Komposisi kimia sel tumbuhan dan hewan sangat mirip, yang menunjukkan kesatuan asal mereka. Lebih dari 80 ditemukan di sel unsur kimia.

Unsur-unsur kimia yang ada di dalam sel dibagi menjadi: 3 kelompok besar: makronutrien, elemen meso, elemen mikro.

Makronutrien termasuk karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen. elemen meso adalah belerang, fosfor, kalium, kalsium, besi. Elemen jejak - seng, yodium, tembaga, mangan, dan lainnya.

Unsur-unsur kimia biologis penting dari sel:

nitrogen - komponen struktural protein dan NA.

Hidrogen- adalah bagian dari air dan semua senyawa biologis.

Magnesium- mengaktifkan kerja banyak enzim; komponen struktural klorofil.

Kalsium- komponen utama tulang dan gigi.

Besi- masuk ke hemoglobin.

Yodium- bagian dari hormon tiroid.

Substansi sel dibagi menjadi organik(protein, asam nukleat, lipid, karbohidrat, ATP) dan anorganik(air dan garam mineral).

Air membuat hingga 80% dari massa sel, memainkan peran penting:

air di dalam sel adalah pelarut

transfer nutrisi;

air dikeluarkan dari tubuh zat berbahaya;

kapasitas panas air yang tinggi;

Penguapan air membantu mendinginkan hewan dan tumbuhan.

Memberikan elastisitas pada sel.

Mineral:

berpartisipasi dalam menjaga homeostasis dengan mengatur aliran air ke dalam sel;

Kalium dan natrium memastikan pengangkutan zat melintasi membran dan terlibat dalam terjadinya dan konduksi impuls saraf.

Garam mineral, terutama kalsium fosfat dan karbonat, memberikan kekerasan pada jaringan tulang.

Memecahkan masalah genetika darah manusia

Protein, perannya dalam tubuh

protein- zat organik yang ditemukan di semua sel, yang terdiri dari monomer.

protein- polimer non-periodik dengan berat molekul tinggi.

Monomer adalah asam amino (20).

Asam amino mengandung gugus amino, gugus karboksil dan radikal. Asam amino dihubungkan bersama untuk membentuk ikatan peptida. Protein sangat beragam, misalnya, ada lebih dari 10 juta di dalam tubuh manusia.

Keanekaragaman protein tergantung pada:

1. urutan AK yang berbeda

2. menurut ukuran

3. dari komposisi

Struktur protein

Struktur utama protein - urutan asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida (struktur linier).

Struktur sekunder protein - struktur spiral.

Struktur tersier protein- globul (struktur glomerulus).

Struktur protein kuarter- Terdiri dari beberapa globul. Karakteristik hemoglobin dan klorofil.

Sifat protein

1. Komplementaritas: kemampuan protein untuk menyesuaikan bentuknya dengan zat lain seperti kunci gembok.

2. Denaturasi: pelanggaran struktur alami protein (suhu, keasaman, salinitas, penambahan zat lain, dll.). Contoh denaturasi: perubahan sifat protein saat telur direbus, transfer protein dari keadaan cair menjadi padat.

3. Renaturasi - pemulihan struktur protein, jika struktur primer tidak terganggu.

Fungsi protein

1. Bangunan: pembentukan semua membran sel

2. Katalitik: protein adalah katalis; mempercepat reaksi kimia

3. Motorik: aktin dan miosin adalah bagian dari serat otot.

4. Transport : pemindahan zat ke berbagai jaringan dan organ tubuh (hemoglobin adalah protein yang merupakan bagian dari sel darah merah)

5. Pelindung: antibodi, fibrinogen, trombin - protein yang terlibat dalam pengembangan kekebalan dan pembekuan darah;

6. Energi: berpartisipasi dalam reaksi pertukaran plastik untuk membangun protein baru.

7. Regulatory : peran hormon insulin dalam regulasi gula darah.

8. Penyimpanan: penimbunan protein dalam tubuh sebagai cadangan nutrisi, misalnya pada telur, susu, biji tanaman.

Sel adalah unit dasar dari struktur organisme hidup. Semua makhluk hidup - baik itu manusia, hewan, tumbuhan, jamur atau bakteri - pada dasarnya adalah sel. Di dalam tubuh seseorang terdapat banyak sekali sel-sel ini – ratusan ribu sel menyusun tubuh mamalia dan reptil, dan pada seseorang terdapat sedikit – banyak bakteri yang hanya terdiri dari satu sel. Tetapi jumlah sel tidak sepenting kehadiran mereka.

Sudah lama diketahui bahwa sel memiliki semua sifat makhluk hidup: mereka bernafas, memberi makan, berkembang biak, beradaptasi dengan kondisi baru, dan bahkan mati. Dan, seperti semua makhluk hidup, sel mengandung zat organik dan anorganik.

Terlebih lagi, karena itu juga air, dan tentu saja, bagian terbesar dari departemen yang disebut "zat anorganik sel" diberikan kepada air - itu membuat 40-98% dari total volume sel.

Air dalam sel melakukan banyak fungsi penting: ia memastikan elastisitas sel, kecepatan reaksi kimia yang terjadi di dalamnya, pergerakan zat yang masuk melalui sel dan pembuangannya. Selain itu, banyak zat larut dalam air, dapat berpartisipasi dalam reaksi kimia, dan air bertanggung jawab atas termoregulasi seluruh organisme, karena air memiliki konduktivitas termal yang baik.

Selain air, zat anorganik sel juga mencakup banyak mineral dibedakan menjadi zat gizi makro dan zat gizi mikro.

Makronutrien termasuk zat-zat seperti besi, nitrogen, kalium, magnesium, natrium, belerang, karbon, fosfor, kalsium dan banyak lainnya.

Elemen jejak, sebagian besar, adalah logam berat seperti boron, mangan, bromin, tembaga, molibdenum, yodium, dan seng.

Di dalam tubuh juga terdapat unsur ultramikro, antara lain emas, uranium, merkuri, radium, selenium, dan lain-lain.

Semua zat anorganik sel memainkan peran penting mereka sendiri. Jadi, nitrogen terlibat dalam berbagai macam senyawa - baik protein maupun non-protein, mendorong pembentukan vitamin, asam amino, pigmen.

Kalsium merupakan antagonis kalium dan berfungsi sebagai perekat sel tumbuhan.

Besi yang terlibat dalam proses respirasi, merupakan bagian dari molekul hemoglobin.

Tembaga bertanggung jawab untuk pembentukan sel darah, kesehatan jantung dan nafsu makan yang baik.

Boron bertanggung jawab untuk proses pertumbuhan, terutama pada tanaman.

Kalium memastikan sifat koloid sitoplasma, pembentukan protein dan fungsi normal jantung.

Natrium juga memastikan ritme aktivitas jantung yang benar.

Sulfur terlibat dalam pembentukan beberapa asam amino.

Fosfor terlibat dalam pembentukan sejumlah besar senyawa esensial, seperti nukleotida, beberapa enzim, AMP, ATP, ADP.

Dan hanya peran elemen ultramikro yang masih belum diketahui secara pasti.

Tetapi zat anorganik sel saja tidak dapat membuatnya lengkap dan hidup. Bahan organik tidak kalah pentingnya dari mereka.

Ini termasuk karbohidrat, lipid, enzim, pigmen, vitamin, dan hormon.

Karbohidrat dibagi menjadi monosakarida, disakarida, polisakarida dan oligosakarida. Mono-di- dan polisakarida adalah sumber energi utama bagi sel dan tubuh, tetapi oligosakarida yang tidak larut dalam air saling menempel. jaringan ikat dan melindungi sel dari pengaruh eksternal yang merugikan.

Lipid dibagi menjadi lemak yang tepat dan lipoid - zat seperti lemak yang membentuk lapisan molekul berorientasi.

Enzim adalah katalis yang mempercepat proses biokimia dalam tubuh. Selain itu, enzim mengurangi jumlah energi yang dikonsumsi untuk memberikan reaktivitas ke molekul.

Vitamin diperlukan untuk pengaturan oksidasi asam amino dan karbohidrat, serta untuk pertumbuhan dan perkembangan penuh.

Hormon diperlukan untuk mengatur kehidupan tubuh.

Seperti yang sudah kita ketahui, sel terdiri dari zat kimia jenis organik dan anorganik. Zat anorganik utama yang membentuk sel adalah garam dan air.

Air sebagai komponen kehidupan

Air adalah komponen dominan dari semua organisme. Fungsi biologis penting air dilakukan oleh: properti unik molekulnya, khususnya keberadaan dipol yang membuat kemungkinan terjadinya ikatan hidrogen antar sel.

Berkat molekul air dalam tubuh makhluk hidup, proses stabilisasi termal dan termoregulasi terjadi. Proses termoregulasi terjadi karena kapasitas panas molekul air yang tinggi: perubahan suhu eksternal tidak mempengaruhi perubahan suhu di dalam tubuh.

Berkat air, organ tubuh manusia mempertahankan elastisitasnya. Air adalah salah satu komponen utama cairan pelumas yang diperlukan untuk sendi vertebrata atau kantung perikardial.

Itu termasuk dalam lendir, yang memfasilitasi pergerakan zat melalui usus. Air adalah komponen dari empedu, air mata dan air liur.

Garam dan zat anorganik lainnya

Sel-sel organisme hidup, selain air, mengandung zat anorganik seperti asam, basa, dan garam. Paling pentingnya dalam kehidupan tubuh memiliki Mg2+, H2PO4, K, CA2, Na, C1-. Asam lemah menjamin lingkungan sel internal yang stabil (sedikit basa).

Konsentrasi ion dalam zat antar sel dan di dalam sel bisa berbeda. Jadi, misalnya, ion Na + terkonsentrasi hanya dalam cairan antar sel, sedangkan K + ditemukan secara eksklusif di dalam sel.

Pengurangan tajam atau peningkatan jumlah ion tertentu dalam komposisi sel tidak hanya menyebabkan disfungsinya, tetapi juga kematian. Misalnya, penurunan jumlah Ca + dalam sel menyebabkan kejang di dalam sel dan kematian selanjutnya.

Beberapa zat anorganik sering berinteraksi dengan lemak, protein dan karbohidrat. Jadi contoh utamanya adalah senyawa organik dengan fosfor dan belerang.

Sulfur, yang merupakan bagian dari molekul protein, bertanggung jawab untuk pembentukan ikatan molekul dalam tubuh. Berkat sintesis fosfor dan zat organik, energi dilepaskan dari molekul protein.

garam kalsium

Garam kalsium berkontribusi pada perkembangan normal jaringan tulang, serta fungsi otak dan sumsum tulang belakang. Metabolisme kalsium dalam tubuh dilakukan karena vitamin D. Kelebihan atau kekurangan garam kalsium menyebabkan disfungsi tubuh.

Semua organisme di planet kita terdiri dari sel-sel yang serupa dalam komposisi kimia. Pada artikel ini, kita akan berbicara secara singkat tentang komposisi kimia sel, perannya dalam kehidupan seluruh organisme, dan mencari tahu ilmu apa yang mempelajari masalah ini.

Kelompok unsur komposisi kimia sel

Ilmu yang mempelajari bagian-bagian penyusun dan struktur sel hidup disebut sitologi.

Semua elemen yang termasuk dalam struktur kimia tubuh dapat dibagi menjadi tiga kelompok:

• makronutrien;
• elemen jejak;
• elemen ultramikro.

Makronutrien termasuk hidrogen, karbon, oksigen dan nitrogen. Hampir 98% dari semua elemen konstituen jatuh pada bagian mereka.

Elemen jejak tersedia dalam sepersepuluh dan seperseratus persen. Dan kandungan elemen ultramikro yang sangat kecil - seperseratus dan seperseribu persen.

4 artikel teratasyang membaca bersama ini

Diterjemahkan dari bahasa Yunani, "makro" berarti besar, dan "mikro" berarti kecil.

Para ilmuwan telah menemukan bahwa tidak ada unsur khusus yang hanya melekat pada organisme hidup. Oleh karena itu, makhluk hidup itu, alam mati itu terdiri dari unsur-unsur yang sama. Ini membuktikan hubungan mereka.

Terlepas dari kandungan kuantitatif suatu unsur kimia, tidak adanya atau pengurangan setidaknya satu dari mereka menyebabkan kematian seluruh organisme. Lagi pula, masing-masing memiliki maknanya sendiri.

Peran komposisi kimia sel

Makronutrien adalah dasar dari biopolimer, yaitu protein, karbohidrat, asam nukleat dan lipid.

Elemen jejak adalah bagian dari zat organik vital yang terlibat dalam proses metabolisme. Mereka komponen penyusun garam mineral, yang dalam bentuk kation dan anion, rasionya menentukan lingkungan basa. Paling sering, itu sedikit basa, karena rasio garam mineral tidak berubah.

Hemoglobin mengandung zat besi, klorofil - magnesium, protein - belerang, asam nukleat - fosfor, metabolisme terjadi dengan jumlah kalsium yang cukup.

Beras. 2. Komposisi sel

Beberapa unsur kimia adalah komponen zat anorganik, misalnya air. Ini memainkan peran penting dalam kehidupan sel tumbuhan dan hewan. Air adalah pelarut yang baik, karena itu, semua zat di dalam tubuh dibagi menjadi:

• hidrofilik - larut dalam air;
• Hidrofobik - tidak larut dalam air.

Karena adanya air, sel menjadi elastis, berkontribusi pada pergerakan zat organik di sitoplasma.

Beras. 3. Substansi sel.

Tabel “Sifat komposisi kimia sel”

Untuk memahami dengan jelas unsur kimia apa yang merupakan bagian dari sel, kami telah memasukkannya ke dalam tabel berikut:

Elemen		Arti
Makronutrien
Oksigen, karbon, hidrogen, nitrogen
		Komponen integral dari cangkang pada tumbuhan, dalam tubuh hewan dalam komposisi tulang dan gigi, mengambil bagian aktif dalam pembekuan darah.
		Terkandung dalam asam nukleat, enzim, jaringan tulang dan email gigi.
elemen jejak
		Ini adalah dasar dari protein, enzim dan vitamin.
		Menyediakan transmisi impuls saraf, mengaktifkan sintesis protein, fotosintesis dan proses pertumbuhan.
		Salah satu komponen jus lambung, provokator enzim.
		Mengambil bagian aktif dalam proses metabolisme, komponen hormon tiroid.
		Menyediakan transmisi impuls sistem saraf, mempertahankan tekanan konstan di dalam sel, memprovokasi sintesis hormon.
		Komponen klorofil, jaringan tulang dan gigi, memicu sintesis DNA dan proses perpindahan panas.
		Bagian integral dari hemoglobin, lensa, kornea, mensintesis klorofil. Mengangkut oksigen ke seluruh tubuh.
Ultramikroelemen
		Bagian integral dari proses pembentukan darah, fotosintesis, mempercepat proses oksidasi intraseluler.
mangan		Ini mengaktifkan fotosintesis, berpartisipasi dalam pembentukan darah, memberikan hasil tinggi.
		Komponen email gigi.
		Mengatur pertumbuhan tanaman.

Apa yang telah kita pelajari?

Setiap sel alam yang hidup memiliki kumpulan elemen kimianya sendiri. Berdasarkan komposisinya, benda-benda alam yang bernyawa dan yang tidak bernyawa memiliki kemiripan, hal ini membuktikan adanya hubungan yang erat. Setiap sel terdiri dari zat gizi makro, zat gizi mikro, dan zat gizi ultramikro yang masing-masing memiliki perannya masing-masing. Tidak adanya setidaknya satu dari mereka menyebabkan penyakit dan bahkan kematian seluruh organisme.

kuis topik

Evaluasi Laporan

Penilaian rata-rata: 4.5. Total peringkat yang diterima: 819.

Dari zat anorganik sel air membentuk sekitar 65% dari massanya: pada sel muda yang tumbuh cepat hingga 95%, pada sel tua - sekitar 60%. Peran air dalam sel sangat besar, ini adalah media dan pelarut, berpartisipasi dalam sebagian besar reaksi kimia, pergerakan zat, termoregulasi, pembentukan struktur seluler, menentukan volume dan elastisitas sel. Sebagian besar zat masuk ke dalam tubuh dan dikeluarkan darinya dalam larutan berair.

bahan organik- membentuk 20-30% dari komposisi sel. Mereka bisa menjadi sederhana(asam amino, glukosa, asam lemak) dan kompleks(protein, polisakarida, asam nukleat, lipid). Yang paling penting adalah protein, lemak, karbohidrat, asam nukleat.

Protein adalah yang utama dan paling banyak zat kompleks sel apapun. Ukuran molekul protein ratusan dan ribuan kali lebih besar dari molekul senyawa anorganik. Molekul protein terbentuk dari senyawa sederhana - asam amino (protein alami mengandung 20 asam amino). Bersatu dalam urutan yang berbeda dan kuantitas, mereka membentuk variasi besar(hingga 1000) protein. Peran mereka dalam kehidupan sel sangat besar: bahan konstruksi organisme, katalis (protein enzim mempercepat reaksi kimia), transportasi (hemoglobin darah memberikan oksigen dan nutrisi ke sel dan membawa karbon dioksida dan produk pembusukan). Protein melakukan fungsi pelindung, energi. Karbohidrat adalah zat organik yang tersusun atas karbon, hidrogen, dan oksigen. Yang paling sederhana adalah monosakarida - heksosa, fruktosa, glukosa (ditemukan dalam buah-buahan, madu), galaktosa (dalam susu) dan polisakarida - terdiri dari beberapa karbohidrat sederhana. Ini termasuk pati dan glikogen. Karbohidrat adalah sumber energi utama untuk semua bentuk aktivitas seluler (pergerakan, biosintesis, sekresi, dll.) dan berperan sebagai zat cadangan. Lipid adalah lemak yang tidak larut dalam air dan zat seperti lemak. Mereka adalah yang utama komponen struktural membran biologis. Lipid melakukan fungsi energi, mengandung vitamin yang larut dalam lemak. Asam nukleat- (dari kata latin"Nukleus" - nukleus) - terbentuk di dalam nukleus sel. Mereka terdiri dari dua jenis: asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA). Peran biologis mereka sangat besar. Mereka menentukan sintesis protein dan transmisi informasi herediter.