≡× MENIUL

• Reparație
• Reparație
• Design interior
• Despre tot
• Despre instalații sanitare

Organizarea chimică a celulei. substante anorganice. materie organică. Substanțe organice și anorganice ale celulei

Toate organismele de pe planeta noastră sunt formate din celule care sunt similare ca compoziție chimică. În acest articol, vom vorbi pe scurt despre compoziția chimică a celulei, rolul acesteia în viața întregului organism și vom afla ce știință studiază această problemă.

Grupuri de elemente ale compoziției chimice a celulei

Știința care studiază părțile constitutive și structura unei celule vii se numește citologie.

Toate elementele incluse în structura chimică a corpului pot fi împărțite în trei grupuri:

• macronutrienți;
• oligoelemente;
• ultramicroelemente.

Macronutrienții includ hidrogen, carbon, oxigen și azot. Aproape 98% din toate elementele constitutive le revin.

Oligoelementele sunt disponibile în zecimi și sutimi de procent. Și un conținut foarte mic de ultramicroelemente - sutimi și miimi de procent.

TOP 4 articolecare citesc împreună cu asta

Tradus din greacă, „macro” înseamnă mare, iar „micro” înseamnă mic.

Oamenii de știință au descoperit că nu există elemente speciale care sunt inerente doar organismelor vii. Prin urmare, acea natură vie, acea neînsuflețită constă din aceleași elemente. Asta dovedește relația lor.

În ciuda conținutului cantitativ al unui element chimic, absența sau reducerea a cel puțin unuia dintre ele duce la moartea întregului organism. La urma urmei, fiecare dintre ele are propriul său sens.

Rolul compoziției chimice a celulei

Macronutrientii stau la baza biopolimerilor, si anume proteine, carbohidrati, acizi nucleici si lipide.

Oligoelementele fac parte din substanțele organice vitale implicate în procesele metabolice. Sunt componentele constitutive ale sărurilor minerale, care sunt sub formă de cationi și anioni, raportul lor determină mediul alcalin. Cel mai adesea, este ușor alcalin, deoarece raportul sărurilor minerale nu se modifică.

Hemoglobina conține fier, clorofilă - magneziu, proteine ​​- sulf, acizi nucleici - fosfor, metabolismul are loc cu o cantitate suficientă de calciu.

Orez. 2. Compoziția celulei

Unele elemente chimice sunt componente ale unor substanțe anorganice, cum ar fi apa. Ea joacă mare rolîn viața atât a celulelor vegetale, cât și a celor animale. Apa este un solvent bun, din această cauză, toate substanțele din interiorul corpului sunt împărțite în:

• hidrofil - se dizolvă în apă;
• Hidrofob - nu se dizolva in apa.

Datorită prezenței apei, celula devine elastică, contribuind la mișcarea substanțelor organice în citoplasmă.

Orez. 3. Substante ale celulei.

Tabelul „Proprietăți ale compoziției chimice a celulei”

Pentru a înțelege clar ce elemente chimice fac parte din celulă, le-am inclus în următorul tabel:

Elemente		Sens
Macronutrienți
Oxigen, carbon, hidrogen, azot
		O componentă integrală a cochiliei la plante, în corpul animalului este în compoziția oaselor și a dinților, participă activ la coagularea sângelui.
		Conținut în acizi nucleici, enzime, țesut osos și smalț dentar.
oligoelemente
		Este baza proteinelor, enzimelor și vitaminelor.
		Asigură transmiterea impulsurilor nervoase, activează sinteza proteinelor, fotosinteza și procesele de creștere.
		Unul dintre componentele sucului gastric, un provocator de enzime.
		Participă activ la procesele metabolice, o componentă a hormonului tiroidian.
		Asigură transmiterea impulsurilor sistem nervos, menține presiunea constantă în interiorul celulei, provoacă sinteza hormonilor.
		O componentă a clorofilei, a țesutului osos și a dinților provoacă sinteza ADN-ului și procesele de transfer de căldură.
		O parte integrantă a hemoglobinei, cristalinului, corneei, sintetizează clorofila. Transportă oxigenul în tot corpul.
Ultramicroelemente
		O parte integrantă a proceselor de formare a sângelui, fotosinteza, accelerează procesele de oxidare intracelulară.
Mangan		Activează fotosinteza, participă la formarea sângelui, oferă un randament ridicat.
		Componentă a smalțului dentar.
		Reglează creșterea plantelor.

Ce am învățat?

Fiecare celulă vie are propriul său set elemente chimice. După compoziția lor, obiectele de natură animată și neînsuflețită au asemănări, ceea ce demonstrează relația lor strânsă. Fiecare celulă este formată din macronutrienți, micronutrienți și ultramicronutrienți, fiecare având rolul său. Absența a cel puțin unuia dintre ele duce la îmbolnăvire și chiar la moartea întregului organism.

Test cu subiecte

Raport de evaluare

Rata medie: 4.5. Evaluări totale primite: 819.

Celulele vegetale și animale conțin substanțe anorganice și organice. Materialele anorganice includ apa și mineralele. Substanțele organice includ proteine, grăsimi, carbohidrați, acizi nucleici.

substante anorganice

Apăeste compusul pe care o celulă vie îl conține în cea mai mare cantitate. Apa reprezintă aproximativ 70% din masa celulei. Majoritatea reacțiilor intracelulare au loc în mediu acvatic. Apa din celulă este într-o stare liberă și legată.

Importanța apei pentru viața unei celule este determinată de structura și proprietățile acesteia. Conținutul de apă din celule poate fi diferit. 95% din apă se află în celulă în stare liberă. Este necesar ca solvent pentru substanțele organice și anorganice. Toate reacțiile biochimice din celulă au loc cu participarea apei. Apa este folosită pentru a elimina diferite substanțe din celulă. Apa are o conductivitate termică ridicată și previne fluctuațiile bruște de temperatură. 5% din apă este în stare legată, formând compuși fragili cu proteinele.

Minerale într-o celulă poate fi în stare disociată sau în combinație cu substanțe organice.

elemente chimice, care participă la procesele metabolice și au activitate biologică se numesc biogene.

Citoplasmaconține aproximativ 70% oxigen, 18% carbon, 10% hidrogen, calciu, azot, potasiu, fosfor, magneziu, sulf, clor, sodiu, aluminiu, fier. Aceste elemente alcătuiesc 99,99% din compoziția celulei și sunt numite macronutrienti. De exemplu, calciul și fosforul se găsesc în oase. Fier - componentă hemoglobină.

Mangan, bor, cupru, zinc, iod, cobalt - oligoelemente. Ele alcătuiesc miimi de procent din masa celulei. Oligoelementele sunt necesare pentru formarea de hormoni, enzime, vitamine. Acestea afectează procesele metabolice din organism. De exemplu, iodul face parte din hormonul tiroidian, cobaltul face parte din vitamina B12.

Aur, mercur, radiu etc. - ultramicroelemente- alcătuiesc milionatimi de procent din compoziția celulei.

Lipsa sau excesul de săruri minerale perturbă activitatea vitală a organismului.

materie organică

Oxigenul, hidrogenul, carbonul, azotul fac parte din substanțele organice. Compușii organici sunt molecule mari numite polimeri. Polimerii sunt formați din multe unități repetate (monomeri). Compușii polimerici organici includ carbohidrați, grăsimi, proteine, acizi nucleici, ATP.

Carbohidrați

Carbohidrațisunt formate din carbon, hidrogen și oxigen.

Monomeriicarbohidrații sunt monozaharide. Carbohidrații sunt împărțiți în monozaharide, dizaharide și polizaharide.

Monozaharide- zaharuri simple cu formula (CH 2 O) n, unde n este orice număr întreg de la trei la șapte. În funcție de numărul de atomi de carbon dintr-o moleculă, se disting triozele (3C), tetrozele (4C), pentozele (5C), hexozele (6C) și heptozele (7C).

TriozeC 3 H 6 O 3 - de exemplu, gliceraldehida și dihidroxiacetona - joacă rolul de produse intermediare în procesul de respirație, participă la fotosinteză. Tetrozele C 4 H 8 O 4 se găsesc în bacterii. Pentozele C 5 H 10 O 5 - de exemplu, riboza - face parte din ARN, dezoxiriboza face parte din ADN. Hexoze - C 6 H 12 O 6 - de exemplu glucoză, fructoză, galactoză. Glucoza este o sursă de energie pentru celulă. Împreună cu fructoza și galactoza, glucoza poate participa la formarea dizaharidelor.

dizaharidese formează ca urmare a unei reacții de condensare între două monozaharide (hexoze) cu pierderea unei molecule de apă.

Formula dizaharidelor C 12 H 22 O 11 Dintre dizaharide, maltoza, lactoza și zaharoza sunt cele mai răspândite.

Zaharoza, sau zahărul din trestie, este sintetizată în plante. Maltoza se formează din amidon în timpul digestiei sale în corpul animalelor. Lactoza, sau zahărul din lapte, se găsește numai în lapte.

Polizaharide (simple) formata ca urmare a reactiei de condensare un numar mare monozaharide. Polizaharidele simple includ amidonul (sintetizat la plante), glicogenul (care se găsește în celulele hepatice și în mușchii animalelor și oamenilor), celuloza (formează un perete celular la plante).

Polizaharide complexe formată ca urmare a interacțiunii carbohidraților cu lipidele. De exemplu, glicolipidele fac parte din membrane. Polizaharidele complexe includ și compuși ai carbohidraților cu proteine ​​(glicoproteine). De exemplu, glicoproteinele fac parte din mucusul secretat de glandele tractului gastrointestinal.

Funcțiile carbohidraților:

1. Energie: 60% din energia organismului provine din descompunerea carbohidraților. La împărțirea a 1 g de carbohidrați, se eliberează 17,6 kJ de energie.

2. Structural și suport: carbohidrații fac parte din membrana plasmatică, învelișul celulelor vegetale și bacteriene.

3. Rezervă: nutrienții (glicogen, amidon) sunt stocați în celule.

4. De protecţie: secretele (mucusul) secretate de diferite glande protejează pereții organelor goale, bronhiile, stomacul, intestinele de deteriorare mecanică, bacterii și viruși dăunători.

5. Participa la fotosinteză.

Grăsimi și substanțe asemănătoare grăsimilor

Grasimisunt formate din carbon, hidrogen și oxigen. Monomerii grăsimile sunt acid grasȘi glicerol. Proprietățile grăsimilor sunt determinate compoziţia calitativă acizi grașiși proporțiile acestora. Grăsimile vegetale sunt lichide (uleiuri), animalele sunt solide (de exemplu, untură). Grăsimile sunt insolubile în apă - sunt compuși hidrofobi. Grăsimile se combină cu proteinele pentru a forma lipoproteine ​​și se combină cu carbohidrații pentru a forma glicolipide. Glicolipidele și lipoproteinele sunt substanțe asemănătoare grăsimilor.

Substanțele asemănătoare grăsimilor fac parte din membranele celulare, organele membranare și țesutul nervos. Grasimile se pot combina cu glucoza si forma glicozide. De exemplu, glicozida digitoxină este o substanță utilizată în tratamentul bolilor de inimă.

Funcțiile grăsimilor:

1. Energie: odată cu descompunerea completă a 1 g de grăsime în dioxid de carbon și apă, se eliberează 38,9 kJ de energie.

2. Structural: fac parte din membrana celulară.

3. De protecţie: un strat de grăsime protejează organismul de hipotermie, șocuri mecanice și comoții.

4. de reglementare: hormonii steroizi reglează procesele metabolice și reproducerea.

5. Gras- sursă apa endogena. Când se oxidează 100 g de grăsime, se eliberează 107 ml de apă.

Veverițe

Proteinele sunt alcătuite din carbon, oxigen, hidrogen și azot. Monomerii proteinele sunt aminoacizi. Proteinele sunt construite din douăzeci de aminoacizi diferiți. Formula aminoacizilor:

Compoziția aminoacizilor include: NH 2 - o grupare amino cu proprietăți bazice; COOH - grup carboxil, are proprietăți acide. Aminoacizii diferă între ei prin radicalii lor - R. Aminoacizii sunt compuși amfoteri. Ele sunt conectate între ele într-o moleculă de proteină folosind legături peptidice.

Schema de condensare a aminoacizilor (formarea legăturii peptidice)

Există structuri proteice primare, secundare, terțiare și cuaternare. Ordinea, cantitatea și calitatea aminoacizilor care alcătuiesc o moleculă proteică determină structura sa primară. Proteinele structurii primare pot fi conectate într-o spirală cu ajutorul legăturilor de hidrogen și formează o structură secundară. Lanțurile polipeptidice se răsucesc într-un anumit fel într-o structură compactă, formând un glob (minge) - aceasta este structura terțiară a proteinei. Majoritatea proteinelor au o structură terțiară. Aminoacizii sunt activi numai pe suprafața globului. Proteinele care au o structură globulară se reunesc pentru a forma o structură cuaternară. Înlocuirea unui aminoacid duce la o modificare a proprietăților proteinei (Fig. 30).

Sub influența temperaturii ridicate, a acizilor și a altor factori, poate avea loc distrugerea moleculei proteice. Acest fenomen se numește denaturare (Fig. 31). Uneori denaturat

Orez. treizeci.Diverse structuri ale moleculelor de proteine.

1 - primar; 2 - secundar; 3 - terțiar; 4 - Cuaternar (pe exemplul hemoglobinei din sânge).

Orez. 31.denaturarea proteinelor.

1 - molecula proteica inainte de denaturare;

2 - proteina denaturata;

3 - refacerea moleculei proteice originale.

Proteina scăldată, atunci când condițiile se schimbă, își poate restabili structura. Acest proces se numește renaturare și este posibil numai atunci când structura primară a proteinei nu este distrusă.

Proteinele sunt simple și complexe. Proteinele simple constau numai din aminoacizi: de exemplu, albumine, globuline, fibrinogen, miozina.

Proteinele complexe sunt compuse din aminoacizi și alți compuși organici: de exemplu lipoproteine, glicoproteine, nucleoproteine.

Funcții proteice:

1. Energie. Descompunerea a 1 g de proteine ​​eliberează 17,6 kJ de energie.

2. catalitic. Ele servesc ca catalizatori pentru reacțiile biochimice. Catalizatorii sunt enzime. Enzimele accelerează reacțiile biochimice, dar nu fac parte din produsele finale. Enzimele sunt strict specifice. Fiecare substrat are propria sa enzimă. Denumirea enzimei include numele substratului și terminația „ase”: maltază, ribonuclează. Enzimele sunt active la o anumită temperatură (35 - 45 ° C).

3. Structural. Proteinele fac parte din membrane.

4. Transport. De exemplu, hemoglobina transportă oxigen și CO 2 în sângele vertebratelor.

5. De protecţie. Protejarea organismului de influențele nocive: producerea de anticorpi.

6. contractilă. Datorită prezenței proteinelor actinei și miozinei în fibre musculare apare contractia musculara.

Acizi nucleici

Există două tipuri de acizi nucleici: ADN(acid dezoxiribonucleic) și ARN(Acid ribonucleic). Monomerii acizii nucleici sunt nucleotide.

ADN (acid dezoxiribonucleic). Compoziția nucleotidei ADN include una dintre bazele azotate: adenină (A), guanină (G), timină (T) sau citozină (C) (Fig. 32), un carbohidrat dezoxiriboză și un reziduu de acid fosforic. Molecula de ADN este un dublu helix construit pe principiul complementarității. Următoarele baze azotate sunt complementare în molecula de ADN: A = T; G \u003d C. Două elice de ADN sunt conectate prin legături de hidrogen (Fig. 33).

Orez. 32.Structura unei nucleotide.

Orez. 33.Secțiunea unei molecule de ADN. Legătura complementară a nucleotidelor diferitelor lanțuri.

ADN-ul este capabil de auto-duplicare (replicare) (Fig. 34). Replicarea începe cu separarea a două catene complementare. Fiecare catenă este folosită ca șablon pentru formarea unei noi molecule de ADN. Enzimele sunt implicate în procesul de sinteză a ADN-ului. Fiecare dintre cele două molecule fiice include în mod necesar un helix vechi și unul nou. Noua moleculă de ADN este absolut identică cu cea veche în ceea ce privește secvența de nucleotide. Această metodă de replicare asigură reproducerea exactă în moleculele fiice a informațiilor care au fost înregistrate în molecula de ADN părinte.

Orez. 34.Dublarea moleculei de ADN.

1 - ADN matrice;

2 - formarea a două noi lanțuri pe baza matricei;

3 - molecule de ADN fiice.

Functiile ADN-ului:

1. Stocarea informațiilor ereditare.

2. Asigurarea transferului de informații genetice.

3. Prezenţa în cromozom ca componentă structurală.

ADN-ul se găsește în nucleul celulei, precum și în astfel de organele celulare precum mitocondriile, cloroplastele.

ARN (acid ribonucleic). Acizii ribonucleici sunt de 3 tipuri: ribozomal, transportȘi informativ ARN. O nucleotidă ARN este formată din una dintre bazele azotate: adenină (A), guanină (G), citozină (C), uracil (U), carbohidrați - riboză și un reziduu de acid fosforic.

ARN ribozomal (ARNr) în combinație cu proteina face parte din ribozomi. ARNr reprezintă 80% din tot ARN-ul dintr-o celulă. Sinteza proteinelor are loc pe ribozomi.

ARN mesager (ARNm) reprezintă de la 1 la 10% din tot ARN-ul din celulă. Structura ARNm este complementară acelei părți a moleculei de ADN. purtând informații despre sinteza unei anumite proteine. Lungimea ARNm depinde de lungimea segmentului de ADN din care a fost citită informația. ARNm transferă informații despre sinteza proteinelor de la nucleu la citoplasmă la ribozom.

Transfer ARN (ARNt) reprezintă aproximativ 10% din tot ARN-ul. Are un lanț scurt de nucleotide sub formă de trefoil și se găsește în citoplasmă. La un capăt al trifoiului se află un triplet de nucleotide (anticodon) care codifică un aminoacid specific. La celălalt capăt se află un triplet de nucleotide de care este atașat un aminoacid. Fiecare aminoacid are propriul său ARNt. ARNt transportă aminoacizi la locul sintezei proteinelor, adică. la ribozomi (Fig. 35).

ARN-ul se găsește în nucleol, citoplasmă, ribozomi, mitocondrii și plastide.

ATP - acid adenazin trifosforic. Acidul adenazin trifosforic (ATP) constă dintr-o bază azotată - adenina, zahar - riboza,Și trei resturi de acid fosforic(Fig. 36). Molecula de ATP acumulează o cantitate mare de energie necesară proceselor biochimice care au loc în celulă. Sinteza ATP are loc în mitocondrii. Molecula de ATP este foarte instabilă

chiva și este capabil să despartă una sau două molecule de fosfat cu eliberarea unei cantități mari de energie. Legăturile din molecula de ATP se numesc macroergice.

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

Orez. 35. Structura ARNt.

A, B, C și D - secțiuni ale unui compus complementar în cadrul unui lanț de ARN; D - situsul (centrul activ) al compusului cu aminoacidul; E - locul conexiunii complementare cu o moleculă.

Orez. 36.Structura ATP și conversia sa în ADP.

Întrebări pentru autocontrol

1. Ce substanțe din celulă sunt clasificate drept anorganice?

2. Ce substanțe din celulă sunt clasificate ca organice?

3. Ce este un monomer carbohidrat?

4. Care este structura carbohidraților?

5. Ce funcții îndeplinesc carbohidrații?

6. Care este monomerul grăsimilor?

7. Care este structura grăsimilor?

8. Care sunt funcțiile grăsimilor?

9. Ce este un monomer proteic? 10. Care este structura proteinelor? 11. Ce structuri au proteinele?

12. Ce se întâmplă în timpul denaturarii unei molecule de proteine?

13. Care sunt funcțiile proteinelor?

14. Ce acizi nucleici sunt cunoscuți?

15. Ce este un monomer de acid nucleic?

16. Ce este inclus în nucleotida ADN?

17. Care este structura unei nucleotide ARN?

18. Care este structura unei molecule de ADN?

19. Ce funcții îndeplinește molecula de ADN?

20. Care este structura ARNr?

21. Care este structura ARNm?

22. Care este structura ARNt?

23. Care sunt funcțiile acizilor ribonucleici?

24. Care este structura ATP?

25. Ce funcții îndeplinește ATP în celulă?

Cuvinte cheie ale subiectului „Compoziția chimică a celulelor”

baza azotata a albuminei

grupa de aminoacizi a unui aminoacid

compuși amfoteri

anticodon

bacterii

veverite

activitate biologică catalizator biologic

reactii biochimice

boala

substante

specificitatea speciei

vitamine

apă

legături de hidrogen structură secundară producerea de anticorpi căldură galactoză hexoze hemoglobină heparină

compuși hidrofobi

glicogen

glicozide

glicoproteine

glicerol

globulă

globuline

glucoză

hormoni

guanina

dizaharidă de denaturare a dezoxiribozei cu dublu helix

stare disociată

ADN

unitate de informație organism viu activitate vitală animală acizi grași țesut adipos substanțe asemănătoare grăsimilor grăsimi

stoc nutrienți exces

specificul individual

sursa de energie

picături

grupare carboxil

calitatea acidului

codonul peretelui celular

fluctuatia temperaturii

cantitate

complementaritatea

produse finale

oase

amidon

lactoză

tratament

lipoproteinele

macronutrienți

legături macroergice

maltoză

greutate

membrana celulara

oligoelemente

saruri minerale

miozina

mitocondriile

moleculă

zahăr din lapte

monomer

monozaharidă

mucopolizaharide

mucoproteine

deficiență de informații ereditare

substante anorganice tesutul nervos acizi nucleici nucleoproteine ​​metabolismul nucleotidelor procese metabolice substante organice pentoze

legături peptidice structura primară fructe de transfer de oxigen

țesut subcutanat

polizaharidă polimerică

membrană semi-permeabilă

Ordin

o pierdere

pătrunderea apei

la sută

radical

distrugere

descompunere

solvent

plantă

Despică

reactie de condensare

renaturare

riboza

ribonuclează

ribozom

ARN

zahăr

coagularea sângelui

stat liber

stare legată

semințe

inima

sinteza proteinei

strat

salivă

proteine ​​contractile

structura

substrat

conductivitate termică

tetroză timină

specificitatea tisulară

structura tertiara

shamrock

trioze

triplet

carbohidrați din trestie de zahăr

ultramicroelemente

uracil

complot

enzime

fibrinogen

formulă

fotosinteza acidului fosforic funcția fructoză

elemente chimice

cloroplaste

cromozom

celuloză

lanţ

citozină

citoplasmă

bilă cu structură cuaternară

glanda tiroida

elemente

miez

O celulă este o unitate elementară a unui lucru viu care are toate caracteristicile unui organism: capacitatea de a se reproduce, de a crește, de a schimba substanțe și energie cu mediul înconjurător, iritabilitate și constanța compoziției chimice.
Macronutrienți - elemente, a căror cantitate în celulă este de până la 0,001% din greutatea corporală. Exemple sunt oxigen, carbon, azot, fosfor, hidrogen, sulf, fier, sodiu, calciu etc.
Oligoelemente - elemente, a căror cantitate în celulă este de la 0,001% la 0,000001% din greutatea corporală. Exemple sunt borul, cuprul, cobaltul, zincul, iodul etc.
Ultramicroelementele sunt elemente al căror conținut în celulă nu depășește 0,000001% din greutatea corporală. Exemple sunt aurul, mercurul, cesiul, seleniul etc.

2. Realizați o diagramă a „Substanțelor celulare”.

3. Despre ce vorbește fapt științific asemănări elementare compoziție chimică natura animată și neînsuflețită?
Acest lucru indică comunitatea naturii animate și neînsuflețite.

substanțe anorganice. Rolul apei și al mineralelor în viața celulei.
1. Dați definiții conceptelor.
Substanțele anorganice sunt apa, sărurile minerale, acizii, anionii și cationii prezenți atât în ​​organismele vii, cât și în cele nevii.
Apa este una dintre cele mai comune substanțe anorganice din natură, a cărei moleculă este formată din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen.

2. Desenați o diagramă a structurii apei.

3. Ce caracteristici ale structurii moleculelor de apă îi conferă proprietăți unice fara de care viata este imposibila?
Structura moleculei de apă este formată din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen, care formează un dipol, adică apa are două polarități „+” și „-”.Acest lucru contribuie la permeabilitatea ei prin pereții membranei, capacitatea de a dizolva substanțe chimice. În plus, dipolii de apă sunt legați de hidrogen între ei, ceea ce îi asigură capacitatea de a fi în diverse stări de agregare, precum și de a dizolva sau nu diferite substanțe.

4. Completați tabelul „Rolul apei și al mineralelor în celulă”.

5. Care este sensul constanței relative mediu intern celulelor în asigurarea proceselor activității sale vitale?
Constanța mediului intern al celulei se numește homeostază. Încălcarea homeostaziei duce la deteriorarea celulei sau la moartea acesteia, metabolismul plastic și metabolismul energetic au loc în mod constant în celulă, acestea sunt două componente ale metabolismului, iar încălcarea acestui proces duce la deteriorarea sau moartea întregului organism.

6. Care este scopul sistemelor tampon ale organismelor vii și care este principiul funcționării lor?
Sistemele tampon mențin o anumită valoare a pH-ului (indicele de aciditate) a mediului în fluidele biologice. Principiul de funcționare este că pH-ul mediului depinde de concentrația de protoni din acest mediu (H+). Sistemul tampon este capabil să absoarbă sau să doneze protoni în funcție de intrarea lor în mediu din exterior sau, dimpotrivă, de îndepărtarea din mediu, în timp ce pH-ul nu se va modifica. Prezența sistemelor tampon este necesară într-un organism viu, deoarece pH-ul se poate schimba foarte mult datorită modificărilor condițiilor de mediu, iar majoritatea enzimelor funcționează numai la o anumită valoare a pH-ului.
Exemple de sisteme tampon:
carbonat-hidrocarbonat (amestec de Na2CO3 și NaHCO3)
fosfat (un amestec de K2HPO4 și KH2PO4).

materie organică. Rolul carbohidraților, lipidelor și proteinelor în viața celulei.
1. Dați definiții conceptelor.
Substanțele organice sunt substanțe care includ în mod necesar carbonul; fac parte din organismele vii și se formează numai cu participarea lor.
Proteinele sunt substanțe organice cu molecul înalt, constând din alfa-aminoacizi legați într-un lanț printr-o legătură peptidică.
Lipidele sunt un grup larg de compuși organici naturali, inclusiv grăsimi și substanțe asemănătoare grăsimilor. Moleculele lipide simple constau din alcool și acizi grași, lipidele complexe constau din alcool, acizi grași cu greutate moleculară mare și alte componente.
Carbohidrații sunt substanțe organice care conțin carbonil și mai multe grupări hidroxil și sunt altfel numite zaharuri.

2. Introduceți în tabel informațiile care lipsesc „Structura și funcțiile substanțelor organice ale celulei”.

3. Ce se înțelege prin denaturarea proteinelor?
Denaturarea proteinelor este pierderea structurii naturale a unei proteine.

Acizi nucleici, ATP și altele compusi organici celule.
1. Dați definiții conceptelor.
Acizii nucleici sunt biopolimeri formați din monomeri - nucleotide.
ATP este un compus compus din baza azotată adenină, un carbohidrat de riboză și trei resturi de acid fosforic.
O nucleotidă este un monomer de acid nucleic care constă dintr-o grupă fosfat, un zahăr cu cinci atomi de carbon (pentoză) și o bază azotată.
O legătură macroergică este o legătură între resturile de acid fosforic din ATP.
Complementaritatea este corespondența reciprocă spațială a nucleotidelor.

2. Demonstrați că acizii nucleici sunt biopolimeri.
Acizii nucleici sunt formați dintr-un număr mare de nucleotide care se repetă și au o masă de la 10.000 la câteva milioane de unități de carbon.

3. Descrieți caracteristicile structurale ale moleculei de nucleotide.
O nucleotidă este un compus din trei componente: un reziduu de acid fosforic, un zahăr cu cinci atomi de carbon (riboză) și unul dintre compușii azotați (adenină, guanină, citozină, timină sau uracil).

4. Care este structura unei molecule de ADN?
ADN-ul este o dublă helix constând din multe nucleotide care sunt conectate secvenţial între ele datorită legăturilor covalente dintre deoxiriboza uneia şi restul de acid fosforic al altei nucleotide. Bazele azotate, care sunt situate pe o parte a coloanei vertebrale a unui lanț, sunt conectate prin legături H cu bazele azotate ale celui de-al doilea lanț conform principiului complementarității.

5. Folosind principiul complementarității, construiți a doua catenă de ADN.
T-A-T-C-A-G-A-C-C-T-A-C
A-T-A-G-T-C-T-G-G-A-T-G.

6. Care sunt principalele funcții ale ADN-ului într-o celulă?
Cu ajutorul a patru tipuri de nucleotide din ADN, sunt înregistrate toate informațiile importante dintr-o celulă despre un organism, care sunt transmise generațiilor ulterioare.

7. Cum diferă o moleculă de ARN de o moleculă de ADN?
ARN-ul este o singură catenă mai mică decât ADN-ul. Nucleotidele conțin zahăr riboză, nu deoxiriboză, ca în ADN. Baza azotată, în loc de timină, este uracil.

8. Ce este comun în structura moleculelor de ADN și ARN?
Atât ARN-ul, cât și ADN-ul sunt biopolimeri formați din nucleotide. În nucleotide, structura comună este prezența unui reziduu de acid fosforic și a bazelor adenină, guanină și citozină.

9. Completați tabelul „Tipuri de ARN și funcțiile lor în celulă”.

10. Ce este ATP? Care este rolul său în celulă?
ATP - adenozin trifosfat, compus macroergic. Funcțiile sale sunt păstrătorul universal și purtător de energie în celulă.

11. Care este structura moleculei de ATP?
ATP este format din trei resturi de acid fosforic, riboză și adenină.

12. Ce sunt vitaminele? Pentru care doi grupuri mari se impart?
Vitaminele sunt compuși organici activi biologic care joacă un rol important în procesele metabolice. Ele sunt împărțite în solubile în apă (C, B1, B2 etc.) și solubile în grăsimi (A, E etc.).

13. Completați tabelul „Vitaminele și rolul lor în corpul uman”.

Apă. Dintre substanțele anorganice care alcătuiesc celula, apa este cea mai importantă. Cantitatea sa este de la 60 la 95% din masa totală a celulei. 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 a sistemelor biologice, îndeplinește următoarele funcții importante:

1. Apă- solvent universal pentru substanțele polare, cum ar fi săruri, zaharuri, alcooli, acizi etc. Substanțele care sunt foarte solubile în apă se numesc hidrofil. 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 în soluții 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.
2. 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 hidrofob. 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.
3. Apa are un specific ridicat capacitate termică. 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 este diferită conductivitate termică ridicată, care permite corpului să mențină aceeași temperatură pe tot volumul său.
4. Apa este caracterizată înalt căldură de vaporizare, T. Adică, capacitatea moleculelor de a transporta cu ele o cantitate semnificativă de căldură 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.
5. Apa este exclusiv tensiune superficială ridicată. Această proprietate este foarte importantă pentru procesele de adsorbție, pentru deplasarea soluțiilor prin țesuturi (circulația sanguină, curenți ascendenți și descendenți în plante). Pentru multe organisme mici, tensiunea superficială le permite să plutească sau să alunece pe suprafața apei.
6. Apa oferă mișcarea substanțelorîn celulă și organism, absorbția substanțelor și excreția produselor metabolice.
7. La plante, apa determină turgență celule, iar la unele animale efectuează functii suport fiind un schelet hidrostatic (rotund și anelide, echinoderme).
8. Apa este o parte integrantă fluide lubrifiante(sinovială - în articulațiile vertebratelor, pleurală - în cavitatea pleurală, pericardică - în sacul pericardic) și slime(facilitați circulația substanțelor prin intestine, creați un mediu umed pe membranele mucoase tractului respirator). Face parte din salivă, bilă, lacrimi, spermatozoizi etc.

saruri minerale. Substanțe anorganice din celulă, altele decât apa, precspavlevy săruri minerale. Moleculele de săruri dintr-o soluție apoasă se descompun în cationi și anioni. Cea mai mare valoare au cationi (K +, Na +, Ca 2+, Mg: +, NH 4 +) și anioni (C1, H 2 P0 4 -, HP0 4 2-, HC0 3 -, NO3 2--, SO 4 2- ) Nu numai conținutul, ci și raportul ionilor din celulă este esențial.

Diferența dintre numărul de cationi și anioni de la suprafață și din interiorul celulei asigură apariția potential de actiune, ceea ce stă la baza apariţiei excitaţiei nervoase şi musculare. Diferența de concentrație a ionilor pe diferite părți ale membranei se datorează transferului activ de substanțe prin membrană, precum și conversiei energiei.

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

2.3.1. Substante anorganice ale celulei

Celula conține aproximativ 70 de elemente. sistem periodic elemente ale 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:

macronutrienți– 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 reacțiile biochimice au loc 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 un mare căldura specifică. 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.

Funcțiile biologice ale apei. 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. baza de apa au si secrete secretate de anumite glande si organe: saliva, lacrimi, bila, 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, acizilor 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. Conducerea unui impuls nervos este asigurată 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 de elemente chimice care trebuie să facă parte din proteine

A7. Pacienților cu hipotiroidism li se administrează 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. Ce proprietăți fizice ale apei determină semnificația ei biologică?

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (VK) a autorului TSB

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (IN) a autorului TSB

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (KA) a autorului TSB

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (NU) a autorului TSB

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (PL) a autorului TSB

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (PO) a autorului TSB

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (ST) a autorului TSB

Din carte Poveste scurta aproape totul în lume de Bryson Bill

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

Din cartea Ghid de buzunar teste medicale autor Rudnițki Leonid Vitalievici

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

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

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 compoziției lor chimice

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

2.3.2. Materia organică a celulei. 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 cartea Enciclopedia Dr. Myasnikov despre cele mai importante autor Miasnikov Alexandru Leonidovici

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 autorului

Din cartea autorului

Din cartea autorului

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