Днес много са открити и изолирани в чист вид химични елементипериодични таблици, а една пета от тях се намират във всеки жив организъм. Те, подобно на тухлите, са основните компоненти на органичните и неорганични вещества.

Какви химични елементи са част от клетката, биологията на кои вещества може да се използва, за да се прецени тяхното присъствие в тялото - ще разгледаме всичко това по-късно в статията.

Какво е постоянството на химичния състав

За да поддържа стабилност в тялото, всяка клетка трябва да поддържа концентрацията на всеки от компонентите си на постоянно ниво. Това ниво се определя от видовете, местообитанията, факторите на околната среда.

За да се отговори на въпроса кои химични елементи са част от клетката, е необходимо ясно да се разбере, че всяко вещество съдържа някой от компонентите на периодичната таблица.

Понякога въпросниятоколо стотни и хилядни от процента от съдържанието на определен елемент в клетка, но в същото време промяна в наименуваното число с поне една хилядна част вече може да носи сериозни последициза тялото.

От 118-те химични елемента в човешката клетка трябва да има поне 24. Няма такива компоненти, които да се намират в жив организъм, но да не са част от неодушевени обекти на природата. Този факт потвърждава тясната връзка между живите и неживите в екосистемата.

Ролята на различни елементи, които изграждат клетката

И така, кои са химичните елементи, които изграждат една клетка? Тяхната роля в живота на организма, трябва да се отбележи, пряко зависи от честотата на поява и концентрацията им в цитоплазмата. Въпреки това, въпреки различно съдържаниеелементи в клетката, значимостта на всеки от тях е еднакво висока. Дефицитът на който и да е от тях може да доведе до пагубен ефект върху организма, като изключи най-важните биохимични реакции от метаболизма.

Изброявайки кои химични елементи са част от човешката клетка, трябва да споменем три основни типа, които ще разгледаме по-долу:

Основните биогенни елементи на клетката

Не е изненадващо, че елементите O, C, H, N са биогенни, защото образуват всички органични и много неорганични вещества. Невъзможно е да си представим протеини, мазнини, въглехидрати или нуклеинови киселини без тези основни компоненти за тялото.

Функцията на тези елементи определя тяхното високо съдържание в организма. Заедно те представляват 98% от общото сухо телесно тегло. Как иначе може да се прояви активността на тези ензими?

1. Кислород. Съдържанието му в клетката е около 62% от общата суха маса. Функции: изграждане на органични и неорганични вещества, участие в дихателната верига;
2. въглерод. Съдържанието му достига 20%. Основна функция: включена във всички;
3. водород. Концентрацията му е на стойност 10%. Освен че е компонент на органичната материя и водата, този елемент участва и в енергийните трансформации;
4. Азот. Сумата не надвишава 3-5%. Основната му роля е образуването на аминокиселини, нуклеинови киселини, АТФ, много витамини, хемоглобин, хемоцианин, хлорофил.

Това са химичните елементи, които изграждат клетката и образуват повечето от веществата, необходими за нормалния живот.

Значението на макроелементите

Макронутриентите също ще помогнат да се предположи кои химични елементи са част от клетката. От курса по биология става ясно, че освен основните, 2% от сухата маса се състои от други компоненти на периодичната таблица. А макроелементите включват тези, чието съдържание не е по-ниско от 0,01%. Основните им функции са представени под формата на таблица.

калций (Ca)		Отговорен за свиването на мускулните влакна, е част от пектина, костите и зъбите. Засилва съсирването на кръвта.
фосфор (P)		Той е част от най-важния източник на енергия – АТФ.
		Участва в образуването на дисулфидни мостове по време на нагъването на протеина в третична структура. Включени в състава на цистеин и метионин, някои витамини.
		Калиевите йони участват в клетките и също така влияят на мембранния потенциал.
		Основен анион в тялото
натрий (Na)		Аналог на калия, участващ в същите процеси.
магнезий (Mg)		Магнезиевите йони са регулаторите на процеса В центъра на молекулата на хлорофила има и магнезиев атом.
		Участва в транспорта на електрони през ЕТК на дишането и фотосинтезата, е структурна връзка на миоглобина, хемоглобина и много ензими.

Надяваме се, че от горното е лесно да се определи кои химични елементи са част от клетката и са макроелементи.

микроелементи

Има и такива компоненти на клетката, без които тялото не може да функционира нормално, но съдържанието им винаги е по-малко от 0,01%. Нека определим кои химични елементи са част от клетката и принадлежат към групата на микроелементите.

		Той е част от ензимите на ДНК и РНК полимеразите, както и от много хормони (например инсулин).
		Участва в процесите на фотосинтеза, синтез на хемоцианин и някои ензими.
		Той е структурен компонент на хормоните Т3 и Т4 на щитовидната жлеза
манган (Mn)	по-малко от 0,001	Включен в ензими, кости. Участва в азотфиксацията в бактериите
	по-малко от 0,001	Влияе върху процеса на растеж на растенията.
		Той е част от костите и зъбния емайл.

Органични и неорганични вещества

В допълнение към тези, какви други химични елементи са включени в състава на клетката? Отговорите могат да бъдат намерени просто чрез изучаване на структурата на повечето вещества в тялото. Сред тях се разграничават молекули от органичен и неорганичен произход, като всяка от тези групи има фиксиран набор от елементи в състава си.

Основните класове органични вещества са протеини, нуклеинови киселини, мазнини и въглехидрати. Те са изградени изцяло от основните биогенни елементи: скелетът на молекулата винаги се формира от въглерод, а водородът, кислородът и азотът са част от радикалите. При животните доминиращият клас са протеините, а в растенията полизахаридите.

Неорганичните вещества са всички минерални соли и, разбира се, вода. Сред всички неорганични вещества в клетката най-много е H 2 O, в която са разтворени останалите вещества.

Всичко по-горе ще ви помогне да определите кои химични елементи са част от клетката и техните функции в тялото вече няма да са загадка за вас.

Съставът на живата клетка включва същите химични елементи, които са част от неживата природа. От 104 елемента периодична системаД. И. Менделеев в килиите откри 60.

Те са разделени на три групи:

1. основните елементи са кислород, въглерод, водород и азот (98% от клетъчния състав);
2. елементи, които съставляват десети и стотни от процента - калий, фосфор, сяра, магнезий, желязо, хлор, калций, натрий (1,9% общо);
3. всички останали елементи, присъстващи в още по-малки количества, са микроелементи.

Молекулният състав на клетката е сложен и хетерогенен. Отделни връзки- вода и минерални соли - срещат се и в неживата природа; други - органични съединения: въглехидрати, мазнини, белтъчини, нуклеинови киселини и др. - са характерни само за живите организми.

НЕОРГАНИЧНИ ВЕЩЕСТВА

Водата съставлява около 80% от масата на клетката; в младите бързорастящи клетки - до 95%, в старите - 60%.

Ролята на водата в клетката е голяма.

Той е основната среда и разтворител, участва в повечето химична реакция, движението на веществата, терморегулацията, образуването на клетъчни структури, определя обема и еластичността на клетката. Повечето вещества влизат в тялото и се отделят от него във воден разтвор. Биологична роляводата се определя от спецификата на структурата: полярността на нейните молекули и способността да образува водородни връзки, поради което възникват комплекси от няколко водни молекули. Ако енергията на привличане между водните молекули е по-малка, отколкото между водните молекули и веществото, то се разтваря във вода. Такива вещества се наричат ​​хидрофилни (от гръцки "hydro" - вода, "филе" - обичам). Това са много минерални соли, протеини, въглехидрати и др. Ако енергията на привличане между водните молекули е по-голяма от енергията на привличане между молекулите на водата и веществото, такива вещества са неразтворими (или слабо разтворими), те се наричат ​​хидрофобни ( от гръцкото "phobos" - страх) - мазнини, липиди и др.

Минералните соли във водните разтвори на клетката се дисоциират на катиони и аниони, осигурявайки стабилно количество от необходимите химични елементи и осмотично налягане. От катионите най-важни са K + , Na + , Ca 2+ , Mg + . Концентрацията на отделните катиони в клетката и в извънклетъчната среда не е еднаква. В жива клетка концентрацията на K е висока, Na + е ниска, а в кръвната плазма, напротив, има висока концентрация на Na + и ниска K +. Това се дължи на селективната пропускливост на мембраните. Разликата в концентрацията на йони в клетката и околната среда осигурява притока на вода от околната среда в клетката и усвояването на водата от корените на растенията. недостатък отделни елементи- Fe, P, Mg, Co, Zn - блокира образуването на нуклеинови киселини, хемоглобин, протеини и други жизненоважни вещества и води до сериозни заболявания. Анионите определят постоянството на pH-клетъчната среда (неутрална и слабо алкална). От анионите най-важни са HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, Cl -, HCO 3 -

ОРГАНИЧНИ ВЕЩЕСТВА

Органичните вещества в комплекса образуват около 20-30% от клетъчния състав.

Въглехидрати- органични съединения, състоящи се от въглерод, водород и кислород. Те се делят на прости - монозахариди (от гръцки "монос" - един) и сложни - полизахариди (от гръцки "поли" - много).

Монозахариди(те обща формула C n H 2n O n) - безцветни вещества с приятен сладък вкус, силно разтворими във вода. Те се различават по броя на въглеродните атоми. От монозахаридите най-често срещаните са хексозите (с 6 атома С): глюкоза, фруктоза (намира се в плодовете, меда, кръвта) и галактоза (намира се в млякото). От пентозите (с 5 С атома) най-разпространени са рибозата и дезоксирибозата, които са част от нуклеиновите киселини и АТФ.

Полизахаридисе отнася до полимери - съединения, в които един и същ мономер се повтаря многократно. Мономерите на полизахаридите са монозахариди. Полизахаридите са водоразтворими и много от тях имат сладък вкус. От тях най-простите дизахариди, състоящи се от два монозахарида. Например, захарозата се състои от глюкоза и фруктоза; млечна захар - от глюкоза и галактоза. С увеличаване на броя на мономерите, разтворимостта на полизахаридите намалява. От високомолекулните полизахариди гликогенът е най-разпространен при животните, а нишестето и фибрите (целулозата) в растенията. Последният се състои от 150-200 глюкозни молекули.

Въглехидрати- основният източник на енергия за всички форми на клетъчна активност (движение, биосинтеза, секреция и др.). Разделяйки се до най-простите продукти CO 2 и H 2 O, 1 g въглехидрат освобождава 17,6 kJ енергия. Въглехидратите изпълняват строителна функцияв растенията (черупките им са изградени от целулоза) и ролята на резервни вещества (при растенията - нишесте, при животните - гликоген).

Липиди- това са водонеразтворими мастноподобни вещества и мазнини, състоящи се от глицерол и високо молекулно тегло мастни киселини. Животинските мазнини се намират в млякото, месото, подкожната тъкан. В стайна температуратова твърди вещества. В растенията мазнините се намират в семена, плодове и други органи. При стайна температура те са течности. Мазниноподобните вещества са подобни на мазнините по химическа структура. Има много от тях в жълтъка на яйцата, мозъчните клетки и други тъкани.

Ролята на липидите се определя от тяхната структурна функция. Те изграждат клетъчни мембрани, които поради своята хидрофобност предотвратяват смесването на съдържанието на клетката с заобикаляща среда. Липидите изпълняват енергийна функция. Разделяйки се до CO 2 и H 2 O, 1 g мазнини освобождава 38,9 kJ енергия. Те слабо провеждат топлината, натрупвайки се в подкожната тъкан (и други органи и тъкани), изпълняват защитна функция и ролята на резервни вещества.

катерици- най-специфичното и важно за организма. Те принадлежат към непериодични полимери. За разлика от други полимери, техните молекули се състоят от подобни, но неидентични мономери – 20 различни аминокиселини.

Всяка аминокиселина има свое име, специална структура и свойства. Общата им формула може да бъде представена по следния начин

Една аминокиселинна молекула се състои от специфична част (радикал R) и част, която е еднаква за всички аминокиселини, включително аминогрупа (- NH 2) с основни свойства и карбоксилна група (COOH) с киселинни свойства. Наличието на киселинни и основни групи в една молекула определя тяхната висока реактивност. Чрез тези групи се осъществява свързването на аминокиселини при образуването на полимер – протеин. В този случай водна молекула се освобождава от аминогрупата на една аминокиселина и карбоксилната група на друга и освободените електрони се комбинират, за да образуват пептидна връзка. Следователно протеините се наричат ​​полипептиди.

Белтъчната молекула е верига от няколко десетки или стотици аминокиселини.

Протеиновите молекули са огромни, така че се наричат ​​макромолекули. Протеините, подобно на аминокиселините, са силно реактивни и могат да реагират с киселини и основи. Те се различават по състав, количество и последователност на аминокиселини (броят на такива комбинации от 20 аминокиселини е почти безкраен). Това обяснява разнообразието от протеини.

Има четири нива на организация в структурата на протеиновите молекули (59)

• Първична структура- полипептидна верига от аминокиселини, свързани в определена последователност чрез ковалентни (силни) пептидни връзки.
• вторична структура- полипептидна верига, усукана в стегната спирала. В него възникват водородни връзки с ниска якост между пептидните връзки на съседни завои (и други атоми). Заедно те осигуряват доста здрава структура.
• Третична структурае странна, но специфична конфигурация за всеки протеин - глобула. Той се държи заедно от слаби хидрофобни връзки или кохезионни сили между неполярни радикали, които се намират в много аминокиселини. Поради своята множественост те осигуряват достатъчна стабилност на белтъчната макромолекула и нейната подвижност. Третичната структура на протеините се поддържа и от ковалентни S - S (es - es) връзки, които възникват между радикали на съдържащата сяра аминокиселина цистеин, които са отдалечени един от друг.
• Кватернерна структуране е характерно за всички протеини. Това се случва, когато няколко протеинови макромолекули се комбинират, за да образуват комплекси. Например, човешкият кръвен хемоглобин е комплекс от четири макромолекули от този протеин.

Тази сложност на структурата на протеиновите молекули е свързана с различни функции, присъщи на тези биополимери. Структурата на протеиновите молекули обаче зависи от свойствата на околната среда.

Нарушаването на естествената структура на протеина се нарича денатурация. Може да възникне под въздействието на висока температура, химикали, лъчиста енергия и други фактори. При слабо въздействие се разпада само кватернерната структура, при по-силната третичната и след това вторичната и протеинът остава под формата на първична структура - полипептидна верига.Този процес е частично обратим и денатурираният протеин е в състояние да възстанови структурата си.

Ролята на протеина в клетъчния живот е огромна.

катерици- това строителни материалиорганизъм. Те участват в изграждането на обвивката, органелите и мембраните на клетката и отделните тъкани (коса, кръвоносни съдове и др.). Много протеини действат като катализатори в клетката – ензими, които ускоряват клетъчните реакции с десетки, стотици милиони пъти. Известни са около хиляда ензими. Освен протеини в състава им влизат метали Mg, Fe, Mn, витамини и др.

Всяка реакция се катализира от свой специфичен ензим. В този случай действа не целият ензим, а определена област - активният център. Прилепва към основата като ключ към ключалка. Ензимите действат при определена температура и рН. Специални контрактилни протеини осигуряват двигателните функции на клетките (движение на флагелати, реснички, мускулна контракция и др.). Отделни протеини (кръвният хемоглобин) изпълняват транспортна функция, доставяйки кислород до всички органи и тъкани на тялото. Специфични протеини - антитела - изпълняват защитна функция, неутрализирайки чужди вещества. Някои протеини изпълняват енергийна функция. Разграждане до аминокиселини, а след това до още повече прости вещества, 1 g протеин освобождава 17,6 kJ енергия.

Нуклеинова киселина(от латинското "ядро" - ядрото) са открити за първи път в ядрото. Те са два вида - дезоксирибонуклеинови киселини(ДНК) и рибонуклеинови киселини(РНК). Биологичната им роля е голяма, те определят синтеза на протеини и предаването на наследствена информация от едно поколение на друго.

Молекулата на ДНК има сложна структура. Състои се от две спирално усукани вериги. Ширината на двойната спирала е 2 nm 1, дължината е няколко десетки и дори стотици микромикрона (стотици или хиляди пъти по-голяма от най-голямата протеинова молекула). ДНК е полимер, чиито мономери са нуклеотиди - съединения, състоящи се от молекула фосфорна киселина, въглехидрат - дезоксирибоза и азотна основа. Общата им формула е следната:

Фосфорната киселина и въглехидратите са еднакви за всички нуклеотиди и има четири вида азотни бази: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Те определят името на съответните нуклеотиди:

• аденил (А),
• гуанил (G),
• цитозил (С),
• тимидил (Т).

Всяка ДНК верига е полинуклеотид, състоящ се от няколко десетки хиляди нуклеотиди. В него съседните нуклеотиди са свързани чрез силна ковалентна връзка между фосфорна киселина и дезоксирибоза.

В огромен размерот ДНК молекули, комбинацията от четири нуклеотида в тях може да бъде безкрайно голяма.

По време на образуването на двойната спирала на ДНК, азотните бази на едната верига се подреждат в строго определен ред спрямо азотните бази на другата. В същото време T винаги се оказва срещу A и само C е срещу G. Това се обяснява с факта, че A и T, както и G и C, стриктно съответстват един на друг, като две половини счупено стъкло, и са допълващи или допълващи се(от гръцки "допълня" - допълнение) един към друг. Ако последователността на нуклеотидите в една ДНК верига е известна, тогава нуклеотидите на друга верига могат да бъдат установени чрез принципа на комплементарност (виж Приложение, задача 1). Комплементарните нуклеотиди са свързани чрез водородни връзки.

Между A и T има две връзки, между G и C - три.

Дублирането на молекулата на ДНК е нейната уникална характеристика, която осигурява прехвърлянето на наследствена информация от клетката майка към дъщерните клетки. Процесът на дублиране на ДНК се нарича ДНК репликация.Извършва се по следния начин. Малко преди клетъчното делене, молекулата на ДНК се развива и нейната двойна верига се разделя на две независими вериги под действието на ензим от единия край. На всяка половина от свободните нуклеотиди на клетката, съгласно принципа на комплементарността, се изгражда втора верига. В резултат на това вместо една молекула ДНК се появяват две напълно идентични молекули.

РНК- полимер, подобен по структура на една верига от ДНК, но много по-малък. РНК мономерите са нуклеотиди, състоящи се от фосфорна киселина, въглехидрат (рибоза) и азотна основа. Трите азотни бази на РНК - аденин, гуанин и цитозин - отговарят на тези на ДНК, а четвъртата е различна. Вместо тимин, РНК съдържа урацил. РНК полимерът се образува чрез ковалентни връзкимежду рибоза и фосфорна киселина на съседни нуклеотиди. Известни са три вида РНК: информационна РНК(i-RNA) предава информация за структурата на протеина от молекулата на ДНК; трансферна РНК(t-RNA) транспортира аминокиселини до мястото на протеиновия синтез; рибозомната РНК (рРНК) се намира в рибозомите и участва в протеиновия синтез.

АТФ- аденозин трифосфорната киселина е важно органично съединение. Структурно е нуклеотид. Състои се от азотна основа аденин, въглехидрат - рибоза и три молекули фосфорна киселина. АТФ е нестабилна структура, под въздействието на ензима връзката между "Р" и "О" се разрушава, молекула на фосфорната киселина се отцепва и АТФ преминава в

Химичният състав на растителните и животинските клетки е много сходен, което показва единството на техния произход. В клетките са открити повече от 80 химични елемента.

Химическите елементи, присъстващи в клетката, се разделят на 3 големи групи: макроелементи, мезоелементи, микроелементи.

Макронутриентите включват въглерод, кислород, водород и азот. Мезоелементиса сяра, фосфор, калий, калций, желязо. Микроелементи – цинк, йод, мед, манган и др.

Биологично важни химични елементи на клетката:

азот -структурен компонент на протеините и NA.

водород- е част от водата и всички биологични съединения.

магнезий- активира работата на много ензими; структурен компонент на хлорофила.

калций- основният компонент на костите и зъбите.

Желязо- влиза в хемоглобина.

йод- част от хормона на щитовидната жлеза.

Веществата на клетката се делят на органични(протеини, нуклеинови киселини, липиди, въглехидрати, АТФ) и неорганични(вода и минерални соли).

Водасъставлява до 80% от масата на клетката, играе важна роля:

водата в клетката е разтворител

· транспортира хранителни вещества;

водата се отстранява от тялото вредни вещества;

висок топлинен капацитет на водата;

Изпаряването на водата помага за охлаждане на животните и растенията.

Придава еластичност на клетката.

минерали:

участват в поддържането на хомеостазата чрез регулиране на притока на вода в клетката;

Калият и натрият осигуряват транспорта на вещества през мембраната и участват в възникването и провеждането на нервния импулс.

Минералните соли, предимно калциеви фосфати и карбонати, придават твърдост на костната тъкан.

Решете проблем за генетиката на човешката кръв

Протеините, тяхната роля в организма

Протеин- органични вещества, намиращи се във всички клетки, които се състоят от мономери.

Протеин- непериодичен полимер с високо молекулно тегло.

Мономере аминокиселина (20).

Аминокиселините съдържат аминогрупа, карбоксилна група и радикал. Аминокиселините са свързани заедно, за да образуват пептидна връзка. Протеините са изключително разнообразни, например в човешкото тяло има над 10 милиона от тях.

Разнообразието от протеини зависи от:

1. различна AK последователност

2. по размер

3. от състав

Протеинови структури

Първичната структура на протеина -последователност от аминокиселини, свързани с пептидна връзка (линейна структура).

Вторичната структура на протеина -спирална структура.

Третична структура на протеина- глобула (гломерулна структура).

Кватернерна протеинова структура- се състои от няколко глобули. Характерно за хемоглобина и хлорофила.

Протеинови свойства

1. Допълняемост: способността на протеина да пасва по форма на някакво друго вещество като ключ за ключалка.

2. Денатурация: нарушение на естествената структура на протеина (температура, киселинност, соленост, добавяне на други вещества и др.). Примери за денатурация: промени в протеиновите свойства при сваряване на яйцата, пренос на протеин от течно състояниев твърдо.

3. Ренатурация - възстановяване на белтъчната структура, ако не е нарушена първичната структура.

Функции на протеина

1. Изграждане: образуването на всички клетъчни мембрани

2. Каталитичен: протеините са катализатори; ускоряват химичните реакции

3. Двигател: актинът и миозинът са част от мускулните влакна.

4. Транспорт: пренасяне на вещества до различни тъкани и органи на тялото (хемоглобинът е протеин, който е част от червените кръвни клетки)

5. Защитни: антитела, фибриноген, тромбин - протеини, участващи в развитието на имунитета и коагулацията на кръвта;

6. Енергия: участвайте в реакциите на пластичен обмен за изграждане на нови протеини.

7. Регулаторна: ролята на хормона инсулин в регулирането на кръвната захар.

8. Съхранение: натрупването на протеини в тялото като резерв хранителни вещества, например в яйца, мляко, семена на растения.

Клетката е не само структурна единица на всички живи същества, един вид тухла на живота, но и малка биохимична фабрика, в която всяка част от секундата протичат различни трансформации и реакции. Така се формират организмите, необходими за живот и растеж. структурни компоненти: минерали клетки, вода и органични съединения. Ето защо е много важно да знаете какво ще се случи, ако един от тях не е достатъчен. Каква роля играят различните съединения в живота на тези малки, структурни частици от живи системи, които не се виждат с просто око? Нека се опитаме да разберем този въпрос.

Класификация на клетъчните вещества

Всички съединения, които съставляват масата на клетката, образуват нейните структурни части и са отговорни за нейното развитие, хранене, дишане, пластичност и нормално развитие, могат да бъдат разделени на три големи групи. Това са категории като:

• органичен;
• клетки (минерални соли);
• вода.

Често последното се отнася към втората група неорганични компоненти. В допълнение към тези категории можете да посочите тези, които са съставени от тяхната комбинация. Това са металите, които изграждат молекулата. органични съединения(например, молекула на хемоглобина, съдържаща железен йон, е протеин по природа).

Минерали на клетката

Ако говорим конкретно за минералните или неорганичните съединения, които изграждат всеки жив организъм, тогава те също не са еднакви както по природа, така и по количествено съдържание. Следователно те имат своя собствена класификация.

Всички неорганични съединения могат да бъдат разделени на три групи.

1. Макронутриенти. Тези, чието съдържание вътре в клетката е повече от 0,02% от общата маса на неорганичните вещества. Примери: въглерод, кислород, водород, азот, магнезий, калций, калий, хлор, сяра, фосфор, натрий.
2. Микроелементи - по-малко от 0,02%. Те включват: цинк, мед, хром, селен, кобалт, манган, флуор, никел, ванадий, йод, германий.
3. Ултрамикроелементи - съдържанието е по-малко от 0,0000001%. Примери: злато, цезий, платина, сребро, живак и някои други.

Можете също така да подчертаете няколко елемента, които са органогенни, тоест те образуват основата на органични съединения, от които е изградено тялото на жив организъм. Това са елементи като:

• водород;
• азот;
• въглерод;
• кислород.

Те изграждат молекулите на протеините (основата на живота), въглехидратите, липидите и други вещества. Минералите обаче са отговорни и за нормалното функциониране на тялото. Химичният състав на клетката се изчислява в десетки елементи от периодичната таблица, които са ключът към успешния живот. Само около 12 от всички атоми изобщо не играят роля или тя е незначителна и не е проучена.

Особено важни са някои соли, които трябва да се приемат с храната всеки ден в достатъчни количества, за да не се развият различни заболявания. За растенията това е например натрий, а за хора и животни това са калциеви соли, солкато източник на натрий и хлор и др.

Вода

Минералите на клетката се комбинират с вода в обща групатака че значението му не може да бъде пренебрегнато. Каква роля играе в тялото на живите същества? огромен. В началото на статията сравнихме клетката с биохимична фабрика. Така че всички трансформации на вещества, които се случват всяка секунда, се извършват точно във водната среда. Той е универсален разтворител и среда за химични взаимодействия, синтез и процеси на разпад.

Освен това водата е част от вътрешната среда:

• цитоплазма;
• клетъчен сок в растенията;
• кръв при животни и хора;
• урина;
• слюнка на други биологични течности.

Дехидратацията означава смърт за всички организми без изключение. Водата е жизнената среда за огромно разнообразие от флора и фауна. Следователно е трудно да се надцени значението на това неорганично вещество, то е наистина безкрайно голямо.

Макронутриенти и тяхното значение

Минералните вещества на клетката за нормалната й работа са от голямо значение. На първо място, това се отнася за макроелементите. Ролята на всеки от тях е подробно проучена и отдавна установена. Вече изброихме кои атоми съставляват групата на макроелементите, така че няма да се повтаряме. Нека очертаем накратко ролята на основните.

1. калций. Неговите соли са необходими за доставката на Ca 2+ йони в организма. Самите йони участват в процесите на спиране на кръвта и съсирване, осигуряват клетъчна екзоцитоза, както и мускулни контракции, включително сърдечни контракции. Неразтворимите соли са в основата на здравите кости и зъби на животните и хората.
2. Калий и натрий. Поддържайте състоянието на клетката, образувайте натриево-калиевата помпа на сърцето.
3. Хлор - участва в осигуряването на електронеутралитет на клетката.
4. Фосфор, сяра, азот са съставни частимного органични съединения, а също така участват в работата на мускулите, състава на костите.

Разбира се, ако разгледаме всеки елемент по-подробно, тогава може да се каже много за излишъка му в тялото и за неговия дефицит. В крайна сметка и двете са вредни и водят до различни заболявания.

микроелементи

Роля минералив клетката, които принадлежат към групата на микроелементите, също е голям. Въпреки факта, че съдържанието им е много малко в клетката, без тях тя няма да може да функционира нормално дълго време. Най-важните от всички горепосочени атоми в тази категория са като:

• цинк;
• медни;
• селен;
• флуор;
• кобалт.

Нормалното ниво на йод е от съществено значение за поддържане на функцията на щитовидната жлеза и производството на хормони. Флуорът е необходим на организма за укрепване на зъбния емайл, а на растенията – за поддържане на еластичността и наситения цвят на листата.

Цинкът и медта са елементи, които съставляват много ензими и витамини. Те са важни участници в процесите на синтез и пластичен обмен.

Селенът е активен участник в процесите на регулиране, необходим е за работата ендокринна системаелемент. Кобалтът пък има друго име – витамин В 12, а всички съединения от тази група са изключително важни за имунната система.

Следователно функциите на минералните вещества в клетката, които се образуват от микроелементи, са не по-малки от тези, които се изпълняват от макроструктурите. Затова е важно и двете да се консумират в достатъчни количества.

Ултрамикроелементи

Минералните вещества на клетката, които се образуват от ултрамикроелементи, не играят толкова значителна роля като споменатите по-горе. Продължителният им дефицит обаче може да доведе до развитие на много неприятни, а понякога и много опасни последици за здравето.

Например, селенът също е включен в тази група. Продължителният му дефицит провокира развитието ракови тумори. Поради това се счита за незаменим. Но златото и среброто са метали, които имат отрицателен ефект върху бактериите, унищожавайки ги. Следователно вътре в клетките играят бактерицидна роля.

Като цяло обаче трябва да се каже, че функциите на ултрамикроелементите все още не са напълно разкрити от учените и тяхното значение остава неясно.

Метали и органични вещества

Много метали са част от органичните молекули. Например, магнезият е коензим на хлорофил, необходим за фотосинтезата на растенията. Желязото е част от молекулата на хемоглобина, без която е невъзможно да се диша. Мед, цинк, манган и други са част от молекулите на ензими, витамини и хормони.

Очевидно всички тези съединения са важни за организма. Невъзможно е да ги припишем изцяло на минералните, но все пак отчасти следва.

Минерални вещества на клетката и тяхното значение: клас 5, табл

За да обобщим казаното по време на статията, ще съставим обща таблица, в която ще отразим какви са минералните съединения и защо са необходими. Можете да го използвате, когато обяснявате тази тема на ученици, например в пети клас.

По този начин, минералните вещества на клетката и тяхното значение ще бъдат научени от учениците в хода на основния етап на обучение.

Последици от липса на минерални съединения

Когато казваме, че ролята на минералите в клетката е важна, трябва да дадем примери, които доказват този факт.

Изброяваме някои заболявания, които се развиват при липса или излишък на някое от съединенията, посочени в хода на статията.

1. Хипертония.
2. Исхемия, сърдечна недостатъчност.
3. Гуша и други заболявания на щитовидната жлеза (Базедова болест и други).
4. анемия.
5. Неправилен растеж и развитие.
6. Ракови тумори.
7. Флуороза и кариес.
8. Кръвни заболявания.
9. Нарушение на мускулната и нервната система.
10. Лошо храносмилане.

Разбира се, това е далеч от това пълен списък. Ето защо е необходимо внимателно да се следи дали ежедневната диета е правилна и балансирана.

Неорганични вещества, които изграждат клетката

Целта на урока: изследвайте химичен съставклетки, разкриват ролята на неорганичните вещества.

Цели на урока:

образователен: показват разнообразието от химични елементи и съединения, които изграждат живите организми, тяхното значение в процеса на живот;

развиващи се: продължи формирането на умения и способности самостоятелна работас учебник, способността да се подчертае основното, да се формулират заключения;

образователен: възпитават отговорно отношение към изпълнението на възложените задачи.

Оборудване: мултимедиен проектор, презентация, раздаване.

План на урока

I. Организационен момент.

Поздравления; - подготовка на публиката за работа; - наличие на студенти.

II. Мотивация на учебната дейност.

- Ето набор от думи: мед, протеини, желязо, въглехидрати, мазнини, витамини, магнезий, злато, сяра, калций, фосфор.

На какви две групи могат да се разделят тези думи? Обяснете отговора. (Органични и неорганични; химични веществаи химикали).

- Кой от вас може да назове ролята на определени вещества, елементи в живота на живите организми?

- Поставете си целта и задачите на нашия урок, въз основа на заглавието на темата.

III. Представяне на нов материал.

Презентация. Презентацията включва едновременно 3 урока по тази тема. Започваме работа с ключовия втори слайд: следвайте хипервръзката, за да отидете до желания урок.

3-ти слайд:разговор по схемата „Съдържанието на химичните елементи в човешкото тяло”.:

- Клетката съдържа около 80 различни химични елемента, които се намират в предмети от нежива природа. Какво може да каже? (за общото между живата и неживата природа). 27 елемента изпълняват определени функции, останалите влизат в тялото с храна, вода, въздух.

- Кои са химичните елементи и в какво количество се съдържат в човешкото тяло?

- Всички химични съединения, които се намират в живите организми, се разделят на групи.

- Използвайки таблицата, съставете диаграма „Основните групи химични елементи в природата“ (вижте таблицата „Елементи, които изграждат клетките на живите организми“, вж. маса 1 ). Кислород, водород, въглерод, азот, сяра и фосфор са необходими компонентимолекули на биологични полимери (протеини, нуклеинови киселини), те често се наричат ​​биоелементи.

Схема

Слайд 5:Започнете да попълвате таблицата - справочно резюме във вашия бележник (тази таблица ще бъде допълнена в следващите уроци, виж таблица 2 ).

- От всички химични съединениясъдържаща се в живите организми, водата е 75 - 85% от телесното тегло.

Защо е необходимо това количество вода? Каква е функцията на водата в живия организъм?

– Вече знаете, че структурата и функциите са взаимосвързани. Нека разгледаме по-отблизо структурата на водната молекула, за да разберем защо водата има такива свойства. В хода на обяснението попълвате подкрепящите бележки в бележника си (вижте слайд 5).

Слайдове 6 - 7демонстрират структурните особености на водната молекула, нейните свойства.

- Измежду неорганичните съединения, които изграждат организмите, най-висока стойностимат соли на минерални киселини и съответните катиони и аниони. Въпреки че нуждата на хората и животните от минерали се изразява в десетки и дори хилядни от грама, обаче, липсата в храната на който и да е от биологичните важни елементиводи до сериозни заболявания.

- Попълнете таблицата, колона „Минерални соли”, като използвате материала от учебника стр.104 - 107. ( слайд 8,щракнете върху хипервръзката, за да проверите извършената работа).

- Дайте примери, доказващи ролята на минералните соли в живота на живите организми.

IV. Поправяне на нов материал:

няколко ученици (колко компютъра в класа) изпълняват интерактивен тест 1 „Неорганични вещества на клетката”;

останалите изпълняват задачи за обучение на мислене и умение да се правят изводи(Раздаване) :

Има известна връзка между първите два термина. Между четвъртото и едно от следните понятия има същата връзка. Намери го:

1. Йод: щитовидна жлеза = флуор: ___________________

а) панкреас б) зъбен емайлв) нуклеинова киселинаг) надбъбречни жлези

2. Желязо: хемоглобин = __________: хлорофил:

а) кобалт б) мед в) йод г) магнезий

3. Изпълнете дигитален диктовка "Молекули". 1. Водородните връзки са най-слабите връзки в една молекула (1). 2. Структурата и съставът са едно и също (0). 3. Съставът винаги определя структурата (0). 4. Съставът и структурата на една молекула определят нейните свойства (1). 5. Полярността на водните молекули обяснява способността й бавно да се нагрява и охлажда (0). 6. Кислородният атом във водната молекула носи положителен заряд. (0)

V. Резюме на урока.

Постигнахте ли целите и задачите на урока? Какви нови неща открихте в този урок?

литература:

Биология. 9 клас: планове за уроциспоред учебника на С. Г. Мамонтов, В. Б. Захаров, Н. И. Сонина / изд. - комп. М.М.Гуменюк. Волгоград: Учител, 2006.

Lerner G.I. Обща биология. Тестове и задачи за уроци. 10 - 11 клас. / - М .: Аквариум, 1998.

Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Сонин Н.И. Биология. Общи модели. 9 клас: Проб. за общо образование учебник заведения. – М.: Дропла, 2000.

CD Комплект цифрови образователни ресурси за учебника Теремов А.В., Петросова Р.А., Никишов А.И. Биология. Общи модели на живот: 9 клетки. хуманитарно изд. Център ВЛАДОС, 2003 г. Физикон ООД, 2007 г.