Skład chemiczny komórek roślinnych i zwierzęcych jest bardzo podobny, co wskazuje na jedność ich pochodzenia. Ponad 80 znalezionych w komórkach pierwiastki chemiczne.

Pierwiastki chemiczne obecne w komórce dzielą się na 3 duże grupy: makroelementy, mezoelementy, mikroelementy.

Makroelementy obejmują węgiel, tlen, wodór i azot. Mezoelementy to siarka, fosfor, potas, wapń, żelazo. Pierwiastki śladowe - cynk, jod, miedź, mangan i inne.

Biologicznie ważne pierwiastki chemiczne komórki:

Azot - składnik strukturalny białek i NA.

Wodór- wchodzi w skład wody i wszystkich związków biologicznych.

Magnez- aktywuje pracę wielu enzymów; składnik strukturalny chlorofilu.

Wapń- główny składnik kości i zębów.

Żelazo- wchodzi do hemoglobiny.

Jod- część hormonu tarczycy.

Substancje komórki dzielą się na organiczne(białka, kwasy nukleinowe, lipidy, węglowodany, ATP) i nieorganiczne(woda i sole mineralne).

Woda stanowi do 80% masy komórki, gra ważna rola:

woda w komórce jest rozpuszczalnikiem

transfery składniki odżywcze;

woda jest usuwana z organizmu szkodliwe substancje;

wysoka pojemność cieplna wody;

Parowanie wody pomaga schłodzić zwierzęta i rośliny.

Nadaje komórce elastyczność.

Minerały:

uczestniczyć w utrzymaniu homeostazy poprzez regulację przepływu wody do komórki;

Potas i sód zapewniają transport substancji przez błonę oraz biorą udział w powstawaniu i przewodzeniu impulsu nerwowego.

Sole mineralne, głównie fosforany i węglany wapnia, nadają tkance kostnej twardość.

Rozwiąż problem genetyki ludzkiej krwi

Białka, ich rola w organizmie

Białko- substancje organiczne znajdujące się we wszystkich komórkach, które składają się z monomerów.

Białko- nieokresowy polimer o wysokiej masie cząsteczkowej.

Monomer jest aminokwas (20).

Aminokwasy zawierają grupę aminową, grupę karboksylową i rodnik. Aminokwasy są ze sobą połączone, tworząc wiązanie peptydowe. Białka są niezwykle różnorodne, np. w organizmie człowieka jest ich ponad 10 milionów.

Różnorodność białek zależy od:

1. inna sekwencja AK

2. według rozmiaru

3. ze składu

Struktury białkowe

Pierwotna struktura białka - sekwencja aminokwasów połączonych wiązaniem peptydowym (struktura liniowa).

Drugorzędowa struktura białka - spiralna struktura.

Trzeciorzędowa struktura białka- kulisty (struktura kłębuszkowa).

Czwartorzędowa struktura białka- składa się z kilku kulek. Charakterystyka hemoglobiny i chlorofilu.

Właściwości białka

1. Komplementarność: zdolność białka do dopasowania kształtu do innej substancji, takiej jak klucz do zamka.

2. Denaturacja: naruszenie naturalnej struktury białka (temperatura, kwasowość, zasolenie, dodatek innych substancji itp.). Przykłady denaturacji: zmiany właściwości białka podczas gotowania jaj, transfer białka z stan ciekły w ciało stałe.

3. Renaturacja - przywrócenie struktury białka, jeśli struktura pierwotna nie została naruszona.

Funkcje białek

1. Budynek: tworzenie wszystkich błon komórkowych

2. Katalityczny: białka są katalizatorami; przyśpieszyć reakcje chemiczne

3. Motor: aktyna i miozyna są częścią włókien mięśniowych.

4. Transport: przenoszenie substancji do różnych tkanek i narządów organizmu (hemoglobina jest białkiem wchodzącym w skład czerwonych krwinek)

5. Ochronne: przeciwciała, fibrynogen, trombina - białka zaangażowane w rozwój odporności i krzepnięcie krwi;

6. Energia: uczestniczenie w reakcjach wymiany plastycznej w celu budowy nowych białek.

7. Regulacyjne: rola hormonu insuliny w regulacji poziomu cukru we krwi.

8. Przechowywanie: gromadzenie białek w organizmie jako rezerwowych składników odżywczych, na przykład w jajach, mleku, nasionach roślin.

Komórka jest podstawową jednostką struktury żywych organizmów. Wszystkie żywe istoty - czy to ludzie, zwierzęta, rośliny, grzyby czy bakterie - są zasadniczo komórkami. W czyimś ciele tych komórek jest bardzo dużo – na organizm ssaków i gadów składają się setki tysięcy komórek, a u kogoś jest ich niewiele – wiele bakterii składa się tylko z jednej komórki. Ale liczba komórek nie jest tak ważna, jak ich obecność.

Od dawna wiadomo, że komórki mają wszystkie właściwości żywej istoty: oddychają, odżywiają się, rozmnażają, przystosowują się do nowych warunków, a nawet umierają. I, jak wszystkie żywe stworzenia, komórki zawierają substancje organiczne i nieorganiczne.

Dużo więcej, bo to także woda i oczywiście największa część działu zwana „substancjami nieorganicznymi komórki” to woda – stanowi ona 40-98% całkowitej objętości komórki.

Woda w komórce pełni wiele ważnych funkcji: zapewnia jej elastyczność, szybkość zachodzących w niej reakcji chemicznych, ruch napływających substancji przez komórkę i ich usuwanie. Ponadto wiele substancji rozpuszcza się w wodzie, może uczestniczyć w reakcjach chemicznych i to woda odpowiada za termoregulację całego organizmu, ponieważ woda ma dobre przewodnictwo cieplne.

Oprócz wody nieorganiczne substancje komórki zawierają również wiele minerały podzielony na makroelementy i mikroelementy.

Wśród makroelementów znajdują się takie substancje jak żelazo, azot, potas, magnez, sód, siarka, węgiel, fosfor, wapń i wiele innych.

Pierwiastki śladowe to w większości metale ciężkie, takie jak bor, mangan, brom, miedź, molibden, jod i cynk.

Również w organizmie znajdują się ultramikroelementy, w tym złoto, uran, rtęć, rad, selen i inne.

Wszystkie substancje nieorganiczne komórki odgrywają swoją własną, ważną rolę. Tak więc azot bierze udział w wielu różnych związkach - zarówno białkowych, jak i niebiałkowych, sprzyja tworzeniu witamin, aminokwasów, pigmentów.

Wapń jest antagonistą potasu i służy jako klej dla komórek roślinnych.

Żelazo bierze udział w procesie oddychania, wchodzi w skład cząsteczek hemoglobiny.

Miedź odpowiada za tworzenie komórek krwi, zdrowie serca i dobry apetyt.

Bor odpowiada za proces wzrostu, zwłaszcza roślin.

Potas zapewnia koloidalne właściwości cytoplazmy, tworzenie białek i normalne funkcjonowanie serca.

Sód zapewnia również prawidłowy rytm czynności serca.

Siarka bierze udział w tworzeniu niektórych aminokwasów.

Fosfor bierze udział w tworzeniu ogromnej liczby niezbędnych związków, takich jak nukleotydy, niektóre enzymy, AMP, ATP, ADP.

I tylko rola ultramikroelementów jest nadal absolutnie nieznana.

Ale same nieorganiczne substancje komórki nie były w stanie uczynić jej pełnej i żywej. Materia organiczna jest nie mniej ważna niż one.

Należą do nich węglowodany, lipidy, enzymy, barwniki, witaminy i hormony.

Węglowodany dzielą się na monosacharydy, disacharydy, polisacharydy i oligosacharydy. Mono-di- i polisacharydy są głównym źródłem energii dla komórki i organizmu, ale nierozpuszczalne w wodzie oligosacharydy sklejają się tkanka łączna i chronić komórki przed niekorzystnymi wpływami zewnętrznymi.

Lipidy dzielą się na tłuszcze właściwe i lipidy - substancje tłuszczopodobne, które tworzą zorientowane warstwy molekularne.

Enzymy to katalizatory przyspieszające procesy biochemiczne w organizmie. Ponadto enzymy zmniejszają ilość zużywanej energii, aby nadać cząsteczce reaktywność.

Witaminy są niezbędne do regulacji utlenialności aminokwasów i węglowodanów, a także do pełnego wzrostu i rozwoju.

Hormony są niezbędne do regulowania życia organizmu.

Jak już wiemy, komórka składa się z substancje chemiczne typy organiczne i nieorganiczne. Głównymi nieorganicznymi substancjami tworzącymi komórkę są sole i woda.

Woda jako składnik życia

Woda jest dominującym składnikiem wszystkich organizmów. Ważne funkcje biologiczne wody są realizowane przez: unikalne właściwości jego cząsteczki, w szczególności obecność dipoli, które powodują możliwe wystąpienie wiązania wodorowe między komórkami.

Dzięki cząsteczkom wody w ciele istot żywych zachodzą procesy stabilizacji termicznej i termoregulacji. Proces termoregulacji zachodzi dzięki dużej pojemności cieplnej cząsteczek wody: zmiany temperatury zewnętrznej nie wpływają na zmiany temperatury wewnątrz organizmu.

Dzięki wodzie organy Ludzkie ciało zachowują swoją elastyczność. Woda jest jednym z głównych składników płynów smarnych niezbędnych dla stawów kręgowców lub worka osierdziowego.

Zawarty jest w śluzie, który ułatwia przepływ substancji przez jelita. Woda jest składnikiem żółci, łez i śliny.

Sole i inne substancje nieorganiczne

Komórki żywego organizmu oprócz wody zawierają takie substancje nieorganiczne jak kwasy, zasady i sole. Bardzo znaczenie w życiu organizmu mają Mg2+, H2PO4, K, CA2, Na, C1-. Słabe kwasy gwarantują stabilne środowisko wewnętrzne komórek (lekko zasadowe).

Stężenie jonów w substancji międzykomórkowej i wewnątrz komórki może być różne. Na przykład jony Na + są skoncentrowane tylko w płynie międzykomórkowym, podczas gdy K + znajduje się wyłącznie w komórce.

Gwałtowne zmniejszenie lub wzrost liczby niektórych jonów w składzie komórki prowadzi nie tylko do jej dysfunkcji, ale także do śmierci. Na przykład zmniejszenie ilości Ca+ w komórce powoduje drgawki wewnątrz komórki i jej dalszą śmierć.

Niektóre substancje nieorganiczne często wchodzą w interakcje z tłuszczami, białkami i węglowodanami. Doskonałym przykładem jest związki organiczne z fosforem i siarką.

Siarka, która jest częścią cząsteczek białka, odpowiada za tworzenie wiązań molekularnych w organizmie. Dzięki syntezie fosforu i substancji organicznych uwalniana jest energia z cząsteczek białka.

Sole wapnia

Sole wapnia przyczyniają się do prawidłowego rozwoju tkanki kostnej oraz funkcjonowania mózgu i rdzenia kręgowego. Wymiana wapnia w organizmie odbywa się dzięki witaminie D. Nadmiar lub brak soli wapnia prowadzi do dysfunkcji organizmu.

Wszystkie organizmy na naszej planecie zbudowane są z komórek o podobnym składzie chemicznym. W tym artykule pokrótce porozmawiamy o składzie chemicznym komórki, jej roli w życiu całego organizmu i dowiemy się, jaka nauka bada ten problem.

Grupy pierwiastków składu chemicznego komórki

Nauka badająca części składowe i strukturę żywej komórki nazywa się cytologią.

Wszystkie elementy wchodzące w skład chemicznej budowy organizmu można podzielić na trzy grupy:

• makroelementy;
• pierwiastki śladowe;
• ultramikroelementy.

Makroelementy obejmują wodór, węgiel, tlen i azot. Prawie 98% wszystkich elementów składowych przypada na ich udział.

Pierwiastki śladowe są dostępne w dziesiątych i setnych procentach. I bardzo mała zawartość ultramikroelementów - setne i tysięczne procenta.

TOP 4 artykułykto czytał razem z tym

W tłumaczeniu z greckiego „makro” oznacza duże, a „mikro” – małe.

Naukowcy odkryli, że nie ma specjalnych elementów, które są właściwe tylko żywym organizmom. Dlatego ta żywa, ta nieożywiona natura składa się z tych samych elementów. To dowodzi ich związku.

Pomimo ilościowej zawartości pierwiastka chemicznego, brak lub redukcja przynajmniej jednego z nich prowadzi do śmierci całego organizmu. W końcu każdy z nich ma swoje znaczenie.

Rola składu chemicznego komórki

Podstawą biopolimerów są makroskładniki, czyli białka, węglowodany, kwasy nukleinowe i lipidy.

Pierwiastki śladowe są częścią niezbędnych substancji organicznych biorących udział w procesach metabolicznych. Oni są składniki składowe sole mineralne, które występują w postaci kationów i anionów, ich stosunek determinuje środowisko alkaliczne. Najczęściej jest lekko zasadowy, ponieważ stosunek soli mineralnych się nie zmienia.

Hemoglobina zawiera żelazo, chlorofil - magnez, białka - siarkę, kwasy nukleinowe - fosfor, metabolizm zachodzi przy wystarczającej ilości wapnia.

Ryż. 2. Skład komórki

Niektóre pierwiastki chemiczne są składnikami substancje nieorganiczne na przykład woda. Odgrywa ważną rolę w życiu zarówno komórek roślinnych, jak i zwierzęcych. Woda jest dobrym rozpuszczalnikiem, dlatego wszystkie substancje w ciele dzielą się na:

• hydrofilowy - rozpuścić w wodzie;
• Hydrofobowy - nie rozpuszczać w wodzie.

Dzięki obecności wody komórka staje się elastyczna, przyczynia się do ruchu substancji organicznych w cytoplazmie.

Ryż. 3. Substancje komórki.

Tabela „Właściwości składu chemicznego ogniwa”

Aby jasno zrozumieć, jakie pierwiastki chemiczne są częścią komórki, uwzględniliśmy je w poniższej tabeli:

Elementy		Oznaczający
Makroelementy
Tlen, węgiel, wodór, azot
		Integralny składnik muszli w roślinach, w organizmie zwierząt, w składzie kości i zębów, bierze czynny udział w krzepnięciu krwi.
		Zawarty w kwasach nukleinowych, enzymach, tkance kostnej i szkliwie zębów.
pierwiastki śladowe
		Jest podstawą białek, enzymów i witamin.
		Zapewnia transmisję impulsów nerwowych, aktywuje syntezę białek, fotosyntezę i procesy wzrostu.
		Jeden ze składników soku żołądkowego, prowokator enzymów.
		Bierze czynny udział w procesach metabolicznych, wchodzi w skład hormonu tarczycy.
		Zapewnia transmisję impulsów system nerwowy, utrzymuje stałe ciśnienie wewnątrz komórki, prowokuje syntezę hormonów.
		Składnik chlorofilu, tkanki kostnej i zębów, prowokuje procesy syntezy DNA i wymiany ciepła.
		Integralna część hemoglobiny, soczewki, rogówki, syntetyzuje chlorofil. Transportuje tlen w całym ciele.
Ultramikroelementy
		Integralna część procesów tworzenia krwi, fotosyntezy, przyspiesza wewnątrzkomórkowe procesy utleniania.
Mangan		Aktywuje fotosyntezę, uczestniczy w tworzeniu krwi, zapewnia wysoką wydajność.
		Składnik szkliwa zębów.
		Reguluje wzrost roślin.

Czego się nauczyliśmy?

Każda komórka żywej natury ma swój własny zestaw pierwiastków chemicznych. Ze względu na swój skład obiekty przyrody ożywionej i nieożywionej wykazują podobieństwa, co świadczy o ich ścisłym związku. Każda komórka składa się z makroelementów, mikroelementów i ultramikroelementów, z których każdy ma swoją własną rolę. Brak przynajmniej jednego z nich prowadzi do choroby, a nawet śmierci całego organizmu.

Quiz tematyczny

Ocena raportu

Średnia ocena: 4.5. Łączna liczba otrzymanych ocen: 819.

Z nieorganicznych substancji komórki woda stanowi około 65% jego masy: w młodych, szybko rosnących komórkach do 95%, w starych - około 60%. Rola wody w komórkach jest bardzo duża, jest medium i rozpuszczalnikiem, uczestniczy w większości reakcji chemicznych, przemieszczaniu się substancji, termoregulacji, tworzeniu struktur komórkowych, decyduje o objętości i elastyczności komórki. Większość substancji dostaje się do organizmu i jest z niego wydalana w roztworze wodnym.

materia organiczna- stanowią 20-30% składu komórkowego. Oni mogą być jedyny(aminokwasy, glukoza, kwas tłuszczowy) oraz złożony(białka, polisacharydy, kwasy nukleinowe, lipidy). Najważniejsze z nich to białka, tłuszcze, węglowodany, kwasy nukleinowe.

Białka są najważniejsze i najbardziej złożone substancje dowolna komórka. Wielkość cząsteczki białka jest setki i tysiące razy większa niż cząsteczki związków nieorganicznych. Cząsteczki białek zbudowane są z prostych związków – aminokwasów (naturalne białka zawierają 20 aminokwasów). Jednoczenie w inna sekwencja i ilości, tworzą duża różnorodność(do 1000) białek. Ich rola w życiu komórki jest ogromna: materiał konstrukcyjny organizm, katalizatory (białka enzymów przyspieszają reakcje chemiczne), transport (hemoglobina we krwi dostarcza tlen i składniki odżywcze do komórek oraz odprowadza dwutlenek węgla i produkty rozpadu). Białka pełnią funkcję ochronną, energię. Węglowodany to substancje organiczne składające się z węgla, wodoru i tlenu. Najprostsze z nich to monosacharydy – heksoza, fruktoza, glukoza (znajdująca się w owocach, miodzie), galaktoza (w mleku) oraz polisacharydy – składające się z kilku węglowodany proste. Należą do nich skrobia i glikogen. Węglowodany są głównym źródłem energii dla wszystkich form aktywności komórkowej (ruch, biosynteza, sekrecja itp.) i pełnią rolę substancji rezerwowych. Lipidy to nierozpuszczalne w wodzie tłuszcze i substancje tłuszczopodobne. Są głównymi element konstrukcyjny błony biologiczne. Lipidy pełnią funkcję energetyczną, zawierają witaminy rozpuszczalne w tłuszczach. Kwasy nukleinowe- (od łacińskie słowo„Jądro” - jądro) - powstają w jądrze komórki. Są dwojakiego rodzaju: kwasy dezoksyrybonukleinowe (DNA) i kwasy rybonukleinowe (RNA). Rola biologiczna ich bardzo duże. Decydują o syntezie białek i przekazywaniu informacji dziedzicznych.