Substancje nieorganiczne tworzące komórkę.

Należą do nich woda i sole mineralne.

Woda niezbędne do realizacji procesów życiowych w komórce. Jego zawartość to 70-80% masy komórki. Główne funkcje wody:

jest uniwersalnym rozpuszczalnikiem;

jest środowiskiem, w którym zachodzą reakcje biochemiczne;

określa właściwości fizjologiczne komórki (sprężystość, objętość);

uczestniczy w reakcje chemiczne;

utrzymuje równowagę cieplną organizmu dzięki wysokiej pojemności cieplnej i przewodności cieplnej;

jest głównym środkiem transportu substancji.

sole mineralne obecne w komórce w postaci jonów: kationów K + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ ; aniony - Cl -, HCO 3 -, H 2 PO 4 -.

3. Substancje organiczne komórki.

Związki organiczne komórki składają się z wielu powtarzających się elementów (monomerów) i są dużymi cząsteczkami - polimerami. Należą do nich białka, tłuszcze, węglowodany i kwasy nukleinowe. Ich zawartość w komórce: białka -10-20%; tłuszcze - 1-5%; węglowodany - 0,2-2,0%; kwasy nukleinowe - 1-2%; substancje organiczne o niskiej masie cząsteczkowej - 0,1-0,5%.

Wiewiórki - wysoka masa cząsteczkowa (wysoka masa cząsteczkowa) materia organiczna. Jednostką strukturalną ich cząsteczki jest aminokwas. W tworzeniu białek bierze udział 20 aminokwasów. Skład cząsteczki każdego białka zawiera tylko niektóre aminokwasy w kolejności charakterystycznej dla tego białka. Aminokwas ma następującą formułę:

H 2 N - CH - COOH

Skład aminokwasów obejmuje NH 2 - grupę aminową o podstawowych właściwościach; COOH to grupa karboksylowa o właściwościach kwasowych; rodniki, które odróżniają od siebie aminokwasy.

Istnieją struktury białek pierwszorzędowych, drugorzędowych, trzeciorzędowych i czwartorzędowych. Aminokwasy połączone wiązaniami peptydowymi determinują jego pierwotną strukturę. Białka struktury pierwszorzędowej są połączone spiralnie za pomocą wiązań wodorowych i tworzą strukturę drugorzędową. Łańcuchy polipeptydowe, skręcając się w pewien sposób w zwartą strukturę, tworzą kulkę (kulkę) - trzeciorzędową strukturę białka. Większość białek ma strukturę trzeciorzędową. Należy zauważyć, że aminokwasy są aktywne tylko na powierzchni kulki. Białka o strukturze kulistej łączą się i tworzą strukturę czwartorzędową (na przykład hemoglobinę). Pod wpływem wysokiej temperatury, kwasów i innych czynników, złożone cząsteczki białka ulegają zniszczeniu - denaturacja białka. Gdy warunki się poprawiają, zdenaturowane białko jest w stanie przywrócić swoją strukturę, jeśli jego struktura pierwotna nie zostanie zniszczona. Ten proces nazywa się renaturacja.

Białka są specyficzne dla gatunku: każdy gatunek zwierzęcia charakteryzuje się zestawem określonych białek.

Istnieją białka proste i złożone. Proste składają się tylko z aminokwasów (na przykład albuminy, globuliny, fibrynogen, miozyna itp.). W skład złożonych białek oprócz aminokwasów wchodzą również inne związki organiczne, na przykład tłuszcze i węglowodany (lipoproteiny, glikoproteiny itp.).

Białka pełnią następujące funkcje:

enzymatyczny (na przykład enzym amylaza rozkłada węglowodany);

strukturalne (na przykład są częścią błon i innych organelli komórkowych);

receptor (na przykład rodopsyna białkowa przyczynia się do lepszego widzenia);

transport (na przykład hemoglobina przenosi tlen lub dwutlenek węgla);

ochronny (na przykład białka immunoglobuliny biorą udział w tworzeniu odporności);

silnik (na przykład aktyna i miozyna biorą udział w skurczu włókien mięśniowych);

hormonalne (na przykład insulina przekształca glukozę w glikogen);

energia (przy podziale 1 g białka uwalniane jest 4,2 kcal energii).

Tłuszcze (lipidy) - związki glicerolu alkoholi trójwodorotlenowych i kwasów tłuszczowych o dużej masie cząsteczkowej. Wzór chemiczny tłuszcz:

CH2-O-C(O)-R¹

CH2-O-C(O)-R3, gdzie rodniki mogą być różne.

Funkcje lipidów w komórce:

strukturalne (biorą udział w budowie błony komórkowej);

energia (przy rozpadzie 1 g tłuszczu w organizmie uwalniane jest 9,2 kcal energii);

ochronny (chroni przed utratą ciepła, uszkodzeniami mechanicznymi);

tłuszcz jest źródłem wody endogennej (utlenienie 10 g tłuszczu powoduje uwolnienie 11 g wody);

regulacja metabolizmu.

Węglowodany - ich cząsteczkę można przedstawić ogólnym wzorem C n (H 2 O) n - węgiel i woda.

Węglowodany dzielą się na trzy grupy: monosacharydy (zawierają jedną cząsteczkę cukru - glukoza, fruktoza itp.), oligosacharydy (zawierają od 2 do 10 reszt monosacharydowych: sacharoza, laktoza) i polisacharydy (związki o dużej masie cząsteczkowej - glikogen, skrobia itp. ).

Funkcje węglowodanów:

służą jako początkowe elementy do budowy różnych substancji organicznych, na przykład podczas fotosyntezy - glukozy;

główne źródło energii dla organizmu, gdy są rozkładane za pomocą tlenu, uwalnia się więcej energii niż podczas utleniania tłuszczu;

ochronny (na przykład śluz wydzielany przez różne gruczoły zawiera dużo węglowodanów; chroni ściany narządów pustych (oskrzela, żołądek, jelita) przed uszkodzeniami mechanicznymi; ma właściwości antyseptyczne);

funkcje strukturalne i wspierające: są częścią błona plazmatyczna.

Kwasy nukleinowe są biopolimerami zawierającymi fosfor. Obejmują one dezoksyrybonukleinowy (DNA) I kwasy rybonukleinowe (RNA).

DNA - największe biopolimery, ich monomer to nukleotyd. Składa się z pozostałości trzech substancji: zasady azotowej, dezoksyrybozy węglowodanowej i kwasu fosforowego. W tworzeniu cząsteczki DNA biorą udział 4 nukleotydy. Pochodnymi pirymidyny są dwie zasady azotowe – tymina i cytozyna. Adenina i guanina zaliczane są do pochodnych puryn.

Zgodnie z modelem DNA zaproponowanym przez J. Watsona i F. Cricka (1953), cząsteczka DNA składa się z dwóch spiralnie owiniętych wokół siebie nici.

Dwie nici cząsteczki są utrzymywane razem przez wiązania wodorowe, które występują między nimi. uzupełniający zasady azotowe. Adenina jest komplementarna do tyminy, a guanina jest komplementarna do cytozyny. DNA w komórkach znajduje się w jądrze, gdzie tworzy się wraz z białkami chromosomy. DNA znajduje się również w mitochondriach i plastydach, gdzie ich cząsteczki są ułożone w pierścień. Główny Funkcja DNA- przechowywanie informacji dziedzicznych zawartych w sekwencji nukleotydów tworzących jej cząsteczkę i przekazywanie tych informacji do komórek potomnych.

Kwas rybonukleinowy jednoniciowy. Nukleotyd RNA składa się z jednej z zasad azotowych (adeniny, guaniny, cytozyny lub uracylu), węglowodanu rybozy i reszty kwasu fosforowego.

Istnieje kilka rodzajów RNA.

Rybosomalny RNA(r-RNA) w połączeniu z białkiem jest częścią rybosomów. Rybosomy przeprowadzają syntezę białek. Komunikator RNA(i-RNA) przenosi informacje o syntezie białek z jądra do cytoplazmy. Przenieś RNA(t-RNA) znajduje się w cytoplazmie; przyłącza do siebie pewne aminokwasy i dostarcza je do rybosomów - miejsca syntezy białek.

RNA znajduje się w jąderku, cytoplazmie, rybosomach, mitochondriach i plastydach. W naturze istnieje inny rodzaj RNA - wirusowy. W niektórych wirusach pełni funkcję przechowywania i przesyłania informacji dziedzicznych. W innych wirusach tę funkcję pełni wirusowy DNA.

Kwas adenozynotrifosforowy (ATP) - jest specjalnym nukleotydem utworzonym przez azotową zasadę adeninę, rybozę węglowodanową i trzy reszty kwasu fosforowego.

ATP jest uniwersalnym źródłem energii niezbędnej do procesów biologicznych zachodzących w komórce. Cząsteczka ATP jest bardzo niestabilna i jest zdolna do odszczepiania jednej lub dwóch cząsteczek fosforanu z uwolnieniem duża liczba energia. Energia ta jest zużywana na zapewnienie wszystkich funkcji życiowych komórki - biosyntezy, ruchu, generowania impulsu elektrycznego itp. Wiązania w cząsteczce ATP nazywane są makroergicznymi. Odszczepieniu fosforanu z cząsteczki ATP towarzyszy uwolnienie 40 kJ energii. Synteza ATP zachodzi w mitochondriach.

Biologia [Kompletny przewodnik przygotowujący do egzaminu] Lerner Georgy Isaakovich

2.3.1. substancje nieorganiczne komórki

Komórka zawiera około 70 elementów układu okresowego pierwiastków Mendelejewa, a 24 z nich są obecne 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;

pierwiastki śladowe– B, Ni, Cu, Co, Zn, Mb itp.;

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

Komórka zawiera cząsteczki nieorganiczny I organiczny znajomości.

Związki nieorganiczne komórki - woda I nieorganiczny jony.

Woda jest najważniejszą nieorganiczną substancją komórki. Wszystkie reakcje biochemiczne zachodzą w roztworach wodnych. Cząsteczka wody ma nieliniową strukturę przestrzenną i ma polaryzację. Pomiędzy poszczególnymi cząsteczkami wody powstają wiązania wodorowe, które determinują 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 wysoką pojemność cieplną właściwą. Aby zerwać liczne wiązania wodorowe istniejące między cząsteczkami wody, konieczne jest pochłonięcie dużej ilości energii. Pamiętaj, ile czasu zajmuje gotowanie czajnika. Ta właściwość wody zapewnia utrzymanie równowagi cieplnej w organizmie.

Odparowanie wody wymaga dużo energii. Temperatura wrzenia wody jest wyższa niż wielu innych substancji. Ta właściwość wody chroni organizm przed przegrzaniem.

Woda może znajdować się w trzech stanach skupienia - ciekłym, stałym i gazowym.

Wiązania wodorowe określają lepkość wody i przyczepność jej cząsteczek do cząsteczek innych substancji. Dzięki siłom adhezji cząsteczek na powierzchni wody tworzy się film, który ma tak charakterystyczne jak napięcie powierzchniowe.

Po schłodzeniu ruch cząsteczek wody ulega spowolnieniu. Liczba wiązań wodorowych między cząsteczkami staje się maksymalna. najwyższa gęstość woda osiąga temperaturę 4 C?. Gdy woda zamarza, rozszerza się (wymaga miejsca na utworzenie wiązań wodorowych) i zmniejsza się jej gęstość. Dlatego lód pływa.

Biologiczne funkcje wody. Woda zapewnia ruch substancji w komórce i ciele, wchłanianie substancji i wydalanie produktów przemiany materii. W naturze woda przenosi produkty przemiany materii do gleb i zbiorników wodnych.

Woda jest aktywnym uczestnikiem reakcji metabolicznych.

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

Woda wchodzi w skład śluzu, który ułatwia przepływ substancji przez jelita, tworzy wilgotne środowisko na błonach śluzowych dróg oddechowych. baza wodna mają też tajemnice wydzielane przez niektóre gruczoły i narządy: ślinę, łzy, żółć, plemniki itp.

jony nieorganiczne. Do jonów nieorganicznych ogniwa należą: 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 pojawienie się potencjału czynnościowego, który leży u podstaw pobudzenia nerwowego i mięśniowego.

Aniony fosforowy kwasy tworzą bufor fosforanowy, 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.

Źródłem są związki azotu odżywianie mineralne, synteza białek, kwasów nukleinowych. Atomy fosforu wchodzą w skład kwasów nukleinowych, fosfolipidów, a także kości kręgowców, chitynowej osłony stawonogów. Jony wapnia są częścią substancji kostnej; są również niezbędne do realizacji skurczu mięśni, krzepnięcia krwi.

PRZYKŁADY ZADAŃ

A1. Polarność wody determinuje jej zdolność

1) przewodzą ciepło 3) rozpuszczają chlorek sodu

2) pochłaniają ciepło 4) rozpuszczają glicerynę

A2. Dzieciom z krzywicą należy podawać leki zawierające:

1) żelazo 2) potas 3) wapń 4) cynk

A3. Przewodzenie impulsu nerwowego zapewniają jony:

1) potas i sód 3) żelazo i miedź

2) fosfor i azot 4) tlen i chlor

A4. Słabe wiązania między cząsteczkami wody w fazie ciekłej nazywamy:

1) kowalencyjny 3) wodór

2) hydrofobowy 4) hydrofilowy

A5. Hemoglobina zawiera

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

A6. Wybierz grupę pierwiastki chemiczne, który musi być obecny w białkach

A7. Pacjenci z niedoczynnością tarczycy otrzymują leki zawierające

Część B

W 1. Wybierz funkcje wody w klatce

1) energia 4) budownictwo

2) enzymatyczny 5) smarny

3) transport 6) termoregulacja

W 2. Wybierz tylko fizyczne właściwości wody

1) zdolność do dysocjacji

2) hydroliza soli

3) gęstość

4) przewodność cieplna

5) przewodność elektryczna

6) oddawanie elektronów

Część OD

C1. Jakie właściwości fizyczne wody decydują o jej znaczeniu biologicznym?

Z książki Wielka radziecka encyklopedia (VK) autora TSB

Z książki Wielka sowiecka encyklopedia (IN) autora TSB

Z książki Wielka radziecka encyklopedia (KA) autora TSB

Z książki Wielka sowiecka encyklopedia (NIE) autora TSB

Z książki Wielka sowiecka encyklopedia (PL) autora TSB

Z książki Wielka sowiecka encyklopedia (PO) autora TSB

Z książki Wielka sowiecka encyklopedia (ST) autora TSB

Z książki Krótka historia prawie wszystko na świecie autor: Bryson Bill

Z książki Biologia [Kompletny przewodnik po przygotowaniach do egzaminu] autor Lerner Georgy Isaakovich

Z książki Pocket Guide to Medical Tests autor Rudnicki Leonid Witalijewicz

24 KLATKI Zaczyna się od jednej komórki. Pierwsza komórka dzieli się na dwie, dwie na cztery i tak dalej. Po zaledwie 47 podwojeniach będziesz mieć około 10 000 000 000 000 000 komórek gotowych do życia jako człowiek*.322 I każda z tych komórek dokładnie wie, co

Z książki Kompletny przewodnik po analizach i badaniach w medycynie autor Ingerleib Michaił Borysowicz

2.3. Organizacja chemiczna komórki. Związek budowy i funkcji substancji nieorganicznych i organicznych (białka, kwasy nukleinowe, węglowodany, lipidy, ATP) tworzących komórkę. Uzasadnienie związku organizmów na podstawie analizy ich składu chemicznego

Z książki Jak dbać o siebie po 40 roku życia. Zdrowie, piękno, harmonia, energia autor Karpukhina Wiktoria Władimirowna

2.3.2. Materia organiczna komórki. Węglowodany, lipidy Węglowodany. Ogólny wzór to Сn (H2O)n. Dlatego węglowodany zawierają w swoim składzie tylko trzy pierwiastki chemiczne: Węglowodany rozpuszczalne w wodzie Funkcje węglowodanów rozpuszczalnych: transportowa, ochronna, sygnałowa,

Z książki Encyklopedia dr Myasnikowa o najważniejszych autor Miasnikow Aleksander Leonidowicz

4.6. Substancje nieorganiczne Substancje nieorganiczne 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%. Znajdują się w tkankach ciała

Z książki autora

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?” W Rosji i na świecie sytuacja w tym obszarze jest zupełnie inna. Świat przechodzi intensywne badania i

Woda. Spośród substancji nieorganicznych tworzących komórkę najważniejsza jest woda. Jego ilość wynosi od 60 do 95% masa całkowita komórki. Woda odgrywa zasadniczą rolę w życiu komórek i ogólnie żywych organizmów. Oprócz tego, że jest częścią ich składu, dla wielu organizmów jest także siedliskiem.

O roli wody w komórce decyduje jej unikatowa substancja chemiczna i właściwości fizyczne, związane głównie z małymi rozmiarami cząsteczek, polarnością ich cząsteczek i ich zdolnością do tworzenia ze sobą wiązań wodorowych.

Woda jako składnik systemów biologicznych spełnia następujące funkcje: podstawowe funkcje:

Woda- Rozpuszczalnik uniwersalny dla substancji polarnych, takich jak sole, cukry, alkohole, kwasy itp. Substancje, które są dobrze rozpuszczalne w wodzie, nazywane są hydrofilowy. Kiedy substancja przechodzi do roztworu, jej cząsteczki lub jony mogą poruszać się swobodniej; odpowiednio wzrasta reaktywność substancji. Z tego powodu większość reakcji chemicznych w komórce zachodzi w roztworach wodnych. Jego cząsteczki biorą udział w wielu reakcjach chemicznych, na przykład w tworzeniu lub hydrolizie polimerów. W procesie fotosyntezy woda jest dawcą elektronów, źródłem jonów wodorowych i wolnego tlenu.
Woda nie rozpuszcza się ani nie miesza z substancjami niepolarnymi, ponieważ nie może tworzyć z nimi wiązań wodorowych. Substancje nierozpuszczalne w wodzie nazywane są hydrofobowy. Cząsteczki hydrofobowe lub ich części są odpychane przez wodę iw 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 wysoką specyficzność pojemność cieplna. Zerwanie wiązań wodorowych, które łączą cząsteczki wody, wymaga dużo energii. Właściwość ta zapewnia utrzymanie równowagi termicznej organizmu przy znacznych wahaniach temperatury w środowisko. Poza tym woda jest inna wysoka przewodność cieplna, co pozwala ciału utrzymać tę samą temperaturę w całej objętości.
Woda jest scharakteryzowana wysokie ciepło waporyzacji, Oznacza to zdolność cząsteczek do odprowadzania ze sobą znacznej ilości ciepła podczas chłodzenia ciała. Dzięki tej właściwości wody, która objawia się podczas pocenia się ssaków, duszności termicznej u krokodyli i innych zwierząt, transpiracji u roślin, zapobiega się ich przegrzaniu.
Woda jest wyłącznie wysokie napięcie powierzchniowe. Ta właściwość jest bardzo ważna dla procesów adsorpcji, dla ruchu roztworów przez tkanki (krążenie krwi, prądy wstępujące i zstępujące w roślinach). W przypadku wielu małych organizmów napięcie powierzchniowe pozwala im unosić się lub ślizgać po powierzchni wody.
Woda dostarcza ruch substancji w komórce i ciele, wchłanianie substancji i wydalanie produktów przemiany materii.
W roślinach woda determinuje turgor komórki, a u niektórych zwierząt wykonuje funkcje wspierające będący szkieletem hydrostatycznym (okrągłe i pierścieniowate, szkarłupnie).
Woda - składnik płyny smarujące(maziówkowa - w stawach kręgowców, opłucnowa - w jamie opłucnej, osierdziowa - w worku osierdziowym) oraz szlam(ułatwiają przepływ substancji przez jelita, tworzą wilgotne środowisko na błonach śluzowych dróg oddechowych). Jest częścią śliny, żółci, łez, nasienia itp.

sole mineralne. Substancje nieorganiczne w komórce, inne niż woda, sole mineralne precspavlevy. Cząsteczki soli w roztwór wodny rozkładają się na kationy i aniony. Najwyższa wartość posiadają kationy (K +, Na +, Ca 2+, Mg: +, NH 4 +) i aniony (C1, H 2 P0 4 -, HP0 4 2-, HC0 3 -, NO3 2--, SO 4 2- ) Niezbędna jest nie tylko zawartość, ale także stosunek jonów w komórce.

Różnica między liczbą kationów i anionów na powierzchni i wewnątrz komórki zapewnia występowanie potencjał czynnościowy, co leży u podstaw pojawienia się pobudzenia nerwowego i mięśniowego. Różnica w stężeniu jonów po różnych stronach membrany wynika z aktywnego przenoszenia substancji przez membranę, a także konwersji energii.

Jak już wiemy, komórka składa się z substancje chemiczne typy organiczne i nieorganiczne. Głównymi nieorganicznymi substancjami tworzącymi komórkę są sole i woda.

Woda jako składnik życia

Woda jest dominującym składnikiem wszystkich organizmów. Ważny funkcje biologiczne Woda odbywa się dzięki unikalnym właściwościom jej cząsteczek, w szczególności obecności dipoli, które umożliwiają tworzenie się wiązań wodorowych między komórkami.

Dzięki cząsteczkom wody w ciele istot żywych zachodzą procesy stabilizacji termicznej i termoregulacji. Proces termoregulacji zachodzi dzięki dużej pojemności cieplnej cząsteczek wody: zmiany temperatury zewnętrznej nie wpływają na zmiany temperatury wewnątrz organizmu.

Dzięki wodzie organy Ludzkie ciało zachowują swoją elastyczność. Woda jest jednym z głównych składników płynów smarnych niezbędnych dla stawów kręgowców lub worka osierdziowego.

Zawarty jest w śluzie, który ułatwia przepływ substancji przez jelita. Woda jest składnikiem żółci, łez i śliny.

Sole i inne substancje nieorganiczne

Komórki żywego organizmu oprócz wody zawierają takie substancje nieorganiczne jak kwasy, zasady i sole. W życiu organizmu najważniejsze są Mg2+, H2PO4, K, CA2, Na, C1-. Słabe kwasy gwarantują stabilność środowisko wewnętrzne komórki (lekko alkaliczne).

Stężenie jonów w substancji międzykomórkowej i wewnątrz komórki może być różne. Na przykład jony Na + są skoncentrowane tylko w płynie międzykomórkowym, podczas gdy K + znajduje się wyłącznie w komórce.

Gwałtowne zmniejszenie lub wzrost liczby niektórych jonów w składzie komórki prowadzi nie tylko do jej dysfunkcji, ale także do śmierci. Na przykład zmniejszenie ilości Ca+ w komórce powoduje drgawki wewnątrz komórki i jej dalszą śmierć.

Niektóre substancje nieorganiczne często wchodzą w interakcje z tłuszczami, białkami i węglowodanami. Uderzającym przykładem są więc związki organiczne zawierające fosfor i siarkę.

Siarka, która jest częścią cząsteczek białka, odpowiada za tworzenie wiązań molekularnych w organizmie. Dzięki syntezie fosforu i substancji organicznych uwalniana jest energia z cząsteczek białka.

Sole wapnia

Sole wapnia przyczyniają się do prawidłowego rozwoju tkanki kostnej oraz funkcjonowania mózgu i rdzenia kręgowego. Metabolizm wapnia w organizmie odbywa się dzięki witaminie D. Nadmiar lub brak soli wapnia prowadzi do dysfunkcji organizmu.

Komórki roślinne i zwierzęce zawierają substancje nieorganiczne i organiczne. Materiały nieorganiczne obejmują wodę i minerały. Substancje organiczne obejmują białka, tłuszcze, węglowodany, kwasy nukleinowe.

substancje nieorganiczne

Wodato związek, który żywa komórka zawiera w największej ilości. Woda stanowi około 70% masy komórki. Większość reakcji wewnątrzkomórkowych zachodzi w środowisku wodnym. Woda w komórce jest w stanie wolnym i związanym.

O znaczeniu wody dla życia komórki decyduje jej struktura i właściwości. Zawartość wody w komórkach może być różna. 95% wody znajduje się w ogniwie w stanie wolnym. Jest niezbędny jako rozpuszczalnik substancji organicznych i nieorganicznych. Wszystkie reakcje biochemiczne w komórce zachodzą z udziałem wody. Woda służy do usuwania różnych substancji z komórki. Woda ma wysoką przewodność cieplną i zapobiega nagłym wahaniom temperatury. 5% wody jest w stanie związanym, tworząc kruche związki z białkami.

Minerały w komórce może być w stanie zdysocjowanym lub w połączeniu z substancjami organicznymi.

Pierwiastki chemiczne, które uczestniczą w procesach metabolicznych i wykazują aktywność biologiczną, nazywane są biogenicznymi.

Cytoplazmazawiera około 70% tlenu, 18% węgla, 10% wodoru, wapnia, azotu, potasu, fosforu, magnezu, siarki, chloru, sodu, glinu, żelaza. Elementy te stanowią 99,99% składu komórki i są nazywane makroelementy. Na przykład wapń i fosfor znajdują się w kościach. Żelazo jest integralną częścią hemoglobiny.

Mangan, bor, miedź, cynk, jod, kobalt - pierwiastki śladowe. Stanowią tysięczne procenta masy komórki. Pierwiastki śladowe są potrzebne do tworzenia hormonów, enzymów, witamin. Wpływają na procesy metaboliczne w organizmie. Na przykład jod jest częścią hormonu tarczycy, kobalt jest częścią witaminy B12.

Złoto, rtęć, rad itp. - ultramikroelementy- stanowią milionowe części procenta składu komórki.

Brak lub nadmiar soli mineralnych zaburza życiową aktywność organizmu.

materia organiczna

Tlen, wodór, węgiel, azot są częścią substancji organicznych. Związki organiczne to duże cząsteczki zwane polimerami. Polimery składają się z wielu powtarzających się jednostek (monomerów). Organiczne związki polimerowe obejmują węglowodany, tłuszcze, białka, kwasy nukleinowe, ATP.

Węglowodany

Węglowodanyskładają się z węgla, wodoru i tlenu.

Monomerywęglowodany są monosacharydy. Węglowodany dzielą się na monosacharydy, disacharydy i polisacharydy.

Monosacharydy- cukry proste o wzorze (CH 2 O) n, gdzie n jest dowolną liczbą całkowitą od trzech do siedmiu. W zależności od liczby atomów węgla w cząsteczce wyróżnia się triozy (3C), tetrozy (4C), pentozy (5C), heksozy (6C) i heptozy (7C).

TriosesC 3 H 6 O 3 - np. aldehyd glicerynowy i dihydroksyaceton - pełnią rolę produktów pośrednich w procesie oddychania, uczestniczą w fotosyntezie. Tetrozy C 4 H 8 O 4 znajdują się w bakteriach. Pentozy C 5 H 10 O 5 - na przykład ryboza - jest częścią RNA, dezoksyryboza jest częścią DNA. Heksozy - C 6 H 12 O 6 - np. glukoza, fruktoza, galaktoza. Glukoza jest źródłem energii dla komórki. Wraz z fruktozą i galaktozą glukoza może uczestniczyć w tworzeniu disacharydów.

disacharydypowstają w wyniku reakcji kondensacji dwóch monosacharydów (heksoz) z utratą cząsteczki wody.

Formuła disacharydów C 12 H 22 O 11 Wśród disacharydów najbardziej rozpowszechnione są maltoza, laktoza i sacharoza.

Sacharoza, czyli cukier trzcinowy, jest syntetyzowana w roślinach. Maltoza powstaje ze skrobi podczas jej trawienia w ciele zwierząt. Laktoza, czyli cukier mleczny, znajduje się tylko w mleku.

Polisacharydy (proste) powstają w wyniku reakcji kondensacji dużej liczby monosacharydów. Proste polisacharydy obejmują skrobię (syntetyzowaną w roślinach), glikogen (znajdujący się w komórkach wątroby i mięśniach zwierząt i ludzi), celulozę (tworzy ścianę komórkową roślin).

Złożone polisacharydy powstają w wyniku interakcji węglowodanów z lipidami. Na przykład glikolipidy są częścią błon. Do złożonych polisacharydów należą również związki węglowodanów z białkami (glikoproteiny). Na przykład glikoproteiny są częścią śluzu wydzielanego przez gruczoły przewodu pokarmowego.

Funkcje węglowodanów:

1. Energia: 60% energii organizmu pochodzi z rozpadu węglowodanów. Podczas dzielenia 1 g węglowodanów uwalniane jest 17,6 kJ energii.

2. Strukturalne i wspierające: węglowodany są częścią błony komórkowej, otoczki komórek roślinnych i bakteryjnych.

3. Rezerwa: składniki odżywcze (glikogen, skrobia) są gromadzone w komórkach.

4. Ochronny: sekrety (śluz) wydzielane przez różne gruczoły chronią ściany narządów pustych, oskrzeli, żołądka, jelit przed uszkodzenie mechaniczne, szkodliwe bakterie i wirusy.

5. Weź udział w fotosynteza.

Tłuszcze i substancje tłuszczopodobne

Tłuszczeskładają się z węgla, wodoru i tlenu. Monomery tłuszcze są kwas tłuszczowy I glicerol. Określane są właściwości tłuszczów skład jakościowy kwasy tłuszczowe i ich stosunek ilościowy. Tłuszcze roślinne są płynne (oleje), zwierzęce są stałe (np. smalec). Tłuszcze są nierozpuszczalne w wodzie - są związkami hydrofobowymi. Tłuszcze łączą się z białkami, tworząc lipoproteiny i łączą się z węglowodanami, tworząc glikolipidy. Glikolipidy i lipoproteiny to substancje tłuszczopodobne.

Substancje tłuszczopodobne są częścią błon komórkowych, organelli błonowych i tkanki nerwowej. Tłuszcze mogą łączyć się z glukozą i tworzyć glikozydy. Na przykład glikozyd digitoksyny jest substancją stosowaną w leczeniu chorób serca.

Funkcje tłuszczów:

1. Energia: przy całkowitym rozbiciu 1 g tłuszczu na dwutlenek węgla i wodę uwalniane jest 38,9 kJ energii.

2. Strukturalny: są częścią błony komórkowej.

3. Ochronny: warstwa tłuszczu chroni organizm przed wychłodzeniem, wstrząsami mechanicznymi i wstrząsami.

4. Przepisy: hormony steroidowe regulują procesy metaboliczne i reprodukcję.

5. Tłuszcz- źródło woda endogenna. Po utlenieniu 100 g tłuszczu uwalniane jest 107 ml wody.

Wiewiórki

Białka składają się z węgla, tlenu, wodoru i azotu. Monomery białka są aminokwasy. Białka zbudowane są z dwudziestu różnych aminokwasów. Formuła aminokwasów:

W skład aminokwasów wchodzą: NH 2 - grupa aminowa o podstawowych właściwościach; COOH - grupa karboksylowa, ma właściwości kwasowe. Aminokwasy różnią się od siebie rodnikami - R. Aminokwasy są związkami amfoterycznymi. Są one połączone ze sobą w cząsteczce białka za pomocą wiązań peptydowych.

Schemat kondensacji aminokwasów (tworzenie wiązania peptydowego)

Istnieją struktury białek pierwszorzędowych, drugorzędowych, trzeciorzędowych i czwartorzędowych. Kolejność, ilość i jakość aminokwasów, które składają się na cząsteczkę białka, determinują jego pierwotną strukturę. Białka struktury pierwszorzędowej można połączyć w spiralę za pomocą wiązań wodorowych i utworzyć strukturę drugorzędową. Łańcuchy polipeptydowe skręcają się w pewien sposób w zwartą strukturę, tworząc kulkę (kulkę) - jest to trzeciorzędowa struktura białka. Większość białek ma strukturę trzeciorzędową. Aminokwasy są aktywne tylko na powierzchni kulki. Białka o strukturze kulistej łączą się, tworząc strukturę czwartorzędową. Zastąpienie jednego aminokwasu prowadzi do zmiany właściwości białka (ryc. 30).

Pod wpływem wysokiej temperatury, kwasów i innych czynników może dojść do zniszczenia cząsteczki białka. Zjawisko to nazywa się denaturacją (ryc. 31). Czasami zdenaturowany

Ryż. trzydzieści.Różne struktury cząsteczek białek.

1 - podstawowy; 2 - wtórne; 3 - trzeciorzędny; 4 - Czwartorzęd (na przykładzie hemoglobiny we krwi).

Ryż. 31.denaturacja białka.

1 - cząsteczka białka przed denaturacją;

2 - białko zdenaturowane;

3 - przywrócenie pierwotnej cząsteczki białka.

Białko w kąpieli, gdy warunki ulegają zmianie, może ponownie odbudować swoją strukturę. Proces ten nazywa się renaturacją i jest możliwy tylko wtedy, gdy pierwotna struktura białka nie jest zniszczona.

Białka są proste i złożone. Proste białka składają się wyłącznie z aminokwasów: na przykład albumin, globulin, fibrynogenu, miozyny.

Białka złożone składają się z aminokwasów i innych związków organicznych: np. lipoprotein, glikoprotein, nukleoprotein.

Funkcje białka:

1. Energia. Rozpad 1 g białka uwalnia 17,6 kJ energii.

2. katalityczny. Służą jako katalizatory reakcji biochemicznych. Katalizatory to enzymy. Enzymy przyspieszają reakcje biochemiczne, ale nie wchodzą w skład produktów końcowych. Enzymy są ściśle specyficzne. Każdy substrat ma swój własny enzym. Nazwa enzymu zawiera nazwę substratu i końcówkę „aza”: maltaza, rybonukleaza. Enzymy są aktywne w pewna temperatura(35 - 45°C).

3. Strukturalny. Białka są częścią błon.

4. Transport. Na przykład hemoglobina przenosi tlen i CO 2 we krwi kręgowców.

5. Ochronny. Ochrona ciała przed Szkodliwe efekty: produkcja przeciwciał.

6. Skurczony. Ze względu na obecność białek aktyny i miozyny we włóknach mięśniowych dochodzi do skurczu mięśni.

Kwasy nukleinowe

Istnieją dwa rodzaje kwasów nukleinowych: DNA(kwas dezoksyrybonukleinowy) i RNA(kwas rybonukleinowy). Monomery kwasy nukleinowe są nukleotydy.

DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy). W skład nukleotydu DNA wchodzi jedna z zasad azotowych: adenina (A), guanina (G), tymina (T) lub cytozyna (C) (ryc. 32), węglowodan dezoksyrybozy i reszta kwasu fosforowego. Cząsteczka DNA to podwójna helisa zbudowana na zasadzie komplementarności. Następujące zasady azotowe są komplementarne w cząsteczce DNA: A = T; G \u003d C. Dwie helisy DNA są połączone wiązaniami wodorowymi (ryc. 33).

Ryż. 32.Struktura nukleotydu.

Ryż. 33.Sekcja cząsteczki DNA. Komplementarne połączenie nukleotydów różnych łańcuchów.

DNA jest zdolne do samoduplikacji (replikacji) (ryc. 34). Replikacja rozpoczyna się od rozdzielenia dwóch komplementarnych nici. Każda nić jest używana jako matryca do tworzenia nowej cząsteczki DNA. Enzymy biorą udział w procesie syntezy DNA. Każda z dwóch cząsteczek potomnych musi koniecznie zawierać jedną starą helisę i jedną nową. Nowa cząsteczka DNA jest absolutnie identyczna ze starą pod względem sekwencji nukleotydów. Ta metoda replikacji zapewnia dokładne odtworzenie w cząsteczkach potomnych informacji zapisanych w macierzystej cząsteczce DNA.

Ryż. 34.Podwojenie cząsteczki DNA.

1 - DNA matrycy;

2 - utworzenie dwóch nowych łańcuchów opartych na matrycy;

3 - potomne cząsteczki DNA.

Funkcje DNA:

1. Przechowywanie informacji dziedzicznych.

2. Zapewnienie transferu informacji genetycznej.

3. Obecność w chromosomie jako składnik strukturalny.

DNA znajduje się w jądrze komórki, a także w takich organellach komórkowych jak mitochondria, chloroplasty.

RNA (kwas rybonukleinowy). Kwasy rybonukleinowe są 3 rodzaje: rybosom, transport I informacyjny RNA. Nukleotyd RNA składa się z jednej z zasad azotowych: adeniny (A), guaniny (G), cytozyny (C), uracylu (U), węglowodanu – rybozy i reszty kwasu fosforowego.

Rybosomalny RNA (rRNA) w połączeniu z białkiem wchodzi w skład rybosomów. rRNA stanowi 80% całego RNA w komórce. Synteza białek odbywa się na rybosomach.

Komunikator RNA (mRNA) stanowi od 1 do 10% całego RNA w komórce. Pod względem struktury mRNA jest komplementarny do części cząsteczki DNA, która niesie informacje o syntezie konkretnego białka. Długość mRNA zależy od długości segmentu DNA, z którego odczytano informację. mRNA przekazuje informację o syntezie białka z jądra do cytoplazmy do rybosomu.

Transferowy RNA (tRNA) stanowi około 10% całego RNA. Ma krótki łańcuch nukleotydów w postaci koniczyny i znajduje się w cytoplazmie. Na jednym końcu koniczyny znajduje się triplet nukleotydów (antykodon), który koduje określony aminokwas. Na drugim końcu znajduje się triplet nukleotydów, do którego przyłączony jest aminokwas. Każdy aminokwas ma swój własny tRNA. tRNA przenosi aminokwasy do miejsca syntezy białek, tj. do rybosomów (ryc. 35).

RNA znajduje się w jąderku, cytoplazmie, rybosomach, mitochondriach i plastydach.

ATP - Adenazynowy kwas trifosforowy. Kwas trifosforowy adenazyny (ATP) składa się z zasady azotowej - adenina, cukier – ryboza, I trzy reszty kwasu fosforowego(Rys. 36). Cząsteczka ATP gromadzi dużą ilość energii niezbędnej do procesów biochemicznych zachodzących w komórce. Synteza ATP zachodzi w mitochondriach. Cząsteczka ATP jest bardzo niestabilna

chiva i jest w stanie oddzielić jedną lub dwie cząsteczki fosforanu z uwolnieniem dużej ilości energii. Wiązania w cząsteczce ATP nazywają się makroergiczny.

ATP → ADP + P + 40 kJ ADP → AMP + P + 40 kJ

Ryż. 35. Struktura tRNA.

A, B, C i D - sekcje komplementarnego związku w obrębie jednego łańcucha RNA; D - miejsce (centrum aktywne) związku z aminokwasem; E - miejsce komplementarnego połączenia z cząsteczką.

Ryż. 36.Struktura ATP i jego konwersja do ADP.

Pytania do samokontroli

1. Jakie substancje w komórce są klasyfikowane jako nieorganiczne?

2. Jakie substancje w komórce są klasyfikowane jako organiczne?

3. Co to jest monomer węglowodanowy?

4. Jaka jest struktura węglowodanów?

5. Jakie funkcje spełniają węglowodany?

6. Jaki jest monomer tłuszczów?

7. Jaka jest struktura tłuszczów?

8. Jakie funkcje pełnią tłuszcze?

9. Co to jest monomer białkowy? 10. Jaka jest budowa białek? 11. Jakie struktury mają białka?

12. Co dzieje się podczas denaturacji cząsteczki białka?

13. Jakie funkcje pełnią białka?

14. Jakie kwasy nukleinowe są znane?

15. Co to jest monomer kwasu nukleinowego?

16. Co zawiera nukleotyd DNA?

17. Jaka jest struktura nukleotydu RNA?

18. Jaka jest struktura cząsteczki DNA?

19. Jakie funkcje spełnia cząsteczka DNA?

20. Jaka jest struktura rRNA?

21. Jaka jest struktura mRNA?

22. Jaka jest struktura tRNA?

23. Jakie funkcje pełnią kwasy rybonukleinowe?

24. Jaka jest struktura ATP?

25. Jakie funkcje pełni ATP w komórce?

Słowa kluczowe tematyczne « Skład chemiczny komórki"

azotowa baza albumin

grupa aminokwasowa aminokwasu

związki amfoteryczne

antykodon

bakteria

wiewiórki

aktywność biologiczna katalizator biologiczny

reakcje biochemiczne

choroba

Substancje

specyfika gatunkowa

witaminy

woda

wiązania wodorowe struktura drugorzędowa wytwarzanie przeciwciał wysokotemperaturowe heksozy galaktozy hemoglobina heparyna

związki hydrofobowe

glikogen

glikozydy

glikoproteiny

glicerol

globula

globuliny

glukoza

hormony

guanina

disacharyd denaturujący dezoksyrybozę z podwójną helisą

stan zdysocjowany

DNA

jednostka informacji organizm żywy zwierzę aktywność życiowa kwasy tłuszczowe tkanka tłuszczowa substancje tłuszczopodobne tłuszcze

nadmierna podaż składników odżywczych

indywidualna specyfika

źródło energii

krople

grupa karboksylowa

jakość kwasu

kodon ściany komórkowej

wahania temperatury

numer

komplementarność

produkty końcowe

kości

skrobia

laktoza

leczenie

lipoproteiny

makroelementy

wiązania makroergiczne

maltoza

waga

Błona komórkowa

pierwiastki śladowe

sole mineralne

miozyna

mitochondria

cząsteczka

mleczny cukier

monomer

monosacharyd

mukopolisacharydy

mukoproteiny

dziedziczny niedobór informacji

substancje nieorganiczne kwasy nukleinowe tkanki nerwowej nukleoproteiny metabolizm nukleotydów procesy metaboliczne substancje organiczne pentozy

wiązania peptydowe struktura podstawowa owoce transfer tlenu

Tkanka podskórna

polisacharyd polimerowy

membrana półprzepuszczalna

zamówienie

strata

przenikanie wody

procent

rodnik

zniszczenie

rozkład

rozpuszczalnik

Zakład

rozdzielać

reakcja kondensacji

renaturacja

ryboza

rybonukleaza

rybosom

RNA

cukier

krzepnięcie krwi

wolny stan

stan związany

posiew

serce

synteza białek

warstwa

ślina

białka kurczliwe

Struktura

podłoże

przewodność cieplna

tetroza tymina

specyficzność tkankowa

struktura trzeciorzędowa

koniczyna

triozy

tryplet

węglowodany z cukru trzcinowego

ultramikroelementy

uracyl

działka

enzymy

fibrynogen

formuła

Funkcja fotosyntezy kwasu fosforowego z fruktozą

pierwiastki chemiczne

chloroplasty

chromosom

celuloza

łańcuch

cytozyna

cytoplazma

piłka o strukturze czwartorzędowej

tarczyca

elementy

rdzeń