תוכן האלמנטים בתא. יסודות כימיים בתאים של יצורים חיים

Boldyreva Lyubov 9B כיתת התעמלות "פרספקטיבה" g.o. סמארה

מצגת לשיעור כימיה מכליל בנושא "יסודות חימצ'צקי". Mzhet לשמש בשיעורי ביולוגיה.

הורד:

תצוגה מקדימה:

https://accounts.google.com

כתוביות של שקופיות:

תצוגה מקדימה:

כדי להשתמש בתצוגה המקדימה של מצגות, צור חשבון Google (חשבון) והיכנס: https://accounts.google.com

כתוביות של שקופיות:

יסודות כימיים בתאים של יצורים חיים

לפי התוכן בתא, ניתן להבחין בשלוש קבוצות של אלמנטים. הקבוצה הראשונה כוללת חמצן, פחמן, מימן וחנקן. הם מהווים כמעט 98% מההרכב הכולל של התא. הקבוצה השנייה כוללת אשלגן, נתרן, סידן, גופרית, זרחן, מגנזיום, ברזל, כלור. התוכן שלהם בתא הוא עשיריות ומאיות האחוז. המרכיבים של שתי קבוצות אלה מכונים מאקרו-נוטריינטים. מקרואלמנטים

יסודות קורט שאר היסודות, המיוצגים בתא על ידי מאיות ואלפי האחוז, נכללים בקבוצה השלישית. אלה הם מיקרו-נוטריינטים.

לא נמצאו בתא יסודות הטבועים רק בטבע החי. כל היסודות הכימיים הללו הם גם חלק מהטבע הדומם. זה מצביע על אחדות הטבע החי והדומם. היעדר אלמנט כלשהו יכול להוביל למחלה ואף למוות של הגוף, שכן כל אלמנט ממלא תפקיד מסוים. מקרונוטריינטים מהקבוצה הראשונה מהווים את הבסיס לביופולימרים - חלבונים, פחמימות, חומצות גרעין ושומנים, שבלעדיהם החיים בלתי אפשריים. גופרית היא חלק מחלבונים מסוימים, זרחן הוא חלק מחומצות גרעין, ברזל הוא חלק מהמוגלובין, ומגנזיום הוא חלק מכלורופיל. לסידן תפקיד חשוב בחילוף החומרים.

מלח מינרליחלק מהיסודות הכימיים הכלולים בתא הוא חלק מהלא חומר אורגני- מלחים מינרליים ומים. מלחים מינרליים נמצאים בתא, ככלל, בצורה של קטיונים (K+, Na+, Ca2+, Mg2+) ואניונים (HPO42-, H2PO4-, Cl-, HCO3), שהיחס ביניהם קובע את החומציות של המדיום, החשובה לחיי התא.

מים מבין החומרים האנאורגניים בחיות הבר, המים ממלאים תפקיד חשוב. *בלי מים, החיים בלתי אפשריים. הוא מהווה מסה משמעותית של רוב התאים. הרבה מים כלולים בתאי המוח ובעוברי האדם: יותר מ-80% מהמים; בתאי רקמת שומן - רק 40%. עם הגיל, תכולת המים בתאים יורדת. אדם שמאבד 20% מהמים מת. נכסים ייחודייםמים קובעים את תפקידם בגוף. הוא מעורב בויסות חום, אשר נובע מיכולת החום הגבוהה של מים - צריכה מספר גדולאנרגיה בעת חימום.

מה קובע את יכולת החום הגבוהה של המים? במולקולת מים, אטום חמצן קשור בקוולנטיות לשני אטומי מימן. מולקולת המים היא קוטבית מכיוון שלאטום החמצן יש מטען שלילי חלקית, ולכל אחד משני אטומי המימן יש מטען חיובי חלקי. קשר מימן נוצר בין אטום החמצן של מולקולת מים אחת לבין אטום המימן של מולקולה אחרת. קשרי מימן מספקים חיבור של מספר רב של מולקולות מים. כאשר מים מחוממים, חלק ניכר מהאנרגיה מושקעת על שבירת קשרי מימן, מה שקובע את יכולת החום הגבוהה שלהם.

חומרים הידרופיליים ביחס למים, כל החומרים של התא מחולקים להידרופילים והידרופוביים. חומרים שמתמוססים במים נקראים הידרופיליים. אלה כוללים תרכובות יוניות (כגון מלחים) וכמה תרכובות שאינן ישנות (כגון סוכרים).

חומרים שאינם מסיסים במים נקראים הידרופוביים. אלה כוללים, למשל, שומנים. מים ממלאים תפקיד חשוב בתגובות הכימיות המתרחשות בתא בתמיסות מימיות. הוא ממיס תוצרים מטבוליים שאינם נחוצים לגוף ובכך תורם לסילוקם מהגוף. תכולת המים הגבוהה בתא מעניקה לו גמישות. מים מקדמים תנועה חומרים שוניםבתוך התא או מחוץ לתא

תודה לך על תשומת הלב! Boldyreva Lyubov 9B

סוג שיעור:שיעור לימוד חומר חדש

טופס התנהלות:שיעור לימוד.

מטרות ומטרות השיעור:

• להביא למודעות ולהבנת התלמידים את מושג היסודות הכימיים המרכיבים אורגניזמים חיים, את המשמעות של כמה יסודות כימיים בחייהם של אורגניזמים חיים.
• להמשיך את היווצרות האחדות של תמונת הטבע-מדעית של העולם; לשפר את היכולת לבצע ניסויי מעבדה המוכיחים את ההרכב הכימי של מערכות.
• לפתח את היכולת לנתח, להשוות, להסיק מסקנות; לְפַתֵחַ חשיבה לוגית(כדי לבסס קשרים סיבתיים, המאשרים על חומר נושא נתון את התלות של תכונות האובייקט בהרכב ובמבנה); לפתח את הפעילות הקוגניטיבית של התלמידים; להגביר את המוטיבציה החינוכית ללימודי כימיה וביולוגיה.
• לפתח תחושת אחריות לשמירה על בריאות האדם, כבוד לסביבה.

ציוד וריאגנטים:
על שולחנות תלמידיםמרק בקר רווי מוכן מראש, תמיסת שובן (NaOH), ויטריול כחול(CuSO 4), מלח דם אדום (K 3, תמיסה ניטרלית המתקבלת מאפר, תמיסת חנקתי כסף, תמיסת אלכוהול יוד, פקעות תפוחי אדמה, גרעיני חמניות, תמיסה ביצה לבנה; מתלה עם מבחנות, נייר סינון, מכתש ועלי.

עזרי הדרכה טכניים:מחשב, מקרן מולטימדיה.

ספרות מתודית:

1. O.S. Gabrielyan, I.G. אוסטרומוב"מדריך למורה. כִּימִיָה. כיתה 9". M. Bustard, 2002
2. סדרה "ספריית המורה". G.V. Pichugin "כימיה ו חיי היום - יוםאדם." M. Bustard, 2004
3. IN AND. אסטפייב"יסודות הניתוח הכימי. הדרכהעל קורס בחירה לתלמידי כיתות ט'-י', מ' חינוך, 1977
4. "כימיה" - עיתון חינוכי ומתודי למורים לכימיה ומדעי הטבע מס' 9, 2011. מ. הוצאת "ראשון בספטמבר".

משאבי אינטרנט:

במהלך השיעורים

הקדמה מאת המורה.(מצגת. שקף 2)

כימאים רבים מכירים את המילים המכונפות שנאמרו בשנות ה-40 של המאה הקודמת על ידי המדענים הגרמנים וולטר ואידה נודק, שכל היסודות של הטבלה המחזורית נמצאים בכל אבן מרצפת על המדרכה. תחילה, דברים אלה לא זכו לאישור פה אחד. עם זאת, כמו יותר ויותר שיטות מדויקותהגדרה אנליטית של יסודות כימיים, מדענים השתכנעו יותר ויותר בתקפותן של מילים אלה.

אם אנחנו מסכימים שכל אבן מרצפת מכילה את כל היסודות, אז זה אמור להיות נכון לגבי כל אורגניזם חי. כל היצורים החיים על פני כדור הארץ, כולל בני האדם, נמצאים בקשר הדוק סביבה. יותר מ-70 יסודות נמצאו בהרכבם של חומרים היוצרים תאים של אורגניזמים חיים.

(שקף 3.4) מדענים הסכימו שאם שבר המסה של אלמנט בגוף עולה על 0.01%, אז יש לראות בו כמזון מאקרו. חלקם של יסודות קורט בגוף הוא 0.001-0.00001%. אם התוכן של אלמנט נמוך מ-0.00001%, זה נחשב אולטרה-מיקרואלמנט (נחושת, מנגן, בורון, פלואור). כמובן, הדרגה כזו מותנית.

מוֹרֶה:לפניכם טבלה המציגה את תכולת היסודות הכימיים בתא חי. המשימה שלך היא לקבוע ולכתוב במחברת אילו אלמנטים שייכים למקרו-אלמנטים ולמיקרו-אלמנטים (נספח 1).

סיכום:מאקרו-נוטריינטים כוללים C, O, N, H (98%), Mg, K, Ca, Na, F, S, Cl, (1.9%)
יסודות קורט: Fe, Zn, Mn, B, Cu, I, F, Co, Br, Al וכו' יסודות קורט הם חלק מאנזימים, ויטמינים, הורמונים.
(שקופית 5). V. V. Kovalsky, מדען מצטיין - ביו-גיאוכימאי, ביוכימאי, אקולוג, אחד היוצרים של תורת המיקרו-אלמנטים - על סמך חשיבותם לחיים, חילק את היסודות הכימיים לשלוש קבוצות.

אלמנטים חיוניים (בלתי ניתנים להחלפה).

הם כל הזמן כלולים בגוף האדם, הם חלק מאנזימים, הורמונים וויטמינים: H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, I, Mn, Cu, Co, Fe, Zn, Mo, V. המחסור שלהם מוביל לשיבוש חיי אדם נורמליים.

אלמנטים קבועים

יסודות אלו נמצאים כל הזמן בגוף של בעלי חיים ובני אדם: Ga, Sb, Sr, Br, F, B, Be, Li, Si, Sn, Cs, Al, Ba, Ge, As, Rb, Pb, Ra, Bi, Cd, Cr, Ni, Ti, Ag, Th, Hg, U, Se. תפקידם הביולוגי אינו מובן או לא ידוע.

יסודות טומאה

Sc, Tl, In, La, Pr, Sm, W, Re, Tb וכו'. נמצא בבני אדם ובבעלי חיים. נתונים על כמות ו תפקיד ביולוגיעדיין לא הובהר.

אלמנטים הדרושים לבנייה ולחיים תאים שוניםואורגניזמים נקראים ביוגני אלמנטים.

(צד 6).מהי הטופוגרפיה של היסודות הביוגניים החשובים ביותר בגוף האדם?
איברים אנושיים מרכזים בעצמם יסודות כימיים שונים בדרכים שונות, כלומר, יסודות מיקרו ומקרו מחולקים באופן לא אחיד בין גופים שוניםובדים. רוב יסודות הקורט מצטברים בכבד, בעצמות ובעצם רקמות שריר. רקמות אלו מהוות את המחסן הראשי (רזרבה) ליסודות קורט רבים.
יסודות קורט עשויים להראות קשר ספציפי ביחס לאיברים מסוימים והם כלולים בהם בריכוז גבוה.

זה ידוע היטב
אָבָץמרוכז בלבלב
יוֹד- בבלוטת התריס
פלוּאוֹר- באמייל השן,
אֲלוּמִינְיוּם, אַרסָן, ונדיוםמצטבר בשיער ובציפורניים
קדמיום, כַּספִּית, מוליבדן- בכליות
פַּח- ברקמת המעי
סטרונציום- ברשתית הפיגמנטית של העין,
בְּרוֹם, מַנגָן, כְּרוֹם- בבלוטת יותרת המוח וכו'.

(שקופית 7). המחסור בחומרים מזינים עלול להוביל להפרעה בגוף האדם. לפניכם טבלה המציגה את הסימפטומים של מחסור באלמנטים כימיים לגוף האדם (נספח 2).
כעת תפעל כמאבחן. לפי הסימפטומים, באמצעות הטבלה, קבע את המחסור באיזה אלמנט חווה גוף האדם?

משימה 1.המטופל ציין: ירידה במשקל, עיכוב בצמיחת שיער וציפורניים, פגיעה בגדילה, דרמטיטיס. בנוסף, שיערו הכהה קיבל גוון אדמדם (מנגן).

משימה 2.המטופל התלונן בפני הרופא כי בחודשים האחרונים הוא ראה עלייה ב בלוטת התריס(יוֹד).

ישנן שתי בדיקות לקביעת חוסר יוד בגוף:

מבחן מספר 1. לאחר טבילה מקלון צמר גפן V תמיסת אלכוהוליוד, למרוח רשת יודעל כל חלק של העור, למעט בלוטת התריס. תסתכל מקרוב על המקום הזה למחרת. אם אינך מוצא דבר, אז הגוף שלך זקוק ליוד, אם נשארו עקבות של יוד, אין לך מחסור ביוד.

מבחן מספר 2, לפני השינה יש למרוח שלוש שורות של תמיסת יוד באורך 10 ס"מ על העור באמה: דקה, מעט עבה יותר ועבה ביותר. אם רק השורה הראשונה נעלמה בבוקר, הכל בסדר עם יוד. אם שני הראשונים נעלמו - שימו לב למצב הבריאותי. ואם לא נשאר קו אחד, יש לך חוסר ברור של יוד בגוף.

משימה 3. רופאים מודאגים מבעיית היעדר אלמנט זה במשך זמן רב. בימי קדם, האמינו כי מחלה זו אופיינית לנערות צעירות. היה אפילו מונח כזה "מחלה חיוורת" בשימוש. פניהן של בנות רבות באותה תקופה רחוקה באמת נראו חיוורים. על איזה אלמנט אנחנו מדברים? (בַּרזֶל).

משימה 4.למטופל היו ציפורניים שבירות ומפוספסות, השיער נעשה שביר ועמום; עששת שיניים מרובת. הוא נעשה עצבני, דומע. היו לו התקפי פאניקה (מגנזיום).

(שקופית 8). מוֹרֶה:שימו לב לתאנה. 40 בעמוד 95" יסודות כימייםבגוף האדם". מסדרים את היסודות הכימיים בסדר יורד של תכולתם בגוף האדם.
אבל אם התוכן של יסודות קורט בגוף האדם נמוך, זה לא אומר שאין בהם צורך, כפי שכבר ראינו בדוגמאות ספציפיות. אדם ובעלי חיים מקבלים את היסודות הדרושים להם לחיים נורמליים עם מזון (זה חל בעיקר על יסודות קורט). אם חסרים כמה אלמנטים באוכל, אז זה אפשרי מחלות שונות. הוספת שברים של מיליגרם מהיסוד הרצוי ל מנה יומיתהאדם מחסל אותם.

מוֹרֶה:(שקופיות 9,10) ועכשיו נפתור מספר בעיות חישוב:

משימה 1.סידן פוספט הוא בסיס מינרליםעצמות ושיניים. הצורך היומי המדויק של הגוף לסידן הוא בין 0.8 ל-2 גרם. מקורות הסידן הם חלב, קפיר, גבינת קוטג', גבינה, דגים, שעועית, פטרוזיליה, בצל ירוק, כמו גם ביצים, כוסמת ושיבולת שועל, גזר ואפונה.
האם זה יספק דרישה יומיתהגוף בסידן, הוספת 1 גרם של סידן פחמתי למזון, בתנאי שהוא נספג במלואו?

כמות הסידן בסידן פחמתי שווה לכמות הסידן פחמתי:
מהנוסחה CaCO 3 עולה כי n (Ca) \u003d n (CaCO 3),
n(CaCO 3) \u003d m / M \u003d 1/100 \u003d 0.01 מול
מכאן
n(Ca) = 0.01 מול
m(Ca) \u003d M x n \u003d 0.01 x 40 \u003d 0.4 גרם.
לפיכך, זה פחות מהדרישה היומית של הגוף (0.8-2 גרם ליום).

משימה 2. IN גוף האדםבסך הכל, הוא מכיל כ-25 מ"ג של יוד (כחלק מתרכובות שונות), ומחצית מהמסה הכוללת של יוד נמצאת בבלוטת התריס. חשב כמה אטומי יוד יש: א) בבלוטת התריס; ב) בגוף האדם בכללותו.

מספר אטומי היוד בגוף האדם
N (I) = Na. n (I) = Na. m(I)/M(I);
N(I) = 6 .10 20 . 25/127 = 1.18. 10 20
בבלוטת התריס, מספר אטומי היוד קטן פי 2:
N1 (I) = 0.5. 1.18. 10 20 \u003d 5.9. 10 19 .

מוֹרֶה:(שקף 11) בידיעת ההרכב הכימי של התא, נוכל להסיק מסקנה מסוימת. ספר לי אם יש אלמנטים מיוחדים בהרכב של תא חי שנעדרים בטבע הדומם. לכן, ברמה האטומית, ההבדלים בין חיים לבין טבע דומםלא. לא פלא שהמשורר נ.ש. גומיליוב כתב:
"האבן הזאת שאגה פעם,
הקיסוס הזה נסק בעננים"
- איך אתה מבין את זה?
(שקף 12) בשיעורי ביולוגיה למדת את ההרכב הכימי של תא בגוף האדם. אילו חומרים אורגניים כלולים בהרכבו?
- חלבונים, שומנים, פחמימות, חומצות גרעין, הורמונים, אנזימים. הָהֵן. הבדלים בין הטבע החי והדומם נצפים ברמה המולקולרית.
חומרים אורגניים מורכבים בעיקר מפחמן, מימן, חמצן וחנקן, כלומר. ממאקרו-נוטריינטים.
כעת, בעזרת ניסויים, נוכיח את נוכחותם של כמה חומרים אנאורגניים ואורגניים בהרכב התאים של אורגניזמים חיים.

ביצועים עבודת מעבדה(מפה מאלפת) (שקופיות 13,14)
(להכנה לניסויי מעבדה ניתן להשתמש במפה הטכנולוגית (נספח 3).
(שקף 15) אז, בהתבסס על הידע שנצבר קודם לכן, נוכל להסיק בדבריו של S.P. שצ'יפצ'ב מתוך השיר "קורא את מנדלייב"

אין שום דבר אחר בטבע
לא לכאן ולא לשם, במעמקי החלל:
הכל - מגרגרי חול קטנים ועד כוכבי לכת -
מורכב מאלמנטים בודדים

(שקופית 16) הִשׁתַקְפוּת:המשך ביטויים:

• היום גיליתי...
• הופתעתי...
• עכשיו אני יכול...
• הייתי רוצה ל …

שיעורי בית:§16 ex. 1-6

ציטולוגיה

נקודות מפתח תורת התא. התא הוא מבני ו יחידה פונקציונליתעמוד חי 1

חומרים אורגניים של התא: שומנים, ATP, ביופולימרים (פחמימות, חלבונים, חומצות גרעין) ותפקידם בתא. עמוד 5

אנזימים, תפקידם בתהליך החיים עמוד 7

תכונות של מבנה התאים של פרוקריוטים ואיקריוטים עמוד 9

רָאשִׁי רכיבים מבנייםכלובים עמוד 11

מנגנון פני השטח של התא עמוד 12

הובלה של מולקולות על פני ממברנות עמוד 14

תפקוד הקולטן והמנגנון שלו עמוד 18

מבנה ותפקודים של אנשי קשר בתא עמוד 19

תנועה ופונקציות אינדיבידואליות של AAC עמוד 20

אברונים משמעות כללית. רטיקולום אנדופלזמי עמוד 21

מתחם גולגי עמוד 23

ליזוזומים עמוד 24

פרוקסיסומים עמוד 26

מיטוכונדריה עמוד 26

ריבוזומים עמוד 27

פלסטידים עמוד 28

Cell Center עמוד 28

אברונים בעלי חשיבות מיוחדת עמוד 29

גרעין התא. מבנה ותפקוד עמוד 29

מטבוליזם והמרת אנרגיה בתא עמוד 32

כימוסינתזה עמוד 36

הוראות בסיסיות של תורת התא. תא הוא יחידה מבנית ותפקודית של החיים.

ציטולוגיה - מדעי התא. ציטולוגיה חוקרת את המבנה וההרכב הכימי של התא, מתפקד בפנים מבני תאים, תפקודים של תאים בגוף של בעלי חיים, צמחים, רבייה והתפתחות של תאים. מבין 5 הממלכות של העולם האורגני, רק לממלכת הנגיפים, המיוצגת על ידי צורות חיות, אין מבנה תאי. ל-4 הממלכות הנותרות יש מבנה תאי: ממלכת החיידקים מאוחדת על ידי פרוקריוטים - צורות טרום-גרעיניות. צורות גרעיניות - אוקריוטים, הם כוללים את ממלכות הפטריות, הצמחים, החיות. הוראות בסיסיות של תורת התא: תא -יחידה תפקודית ומבנית של החיים. תא -מערכת אלמנטרית - הבסיס למבנה וחיי הגוף. גילוי התא קשור לגילוי המיקרוסקופ: 1665 -הוק המציא את המיקרוסקופ ועל קטע של פקק הוא ראה תאים, אותם כינה תאים. 1674 - A. Levinguk גילה לראשונה אורגניזמים חד-תאיים במים. תחילת המאה ה-19 - J. Purkinje קרא לפרוטופלזמה החומר הממלא את התא. 1831 -בראון גילה את הגרעין. 1838-1839 -שוון ניסח את ההוראות העיקריות של תורת התא. ההוראות העיקריות של תורת התא:

1. תא -היחידה המבנית העיקרית של כל האורגניזמים.

2. תהליך היווצרות תאיםנקבע על ידי צמיחה, התפתחות והתמיינות של תאי צמחים ובעלי חיים.

1858 -התפרסמה עבודתו של וירצ'וב "פתולוגיה תאית", בה חיבר בין שינויים פתולוגיים בגוף לבין שינויים במבנה התאים, והניח את הבסיס לפתולוגיה - ראשיתה של הרפואה התיאורטית והמעשית. סוף המאה ה-19 -באר גילה את הביצית, והראה שכל האורגניזמים החיים מקורם בתא בודד (זיגוטה). המבנה המורכב של התא התגלה, אברונים תוארו ונבדקה מיטוזה. תחילת המאה ה -20 -התבררה המשמעות של מבנים תאיים והעברת תכונות תורשתיות. תורת התא המודרנית כוללת את ההוראות הבאות:

תא -היחידה הבסיסית של מבנה והתפתחות של כל האורגניזמים החיים, יחידת החיים הקטנה ביותר.

תאיםכל האורגניזמים החד-תאיים והרב-תאיים דומים במבנה, תרכובת כימית, הביטוי העיקרי של פעילות חיונית ומטבוליזם.

רבייה של תאיםמתרחש על ידי חלוקה, וכל תא חדש נוצר על ידי חלוקה של התא המקורי (האם).

באורגניזמים רב-תאיים מורכבים תאים מתמחיםעל פי תפקידיהם ויוצרים רקמות. רקמות מורכבות מאיברים המחוברים ביניהם וכפופים למערכות העצבים וההומוריות של ויסות.

תא -היא מערכת פתוחה לכל האורגניזמים החיים, המאופיינת בזרימות של חומר, אנרגיה ומידע הקשורים לחילוף חומרים (התבוללות והתפזרות). חידוש עצמימבוצע כתוצאה מחילוף החומרים. ויסות עצמימבוצע ברמה תהליכים מטבולייםעל בסיס משוב. רבייה עצמיתהתא מסופק במהלך רבייתו על בסיס זרימת החומר, האנרגיה והמידע. מבנה התא והתא מספק:

בשל המשטח הגדול - תנאים נוחים לחילוף חומרים.

האחסון וההעברה הטובים ביותר של מידע תורשתי.

היכולת של אורגניזמים לאגור ולהעביר אנרגיה ולהמירה לעבודה.

החלפה הדרגתית של כל האורגניזם (רב-תא) של חלקים גוססים מבלי להחליף את האורגניזם כולו.

IN אורגניזם רב תאיהתמחות של תאים מספקת יכולת הסתגלות רחבה של האורגניזם ושל האפשרויות האבולוציוניות שלו.

לתאים יש דמיון מבני, כלומר דמיון ברמות שונות: אטומי, מולקולרי, סופרמולקולרי וכו'. לתאים יש דמיון תפקודי, אחדות התהליכים הכימיים של חילוף החומרים.

ארגון כימי של התא: 80% - מים. 1-2% - שומנים 1-2% - חומרים אנאורגניים. 1-2% - חומצות גרעין. 1-1.5% - חומרים בעלי משקל מולקולרי נמוך. 1-2% - פחמימות. 10-12% - חלבונים. ההרכב הכימי של חומרים אנאורגניים של התא:

חמצן - 65-75%	מגנזיום - 0.02-0.03%	אבץ - 0.0003%
פחמן - 15-18%	נתרן - 0.02-0.03%	נחושת - 0.0002%
מימן - 8-10%	סידן - 0.04-2.00%	יוד - 0.0001%
חנקן - 1.5-3.0%	ברזל - 0.01-0.015%	פלואור - 0.0001%
	גופרית - 0.15-0.20%
	אשלגן - 0.15-0.40%
	זרחן - 0.20-1.00%
	כלור - 0.05-0.10%

מים -מרכיב חיוני בתא. חומרים רבים מומסים בו, כולל. אורגני (הידרופילי - פחמימות והידרופובי - חלבונים). מים חיוניים לאנזימים לעבודה. פונקציות מים:

משמש להתרחשות תגובות.

משתתף בתגובות כימיות

מסדיר את חילוף החומרים

משתתף בויסות חום

הרטבת מזון נכנס.

התפקיד הביולוגי של המים נקבע על ידי המוזרות של המבנה המולקולרי שלהם. אוסמוזה -חדירת מולקולות ממס דרך ממברנה חצי חדירה מתמיסה בריכוז נמוך יותר לתמיסה בריכוז גבוה יותר. לחץ המים שבו הוא לוחץ על הממברנה הוא לחץ אוסמוטי. פתרונות בעלי אותו לחץ אוסמוטי נקראים איזוטוניים. פתרונות:

היפרטוני - גורם להתכווצות תאים

היפוטוני - גורם לקרע בתאים

טורגור -הלחץ שבו המים לוחצים על הקליפה מבפנים. מלחים:חומרים אנאורגניים, בנוסף למים, כוללים מלחים. הם נמצאים במצב מנותק: Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ - קטיוניםו-HPO 4 2- , H 2 PO 4 - , HCO 3 - - אניונים. הלחץ האוסמוטי ותכונות החציצה שלו תלויים בריכוז המלח, כלומר. לשמור על התגובה ברמת pH מעט בסיסית או ניטרלית. PH הוא הלוגריתם השלילי של ריכוז יוני המימן. РН = 7 - המדיום הוא ניטרלי. PH \u003d (7; 14) - סביבה בסיסית. PH \u003d (1; 7) - סביבה חומצית. חלק מהתאים מכילים מלחים מינרלים בלתי מסיסים ( תאי עצם) בשל נוכחותם של Ca 3 PO 4 , CaCO 3.

חומרים אורגניים של התא: שומנים, ATP, ביופולימרים (פחמימות, חלבונים, חומצות גרעין) ותפקידם בתא.

ליפידים- אסטרים של חומצות שומן במשקל מולקולרי גבוה וגליצרול אלכוהול תלת-הידרי. שומנים נמצאים בכל התאים של בעלי חיים וצמחים. הם חלק ממבנים תאיים רבים. ויטמינים A, D, E, K מסיסים בשומן. פונקציות של שומנים:

אנרגיה - 1 גרם. שומן - 9.2 קק"ל.

בנייה - היא חלק מכל הממברנות.

כמה שומנים הם מבשרי הורמונים - הם מווסתים את חילוף החומרים.

מָגֵן.

רגולציה תרמית.

חומצה אדנוזין טריפוספורית (ATP) ATP מספק לתא אנרגיה. כל ביטוי של פעילות חיונית דורש הוצאת אנרגיה. חילוף חומרים אנרגטי קשור לפלסטיק. כל תגובות חילופי פלסטיק דורשות הוצאת אנרגיה. ליישום תגובות חילוף החומרים באנרגיה, יש צורך בסינתזה מתמדת של אנזימים, מכיוון. תוחלת החיים של אנזימים קצרה. באמצעות מטבוליזם פלסטי ואנרגיה, התא מחובר אליו סביבה חיצונית. תא חי הוא מערכת פתוחה, כי יש חילופי חומר ואנרגיה מתמידים בין התא לסביבה. תא הוא מבנה מאוד מאורגן שבו חומרים ואנרגיה נצרכים בצורה חסכונית ותהליכים מבוצעים ביעילות גבוהה. יעילות המיטוכונדריה - 45-60%, כלורופלסטים - 25%. שימוש באנרגיה של ATP:

הַטמָעָה.

הובלה של חומרים.

חלוקה של תא ואברוניו.

על תהליכי חיים.

פחמימות- חומרים אורגניים עם הנוסחה הכללית (CH 2 O) n. בתא חי - 1-2%, בכבד ובשרירים - עד 5%. בתא צמחי עד 90% (תפוחי אדמה, זרעים). פחמימות:

פָּשׁוּט- חד סוכרים - נקבעים לפי מספר אטומי הפחמן: טריוזות, טטרוזות, פנטוזות, הקסוזות. החשובים ביותר הם C 5 H 10 O 5 פנטוזות והקסוזות C 6 H 12 O 6. מפטוזים מבודדים ריבוזים ודאוקסיריבוזים (ריבוזים הם חלק מ-RNA, ATP; דאוקסיריבוזים הם DNA). גלוקוז, פרוקטוז, גלקטוז מבודדים מהקסוזות.

מורכב -דו סוכרים, רב סוכרים.

דו סוכרים- סוכרוז (גלוקוז + פרוקטוז), לקטוז (גלוקוז + גלקטוז). תת-סוכרים- מורכב ממולקולות חד-סוכריות רבות: תאית (פולימר של 150-200 מולקולות גלוקוז), עמילן. פונקציות של פחמימות:

אנרגיה - חמצון במיטוכונדריות השרירים.

בנייה - תאית בדופן התא של צמחים, כיטין בשלד של פרוקי רגליים.

סנאיםנמצאים בכל האורגניזמים. מטבעם הכימי, חלבונים הם פולימרים, שהמונומרים שלהם הם חומצות אמינו. חומצת אמינו היא חומצה אורגנית. הרכב חומצות אמינו:

קבוצת אמינו - NH 2

קבוצת קרבוקסיל - COOH

קבוצת האמינו בשרשרת החלבון מחוברת בקשר פפטיד (CO-NH), הנוצר מקבוצת קרבוקסיל וקבוצה של חומצת אמינו אחרת. אורגניזמים חיים משתמשים רק ב-20 חומצות אמינו, אם כי יש הרבה יותר מהן: גליצין, אלנין, ולין, לאוצין, איזולאוצין, סרין, תריאונין, חומצה אספרטית, חומצה גלוטמית, אספרגין, גלוטמין, ליזין, ארגינין, ציסטאין, מתיונין, פנילאלנין, היס, טריפטופין, טריפטופין, פרוטופן ישנם 4 מבני חלבון: מבנה ראשוני -שרשרת חומצות אמינו מקושרת בקשרי פפטידים. מבנה משני -חוט החלבון מסובב לספירלה והחיבור של קטעי השרשרת מתרחש עקב קשרי מימן (H-H). מבנה שלישוני -קיפול המבנה המשני לכדור. מבנה זה ספציפי לכל מולקולת חלבון. קיפול מתרחש עקב גשרים דיסולפידיים (-S-S-), וגשרים sulfhydryl (-S-H-). מבנה רבעוני -לא לכל החלבונים יש - איחוד של מספר מבנים (יחידות משנה). לדוגמא: המוגלובין. על פי הרכבם, חלבונים הם:

פָּשׁוּט- מורכב רק מחומצות אמינו

מורכב -מכילים חומצות גרעין (נוקלאופרוטאין), שומנים (ליפופרוטאין), פחמימות (גליקופרוטאינים), מתכות (חלבוני מתכת).

פונקציות חלבון:

בנייה (ממברנות, ליבה).

הובלה (העברת O 2 על ידי המוגלובין).

אנזימטי (האצת תגובות ביוכימיות).

מנוע (מתכווץ).

מגן (גמגלובולינים).

אנרגיה (1 גרם - 4.2 קק"ל).

אוֹת.

הפרה של המבנה הטבעי של החלבון נקראת דנטורציה.דנטורציה היא הפיכה או בלתי הפיכה. חידוש טבעי -שיקום מבנה החלבון לאחר הפסקת החשיפה. 4. אנזימים, תפקידם בתהליך החיים.הטבע הכימי של אנזימים הוא סנאים. אנזימים הם זרזים ביולוגיים. הם תורמים להאצת התגובות, הם חלק מהרקמות.

אנזימים מזרזים באופן ספציפי תגובות כימיות, כלומר. אנזים אחד מזרז סוג אחד של תגובות. והופך רק למצע המתאים. אנזימים מזרזים בעיקר התמרה של חומרים שמידותיהם קטנות מאוד בהשוואה לאלו של האנזים. אנזימים הם:

פשוט -מורכבים רק מחלבונים, שלמולקולות שלהם יש מרכז פעיל - קבוצה מסוימת של חומצות אמינו ספציפיות לאנזים במולקולה. מדובר בעיקר באנזימים הידרוליטים: עמילאז, פפסין, טריפסין וכו'. מורכב -מורכב מחלבון וחלקים שאינם חלבונים. החלבון נקרא אפואנזים (נשא אנזים). החלק הלא חלבוני הוא קואנזים או קבוצת ערמונית: דוגמה לכך היא חומרים אורגניים: ויטמינים, NAD, NADP; חומרים אנאורגניים: אטומי מתכת - ברזל, אבץ, מגנזיום. Apofement אחראי על הספציפיות של מולקולת אנזים עם מולקולת סובסטרט. הקואנזים אחראי לסוג התגובה המזוזת. מנגנון הפעולה של אנזימים:ירידה באנרגיית ההפעלה, כלומר. ירידה ברמת האנרגיה הנדרשת כדי להפוך את מולקולת המצע לתגובתית. מולקולת האנזים גדולה, ואז נוצר שדה חשמלי חזק שבו מולקולת המצע הופכת לא סימטרית , כתוצאה מכך נחלשים הקשרים הכימיים בו. האנזים יוצר קומפלקס אנזים-סובסטרט עם המצע. הצמדת המצע מתרחשת בעזרת האתר הפעיל. עם השלמת התגובה, הקומפלקס מתפרק לאנזים ולתוצר תגובה. אנזימים יוצרים מערכות אנזימים (קומפלקסים מולטינזימטיים) בתא. התוצר של התגובה הקודמת הוא המצע של התגובה הבאה. פעילות האנזימים בתאים נשלטת ברמה הגנטית על ידי עקרון המשוב. תכונות האנזים:

ספֵּצִיפִי

שלא כמו זרזים כימיים, הם מאיצים תגובות בתנאים רגילים.

פעילות האנזים משתנה בהתאם ל-T 0, pH, ריכוז המצע.

הפעל בכמויות קטנות, כלומר. לא נהרס במהלך התגובות

אנזימים הם חלבונים ויש להם תכונות של חלבונים.

סיווג אנזימים:בשנת 1961 אישר הקונגרס הביוכימי הבינלאומי את סיווג האנזימים, המבוסס על סוג התגובה המזרזת אנזים נתון. על פי עיקרון זה, כל האנזימים מחולקים ל-6 מחלקות:

אוקסידורדוקטז -אנזימים המזרזים תגובות חיזור.

העברות -מזרז העברה של אטומים או רדיקלים: דוגמה - קטלאז - 2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2

הידרולאזים- אנזימים המפרקים קשרים תוך מולקולריים על ידי הצמדת מולקולות מים: למשל פוספטאז.

ליאז- אנזימים המבקעים קבוצה כזו או אחרת מהמצע בצורה לא הידרוליטית, למשל ביקוע של קבוצת הקרבוקסיל על ידי דקרבוקסילאז.

איזומראזים- אנזימים המזרזים את ההמרה של איזומר אחד לאחר: גלוקוז-6-פוספט לגלוקוז-1-פוספט.

סינתיאזות- אנזימים המזרזים תגובות סינתזה, סינתזה של פפטידים מחומצות אמינו, כלומר. לזרז את התגובות של מולקולות חיבור עם יצירת קשרים חדשים.

מאפיינים מבניים של תאים פרוקריוטים ואוקריוטים.

על פי המוזרויות של הארגון, נבדלים תאים מסוגים פרוקריוטיים ואוקריוטיים. ממלכת הפרוקריוטים כוללת את ממלכת החיידקים, לממלכת האיקריוטים - כל שאר הממלכות: פטריות, צמחים, בעלי חיים. מבחינה אבולוציונית, פרוקריוטים מוקדמים יותר מהאוקריוטים, הם התעוררו בעידן הארכא (בערך 3 * 10 לפני 9 שנים). האאוקריוטים הראשונים הופיעו לפני כ-2*109 שנים, אולי מפרוקריוטים. פרוקריוטים - prenuclear - אין להם גרעין מבודד מורפולוגית, כי חומר גרעיני אינו תחום מהציטופלזמה על ידי הממברנה הגרעינית. אוקריוטים -גרעיני - חומר גנטי מוקף בממברנה גרעינית. תא פרוקריוטי טיפוסי הוא תא חיידקי: מחוצה לו מוקף דופן תא בהרכב כימי מיוחד, מתחת לדופן התא יש קרום פלזמה המקיף את הציטופלזמה, ובו יש נוקלאוטיד - אנלוגי לגרעין. מאפיינים השוואתיים של איקריוטים ופרוקריוטים:

סִימָן	פרוקריוטים	איקריוטים
1. גודל התא	0.5 עד 5 מיקרומטר
מעטפת תא	כן, מצוין מבנה כימימהאוקריוטים. הקיר מכיל פפטידוגליקן.	כן, שונה בצמחים ובבעלי חיים, ללא פפטידוגליקן
קרום פלזמה
מזוזומים
ציטופלזמה	כן, אין תנועה	כן, יש תנועה
אברוני ממברנה-EPS, מנגנון Golgi, כלורופלסטים, מיטוכונדריה, ליזוזומים, פרוקסיזומים, וואקוולים.
קרום גרעיני, נוכחות של גרעין
ארגון החומר הגנטי	1 מולקולת DNA, מעגלית, ממוקמת בגרעין, לא מוקפת בממברנה גרעינית; ללא גרעין אמיתי וללא כרומוזומים	DNA ליניארי, מקושר על ידי חלבונים - היסטונים ו-RNA, יוצרים כרומוזומים הממוקמים בגרעין.
גורמים חוץ-כרומוזומליים של תורשה (ציטופלזמה)
ריבוזומים בציטופלזמה
תכלילים
ציטושלד
	חסרות מיקרו-צינוריות פשוטות, הדומות לאחת המיקרו-צינוריות החמושות בממברנת פלזמה	קומפלקס, עם מיקרוטובולים 2*9+2, מוקף ב קרום פלזמה
יכולת הפעלת תנועות
יכולת לאנדוציטוזיס
שִׁעתוּק	חלוקה בינארית	מיטוזה, מיוזה
קצב רבייה	חלוקה 1 תוך 20 דקות	חלוקה 1 תוך מספר דקות
נִבִיגָה	כדי להציל את המין - 1 נבג	הרבה נבגים להתרבות
	חיידקים - קרום פלזמה. ציאנובקטריה ב ממברנות ציטופלזמיות	במיטוכונדריה
פוטוסינתזה	בממברנות שאין להן אריזה ספציפית; ללא כלורופלסטים	בכלורופלסטים מורכבים עם גרגירים
יכולת קיבוע	לחלק יש	לֹא מְסוּגָל

6. מרכיבים מבניים בסיסיים של התא ציטופלזמה - מייצג את תוכן התא, למעט המנגנון הגרעיני (גרעין). הרכב הציטופלזמה כולל היאלופלזמה, מערכת של אנדוממברנה (אברוני ממברנה) ואי-אורגנואידים, בחלק מהתאים הציטופלזמה מכילה תכלילים ציטופלזמה. היאלופלזמה - הוא חומר דמוי ג'לי. כל אברוני התא ממוקמים ומתפקדים בו. Hyaloplasm מכיל יונים רבים וחלבונים במשקל מולקולרי נמוך (מטבוליטים) וחלבונים במשקל מולקולרי גבוה. רכיב זה הוא מיקרו-סביבה המספקת ומווסתת את התהליכים המתרחשים בציטופלזמה. רכיבים: 90% מים, 10% חלבונים ו תמיסות מימיותחומרים אורגניים ואי-אורגניים של התא. מערכת אנדוממברנה - מורכב אברוני ממברנהעם התוכן שלהם. האברונים הללו כוללים את הרשת האנדופלזמית, קומפלקס גולגי, מיקרוגופים ומיטוכונדריה. 7. מנגנון פני השטח של התא. מנגנון פני השטח של התא- היא תת-מערכת אוניברסלית, הקיימת בכל התאים. מנגנון פני השטח של התא מגדיר את הגבול בין הציטופלזמה לסביבה החוץ-תאית, מסדיר את האינטראקציה של התא עם הסביבה החיצונית. כחלק ממנגנון פני השטח של התא, ישנם 3 מרכיבים: 1. קרום פלזמה, או פלסמולמה 2. קומפלקס על-ממברני, או גליקוקליקס 3. קומפלקס תת-ממברני או מנגנון שריר-שלד תת-ממברני. פלזמהלמה- הוא הבסיס המבני והתפקודי של מנגנון פני השטח של התא והוא ביו-ממברנה סגורה כדורית. מבנה הפלסמולמה מתאים למודל הנוזל-פסיפס של ממברנות. קומפלקס האפיממברנה, או גליקוקליקסהוא החלק החיצוני של מנגנון פני השטח של התא, הממוקם מעל קרום הפלזמה. ההרכב של קומפלקס האפיממברנה כולל: 1. חלקי פחמימות של גליקוליפידים וגליקופרוטאינים 2. חלבוני ממברנה היקפית הממוקמים בחלק החיצוני של השכבה הביליפידית 3. חלבונים אינטגרליים וחצי אינטגרליים עם אזור חיצוני בולט מעל השכבה הביליפידית. 4. פחמימות ספציפיות שאינן קשורות כימית למרכיבי הממברנה, ממוקמות מעל השכבה הביליפידית. 5. קומפלקס תת-ממברנה או מנגנון שריר-שלד תת-ממברני - ממוקם מתחת לקרום הפלזמה, עם בְּתוֹךמנגנון פני השטח של התא. ההרכב של מנגנון השריר-שלד התת-ממברני מחולק להיאלופלזמה היקפית ומערכת השרירים והשלד. היאלופלזמה היקפית - הוא חלק מיוחד של הציטופלזמה הממוקם מתחת לפלסמולמה. זהו חומר הטרוגני נוזלי מובחן מאוד המכיל מגוון מולקולות במשקל מולקולרי נמוך וגבוה בתמיסה. היאלופלזמה היקפית היא למעשה מיקרו-סביבה בה מתרחשים תהליכים מטבוליים כלליים וספציפיים. זה מספק יישום של פונקציות רבות של מנגנון פני השטח של התא. המרכיב השני של מנגנון השריר והשלד התת-ממברני, מערכת השרירים והשלד, ממוקם בהיאלופלזמה ההיקפית. מערכת השלד והשרירים כולל:

מיקרופיברילים או מיקרופילמנטים

סיבים שלד, או חוטי ביניים

מיקרוטובולים

מיקרופיברילים- מבנים חוטיים, המורכבים מ: 1. אקטין חלבון מתכווץ 2. מיוזין מולקולות של אקטין כדורי יוצרות פרוטופיברילים, יוצרות סליל כפול, אליו מחוברים חלבונים. הפולימריזציה דורשת: ATP, ריכוז גבוה של יוני Mg והחלבון פילמין. דה-פולריזציה של מיופיברילים של אקטין מתרחשת בהשתתפות חלבון פרופילין. תהליכי הפילמור והדפולריזציה מתרחשים במקביל בקצוות מנוגדים של המיופיברילים. מערכת השרירים והשלד מכילה מיקרופיברילים של מיוזין. המוזרויות של המבנה שלהם היא נוכחותם של "ראשים" המסוגלים לפצל ATP. במהלך תהליך זה, הראש נצמד למיקרופילמנטים של אקטין ביחס למיקרופילמנטים של מיוזין. סיבים שלד - נוצרים על ידי פילמור של מולקולות חלבון בודדות. סיבים שלד מסוגי תאים שונים מורכבים מחלבונים שונים. בתאי אפיתל, ספירלי השלד נוצרים על ידי החלבון פרקרטין ונקראים טונופיברילים. כל שרירי השלד עמידים לגורמים פיזיים ופיזיים. הם מבצעים פונקציה תומכת ומהווים מרכיב של שלד הציטו. מספר ואורכם של ספירלי השלד מווסתים על ידי מנגנונים תאיים, ששינויים בהם עלולים לגרום לליקויים בתפקוד התא. מיקרוטובולים - לתפוס את המיקום הרחוק ביותר מהפלזמה. דפנות המיקרוטובוליות נוצרות על ידי חלבוני טובולין. היחידה המבנית של המיקרוטובולים הם דימרים המורכבים ממולקולות -טובולין ו--טובולין. מיקרוטובולים כוללים גם סוגים אחרים של חלבונים הנקראים חלבוני MAP. חלבונים אלו מבטיחים תפקוד יעיל של המיקרוטובולים. היווצרות מיקרוטובולים מבוססת על תהליך פילמור של דימרים טובולין. ראשית, נוצרים חוטי טובולין - פרוטופילמנטיםהמתקשרים זה עם זה כדי ליצור את דופן המיקרוטובוליה. ככלל, דופן המיקרוטובולה מורכבת מ-13 פרוטופילמנטים. בתא, פילמור של microtubules מתרחשת על ידי הרכבה עצמית בתנאים מסוימים. מצב כזה הוא נוכחות של GTP (אנלוגי ל-ATP), יוני מגנזיום והיעדר סידן. היווצרותם של מיקרוטובוליות חדשות מתבצעת במרכזי ארגון המיקרוטובולים. המרכז החזק ביותר לארגון המיקרוטובוליות הוא צנטריולים.חלבון ממלא תפקיד בהתחלת פילמור מיקרוטובולי -  -גורם.

הובלה של מולקולות על פני ממברנות

חילופי החומרים בין התא לסביבה נקבעים על ידי פונקציית תחבורהחבילה. בפעילותו, התא משתמש במספר סוגי הובלה של מולקולות וחומרים באמצעות PAA:

הובלה חינם, או דיפוזיה פשוטה.

הובלה פסיבית, או דיפוזיה קלה

מעבר פעיל

הובלה באריזת ממברנה או ציטוזיס.

הובלה חינם -מתרחש רק בנוכחות שיפוע חשמלי משני צידי הממברנה. שיפוע זה קיים רק כאשר יש הבדל בריכוז ו/או המטענים של המולקולות המועברות. גודל השיפוע קובע את כיוון ומהירות התחבורה החופשית. סוג זה של הובלה נקרא הובלה לאורך שיפוע הריכוז.במקרה זה, מהירות ההובלה החופשית היא ישרה לגודל השיפוע. הובלה לאורך שיפוע הריכוז מביאה לירידה בהפרש הריכוזים ולירידה הדרגתית בקצב ההובלה החופשית. התפקיד הביולוגי של הובלה חינם מוגבל. זה נקבע על ידי חוסר הסלקטיביות שלו. כל מולקולה הידרופוביה יכולה לעבור דרך השכבה הביליפידית. רוב המולקולות הפעילות ביולוגית הינן הידרופיליות, ולכן ההובלה החופשית שלהן דרך השכבה הביליפידית קשה. הובלה פסיבית - facilitated diffusion - גם מתבצע רק לאורך שיפוע הריכוז וללא צריכת ATP. הובלה פסיבית היא הרבה יותר מהירה מאשר הובלה חינם. ככל שהפרש הריכוזים גדל, מגיע הרגע שבו המהירות הופכת קבועה. ההובלה מתבצעת על ידי מולקולות מיוחדות - מובילים.בעזרתם, מולקולות הידרופיליות גדולות (סוכרים, חומצות אמינו) מועברות דרך הממברנה לאורך שיפוע הריכוז. ל-PAK יש מנשאים פסיבייםעבור יונים שונים (K +, Na +, Ca 2+, Cl -, HCO 3 -). תכונה של נשאים פסיביים היא הספציפיות הגבוהה שלהם (סלקטיביות) ביחס למולקולות המועברות. התכונה השנייה היא מהירות התחבורה הגבוהה, שיכולה להיות 10 4 מולקולות בשנייה או יותר. התא יכול לווסת את מערך הנשאים הכמותי והאיכותי ב-PAC שלו. זה מאפשר לתא להתמיין ולהגיב לתנאים משתנים. מנגנון הפעולה של נשאים מבוסס על יכולתם ליצור ערוצים ספציפיים למולקולות מסוימות. לדוגמה: טרנספורטר גלוקוז פסיבי. ניתן לשנות את הפרמטרים של הובלה פסיבית בתא בעזרת תרופות ואנטיביוטיקה. אנטיביוטיקה פועלת כנשאים פסיביים. בתאים איקריוטים, כמה רעלים ורעלים יכולים לגרום להפרה של הובלה פסיבית.