Какой химический состав клетки

Химическая организация клетки

какой химический состав клетки

Химическая организация клетки — совокупность всех веществ, входящих в состав клетки. В состав клетки входит большое количество химических элементов Периодической системы, из которых 86 постоянно присутствуют, 25 необходимы для нормальной жизнедеятельности организма, а 16—18 из них абсолютно необходимы[1][2].

Органогены (биоэлементы)[ | ]

Органогены — химические элементы, входящие в состав всех органических соединений и составляющие около 98% массы клетки[1].

Элемент%содержаниеФункция
Кислород 65—75 Входит в состав большинства органических веществ клетки. Образуется в ходе фотосинтеза при фотолизе воды. Для аэробных организмов служит окислителем в ходе клеточного дыхания, обеспечивая клетки энергией. В наибольших количествах в живых клетках содержится в составе воды.
Углерод 15—18 Входит в состав всех органических веществ; скелет из атомов углерода составляет их основу. Кроме того, в виде CO2 фиксируется в процессе фотосинтеза и выделяется в ходе дыхания, в виде CO (в низких концентрациях) участвует в регуляции клеточных функций, в виде CaCO3 входит в состав минеральных скелетов.
Водород 8—10 Входит в состав всех органических веществ клетки. В наибольших количествах содержится в составе воды. Некоторые бактерии окисляют молекулярный водород для получения энергии.
Азот 2—3 Входит в состав аминокислот, белков (в том числе ферментов и гемоглобина), нуклеиновых кислот, хлорофилла, некоторых витаминов.

Макроэлементы[ | ]

Элементы, представленные в клетке в меньшем количестве — десятые и сотые доли процента[1].

Элемент%содержаниеФункция
Кальций 0,04—2,00 Содержится в мембране клетки, межклеточном веществе и костях. Участвует в регуляции внутриклеточных процессов, поддержания мембранного потенциала, передаче нервных импульсов, необходим для мышечного сокращения и экзоцитоза. Нерастворимые соли кальция участвуют в формировании костей и зубов позвоночных и минеральных скелетов беспозвоночных.
Фосфор 0,2—1,0 Входит в состав АТФ в виде остатка фосфорной кислоты (PO43-). Содержится в костной ткани и зубной эмали (в виде минеральных солей), а также присутствует в цитоплазме и межклеточных жидкостях (в виде фосфат-ионов).
Калий 0,15—0,4 Участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, регуляции сокращения сердечной мышцы. Содержится в межклеточных веществах. Участвует в фотосинтезе.
Сера 0,15—0,2 Содержится в некоторых аминокислотах, ферментах, тиамине. В небольших количествах присутствует в виде сульфат-иона в цитоплазме клеток и межклеточных жидкостях.
Хлор 0,05—0,1 Участвует в формировании осмотического потенциала плазмы крови и других жидкостей в виде аниона. Содержится в желудочном соке.
Натрий 0,02—0,03 Участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, процессах осморегуляции(в том числе в работе почек у человека) и создании буферной системы крови.
Магний 0,02—0,03 Кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК; поддерживает целостность рибосом и митохондрий, входит в состав хлорофилла. В животных клетках необходим для функционирования мышечных и костных систем.

Микроэлементы[ | ]

К микроэлементам, составляющим от 0,001 % до 0,000001 % массы тела живых существ, относят ванадий, германий, йод (входит в состав тироксина, гормона щитовидной железы), кобальт (витамин В12), марганец, никель, рутений, селен, фтор (зубная эмаль), медь, хром, цинк, молибден (участвует в связывании атмосферного азота), бор (влияет на ростковые процессы у растений).

Ультрамикроэлементы[ | ]

Ультрамикроэлементы составляют менее 0,000001 % в организмах живых существ, к ним относят золото, серебро, которые оказывают бактерицидное воздействие, ртуть, подавляющую обратное всасывание воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты. Также к ультрамикроэлементам относят платину и цезий, бериллий, селен, радий и уран. Функции ультрамикроэлементов ещё малопонятны.

Вода[ | ]

Основная статья: Роль воды в клетке

Вода является универсальным растворителем органических и неорганических веществ; она служит резервуаром для всех биохимических реакций клетки. При участии воды происходит теплорегуляция[3][4].

Литература[ | ]

  • Билич Г. Л., Крыжановский В. А. Биология. Полный курс: В 4 т. — издание 5-е, дополненное и переработанное. — Оникс, 2009. — С. 20. — 864 с. — ISBN 978-5-488-02311-6.
  • Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: в 3т. — Мир, 1993. — Т. 1. — С. 105—112. — 456 с. — ISBN 5-03-003685-7.

Источник: https://encyclopaedia.bid/%D0%B2%D0%B8%D0%BA%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%8F/%D0%A5%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%B2_%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BA%D0%B8

Химический состав клеток

какой химический состав клетки

Клетка

Сточки зрения концепции живых систем поА. Ленинджеру.

  1. Живая клетка – это способная к саморегуляции и самовоспроизведению изотермическая система органических молекул, извлекающая энергию и ресурсы из окружающей среды.

  2. В клетке протекает большое количество последовательных реакций, скорость которых регулируется самой клеткой.

  3. Клетка поддерживает себя в стационарном динамическом состоянии, далеком от равновесия с окружающей средой.

  4. Клетки функционируют по принципу минимального расхода компонентов и процессов.

Т.о.клетка – элементарная живая открытаясистема, способная к самостоятельномусуществованию, воспроизведению иразвитию. Она является элементарнойструктурно-функциональной единицейвсех живых организмов.

Из110 элементов периодической системыМенделеева в организме человекаобнаружено 86 постоянно присутствующих. 25 из них необходимы для нормальнойжизнедеятельности, причем 18 из нихнеобходимы абсолютно, а 7 — полезны. Всоответствии с процентным содержаниемв клетке химические элементы делят натри группы:

  1. Макроэлементы Основные элементы (органогены) – водород, углерод, кислород, азот. Их концентрация: 98 – 99,9 %. Они являются универсальными компонентами органических соединений клетки.

  2. Микроэлементы – натрий, магний, фосфор, сера, хлор, калий, кальций, железо. Их концентрация 0,1%.

  3. Ультрамикроэлементы – бор, кремний, ванадий, марганец, кобальт, медь, цинк, молибден, селен, йод, бром, фтор. Они влияют на обмен веществ. Их отсутствие является причиной заболеваний (цинк — сахарный диабет, иод — эндемический зоб, железо — злокачественная анемия и т.д.).

Современноймедицине известны факты отрицательноговзаимодействия витаминов и минералов:

  • Цинк снижает усвоение меди и конкурирует за усвоение с железом и кальцием; (а дефицит цинка вызывает ослабление иммунной системы, ряд патологических состояний со стороны желез внутренней секреции).
  • Кальций и железо снижают усвоение марганца;
  • Витамин Е плохо совмещается с железом, а витамин С – с витаминами группы В.

Положительноевзаимовлияние:

  • Витамин Е и селен, а также кальций и витамин К действуют синергично;
  • Для усвоения кальция необходим витамин Д;
  • Медь способствует усвоению и повышает эффективность использования железа в организме.

Неорганические компоненты клетки

Вода– важнейшая составная часть клетки,универсальная дисперсионная средаживой материи. Активные клетки наземныхорганизмов состоят на 60 – 95% из воды. Впокоящихся клетках и тканях (семена,споры) воды 10 — 20%.

Вода в клетке находитсяв двух формах – свободной и связаннойс клеточными коллоидами. Свободная водаявляется растворителем и дисперсионнойсредой коллоидной системы протоплазмы.Ее 95%.

Связанная вода (4 – 5 %) всей водыклетки образует непрочные водородныеи гидроксильные связи с белками.

Свойства воды:

  1. Вода – естественный растворитель для минеральных ионов и других веществ.

  2. Вода – дисперсионная фаза коллоидной системы протоплазмы.

  3. Вода является средой для реакций метаболизма клетки, т.к. физиологические процессы происходят в исключительно водной среде. Обеспечивает реакции гидролиза, гидратации, набухания.

  4. Участвует во многих ферментативных реакциях клетки и образуется в процессе обмена веществ.

  5. Вода – источник ионов водорода при фотосинтезе у растений.

Биологическое значение воды:

  1. Большинство биохимических реакций идет только в водном растворе, многие вещества поступают и выводятся из клеток в растворенном виде. Это характеризует транспортную функцию воды.

  2. Вода обеспечивает реакции гидролиза – расщепление белков, жиров, углеводов под действием воды.

  3. Благодаря большой теплоте испарения происходит охлаждение организма. Например, потоотделение у человека или транспирация у растений.

  4. Большая теплоемкость и теплопроводность воды способствует равномерному распределению тепла в клетке.

  5. Благодаря силам адгезии (вода – почва) и когезии (вода – вода) вода обладает свойством капиллярности.

  6. Несжимаемость воды определяет напряженное состояние клеточных стенок (тургор), гидростатический скелет у круглых червей.

Соседние файлы в папке лекции биология

Источник: https://studfile.net/preview/2854557/

Какие химические элементы входят в состав клетки? Роль и функции химических элементов, входящих в состав клетки

какой химический состав клетки

Сегодня обнаружено и выделено в чистом виде много химических элементов таблицы Менделеева, а пятая их часть встречается в каждом живом организме. Они, подобно кирпичикам, являются главными составляющими органических и неорганических веществ.

Какие химические элементы входят в состав клетки, по биологии каких веществ можно судить об их наличии в организме — все это мы рассмотрим далее в статье.

Что такое постоянство химического состава

Для соблюдения стабильности в организме каждая клетка должна поддерживать концентрацию каждой своей составляющей на постоянном уровне. Этот уровень определяется видовой принадлежностью, средой обитания, экологическими факторами.

Чтобы ответить на вопрос, какие химические элементы входят в состав клетки, необходимо четко понимать, что в составе любого вещества находятся какие-либо из составляющих таблицы Менделеева.

Порой идет речь о сотых и тысячных долях процента содержания определенного элемента в клетке, но при этом изменение названного числа хотя бы на тысячную часть уже может нести серьезные последствия для организма.

Из 118 химических элементов периодической системы в клетке человека должно быть как минимум 24. Нет таких составляющих, которые встречались бы в живом организме, но не входили в состав неживых объектов природы. Этот факт подтверждает тесную связь между живым и неживым в экосистеме.

Так какие химические элементы входят в состав клетки? Их роль в жизнедеятельности организма, следует заметить, напрямую зависит от частоты встречаемости и концентрации их в цитоплазме. Однако, несмотря на разное содержание элементов в клетке, значимость каждого из них в равной степени высока. Дефицит любого из них может привести к пагубному воздействию на организм, отключив из метаболизма важнейшие биохимические реакции.

Перечисляя, какие химические элементы входят в состав клетки человека, нужно упомянуть три основных вида, которые мы рассмотрим далее:

  1. Основные биогенные.
  2. Макроэлементы.
  3. Микроэлементы.

Основные биогенные элементы клетки

Неудивительно, что элементы О, С, Н, N относятся к биогенным, ведь именно они образуют все органические и многие неорганические вещества. Невозможно представить белки, жиры, углеводы или нукленовые кислоты без этих важнейших для организма составляющих.

Функция этих элементов определила их высокое содержание в организме. На их долю в совокупности приходится 98% от всей сухой массы тела. В чем еще может проявляться активность этих ферментов?

  1. Кислород. Его содержание в клетке около 62% от общей сухой массы. Функции: построение органических и неорганических веществ, участие в цепи дыхания;
  2. Углерод. Его содержание достигает 20%. Основная функция: входит в состав всех органических соединений;
  3. Водород. Его концентрация принимает значение в 10%. Кроме того, что этот элемент является составляющей органических веществ и воды, он также учавствует в преобразованиях энергии;
  4. Азот. Количество не превышает 3-5%. Его основная роль – это образование аминокислот, нуклеиновых кислот, АТФ, многих витаминов, гемоглобина, гемоцианина, хлорофилла.

Вот какие химические элементы входят в состав клетки и образуют большинство необходимых для нормальной жизнедеятельности веществ.

Значение макроэлементов

Макроэлементы также помогут подсказать, какие химические элементы входят в состав клетки. Из курса биологии становится понятно, что, кроме основных, 2% сухой массы составляют другие составляющие периодической таблицы. И к макроэлементам относятся те из них, содержание которых не ниже 0,01%. Их основные функции представлены в виде таблицы.

Элемент в % Функции
Кальций (Са) 2,5 Отвечает за сокращение мышечных волокон, входит в состав пектина, костей и зубов. Усиливает свертываемость крови.
Фосфор (Р) 1 Входит в состав важнейшего источника энергии – АТФ.
Сера (S) 0,25 Участвует в образовании дисульфидных мостиков при сворачивании белка в третичную структуру. Входит в состав цистеина и метионина, некоторых витаминов.
Калий (К) 0,25 Ионы калия участвуют в активном транспорте клетки, а также влияют на потенциал мембраны.
Хлор 0,2 Главный анион организма
Натрий (Na) 0,1 Аналог калия, участвующий в тех же процессах.
Магний (Mg) 0,07 Ионы магния – это регуляторы процесса репликации ДНК. В центре молекулы хлорофилла также распологается атом магния.
Железо 0,01 Участвует в транспорте электронов по ЭТЦ дыхания и фотосинтеза, является структурным звеном миоглобина, гемоглобина и многих ферментов.

Надеемся, из перечисленного несложно определить, какие химические элементы входят в состав клетки и относятся к макроэлементам.

Микроэлементы

Есть и такие составляющие клетки, без которых организм не может нормально функционировать, однако их содержание всегда меньше 0,01%. Давайте определим, какие химические элементы входят в состав клетки и относятся к группе микроэлементов.

Элемент в % Функции
Цинк (Zn) 0,003 Входит в состав ферментов ДНК- и РНК-полимераз, а также многих гормонов (например, инсулин).
Медь (Cu) 0,002 Участвует в процессах фотосинтеза, синтеза гемоглобина, входит в состав гемоцианина и некоторых ферментов.
Йод (I) 0,001 Является структурной составляющей гормонов Т3 и Т4 щитовидной железы
Марганец (Mn) менее 0,001 Входит в состав ферментов, костей. Участвует в азотфиксации у бактерий
Бор (В) менее 0,001 Влияет на процесс роста растений.
Фтор (F) 0,0001 Входит в состав костей и эмали зубов.

Органические и неорганические вещества

Кроме перечисленных, еще какие химические элементы входят в состав клетки? Ответы можно найти, просто изучив строение большинства веществ организма. Среди них выделяют молекулы органического и неорганического происхождения, и каждая из этих групп имеет в составе фиксированный набор элементов.

Основные классы органических веществ — это белки, нуклеиновые кислоты, жиры и углеводы. Они построены полностью из основных биогенных элементов: скелет молекулы всегда образован углеродом, а водород, кислород и азот входят в состав радикалов.

У животных доминирующим классом являются белки, а у растений – полисахариды.

Неорганические вещества – это все минеральные соли и, конечно же, вода. Среди всей неорганики в клетке больше всего Н2О, в которой растворены остальные вещества.

Все сказанное выше поможет вам определить, какие химические элементы входят в состав клетки, и их функции в организме больше не будут для вас загадкой.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как поставить двигатель на ваз 2109

Источник: https://FB.ru/article/244742/kakie-himicheskie-elementyi-vhodyat-v-sostav-kletki-rol-i-funktsii-himicheskih-elementov-vhodyaschih-v-sostav-kletki

Химический состав клетки

Химические элементы в составе клетки. Как вам известно из курса химии, молекулы любых веществ построены из атомов химических элементов (см. Периодическую систему химических элементов Д. Менделеева).

Неорганические вещества составляют большую часть массы клетки, причем на воду приходится 85%, а на минеральные соли — лишь 1,5%. Особое значение имеет вода. Основные функции воды в организме: важнейший растворитель и среда для биохимических реакций; химически активное вещество; терморегулятор организма; компонент транспортной системы организма; входит в состав внутренних жидкостей организма; компонент опорной системы организма.

Минеральные соли и различные ионы неорганических соединений является обязательной составляющей любого организма. Благодаря их наличию осуществляется раздражительность и регуляция скорости обменных процессов, они являются составляющими многих важных веществ. У животных они отвечают за проведение нервных импульсов и сокращение мышечных клеток, формируют скелет, осуществляют соединения клеток.

Химические элементы, содержащиеся в клетках живых организмах, в биологии в соответствии с их количеством разделяют на две группы: макроэлементы и микроэлементы.

Макроэлементы

Группу макроэлементов составляют 12 самых распространенных в живых организмах химических элементов. Доля каждого из них в клетке составляет не менее 0,01%, а их наличие является одним из условий ее жизнедеятельности.

Особенно значительно содержание в клетке кислорода (О), углерода (С), водорода (Н), азота (N). На них приходится 98% массы клетки.

Водород и кислород образуют воду, углерод является непременным компонентом всех органических соединений, а азот — обязательная составляющая белков и нуклеиновых кислот.

Содержимое остальных восьми макроэлементов: калия (К), серы (S), фосфора (Р), хлора (Cl), магния (Мg), кальция (Са), натрия (Na), железа (Fe) — измеряется десятыми и сотыми долями процента. Их общая удельная масса составляет 1,9%.

В отличие от четырех наиболее распространенных универсальных макроэлементов, они выполняют лишь отдельные функции.

Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, сера является частью белков, железо содержится в гемоглобине, магний в хлорофилле, а кальций — основной элемент неорганических веществ, образующих костную ткань.

Вода в составе клетки

Вода — самая большая по абсолютной массой соединение клетки. Молекула воды Н2O состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Это самое распространенное и самое важное неорганическое соединение на Земле.

Подсчитано, что вода составляет 85% общей массы среднестатистической клетки всех живых существ, хотя в клетках человека на воду приходится лишь около 64%.

Однако содержимое воды в разных клетках человека может существенно колебаться от 10% в клетках эмали зубов до 90% в клетках зародыша.

Молодые клетки всегда содержат воды больше, чем старые. Так, в клетках младенца вода составляет 86%, а в клетках пожилого возраста — лишь 50%.

Вода имеет уникальные свойства, обусловленные структурой ее поляризованной молекулы, которая имеет форму равнобедреного треугольника, в вершинах основы которого расположены положительно заряженные атомы водорода, а в третьей вершине содержится отрицательный атом кислорода.

Когда электроположительный атом водорода одной молекулы воды оказывается рядом с электроотрицательным атомом кислорода другой молекулы, то между ними возникают водородные связи, которые имеют определенную длину и направленность, а потому соединенные между собой молекулы воды образуют упорядоченную решетку.

Кристаллическая структура льда обусловлена ​​четырьмя водородными связями на одну молекулу воды (две образованные двумя атомами Н и две — одним атомом О).

Основные функции воды в организме

Полярное строение молекулы воды объясняет ее свойства как растворителя. Молекулы воды вступают во взаимодействие с химическими веществами, атомы которых имеют электростатические связи, и раскладывают их на анионы и катионы, что приводит к протеканию химических реакций. Именно поэтому многие химические реакции происходят только в водном растворе.

Вода — это химически активное вещество, которое вступает в реакцию гидролиза (от греч. Гидро — вода и Лизис — распад). Эта реакция лежит в основе многих процессов, происходящих в живых организмах, и прежде всего с ее участием происходит разложение огромных биологических молекул.

Молекулы воды также являются непосредственными составляющими реакций биологического синтеза, в частности благодаря реакции 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2, в клетках растений образуются органические вещества (C6H12O6 — глюкоза) и выделяется кислород (O2) т.е. происходит фотосинтез.

Вода — важнейшая терморегулирующее вещество организма, что обусловлено ее чрезвычайно высокой теплоемкостью Это объясняют тем, что часть тепловой энергии расходуется на разрушение водородных связей — преодоление сил сцепления между молекулами воды, предотвращает перегрев организма. Благодаря высокой теплоемкости воды биохимические реакции в клетках происходят в установившемся диапазоне температур.

Высокая теплота испарения воды позволяет регулировать температуру тела у млекопитающих во время потоотделения и охлаждать поверхность листьев у растений.

Вода входит в состав крови, лимфы и тканевой жидкости, которая образуется из плазмы крови, содержащей 90% воды. Тканевая жидкость заполняет межклеточные пространства тканей и органов животных и человека.

Кровь является транспортом кислорода, питательных веществ, продуктов распада, углекислого газа, гормонов, ферментов, витаминов и др. Суставная жидкость, в состав которой тоже входит вода, уменьшает трение между костями и облегчает скольжения головки одной кости в суставной впадине другой.

Вода служит средой для транспортировки растворенных веществ внутри растительного организма. Благодаря силам поверхностного натяжения вода тонкими ведущими сосудами древесины поднимается на высоту в десятки метров.

Благодаря явлениям осмоса и тургора вода обеспечивает упругое состояние взрослых клеток и является опорой организма не только у растений, но и у некоторых животных, в частности, у круглых и кольчатых червей форма тела поддерживается благодаря так называемому гидроскелету.

Воде присуще поверхностное натяжение, и поэтому капля воды пытается приобрести форму, максимально близкой к сферической. Именно благодаря силе связей между молекулами по поверхности воды могу бегать, например, почти невесомые клопы-водомерки.

Другие неорганические вещества в составе клеток

Непременными компонентами клетки являются соли неорганических (минеральных) кислот. На них приходится не более 1,5% массы клетки. Однако, несмотря на такой «скромный вклад», жизнь без минеральных веществ так же невозможна, как и без воды. В живом организме соли содержатся в водном растворе как в растворенном, так и в твердом состояниях.

Растворимые минеральные соли содержатся в виде катионов — положительно заряженных ионов металлических элементов (К+, Са2+, Мg2+, Fe2+, Zn2+ и другие) и водорода (Н+), а также анионов, основными из которых являются гидроксильная группа (-OH-) и остатки различных кислот (Cl—, SO42+, Н2РО4—, NO3—, HCO3—).

Между анионами и катионами существует соответствующая равновесие (баланс), нарушение которой приводит к функциональным расстройствам в клетке. Значение имеет также концентрация минеральных веществ — от этого зависят физические и химические свойства цитоплазмы (жидкого содержимого клетки).

Катионы K+, Na+, Ca2+ обеспечивают универсальное свойство живой материи — раздражимость, поддерживают осмотическое давление в клетке. В организме человека они обеспечивают проведение нервных сигналов, стимулируют синтез определенных гормонов.

К тому же ионы K+ и Na+ участвуют в универсальном механизме транспортировки различных соединений в клетку и их выведение за ее пределы.

Ионы Ca2+ входят в состав межклеточного вещества, которое обеспечивает скрепление клеток и упорядоченность их расположения.

Наличие иона Ca2+ предопределяет сокращение мышц. Катион Mg2+ входит в состав молекулы хлорофилла, он активизирует химические реакции, является составляющей многих ферментов, содержится в костях и зубах. Fe2+ входит в состав гемоглобина, хрусталика и роговицы глаза.

Важную роль в организмах разных видов живых существ играют анионы ортофосфорной кислоты H2PO4— и HPO42-, которые обусловливают способность клетки поддерживать нейтральное состояние своей среды, при котором цитоплазма не имеет ни кислотных, ни щелочных свойств.

Нерастворимые минеральные соли также является неотъемлемым компонентом всех опорных структур животных. При этом ключевым веществом является кальций ортофосфат Ca3(PO4)2 — составляющая межклеточного «цемента», который обеспечивает соединение клеток в ткани. Кроме того, он непременно содержится в скелете, в частности в костях позвоночных животных и в раковинах моллюсков.

Источник: http://biologichka.ru/biology/himicheskij-sostav-kletki.html

§ 8. Химический состав клетки

1.Что такое химический элемент?

Все вещества во вселенной состоят из маленьких частиц — атомов. Химическим элементом называют определённый набор атомов, присущих тому или иному веществу. Все атомы химического элемента объединяются в едином порядке, имеют единую массу и единые прочие характеристики.

На сегодняшний момент известно 118 химических элементов. Среди них углерод, азот, кислород, железо, цинк, серебро, золото, ртуть, сера, кальций, магний и другие элементы.

2. Какие органические вещества вам известны?

К органическим веществам относятся белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.

3. Какие вещества называют простыми, а какие — сложными?

К простым химическим веществам относятся вещества, состоящие из атомов только одного химического элемента. Например: кислород, железо, азот, магний, золото, серебро и так далее.

К сложным химическим элементам относятся вещества, состоящие из двух и более видов атомов. Например: вода (состоит из атомов водорода и кислорода), углекислый газ (состоит из атомов углерода и кислорода), поваренная соль (состоит их атомов натрия и хлора) и многие другие.

Вопросы в конце параграфа

1. Каких химических элементов больше всего в клетке? Какую роль в клетке играет вода?

Больше всего в живой клетке находится углерода, водорода, кислорода и азота. На эти вещества приходится 98% массы любой клетки.

Оставшиеся 2% клетки состоят из калия, натрия, кальция, хлора, магния, фосфора, серы и железа.

Роль воды в клетке невероятно высока. Именно вода придаёт клетке упругость, определяет её форму и участвует в обмене веществ. 

2. Какие вещества относят к органическим?

К основным органическим веществам относятся жиры, белки, углеводы и нуклеиновые кислоты. Существуют и другие органические вещества.

3. Каково значение органических веществ в клетке?

У каждого вида органических существ есть своя роль в живой клетке:

  • углеводы придают прочность оболочкам клеток, обеспечивают клетки энергией (она врабатывается в процессе расщепления углеводов) и питательными веществами — крахмалом, сахаром и другими углеводами;
  • белки являются строительным материалом для клеток и клеточных структур и регулируют процессы жизнедеятельности клетки;
  • жиры — это неистощимый источник энергии для клетки, поскольку в процессе их расщепления освобождается достаточно энергии для жизнедеятельности клетки;
  • нуклеиновые кислоты необходимы клетке для сохранения и передачи потомкам наследственной информации. 

Подумайте

Почему клетку сравнивают с «миниатюрной природной лабораторией»?

Несмотря на то, что по размеру живые клетки очень маленькие и рассмотреть их можно только в микроскоп, они действительно являются мощнейшими природными лабораториями. Именно в клетках с веществами происходят удивительные процессы:

  • вещества распадаются на отдельные элементы (расщепляются);
  • отдельные элементы соединяются в новые вещества (синтезируются);
  • передают наследственную информацию новым клеткам;
  • умеют сохранять в равновесии свойства клетки (гомеостаз);
  • а также обладают многими другими свойствами, даже превосходящими возможности обычной химической лаборатории. 

Словарик

Неорганические вещества — это вода и минеральные соли: соль кальция, соль магния, соль фосфора и другие.

Органические вещества: углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты — основные органические вещества, которые входять в состав всех живых клеток и обеспечивают их жизнедеятельности и передачу наследственной информации.

Источник: https://bio-geo.ru/uc-pasechnik-5-8/

Белки

Из всех органических веществ в клетке ведущая роль принадлежит белкам. На долю белков приходится 50-80% сухой массы. Молекулярная масса белков огромна (от десятков тысяч до многих сотен тысяч условных единиц): у белка яйца — альбумина — она составляет 36 000, у гемоглобина — 65 000, а у сократительного белка мышц (актомиозина) — 1 500 000, в то время как у молекулы глюкозы она равна 180.

Молекула белка представляет собой цепь из нескольких десятков или сотен аминокислот, поэтому она имеет огромные размеры и называется макромолекулой (гетерополимером).

Белки наиболее специфичны и важны для организма. Они относятся к непериодическим полимерам. В отличие от других полимеров, их молекулы состоят из сходных, но нетождественных мономеров — 20 аминокислот.

Каждая аминокислота имеет свое название, особое строение и свойство. Их общую формулу можно представить в следующем виде:

Молекула аминокислоты состоит из специфической части — радикала R и части, одинаковой для всех аминокислот, включающей аминогруппу — NH2 с основными свойствами и карбоксильную группу — COOH с кислотными свойствами.

Наличие в одной молекуле кислотной и основной групп обусловливает их высокую реактивность. Через эти группы происходят соединения аминокислот при образовании полимера — белка.

В строении молекул белков различают четыре уровня организации.

Структура белковой молекулы

  1. Первичная структура — полипептидная цепь из аминокислот, связанных в определенной последовательности прочными пептидными связями (возникающими между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой). В результате образуется длинная полипептидная цепь.
  2. Вторичная структура — полипептидная цепь, закрученная в виде спирали. В ней между пептидными связями соседних витков возникают малопрочные водородные связи.
  3. Третичная структура — представляет собой причудливую, но для каждого белка специфическую конфигурацию — глобулу (клубок), в которой переплетаются участки белковой цепи.
  4. Четвертичная структура — типична не для всех белков. Она возникает при соединении нескольких макромолекул, образующих агрегаты. Например, гемоглобин крови представляет агрегат из четырех макромолекул белка.

Такая сложность структуры белковых молекул связана с разнообразием функций, свойственных этим биополимерам.

Нарушение структуры белка называется денатурацией. Она возникает под воздействием высокой температуры, лучистой энергии, химических веществ и других факторов и может быть частично обратимой.

Биологическая роль белков в клетке и во всех жизненных процессах очень велика. Прежде всего, белки — это катализаторы, ускоряющие клеточные реакции в десятки, сотни миллионов раз. Все биокатализаторы (они называются ферментами, или энзимами) — вещества белковой природы.

Строительная функция белков сводится к их участию в формировании всех клеточных органоидов и мембраны.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как прокачать тормоза 2114

Следующая функция белка — сигнальная, обусловленная способностью к обратимым изменениям структуры под влиянием раздражителей, которая лежит в основе важного свойства живого — раздражимости.

Сократительная функция белка состоит в том, что все виды двигательных реакций клетки выполняются особыми сократительными белками мышц.

Транспортная функция белков выражается в способности специфических белков (гемоглобин, альбумин и др.) крови обратимо соединяться с органическими и неорганическими веществами и доставлять их в разные органы и ткани.

Белки выполняют и защитную функцию. В организме в ответ на проникновение в него чужеродных веществ вырабатываются антитела — особые белки, которые нейтрализуют, обезвреживают чужеродные белки. Белки при расщеплении в клетке до аминокислот выделяют энергию, необходимую для жизненных процессов в клетке.

Нуклеиновые кислоты — это высокомолекулярные органические соединения, имеющие первостепенное биологическое значение. Впервые они были обнаружены в ядре (в конце XIX в.), отсюда и получили название («нуклеус» — ядро). Нуклеиновые кислоты хранят и передают наследственную информацию и определяют синтез белка.

Существует два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Основное место нахождения ДНК — ядро клетки. ДНК обнаружена также в некоторых органоидах (пластиды, митохондрии, центриоли). РНК встречается в ядрышках, в рибосомах и цитоплазме клеток.

Дезоксирибонуклеиновая кислота

Молекула ДНК имеет сложное строение. Она состоит из двух спирально закрученных нитей. Ее мономерами служат нуклеотиды. Каждый нуклеотид — химическое соединение, состоящее их трех веществ: азотистого основания, пятиатомного сахара дезоксирибозы и остатка фосфорной кислоты.

Фосфорная кислота и углевод (дезоксирибоза) у всех нуклеотидов одинаковы, а азотистые основания бывают четырех типов: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Они и определяют название соответствующих нуклеотидов: адениловый (А), гуаниловый (Г), тимидиловый (Т) и цитидиловый (Ц).

Каждая цепь ДНК представляет полинуклеотид, состоящий из нескольких десятков тысяч нуклеотидов.

Азотистые основания в молекуле ДНК соединены между собой неодинаковым количеством водородных связей. Аденин-тимин образуют две водородные связи, гуанин-цитозин соединяются тремя водородными связями.

Способность к избирательному взаимодействию аденина с тимином, а гуанина с цитозином, основанная на особенностях расположения в пространстве атомов этих молекул, называется комплементарностъю (дополнительностью). Это объясняется тем, что А и Т и Г и Ц строго соответствуют друг другу, как две половинки разбитого стекла, дополняют друг друга, отсюда и название комплементарность (от греч. «комплемент» — дополнение).

Если известно расположение нуклеотидов в одной цепи, то по принципу комплементарности можно определить порядок нуклеотидов во второй цепи. Например, если последовательность нуклеотидов в одной цепи будет А—А—А—Ц—Т—Т—Г—Г—Г, то на соответствующем участке второй цепи последовательность нуклеотидов обязательно будет следующей: Т-Т-Т—Г-А—А-Ц-Ц-Ц.

Соединяются комплементарные нуклеотиды водородными связями. Удвоение молекулы ДНК — ее уникальная способность, обеспечивающая передачу наследственной информации от материнской клетки дочерним.

Этот процесс получил название редупликации ДНК. Он осуществляется следующим образом. Незадолго перед делением клетки молекула ДНК раскручивается, и ее двойная цепочка под действием фермента с одного конца расщепляется на две самостоятельные цепи.

На каждой половине из свободных нуклеотидов клетки, по принципу комплементарности, выстраивается вторая цепь. В результате вместо одной молекулы ДНК возникают две совершенно одинаковые молекулы.

Таким образом, процесс редупликации обеспечивает точное копирование информации и передачу ее из поколения в поколение.

ДНК называют веществом наследственности, так как биологическая наследственная информация закодирована в ее молекулах с помощью химического кода. В клетках всех живых существ один и тот же код. В его основе лежит последовательность соединений в нитях ДНК четырех азотистых оснований: А, Т, Г, Ц.

Различные комбинации трех смежных нуклеотидов образуют триплеты, называемые кодонами.

Рибонуклеиновая кислота

Рибонуклеиновая кислота — РНК — полимер, по структуре сходный с одной цепочкой ДНК, но значительно меньших размеров. Мономерами РНК являются нуклеотиды» состоящие из фосфорной кислоты углевода (рибозы) и азотистого основания. Три азотистых основания РНК — аденин, гуанин и цитозин — соответствуют таковым ДНК, а вместо тимина в РНК присутствует урацил. Образование биополимера РНК происходит через ковалентные связи между рибозой и фосфорной кислотой соседних нуклеотидов.

Известны три вида РНК: информационная РНК (и-РНК) передает информацию о структуре белка с молекулы ДНК, транспортная РНК (т-РНК) транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка и рибосомная РНК (р-РНК) — содержится в рибосомах, участвует в поддержании структуры рибосомы.

Источник: http://shkolo.ru/himicheskiy-sostav-kletki-2/

Химические элементы клетки

Клетки живых организмов по своему химическому составу значительно отличаются от окружающей их неживой среды и по структуре химических соединений, и по набору и содержанию химических элементов. Всего в живых организмах присутствует (обнаружено на сегодняшний день) около 90 химических элементов, которые, в зависимости от их содержания, разделяют на 3 основных группы: макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы.

Ультрамикроэлементы

В состав группы ультрамикроэлементов входят элементы, содержание которых в организме крайне мало (менее 10-12 %). К ним относятся бром, золото, селен, серебро, ванадий и многие другие элементы.

Большинство из них также необходимы для нормального функционирования живых организмов. Например, нехватка селена может привести к возникновению раковых заболеваний, а недостаток бора — причина некоторых заболеваний у растений.

Многие элементы этой группы также, как и микроэлементы, входят в состав ферментов.

Перейти .

Источник: https://www.studentguru.ru/chemicals.html

Химический состав клетки – свойства и роль кратко в таблице — Помощник для школьников Спринт-Олимпиады

Все организмы на нашей планете состоят из клеток, которые схожи между собой химическим составом. В данной статье мы кратко расскажем о химическом составе клетки, его роли в жизнедеятельности всего организма, узнаем, какая наука изучает данный вопрос.

Группы элементов химического состава клетки

Наука, которая изучает составные части и строение живой клетки, называется цитологией.

Все элементы, входящие в химическую структуру организма, можно условно поделить на три группы:

  • макроэлементы;
  • микроэлементы;
  • ультрамикроэлементы.

К макроэлементам относятся водород, углерод, кислород и азот. На их долю припадает почти 98% всех составных элементов.

Микроэлементы имеются в количестве десятых и сотых долей процента. И совсем малое содержание ультрамикроэлементов – сотые и тысячные доли процента.

В переводе с греческого «макрос» – большой, а «микро» – маленький.

Рис. 1 химических элементов в клетке

Учёные установили, что каких-либо особенных элементов, которые присущи только лишь живым организмам, нет. Поэтому, что живая, что неживая природа состоит из одних и тех же элементов. Этим доказывается их взаимосвязь.

Несмотря на количественное содержание химического элемента, отсутствие или уменьшение хотя бы одного из них ведёт к гибели всего организма. Ведь у каждого из них есть своё значение.

Роль химического состава клетки

Макроэлементы являются основой биополимеров, а именно белков, углеводов, нуклеиновых кислот и липидов.

Микроэлементы входят в состав жизненно важных органических веществ, участвуют в обменных процессах. Они являются составными компонентами минеральных солей, которые находятся в виде катионов и анионов, их соотношение определяет щелочную среду. Чаще всего она слабощелочная, ведь соотношение минеральных солей не изменяется.

Гемоглобин содержит железо, хлорофилл – магний, белки – серу, нуклеиновые кислоты – фосфор, обмен веществ происходит при достаточном количестве кальция.

Рис. 2. Состав клетки

Некоторые химические элементы являются компонентами неорганических веществ, например, воды. Она играет большую роль в жизнедеятельности как растительной, так и животной клетки. Вода является хорошим растворителем, из-за этого все вещества внутри организма делятся на:

  • Гидрофильные – растворяются в воде;
  • Гидрофобные – не растворяются в воде.

Благодаря наличию воды клетка становится упругой, она способствует перемещению органических веществ в цитоплазме.

Рис. 3. Вещества клетки.

Таблица “Свойства химического состава клетки”

Чтобы наглядно понять, какие химические элементы входят в состав клетки, мы внесли их в следующую таблицу:

Элементы % Значение
Макроэлементы
Кислород, углерод, водород, азот До 98 Содержатся во всех органических веществах и воде.
Кальций 2 – 3 Составной компонент оболочки у растений, в животном организме находится в составе костей и зубов, принимает активное участие в свёртываемости крови.
Фосфор 1 Содержится в нуклеиновых кислотах, ферментах, костной ткани и зубной эмали.
Микроэлементы
Сера 0,2 – 0,3 Является основой белков, ферментов и витаминов.
Калий 0,2 – 0,3 Обеспечивает передачу нервных импульсов, активирует синтез белка, процессы фотосинтеза и роста.
Хлор 0,2 Один из компонентов желудочного сока, провокатор ферментов.
Йод 0,1 Принимает активное участие в обменных процессах, компонент гормона щитовидной железы.
Натрий 0,1 Обеспечивает передачу импульсов в нервной системе, поддерживает постоянное давление внутри клетки, провоцирует синтез гормонов.
Магний 0,07 Составной элемент хлорофилла, костной ткани и зубов, провоцирует синтез ДНК и процессы теплоотдачи.
Железо 0,01 Составная часть гемоглобина, хрусталика, роговицы, синтезирует хлорофилл. Транспортирует кислород по организму.
Ультрамикроэлементы
Медь < 0,01 Составная часть процессов кровообразования, фотосинтеза, ускоряет внутриклеточные процессы окисления.
Марганец < 0,01 Активизирует фотосинтез, участвует в кровообразовании, обеспечивает высокую урожайность.
Фтор < 0,01 Составная часть зубной эмали.
Бор < 0,01 Регулирует рост растений.

Что мы узнали?

Каждая клетка живой природы имеет свой набор химических элементов. По своему составу предметы живой и неживой природы имеют сходства, это доказывает тесную их взаимосвязь. Каждая клеточка состоит из макроэлементов, микроэлементов и ультрамикроэлементов, у каждого из которых есть своя роль. Отсутствие хотя бы одного из них ведёт к заболеванию и даже гибели всего организма.

ПредыдущаяСледующая

Источник: https://Sprint-Olympic.ru/uroki/biologija/9037-himicheskii-sostav-kletki-svoistva-i-rol-kratko-v-tablice.html

Химический состав клетки — какой он? :

Все живые организмы, за исключением вирусов, состоят из клеток. Давайте же разберемся, что это такое и какова ее структура.

Что такое клетка?

Это основная структурная единица живых существ. У нее присутствует собственный обмен веществ. Клетка может существовать и как самостоятельный организм: примером этого являются инфузории, амебы, хламидомонады и т. д. Эта структура состоит из разнообразных веществ, как органических, так и неорганических. Все химические вещества клетки играют определенную функцию в ее строении и обмене.

Химические элементы

В составе клетки насчитывается около 70 различных химических элементов, но основными из них являются кислород, углерод, водород, калий, фосфор, азот, сера, хлор, натрий, магний, кальций, железо, цинк, медь. Первые три представляют собой основу всех органических соединений. Все химические элементы клетки играют определенную роль.

Кислород

Количество этого элемента составляет 65-75 процентов от массы всей клетки. Он входит в состав практически всех органических соединений, а также воды, этим и обусловлено такое высокое его содержание. Этот элемент выполняет очень важную функцию в клетках организмов: кислород служит в качестве окислителя в процессе клеточного дыхания, вследствие которого синтезируется энергия.

Углерод

Данный элемент, как и водород, содержится во всех органических веществах. В химический состав клетки входит его около 15-18 процентов. Углерод в виде СО принимает участие в процессах регуляции клеточных функций, также он в виде СО2 участвует в фотосинтезе.

Водород

Данного элемента в клетке содержится приблизительно 8-10 процентов. Наибольшее его количество находится в молекулах воды. Клетками некоторых бактерий молекулярный водород окисляется для синтеза энергии.

Калий

В химический состав клетки входит около 0,15-0,4 % данного химического элемента. Он выполняет очень важную роль, участвуя в процессах генерации нервного импульса. Вот почему для укрепления нервной системы рекомендуется употреблять препараты с содержанием калия. Также этот элемент способствует поддержанию мембранного потенциала клетки.

Фосфор

Количество этого элемента в составе клетки равно 0,2-1 % от общего ее веса. Он входит в состав молекул АТФ, а также некоторых липидов. Фосфор присутствует в межклеточном веществе и в цитоплазме в виде ионов. Большая его концентрация наблюдается в клетках мышечной и костной ткани. Кроме того, неорганические соединения, включающие этот элемент, используются клеткой для синтеза органических веществ.

Азот

Этот элемент входит в химический состав клетки в количестве 2-3 %. Он содержится в белках, нуклеиновых кислотах, аминокислотах и нуклеотидах.

Сера

Она входит в состав многих белков, так как содержится в серосодержащих аминокислотах. В малой концентрации присутствует в цитоплазме и межклеточном веществе в виде ионов.

Хлор

Содержится в количестве 0,05-0,1 %. Поддерживает электронейтральность клетки.

Натрий

Этот элемент присутствует в составе клетки в количестве 0,02-0,03 %. Он выполняет те же функции, что и калий, а также принимает участие в процессах осморегуляции.

Кальций

Количество этого химического элемента составляет 0,04-2 %. Кальций участвует в процессе поддержания мембранного потенциала клетки и экзоцитоза, то есть выделения из нее наружу определенных веществ (гормонов, белков и т. д.)

Магний

В химический состав клетки входит 0,02-0,03 % этого элемента. Он принимает участие в энергетическом обмене и синтезе ДНК, является составляющей ферментов, хлорофилла, содержится в рибосомах и митохондриях.

Железо

Количество этого элемента составляет 0,01-0,015 %. Однако в эритроцитах его гораздо больше, так как он является основой гемоглобина.

Цинк

Содержится в инсулине, а также во многих ферментах.

Медь

Этот элемент является одной из составляющий окислительных ферментов, которые принимают участие в синтезе цитохромов.

Липиды

К этой группе веществ относятся жиры и фосфолипиды. Первые — основной источник энергии. Они также могут накапливаться в качестве запасных веществ на случай голодания организма. Вторые служат основной составляющей клеточных мембран.

Углеводы

Самым распространенным веществом этой группы является глюкоза. Она и подобные ей простые углеводы выполняют энергетическую функцию. Также к углеводам относятся полисахариды, молекулы которых состоят из тысяч объединенных молекул — моносахаридов. Они в основном выполняют структурную роль, входя в состав мембран. Основные полисахариды растительных клеток — это крахмал и целлюлоза, животных — гликоген.

Нуклеиновые кислоты

В эту группу химических соединений входят ДНК, РНК и АТФ.

ДНК

Это вещество выполняет важнейшую функцию — оно отвечает за хранение и наследственную передачу генетической информации. ДНК находится в хромосомах ядра.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как снять шаровую ваз

Макромолекулы этого вещества образуются из нуклеотидов, которые, в свою очередь, состоят из азотистого основания, представленного пуринами и пиримидинами, углеводородом и остатками фосфорной кислоты. Они бывают четырех видов: адениловые, гуаниловые, тимидиловые и цитидиловые.

Название нуклеотида зависит от того, какие пурины входят в его состав, это может быть аденин, гуанин, тимин и цитозин. Молекула ДНК имеет форму двух цепочек, закрученных в спираль.

РНК

Данное соединение выполняет функцию реализации информации, которая находится в ДНК, через синтез белков, состав которых зашифрован. Это вещество очень похоже на описанную выше нуклеиновую кислоту. Основным их отличием является то, что РНК состоит из одной цепочки, а не двух. Также в состав нуклеотидов РНК входит азотистое основание урацил вместо тимина и рибоза. Поэтому данное вещество формируется из таких нуклеотидов, как адениловый, гуаниловый, уридиловый и цитидиловый.

АТФ

Любая энергия, полученная растительными клетками в процессе фотосинтеза или животными вследствие окисления жиров и углеводов, запасается в конечном счете в АТФ, из которой клетка получает ее, когда это нужно.

Источник: https://www.syl.ru/article/140705/mod_himicheskiy-sostav-kletki---kakoy-on

Химический состав клетки кратко

Все живые организмы состоят из клеток. Организм человека тоже имеет клеточное строение, благодаря которому возможен его рост, размножение и развитие.

Организм человека состоит из огромного числа клеток разной формы и размеров, которые зависят от выполняемой функции. Изучением строения и функций клеток занимается цитология.

Каждая клетка покрыта состоящей из нескольких слоев молекул мембраной, которая обеспечивает избирательную проницаемость веществ. Под мембраной в клетке находится вязкое полужидкое вещество – цитоплазма с органоидами.


Митохондрии
– энергетические станции клетки, рибосомы – место образования белка, эндоплазматическая сеть, выполняющая функцию транспортировки веществ, ядро – место хранения наследственной информации, внутри ядра – ядрышко. В нем образуется рибонуклеиновая кислота.

Возле ядра расположен клеточный центр, необходимый при делении клетки.

Клетки человека состоят из органических и неорганических веществ.

Неорганические вещества: Вода – составляет 80 % массы клетки, растворяет вещества, участвует в химических реакциях; Минеральные соли в виде ионов – участвуют в распределении воды между клетками и межклеточным веществом. Они необходимы для синтеза жизненно важных органических веществ. Органические вещества: Белки – основные вещества клетки, самые сложные из встречающихся в природе веществ.

Белки входят в состав мембран, ядра, органоидов, выполняют в клетке структурную функцию. Ферменты – белки, ускорители реакции; Жиры – выполняют энергетическую функцию, они входят в состав мембран; Углеводы – также при расщеплении образуют большое количество энергии, хорошо растворимы в воде и поэтому при их расщеплении энергия образуется очень быстро.

Нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК, они определяют, хранят и передают наследственную информацию о составе белков клетки от родителей к потомству.

Клетки человеческого организма обладают рядом жизненно важных свойств и выполняют определенные функции:

В клетках идет обмен веществ, сопровождающийся синтезом и распадом органических соединений; обмен веществ сопровождается превращением энергии; Когда в клетке образуются вещества, она растет, рост клеток связан с увеличением их числа, это связано с размножением путем деления; Живые клетки обладают возбудимостью; Одна из характерных особенностей клетки – движение.

Клетке человеческого организма присущи следующие жизненные свойства: обмен веществ, рост, размножение и возбудимость. На основе этих функций осуществляется функционирование целого организма.

Химический состав клетки. Неорганические вещества клетки

Основные свойства и уровни организации живой природы

Уровни организации живых систем отражают соподчиненность, иерархичность структурной организации жизни:

• молекулярно-генетический — отдельные биополимеры (ДНК, РНК, белки);

• клеточный — элементарная самовоспроизводящаяся единица жизни (прокариоты, одноклеточные эукариоты), ткани, органы;

• организменный — самостоятельное существование отдельной особи;

• популяционно-видовой — элементарная эволюционирующая единица — популяция;

• биогеоценотический — экосистемы, состоящие из разных популяций и среды их обитания;

• биосферный — все живое население Земли, обеспечивающее круговорот веществ в природе.

Природа — это весь существующий материальный мир во всем многообразии его форм.

Единство природы проявляется в объективности ее существования, общности элементного состава, подчиненности одним и тем же физическим законам, в системности организации.

Различные природные системы, как живые, так и неживые, взаимосвязаны и взаимодействуют между собой. Примером системного взаимодействия является биосфера.

Биология — это комплекс наук, изучающих закономерности развития и жизнедеятельности живых систем, причины их многообразия и приспособленности к окружающей среде, взаимосвязь с другими живыми системами и объектами неживой природы.

Объектом исследования биологии является живая природа.

Предметом исследования биологии являются:

• общие и частные закономерности организации, развития, обмена веществ, передачи наследственной информации;

• разнообразие форм жизни и самих организмов, а также их связи с окружающей средой.

Все многообразие жизни на Земле объясняется эволюционным процессом и действием окружающей среды на организмы.

Сущность жизни определяется М.В.

Волькенштейном как существование на Земле «живых тел, представляющих собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот».

Основные свойства живых систем:

• обмен веществ;

• саморегуляция;

• раздражимость;

• изменчивость;

• наследственность;

• размножение;

Химический состав клетки.

Неорганические вещества клетки

Цитология — наука, изучающая строение и функции клеток. Клетка является элементарной структурной и функциональной единицей живых организмов. Клеткам одноклеточных организмов присущи все свойства и функции живых систем.

Клетки многоклеточных организмов дифференцированы по строению и функциям.

Атомный состав: в состав клетки входит около 70 элементов Периодической системы элементов Менделеева, причем 24 из них присутствуют во всех типах клеток.

Макроэлементы — Н, О, N, С, микроэлементы — Mg, Na, Са, Fe, К, Р, CI, S, ультрамикроэлементы — Zn, Сu, I, F, Мn, Со, Si и др.

Молекулярный состав: в состав клетки входят молекулы неорганических и органических соединений.

Неорганические вещества клетки

Вода.

Молекула воды имеет нелинейную пространственную структуру и обладает полярностью. Между отдельными молекулами образуются водородные связи, определяющие физические и химические свойства воды.

Рис.

1. Молекула воды Рис. 2. Водородные связи между молекулами воды

Физические свойства воды:

• вода может находиться в трех состояниях — жидком, твердом и газообразном;

• вода — растворитель. Полярные молекулы воды растворяют полярные молекулы других веществ. Вещества, растворимые в воде, называют гидрофильными. Вещества, не растворимые в воде, — гидрофобными;

• высокая удельная теплоемкость. Для разрыва водородных связей, удерживающих молекулы воды, требуется поглотить большое количество энергии.

Это свойство воды обеспечивает поддержание теплового баланса в организме;

• высокая теплота парообразования. Для испарения воды необходима достаточно большая энергия. Температура кипения воды выше, чем у многих других веществ. Это свойство воды предохраняет организм от перегрева;

• молекулы воды находятся в постоянном движении, они сталкиваются друг с другом в жидкой фазе, что немаловажно для процессов обмена веществ;

• сцепление и поверхностное натяжение.

Водородные связи обусловливают вязкость воды и сцепление ее молекул с молекулами других веществ (когезия).

Благодаря силам сцепления молекул на поверхности воды создается пленка, которую характеризует поверхностное натяжение;

• плотность. При охлаждении движение молекул воды замедляется. Количество водородных связей между молекулами становится максимальным. Наибольшую плотность вода имеет при 4°С. Замерзая, вода расширяется (необходимо место для образования водородных связей), и ее плотность уменьшается, поэтому лед плавает на поверхности воды, что защищает водоем от промерзания;

• способность к образованию коллоидных структур.

Клетка и ее химический состав

Молекулы воды образуют вокруг нерастворимых молекул некоторых веществ оболочку, препятствующую образованию крупных частиц. Такое состояние этих молекул называется дисперсным (рассеянным). Мельчайшие частицы веществ, окруженные молекулами воды, образуют коллоидные растворы (цитоплазма, межклеточные жидкости).

Биологические функции воды:

• транспортная — вода обеспечивает передвижение веществ в клетке и организме, поглощение веществ и выведение продуктов метаболизма.

В природе вода переносит продукты жизнедеятельности в почвы и к водоемам;

• метаболическая — вода является средой для всех биохимических реакций и донором электронов при фотосинтезе, она необходима для гидролиза макромолекул до их мономеров;

• участвует в образовании:

1) смазывающих жидкостей, которые уменьшают трение (синовиальная — в суставах позвоночных животных, плевральная, в плевральной полости, перикардиальная — в околосердечной сумке);

2) слизей, которые облегчают передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей;

3) секретов (слюна, слезы, желчь, сперма и т.д.) и соков в организме.

Неорганические ионы.

Неорганические ионы клетки представлены: катионами К+, Na+, Са2+, Mg2+, NH3 и анионами Сl-, NOi2-, H2PO4-, HCO3-, HPO42-.

Разность между количеством катионов и анионов на поверхности и внутри клетки обеспечивает возникновение потенциала действия, что лежит в основе нервного и мышечного возбуждения.

Анионы фосфорной кислоты создают фосфатную буферную систему, поддерживающую рН внутриклеточной среды организма на уровне 6—9.

Угольная кислота и ее анионы создают бикарбонатную буферную систему и поддерживают рН внеклеточной среды (плазмы крови) на уровне 4—7.

Соединения азота служат источником минерального питания, синтеза белков, нуклеиновых кислот.

Атомы фосфора входят в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов, а также костей позвоночных, хитинового покрова членистоногих. Ионы кальция входят в состав вещества костей, они также необходимы для осуществления мышечного сокращения, свертывания крови.

Дата добавления: 2016-05-30; просмотров: 3106;

Источник: https://ekoshka.ru/himicheskij-sostav-kletki-kratko/

Доклад Химический состав клетки 5 класс сообщение

Абсолютно все живые организмы на планете состоят из клеток, схожих по химическому составу. Состоит клетка из большого количества химических элементов. В процентном соотношении химические элементы к микро- и макроэлементам 98:2 соответственно.

К органогенам относятся: азот, углерод, водород, кислород. Макроэлементы: натрий, магний, хлор, кальций, фосфор, калий. Микроэлементы, которые входят в состав клетки составляют сотую и тысячную часть процента.

Все элементы, входящие в состав клетки, содержаться и в составе тел неживой природы.

Недостаточное количество любого из перечисленных элементов приводит к болезни, а при неблагоприятном исходе и к гибели организма. Доля химических элементов, которые входят в состав клетки, образуют органические (липиды, углеводы, белки, нуклеиновые кислоты) и неорганические (соли, вода) соединения.

Жизни без воды не бывает. Из нее состоит большая часть клеток. Исключительные качества воды определяются ее ролью в организме. Выступает отличным растворителем. Имеет большое значение для протекания химических реакций. Она разжижает вредные для организма продукты и способствует их выведению. Содействует в перемещении веществ в недрах клетки, и из одной в другую. Выступает пособником в поддержании теплового режима клетки.

Основная роль минеральных солей – определение кислотно-щелочной структуры цитоплазмы и ядра клетки. Они обязательно необходимы для репродукции клеток. Белки представляют более сложную химическую составляющую клетки. Без их участия не происходит ни один биохимический процесс в организме. Главное их предназначение ускорение скорости химических реакций.

Исходные данные о структуре и работе каждой клетки хранятся в нуклеиновой кислоте. Из их молекул состоит цепочка молекул ДНК. 1 человеческая клетка состоит из 46 хромосом. Аденозинтрифосфорная кислота входит в состав всех клеток животного и растительного происхождения, без нее обмен энергии в клетках невозможен.

Доклад №2

В природе существуют организмы живые, которые состоят из клеток, и неживые, состоящие из атомов. Рассмотрим клетки живых организмов – животных и растений. Химические элементы у них схожи, разное лишь их количество.

Основной массой клетки, до 95%, являются кислород, азот, углерод, водород. Другие же элементы образуют лишь незначительную часть.

Данные элементы образуют вещества двух видов.

Органические вещества, такие как белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. В клетках растений и животных их разное количество.

Белки помогают клеткам расти и обновляться. А также предохраняют живые организмы от кровопотери, «отвечают» за свертываемость крови.

Углеводы – это источник энергии в клетках всех живых организмов. Они накапливают питательные вещества, а так же выполняют защитную функцию: у растений – шипы, в составе которых углеводы, а у животных – защитная слизь в органах.

Нуклеиновые кислоты сохраняют и передают наследственную информацию. Жиры в организме участвуют в создании самих клеток.

Неорганические вещества. К ним относятся вода и соли минералов.

Вода – основа клетки. Она занимает около 95% её состава. С её помощью клетка сохраняет свою форму. Важно то, что большинство всех процессов происходит лишь в воде. Она является своеобразным проводником для доставки питательных веществ и для всего организма в целом.  

Соли минералов занимают около 1-1,5% клетки. С их помощью передаются нервные импульсы, мышечные сокращения. Большое значение, особенно для растений, имеют соли магния и железа. При их недостатке нарушаются обменные процессы: растения теряют свой зеленый цвет и могут даже погибнуть.

Очень важно понимать, из чего состоит клетка. Зная это, возможно, кроме всего прочего, предвидеть развитие того или иного организма.

5 класс

Популярные темы сообщений

  • Знаменитые люди

    Каждый человек талантлив по-своему, но среди таковых обязательно присутствуют одаренные личности, прославившиеся на весь мир. Особенно хочется остановиться на представителе самой творческой профессии, композиторе и замечательном музыканте

  • Насекомые луга

    Луг практически у каждого человека представляется чем-то красивым и зеленым. Растет много травы и растений. Никто не думает о том, что животные и насекомые играют очень важную роль для существования этих лугов. Эти красивые места служат домом для

  • Культура Индии

    Индийская культура относится к одной из древнейших в мире и насчитывает около 4500 лет. Страна добилась значительных успехов в архитектуре, математике и медицине. Язык, религия, еда и искусство — это лишь некоторые из составляющих индийской культуры.

Источник: https://more-dokladov.ru/doklad-soobshchenie/raznoe/ximicheskij-sostav-kletki-5-klass

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Авто-мастер
Шерхан 9 автозапуск как включить

Закрыть