalah bagian dari zat tulang; mereka juga diperlukan untuk pelaksanaan kontraksi otot, pembekuan darah.
CONTOH TUGAS
A1. Polaritas air menentukan kemampuannya
1) menghantarkan panas 3) melarutkan natrium klorida
2) menyerap panas 4) melarutkan gliserin
A2. Anak-anak dengan rakhitis harus diberikan obat yang mengandung:
1) besi 2) kalium 3) kalsium 4) seng
A3. Konduksi impuls saraf disediakan oleh ion:
1) kalium dan natrium 3) besi dan tembaga
2) fosfor dan nitrogen 4) oksigen dan klorin
A4. Ikatan lemah antara molekul air dalam fase cairnya disebut:
1) kovalen 3) hidrogen
2) hidrofobik 4) hidrofilik
A5. Hemoglobin mengandung
1) fosfor 2) besi 3) belerang 4) magnesium
A6. Pilih grup unsur kimia, yang harus ada dalam protein
A7. Pasien dengan hipotiroidisme diberikan obat yang mengandung:
Bagian B
DALAM 1. Pilih fungsi air di dalam kandang
1) energi 4) konstruksi
2) enzimatik 5) pelumas
3) transportasi 6) termoregulasi
DALAM 2. Pilih hanya sifat fisik air
1) kemampuan untuk memisahkan
2) hidrolisis garam
3) kepadatan
4) konduktivitas termal
5) konduktivitas listrik
6) donasi elektron
Bagian Dengan
C1. Sifat fisik air apa yang menentukan signifikansi biologisnya?
Dari buku Great Soviet Encyclopedia (VK) penulis TSB Dari buku Great Soviet Encyclopedia (IN) dari penulis TSB Dari buku Great Soviet Encyclopedia (KA) dari penulis TSB Dari buku Great Soviet Encyclopedia (BUKAN) penulis TSB Dari buku Great Soviet Encyclopedia (PL) dari penulis TSB Dari buku Great Soviet Encyclopedia (PO) penulis TSB Dari buku Great Soviet Encyclopedia (ST) dari penulis TSB Dari buku Cerita pendek hampir semua yang ada di dunia oleh Bryson Bill Dari buku Biologi [Panduan lengkap persiapan ujian] pengarang Lerner Georgy Isaakovich Dari buku Panduan Saku Tes Kesehatan pengarang Rudnitsky Leonid Vitalievich24 CAGES Ini dimulai dengan satu sel. Sel pertama membelah menjadi dua, dan dua menjadi empat, dan seterusnya. Setelah hanya 47 kali lipat, Anda akan memiliki sekitar 10.000.000.000.000.000 sel yang siap untuk hidup sebagai manusia*.322 Dan masing-masing sel ini tahu persis apa
Dari buku Panduan lengkap untuk analisis dan penelitian di bidang kedokteran pengarang Ingerleib Mikhail Borisovich2.3. Organisasi kimia sel. Hubungan struktur dan fungsi zat anorganik dan organik (protein, asam nukleat, karbohidrat, lipid, ATP) yang menyusun sel. Pembenaran hubungan organisme berdasarkan analisis komposisi kimianya
Dari buku Cara merawat diri sendiri jika Anda berusia di atas 40 tahun. Kesehatan, kecantikan, harmoni, energi pengarang Karpukhina Victoria Vladimirovna2.3.2. Bahan organik sel. Karbohidrat, lipid Karbohidrat. Rumus umumnya adalah n (H2O)n. Oleh karena itu, karbohidrat hanya mengandung tiga unsur kimia dalam komposisinya Karbohidrat larut dalam air Fungsi karbohidrat larut: transportasi, pelindung, sinyal,
Dari buku Encyclopedia of Dr. Myasnikov tentang yang paling penting pengarang Myasnikov Alexander Leonidovich4.6. Zat anorganik Zat anorganik dalam plasma dan serum darah (kalium, natrium, kalsium, fosfor, magnesium, besi, klorin, dll.) menentukan sifat fisikokimia darah.Jumlah zat anorganik dalam plasma sekitar 1%. Mereka ditemukan di jaringan tubuh
Dari buku penulis Dari buku penulis Dari buku penulis6.9. Sel punca Sekarang menjadi trend untuk membicarakan sel punca. Ketika orang bertanya kepada saya apa yang saya pikirkan tentangnya, saya menjawab pertanyaan itu dengan sebuah pertanyaan: “Di mana? Di Rusia atau di dunia?” Di Rusia dan di dunia, situasi di area ini benar-benar berbeda. Dunia sedang menjalani penelitian intensif dan
Air. Dari zat anorganik yang menyusun sel, air adalah yang paling penting. Jumlahnya dari 60 hingga 95% massa total sel. Air memainkan peran penting dalam kehidupan sel dan organisme hidup pada umumnya. Selain menjadi bagian dari komposisi mereka, bagi banyak organisme itu juga merupakan habitat.
Peran air dalam sel ditentukan oleh sifat kimianya yang unik dan properti fisik, terutama terkait dengan ukuran molekul yang kecil, dengan polaritas molekulnya dan dengan kemampuannya untuk membentuk ikatan hidrogen satu sama lain.
Air sebagai komponen sistem biologis melakukan hal berikut: fungsi penting:
- Air- pelarut universal untuk zat polar, seperti garam, gula, alkohol, asam, dll. Zat yang sangat larut dalam air disebut hidrofilik. Ketika suatu zat masuk ke dalam larutan, molekul atau ionnya dibiarkan bergerak lebih bebas; reaktivitas zat meningkat sesuai. Karena alasan inilah sebagian besar reaksi kimia dalam sel berlangsung dalam larutan berair. Molekulnya terlibat dalam banyak reaksi kimia, misalnya, dalam pembentukan atau hidrolisis polimer. Dalam proses fotosintesis, air merupakan donor elektron, sumber ion hidrogen dan oksigen bebas.
- Air tidak larut atau bercampur dengan zat non-polar, karena tidak dapat membentuk ikatan hidrogen dengan mereka. Zat yang tidak larut dalam air disebut hidrofobik. Molekul hidrofobik atau bagian-bagiannya ditolak oleh air, dan di hadapannya tertarik satu sama lain. Interaksi tersebut memainkan peran penting dalam memastikan stabilitas membran, serta banyak molekul protein, asam nukleat, dan sejumlah struktur subseluler.
- Air memiliki spesifikasi yang tinggi kapasitas panas. Dibutuhkan banyak energi untuk memutuskan ikatan hidrogen yang menyatukan molekul air. Properti ini memastikan pemeliharaan keseimbangan termal tubuh dengan fluktuasi suhu yang signifikan dalam lingkungan. Selain itu, airnya berbeda konduktivitas termal yang tinggi, yang memungkinkan tubuh untuk mempertahankan suhu yang sama di seluruh volumenya.
- Air dicirikan panas penguapan yang tinggi, Artinya, kemampuan molekul untuk membawa sejumlah besar panas saat mendinginkan tubuh. Karena sifat air ini, yang dimanifestasikan selama berkeringat pada mamalia, sesak napas termal pada buaya dan hewan lain, transpirasi pada tanaman, kepanasan mereka dicegah.
- Air secara eksklusif tegangan permukaan yang tinggi. Sifat ini sangat penting untuk proses adsorpsi, untuk pergerakan larutan melalui jaringan (sirkulasi darah, arus naik dan turun pada tanaman). Bagi banyak organisme kecil, tegangan permukaan memungkinkan mereka mengapung atau meluncur di permukaan air.
- Air menyediakan pergerakan zat dalam sel dan tubuh, penyerapan zat dan ekskresi produk metabolisme.
- Pada tumbuhan, air menentukan turgor sel, dan pada beberapa hewan melakukan fungsi pendukung menjadi kerangka hidrostatik (bulat dan annelida, echinodermata).
- Air - komponen cairan pelumas(sinovial - di persendian vertebrata, pleura - di rongga pleura, perikardial - di kantung perikardial) dan lendir(memfasilitasi pergerakan zat melalui usus, menciptakan lingkungan lembab pada selaput lendir saluran pernapasan). Ini adalah bagian dari air liur, empedu, air mata, sperma, dll.
garam mineral. Zat anorganik di dalam sel, selain air, garam mineral precspavlevy. Molekul garam dalam larutan air terurai menjadi kation dan anion. Nilai tertinggi memiliki kation (K +, Na +, Ca 2+, Mg: +, NH 4 +) dan anion (C1, H 2 P0 4 -, HP0 4 2-, HC0 3 -, NO3 2--, SO 4 2- ) Tidak hanya kandungan, tetapi juga rasio ion dalam sel sangat penting.
Perbedaan antara jumlah kation dan anion di permukaan dan di dalam sel memberikan terjadinya potensial aksi, apa yang mendasari munculnya eksitasi saraf dan otot. Perbedaan konsentrasi ion pada sisi membran yang berbeda disebabkan oleh transfer aktif zat melalui membran, serta konversi energi.
Seperti yang telah kita ketahui, sel terdiri dari zat kimia jenis organik dan anorganik. Zat anorganik utama yang membentuk sel adalah garam dan air.
Air sebagai komponen kehidupan
Air adalah komponen dominan dari semua organisme. Penting fungsi biologis air dilakukan karena sifat unik molekulnya, khususnya keberadaan dipol, yang memungkinkan ikatan hidrogen terbentuk di antara sel.
Berkat molekul air dalam tubuh makhluk hidup, proses stabilisasi termal dan termoregulasi terjadi. Proses termoregulasi terjadi karena kapasitas panas molekul air yang tinggi: perubahan suhu eksternal tidak mempengaruhi perubahan suhu di dalam tubuh.
Berkat air, organ tubuh manusia mempertahankan elastisitasnya. Air adalah salah satu komponen utama cairan pelumas yang diperlukan untuk sendi vertebrata atau kantung perikardial.
Itu termasuk dalam lendir, yang memfasilitasi pergerakan zat melalui usus. Air adalah komponen dari empedu, air mata dan air liur.
Garam dan zat anorganik lainnya
Sel-sel organisme hidup, selain air, mengandung zat anorganik seperti asam, basa, dan garam. Mg2+, H2PO4, K, CA2, Na, C1- adalah yang paling penting dalam kehidupan organisme. Asam lemah menjamin stabil lingkungan internal sel (sedikit basa).
Konsentrasi ion dalam zat antar sel dan di dalam sel bisa berbeda. Jadi, misalnya, ion Na + terkonsentrasi hanya dalam cairan antar sel, sedangkan K + ditemukan secara eksklusif di dalam sel.
Pengurangan tajam atau peningkatan jumlah ion tertentu dalam komposisi sel tidak hanya menyebabkan disfungsinya, tetapi juga kematian. Misalnya, penurunan jumlah Ca + dalam sel menyebabkan kejang di dalam sel dan kematian selanjutnya.
Beberapa zat anorganik sering berinteraksi dengan lemak, protein dan karbohidrat. Jadi contoh yang mencolok adalah senyawa organik dengan fosfor dan belerang.
Sulfur, yang merupakan bagian dari molekul protein, bertanggung jawab untuk pembentukan ikatan molekul dalam tubuh. Berkat sintesis fosfor dan zat organik, energi dilepaskan dari molekul protein.
garam kalsium
Garam kalsium berkontribusi pada perkembangan normal jaringan tulang, serta fungsi otak dan sumsum tulang belakang. Metabolisme kalsium dalam tubuh dilakukan karena vitamin D. Kelebihan atau kekurangan garam kalsium menyebabkan disfungsi tubuh.
Sel tumbuhan dan hewan mengandung zat anorganik dan organik. Bahan anorganik meliputi air dan mineral. Zat organik meliputi protein, lemak, karbohidrat, asam nukleat.
zat anorganik
Airadalah senyawa yang dikandung sel hidup dalam jumlah terbesar. Air membentuk sekitar 70% dari massa sel. Sebagian besar reaksi intraseluler berlangsung dalam media berair. Air dalam sel dalam keadaan bebas dan terikat.
Pentingnya air bagi kehidupan sel ditentukan oleh struktur dan sifat-sifatnya. Kandungan air dalam sel bisa berbeda. 95% air berada di dalam sel dalam keadaan bebas. Hal ini diperlukan sebagai pelarut untuk zat organik dan anorganik. Semua reaksi biokimia dalam sel berlangsung dengan partisipasi air. Air digunakan untuk menghilangkan berbagai zat dari sel. Air memiliki konduktivitas termal yang tinggi dan mencegah fluktuasi suhu yang tiba-tiba. 5% air dalam keadaan terikat, membentuk senyawa rapuh dengan protein.
Mineral dalam sel dapat dalam keadaan terdisosiasi atau dalam kombinasi dengan zat organik.
elemen kimia, yang berpartisipasi dalam proses metabolisme dan memiliki aktivitas biologis disebut biogenik.
sitoplasmamengandung sekitar 70% oksigen, 18% karbon, 10% hidrogen, kalsium, nitrogen, kalium, fosfor, magnesium, belerang, klorin, natrium, aluminium, besi. Unsur-unsur ini membentuk 99,99% dari komposisi sel dan disebut makronutrien. Misalnya, kalsium dan fosfor ditemukan di tulang. Besi merupakan bagian integral dari hemoglobin.
Mangan, boron, tembaga, seng, yodium, kobalt - elemen jejak. Mereka membuat seperseribu persen dari massa sel. Elemen jejak diperlukan untuk pembentukan hormon, enzim, vitamin. Mereka mempengaruhi proses metabolisme dalam tubuh. Misalnya, yodium adalah bagian dari hormon tiroid, kobalt adalah bagian dari vitamin B12.
Emas, merkuri, radium, dll. - elemen ultramikro- membuat sepersejuta persen dari komposisi sel.
Kekurangan atau kelebihan garam mineral mengganggu aktivitas vital tubuh.
bahan organik
Oksigen, hidrogen, karbon, nitrogen adalah bagian dari zat organik. Senyawa organik adalah molekul besar yang disebut polimer. Polimer terdiri dari banyak unit berulang (monomer). Senyawa polimer organik meliputi karbohidrat, lemak, protein, asam nukleat, ATP.
Karbohidrat
Karbohidratterdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen.
Monomerkarbohidrat adalah monosakarida. Karbohidrat dibagi menjadi monosakarida, disakarida dan polisakarida.
Monosakarida- gula sederhana dengan rumus (CH 2 O) n, di mana n adalah bilangan bulat dari tiga hingga tujuh. Tergantung pada jumlah atom karbon dalam molekul, triosa (3C), tetrosa (4C), pentosa (5C), heksosa (6C), dan heptosa (7C) dibedakan.
triosaC 3 H 6 O 3 - misalnya, gliseraldehida dan dihidroksiaseton - berperan sebagai produk antara dalam proses respirasi, berpartisipasi dalam fotosintesis. Tetrosa C 4 H 8 O 4 ditemukan pada bakteri. Pentosa C 5 H 10 O 5 - misalnya, ribosa - adalah bagian dari RNA, deoksiribosa adalah bagian dari DNA. Heksosa - C 6 H 12 O 6 - misalnya glukosa, fruktosa, galaktosa. Glukosa merupakan sumber energi bagi sel. Bersama dengan fruktosa dan galaktosa, glukosa dapat berpartisipasi dalam pembentukan disakarida.
disakaridaterbentuk sebagai hasil dari reaksi kondensasi antara dua monosakarida (heksosa) dengan hilangnya molekul air.
Rumus disakarida C 12 H 22 O 11 Di antara disakarida, maltosa, laktosa dan sukrosa adalah yang paling luas.
Sukrosa, atau gula tebu, disintesis dalam tanaman. Maltosa terbentuk dari pati selama pencernaannya di dalam tubuh hewan. Laktosa, atau gula susu, hanya ditemukan dalam susu.
Polisakarida (sederhana) terbentuk sebagai hasil dari reaksi kondensasi sejumlah besar monosakarida. Polisakarida sederhana termasuk pati (disintesis pada tumbuhan), glikogen (ditemukan dalam sel hati dan otot hewan dan manusia), selulosa (membentuk dinding sel pada tumbuhan).
Polisakarida kompleks terbentuk sebagai hasil interaksi karbohidrat dengan lipid. Misalnya, glikolipid adalah bagian dari membran. Polisakarida kompleks juga termasuk senyawa karbohidrat dengan protein (glikoprotein). Misalnya, glikoprotein adalah bagian dari lendir yang disekresikan oleh kelenjar saluran pencernaan.
Fungsi karbohidrat :
1. Energi: 60% energi tubuh berasal dari pemecahan karbohidrat. Saat membelah 1 g karbohidrat, 17,6 kJ energi dilepaskan.
2. Struktural dan pendukung: karbohidrat adalah bagian dari membran plasma, cangkang sel tumbuhan dan bakteri.
3. Menyimpan: nutrisi (glikogen, pati) disimpan dalam sel.
4. Pelindung: rahasia (lendir) yang dikeluarkan oleh berbagai kelenjar melindungi dinding organ berongga, bronkus, lambung, usus dari kerusakan mekanis, bakteri dan virus berbahaya.
5. Berpartisipasi dalam fotosintesis.
Lemak dan zat mirip lemak
lemakterdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen. Monomer lemak adalah asam lemak dan gliserin. Sifat-sifat lemak ditentukan komposisi kualitatif asam lemak dan rasio kuantitatifnya. Lemak nabati berbentuk cair (minyak), hewan berbentuk padat (misalnya, lemak babi). Lemak tidak larut dalam air - mereka adalah senyawa hidrofobik. Lemak bergabung dengan protein untuk membentuk lipoprotein, dan bergabung dengan karbohidrat untuk membentuk glikolipid. Glikolipid dan lipoprotein adalah zat seperti lemak.
Zat mirip lemak merupakan bagian dari membran sel, organel membran, dan jaringan saraf. Lemak dapat bergabung dengan glukosa dan membentuk glikosida. Misalnya, digitoksin glikosida adalah zat yang digunakan dalam pengobatan penyakit jantung.
Fungsi lemak:
1. Energi: dengan pemecahan lengkap 1 g lemak menjadi karbon dioksida dan air, 38,9 kJ energi dilepaskan.
2. Struktural: merupakan bagian dari membran sel.
3. Pelindung: lapisan lemak melindungi tubuh dari hipotermia, guncangan mekanis, dan gegar otak.
4. Peraturan: hormon steroid mengatur proses metabolisme dan reproduksi.
5. Gemuk- sumber air endogen. Ketika 100 g lemak dioksidasi, 107 ml air dilepaskan.
tupai
Protein tersusun atas karbon, oksigen, hidrogen, dan nitrogen. Monomer protein adalah asam amino. Protein dibangun dari dua puluh asam amino yang berbeda. Rumus asam amino:
Komposisi asam amino meliputi: NH 2 - gugus amino dengan sifat dasar; COOH - gugus karboksil, memiliki sifat asam. Asam amino berbeda satu sama lain oleh radikalnya - R. Asam amino adalah senyawa amfoter. Mereka terhubung satu sama lain dalam molekul protein menggunakan ikatan peptida.
Skema kondensasi asam amino (pembentukan ikatan peptida)
Ada struktur protein primer, sekunder, tersier dan kuartener. Urutan, kuantitas dan kualitas asam amino yang membentuk molekul protein menentukan struktur utamanya. Protein dari struktur primer dapat dihubungkan menjadi spiral dengan bantuan ikatan hidrogen dan membentuk struktur sekunder. Rantai polipeptida berputar dengan cara tertentu menjadi struktur yang kompak, membentuk globul (bola) - ini adalah struktur tersier protein. Sebagian besar protein memiliki struktur tersier. Asam amino hanya aktif pada permukaan globul. Protein yang memiliki struktur globular bersatu membentuk struktur kuartener. Penggantian satu asam amino menyebabkan perubahan sifat protein (Gbr. 30).
Di bawah pengaruh suhu tinggi, asam dan faktor lainnya, penghancuran molekul protein dapat terjadi. Fenomena ini disebut denaturasi (Gbr. 31). Terkadang terdenaturasi
Beras. tigapuluh.Berbagai struktur molekul protein.
1 - utama; 2 - sekunder; 3 - tersier; 4 - Kuarter (pada contoh hemoglobin darah).
Beras. 31.denaturasi protein.
1 - molekul protein sebelum denaturasi;
2 - protein terdenaturasi;
3 - pemulihan molekul protein asli.
Protein yang dimandikan, ketika kondisinya berubah, dapat kembali memulihkan strukturnya. Proses ini disebut renaturasi dan hanya mungkin jika struktur utama protein tidak dihancurkan.
Protein sederhana dan kompleks. Protein sederhana hanya terdiri dari asam amino: misalnya, albumin, globulin, fibrinogen, miosin.
Protein kompleks terdiri dari asam amino dan senyawa organik lainnya: misalnya lipoprotein, glikoprotein, nukleoprotein.
Fungsi Protein:
1. Energi. Pemecahan 1 g protein melepaskan 17,6 kJ energi.
2. katalis. Mereka berfungsi sebagai katalis untuk reaksi biokimia. Katalis adalah enzim. Enzim mempercepat reaksi biokimia, tetapi bukan bagian dari produk akhir. Enzim sangat spesifik. Setiap substrat memiliki enzimnya sendiri. Nama enzim termasuk nama substrat dan akhiran "ase": maltase, ribonuclease. Enzim aktif pada suhu tertentu(35 - 45 ° C).
3. Struktural. Protein adalah bagian dari membran.
4. Mengangkut. Misalnya, hemoglobin membawa oksigen dan CO2 dalam darah vertebrata.
5. Pelindung. Melindungi tubuh dari efek berbahaya: produksi antibodi.
6. kontraktil. Karena adanya protein aktin dan miosin dalam serat otot, terjadi kontraksi otot.
Asam nukleat
Ada dua jenis asam nukleat: DNA(asam deoksiribonukleat) dan RNA(asam ribonukleat). Monomer asam nukleat adalah nukleotida.
DNA (asam deoksiribonukleat). Komposisi nukleotida DNA mencakup salah satu basa nitrogen: adenin (A), guanin (G), timin (T) atau sitosin (C) (Gbr. 32), karbohidrat deoksiribosa dan residu asam fosfat. Molekul DNA adalah heliks ganda yang dibangun di atas prinsip saling melengkapi. Basa nitrogen berikut ini saling melengkapi dalam molekul DNA: A = T; G \u003d C. Dua heliks DNA dihubungkan oleh ikatan hidrogen (Gbr. 33).
Beras. 32.Struktur nukleotida.
Beras. 33.Bagian dari molekul DNA. Koneksi komplementer dari nukleotida rantai yang berbeda.
DNA mampu menggandakan diri (replikasi) (Gbr. 34). Replikasi dimulai dengan pemisahan dua untai komplementer. Setiap untai digunakan sebagai cetakan untuk pembentukan molekul DNA baru. Enzim terlibat dalam proses sintesis DNA. Masing-masing dari dua molekul anak harus mencakup satu heliks lama dan satu heliks baru. Molekul DNA baru benar-benar identik dengan yang lama dalam hal urutan nukleotida. Metode replikasi ini memastikan reproduksi yang tepat dalam molekul anak dari informasi yang dicatat dalam molekul DNA induk.
Beras. 34.Penggandaan molekul DNA.
1 - DNA matriks;
2 - pembentukan dua rantai baru berdasarkan matriks;
3 - molekul DNA anak.
fungsi DNA:
1. Penyimpanan informasi turun-temurun.
2. Memastikan transfer informasi genetik.
3. Kehadiran dalam kromosom sebagai komponen struktural.
DNA ditemukan dalam inti sel, serta di organel sel seperti mitokondria, kloroplas.
RNA (asam ribonukleat). Asam ribonukleat terdiri dari 3 jenis: ribosom, transportasi dan informasional RNA. Nukleotida RNA terdiri dari salah satu basa nitrogen: adenin (A), guanin (G), sitosin (C), urasil (U), karbohidrat - ribosa dan residu asam fosfat.
RNA ribosom (rRNA) dalam kombinasi dengan protein adalah bagian dari ribosom. rRNA membentuk 80% dari semua RNA dalam sel. Sintesis protein terjadi pada ribosom.
Messenger RNA (mRNA) membentuk 1 sampai 10% dari semua RNA dalam sel. Dalam hal struktur, mRNA melengkapi bagian dari molekul DNA yang membawa informasi tentang sintesis protein tertentu. Panjang mRNA tergantung pada panjang segmen DNA dari mana informasi itu dibaca. mRNA mentransfer informasi tentang sintesis protein dari nukleus ke sitoplasma ke ribosom.
Mentransfer RNA (tRNA) membentuk sekitar 10% dari semua RNA. Ini memiliki rantai nukleotida pendek dalam bentuk trefoil dan ditemukan di sitoplasma. Di salah satu ujung shamrock adalah triplet nukleotida (antikodon) yang mengkode asam amino tertentu. Di ujung lain adalah triplet nukleotida yang asam amino melekat. Setiap asam amino memiliki tRNA sendiri. tRNA membawa asam amino ke tempat sintesis protein, yaitu ke ribosom (Gbr. 35).
RNA ditemukan di nukleolus, sitoplasma, ribosom, mitokondria, dan plastida.
ATP - Adenazine asam trifosfat. Adenazine triphosphoric acid (ATP) terdiri dari basa nitrogen - adenin, gula - ribosa, dan tiga residu asam fosfat(Gbr. 36). Molekul ATP mengakumulasi sejumlah besar energi yang diperlukan untuk proses biokimia yang terjadi di dalam sel. Sintesis ATP terjadi di mitokondria. Molekul ATP sangat tidak stabil
chiva dan mampu memisahkan satu atau dua molekul fosfat dengan pelepasan sejumlah besar energi. Ikatan dalam molekul ATP disebut makroergik.
ATP → ADP + P + 40 kJ ADP → AMP + P + 40 kJ
Beras. 35. Struktur tRNA.
A, B, C dan D - bagian dari senyawa komplementer dalam satu rantai RNA; D - situs (pusat aktif) senyawa dengan asam amino; E - situs koneksi komplementer dengan molekul.
Beras. 36.Struktur ATP dan konversinya menjadi ADP.
Pertanyaan untuk pengendalian diri
1. Zat apa di dalam sel yang tergolong anorganik?
2. Zat apa di dalam sel yang tergolong organik?
3. Apa yang dimaksud dengan monomer karbohidrat?
4. Bagaimana struktur karbohidrat?
5. Fungsi apa yang dilakukan karbohidrat?
6. Apa monomer lemak?
7. Bagaimana struktur lemak?
8. Apa fungsi lemak?
9. Apa itu monomer protein? 10. Bagaimana struktur protein? 11. Struktur apa yang dimiliki protein?
12. Apa yang terjadi selama denaturasi molekul protein?
13. Apa fungsi protein?
14. Asam nukleat apa yang diketahui?
15. Apa yang dimaksud dengan monomer asam nukleat?
16. Apa saja yang termasuk dalam nukleotida DNA?
17. Bagaimana struktur nukleotida RNA?
18. Bagaimana struktur molekul DNA?
19. Apa fungsi yang dilakukan molekul DNA?
20. Bagaimana struktur rRNA?
21. Bagaimana struktur mRNA?
22. Bagaimana struktur tRNA?
23. Apa fungsi asam ribonukleat?
24. Bagaimana struktur ATP?
25. Apa fungsi yang dilakukan ATP di dalam sel?
Kata kunci topik « Komposisi kimia sel"
basa nitrogen albumin
Gugus asam amino dari asam amino
senyawa amfoter
antikodon
bakteri
tupai
katalis biologis aktivitas biologis
reaksi biokimia
penyakit
zat
kekhususan spesies
vitamin
air
ikatan hidrogen struktur sekunder produksi antibodi suhu tinggi galaktosa heksosa hemoglobin heparin
senyawa hidrofobik
glikogen
glikosida
glikoprotein
gliserin
percikan
globulin
glukosa
hormon
guanin
disakarida denaturasi deoksiribosa heliks ganda
keadaan terdisosiasi
DNA
unit informasi organisme hidup aktivitas vital hewan asam lemak jaringan adiposa zat seperti lemak lemak
kelebihan suplai nutrisi
kekhususan individu
sumber energi
tetes
gugus karboksil
kualitas asam
kodon dinding sel
fluktuasi suhu
jumlah
komplementaritas
produk akhir
tulang
pati
laktosa
perlakuan
lipoprotein
makronutrien
ikatan makroergik
maltosa
bobot
membran sel
elemen jejak
garam mineral
miosin
mitokondria
molekul
gula susu
monomer
monosakarida
mukopolisakarida
mukoprotein
defisiensi informasi herediter
zat anorganik jaringan saraf asam nukleat nukleoprotein metabolisme nukleotida proses metabolisme zat organik pentosa
ikatan peptida struktur primer buah transfer oksigen
jaringan subkutan
polimer polisakarida
membran semipermeabel
memesan
kehilangan
penetrasi air
persen
radikal
penghancuran
membusuk
pelarut
tanaman
membelah
reaksi kondensasi
renaturasi
ribosa
ribonuklease
ribosom
RNA
Gula
pembekuan darah
keadaan bebas
keadaan terikat
biji
sebuah jantung
sintesis protein
lapisan
air liur
protein kontraktil
struktur
substrat
konduktivitas termal
timin tetrosa
spesifisitas jaringan
struktur tersier
shamrock
triosa
tiga serangkai
gula tebu karbohidrat
elemen ultramikro
urasil
merencanakan
enzim
fibrinogen
rumus
fungsi fruktosa fotosintesis asam fosfat
unsur kimia
kloroplas
kromosom
selulosa
rantai
sitosin
sitoplasma
bola struktur kuartener
tiroid
elemen
inti
