Ma már sok mindent felfedeztek és tiszta formájában izoláltak kémiai elemek periódusos táblázatok, és egyötöde minden élő szervezetben megtalálható. Ezek a téglához hasonlóan a szerves és szervetlen anyagok.

Milyen kémiai elemek képezik a sejt részét, mely anyagok biológiája alapján ítélhető meg jelenlétük a szervezetben – mindezt a cikk későbbi részében fogjuk megvizsgálni.

Mi a kémiai összetétel állandósága

A test stabilitásának megőrzése érdekében minden sejtnek állandó szinten kell tartania az egyes összetevők koncentrációját. Ezt a szintet a fajok, élőhelyek, környezeti tényezők határozzák meg.

Annak a kérdésnek a megválaszolásához, hogy mely kémiai elemek képezik a sejt részét, világosan meg kell értenünk, hogy bármely anyag tartalmazza a periódusos rendszer bármely összetevőjét.

Néha kérdéses egy cellában lévő elem tartalmának körülbelül század- és ezred százalékát, de ugyanakkor a nevezett szám legalább ezredrészes változása már hordozhatja komoly következmények a test számára.

Az emberi sejtben található 118 kémiai elemből legalább 24-nek kell lennie. Nincsenek olyan összetevők, amelyek egy élő szervezetben megtalálhatóak lennének, de nem lennének részei a természet élettelen tárgyainak. Ez a tény megerősíti az élő és az élettelen élőlények szoros kapcsolatát az ökoszisztémában.

A sejtet alkotó különféle elemek szerepe

Tehát melyek azok a kémiai elemek, amelyek egy sejtet alkotnak? Meg kell jegyezni, hogy szerepük a szervezet életében közvetlenül függ az előfordulás gyakoriságától és a citoplazmában való koncentrációjuktól. Azonban annak ellenére különböző tartalom elemek a cellában, mindegyiknek egyformán nagy a jelentősége. Bármelyik hiánya káros hatással lehet a szervezetre, kikapcsolja az anyagcsere legfontosabb biokémiai reakcióit.

Felsoroljuk, hogy mely kémiai elemek képezik az emberi sejt részét, három fő típust kell megemlítenünk, amelyeket az alábbiakban tárgyalunk:

A sejt fő biogén elemei

Nem meglepő, hogy az O, C, H, N elemek biogének, mert ezek alkotják az összes szerves és sok szervetlen anyagot. Lehetetlen elképzelni fehérjéket, zsírokat, szénhidrátokat vagy nukleinsavakat ezek nélkül a szervezet számára nélkülözhetetlen összetevők nélkül.

Ezeknek az elemeknek a funkciója határozta meg magas tartalmukat a szervezetben. Ezek együttesen a teljes száraz testtömeg 98%-át teszik ki. Hogyan nyilvánulhat még meg ezen enzimek aktivitása?

1. Oxigén. Tartalma a sejtben a teljes száraz tömeg körülbelül 62%-a. Funkciók: szerves és szervetlen anyagok felépítése, részvétel a légzési láncban;
2. Szén. Tartalma eléri a 20%-ot. Fő funkció: mindenben benne van;
3. Hidrogén. Koncentrációja 10%-os értéket vesz fel. Ez az elem amellett, hogy szerves anyag és víz összetevője, részt vesz az energiaátalakításokban is;
4. Nitrogén. Az összeg nem haladja meg a 3-5%-ot. Fő szerepe az aminosavak, nukleinsavak, ATP, számos vitamin, hemoglobin, hemocianin, klorofill képződése.

Ezek azok a kémiai elemek, amelyek a sejtet alkotják, és a normális élethez szükséges anyagok többségét alkotják.

A makrotápanyagok jelentősége

A makrotápanyagok abban is segítenek meghatározni, hogy mely kémiai elemek képezik a sejt részét. A biológia tantárgyból kiderül, hogy a száraz tömeg 2%-át a főbbeken kívül a periódusos rendszer egyéb komponensei teszik ki. A makrotápanyagok közé tartoznak azok, amelyek tartalma nem alacsonyabb, mint 0,01%. Főbb funkcióikat táblázat formájában mutatjuk be.

Kalcium (Ca)		Felelős az izomrostok összehúzódásáért, a pektin, a csontok és a fogak része. Fokozza a véralvadást.
Foszfor (P)		Része a legfontosabb energiaforrásnak - az ATP-nek.
		Részt vesz a diszulfid hidak kialakításában a fehérje tercier szerkezetbe való feltekeredése során. Tartalmazza a cisztein és a metionin, valamint néhány vitamin összetételét.
		A káliumionok részt vesznek a sejtekben, és a membránpotenciálra is hatással vannak.
		Fő anion a szervezetben
Nátrium (Na)		Az azonos folyamatokban részt vevő kálium analógja.
Magnézium (Mg)		A magnéziumionok a folyamat szabályozói A klorofill molekula közepén egy magnézium atom is található.
		Részt vesz az elektronok szállításában a légzés és a fotoszintézis ETC-jén keresztül, a mioglobin, a hemoglobin és számos enzim szerkezeti láncszeme.

Reméljük, hogy a fentiek alapján könnyen megállapítható, hogy mely kémiai elemek képezik a sejt részét és melyek makroelemek.

nyomelemek

Vannak a sejtnek olyan összetevői is, amelyek nélkül a szervezet nem tud normálisan működni, de ezek tartalmuk mindig kevesebb, mint 0,01%. Határozzuk meg, hogy mely kémiai elemek tartoznak a sejthez és a mikroelemek csoportjába.

		A DNS- és RNS-polimeráz enzimek, valamint számos hormon (például inzulin) része.
		Részt vesz a fotoszintézis folyamataiban, a hemocianin és egyes enzimek szintézisében.
		A pajzsmirigy T3 és T4 hormonjainak szerkezeti összetevője
Mangán (Mn)	kevesebb, mint 0,001	Enzimekben, csontokban szerepel. Részt vesz a baktériumok nitrogénmegkötésében
	kevesebb, mint 0,001	Befolyásolja a növény növekedési folyamatát.
		A csontok és a fogzománc része.

Szerves és szervetlen anyagok

Ezeken kívül milyen kémiai elemek szerepelnek még a sejt összetételében? A válaszokat egyszerűen a szervezetben található legtöbb anyag szerkezetének tanulmányozásával lehet megtalálni. Közülük szerves és szervetlen eredetű molekulákat különböztetnek meg, és ezeknek a csoportoknak mindegyike fix elemkészlettel rendelkezik.

A szerves anyagok fő osztályai a fehérjék, nukleinsavak, zsírok és szénhidrátok. Teljes egészében a fő biogén elemekből épülnek fel: a molekula vázát mindig szén alkotja, a hidrogén, oxigén és nitrogén pedig a gyökök részét képezi. Az állatokban a fehérjék a domináns osztály, a növényekben a poliszacharidok.

A szervetlen anyagok mind ásványi sók és természetesen víz. A sejtben található összes szervetlen anyag közül a legtöbb a H 2 O, amelyben a többi anyag feloldódik.

A fentiek mindegyike segít meghatározni, hogy mely kémiai elemek képezik a sejt részét, és ezek szervezetben betöltött funkciói nem maradnak többé rejtélyek az Ön számára.

Az élő sejt összetétele ugyanazokat a kémiai elemeket tartalmazza, amelyek az élettelen természet részét képezik. 104 elemből periodikus rendszer D. I. Mengyelejev a cellákban 60-at talált.

Három csoportra oszthatók:

1. a fő elemek az oxigén, a szén, a hidrogén és a nitrogén (a sejtösszetétel 98%-a);
2. a százalék tizedét és századrészét alkotó elemek - kálium, foszfor, kén, magnézium, vas, klór, kalcium, nátrium (összesen 1,9%);
3. minden más, még kisebb mennyiségben jelenlévő elem nyomelem.

A sejt molekuláris összetétele összetett és heterogén. Külön csatlakozások- víz és ásványi sók - az élettelen természetben is megtalálhatók; mások - szerves vegyületek: szénhidrátok, zsírok, fehérjék, nukleinsavak stb. - csak az élő szervezetekre jellemzőek.

SZERVETLEN ANYAGOK

A víz a sejt tömegének körülbelül 80%-át teszi ki; fiatal, gyorsan növekvő sejtekben - akár 95%, öregekben - 60%.

A víz szerepe a sejtben nagy.

Ez a fő közeg és oldószer, a legtöbbben részt vesz kémiai reakciók, az anyagok mozgása, a hőszabályozás, a sejtszerkezetek kialakulása, meghatározza a sejt térfogatát és rugalmasságát. A legtöbb anyag bejut a szervezetbe, és vizes oldatban ürül ki belőle. Biológiai szerep A vizet a szerkezet sajátossága határozza meg: molekuláinak polaritása és hidrogénkötések kialakításának képessége, aminek következtében több vízmolekulából álló komplexek keletkeznek. Ha a vízmolekulák közötti vonzási energia kisebb, mint a vízmolekulák és egy anyag között, az feloldódik a vízben. Az ilyen anyagokat hidrofilnek nevezik (a görög "hydro" szóból - víz, "filé" - szeretem). Ezek sok ásványi só, fehérje, szénhidrát stb. Ha a vízmolekulák közötti vonzás energiája nagyobb, mint a vízmolekulák és egy anyag vonzási energiája, az ilyen anyagok oldhatatlanok (vagy gyengén oldódnak), hidrofóbnak nevezik őket. a görög "phobos" szóból - félelem) - zsírok, lipidek stb.

A sejt vizes oldatában található ásványi sók kationokká és anionokká disszociálnak, biztosítva a szükséges kémiai elemek stabil mennyiségét és az ozmotikus nyomást. A kationok közül a legfontosabbak a K +, Na +, Ca 2+, Mg +. Az egyes kationok koncentrációja a sejtben és az extracelluláris környezetben nem azonos. Élő sejtben a K koncentrációja magas, a Na + alacsony, a vérplazmában pedig éppen ellenkezőleg, magas a Na + és alacsony a K +. Ez a membránok szelektív permeabilitásának köszönhető. Az ionok koncentrációjának különbsége a sejtben és a környezetben biztosítja a víznek a környezetből a sejtbe való áramlását, illetve a növények gyökerei általi vízfelvételt. Hiba egyedi elemek- Fe, P, Mg, Co, Zn - gátolja a nukleinsavak, hemoglobin, fehérjék és más létfontosságú anyagok képződését, és súlyos betegségekhez vezet. Az anionok meghatározzák a pH-sejt környezet állandóságát (semleges és enyhén lúgos). Az anionok közül a legfontosabbak a HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, Cl -, HCO 3 -

SZERVES ANYAGOK

A komplexben lévő szerves anyagok a sejtösszetétel körülbelül 20-30%-át teszik ki.

Szénhidrát- szénből, hidrogénből és oxigénből álló szerves vegyületek. Egyszerű - monoszacharidokra (a görög "monos" - egy) és összetett - poliszacharidokra (a görög "poly" - sok) vannak osztva.

Monoszacharidok(őket általános képlet C n H 2n O n) - színtelen, kellemes édes ízű, vízben jól oldódó anyagok. A szénatomok számában különböznek egymástól. A monoszacharidok közül a hexózok (6 szénatomos) a leggyakoribbak: glükóz, fruktóz (gyümölcsökben, mézben, vérben) és galaktóz (tejben). A pentózok közül (5 szénatomos) a leggyakoribb a ribóz és a dezoxiribóz, amelyek a nukleinsavak és az ATP részét képezik.

Poliszacharidok polimerekre vonatkozik - olyan vegyületekre, amelyekben ugyanaz a monomer többször megismétlődik. A poliszacharidok monomerei monoszacharidok. A poliszacharidok vízben oldódnak, és sok édes ízű. Ezek közül a legegyszerűbb diszacharidok, amelyek két monoszacharidból állnak. Például a szacharóz glükózból és fruktózból áll; tejcukor - glükózból és galaktózból. A monomerek számának növekedésével a poliszacharidok oldhatósága csökken. A nagy molekulatömegű poliszacharidok közül az állatokban a glikogén, a növényekben a keményítő és a rost (cellulóz) a leggyakoribb. Ez utóbbi 150-200 glükózmolekulából áll.

Szénhidrát- a fő energiaforrás a sejttevékenység minden formájához (mozgás, bioszintézis, szekréció stb.). A legegyszerűbb termékekre CO 2 és H 2 O felosztva 1 g szénhidrát 17,6 kJ energiát szabadít fel. A szénhidrátok teljesítenek épület funkció növényekben (héjuk cellulózból készül) és a tartalék anyagok szerepe (növényekben - keményítő, állatokban - glikogén).

Lipidek- ezek vízben oldhatatlan zsírszerű anyagok és zsírok, amelyek glicerinből állnak és nagy molekulatömegű zsírsavak. Az állati zsírok a tejben, a húsban, a bőr alatti szövetben találhatók. Nál nél szobahőmérséklet Ez szilárd anyagok. A növényekben a zsírok a magvakban, gyümölcsökben és más szervekben találhatók. Szobahőmérsékleten folyékonyak. A zsírszerű anyagok kémiai szerkezetükben hasonlóak a zsírokhoz. Sok belőlük van a tojássárgájában, az agysejtekben és más szövetekben.

A lipidek szerepét szerkezeti funkciójuk határozza meg. Sejtmembránokat alkotnak, amelyek hidrofóbitásuk miatt megakadályozzák, hogy a sejt tartalma összekeveredjen környezet. A lipidek energiafunkciót töltenek be. CO 2 -ra és H 2 O-ra hasadva 1 g zsír 38,9 kJ energiát szabadít fel. Rosszul vezetik a hőt, felhalmozódnak a bőr alatti szövetben (és más szervekben és szövetekben), védőfunkciót és tartalék anyagok szerepét töltik be.

Mókusok- a szervezet számára legspecifikusabb és legfontosabb. Nem periodikus polimerekhez tartoznak. Más polimerekkel ellentétben molekuláik hasonló, de nem azonos monomerekből állnak - 20 különböző aminosavból.

Minden aminosavnak megvan a maga neve, különleges szerkezete és tulajdonságai. Általános képletüket a következőképpen ábrázolhatjuk

Az aminosavmolekula egy meghatározott részből (R gyök) és egy minden aminosavra azonos részből áll, beleértve egy bázikus tulajdonságú aminocsoportot (-NH 2) és egy karboxilcsoportot (COOH) savas tulajdonságok. A savas és bázikus csoportok jelenléte egy molekulában meghatározza azok nagy reaktivitását. Ezeken a csoportokon keresztül az aminosavak összekapcsolása egy polimer - fehérje képződésében történik. Ebben az esetben egy vízmolekula szabadul fel az egyik aminosav aminocsoportjából és egy másik karboxilcsoportjából, és a felszabaduló elektronok egyesülnek, így peptidkötés jön létre. Ezért a fehérjéket polipeptideknek nevezik.

A fehérjemolekula több tíz vagy száz aminosavból álló lánc.

A fehérjemolekulák hatalmasak, ezért makromolekuláknak nevezik őket. A fehérjék, mint az aminosavak, nagyon reaktívak, és képesek reagálni savakkal és lúgokkal. Az aminosavak összetételében, mennyiségében és sorrendjében különböznek (a 20 aminosavból álló kombinációk száma szinte végtelen). Ez magyarázza a fehérjék sokféleségét.

A fehérjemolekulák szerkezetének négy szerveződési szintje van (59)

• Elsődleges szerkezet- egy meghatározott szekvenciában kovalens (erős) peptidkötésekkel összekapcsolt aminosavak polipeptidlánca.
• másodlagos szerkezet- szoros hélixbe csavart polipeptidlánc. Ebben kis erősségű hidrogénkötések keletkeznek a szomszédos menetek (és más atomok) peptidkötései között. Együtt meglehetősen erős szerkezetet biztosítanak.
• Harmadlagos szerkezet egy bizarr, de minden egyes fehérje sajátos konfigurációja - egy gömböcske. Gyenge hidrofób kötések vagy kohéziós erők tartják össze a nem poláris gyökök között, amelyek számos aminosavban megtalálhatók. Sokféleségüknél fogva megfelelő stabilitást biztosítanak a fehérje makromolekulának és mobilitásának. A fehérjék harmadlagos szerkezetét a kovalens S-S (es-es) kötések is támogatják, amelyek a kéntartalmú cisztein aminosav egymástól távol eső gyökök között jönnek létre.
• Negyedidős szerkezet nem minden fehérjére jellemző. Ez akkor fordul elő, amikor több fehérje makromolekula kombinálódik komplexekké. Például az emberi vér hemoglobinja ennek a fehérjének négy makromolekulájának komplexe.

A fehérjemolekulák szerkezetének ilyen összetettsége az ezekben a biopolimerekben rejlő számos funkcióhoz kapcsolódik. A fehérjemolekulák szerkezete azonban a környezet tulajdonságaitól függ.

A fehérje természetes szerkezetének megsértését ún denaturáció. Előfordulhat magas hőmérséklet, vegyszerek, sugárzó energia és egyéb tényezők hatására. Gyenge hatás esetén csak a kvaterner szerkezet bomlik le, erősebbnél a harmadlagos, majd a másodlagos, és a fehérje primer szerkezet - polipeptid lánc - formájában marad, ez a folyamat részben reverzibilis, ill. a denaturált fehérje képes helyreállítani szerkezetét.

A fehérjék szerepe a sejtek életében óriási.

Mókusok- Ezt építőanyag szervezet. Részt vesznek a sejt és az egyes szövetek (haj, erek stb.) héjának, organellumainak és membránjainak felépítésében. Számos fehérje katalizátorként működik a sejtben – olyan enzimek, amelyek tíz-, százmilliószorosára gyorsítják fel a sejtreakciókat. Körülbelül ezer enzim ismert. Összetételükben a fehérjén kívül fémek Mg, Fe, Mn, vitaminok stb.

Minden reakciót a saját enzime katalizál. Ebben az esetben nem a teljes enzim működik, hanem egy bizonyos terület - az aktív központ. Úgy illeszkedik az aljzathoz, mint a zár kulcsa. Az enzimek bizonyos hőmérsékleten és pH-n hatnak. A speciális kontraktilis fehérjék biztosítják a sejtek motoros funkcióit (csillók, csillók mozgása, izomösszehúzódás stb.). A különálló fehérjék (vér hemoglobin) szállító funkciót látnak el, oxigént szállítanak a test minden szervébe és szövetébe. A specifikus fehérjék - antitestek - védő funkciót látnak el, semlegesítik az idegen anyagokat. Egyes fehérjék energiafunkciót töltenek be. Aminosavakra bontva, majd még többre egyszerű anyagok, 1 g fehérje 17,6 kJ energiát szabadít fel.

Nukleinsavak(a latin "nucleus" szóból - a mag) először a magban fedezték fel. Két típusuk van - dezoxiribonukleinsavak(DNS) és ribonukleinsavak(RNS). Biológiai szerepük nagy, meghatározzák a fehérjék szintézisét és az öröklődő információk generációról a másikra való átadását.

A DNS-molekula rendelkezik összetett szerkezet. Két spirálisan csavart láncból áll. A kettős hélix szélessége 2 nm 1, hossza több tíz, sőt több száz mikromikron (több száz vagy ezerszer nagyobb, mint a legnagyobb fehérjemolekula). A DNS egy polimer, amelynek monomerjei nukleotidok - foszforsav molekulából, szénhidrátból - dezoxiribózból és nitrogéntartalmú bázisból álló vegyületek. Általános képletük a következő:

A foszforsav és a szénhidrát minden nukleotid esetében azonos, és négyféle nitrogénbázis létezik: adenin, guanin, citozin és timin. Meghatározzák a megfelelő nukleotidok nevét:

• adenil (A),
• guanil (G),
• citozil (C),
• timidil (T).

Mindegyik DNS-szál több tízezer nukleotidból álló polinukleotid. Ebben a szomszédos nukleotidokat erős kovalens kötéssel kötik össze a foszforsav és a dezoxiribóz között.

Nál nél óriási méretű DNS-molekulák közül a bennük lévő négy nukleotid kombinációja végtelenül nagy lehet.

A DNS kettős hélix kialakulása során az egyik szál nitrogénbázisai szigorúan meghatározott sorrendben helyezkednek el a másik szál nitrogénbázisaival szemben. Ugyanakkor T mindig kiderül, hogy A ellen, és csak C ellen G. Ez azzal magyarázható, hogy A és T, valamint G és C szigorúan megfelelnek egymásnak, mint két fele törött üveg, és kiegészítik, ill kiegészítő(a görög "kiegészítés" szóból - kiegészítés) egymásnak. Ha az egyik DNS-szál nukleotidsorrendje ismert, akkor a komplementaritás elve alapján egy másik szál nukleotidsorrendje is megállapítható (lásd Melléklet 1. feladat). A komplementer nukleotidokat hidrogénkötések kötik össze.

A és T között két kötés van, G és C között három.

Egyedülálló tulajdonsága a DNS-molekula megkettőződése, amely biztosítja az örökletes információ átvitelét az anyasejtből a leánysejtekbe. A DNS-duplikáció folyamatát ún DNS replikáció. Ezt a következőképpen hajtjuk végre. Röviddel a sejtosztódás előtt a DNS-molekula feltekercselődik, és kettős lánca az egyik végén lévő enzim hatására két független láncra hasad. A sejt szabad nukleotidjainak mindkét felére a komplementaritás elve szerint egy második lánc épül. Ennek eredményeként egy DNS-molekula helyett két teljesen azonos molekula jelenik meg.

RNS- a DNS egyik szálához hasonló szerkezetű, de sokkal kisebb polimer. Az RNS monomerek foszforsavból, szénhidrátból (ribóz) és nitrogéntartalmú bázisból álló nukleotidok. Az RNS három nitrogéntartalmú bázisa - adenin, guanin és citozin - megfelel a DNS-nek, a negyedik pedig más. Az RNS timin helyett uracilt tartalmaz. RNS polimer képződik ezen keresztül kovalens kötések ribóz és a szomszédos nukleotidok foszforsava között. Az RNS-nek három típusa ismert: hírvivő RNS(i-RNS) a fehérje szerkezetére vonatkozó információkat továbbítja a DNS-molekulából; transzfer RNS-t(t-RNS) aminosavakat szállít a fehérjeszintézis helyére; a riboszómális RNS (rRNS) a riboszómákban található, és részt vesz a fehérjeszintézisben.

ATP- Az adenozin-trifoszforsav fontos szerves vegyület. Szerkezetileg egy nukleotid. Nitrogéntartalmú adenin bázisból, szénhidrát-ribózból és három foszforsav molekulából áll. Az ATP instabil szerkezet, az enzim hatására a "P" és az "O" közötti kötés felbomlik, egy foszforsav molekula leszakad és az ATP átmegy

A növényi és állati sejtek kémiai összetétele nagyon hasonló, ami eredetük egységét jelzi. Több mint 80 kémiai elemet találtak a sejtekben.

A sejtben jelenlévő kémiai elemek fel vannak osztva 3 nagy csoport: makrotápanyagok, mezoelemek, mikroelemek.

A makrotápanyagok közé tartozik a szén, az oxigén, a hidrogén és a nitrogén. Mezoelemek kén, foszfor, kálium, kalcium, vas. Nyomelemek - cink, jód, réz, mangán és mások.

A sejt biológiailag fontos kémiai elemei:

Nitrogén - a fehérjék és az NA szerkezeti összetevője.

Hidrogén- a víz és az összes biológiai vegyület része.

Magnézium- aktiválja számos enzim munkáját; a klorofill szerkezeti összetevője.

Kalcium- a csontok és a fogak fő alkotóeleme.

Vas- belép a hemoglobinba.

Jód- a pajzsmirigyhormon része.

A sejt anyagait szerves anyagokra osztják(fehérjék, nukleinsavak, lipidek, szénhidrátok, ATP) és szervetlen(víz és ásványi sók).

Víz a sejt tömegének akár 80%-át teszi ki, játszik fontos szerep:

a cellában lévő víz oldószer

· szállítja a tápanyagokat;

a vizet eltávolítják a szervezetből káros anyagok;

a víz nagy hőkapacitása;

A víz elpárolgása elősegíti az állatok és növények lehűlését.

Rugalmasságot ad a sejtnek.

Ásványok:

részt vesz a homeosztázis fenntartásában azáltal, hogy szabályozza a víz áramlását a sejtbe;

A kálium és a nátrium biztosítja az anyagok szállítását a membránon keresztül, és részt vesznek az idegimpulzusok kialakulásában és vezetésében.

Az ásványi sók, elsősorban a kalcium-foszfátok és -karbonátok adják a csontszövet keménységét.

Oldja meg az emberi vér genetikájával kapcsolatos problémát

A fehérjék, szerepük a szervezetben

Fehérje- minden sejtben megtalálható szerves anyagok, amelyek monomerekből állnak.

Fehérje- nagy molekulatömegű, nem periodikus polimer.

Monomer egy aminosav (20).

Az aminosavak aminocsoportot, karboxilcsoportot és gyököt tartalmaznak. Az aminosavak összekapcsolódva peptidkötést képeznek. A fehérjék rendkívül változatosak, például az emberi szervezetben több mint 10 millió található belőlük.

A fehérjék sokfélesége a következőktől függ:

1. eltérő AK sorozat

2. méret szerint

3. összetételből

Fehérje szerkezetek

A fehérje elsődleges szerkezete peptidkötéssel összekapcsolt aminosavak sorozata (lineáris szerkezet).

A fehérje másodlagos szerkezete spirális szerkezet.

A fehérje harmadlagos szerkezete- gömbölyű (glomeruláris szerkezet).

Kvaterner fehérjeszerkezet- több golyócskából áll. A hemoglobinra és a klorofilra jellemző.

A fehérje tulajdonságai

1. Komplementaritás: egy fehérje azon képessége, hogy alakjában illeszkedjen valamilyen más anyaghoz, például egy zár kulcsához.

2. Denaturáció: a fehérje természetes szerkezetének megsértése (hőmérséklet, savasság, sótartalom, egyéb anyagok hozzáadása stb.). Példák a denaturációra: a fehérjetulajdonságok megváltozása tojás főzésekor, fehérjetranszfer a folyékony halmazállapot szilárdba.

3. Renaturáció - a fehérje szerkezetének helyreállítása, ha az elsődleges szerkezet nem sérült.

A fehérje funkciók

1. Épület: az összes sejthártya kialakulása

2. Katalitikus: a fehérjék katalizátorok; felgyorsítja a kémiai reakciókat

3. Motor: az aktin és a miozin az izomrostok része.

4. Szállítás: anyagok átvitele a test különböző szöveteibe és szerveibe (a hemoglobin egy fehérje, amely a vörösvértestek része)

5. Védő: antitestek, fibrinogén, trombin - az immunitás és a véralvadás kialakulásában részt vevő fehérjék;

6. Energia: vegyen részt a képlékeny cserereakciókban, hogy új fehérjéket építsen fel.

7. Szabályozó: az inzulin hormon szerepe a vércukorszint szabályozásában.

8. Tárolás: a fehérjék tartalékként történő felhalmozódása a szervezetben tápanyagok, például tojásban, tejben, növényi magvakban.

A sejt nemcsak minden élőlény szerkezeti egysége, egyfajta élettégla, hanem egy kis biokémiai gyár is, amelyben a másodperc töredékeként különféle átalakulások, reakciók mennek végbe. Így keletkeznek az élethez, növekedéshez szükséges szervezetek. szerkezeti elemek: ásványi anyagok sejtek, víz és szerves vegyületek. Ezért nagyon fontos tudni, hogy mi történik, ha az egyik nem elég. Milyen szerepet játszanak a különféle vegyületek az élő rendszerek ezen apró, szabad szemmel nem látható szerkezeti részecskéinek életében? Próbáljuk megérteni ezt a kérdést.

A sejtanyagok osztályozása

A sejt tömegét alkotó, szerkezeti részeit alkotó, fejlődéséért, táplálkozásáért, légzéséért, plasztikus és normál fejlődéséért felelős összes vegyület három nagy csoportra osztható. Ezek olyan kategóriák, mint például:

• organikus;
• sejtek (ásványi sók);
• víz.

Ez utóbbit gyakran a szervetlen komponensek második csoportjára utalják. Ezeken a kategóriákon kívül kijelölheti azokat, amelyek ezek kombinációjából állnak. Ezek azok a fémek, amelyek a molekulát alkotják. szerves vegyületek(például egy vasiont tartalmazó hemoglobin molekula fehérje természetű).

A sejt ásványai

Ha konkrétan az egyes élőlényeket alkotó ásványi vagy szervetlen vegyületekről beszélünk, akkor ezek sem természetükben, sem mennyiségileg nem egyformák. Ezért saját besorolásuk van.

Minden szervetlen vegyület három csoportra osztható.

1. Makrotápanyagok. Azok, amelyeknek a sejten belüli tartalma meghaladja a szervetlen anyagok össztömegének 0,02%-át. Példák: szén, oxigén, hidrogén, nitrogén, magnézium, kalcium, kálium, klór, kén, foszfor, nátrium.
2. Nyomelemek - kevesebb, mint 0,02%. Ezek közé tartozik: cink, réz, króm, szelén, kobalt, mangán, fluor, nikkel, vanádium, jód, germánium.
3. Ultramikroelemek - a tartalom kevesebb, mint 0,0000001%. Példák: arany, cézium, platina, ezüst, higany és mások.

Ki lehet emelni több olyan elemet is, amelyek organogén, azaz szerves vegyületek alapját képezik, amelyekből egy élő szervezet teste felépül. Ezek olyan elemek, mint:

• hidrogén;
• nitrogén;
• szén;
• oxigén.

Felépítik a fehérjék (az élet alapja), a szénhidrátok, a lipidek és más anyagok molekuláit. Az ásványi anyagok azonban felelősek a szervezet normális működéséért is. A sejt kémiai összetételét a periódusos rendszer több tucat elemében számítják ki, amelyek a sikeres élet kulcsa. Az összes atom közül csak körülbelül 12 egyáltalán nem játszik szerepet, vagy elhanyagolható és nem vizsgálták.

Különösen fontosak egyes sók, amelyeket minden nap étkezés közben kellő mennyiségben kell bevinni, hogy ne alakuljanak ki különböző betegségek. Növényeknél ez például nátrium, embereknél és állatoknál pedig kalciumsók, só nátrium- és klórforrásként stb.

Víz

A sejt ásványi anyagai vízzel egyesülnek közös csoportígy a jelentését nem lehet figyelmen kívül hagyni. Milyen szerepet játszik az élőlények testében? Hatalmas. A cikk elején a sejtet egy biokémiai gyárhoz hasonlítottuk. Tehát az anyagok minden másodpercben előforduló átalakulása pontosan a vízi környezetben történik. Univerzális oldószer és közeg kémiai kölcsönhatásokhoz, szintézisekhez és bomlási folyamatokhoz.

Ezenkívül a víz a belső környezet része:

• citoplazma;
• sejtnedv növényekben;
• vér állatokban és emberekben;
• vizelet;
• egyéb biológiai folyadékok nyála.

A kiszáradás kivétel nélkül minden élőlény halálát jelenti. A víz sokféle növény- és állatvilág életkörnyezete. Ezért nehéz túlbecsülni ennek a szervetlen anyagnak a jelentőségét, valóban végtelenül nagyszerű.

A makrotápanyagok és jelentésük

A sejt normál működéséhez szükséges ásványi anyagok nagy jelentőséggel bírnak. Először is ez a makrotápanyagokra vonatkozik. Mindegyik szerepét részletesen tanulmányozták, és régóta megállapították. Már felsoroltuk, mely atomok alkotják a makroelemek csoportját, ezért nem ismételjük magunkat. Röviden vázoljuk a főbbek szerepét.

1. Kalcium. Sói a szervezet Ca 2+ -ionokkal való ellátásához szükségesek. Az ionok maguk is részt vesznek a vérleállási és véralvadási folyamatokban, biztosítják a sejt exocitózisát, valamint az izomösszehúzódásokat, beleértve a szívösszehúzódásokat is. Az oldhatatlan sók az állatok és az emberek erős csontjai és fogai alapját képezik.
2. Kálium és nátrium. Fenntartani a sejt állapotát, kialakítani a szív nátrium-kálium pumpáját.
3. Klór - részt vesz a sejt elektrosemlegességének biztosításában.
4. A foszfor, a kén, a nitrogén az alkotórészei sok szerves vegyületet, és részt vesznek az izmok munkájában, a csontok összetételében is.

Természetesen, ha részletesebben megvizsgáljuk az egyes elemeket, akkor sok mindent el lehet mondani a testben lévő feleslegéről és hiányáról. Végül is mindkettő káros és különféle betegségekhez vezet.

nyomelemek

Szerep ásványok a sejtben, amelyek a nyomelemek csoportjába tartoznak, szintén nagy. Annak ellenére, hogy tartalmuk nagyon kicsi a cellában, nélkülük sokáig nem tud normálisan működni. A fenti atomok közül a legfontosabbak ebben a kategóriában:

• cink;
• réz;
• szelén;
• fluor;
• kobalt.

A normál jódszint elengedhetetlen a pajzsmirigyműködés fenntartásához és a hormontermeléshez. A szervezetnek fluorra van szüksége a fogzománc erősítéséhez, a növényeknek pedig a levelek rugalmasságának és gazdag színének megőrzéséhez.

A cink és a réz számos enzimet és vitamint alkotó elemek. Fontos résztvevői a szintézis és a képlékeny csere folyamatainak.

A szelén aktív résztvevője a szabályozási folyamatoknak, szükséges a munkához endokrin rendszer elem. A kobaltnak viszont van egy másik neve - B 12-vitamin, és ennek a csoportnak az összes vegyülete rendkívül fontos az immunrendszer számára.

Ezért a sejtben a mikroelemekből kialakított ásványi anyagok funkciói nem kisebbek, mint a makrostruktúrák. Ezért fontos, hogy mindkettőt elegendő mennyiségben fogyasszuk.

Ultramikroelemek

A sejt ásványi anyagai, amelyeket ultramikroelemek képeznek, nem játszanak olyan jelentős szerepet, mint a fent említettek. Hosszan tartó hiányuk azonban igen kellemetlen, sőt esetenként nagyon veszélyes egészségügyi következmények kialakulásához vezethet.

Például a szelén is ebbe a csoportba tartozik. Hosszú távú hiánya provokálja a fejlődést rákos daganatok. Ezért ezt nélkülözhetetlennek tekintik. De az arany és az ezüst olyan fémek, amelyek negatív hatással vannak a baktériumokra, elpusztítva azokat. Ezért a sejtek belsejében baktériumölő szerepet játszanak.

Általánosságban azonban azt kell mondani, hogy az ultramikroelemek funkcióit a tudósok még nem tárták fel teljesen, és jelentőségük továbbra is tisztázatlan.

Fémek és szerves anyagok

Sok fém szerves molekulák része. Például a magnézium a klorofill koenzimje, szükséges a növények fotoszintéziséhez. A vas a hemoglobin molekula része, amely nélkül lehetetlen lélegezni. A réz, a cink, a mangán és mások az enzimek, vitaminok és hormonok molekuláinak részei.

Nyilvánvaló, hogy ezek a vegyületek fontosak a szervezet számára. Lehetetlen teljesen az ásványi anyagoknak tulajdonítani őket, de ez részben mégis következik.

A sejt ásványi anyagai és jelentésük: 5. osztály, táblázat

A cikk során elmondottak összegzésére egy általános táblázatot állítunk össze, amelyben tükrözzük, hogy melyek azok az ásványi vegyületek, és miért van szükség rájuk. Használhatja, amikor elmagyarázza ezt a témát az iskolásoknak, például az ötödik osztályban.

Így a sejt ásványi anyagait és azok jelentőségét az iskolások az oktatás fő szakaszában sajátítják el.

Az ásványi vegyületek hiányának következményei

Amikor azt mondjuk, hogy fontos az ásványi anyagok szerepe a sejtben, akkor példákat kell felhoznunk, amelyek ezt bizonyítják.

Felsorolunk néhány olyan betegséget, amelyek a cikkben megjelölt vegyületek valamelyikének hiányával vagy feleslegével alakulnak ki.

1. Magas vérnyomás.
2. Ischaemia, szívelégtelenség.
3. Golyva és a pajzsmirigy egyéb betegségei (Basedow-kór és mások).
4. Anémia.
5. Rossz növekedés és fejlődés.
6. Rák daganatok.
7. Fluorózis és fogszuvasodás.
8. Vérbetegségek.
9. Az izom- és idegrendszer zavara.
10. Emésztési zavar.

Ez persze messze van teljes lista. Ezért gondosan figyelemmel kell kísérni, hogy a napi étrend helyes és kiegyensúlyozott legyen.

A sejtet alkotó szervetlen anyagok

Az óra célja: Fedezd fel kémiai összetétel sejteket, feltárják a szervetlen anyagok szerepét.

Az óra céljai:

nevelési: bemutatni az élő szervezeteket alkotó kémiai elemek és vegyületek sokféleségét, jelentőségüket az életfolyamatban;

fejlesztés: folytassa a készségek és képességek kialakítását önálló munkavégzés tankönyvvel a fő dolog kiemelésének, következtetések megfogalmazásának képessége;

nevelési: felelős magatartásra nevelni a rábízott feladatok végrehajtásához.

Felszerelés: multimédiás projektor, prezentáció, szóróanyag.

Tanterv

I. Szervezési mozzanat.

Üdvözlet; - a közönség felkészítése a munkára; - a tanulók elérhetősége.

II. Az oktatási tevékenység motivációja.

- Itt van egy sor szó: réz, fehérjék, vas, szénhidrátok, zsírok, vitaminok, magnézium, arany, kén, kalcium, foszfor.

Milyen két csoportra oszthatók ezek a szavak? Magyarázza meg a választ. (Szerves és szervetlen; vegyi anyagokés vegyszerek).

- Ki tudja közületek megnevezni egyes anyagok, elemek szerepét az élő szervezetek életében?

- Tűzd ki magadnak óránk célját és célkitűzéseit a téma címe alapján.

III. Új anyag bemutatása.

Bemutatás. Az előadás egyszerre 3 leckét tartalmaz ebben a témában. Kezdjük a munkát a kulcsfontosságú második diával: kövesse a hiperhivatkozást a kívánt leckéhez.

3. dia: beszélgetés a „Kémiai elemek tartalma az emberi szervezetben” séma szerint:

- A sejt körülbelül 80 különböző kémiai elemet tartalmaz, amelyek az élettelen természetű tárgyakban találhatók. Mit tud mondani? (az élő és élettelen természet közösségéről). 27 elem bizonyos funkciókat lát el, a többi táplálékkal, vízzel, levegővel kerül a szervezetbe.

- Melyek a kémiai elemek és milyen mennyiségben találhatók meg az emberi szervezetben?

- Minden kémiai vegyület, amely az élő szervezetekben található, csoportokra van osztva.

- A táblázat segítségével készítsen diagramot „A kémiai elemek főbb csoportjai a természetben” (lásd az „Élő szervezetek sejtjeit felépítő elemek” című táblázatot, ld. Asztal 1 ). Oxigén, hidrogén, szén, nitrogén, kén és foszfor szükséges alkatrészeket biológiai polimerek (fehérjék, nukleinsavak) molekulái, gyakran nevezik bioelemeknek.

Rendszer

5. dia: Kezdje el kitölteni a táblázatot - referencia összefoglaló a jegyzetfüzetében (ezt a táblázatot a következő leckékben kiegészítjük, lásd a 2. táblázatot ).

- Mindenböl kémiai vegyületek Az élő szervezetekben található víz a testtömeg 75-85%-a.

Miért van szükség ekkora vízmennyiségre? Mi a víz feladata egy élő szervezetben?

– Ön már tudja, hogy a szerkezet és a funkciók összefüggenek egymással. Nézzük meg közelebbről a vízmolekula szerkezetét, hogy megtudjuk, miért van a víznek ilyen tulajdonságai. A magyarázat során kitölti a jegyzetfüzetébe az alátámasztó megjegyzéseket (lásd az 5. diát).

6-7. dia bemutatni a vízmolekula szerkezeti jellemzőit, tulajdonságait.

- Az élőlényeket alkotó szervetlen vegyületek közül, legmagasabb értékásványi savak sóit és a megfelelő kationokat és anionokat tartalmazzák. Bár az emberek és állatok ásványianyag-szükségletét tíz, sőt ezred grammban fejezik ki, azonban az élelmiszerekben hiányzik a biológiailag fontos elemei oda vezet súlyos betegségek.

- Töltse ki a táblázat „Ásványi sók” oszlopát a 104 - 107. o. tankönyvi anyag felhasználásával. ( 8. dia, kattintson a hiperhivatkozásra az elvégzett munka ellenőrzéséhez).

- Mondjon példákat, amelyek bizonyítják az ásványi sók szerepét az élőlények életében!

IV. Új anyag rögzítése:

több tanuló (hány számítógép az osztályban) végez interaktív 1. tesztet „A sejt szervetlen anyagai”;

a többiek teljesítenek a gondolkodás és a következtetések levonására való képesség képzésére szolgáló feladatok(Kiosztó) :

Az első két kifejezés között van bizonyos kapcsolat. A negyedik és az alábbi fogalmak egyike között ugyanaz az összefüggés. Megtalál:

1. Jód: pajzsmirigy = fluor: _______________________

a) hasnyálmirigy b) fogzománc ban ben) nukleinsav d) mellékvesék

2. Vas: hemoglobin = __________: klorofill:

a) kobalt b) réz c) jód d) magnézium

3. Végezze el digitális diktálás „Molekulák”. 1. A hidrogénkötések a molekulák leggyengébb kötései (1). 2. A szerkezet és az összetétel egy és ugyanaz (0). 3. Az összetétel mindig meghatározza a szerkezetet (0). 4. Egy molekula összetétele és szerkezete határozza meg tulajdonságait (1). 5. A vízmolekulák polaritása magyarázza, hogy képesek lassan felmelegedni és lehűlni (0). 6. A vízmolekulában lévő oxigénatom pozitív töltést hordoz. (0)

V. A lecke összefoglalása.

Sikerült elérnie az óra céljait és célkitűzéseit? Milyen új dolgokat fedeztél fel ezen a leckén?

Irodalom:

Biológia. 9. évfolyam: óratervek S. G. Mamontov, V. B. Zakharov, N. I. Sonina tankönyve szerint / szerk. - comp. M. M. Gumenyuk. Volgograd: Tanár, 2006.

Lerner G.I. Általános biológia. Óratesztek és feladatok. 10-11 évfolyam. / - M .: Akvárium, 1998.

Mamontov S.G., Zakharov V.B., Sonin N.I. Biológia. Általános minták. 9. évfolyam: Proc. általános műveltségre tankönyv létesítmények. – M.: Túzok, 2000.

CD Digitális oktatási forráskészlet a Teremov A.V., Petrosova R.A., Nikishov A.I. tankönyvhöz. Biológia. Általános életminták: 9 sejt. humanita szerk. VLADOS Center, 2003. Physicon LLC, 2007.