Augu un dzīvnieku šūnu ķīmiskais sastāvs ir ļoti līdzīgs, kas liecina par to izcelsmes vienotību. Vairāk nekā 80 atrasti šūnās ķīmiskie elementi.

Šūnā esošie ķīmiskie elementi ir sadalīti 3 lielas grupas: makroelementi, mezoelementi, mikroelementi.

Makroelementi ir ogleklis, skābeklis, ūdeņradis un slāpeklis. Mezoelementi ir sērs, fosfors, kālijs, kalcijs, dzelzs. Mikroelementi - cinks, jods, varš, mangāns un citi.

Bioloģiski svarīgi šūnas ķīmiskie elementi:

Slāpeklis - proteīnu un NA strukturālā sastāvdaļa.

Ūdeņradis- ir ūdens un visu bioloģisko savienojumu sastāvdaļa.

Magnijs- aktivizē daudzu enzīmu darbu; hlorofila strukturālā sastāvdaļa.

Kalcijs- galvenā kaulu un zobu sastāvdaļa.

Dzelzs- nonāk hemoglobīnā.

Jods- daļa no vairogdziedzera hormona.

Šūnas vielas tiek sadalītas organiskās(olbaltumvielas, nukleīnskābes, lipīdi, ogļhidrāti, ATP) un neorganisks(ūdens un minerālsāļi).

Ūdens veido līdz 80% no šūnas masas, spēlē svarīga loma:

ūdens šūnā ir šķīdinātājs

pārskaitījumi barības vielas;

ūdens tiek izvadīts no ķermeņa kaitīgās vielas;

augsta ūdens siltuma jauda;

Ūdens iztvaikošana palīdz atdzesēt dzīvniekus un augus.

Piešķir šūnai elastību.

Minerālvielas:

piedalīties homeostāzes uzturēšanā, regulējot ūdens plūsmu šūnā;

Kālijs un nātrijs nodrošina vielu transportēšanu cauri membrānai un ir iesaistīti nervu impulsa rašanās un vadīšanas procesā.

Minerālie sāļi, galvenokārt kalcija fosfāti un karbonāti, nodrošina kaulu audu cietību.

Atrisiniet problēmu par cilvēka asiņu ģenētiku

Olbaltumvielas, to loma organismā

Olbaltumvielas- visās šūnās atrodamas organiskas vielas, kas sastāv no monomēriem.

Olbaltumvielas- augstas molekulmasas neperiodisks polimērs.

Monomērs ir aminoskābe (20).

Aminoskābes satur aminogrupu, karboksilgrupu un radikāli. Aminoskābes ir savienotas kopā, veidojot peptīdu saiti. Olbaltumvielas ir ārkārtīgi daudzveidīgas, piemēram, cilvēka organismā to ir vairāk nekā 10 miljoni.

Olbaltumvielu daudzveidība ir atkarīga no:

1. dažāda AK secība

2. pēc izmēra

3. no sastāva

Olbaltumvielu struktūras

Olbaltumvielu primārā struktūra - aminoskābju secība, kas savienota ar peptīdu saiti (lineāra struktūra).

Olbaltumvielu sekundārā struktūra - spirālveida struktūra.

Olbaltumvielu terciārā struktūra- globula (glomerulārā struktūra).

Kvartārā proteīna struktūra- sastāv no vairākām lodītēm. Raksturīgs hemoglobīnam un hlorofilam.

Olbaltumvielu īpašības

1. Komplementaritāte: proteīna spēja pielāgoties kādai citai vielai, piemēram, slēdzenes atslēgai.

2. Denaturācija: proteīna dabiskās struktūras pārkāpums (temperatūra, skābums, sāļums, citu vielu pievienošana utt.). Denaturācijas piemēri: olbaltumvielu īpašību izmaiņas, vārot olas, proteīna pārnese no šķidrs stāvoklis cietā stāvoklī.

3. Renaturācija - proteīna struktūras atjaunošana, ja nav traucēta primārā struktūra.

Olbaltumvielu funkcijas

1. Celtniecība: visu šūnu membrānu veidošanās

2. katalītiskais: olbaltumvielas ir katalizatori; paātrināt ķīmiskās reakcijas

3. Motors: aktīns un miozīns ir daļa no muskuļu šķiedrām.

4. Transports: vielu pārnešana uz dažādiem ķermeņa audiem un orgāniem (hemoglobīns ir olbaltumviela, kas ir sarkano asins šūnu daļa)

5. Aizsardzības: antivielas, fibrinogēns, trombīns - olbaltumvielas, kas iesaistītas imunitātes veidošanā un asins koagulācijā;

6. Enerģija: piedalieties plastmasas apmaiņas reakcijās, lai izveidotu jaunas olbaltumvielas.

7. Regulējošais: hormona insulīna loma cukura līmeņa regulēšanā asinīs.

8. Uzglabāšana: olbaltumvielu kā rezerves barības vielu uzkrāšanās organismā, piemēram, olās, pienā, augu sēklās.

Šūna ir dzīvo organismu struktūras elementāra vienība. Visas dzīvās būtnes – vai tie būtu cilvēki, dzīvnieki, augi, sēnītes vai baktērijas – pamatā ir šūnas. Kādam cilvēkam šo šūnu ir ļoti daudz – simtiem tūkstošu šūnu veido zīdītāju un rāpuļu ķermeni, bet kādam to ir maz – daudzas baktērijas sastāv tikai no vienas šūnas. Bet šūnu skaits nav tik svarīgs kā to klātbūtne.

Jau sen zināms, ka šūnām piemīt visas dzīvās būtnes īpašības: tās elpo, barojas, vairojas, pielāgojas jauniem apstākļiem un pat mirst. Un, tāpat kā visas dzīvās būtnes, šūnas satur organiskas un neorganiskas vielas.

Daudz vairāk, jo tas arī ir ūdens, un, protams, lielākā daļa no departamenta, ko sauc par "šūnas neorganiskajām vielām", tiek atdota ūdenim - tas veido 40-98% no kopējā šūnas tilpuma.

Ūdens šūnā pilda daudzas svarīgas funkcijas: nodrošina šūnas elastību, tajā notiekošo ķīmisko reakciju ātrumu, ienākošo vielu kustību caur šūnu un to izvadīšanu. Turklāt daudzas vielas izšķīst ūdenī, tas var piedalīties ķīmiskās reakcijās, un tieši ūdens ir atbildīgs par visa organisma termoregulāciju, jo ūdenim ir laba siltumvadītspēja.

Papildus ūdenim šūnas neorganiskās vielas ietver arī daudzas minerālvielas sadalīts makroelementos un mikroelementos.

Makroelementi ietver tādas vielas kā dzelzs, slāpeklis, kālijs, magnijs, nātrijs, sērs, ogleklis, fosfors, kalcijs un daudzas citas.

Mikroelementi lielākoties ir smagie metāli, piemēram, bors, mangāns, broms, varš, molibdēns, jods un cinks.

Arī organismā ir ultramikroelementi, tostarp zelts, urāns, dzīvsudrabs, rādijs, selēns un citi.

Visas šūnas neorganiskās vielas spēlē savu, svarīgu lomu. Tātad slāpeklis ir iesaistīts ļoti dažādos savienojumos – gan proteīnos, gan neolbaltumvielās, veicina vitamīnu, aminoskābju, pigmentu veidošanos.

Kalcijs ir kālija antagonists un kalpo kā līme augu šūnām.

Dzelzs ir iesaistīts elpošanas procesā, ir daļa no hemoglobīna molekulām.

Varš ir atbildīgs par asins šūnu veidošanos, sirds veselību un labu apetīti.

Bors ir atbildīgs par augšanas procesu, īpaši augos.

Kālijs nodrošina citoplazmas koloidālās īpašības, olbaltumvielu veidošanos un normālu sirds darbību.

Nātrijs nodrošina arī pareizu sirdsdarbības ritmu.

Sērs ir iesaistīts dažu aminoskābju veidošanā.

Fosfors ir iesaistīts ļoti daudzu būtisku savienojumu veidošanā, piemēram, nukleotīdu, dažu enzīmu, AMP, ATP, ADP veidošanā.

Un tikai ultramikroelementu loma joprojām ir absolūti nezināma.

Bet šūnas neorganiskās vielas vienas pašas nevarēja padarīt to pilnīgu un dzīvu. Organiskās vielas ir ne mazāk svarīgas kā tās.

Tie ietver ogļhidrātus, lipīdus, fermentus, pigmentus, vitamīnus un hormonus.

Ogļhidrātus iedala monosaharīdos, disaharīdos, polisaharīdos un oligosaharīdos. Mono-di- un polisaharīdi ir galvenais enerģijas avots šūnai un ķermenim, bet ūdenī nešķīstošie oligosaharīdi turas kopā saistaudi un aizsargā šūnas no nelabvēlīgas ārējās ietekmes.

Lipīdi ir sadalīti pareizajos taukos un lipoīdos - taukiem līdzīgās vielās, kas veido orientētus molekulāros slāņus.

Fermenti ir katalizatori, kas paātrina bioķīmiskos procesus organismā. Turklāt fermenti samazina patērētās enerģijas daudzumu, lai molekulai piešķirtu reaktivitāti.

Vitamīni ir nepieciešami aminoskābju un ogļhidrātu oksidējamības regulēšanai, kā arī pilnīgai augšanai un attīstībai.

Hormoni ir nepieciešami, lai regulētu ķermeņa dzīvi.

Kā mēs jau zinām, šūna sastāv no ķīmiskās vielas organiskie un neorganiskie veidi. Galvenās neorganiskās vielas, kas veido šūnu, ir sāļi un ūdens.

Ūdens kā dzīvības sastāvdaļa

Ūdens ir visu organismu dominējošā sastāvdaļa. Svarīgas ūdens bioloģiskās funkcijas veic unikālas īpašības tā molekulas, jo īpaši dipolu klātbūtne, kas veido iespējama parādībaūdeņraža saites starp šūnām.

Pateicoties ūdens molekulām dzīvo būtņu ķermenī, notiek termiskās stabilizācijas un termoregulācijas procesi. Termoregulācijas process notiek ūdens molekulu augstās siltumietilpības dēļ: ārējās temperatūras izmaiņas neietekmē temperatūras izmaiņas ķermeņa iekšienē.

Pateicoties ūdenim, orgāniem cilvēka ķermenis saglabā savu elastību. Ūdens ir viena no galvenajām smērvielu sastāvdaļām, kas nepieciešamas mugurkaulnieku locītavām vai perikarda maisiņam.

Tas ir iekļauts gļotās, kas atvieglo vielu kustību caur zarnām. Ūdens ir žults, asaru un siekalu sastāvdaļa.

Sāļi un citas neorganiskas vielas

Dzīva organisma šūnās papildus ūdenim ir tādas neorganiskas vielas kā skābes, bāzes un sāļi. Lielākā daļa nozīmi organisma dzīvē ir Mg2+, H2PO4, K, CA2, Na, C1-. Vājas skābes garantē stabilu šūnu iekšējo vidi (nedaudz sārmainu).

Jonu koncentrācija starpšūnu vielā un šūnas iekšpusē var būt atšķirīga. Tā, piemēram, Na + joni ir koncentrēti tikai starpšūnu šķidrumā, bet K + ir atrodami tikai šūnā.

Krass noteiktu jonu skaita samazinājums vai palielināšanās šūnas sastāvā ne tikai izraisa tās disfunkciju, bet arī nāvi. Piemēram, Ca + daudzuma samazināšanās šūnā izraisa krampjus šūnas iekšienē un tās tālāku nāvi.

Dažas neorganiskas vielas bieži mijiedarbojas ar taukiem, olbaltumvielām un ogļhidrātiem. Tātad lielisks piemērs ir organiskie savienojumi ar fosforu un sēru.

Sērs, kas ir daļa no olbaltumvielu molekulām, ir atbildīgs par molekulāro saišu veidošanos organismā. Pateicoties fosfora un organisko vielu sintēzei, no olbaltumvielu molekulām tiek atbrīvota enerģija.

Kalcija sāļi

Kalcija sāļi veicina normālu kaulu audu attīstību, kā arī smadzeņu un muguras smadzeņu darbību. Kalcija vielmaiņa organismā notiek D vitamīna dēļ. Kalcija sāļu pārpalikums vai trūkums izraisa organisma darbības traucējumus.

Visi organismi uz mūsu planētas sastāv no šūnām, kuru ķīmiskais sastāvs ir līdzīgs. Šajā rakstā īsi parunāsim par šūnas ķīmisko sastāvu, lomu visa organisma dzīvē un uzzināsim, kāda zinātne pēta šo jautājumu.

Šūnas ķīmiskā sastāva elementu grupas

Zinātni, kas pēta dzīvas šūnas sastāvdaļas un struktūru, sauc par citoloģiju.

Visus ķermeņa ķīmiskajā struktūrā iekļautos elementus var iedalīt trīs grupās:

• makroelementi;
• mikroelementi;
• ultramikroelementi.

Makroelementi ir ūdeņradis, ogleklis, skābeklis un slāpeklis. Gandrīz 98% no visiem veidojošajiem elementiem ietilpst to daļā.

Mikroelementi ir pieejami procenta desmitdaļās un simtdaļās. Un ļoti mazs ultramikroelementu saturs – procentu simtdaļas un tūkstošdaļas.

TOP 4 rakstikas lasa kopā ar šo

Tulkojumā no grieķu valodas “makro” nozīmē liels, bet “mikro” nozīmē mazs.

Zinātnieki ir atklājuši, ka nav īpašu elementu, kas raksturīgi tikai dzīviem organismiem. Tāpēc šī dzīvā, tā nedzīvā daba sastāv no vieniem un tiem pašiem elementiem. Tas pierāda viņu attiecības.

Neskatoties uz ķīmiskā elementa kvantitatīvo saturu, vismaz viena no tiem trūkums vai samazinājums izraisa visa organisma nāvi. Galu galā katram no tiem ir sava nozīme.

Šūnas ķīmiskā sastāva loma

Makroelementi ir biopolimēru pamatā, proti, olbaltumvielas, ogļhidrāti, nukleīnskābes un lipīdi.

Mikroelementi ir daļa no vitāli svarīgām organiskām vielām, kas iesaistītas vielmaiņas procesos. Viņi ir sastāvdaļas minerālsāļi, kas ir katjonu un anjonu formā, to attiecība nosaka sārmainu vidi. Visbiežāk tas ir nedaudz sārmains, jo minerālsāļu attiecība nemainās.

Hemoglobīns satur dzelzi, hlorofilu - magniju, olbaltumvielas - sēru, nukleīnskābes - fosforu, vielmaiņa notiek ar pietiekamu kalcija daudzumu.

Rīsi. 2. Šūnas sastāvs

Daži ķīmiskie elementi ir sastāvdaļas neorganiskās vielas, piemēram, ūdens. Tam ir svarīga loma gan augu, gan dzīvnieku šūnu dzīvē. Ūdens ir labs šķīdinātājs, tāpēc visas vielas organismā tiek sadalītas:

• hidrofils - izšķīdina ūdenī;
• Hidrofobs - nešķīst ūdenī.

Pateicoties ūdens klātbūtnei, šūna kļūst elastīga, tā veicina organisko vielu kustību citoplazmā.

Rīsi. 3. Šūnas vielas.

Tabula “Šūnas ķīmiskā sastāva īpašības”

Lai skaidri saprastu, kādi ķīmiskie elementi ir šūnas daļa, mēs tos iekļāvām šajā tabulā:

Elementi		Nozīme
Makroelementi
Skābeklis, ogleklis, ūdeņradis, slāpeklis
		Neatņemama čaumalas sastāvdaļa augos, dzīvnieku ķermenī ir kaulu un zobu sastāvā, aktīvi piedalās asinsrecē.
		Satur nukleīnskābēs, fermentos, kaulaudos un zobu emaljā.
mikroelementi
		Tas ir olbaltumvielu, enzīmu un vitamīnu pamats.
		Nodrošina nervu impulsu pārraidi, aktivizē proteīnu sintēzi, fotosintēzi un augšanas procesus.
		Viena no kuņģa sulas sastāvdaļām, enzīmu provokators.
		Aktīvi piedalās vielmaiņas procesos, vairogdziedzera hormona sastāvdaļa.
		Nodrošina impulsu pārraidi nervu sistēma, uztur pastāvīgu spiedienu šūnas iekšienē, provocē hormonu sintēzi.
		Hlorofila, kaulu audu un zobu sastāvdaļa provocē DNS sintēzes un siltuma pārneses procesus.
		Hemoglobīna neatņemama sastāvdaļa, lēca, radzene, sintezē hlorofilu. Pārnēsā skābekli visā ķermenī.
Ultramikroelementi
		Asins veidošanās, fotosintēzes, neatņemama sastāvdaļa paātrina intracelulāros oksidācijas procesus.
Mangāns		Tas aktivizē fotosintēzi, piedalās asins veidošanā, nodrošina augstu ražu.
		Zobu emaljas sastāvdaļa.
		Regulē augu augšanu.

Ko mēs esam iemācījušies?

Katrai dzīvās dabas šūnai ir savs ķīmisko elementu kopums. Dzīvās un nedzīvās dabas objektiem pēc sastāva ir līdzības, tas pierāda to ciešo saistību. Katra šūna sastāv no makroelementiem, mikroelementiem un ultramikroelementiem, no kuriem katram ir sava loma. Vismaz viena no tiem trūkums noved pie slimībām un pat visa organisma nāves.

Tēmu viktorīna

Ziņojuma novērtējums

Vidējais vērtējums: 4.5. Kopējais saņemto vērtējumu skaits: 819.

No šūnas neorganiskajām vielām ūdens veido apmēram 65% no tās masas: jaunās strauji augošās šūnās līdz 95%, vecās šūnās - aptuveni 60%. Ūdens loma šūnās ir ļoti liela, tas ir vide un šķīdinātājs, piedalās lielākajā daļā ķīmisko reakciju, vielu kustībā, termoregulācijā, šūnu struktūru veidošanā, nosaka šūnas tilpumu un elastību. Lielākā daļa vielu nonāk organismā un izdalās no tā ūdens šķīdumā.

organisko vielu- veido 20-30% no šūnu sastāva. Tās var būt vienkārši(aminoskābes, glikoze, taukskābju) un komplekss(olbaltumvielas, polisaharīdi, nukleīnskābes, lipīdi). Vissvarīgākie ir olbaltumvielas, tauki, ogļhidrāti, nukleīnskābes.

Olbaltumvielas ir galvenais un visvairāk sarežģītas vielas jebkura šūna. Olbaltumvielu molekulas izmērs ir simtiem un tūkstošiem reižu lielāks nekā neorganisko savienojumu molekulas. Olbaltumvielu molekulas veidojas no vienkāršiem savienojumiem – aminoskābēm (dabīgās olbaltumvielas satur 20 aminoskābes). Apvienošanās atšķirīga secība un daudzums, tie veidojas liela dažādība(līdz 1000) proteīniem. Viņu loma šūnas dzīvē ir milzīga: celtniecības materiāls organisms, katalizatori (enzīmu proteīni paātrina ķīmiskās reakcijas), transports (asins hemoglobīns piegādā šūnām skābekli un barības vielas un aizved oglekļa dioksīdu un sabrukšanas produktus). Olbaltumvielas veic aizsargfunkciju, enerģiju. Ogļhidrāti ir organiskas vielas, kas sastāv no oglekļa, ūdeņraža un skābekļa. Vienkāršākie no tiem ir monosaharīdi - heksoze, fruktoze, glikoze (atrodams augļos, medū), galaktoze (pienā) un polisaharīdi, kas sastāv no vairākiem vienkāršie ogļhidrāti. Tie ietver cieti un glikogēnu. Ogļhidrāti ir galvenais enerģijas avots visu veidu šūnu darbībai (kustībai, biosintēzei, sekrēcijai utt.) un pilda rezerves vielu lomu. Lipīdi ir ūdenī nešķīstoši tauki un taukiem līdzīgas vielas. Tie ir galvenie strukturālā sastāvdaļa bioloģiskās membrānas. Lipīdi veic enerģētisko funkciju, tajos ir taukos šķīstošie vitamīni. Nukleīnskābes- (no Latīņu vārds"Kodols" - kodols) - veidojas šūnas kodolā. Tās ir divu veidu: dezoksiribonukleīnskābes (DNS) un ribonukleīnskābes (RNS). Bioloģiskā loma to ļoti lielas. Tie nosaka olbaltumvielu sintēzi un iedzimtas informācijas pārraidi.