Сьогодні виявлено та виділено у чистому вигляді багато хімічних елементівтаблиці Менделєєва, а п'ята частина зустрічається у кожному живому організмі. Вони, подібно до цеглинок, є головними складовими органічних і неорганічних речовин.

Які хімічні елементи входять до складу клітини, з біології яких речовин можна будувати висновки про їх наявності у організмі - усе це ми розглянемо далі у статті.

Що таке сталість хімічного складу

Для дотримання стабільності в організмі кожна клітина повинна підтримувати концентрацію кожної своєї складової постійному рівні. Цей рівень визначається видовою приналежністю, довкіллям, екологічними факторами.

Щоб відповісти на питання, які хімічні елементи входять до складу клітини, необхідно чітко розуміти, що у складі будь-якої речовини знаходяться якісь складові таблиці Менделєєва.

Часом йде мовапро сотих і тисячних частках відсотка вмісту певного елемента в клітині, але при цьому зміна названого числа хоча б на тисячну частину вже може нести серйозні наслідкидля організму.

Зі 118 хімічних елементів у клітині людини має бути як мінімум 24. Немає таких складових, які зустрічалися б у живому організмі, але не входили до складу неживих об'єктів природи. Цей факт підтверджує тісний зв'язок між живим та неживим в екосистемі.

Роль різних елементів, що входять до складу клітини

Тож які хімічні елементи входять до складу клітини? Їх роль у життєдіяльності організму, слід зазначити, безпосередньо залежить від частоти народження та концентрації їх у цитоплазмі. Однак, незважаючи на різний змістелементів у клітині, значимість кожного з них однаково висока. Дефіцит будь-якого з них може призвести до згубного впливу на організм, відключивши з метаболізму найважливіші біохімічні реакції.

Перераховуючи, які хімічні елементи входять до складу клітини людини, слід згадати три основні види, які ми розглянемо далі:

Основні біогенні елементи клітини

Не дивно, що елементи О, С, Н, N відносяться до біогенних, адже саме вони утворюють усі органічні та багато неорганічних речовин. Неможливо уявити білки, жири, вуглеводи або нукленова кислота без цих найважливіших для організму складових.

Функція цих елементів визначила їх високий вміст організмі. На частку в сукупності припадає 98% від усієї сухої маси тіла. У чому ще може бути активність цих ферментів?

1. Кисень. Його вміст у клітині близько 62% загальної сухої маси. Функції: побудова органічних та неорганічних речовин, участь у ланцюгу дихання;
2. Вуглець. Його зміст сягає 20%. Основна функція: входить до складу всіх;
3. Водень. Його концентрація набуває значення 10%. Крім того, що цей елемент є складовою органічних речовин та води, він також бере участь у перетвореннях енергії;
4. Азот. Кількість не перевищує 3-5%. Його основна роль – це утворення амінокислот, нуклеїнових кислот, АТФ, багатьох вітамінів, гемоглобіну, гемоціаніну, хлорофілу.

Ось які хімічні елементи входять до складу клітини та утворюють більшість необхідних для нормальної життєдіяльності речовин.

Значення макроелементів

Макроелементи допоможуть підказати, які хімічні елементи входять до складу клітини. З курсу біології стає зрозуміло, що крім основних, 2% сухої маси становлять інші складові періодичної таблиці. І до макроелементів відносяться ті з них, вміст яких не нижчий за 0,01%. Їхні основні функції представлені у вигляді таблиці.

Кальцій (Са)		Відповідає за скорочення м'язових волокон, входить до складу пектину, кісток та зубів. Підсилює згортання крові.
Фосфор (Р)		Входить до складу найважливішого джерела енергії – АТФ.
		Бере участь у освіті дисульфідних містків при згортанні білка в третинну структуру. Входить до складу цистеїну та метіоніну, деяких вітамінів.
		Іони калію беруть участь у клітини, і навіть впливають потенціал мембрани.
		Головний аніон організму
Натрій (Na)		Аналог калію, що у тих самих процесах.
Магній (Mg)		Іони магнію - це регулятори процесу У центрі молекули хлорофілу також розташований атом магнію.
		Бере участь у транспорті електронів по ЕТЦ дихання та фотосинтезу, є структурною ланкою міоглобіну, гемоглобіну та багатьох ферментів.

Сподіваємося, з перерахованого нескладно визначити, які хімічні елементи входять до складу клітини та належать до макроелементів.

Мікроелементи

Є й такі складові клітини, без яких організм не може нормально функціонувати, проте їх вміст завжди менший за 0,01%. Давайте визначимо, які хімічні елементи входять до складу клітини та належать до групи мікроелементів.

		Входить до складу ферментів ДНК-і РНК-полімераз, а також багатьох гормонів (наприклад, інсулін).
		Бере участь у процесах фотосинтезу, синтезу гемоціаніну та деяких ферментів.
		Є структурною складовою гормонів Т3 та Т4 щитовидної залози.
Марганець (Mn)	менше 0,001	Входить до складу ферментів, кісток. Бере участь у азотфіксації у бактерій
	менше 0,001	Впливає на зростання рослин.
		Входить до складу кісток та емалі зубів.

Органічні та неорганічні речовини

Крім перелічених, які ще хімічні елементи входять до складу клітини? Відповіді можна визначити, просто вивчивши будову більшості речовин організму. Серед них виділяють молекули органічного та неорганічного походження, і кожна з цих груп має у складі фіксований набір елементів.

Основні класи органічних речовин - це білки, нуклеїнові кислоти, жири та вуглеводи. Вони побудовані повністю з основних біогенних елементів: скелет молекули завжди утворений вуглецем, а водень, кисень та азот входять до складу радикалів. У тварин домінуючим класом є білки, а рослин - полісахариди.

Неорганічні речовини – це все мінеральні солі та, звичайно ж, вода. Серед усієї неорганіки у клітині найбільше Н 2 Про, у якій розчинені інші речовини.

Все сказане вище допоможе вам визначити, які хімічні елементи входять до складу клітини, і їх функції в організмі більше не будуть для вас загадкою.

До складу живої клітини входять ті ж хімічні елементи, що входять до складу неживої природи. Зі 104 елементів періодичної системиД. І. Менделєєва у клітинах виявлено 60.

Їх ділять на три групи:

1. основні елементи – кисень, вуглець, водень та азот (98% складу клітини);
2. елементи, що становлять десяті та соті частки відсотка - калій, фосфор, сірка, магній, залізо, хлор, кальцій, натрій (у сумі 1,9%);
3. решта елементів, присутні у ще менших кількостях,- мікроелементи.

Молекулярний склад клітини складний та різнорідний. Окремі з'єднання- вода та мінеральні солі - зустрічаються також у неживій природі; інші – органічні сполуки: вуглеводи, жири, білки, нуклеїнові кислоти та ін. – характерні тільки для живих організмів.

НЕОРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ

Вода становить близько 80% від маси клітини; у молодих швидкозростаючих клітинах – до 95%, у старих – 60%.

Роль води у клітці велика.

Вона є основним середовищем та розчинником, бере участь у більшості хімічних реакцій, переміщення речовин, терморегуляції, утворення клітинних структур, визначає обсяг та пружність клітини. Більшість речовин надходить в організм і виводиться із нього у водному розчині. Біологічна рольводи визначається специфічністю будови: полярністю її молекул та здатністю утворювати водневі зв'язки, за рахунок яких виникають комплекси з кількох молекул води. Якщо енергія тяжіння між молекулами води менша, ніж між молекулами води та речовини, воно розчиняється у воді. Такі речовини називають гідрофільними (від грец. «гідро» – вода, «філе» – люблю). Це багато мінеральних солей, білків, вуглеводів та ін. жири, ліпіди та ін.

Мінеральні солі у водних розчинах клітини дисоціюють на катіони та аніони, забезпечуючи стійку кількість необхідних хімічних елементів та осмотичний тиск. З катіонів найбільш важливі К+, Na+, Са 2+, Mg+. Концентрація окремих катіонів у клітині та у позаклітинному середовищі неоднакова. У живій клітині концентрація До висока, Na + - низька, а плазмі крові, навпаки, висока концентрація Na + і низька К + . Це зумовлено вибірковою проникністю мембран. Різниця в концентрації іонів у клітині та середовищі забезпечує надходження води з навколишнього середовища в клітину та всмоктування води корінням рослин. Нестача окремих елементів- Fe, Р, Mg, Со, Zn – блокує утворення нуклеїнових кислот, гемоглобіну, білків та інших життєво важливих речовин та веде до серйозних захворювань. Аніони визначають сталість рН-клітинного середовища (нейтрального та слаболужного). З аніонів найважливіші НРО 4 2- , Н 2 РO 4 - , Cl - , HCO 3 -

ОРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ

Органічні речовини у комплексі утворюють близько 20-30% складу клітини.

Вуглеводи- органічні сполуки, що складаються з вуглецю, водню та кисню. Їх ділять на прості – моносахариди (від грец. «монос» – один) та складні – полісахариди (від грецьк. «полі» – багато).

Моносахариди(їх загальна формулаЗ n Н 2n Про n) - безбарвні речовини з приємним солодким смаком, добре розчиняються у воді. Вони різняться за кількістю атомів вуглецю. З моносахаридів найбільш поширені гексози (з 6 атомами С): глюкоза, фруктоза (що містяться у фруктах, меді, крові) та галактоза (що міститься в молоці). З пентоз (з 5 атомами С) найбільш поширені рибоза та дезоксирибоза, що входять до складу нуклеїнових кислот та АТФ.

Полісахаридивідносяться до полімерів - сполук, у яких багаторазово повторюється той самий мономер. Мономерами полісахаридів є моносахариди. Полісахариди розчиняються у воді, багато хто має солодкий смак. З них найпростіші дисахариди, що складаються з двох моносахаридів. Наприклад, сахароза складається з глюкози та фруктози; молочний цукор - з глюкози та галактози. Зі збільшенням числа мономерів розчинність полісахаридів падає. З високомолекулярних полісахаридів найбільш поширені у тварин глікоген, у рослин – крохмаль та клітковина (целюлоза). Остання складається із 150-200 молекул глюкози.

Вуглеводи- основне джерело енергії для всіх форм клітинної активності (рух, біосинтез, секреція тощо). Розщеплюючись до найпростіших продуктів СО 2 та Н 2 O, 1 г вуглеводу звільняє 17,6 кДж енергії. Вуглеводи виконують будівельну функціюу рослин (їх оболонки складаються з целюлози) та роль запасних речовин (у рослин – крохмаль, у тварин – глікоген).

Ліпіди- це нерозчинні у воді жироподібні речовини та жири, що складаються з гліцерину та високомолекулярних речовин. жирних кислот. Тварини жири містяться у молоці, м'ясі, підшкірній клітковині. При кімнатній температуріце тверді речовини. У рослин жири перебувають у насінні, плодах та інших органах. За кімнатної температури це рідини. З жирами за хімічною структурою подібні до жироподібних речовин. Їх багато в жовтку яєць, клітинах мозку та інших тканинах.

Роль ліпідів визначається їхньою структурною функцією. З них складаються клітинні мембрани, які внаслідок своєї гідрофобності перешкоджають змішанню вмісту клітини з довкіллям. Ліпіди виконують енергетичну функцію. Розщеплюючись до СО 2 та Н 2 O, 1 г жиру виділяє 38,9 кДж енергії. Вони погано проводять тепло, накопичуючись у підшкірній клітковині (та інших органах та тканинах), виконують захисну функцію та роль запасних речовин.

Білки- найбільш специфічні та важливі для організму. Вони відносяться до неперіодичним полімерів. На відміну з інших полімерів їх молекули складаються з подібних, але нетотожних мономерів - 20 різних амінокислот.

Кожна амінокислота має свою назву, особливу будову та властивості. Їхню загальну формулу можна представити в наступному вигляді

Молекула амінокислоти складається з специфічної частини (радикалу R) і частини, однакової для всіх амінокислот, що включає аміногрупу (- NH 2) з основними властивостями, і карбоксильну групу (СООН) з кислотними властивостями. Наявність в одній молекулі кислотної та основної груп зумовлює їхню високу реактивність. Через ці групи відбувається поєднання амінокислот при утворенні полімеру - білка. При цьому з аміногрупи однієї амінокислоти і карбоксилу інший виділяється молекула води, а електрони, що звільнилися, з'єднуються, утворюючи пептидний зв'язок. Тому білки називають поліпептидами.

Молекула білка є ланцюгом з кількох десятків або сотень амінокислот.

Молекули білків мають величезні розміри, тому називають макромолекулами. Білки, як і амінокислоти, мають високу реактивність і здатні реагувати з кислотами і лугами. Вони різняться за складом, кількістю та послідовністю розташування амінокислот (число таких поєднань з 20 амінокислот практично нескінченне). Цим пояснюється різноманіття білків.

У будові молекул білків розрізняють чотири рівні організації (59)

• Первинна структура- поліпептидний ланцюг з амінокислот, пов'язаних у певній послідовності ковалентними (міцними) пептидними зв'язками.
• Вторинна структура- поліпептидний ланцюг, закручений у тугу спіраль. У ній між пептидними зв'язками сусідніх витків (та іншими атомами) виникають маломіцні водневі зв'язки. У комплексі вони забезпечують міцну структуру.
• Третинна структурає химерну, але для кожного білка специфічну конфігурацію - глобулу. Вона утримується маломіцними гідрофобними зв'язками чи силами зчеплення між неполярними радикалами, що зустрічаються у багатьох амінокислот. Завдяки їх численності вони забезпечують достатню стійкість білкової макромолекули та її рухливість. Третинна структура білків підтримується також за рахунок ковалентних S - S (ес - ес) зв'язків, що виникають між віддаленими один від одного радикалами сірковмісної амінокислоти - цистеїну.
• Четвертична структуратипова для всіх білків. Вона виникає при поєднанні кількох білкових макромолекул, що утворюють комплекси. Наприклад, гемоглобін крові людини є комплексом з чотирьох макромолекул цього білка.

Така складність структури білкових молекул пов'язана з різноманітністю функцій, властивих цим біополімер. Проте будова білкових молекул залежить від властивостей довкілля.

Порушення природної структури білка називають денатурацією. Вона може виникати під впливом високої температури, хімічних речовин, променистої енергії та інших факторів. При слабкому впливі розпадається лише четвертинна структура, при сильнішому - третинна, а потім - вторинна, і білок залишається у вигляді первинної структури - поліпептидного ланцюга. Цей процес частково оборотний, і денатурований білок здатний відновлювати свою структуру.

Роль білка у житті клітини величезна.

Білки- це будівельний матеріалорганізму. Вони беруть участь у побудові оболонки, органоїдів та мембран клітини та окремих тканин (волосся, судин та ін.). Багато білків виконують у клітині роль каталізаторів - ферментів, що прискорюють клітинні реакції в десятки, сотні мільйонів разів. Відомо близько тисячі ферментів. До їх складу, крім білка, входять метали Mg, Fe, Мn, вітаміни тощо.

Кожна реакція каталізується своїм спеціальним ферментом. При цьому діє не весь фермент, а певна ділянка – активний центр. Він підходить до субстрату як ключ до замку. Діють ферменти за певної температури і рН середовища. Особливі скорочувальні білки забезпечують рухові функції клітин (рух джгутикових, інфузорій, скорочення м'язів тощо). Окремі білки (гемоглобін крові) виконують транспортну функцію, доставляючи кисень до всіх органів та тканин тіла. Специфічні білки – антитіла – виконують захисну функцію, знешкоджуючи чужорідні речовини. Деякі білки виконують енергетичну функцію. Розпадаючись до амінокислот, а потім ще більше простих речовин 1 г білка звільняє 17,6 кДж енергії.

Нуклеїнові кислоти(від лат. "нуклеус" - ядро) вперше виявлено в ядрі. Вони бувають двох типів. дезоксирибонуклеїнові кислоти(ДНК) та рибонуклеїнові кислоти(РНК). Біологічна роль їх велика, вони визначають синтез білків та передачу спадкової інформації від одного покоління до іншого.

Молекула ДНК має складна будова. Вона складається із двох спірально закручених ланцюгів. Ширина подвійної спіралі 2 нм 1 , довжина кілька десятків і навіть сотень мікромікрон (у сотні або тисячі разів більша за найбільшу білкову молекулу). ДНК - полімер, мономерами якої є нуклеотиди - сполуки, що складаються з молекули фосфорної кислоти, вуглеводу - дезоксирибози та азотистої основи. Їхня загальна формула має такий вигляд:

Фосфорна кислота та вуглевод однакові у всіх нуклеотидів, а азотисті основи бувають чотирьох типів: аденін, гуанін, цитозин та тимін. Вони і визначають назву відповідних нуклеотидів:

• аденіловий (А),
• гуаніловий (Г),
• цитозиловий (Ц),
• тимідиловий (Т).

Кожен ланцюг ДНК є полінуклеотидом, що складається з декількох десятків тисяч нуклеотидів. У ній сусідні нуклеотиди з'єднані міцним ковалентним зв'язком між фосфорною кислотою та дезоксирибозою.

При величезних розмірахмолекул ДНК поєднання в них із чотирьох нуклеотидів може бути нескінченно великим.

При утворенні подвійної спіралі ДНК азотисті основи одного ланцюга розташовуються в певному порядку проти азотистих основ інший. При цьому проти А завжди виявляється Т, а проти Г - лише Ц. Це пояснюється тим, що А і Т, а також Г і Ц суворо відповідають один одному як дві половинки розбитого скла, і є додатковими або комплементарними(від грецьк. «комплемент» – доповнення) один одному. Якщо відома послідовність розташування нуклеотидів в одному ланцюгу ДНК, то за принципом комплементарності можна встановити нуклеотиди іншого ланцюга (див. Додаток, задача 1). Поєднуються комплементарні нуклеотиди за допомогою водневих зв'язків.

Між А і Т виникають два зв'язки, між Г і Ц – три.

Подвоєння молекули ДНК – її унікальна особливість, що забезпечує передачу спадкової інформації від материнської клітини дочірнім. Процес подвоєння ДНК називається редуплікацією ДНК.Він здійснюється в такий спосіб. Незадовго перед розподілом клітини молекула ДНК розкручується та її подвійний ланцюжок під дією ферменту з одного кінця розщеплюється на два самостійні ланцюги. На кожній половині з вільних нуклеотидів клітини, за принципом комплементарності, вишиковується другий ланцюг. В результаті замість однієї молекули ДНК виникають дві абсолютно однакові молекули.

РНК- полімер, за структурою подібний до одного ланцюжка ДНК, але значно менших розмірів. Мономерами РНК є нуклеотиди, що складаються з фосфорної кислоти, вуглеводу (рибози) та азотистої основи. Три азотистих підстави РНК - аденін, гуанін і цитозин - відповідають таким ДНК, а четверте - інше. Замість тиміну в РНК присутній урацил. Утворення полімеру РНК відбувається через ковалентні зв'язкиміж рибозою та фосфорною кислотою сусідніх нуклеотидів. Відомі три види РНК: інформаційна РНК(РНК) передає інформацію про структуру білка з молекули ДНК; транспортна РНК(Т-РНК) транспортує амінокислоти до місця синтезу білка; Рибосомна РНК (р-РНК) міститься в рибосомах, бере участь у синтезі білка.

АТФ- аденозинтрифосфорна кислота – важлива органічна сполука. За структурою це нуклеотид. До його складу входить азотна підстава аденін, вуглевод - рибоза і три молекули фосфорної кислоти. АТФ - нестійка структура, під впливом ферменту розривається зв'язок між «Р» та «О», відщеплюється молекула фосфорної кислоти та АТФ переходить у

Хімічний склад клітин рослин та тварин дуже подібний, що говорить про єдність їхнього походження. У клітинах виявлено понад 80 хімічних елементів.

Хімічні елементи, наявні у клітині, поділяють на 3 великі групи: макроелементи, мезоелементи, мікроелементи.

До макроелементів відносяться вуглець, кисень, водень та азот. Мезоелементи– це сірка, фосфор, калій, кальцій, залізо. Мікроелементи – цинк, йод, мідь, марганець та інші.

Біологічно важливі хімічні елементи клітини:

Азот -структурний компонент білків та ПК.

Водень- входить до складу води та всіх біологічних сполук.

Магній- активує роботу багатьох ферментів; структурний компонент хлорофілу

Кальцій- основний компонент кісток та зубів.

Залізо- входить у гемоглобін.

Йод- Входить до складу гормону щитовидної залози.

Речовини клітини поділяють на органічні(білки, нуклеїнові кислоти, ліпіди, вуглеводи, АТФ) та неорганічні(вода та мінеральні солі).

Водастановить до 80% маси клітини, грає важливу роль:

· вода в клітині є розчинником

· Переносить поживні речовини;

· З водою відбувається видалення з організму шкідливих речовин;

· Велика теплоємність води;

· Випаровування води сприяє охолодженню тварин і рослин.

· Надає клітині пружність.

Мінеральні речовини:

· беруть участь у підтримці гомеостазу, регулюючи надходження води у клітину;

· калій та натрій забезпечують перенесення речовин через мембрану та беруть участь у виникненні та проведенні нервового імпульсу.

· мінеральні солі, в першу чергу, фосфати та карбонати кальцію, надають твердості кісткової тканини.

Розв'язати задачу на генетику крові людини

Білки, їх роль організмі

Білок- Органічні речовини, що зустрічають у всіх клітинах, які складаються з мономерів.

Білок- Високомолекулярний неперіодичний полімер.

Мономеромє амінокислота (20).

Амінокислоти містять аміногрупу, карбоксільну групу та радикал. Поєднуються амінокислоти між собою з утворенням пептидного зв'язку. Білки надзвичайно різноманітні, наприклад, в організмі людини їх понад 10 млн.

Різноманітність білків залежить від:

1. різної послідовності АК

2. від розміру

3. від складу

Структури білка

Первинна структура білка -послідовність амінокислот, з'єднаних пептидним зв'язком (лінійна структура).

Вторинна структура білка -спіралеподібна структура.

Третинна структура білка- глобула (клубочкоподібна структура).

Четвертична структура білка- складається з кількох глобул. Характерна для гемоглобіну та хлорофілу.

Властивості білків

1. Комплементарність: здатність білка формою підходити до якогось іншого речовини як ключ до замку.

2. Денатурація: порушення природної структури білка (температура, кислотність, солоність, приєднання інших речовин тощо). Приклади денатурації: зміна властивостей білка при варінні яєць, перехід білка з рідкого стануу тверде.

3. Ренатурація - відновлення структури білка, якщо була порушена первинна структура.

Функції білка

1. Будівельна: освіта всіх клітинних мембран

2. Каталітична: білки – каталізатори; прискорюють хімічні реакції

3. Двигун: актин та міозин входять до складу м'язових волокон.

4. Транспортна: перенесення речовин до різних тканин та органів тіла (гемоглобін – білок, входить до складу еритроцитів)

5. Захисна: антитіла, фібриноген, тромбін - білки, що беруть участь у виробленні імунітету та зсіданні крові;

6. Енергетична: беруть участь у реакціях пластичного обміну для побудови нових білків.

7. Регуляторна: роль гормону інсуліну у регуляції вмісту цукру в крові.

8. Запасна: накопичення білків в організмі як запасні поживних речовин, Наприклад в яйці, молоці, насінні рослин.

Клітина - це не тільки структурна одиниця всього живого, своєрідна цегла життя, а й маленька біохімічна фабрика, на якій кожну частку секунди відбуваються різні перетворення та реакції. Так формуються необхідні для життя та зростання організму структурні компоненти: мінеральні речовини клітини, вода та органічні сполуки. Тому дуже важливо знати, що буде, якщо якогось із них не вистачить. Яку роль грають різні сполуки у житті цих крихітних, не видимих ​​неозброєним оком, структурних частинок живих систем? Намагаємося розібратися в цьому питанні.

Класифікація речовин клітини

Всі сполуки, що становлять масу клітини, що формують її структурні частини та відповідають за її розвиток, харчування, дихання, пластичний та нормальний розвиток, можна розділити на три великі групи. Це такі категорії, як:

• органічні;
• клітини (мінеральні солі);
• вода.

Часто останню відносять до другої групи неорганічних компонентів. Крім цих категорій, можна позначити ті, що складаються з їхнього поєднання. Це метали, що входять до складу молекули органічних сполук(наприклад, молекула гемоглобіну, що містить іон заліза, є білковою за своєю природою).

Мінеральні речовини клітини

Якщо говорити конкретно про мінеральні або неорганічні сполуки, що входять до складу кожного живого організму, то вони також неоднакові і за природою, і за кількісним змістом. Тож мають свою класифікацію.

Усі неорганічні сполуки можна поділити на три групи.

1. Макроелементи. Ті, вміст яких усередині клітини більший за 0,02% від загальної маси неорганічних речовин. Приклад: вуглець, кисень, водень, азот, магній, кальцій, калій, хлор, сірка, фосфор, натрій.
2. Мікроелементи – менше 0,02%. До них відносяться: цинк, мідь, хром, селен, кобальт, марганець, фтор, нікель, ванадій, йод, германій.
3. Ультрамікроелементи – вміст менше 0,0000001%. Приклади: золото, цезій, платина, срібло, ртуть та деякі інші.

Також можна виділити кілька елементів, які є органогенними, тобто становлять основу органічних сполук, з яких побудовано тіло живого організму. Це такі елементи, як:

• водень;
• азот;
• вуглець;
• кисень.

Вони будують молекули білків (основи життя), вуглеводів, ліпідів та інших речовин. Однак за нормальне функціонування організму відповідають також і мінеральні речовини. Хімічний склад клітини обчислюється десятками елементів таблиці Менделєєва, які є запорукою успішної життєдіяльності. Тільки близько 12 з усіх атомів не грають ролі зовсім або вона дуже мала і не вивчена.

Особливо важливими є деякі солі, які повинні надходити в організм з їжею щодня в достатній кількості, щоб не розвивалися різні хвороби. Для рослин це, наприклад, натрієва Для людини та тварин це солі кальцію, кухонна сільяк джерело натрію та хлору та ін.

Вода

Мінеральні речовини клітини поєднуються з водою в загальну групутому не сказати про її значення не можна. Яку роль грає в організмі живих істот? Величезну. На початку статті ми порівнювали клітину із біохімічною фабрикою. Так ось, щомиті що відбуваються перетворення речовин здійснюються саме у водному середовищі. Вона - універсальний розчинник та середовище для хімічних взаємодій, процесів синтезу та розпаду.

Крім того, вода входить до складу внутрішнього середовища:

• цитоплазми;
• клітинного соку у рослин;
• крові у тварин та людини;
• сечі;
• слини інших біологічних рідин.

Зневоднення означає смерть всім організмів без винятку. Вода – це середовище життя для величезної кількості різноманітних представників флори та фауни. Тому переоцінити значення цієї неорганічної речовини складно, вона воістину безмежно велика.

Макроелементи та їх значення

Мінеральні речовини клітини для нормальної роботи мають велике значення. Насамперед це стосується якраз макроелементів. Роль кожного їх докладно вивчена і давно встановлена. Які атоми становлять групу макроелементів, ми вже вище перераховували, тому не будемо повторюватися. Коротко позначимо роль основних із них.

1. Кальцій. Солі його необхідні для постачання в організм іонів Са2+. Самі іони беруть участь у процесах зупинки та зсідання крові, забезпечують екзоцитоз клітини, а також м'язові скорочення, у тому числі серцеві. Нерозчинні солі - основа міцних кісток та зубів тварин та людини.
2. Калій та натрій. Підтримують стан клітини, формують натрієво-калієвий насос серця.
3. Хлор – бере участь у забезпеченні електронейтральності клітини.
4. Фосфор, сірка, азот - є складовими частинамибагатьох органічних сполук, а також беруть участь у роботі м'язів, складі кісток.

Звичайно, якщо розглядати кожен елемент більш докладно, то можна багато сказати і про його надлишок в організмі, і про нестачу. Адже те й інше шкідливо і призводить до захворювань різноманітних.

Мікроелементи

Роль мінеральних речовину клітині, що відносяться до групи мікроелементів, також велика. Незважаючи на те, що їх вміст дуже мало в клітині, без них вона не зможе довго нормально функціонувати. Найголовнішими з усіх зазначених вище атомів у цій категорії є такі як:

• цинк;
• мідь;
• селен;
• фтор;
• кобальт.

Нормальний рівень йоду необхідний підтримки роботи щитовидної залози і вироблення гормонів. Фтор потрібен організму для зміцнення емалі зубів, а рослинам - для збереження еластичності та насиченого фарбування листя.

Цинк та мідь – це елементи, що входять до складу багатьох ферментів та вітамінів. Вони виступають важливими учасниками процесів синтезу та пластичного обміну.

Селен - активний учасник процесів регулювання, є необхідним для роботи ендокринної системиелементом. Кобальт має іншу назву - вітамін В 12 , а всі сполуки даної групи вкрай важливі для імунної системи.

Тому функції мінеральних речовин у клітині, які утворені мікроелементами, анітрохи не менше, ніж ті, що виконують макроструктури. Тому важливо споживати й ті та інші в достатній кількості.

Ультрамікроелементи

Мінеральні речовини клітини, які утворені ультрамікроелементами, відіграють не таку значну роль, як вищезгадані. Проте їх тривалий недолік може призводити до розвитку дуже неприємних, а іноді й дуже небезпечних для здоров'я наслідків.

Наприклад, селен відносять і до цієї групи. Його тривала нестача провокує розвиток ракових пухлин. Тому він вважається незамінним. А ось золото і срібло - це метали, які негативно впливають на бактерії, знищуючи їх. Тому усередині клітини грають бактерицидну роль.

Проте в цілому слід сказати, що функції ультрамікроелементів ще не до кінця розкриті вченими, і їхнє значення залишається поки неясним.

Метали та органічні речовини

Багато металів входять до складу органічних молекул. Наприклад, магній – кофермент хлорофілу, необхідного для фотосинтезу рослин. Залізо – частина молекули гемоглобіну, без якого неможливо здійснювати дихання. Мідь, цинк, марганець та інші – частини молекул ферментів, вітамінів та гормонів.

Вочевидь, всі ці сполуки важливі для організму. Віднести їх повністю до мінеральних не можна, проте частково все ж таки слід.

Мінеральні речовини клітини та їх значення: 5 клас, таблиця

Щоб узагальнити те, що було нами сказано протягом статті, складемо загальну таблицю, в якій відобразимо, які бувають мінеральні сполуки і навіщо вони потрібні. Використовувати її можна при поясненні цієї теми школярам, ​​наприклад у п'ятому класі навчання.

Таким чином, мінеральні речовини клітини та їх значення будуть засвоєні школярами в курсі основного ступеня навчання.

Наслідки нестачі мінеральних сполук

Коли ми говоримо про те, що роль мінеральних речовин у клітині важлива, то маємо навести приклади, що доводять цей факт.

Перерахуємо деякі захворювання, які розвиваються при нестачі або надлишку будь-яких із зазначених у ході статті сполук.

1. Гіпертонія.
2. Ішемія, серцева недостатність.
3. Зоб та інші захворювання щитовидної залози (Базедова хвороба та інші).
4. Анемія.
5. Неправильне зростання та розвиток.
6. Ракові пухлини.
7. Флюороз та карієс.
8. Захворювання крові.
9. Розлад м'язової та нервової системи.
10. Порушення травлення.

Звичайно, це далеко не повний список. Тому необхідно ретельно стежити за тим, щоб щоденний раціон харчування був правильним та збалансованим.

Неорганічні речовини, що входять до складу клітини

Мета уроку: вивчити хімічний складклітини, виявити роль неорганічних речовин.

Завдання уроку:

освітня: показати різноманіття хімічних елементів та сполук, що входять до складу живих організмів, значення їх у процесі життєдіяльності;

розвиваюча: продовжити формування умінь та навичок самостійної роботиіз підручником, уміння виділяти головне, формулювати висновки;

виховна: виховувати відповідальне ставлення до виконання отриманих завдань.

Обладнання: мультимедійний проектор, презентація, матеріал.

План уроку

I. Організаційний момент.

Вітання; - Підготовка аудиторії до роботи; - Наявність учнів.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності.

– Перед вами набір слів: мідь, білки, залізо, вуглеводи, жири, вітаміни, магній, золото, сірка, кальцій, фосфор.

– На які дві групи можна поділити ці слова за своїм значенням? Відповідь поясніть. (Органічні та неорганічні; хімічні речовинита хімічні елементи).

- Хто з вас може назвати роль тих чи інших речовин, елементів у життєдіяльності живих організмів?

– Поставте собі за мету та завдання нашого уроку, виходячи з назви теми.

ІІІ. Викладення нового матеріалу.

презентація. Презентація включає відразу 3 уроки на цю тему. Починаємо роботу з ключового другого слайду: за посиланням переходимо на потрібний урок.

3-й слайд:бесіда за схемою "Зміст хімічних елементів у тілі людини".:

– До складу клітини входить близько 80 різних хімічних елементів, що зустрічаються у об'єктах неживої природи. Що це може говорити? (Про спільність живої та неживої природи). 27 елементів виконують певні функції, решта потрапляють до організму з їжею, водою повітрям.

– Назвіть, які хімічні елементи та в якій кількості містяться у тілі людини?

– Усі хімічні сполуки, що містяться у живих організмах, поділяються на групи.

– Користуючись таблицею, складіть схему “Основні групи хімічних елементів у природі” (див. таблицю “Елементи, що входять до складу клітин живих організмів”, див. Таблиця 1 ). Кисень, водень, вуглець, азот, сірка та фосфор є необхідними компонентамимолекул біологічних полімерів (білки, нуклеїнові кислоти), їх часто називають біоелементами.

Схема

Слайд 5:Почни заповнювати таблицю – опорний конспект у зошиті (дана таблиця доповнюватиметься на наступних уроках, див таблицю 2 ).

- З усіх хімічних сполук, що у живих організмах, вода становить 75 – 85 % від маси тіла.

– У зв'язку з чим потрібна така кількість води? Які функції виконує вода у живому організмі?

– Ви вже знаєте, що будова та функції взаємопов'язані. Розглянемо докладніше будову молекули води, щоб з'ясувати, чому вода має такі властивості. Під час пояснення ви заповнюєте опорний конспект у зошиті (див. слайд 5).

Слайди 6 – 7демонструють особливості будови молекули води, її властивості.

- Серед неорганічних сполук, що входять до складу організмів, найбільше значеннямають солі мінеральних кислот та відповідні катіони та аніони. Хоча потреба людини і тварин у мінеральних речовинах виражається десятками і навіть тисячними частками грама, проте відсутність у їжі якогось – або з біологічно важливих елементівведе до важким захворюванням.

– Заповніть таблицю, графу “Мінеральні солі”, використовуючи матеріал підручника с.104 – 107. ( Слайд 8,за гіперпосиланням перейдемо на перевірку виконаної роботи).

– Наведіть приклади, що доводять роль мінеральних солей у життєдіяльності живих організмів.

IV. Закріплення нового матеріалу:

кілька учнів (скільки комп'ютерів у класі) виконують інтерактивний тест 1 "Неорганічні речовини клітини";

решта виконують завдання на тренування мислення та вміння робити висновки(роздатковий матеріал) :

Між першими двома термінами існує певний зв'язок. Між четвертим і одним із наведених нижче понять існує такий самий зв'язок. Знайдіть його:

1. Йод: щитовидна залоза = фтор: ___________________

а) Підшлункова залоза б) емаль зубівв) нуклеїнова кислотаг) надниркові залози

2. Залізо: гемоглобін = __________: хлорофіл:

а) кобальт б) мідь в) йод г) магній

3. Виконують цифровий диктант "Молекули". 1. Водневі зв'язки – найслабші в молекулі (1). 2. Структура і склад – це те саме (0). 3. Склад завжди визначає структуру (0). 4. Склад та структура молекули визначають її властивості (1). 5. Полярністю молекул води пояснюється її властивість повільно нагріватися та остигати (0). 6. Атом кисню у молекулі води несе позитивний заряд. (0)

V. Підсумок уроку.

- Чи виконали ви поставлені перед собою ціль та завдання уроку? Що нового ви відкрили на цьому уроці?

Література:

Біологія 9 клас: поурочні планиза підручником С.Г.Мамонтова, В.Б.Захарова, Н.І.Соніна / авт. - Упоряд. М.М.Гуменюк. Волгоград: Вчитель, 2006.

Лернер Г.І. Загальна біологія. Поурочні тести та завдання. 10 - 11 клас. / - М.: Акваріум, 1998.

Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Сонін Н.І. Біологія Загальні закономірності. 9 кл.: Навч. для загальноосвіт. навч. закладів. - М.: Дрофа, 2000.

CD Комплект цифрових освітніх ресурсів до підручника Теремов А.В., Петросова Р.А., Нікішов А.І. Біологія Загальні закономірності життя: 9 кл. гуманіт вид. центр ВЛАДОС, 2003. ТОВ "Фізікон", 2007.