Augalų ir gyvūnų ląstelių cheminė sudėtis yra labai panaši, o tai rodo jų kilmės vienovę. Ląstelėse rasta daugiau nei 80 cheminiai elementai.

Ląstelėje esantys cheminiai elementai skirstomi į 3 didelės grupės: makroelementų, mezoelementai, mikroelementai.

Makroelementai yra anglis, deguonis, vandenilis ir azotas. Mezoelementai yra siera, fosforas, kalis, kalcis, geležis. Mikroelementai – cinkas, jodas, varis, manganas ir kt.

Biologiškai svarbūs ląstelės cheminiai elementai:

Azotas - struktūrinis baltymų ir NA komponentas.

Vandenilis- yra vandens ir visų biologinių junginių dalis.

Magnis- aktyvina daugelio fermentų darbą; struktūrinis chlorofilo komponentas.

Kalcis– pagrindinė kaulų ir dantų sudedamoji dalis.

Geležis- patenka į hemoglobiną.

Jodas- skydliaukės hormono dalis.

Ląstelės medžiagos skirstomos į organines(baltymai, nukleino rūgštys, lipidai, angliavandeniai, ATP) ir neorganinis(vanduo ir mineralinės druskos).

Vanduo sudaro iki 80% ląstelės masės, vaidina svarbus vaidmuo:

vanduo ląstelėje yra tirpiklis

pervedimai maistinių medžiagų;

vanduo pašalinamas iš organizmo kenksmingų medžiagų;

didelė vandens šiluminė talpa;

Vandens išgarinimas padeda atvėsti gyvūnams ir augalams.

Suteikia ląstelei elastingumo.

Mineralai:

dalyvauti palaikant homeostazę reguliuojant vandens patekimą į ląstelę;

Kalis ir natris užtikrina medžiagų pernešimą per membraną ir yra susiję su nervinio impulso atsiradimu ir laidumu.

Mineralinės druskos, pirmiausia kalcio fosfatai ir karbonatai, suteikia kauliniam audiniui kietumo.

Išspręskite žmogaus kraujo genetikos problemą

Baltymai, jų vaidmuo organizme

Baltymas- visose ląstelėse esančios organinės medžiagos, susidedančios iš monomerų.

Baltymas- didelės molekulinės masės neperiodinis polimeras.

Monomeras yra aminorūgštis (20).

Aminorūgštyse yra amino grupė, karboksilo grupė ir radikalas. Aminorūgštys yra tarpusavyje sujungtos, kad sudarytų peptidinę jungtį. Baltymai yra itin įvairūs, pavyzdžiui, žmogaus organizme jų yra per 10 mln.

Baltymų įvairovė priklauso nuo:

1. skirtinga AK seka

2. pagal dydį

3. iš kompozicijos

Baltymų struktūros

Pirminė baltymo struktūra - aminorūgščių seka, sujungta peptidiniu ryšiu (linijinė struktūra).

Antrinė baltymo struktūra - spiralinė struktūra.

Tretinė baltymo struktūra- rutuliukas (glomerulų struktūra).

Ketvirtinė baltymų struktūra- susideda iš kelių rutuliukų. Būdingas hemoglobinui ir chlorofilui.

Baltymų savybės

1. Komplementarumas: baltymo gebėjimas savo forma prisitaikyti prie kitos medžiagos, pavyzdžiui, spynos rakto.

2. Denatūravimas: natūralios baltymo struktūros pažeidimas (temperatūra, rūgštingumas, druskingumas, kitų medžiagų pridėjimas ir kt.). Denatūravimo pavyzdžiai: baltymų savybių pokyčiai verdant kiaušinius, baltymų pernešimas iš skysta būsenaį kietą.

3. Renatūracija – baltymo struktūros atstatymas, jei pirminė struktūra nebuvo sutrikusi.

Baltymų funkcijos

1. Pastatas: visų ląstelių membranų susidarymas

2. Katalizatorius: baltymai yra katalizatoriai; paspartinti cheminės reakcijos

3. Variklis: aktinas ir miozinas yra raumenų skaidulų dalis.

4. Transportas: medžiagų pernešimas į įvairius kūno audinius ir organus (hemoglobinas yra baltymas, kuris yra raudonųjų kraujo kūnelių dalis)

5. Apsauginiai: antikūnai, fibrinogenas, trombinas – baltymai, dalyvaujantys imuniteto ir kraujo krešėjimo kūrime;

6. Energija: dalyvaukite plastikinėse mainų reakcijose, kad sukurtumėte naujus baltymus.

7. Reguliavimo: hormono insulino vaidmuo reguliuojant cukraus kiekį kraujyje.

8. Sandėliavimas: baltymų, kaip atsarginių maistinių medžiagų, kaupimas organizme, pavyzdžiui, kiaušiniuose, piene, augalų sėklose.

Ląstelė yra elementarus gyvų organizmų sandaros vienetas. Visi gyvi dalykai – žmonės, gyvūnai, augalai, grybai ar bakterijos – iš esmės yra ląstelės. Kieno nors kūne šių ląstelių yra daug – šimtai tūkstančių ląstelių sudaro žinduolių ir roplių kūną, o kieno nors jų yra nedaug – daug bakterijų susideda tik iš vienos ląstelės. Tačiau ląstelių skaičius nėra toks svarbus kaip jų buvimas.

Seniai žinoma, kad ląstelės turi visas gyvo būtybės savybes: kvėpuoja, maitinasi, dauginasi, prisitaiko prie naujų sąlygų ir net miršta. Ir, kaip ir visose gyvose būtybėse, ląstelėse yra organinių ir neorganinių medžiagų.

Kur kas daugiau, nes tai irgi vanduo, ir, žinoma, didžiausia „ląstelės neorganinėmis medžiagomis“ vadinamo skyriaus dalis atiduodama vandeniui – jis sudaro 40-98% viso ląstelės tūrio.

Vanduo ląstelėje atlieka daug svarbių funkcijų: užtikrina ląstelės elastingumą, joje vykstančių cheminių reakcijų greitį, įeinančių medžiagų judėjimą per ląstelę ir jų pašalinimą. Be to, daugelis medžiagų ištirpsta vandenyje, gali dalyvauti cheminėse reakcijose, o būtent vanduo yra atsakingas už viso organizmo termoreguliaciją, nes vanduo turi gerą šilumos laidumą.

Be vandens, ląstelės neorganinėse medžiagose taip pat yra daug mineralai skirstomi į makro ir mikroelementus.

Makroelementams priskiriamos tokios medžiagos kaip geležis, azotas, kalis, magnis, natris, siera, anglis, fosforas, kalcis ir daugelis kitų.

Mikroelementai dažniausiai yra sunkieji metalai, tokie kaip boras, manganas, bromas, varis, molibdenas, jodas ir cinkas.

Taip pat organizme yra ultramikroelementų, įskaitant auksą, uraną, gyvsidabrį, radį, seleną ir kt.

Visos neorganinės ląstelės medžiagos atlieka savo svarbų vaidmenį. Taigi azotas dalyvauja labai įvairiuose junginiuose – tiek baltyminiuose, tiek nebaltyminiuose, skatina vitaminų, aminorūgščių, pigmentų susidarymą.

Kalcis yra kalio antagonistas ir tarnauja kaip augalų ląstelių klijai.

Geležis dalyvauja kvėpavimo procese, yra hemoglobino molekulių dalis.

Varis yra atsakingas už kraujo kūnelių susidarymą, širdies sveikatą ir gerą apetitą.

Boras yra atsakingas už augimo procesą, ypač augaluose.

Kalis užtikrina koloidines citoplazmos savybes, baltymų susidarymą ir normalią širdies veiklą.

Natris taip pat užtikrina teisingą širdies veiklos ritmą.

Siera dalyvauja kai kurių aminorūgščių susidaryme.

Fosforas dalyvauja formuojant daugybę esminių junginių, tokių kaip nukleotidai, kai kurie fermentai, AMP, ATP, ADP.

Ir tik ultramikroelementų vaidmuo dar visiškai nežinomas.

Tačiau vien tik neorganinės ląstelės medžiagos negalėjo padaryti jos pilnos ir gyvos. Organinės medžiagos yra ne mažiau svarbios nei jos.

Tai yra angliavandeniai, lipidai, fermentai, pigmentai, vitaminai ir hormonai.

Angliavandeniai skirstomi į monosacharidus, disacharidus, polisacharidus ir oligosacharidus. Mono-di- ir polisacharidai yra pagrindinis ląstelės ir kūno energijos šaltinis, tačiau vandenyje netirpūs oligosacharidai sulimpa. jungiamasis audinys ir apsaugoti ląsteles nuo neigiamo išorės poveikio.

Lipidai skirstomi į tinkamus riebalus ir lipoidus – į riebalus panašias medžiagas, kurios sudaro orientuotus molekulinius sluoksnius.

Fermentai yra katalizatoriai, pagreitinantys biocheminius procesus organizme. Be to, fermentai sumažina sunaudojamos energijos kiekį, kad suteiktų molekulei reaktyvumą.

Vitaminai būtini aminorūgščių ir angliavandenių oksidacijos reguliavimui, taip pat visapusiškam augimui ir vystymuisi.

Hormonai yra būtini norint reguliuoti organizmo gyvenimą.

Kaip jau žinome, ląstelė susideda iš cheminių medžiagų organinės ir neorganinės rūšys. Pagrindinės neorganinės medžiagos, sudarančios ląstelę, yra druskos ir vanduo.

Vanduo kaip gyvybės komponentas

Vanduo yra dominuojanti visų organizmų sudedamoji dalis. Svarbias vandens biologines funkcijas atlieka unikalių savybių jo molekulės, ypač dipoliai, kurie sudaro galimas įvykis vandeniliniai ryšiai tarp ląstelių.

Dėl vandens molekulių gyvų būtybių kūne vyksta terminio stabilizavimo ir termoreguliacijos procesai. Termoreguliacijos procesas vyksta dėl didelės vandens molekulių šiluminės talpos: išoriniai temperatūros pokyčiai neturi įtakos temperatūros pokyčiams kūno viduje.

Vandens dėka organai Žmogaus kūnas išlaikyti savo elastingumą. Vanduo yra vienas iš pagrindinių tepalų skysčių, reikalingų stuburinių gyvūnų sąnariams arba perikardo maišeliui, komponentų.

Jis yra įtrauktas į gleives, kurios palengvina medžiagų judėjimą žarnyne. Vanduo yra tulžies, ašarų ir seilių sudedamoji dalis.

Druskos ir kitos neorganinės medžiagos

Gyvo organizmo ląstelėse, be vandens, yra tokių neorganinių medžiagų kaip rūgštys, bazės ir druskos. Dauguma svarbą organizmo gyvenime turi Mg2+, H2PO4, K, CA2, Na, C1-. Silpnos rūgštys garantuoja stabilią vidinę ląstelės aplinką (šiek tiek šarminę).

Jonų koncentracija tarpląstelinėje medžiagoje ir ląstelės viduje gali būti skirtinga. Taigi, pavyzdžiui, Na + jonai koncentruojasi tik tarpląsteliniame skystyje, o K + yra tik ląstelėje.

Staigus tam tikrų jonų skaičiaus sumažėjimas arba padidėjimas ląstelės sudėtyje ne tik sukelia jos disfunkciją, bet ir mirtį. Pavyzdžiui, sumažėjęs Ca + kiekis ląstelėje sukelia traukulius ląstelės viduje ir tolesnę jos mirtį.

Kai kurios neorganinės medžiagos dažnai sąveikauja su riebalais, baltymais ir angliavandeniais. Taigi puikus pavyzdys organiniai junginiai su fosforu ir siera.

Siera, kuri yra baltymų molekulių dalis, yra atsakinga už molekulinių ryšių susidarymą organizme. Fosforo ir organinių medžiagų sintezės dėka iš baltymų molekulių išsiskiria energija.

Kalcio druskos

Kalcio druskos prisideda prie normalaus kaulinio audinio vystymosi, taip pat smegenų ir nugaros smegenų veiklos. Kalcio apykaita organizme vyksta dėl vitamino D. Kalcio druskų perteklius arba trūkumas sukelia organizmo veiklos sutrikimus.

Visi mūsų planetos organizmai sudaryti iš panašių cheminės sudėties ląstelių. Šiame straipsnyje trumpai pakalbėsime apie ląstelės cheminę sudėtį, jos vaidmenį viso organizmo gyvenime ir išsiaiškinsime, koks mokslas tiria šią problemą.

Ląstelės cheminės sudėties elementų grupės

Mokslas, tiriantis gyvos ląstelės sudedamąsias dalis ir struktūrą, vadinamas citologija.

Visus elementus, įtrauktus į cheminę kūno struktūrą, galima suskirstyti į tris grupes:

• makroelementai;
• mikroelementai;
• ultramikroelementai.

Makroelementai yra vandenilis, anglis, deguonis ir azotas. Beveik 98% visų sudedamųjų dalių tenka jų daliai.

Mikroelementai yra dešimtosiomis ir šimtosiomis procentų dalimis. Ir labai mažas ultramikroelementų kiekis – šimtosios ir tūkstantosios procento dalys.

TOP 4 straipsniaikurie skaitė kartu su tuo

Išvertus iš graikų kalbos, „makro“ reiškia didelį, o „mikro“ reiškia mažą.

Mokslininkai išsiaiškino, kad nėra specialių elementų, būdingų tik gyviems organizmams. Todėl ta gyvoji, ta negyvoji gamta susideda iš tų pačių elementų. Tai įrodo jų santykius.

Nepaisant kiekybinio cheminio elemento kiekio, bent vieno iš jų nebuvimas arba sumažėjimas lemia viso organizmo mirtį. Juk kiekvienas iš jų turi savo reikšmę.

Ląstelės cheminės sudėties vaidmuo

Makroelementai yra biopolimerų pagrindas, būtent baltymai, angliavandeniai, nukleino rūgštys ir lipidai.

Mikroelementai yra gyvybiškai svarbių organinių medžiagų, dalyvaujančių medžiagų apykaitos procesuose, dalis. Jie yra sudedamosios dalys mineralinių druskų, kurios yra katijonų ir anijonų pavidalu, jų santykis lemia šarminę aplinką. Dažniausiai jis būna silpnai šarminis, nes mineralinių druskų santykis nekinta.

Hemoglobine yra geležies, chlorofilo – magnio, baltymų – sieros, nukleorūgščių – fosforo, metabolizmas vyksta esant pakankamam kalcio kiekiui.

Ryžiai. 2. Ląstelės sudėtis

Kai kurie cheminiai elementai yra komponentai neorganinių medžiagų, pavyzdžiui, vanduo. Jis vaidina svarbų vaidmenį tiek augalų, tiek gyvūnų ląstelių gyvenime. Vanduo yra geras tirpiklis, todėl visos organizmo medžiagos skirstomos į:

• hidrofilinis - ištirpinti vandenyje;
• Hidrofobiškas - netirpsta vandenyje.

Dėl vandens buvimo ląstelė tampa elastinga, ji prisideda prie organinių medžiagų judėjimo citoplazmoje.

Ryžiai. 3. Ląstelės medžiagos.

Lentelė „Ląstelės cheminės sudėties savybės“

Norėdami aiškiai suprasti, kokie cheminiai elementai yra ląstelės dalis, įtraukėme juos į šią lentelę:

Elementai		Reikšmė
Makroelementai
Deguonis, anglis, vandenilis, azotas
		Neatsiejama augalų apvalkalo sudedamoji dalis, gyvūno kūne yra kaulų ir dantų sudėtyje, aktyviai dalyvauja kraujo krešėjimo procese.
		Sudėtyje yra nukleino rūgštyse, fermentuose, kauliniame audinyje ir dantų emalyje.
mikroelementų
		Tai baltymų, fermentų ir vitaminų pagrindas.
		Užtikrina nervinių impulsų perdavimą, aktyvina baltymų sintezę, fotosintezę ir augimo procesus.
		Vienas iš skrandžio sulčių komponentų, fermentų provokatorius.
		Aktyviai dalyvauja medžiagų apykaitos procesuose, skydliaukės hormono komponentas.
		Užtikrina impulsų perdavimą nervų sistema, palaiko pastovų slėgį ląstelės viduje, provokuoja hormonų sintezę.
		Chlorofilo, kaulinio audinio ir dantų komponentas provokuoja DNR sintezę ir šilumos perdavimo procesus.
		Neatsiejama hemoglobino dalis, lęšiukas, ragena, sintetina chlorofilą. Perneša deguonį visame kūne.
Ultramikroelementai
		Neatsiejama kraujo susidarymo, fotosintezės, procesų dalis pagreitina tarpląstelinius oksidacijos procesus.
Manganas		Aktyvina fotosintezę, dalyvauja kraujo formavime, suteikia didelį derlių.
		Dantų emalio sudedamoji dalis.
		Reguliuoja augalų augimą.

Ko mes išmokome?

Kiekviena gyvosios gamtos ląstelė turi savo cheminių elementų rinkinį. Pagal savo sudėtį gyvosios ir negyvosios gamtos objektai turi panašumų, tai įrodo jų artimą ryšį. Kiekviena ląstelė susideda iš makroelementų, mikroelementų ir ultramikroelementų, kurių kiekviena atlieka savo vaidmenį. Bent vieno iš jų nebuvimas sukelia ligas ir net viso organizmo mirtį.

Temos viktorina

Ataskaitos įvertinimas

Vidutinis reitingas: 4.5. Iš viso gautų įvertinimų: 819.

Iš neorganinių ląstelės medžiagų vandens sudaro apie 65% jo masės: jaunose greitai augančiose ląstelėse iki 95%, senose - apie 60%. Vandens vaidmuo ląstelėse labai didelis, jis yra terpė ir tirpiklis, dalyvauja daugumoje cheminių reakcijų, medžiagų judėjime, termoreguliacijoje, formuojasi ląstelės struktūros, lemia ląstelės tūrį ir elastingumą. Dauguma medžiagų patenka į organizmą ir iš jo išsiskiria vandeniniu tirpalu.

organinės medžiagos- sudaro 20-30% ląstelių sudėties. Jie gali būti paprastas(amino rūgštys, gliukozė, riebalų rūgštis) ir kompleksas(baltymai, polisacharidai, nukleorūgštys, lipidai). Svarbiausi yra baltymai, riebalai, angliavandeniai, nukleorūgštys.

Baltymai yra pagrindiniai ir daugiausia sudėtingos medžiagos bet kuri ląstelė. Baltymų molekulės dydis yra šimtus ir tūkstančius kartų didesnis už neorganinių junginių molekules. Baltymų molekulės susidaro iš paprastų junginių – aminorūgščių (natūralūs baltymai turi 20 aminorūgščių). Susivienija skirtinga seka ir kiekį, jie susidaro didelė įvairovė(iki 1000) baltymų. Jų vaidmuo ląstelės gyvenime yra didžiulis: statybinė medžiaga organizmas, katalizatoriai (fermentiniai baltymai pagreitina chemines reakcijas), transportavimas (kraujo hemoglobinas tiekia deguonį ir maistines medžiagas į ląsteles bei išneša anglies dvideginį ir skilimo produktus). Baltymai atlieka apsauginę funkciją, energiją. Angliavandeniai yra organinės medžiagos, sudarytos iš anglies, vandenilio ir deguonies. Paprasčiausi iš jų yra monosacharidai – heksozė, fruktozė, gliukozė (randama vaisiuose, meduje), galaktozė (piene) ir polisacharidai – susidedantys iš kelių paprasti angliavandeniai. Tai apima krakmolą ir glikogeną. Angliavandeniai yra pagrindinis visų formų ląstelių veiklos (judėjimo, biosintezės, sekrecijos ir kt.) energijos šaltinis ir atlieka rezervinių medžiagų vaidmenį. Lipidai yra vandenyje netirpūs riebalai ir į riebalus panašios medžiagos. Jie yra pagrindiniai konstrukcinis komponentas biologinės membranos. Lipidai atlieka energetinę funkciją, juose yra riebaluose tirpių vitaminų. Nukleino rūgštys- (nuo Lotyniškas žodis"Branduolys" - branduolys) - susidaro ląstelės branduolyje. Jie yra dviejų tipų: dezoksiribonukleino rūgštys (DNR) ir ribonukleino rūgštys (RNR). Biologinis vaidmuo jų labai dideli. Jie lemia baltymų sintezę ir paveldimos informacijos perdavimą.