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 поживні речовини, наприклад в яйці, молоці, насінні рослин.

Клітиною називають елементарну одиницю будови живих організмів. Усі живі істоти – чи то люди, тварини, рослини, гриби чи бактерії – у своїй основі мають клітину. У чиємусь організмі цих клітин багато – сотні тисяч клітин складають тіло ссавців та рептилій, а в чиємусь мало – багато бактерій складаються з усього однієї клітини. Але не так важлива кількість клітин, як їх наявність.

Давно відомо, що клітини мають всі властивості живого: вони дихають, харчуються, розмножуються, пристосовуються до нових умов, навіть помирають. І, як і у всього живого, у складі клітин є органічні та неорганічні речовини.

Набагато більше, адже - це і вода, і зрозуміло, що найбільша частина відділу під назвою "неорганічні речовини клітини" відводиться воді - вона становить 40-98% від усього обсягу клітини.

Вода в клітині виконує безліч найважливіших функцій: вона забезпечує пружність клітини, швидкість хімічних реакцій, що проходять в ній, переміщення речовин, що надійшли по клітині і їх виведення. Крім того, у воді розчиняються багато речовин, вона може брати участь у хімічних реакціях і саме на воді лежить відповідальність за терморегуляцію всього організму, так як вода має непогану теплопровідність.

Крім води, в неорганічні речовини клітини входять і багато мінеральні речовини, що діляться на макроелементи та мікроелементи.

До макроелементів відносяться такі речовини, як залізо, азот, калій, магній, натрій, сірка, вуглець, фосфор, кальцій та багато інших.

Мікроелементи - це, здебільшого, важкі метали, такі як бор, марганець, бром, мідь, молібден, йод та цинк.

Також в організмі є ультрамікроелементи, серед яких золото, уран, ртуть, радій, селен та інші.

Усі неорганічні речовини клітини відіграють власну, важливу роль. Так, азот бере участь у великій кількості сполук - як білкових, так і небілкових, сприяє утворенню вітамінів, амінокислот, пігментів.

Кальцій є антагоністом калію, служить клеєм для рослинних клітин.

Залізо бере участь у процесі дихання, входить до складу молекул гемоглобіну.

Мідь відповідає за утворення клітин крові, здоров'я серця та гарний апетит.

Бор відповідає за процес зростання, особливо у рослин.

Калій забезпечує колоїдні властивості цитоплазми, утворення білків та нормальну роботу серця.

Натрій забезпечує правильний ритм серцевої діяльності.

Сірка бере участь у освіті деяких амінокислот.

Фосфор бере участь у освіті величезної кількості незамінних сполук, таких як нуклеотиди, деякі ферменти, АМФ, АТФ, АДФ.

І лише роль ультрамікроелементів поки що абсолютно невідома.

Але тільки неорганічні речовини клітини не змогли б зробити її повноцінною і живою. Органічні речовини важливі щонайменше, ніж вони.

До відносяться вуглеводи, ліпіди, ферменти, пігменти, вітаміни та гормони.

Вуглеводи поділяються на моносахариди, дисахариди, полісахариди та олігосахариди. Моно- і полісахариди є основним джерелом енергії для клітини і організму, а ось олігосахариди, що не розчиняються у воді, склеюють сполучну тканинута захищають клітини від несприятливого зовнішнього впливу.

Ліпіди поділяються на власне жири та ліпоїди - жироподібні речовини, що утворюють орієнтовані молекулярні шари.

Ферменти є каталізаторами, що прискорюють біохімічні в організмі. Крім того, ферменти зменшують кількість споживаної на надання реакційної здатності молекули енергії.

Вітаміни необхідні для регуляції окислюваності амінокислот та вуглеводів, а також для повноцінного зростання та розвитку.

Гормони необхідні регулювання життєдіяльності організму.

Як ми вже знаємо, клітина складається з хімічних речовинорганічного та неорганічного типу. Основними неорганічними речовинами, що входять до складу клітини, є солі та вода.

Вода як компонент живого

Вода – це домінуючий компонент усіх організмів. Важливі біологічні функції води здійснюються за рахунок унікальних властивостейїї молекул, зокрема наявності диполів, які роблять можливим виникненняводневих зв'язків між клітинами.

Завдяки молекулам води в організмі живих істот відбуваються процеси термостабілізації та терморегуляції. Процес терморегуляції відбувається з допомогою високої теплоємності молекул води: зовнішні перепади температури впливають температурні зміни всередині організму.

Завдяки воді органи людського організмузберігають свою еластичність. Вода є однією з основних складових змащувальних рідин, необхідних для суглобів хребетних або навколосерцевих сумок.

Вона входить у слиз, що полегшує пересування речовин кишечником. Вода – складова жовчі, сліз та слини.

Солі та інші неорганічні речовини

Клітини живого організму крім води містять такі неорганічні речовини як кислоти, основи та солі. Найбільш важливе значенняу життєдіяльності організму мають Mg2+, H2PO4, K, CA2, Na, C1-. Слабкі кислоти гарантують стабільне внутрішнє середовище клітини (слаболужне).

Концентрація іонів у міжклітинній речовині та всередині клітини може бути різною. Приміром іони Na+ сконцентровані лише міжклітинної рідини, тоді як К+ міститься лише у клітині.

Різке скорочення чи підвищення кількості певних іонів у складі клітині як до її дисфункції, а й загибелі. Наприклад, зниження кількості Са+ у клітині викликає судоми всередині клітини та її подальше відмирання.

Деякі неорганічні речовини часто вступають у взаємодію Космосу з жирами, білками і вуглеводами. Так яскравим прикладом є органічні сполукиз фосфором та сіркою.

Сірка, що входить до складу молекул білка, відповідає за утворення молекулярних зв'язків організму. Завдяки синтезу фосфору та органічних речовин відбувається звільнення енергії з білкових молекул.

Солі кальцію

Нормальному розвитку кісткової тканини, а також функціонуванню головного та спинного мозку сприяють солі кальцію. Обмін кальцію в організмі здійснюється за рахунок вітаміну D. Надлишок або нестача солей кальцію спричиняє дисфункцію організму.

Всі організми на планеті складаються з клітин, які схожі між собою хімічним складом. У цій статті ми коротко розповімо про хімічний склад клітини, його роль у життєдіяльності всього організму, дізнаємося, яка наука вивчає це питання.

Групи елементів хімічного складу клітини

Наука, яка вивчає складові та будову живої клітини, називається цитологією.

Всі елементи, що входять до хімічної структури організму, можна умовно поділити на три групи:

• макроелементи;
• мікроелементи;
• ультрамікроелементи.

До макроелементів відносяться водень, вуглець, кисень та азот. На їхню частку припадає майже 98% всіх складових елементів.

Мікроелементи є в кількості десятих і сотих часток відсотка. І зовсім малий вміст ультрамікроелементів – соті та тисячні частки відсотка.

ТОП-4 статтіякі читають разом з цією

У перекладі з грецької "макрос" - великий, а "мікро" - маленький.

Вчені встановили, що будь-яких особливих елементів, які притаманні тільки живим організмам, немає. Тому, що жива, що нежива природа складається з тих самих елементів. Цим доводиться їхній взаємозв'язок.

Незважаючи на кількісний вміст хімічного елемента, відсутність або зменшення хоча б одного з них призводить до загибелі всього організму. Адже кожен з них має своє значення.

Роль хімічного складу клітини

Макроелементи є основою біополімерів, а саме білків, вуглеводів, нуклеїнових кислот та ліпідів.

Мікроелементи входять до складу життєво важливих органічних речовин, беруть участь у обмінних процесах. Вони є складовими компонентамимінеральних солей, які у вигляді катіонів і аніонів, їх співвідношення визначає лужне середовище. Найчастіше вона слаболужна, адже співвідношення мінеральних солей не змінюється.

Гемоглобін містить залізо, хлорофіл - магній, білки - сірку, нуклеїнові кислоти - фосфор, обмін речовин відбувається за достатньої кількості кальцію.

Рис. 2. Склад клітини

Деякі хімічні елементи є компонентами неорганічних речовиннаприклад, води. Вона грає велику роль у життєдіяльності як рослинної, і тваринної клітини. Вода є хорошим розчинником, тому всі речовини всередині організму діляться на:

• Гідрофільні - Розчиняються у воді;
• Гідрофобні - не розчиняються у воді.

Завдяки наявності води клітина стає пружною, вона сприяє переміщенню органічних речовин у цитоплазмі.

Рис. 3. Речовини клітини.

Таблиця "Властивості хімічного складу клітини"

Щоб наочно зрозуміти, які хімічні елементи входять до складу клітини, ми внесли в наступну таблицю:

Елементи		Значення
Макроелементи
Кисень, вуглець, водень, азот
		Складовий компонент оболонки у рослин, у тваринному організмі перебуває у складі кісток і зубів, бере активну участь у згортання крові.
		Міститься в нуклеїнових кислотах, ферментах, кістковій тканині та зубній емалі.
Мікроелементи
		Є основою білків, ферментів та вітамінів.
		Забезпечує передачу нервових імпульсів, активує синтез білка, процеси фотосинтезу та зростання.
		Один із компонентів шлункового соку, провокатор ферментів.
		Бере активну участь в обмінних процесах, компонент гормону щитовидної залози.
		Забезпечує передачу імпульсів у нервової системи, підтримує постійний тиск усередині клітини, провокує синтез гормонів
		Складовий елемент хлорофілу, кісткової тканини та зубів, провокує синтез ДНК та процеси тепловіддачі.
		Складова частина гемоглобіну, кришталика, рогівки синтезує хлорофіл. Транспортує кисень організмом.
Ультрамікроелементи
		Складова частина процесів кровотворення, фотосинтезу, прискорює внутрішньоклітинні окислення.
Марганець		Активізує фотосинтез, бере участь у кровотворенні, забезпечує високу врожайність.
		Складова частина зубної емалі.
		Регулює зростання рослин.

Що ми дізналися?

Кожна клітина живої природи має власний набір хімічних елементів. За своїм складом предмети живої та неживої природи мають подібності, це доводить тісний їхній зв'язок. Кожна клітина складається з макроелементів, мікроелементів та ультрамікроелементів, у кожного з яких є своя роль. Відсутність хоч одного з них веде до захворювання і навіть загибелі всього організму.

Тест на тему

Оцінка доповіді

Середня оцінка: 4.5. Усього отримано оцінок: 819.

З неорганічних речовин клітини водастановить близько 65% її маси: у молодих швидкозростаючих клітинах до 95%, у старих – близько 60%. Роль води в клітинах дуже велика, вона є середовищем та розчинником, бере участь у більшості хімічних реакцій, переміщенні речовин, терморегуляції, утворенні клітинних структур, визначає обсяг та пружність клітини. Більшість речовин надходить в організм і виводиться із нього у водному розчині.

Органічні речовини- становлять 20-30% складу клітини. Вони можуть бути простими(амінокислоти, глюкоза, жирні кислоти) та складними(білки, полісахариди, нуклеїнові кислоти, ліпіди). Найважливіше значення мають білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти.

Білки - це основні та найбільш складні речовинибудь-які клітини. За розмірами білкова молекула в сотні та тисячі разів перевищує молекули неорганічних сполук. Білкові молекули утворюються із простих сполук - амінокислот (у природних білках міститься 20 амінокислот). Об'єднуючись у різної послідовностіта кількості, вони утворюють велике розмаїття(До 1000) білків. Їх роль життя клітини величезна: будівельний матеріалорганізму, каталізатори (білки-ферменти прискорюють хімічні реакції), транспорт (гемоглобін крові доставляє клітинам кисень та поживні речовини та забирає вуглекислий газ та продукти розпаду). Білки виконують захисну функцію, енергетичну. Вуглеводи - органічні речовини, що складаються з вуглецю, водню та кисню. Найбільш прості з них моносахариди – гексоза, фруктоза, глюкоза (містяться у фруктах, меді), галактоза (у молоці) та полісахариди – що складаються з декількох простих вуглеводів. Сюди належать крохмаль, глікоген. Вуглеводи - основне джерело енергії для всіх форм клітинної активності (рух, біосинтез, секреція тощо) і грають роль запасних речовин. Ліпіди - нерозчинні у воді жири та жироподібні речовини. Вони є основним структурним компонентомбіологічні мембрани. Ліпіди виконують енергетичну функцію, у яких містяться жиророзчинні вітаміни. Нуклеїнові кислоти- (від латинського слова«нуклеус» – ядро) – утворюються в ядрі клітини. Вони бувають двох типів: дезоксирибонуклеїнові кислоти (ДНК) та рибонуклеїнові кислоти (РНК). Біологічна рольїх дуже велика. Вони визначають синтез білків та передачу спадкової інформації.