Compoziția chimică a celulelor vegetale și animale este foarte asemănătoare, ceea ce indică unitatea originii lor. Peste 80 găsite în celule elemente chimice.

Elementele chimice prezente în celulă sunt împărțite în 3 grupuri mari: macronutrienti, mezoelemente, microelemente.

Macronutrienții includ carbon, oxigen, hidrogen și azot. Mezoelemente sunt sulf, fosfor, potasiu, calciu, fier. Oligoelemente - zinc, iod, cupru, mangan și altele.

Elemente chimice importante din punct de vedere biologic ale celulei:

azot - componentă structurală a proteinelor și NA.

Hidrogen- face parte din apă și din toți compușii biologici.

Magneziu- activează activitatea multor enzime; componentă structurală a clorofilei.

Calciu- componenta principală a oaselor și dinților.

Fier- intră în hemoglobină.

Iod- parte a hormonului tiroidian.

Substanțele celulei sunt împărțite în organice(proteine, acizi nucleici, lipide, carbohidrați, ATP) și anorganice(apa si saruri minerale).

Apă reprezintă până la 80% din masa celulei, joacă rol important:

apa din celulă este un solvent

transferuri nutrienți;

apa este eliminată din corp Substanțe dăunătoare;

capacitate mare de căldură a apei;

Evaporarea apei ajută la răcirea animalelor și plantelor.

Oferă elasticitate celulei.

Minerale:

participa la menținerea homeostaziei prin reglarea fluxului de apă în celulă;

Potasiul și sodiul asigură transportul substanțelor prin membrană și sunt implicate în apariția și conducerea unui impuls nervos.

Sărurile minerale, în primul rând fosfații și carbonații de calciu, conferă duritate țesutului osos.

Rezolvați o problemă legată de genetica sângelui uman

Proteinele, rolul lor în organism

Proteină- substante organice gasite in toate celulele, care constau din monomeri.

Proteină- polimer neperiodic cu greutate moleculară mare.

Monomer este o aminoacid (20).

Aminoacizii conțin o grupare amino, o grupare carboxil și un radical. Aminoacizii sunt legați împreună pentru a forma o legătură peptidică. Proteinele sunt extrem de diverse, de exemplu, există peste 10 milioane dintre ele în corpul uman.

Diversitatea proteinelor depinde de:

1. succesiune AK diferită

2. după mărime

3. din compunere

Structuri proteice

Structura primară a unei proteine ​​- o secvență de aminoacizi conectați printr-o legătură peptidică (structură liniară).

Structura secundară a unei proteine ​​- structură în spirală.

Structura terțiară a unei proteine- globul (structura glomerulară).

Structura proteinelor cuaternare- este format din mai multe globule. Caracteristic hemoglobinei și clorofilei.

Proprietățile proteinelor

1. Complementaritate: capacitatea unei proteine ​​de a se potrivi în formă cu o altă substanță, cum ar fi cheia unei încuietori.

2. Denaturarea: încălcarea structurii naturale a proteinei (temperatură, aciditate, salinitate, adaos de alte substanțe etc.). Exemple de denaturare: modificări ale proprietăților proteinelor atunci când ouăle sunt fierte, transfer de proteine ​​din stare lichidaîn solid.

3. Renaturare - refacerea structurii proteice, dacă structura primară nu a fost perturbată.

Funcții proteice

1. Construire: formarea tuturor membranelor celulare

2. Catalitic: proteinele sunt catalizatori; accelera reacții chimice

3. Motorii: actina și miozina fac parte din fibrele musculare.

4. Transport: transfer de substanțe în diferite țesuturi și organe ale corpului (hemoglobina este o proteină care face parte din globulele roșii)

5. Protectoare: anticorpi, fibrinogen, trombina - proteine ​​implicate in dezvoltarea imunitatii si coagularea sangelui;

6. Energie: participați la reacțiile de schimb plastic pentru a construi noi proteine.

7. Regulator: rolul hormonului insulină în reglarea glicemiei.

8. Depozitare: acumularea de proteine ​​în organism ca nutrienți de rezervă, de exemplu, în ouă, lapte, semințe de plante.

Celula este unitatea elementară a structurii organismelor vii. Toate ființele vii - fie că este vorba despre oameni, animale, plante, ciuperci sau bacterii - sunt practic celule. În corpul cuiva există o mulțime de aceste celule - sute de mii de celule alcătuiesc corpul mamiferelor și reptilelor, iar în cineva sunt puține - multe bacterii constau dintr-o singură celulă. Dar numărul de celule nu este la fel de important ca prezența lor.

Se știe de mult timp că celulele au toate proprietățile unui lucru viu: ele respiră, se hrănesc, se înmulțesc, se adaptează la noile condiții și chiar mor. Și, ca toate viețuitoarele, celulele conțin substanțe organice și anorganice.

Mult mai mult, pentru că este și apă și, desigur, cea mai mare parte a departamentului numit „substanțe anorganice ale celulei” este dată apei - reprezintă 40-98% din volumul total al celulei.

Apa din celulă îndeplinește multe funcții importante: asigură elasticitatea celulei, viteza reacțiilor chimice care au loc în ea, mișcarea substanțelor care intră prin celulă și îndepărtarea lor. În plus, multe substanțe se dizolvă în apă, poate participa la reacții chimice și apa este responsabilă pentru termoreglarea întregului organism, deoarece apa are o conductivitate termică bună.

Pe lângă apă, substanțele anorganice ale celulei includ și multe mineraleîmpărțite în macronutrienți și micronutrienți.

Macronutrienții includ substanțe precum fier, azot, potasiu, magneziu, sodiu, sulf, carbon, fosfor, calciu și multe altele.

Oligoelementele sunt, în cea mai mare parte, metale grele precum bor, mangan, brom, cupru, molibden, iod și zinc.

De asemenea, în organism există ultramicroelemente, inclusiv aur, uraniu, mercur, radiu, seleniu și altele.

Toate substanțele anorganice ale celulei joacă propriul lor rol important. Deci, azotul este implicat într-o mare varietate de compuși - atât proteici, cât și non-proteici, promovează formarea de vitamine, aminoacizi, pigmenți.

Calciul este un antagonist al potasiului și servește drept lipici pentru celulele vegetale.

Fierul este implicat în procesul de respirație, face parte din moleculele hemoglobinei.

Cuprul este responsabil pentru formarea celulelor sanguine, sănătatea inimii și pofta de mâncare bună.

Borul este responsabil pentru procesul de creștere, în special la plante.

Potasiul asigură proprietățile coloidale ale citoplasmei, formarea proteinelor și funcționarea normală a inimii.

De asemenea, sodiul asigură ritmul corect al activității cardiace.

Sulful este implicat în formarea unor aminoacizi.

Fosforul este implicat în formarea unui număr mare de compuși esențiali, cum ar fi nucleotidele, unele enzime, AMP, ATP, ADP.

Și doar rolul ultramicroelementelor este încă absolut necunoscut.

Dar substanțele anorganice ale celulei singure nu au putut să o facă completă și vie. Materia organică nu este mai puțin importantă decât ei.

Acestea includ carbohidrați, lipide, enzime, pigmenți, vitamine și hormoni.

Carbohidrații sunt împărțiți în monozaharide, dizaharide, polizaharide și oligozaharide. Mono-di- și polizaharidele sunt principala sursă de energie pentru celulă și corp, dar oligozaharidele insolubile în apă se lipesc împreună țesut conjunctivși protejează celulele de influențele externe negative.

Lipidele sunt împărțite în grăsimi adecvate și lipoide - substanțe asemănătoare grăsimilor care formează straturi moleculare orientate.

Enzimele sunt catalizatori care accelerează procesele biochimice din organism. În plus, enzimele reduc cantitatea de energie consumată pentru a conferi reactivitate moleculei.

Vitaminele sunt necesare pentru reglarea oxidabilității aminoacizilor și carbohidraților, precum și pentru creșterea și dezvoltarea completă.

Hormonii sunt necesari pentru reglarea vieții organismului.

După cum știm deja, celula este formată din substanțe chimice tipuri organice și anorganice. Principalele substanțe anorganice care alcătuiesc celula sunt sărurile și apa.

Apa ca componentă a vieții

Apa este componenta dominantă a tuturor organismelor. Funcții biologice importante ale apei sunt îndeplinite de proprietăți unice moleculele sale, în special prezența dipolilor care fac posibilă apariție legături de hidrogen între celule.

Datorită moleculelor de apă din corpul ființelor vii, au loc procesele de stabilizare termică și termoreglare. Procesul de termoreglare are loc datorită capacității mari de căldură a moleculelor de apă: schimbările de temperatură exterioară nu afectează schimbările de temperatură din interiorul corpului.

Datorită apei, organelor corpul umanîși păstrează elasticitatea. Apa este una dintre componentele principale ale fluidelor lubrifiante necesare articulațiilor vertebratelor sau sacului pericardic.

Este inclus în mucus, care facilitează mișcarea substanțelor prin intestine. Apa este o componentă a bilei, a lacrimilor și a salivei.

Săruri și alte substanțe anorganice

Celulele unui organism viu, pe lângă apă, conțin substanțe anorganice precum acizi, baze și săruri. Cel mai importanţăîn viața organismului au Mg2+, H2PO4, K, CA2, Na, C1-. Acizii slabi garantează un mediu celular intern stabil (uşor alcalin).

Concentrația ionilor în substanța intercelulară și în interiorul celulei poate fi diferită. Deci, de exemplu, ionii de Na + sunt concentrați numai în fluidul intercelular, în timp ce K + se găsește exclusiv în celulă.

O reducere sau o creștere bruscă a numărului anumitor ioni din compoziția celulei duce nu numai la disfuncția acesteia, ci și la moarte. De exemplu, o scădere a cantității de Ca + din celulă provoacă convulsii în interiorul celulei și moartea ulterioară a acesteia.

Unele substanțe anorganice interacționează adesea cu grăsimile, proteinele și carbohidrații. Deci un prim exemplu este compusi organici cu fosfor si sulf.

Sulful, care face parte din moleculele de proteine, este responsabil pentru formarea de legături moleculare în organism. Datorită sintezei fosforului și a substanțelor organice, energia este eliberată din moleculele de proteine.

Săruri de calciu

Sărurile de calciu contribuie la dezvoltarea normală a țesutului osos, precum și la funcționarea creierului și a măduvei spinării. Schimbul de calciu în organism se realizează datorită vitaminei D. Un exces sau lipsa de săruri de calciu duce la disfuncții ale organismului.

Toate organismele de pe planeta noastră sunt formate din celule care sunt similare ca compoziție chimică. În acest articol, vom vorbi pe scurt despre compoziția chimică a celulei, rolul acesteia în viața întregului organism și vom afla ce știință studiază această problemă.

Grupuri de elemente ale compoziției chimice a celulei

Știința care studiază părțile constitutive și structura unei celule vii se numește citologie.

Toate elementele incluse în structura chimică a corpului pot fi împărțite în trei grupe:

• macronutrienți;
• oligoelemente;
• ultramicroelemente.

Macronutrienții includ hidrogen, carbon, oxigen și azot. Aproape 98% din toate elementele constitutive le revin.

Oligoelementele sunt disponibile în zecimi și sutimi de procent. Și un conținut foarte mic de ultramicroelemente - sutimi și miimi de procent.

TOP 4 articolecare citesc împreună cu asta

Tradus din greacă, „macro” înseamnă mare, iar „micro” înseamnă mic.

Oamenii de știință au descoperit că nu există elemente speciale care sunt inerente doar organismelor vii. Prin urmare, acea natură vie, acea neînsuflețită constă din aceleași elemente. Asta dovedește relația lor.

În ciuda conținutului cantitativ al unui element chimic, absența sau reducerea a cel puțin unuia dintre ele duce la moartea întregului organism. La urma urmei, fiecare dintre ele are propriul său sens.

Rolul compoziției chimice a celulei

Macronutrientii stau la baza biopolimerilor, si anume proteine, carbohidrati, acizi nucleici si lipide.

Oligoelementele fac parte din substanțele organice vitale implicate în procesele metabolice. Sunt componente constitutive sărurile minerale, care sunt sub formă de cationi și anioni, raportul lor determină mediul alcalin. Cel mai adesea, este ușor alcalin, deoarece raportul sărurilor minerale nu se modifică.

Hemoglobina conține fier, clorofilă - magneziu, proteine ​​- sulf, acizi nucleici - fosfor, metabolismul are loc cu o cantitate suficientă de calciu.

Orez. 2. Compoziția celulei

Unele elemente chimice sunt componente substante anorganice, de exemplu, apa. Joacă un rol important în viața celulelor vegetale și animale. Apa este un solvent bun, din această cauză, toate substanțele din interiorul corpului sunt împărțite în:

• hidrofil - se dizolvă în apă;
• Hidrofob - nu se dizolva in apa.

Datorită prezenței apei, celula devine elastică, contribuind la mișcarea substanțelor organice în citoplasmă.

Orez. 3. Substante ale celulei.

Tabelul „Proprietăți ale compoziției chimice a celulei”

Pentru a înțelege clar ce elemente chimice fac parte din celulă, le-am inclus în următorul tabel:

Elemente		Sens
Macronutrienți
Oxigen, carbon, hidrogen, azot
		O componentă integrală a cochiliei la plante, în corpul animalului este în compoziția oaselor și a dinților, participă activ la coagularea sângelui.
		Conținut în acizi nucleici, enzime, țesut osos și smalț dentar.
oligoelemente
		Este baza proteinelor, enzimelor și vitaminelor.
		Asigură transmiterea impulsurilor nervoase, activează sinteza proteinelor, fotosinteza și procesele de creștere.
		Unul dintre componentele sucului gastric, un provocator de enzime.
		Participă activ la procesele metabolice, o componentă a hormonului tiroidian.
		Asigură transmiterea impulsurilor sistem nervos, menține presiunea constantă în interiorul celulei, provoacă sinteza hormonilor.
		O componentă a clorofilei, a țesutului osos și a dinților provoacă sinteza ADN-ului și procesele de transfer de căldură.
		O parte integrantă a hemoglobinei, cristalinului, corneei, sintetizează clorofila. Transportă oxigenul în tot organismul.
Ultramicroelemente
		O parte integrantă a proceselor de formare a sângelui, fotosinteza, accelerează procesele de oxidare intracelulară.
Mangan		Activează fotosinteza, participă la formarea sângelui, oferă un randament ridicat.
		Componentă a smalțului dentar.
		Reglează creșterea plantelor.

Ce am învățat?

Fiecare celulă a naturii vii are propriul său set de elemente chimice. După compoziția lor, obiectele de natură animată și neînsuflețită au asemănări, ceea ce demonstrează relația lor strânsă. Fiecare celulă este formată din macronutrienți, micronutrienți și ultramicronutrienți, fiecare având rolul său. Absența a cel puțin unuia dintre ele duce la îmbolnăvire și chiar la moartea întregului organism.

Test cu subiecte

Raport de evaluare

Rata medie: 4.5. Evaluări totale primite: 819.

Din substanțele anorganice ale celulei apă reprezintă aproximativ 65% din masa sa: în celulele tinere cu creștere rapidă până la 95%, în celulele vechi - aproximativ 60%. Rolul apei în celule este foarte mare, este un mediu și un solvent, participă la majoritatea reacțiilor chimice, mișcarea substanțelor, termoreglarea, formarea structurilor celulare, determină volumul și elasticitatea celulei. Majoritatea substanțelor intră în organism și sunt excretate din acesta într-o soluție apoasă.

materie organică- alcătuiesc 20-30% din compoziția celulară. Ei pot fi simplu(aminoacizi, glucoză, acid gras) Și complex(proteine, polizaharide, acizi nucleici, lipide). Cele mai importante sunt proteinele, grăsimile, carbohidrații, acizii nucleici.

Proteinele sunt principalele și cele mai multe substanțe complexe orice celulă. Dimensiunea unei molecule de proteine ​​este de sute și mii de ori mai mare decât moleculele compușilor anorganici. Moleculele de proteine ​​sunt formate din compuși simpli - aminoacizi (proteinele naturale conțin 20 de aminoacizi). Unirea în succesiune diferităși cantitate, se formează mare varietate(până la 1000) proteine. Rolul lor în viața celulei este enorm: material de construcții organism, catalizatori (proteinele enzimatice accelerează reacțiile chimice), transport (hemoglobina din sânge furnizează oxigen și substanțe nutritive celulelor și transportă dioxidul de carbon și produsele de degradare). Proteinele îndeplinesc o funcție de protecție, de energie. Carbohidrații sunt substanțe organice compuse din carbon, hidrogen și oxigen. Cele mai simple dintre ele sunt monozaharidele - hexoza, fructoza, glucoza (se gasesc in fructe, miere), galactoza (in lapte) si polizaharide - formate din mai multe carbohidrați simpli. Acestea includ amidonul și glicogenul. Carbohidrații sunt principala sursă de energie pentru toate formele de activitate celulară (mișcare, biosinteză, secreție etc.) și joacă rolul de substanțe de rezervă. Lipidele sunt grăsimi insolubile în apă și substanțe asemănătoare grăsimilor. Ele sunt principalele componentă structurală membrane biologice. Lipidele îndeplinesc o funcție energetică, conțin vitamine liposolubile. Acizi nucleici- (de la cuvânt latin„Nucleus” - nucleul) - se formează în nucleul celulei. Sunt de două tipuri: acizi dezoxiribonucleici (ADN) și acizi ribonucleici (ARN). Rolul biologic lor foarte mari. Ele determină sinteza proteinelor și transmiterea informațiilor ereditare.