Kemijski sastav biljnih i životinjskih stanica vrlo je sličan, što ukazuje na jedinstvo njihova podrijetla. Više od 80 pronađeno u stanicama kemijski elementi.

Kemijski elementi prisutni u stanici se dijele na 3 velike grupe: makronutrijenti, mezoelementi, mikroelementi.

Makronutrijenti uključuju ugljik, kisik, vodik i dušik. Mezoelementi su sumpor, fosfor, kalij, kalcij, željezo. Elementi u tragovima - cink, jod, bakar, mangan i drugi.

Biološki važni kemijski elementi stanice:

dušik - strukturna komponenta proteina i NA.

Vodik- dio je vode i svih bioloških spojeva.

Magnezij- aktivira rad mnogih enzima; strukturna komponenta klorofila.

Kalcij- glavna komponenta kostiju i zuba.

Željezo- ulazi u hemoglobin.

Jod- dio hormona štitnjače.

Tvari stanice dijele se na organske(proteini, nukleinske kiseline, lipidi, ugljikohidrati, ATP) i anorganski(voda i mineralne soli).

Vodačini do 80% mase stanice, igra važna uloga:

voda u stanici je otapalo

transferi hranjive tvari;

voda se uklanja iz tijela štetne tvari;

visok toplinski kapacitet vode;

Isparavanje vode pomaže u hlađenju životinja i biljaka.

Daje elastičnost stanici.

Minerali:

sudjeluju u održavanju homeostaze regulacijom protoka vode u stanicu;

Kalij i natrij osiguravaju transport tvari kroz membranu te sudjeluju u nastanku i provođenju živčanog impulsa.

Mineralne soli, prvenstveno kalcijevi fosfati i karbonati, daju tvrdoću koštanom tkivu.

Riješite problem o genetici ljudske krvi

Proteini, njihova uloga u tijelu

Protein- organske tvari koje se nalaze u svim stanicama, koje se sastoje od monomera.

Protein- neperiodični polimer visoke molekularne mase.

Monomer je aminokiselina (20).

Aminokiseline sadrže amino skupinu, karboksilnu skupinu i radikal. Aminokiseline su međusobno povezane kako bi tvorile peptidnu vezu. Proteini su iznimno raznoliki, primjerice, u ljudskom tijelu ih ima preko 10 milijuna.

Raznolikost proteina ovisi o:

1. različita AK sekvenca

2. po veličini

3. iz sastava

Proteinske strukture

Primarna struktura proteina - slijed aminokiselina povezanih peptidnom vezom (linearna struktura).

Sekundarna struktura proteina - spiralna struktura.

Tercijarna struktura proteina- globula (glomerularna struktura).

Kvartarna struktura proteina- sastoji se od nekoliko globula. Karakteristično za hemoglobin i klorofil.

Proteinska svojstva

1. Komplementarnost: sposobnost proteina da se u obliku uklapa u neku drugu tvar poput ključa od brave.

2. Denaturacija: kršenje prirodne strukture proteina (temperatura, kiselost, slanost, dodavanje drugih tvari, itd.). Primjeri denaturacije: promjene u svojstvima proteina kada se jaja kuhaju, prijenos proteina iz tekućem stanju u čvrstu.

3. Renaturacija - obnova strukture proteina, ako nije poremećena primarna struktura.

Funkcije proteina

1. Izgradnja: stvaranje svih staničnih membrana

2. Katalitički: proteini su katalizatori; ubrzati kemijske reakcije

3. Motor: aktin i miozin su dio mišićnih vlakana.

4. Transport: prijenos tvari u različita tkiva i organe tijela (hemoglobin je protein koji je dio crvenih krvnih stanica)

5. Zaštitni: antitijela, fibrinogen, trombin – proteini koji sudjeluju u razvoju imuniteta i zgrušavanju krvi;

6. Energija: sudjelujte u reakcijama plastične izmjene za izgradnju novih proteina.

7. Regulatorna: uloga hormona inzulina u regulaciji šećera u krvi.

8. Skladištenje: nakupljanje proteina u tijelu kao rezervnih hranjivih tvari, na primjer, u jajima, mlijeku, sjemenu biljaka.

Stanica je elementarna jedinica strukture živih organizama. Sva živa bića – bili ljudi, životinje, biljke, gljive ili bakterije – su u osnovi stanice. U nečijem tijelu ima puno tih stanica – stotine tisuća stanica čine tijelo sisavaca i gmazova, a u nekom ih je malo – mnoge se bakterije sastoje od samo jedne stanice. Ali broj stanica nije toliko važan koliko njihova prisutnost.

Odavno je poznato da stanice imaju sva svojstva živog bića: dišu, hrane se, razmnožavaju se, prilagođavaju novim uvjetima, čak i umiru. I, kao i sva živa bića, stanice sadrže organske i anorganske tvari.

Puno više, jer je i ona voda, a dakako, najveći dio odjela koji se zove "anorganske tvari stanice" dat je vodi – ona čini 40-98% ukupnog volumena stanice.

Voda u stanici obavlja mnoge važne funkcije: osigurava elastičnost stanice, brzinu kemijskih reakcija koje se u njoj odvijaju, kretanje ulaznih tvari kroz stanicu i njihovo uklanjanje. Osim toga, mnoge tvari se otapaju u vodi, može sudjelovati u kemijskim reakcijama, a upravo je voda zaslužna za termoregulaciju cijelog organizma, budući da voda ima dobru toplinsku vodljivost.

Osim vode, anorganske tvari stanice također uključuju mnoge minerali dijelimo na makronutrijente i mikronutrijente.

Makronutrijenti uključuju tvari kao što su željezo, dušik, kalij, magnezij, natrij, sumpor, ugljik, fosfor, kalcij i mnoge druge.

Elementi u tragovima su, uglavnom, teški metali kao što su bor, mangan, brom, bakar, molibden, jod i cink.

Također u tijelu postoje ultramikroelementi, uključujući zlato, uran, živu, radij, selen i druge.

Sve anorganske tvari stanice igraju svoju, važnu ulogu. Dakle, dušik je uključen u veliku raznolikost spojeva - i proteinskih i neproteinskih, potiče stvaranje vitamina, aminokiselina, pigmenata.

Kalcij je antagonist kalija i služi kao ljepilo za biljne stanice.

Željezo je uključeno u proces disanja, dio je molekula hemoglobina.

Bakar je odgovoran za stvaranje krvnih stanica, zdravlje srca i dobar apetit.

Bor je odgovoran za proces rasta, posebno u biljkama.

Kalij osigurava koloidna svojstva citoplazme, stvaranje proteina i normalno funkcioniranje srca.

Natrij također osigurava ispravan ritam srčane aktivnosti.

Sumpor sudjeluje u stvaranju nekih aminokiselina.

Fosfor sudjeluje u stvaranju ogromnog broja esencijalnih spojeva, kao što su nukleotidi, neki enzimi, AMP, ATP, ADP.

A samo je uloga ultramikroelemenata još uvijek apsolutno nepoznata.

Ali anorganske tvari same stanice ne bi je mogle učiniti potpunom i živom. Organske tvari nisu ništa manje važne od njih.

To uključuje ugljikohidrate, lipide, enzime, pigmente, vitamine i hormone.

Ugljikohidrati se dijele na monosaharide, disaharide, polisaharide i oligosaharide. Mono-di- i polisaharidi su glavni izvor energije za stanicu i tijelo, ali se oligosaharidi netopivi u vodi drže zajedno vezivno tkivo te štite stanice od štetnih vanjskih utjecaja.

Lipidi se dijele na prave masti i lipoide - tvari slične mastima koje tvore orijentirane molekularne slojeve.

Enzimi su katalizatori koji ubrzavaju biokemijske procese u tijelu. Osim toga, enzimi smanjuju količinu potrošene energije da bi molekuli dali reaktivnost.

Vitamini su neophodni za regulaciju oksidabilnosti aminokiselina i ugljikohidrata, kao i za puni rast i razvoj.

Hormoni su neophodni za regulaciju života tijela.

Kao što već znamo, stanica se sastoji od kemijske tvari organske i anorganske vrste. Glavne anorganske tvari koje čine stanicu su soli i voda.

Voda kao sastavnica života

Voda je dominantna komponenta svih organizama. Važne biološke funkcije vode obavljaju jedinstvena svojstva njegove molekule, posebice prisutnost dipola koji čine moguća pojava vodikove veze između stanica.

Zahvaljujući molekulama vode u tijelu živih bića nastaju procesi toplinske stabilizacije i termoregulacije. Proces termoregulacije događa se zbog visokog toplinskog kapaciteta molekula vode: vanjske promjene temperature ne utječu na promjene temperature unutar tijela.

Zahvaljujući vodi, organima ljudsko tijelo zadržavaju svoju elastičnost. Voda je jedna od glavnih komponenti tekućine za podmazivanje nužne za zglobove kralježnjaka ili perikardijalnu vrećicu.

Uključen je u sluz, što olakšava kretanje tvari kroz crijeva. Voda je sastavni dio žuči, suza i sline.

Soli i druge anorganske tvari

Stanice živog organizma, osim vode, sadrže i anorganske tvari kao što su kiseline, baze i soli. Najviše važnost u životu tijela imaju Mg2+, H2PO4, K, CA2, Na, C1-. Slabe kiseline jamče stabilnu unutarnju staničnu sredinu (blago alkalnu).

Koncentracija iona u međustaničnoj tvari i unutar stanice može biti različita. Tako su, na primjer, ioni Na + koncentrirani samo u međustaničnoj tekućini, dok se K + nalazi isključivo u stanici.

Oštro smanjenje ili povećanje broja određenih iona u sastavu stanice ne samo da dovodi do njezine disfunkcije, već i do smrti. Na primjer, smanjenje količine Ca + u stanici uzrokuje konvulzije unutar stanice i njezinu daljnju smrt.

Neke anorganske tvari često stupaju u interakciju s mastima, proteinima i ugljikohidratima. Dakle, najbolji primjer je organski spojevi s fosforom i sumporom.

Sumpor, koji je dio proteinskih molekula, odgovoran je za stvaranje molekularnih veza u tijelu. Zahvaljujući sintezi fosfora i organskih tvari, energija se oslobađa iz proteinskih molekula.

Kalcijeve soli

Kalcijeve soli pridonose normalnom razvoju koštanog tkiva, kao i funkcioniranju mozga i leđne moždine. Metabolizam kalcija u tijelu odvija se zbog vitamina D. Višak ili nedostatak kalcijevih soli dovodi do poremećaja funkcioniranja tijela.

Svi organizmi na našem planetu sastoje se od stanica koje su slične po kemijskom sastavu. U ovom ćemo članku ukratko govoriti o kemijskom sastavu stanice, njezinoj ulozi u životu cijelog organizma i saznati koja znanost proučava ovo pitanje.

Skupine elemenata kemijskog sastava stanice

Znanost koja proučava sastavne dijelove i građu žive stanice naziva se citologija.

Svi elementi uključeni u kemijsku strukturu tijela mogu se podijeliti u tri skupine:

• makronutrijenti;
• elementi u tragovima;
• ultramikroelementi.

Makronutrijenti uključuju vodik, ugljik, kisik i dušik. Gotovo 98% svih sastavnih elemenata otpada na njihov udio.

Elementi u tragovima dostupni su u desetinkama i stotinkama postotka. I vrlo mali sadržaj ultramikroelemenata - stotinke i tisućinke postotka.

TOP 4 člankakoji je čitao uz ovo

U prijevodu s grčkog, "makro" znači veliki, a "mikro" znači mali.

Znanstvenici su otkrili da ne postoje posebni elementi koji su svojstveni samo živim organizmima. Stoga se ta živa, ta neživa priroda sastoji od istih elemenata. To dokazuje njihov odnos.

Unatoč kvantitativnom sadržaju kemijskog elementa, odsutnost ili smanjenje barem jednog od njih dovodi do smrti cijelog organizma. Uostalom, svaki od njih ima svoje značenje.

Uloga kemijskog sastava stanice

Makronutrijenti su osnova biopolimera, a to su proteini, ugljikohidrati, nukleinske kiseline i lipidi.

Elementi u tragovima dio su vitalnih organskih tvari uključenih u metaboličke procese. Oni su sastavne komponente mineralne soli, koje su u obliku kationa i aniona, njihov omjer određuje alkalni okoliš. Najčešće je blago alkalan, jer se omjer mineralnih soli ne mijenja.

Hemoglobin sadrži željezo, klorofil - magnezij, bjelančevine - sumpor, nukleinske kiseline - fosfor, metabolizam se događa s dovoljnom količinom kalcija.

Riža. 2. Sastav stanice

Neki kemijski elementi su komponente anorganske tvari na primjer, voda. Ima važnu ulogu u životu biljnih i životinjskih stanica. Voda je dobro otapalo, zbog toga se sve tvari unutar tijela dijele na:

• hidrofilna - otopiti u vodi;
• Hidrofobna - ne otapati u vodi.

Zbog prisutnosti vode, stanica postaje elastična, doprinosi kretanju organskih tvari u citoplazmi.

Riža. 3. Tvari stanice.

Tablica “Svojstva kemijskog sastava stanice”

Da bismo jasno razumjeli koji su kemijski elementi dio stanice, uključili smo ih u sljedeću tablicu:

Elementi		Značenje
Makronutrijenti
Kisik, ugljik, vodik, dušik
		Sastavni dio ljuske u biljkama, u životinjskom tijelu je u sastavu kostiju i zuba, aktivno sudjeluje u zgrušavanju krvi.
		Sadrži u nukleinskim kiselinama, enzimima, koštanom tkivu i zubnoj caklini.
elementi u tragovima
		Osnova je proteina, enzima i vitamina.
		Omogućuje prijenos živčanih impulsa, aktivira sintezu proteina, fotosintezu i procese rasta.
		Jedna od komponenti želučanog soka, provokator enzima.
		Aktivno sudjeluje u metaboličkim procesima, sastavni je dio hormona štitnjače.
		Omogućuje prijenos impulsa živčani sustav, održava konstantan pritisak unutar stanice, izaziva sintezu hormona.
		Komponenta klorofila, koštanog tkiva i zuba, izaziva sintezu DNK i procese prijenosa topline.
		Sastavni dio hemoglobina, leće, rožnice, sintetizira klorofil. Prenosi kisik po cijelom tijelu.
Ultramikroelementi
		Sastavni dio procesa stvaranja krvi, fotosinteze, ubrzava procese unutarstanične oksidacije.
Mangan		Aktivira fotosintezu, sudjeluje u stvaranju krvi, osigurava visok prinos.
		Komponenta zubne cakline.
		Regulira rast biljaka.

Što smo naučili?

Svaka stanica žive prirode ima svoj vlastiti skup kemijskih elemenata. Po svom sastavu predmeti žive i nežive prirode imaju sličnosti, što dokazuje njihovu blisku povezanost. Svaka stanica sastoji se od makronutrijenata, mikronutrijenata i ultramikronutrijenata, od kojih svaka ima svoju ulogu. Nedostatak barem jednog od njih dovodi do bolesti, pa čak i smrti cijelog organizma.

Tematski kviz

Procjena izvješća

Prosječna ocjena: 4.5. Ukupno primljenih ocjena: 819.

Od anorganskih tvari stanice vodačini oko 65% njegove mase: u mladim brzorastućim stanicama do 95%, u starim stanicama - oko 60%. Uloga vode u stanicama je vrlo velika, ona je medij i otapalo, sudjeluje u većini kemijskih reakcija, kretanju tvari, termoregulaciji, stvaranju staničnih struktura, određuje volumen i elastičnost stanice. Većina tvari ulazi u tijelo i izlučuje se iz njega u vodenoj otopini.

organska tvar- čine 20-30% staničnog sastava. Oni mogu biti jednostavan(aminokiseline, glukoza, masna kiselina) i kompleks(proteini, polisaharidi, nukleinske kiseline, lipidi). Najvažniji su proteini, masti, ugljikohidrati, nukleinske kiseline.

Proteini su glavni i većina složene tvari bilo koju ćeliju. Veličina proteinske molekule je stotine i tisuće puta veća od molekula anorganskih spojeva. Proteinske molekule nastaju od jednostavnih spojeva – aminokiselina (prirodni proteini sadrže 20 aminokiselina). Ujedinjujući se u drugačiji slijed i količina, oni formiraju velika raznolikost(do 1000) proteina. Njihova uloga u životu stanice je ogromna: građevinski materijal organizam, katalizatori (enzimski proteini ubrzavaju kemijske reakcije), transport (hemoglobin u krvi dostavlja kisik i hranjive tvari stanicama i odnosi ugljični dioksid i produkte raspadanja). Proteini obavljaju zaštitnu funkciju, energiju. Ugljikohidrati su organske tvari sastavljene od ugljika, vodika i kisika. Najjednostavniji od njih su monosaharidi - heksoza, fruktoza, glukoza (nalazi se u voću, medu), galaktoza (u mlijeku) i polisaharidi - koji se sastoje od nekoliko jednostavni ugljikohidrati. To uključuje škrob i glikogen. Ugljikohidrati su glavni izvor energije za sve oblike stanične aktivnosti (kretanje, biosinteza, izlučivanje itd.) i imaju ulogu rezervnih tvari. Lipidi su masti netopive u vodi i tvari slične mastima. Oni su glavni strukturna komponenta biološke membrane. Lipidi obavljaju energetsku funkciju, sadrže vitamine topive u mastima. Nukleinske kiseline- (od latinska riječ"Nucleus" - jezgra) - nastaju u jezgri stanice. Oni su dvije vrste: deoksiribonukleinske kiseline (DNK) i ribonukleinske kiseline (RNA). Biološka uloga njihova vrlo velika. Oni određuju sintezu proteina i prijenos nasljednih informacija.