Żywe organizmy zawierają duża liczba pierwiastki chemiczne. Tworzą dwie klasy związków - organiczny I nieorganiczny.
Substancje nieorganiczne budujące komórkę.
W komórkach różnych organizmów znaleziono około 70 pierwiastków układ okresowy pierwiastki chemiczne D.I. Mendelejewa, ale tylko 24 z nich ma ustaloną wartość i stale znajduje się we wszystkich typach komórek.
Największy ciężar właściwy w składzie pierwiastkowym komórki to tlen, węgiel, wodór i azot. Są to tak zwane pierwiastki zasadowe lub biogenne. Pierwiastki te stanowią ponad 95% masy komórek, a ich względna zawartość w materii żywej jest znacznie wyższa niż w skorupie ziemskiej.
Niezbędne są wapń, fosfor, siarka, potas, chlor, sód, magnez i żelazo. Ich zawartość w komórce jest obliczana w dziesiątych i setnych częściach procenta. Wymienione pierwiastki tworzą grupę makroelementów.
Pozostałe pierwiastki chemiczne: miedź, kobalt, mangan, molibden, cynk, bor, fluor, chrom, selen, glin, jod, krzem - występują jedynie w niewielkich ilościach (poniżej 0,01% masy komórek). Należą do grupy mikroelementów.
Procent tego czy innego elementu w ciele w żaden sposób nie charakteryzuje stopnia ważności i konieczności w ciele. Na przykład wiele pierwiastków śladowych jest częścią różnych substancji biologicznie czynnych - enzymów, witamin, hormonów, wpływają one na wzrost i rozwój, hematopoezę, procesy oddychania komórkowego itp.
Woda. gra ważna rola w życiu komórek i ogólnie żywych organizmów. Oprócz tego, że jest częścią ich składu, dla wielu organizmów jest także siedliskiem. Rola wody w komórce jest określona przez jej właściwości. Właściwości te są dość unikalne i związane są głównie z małymi rozmiarami cząsteczek wody, z polarnością jej cząsteczek oraz z ich zdolnością do łączenia się ze sobą wiązaniami wodorowymi.
Cząsteczki wody mają nieliniową strukturę przestrzenną. Atomy w cząsteczce wody są połączone spolaryzowanymi wiązaniami kowalencyjnymi, które łączą jeden atom tlenu z dwoma atomami wodoru. Biegunowość wiązań kowalencyjnych tłumaczy się w tym przypadku silną elektroujemnością atomów tlenu w stosunku do atomu wodoru; atom tlenu przyciąga do siebie elektrony ich wspólnych par elektronowych.
W rezultacie na atomie tlenu powstaje częściowo ujemny ładunek, a na atomach wodoru częściowo dodatni ładunek. Wiązania wodorowe tworzą się między atomami tlenu i wodoru sąsiednich cząsteczek wody.
Woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem substancji polarnych, takich jak sole, cukry, alkohole, kwasy. Substancje rozpuszczalne w wodzie to tzw hydrofilowy.
Substancje nierozpuszczalne w wodzie to tzw hydrofobowy.
Woda ma duża pojemność cieplna. Rozerwanie wiązań wodorowych, które utrzymują razem cząsteczki wody, wymaga dużo energii. Właściwość ta zapewnia utrzymanie równowagi termicznej organizmu przy znacznych wahaniach temperatury otoczenia. Ponadto woda ma wysoka przewodność cieplna co pozwala utrzymać organizm ta sama temperatura w całym swoim zakresie. Woda ma również wysoki poziom ciepło parowania, tj. zdolność cząsteczek do przenoszenia znacząca ilość ciepło, chłodzenie ciała. Ta właściwość wody jest wykorzystywana do pocenia się ssaków, dyszenia cieplnego u krokodyli i transpiracji (parowania) roślin, zapobiegając ich przegrzaniu.
Biologia [ Kompletne odniesienie przygotować się do egzaminu] Lerner Georgy Isaakovich
2.3.1. substancje nieorganiczne komórki
Komórka zawiera około 70 elementów układu okresowego pierwiastków Mendelejewa, a 24 z nich są obecne we wszystkich typach komórek. Wszystkie pierwiastki obecne w komórce są podzielone w zależności od ich zawartości w komórce na grupy:
makroelementy– H, O, N, C,. Mg, Na, Ca, Fe, K, P, Cl, S;
pierwiastki śladowe– B, Ni, Cu, Co, Zn, Mb itp.;
ultramikroelementy– U, Ra, Au, Pb, Hg, Se itp.
Komórka zawiera cząsteczki nieorganiczny I organiczny znajomości.
Związki nieorganiczne komórki - woda I nieorganiczny jony.
Woda jest najważniejszą substancją nieorganiczną komórki. Wszystkie reakcje biochemiczne zachodzą w roztworach wodnych. Cząsteczka wody ma nieliniową strukturę przestrzenną i ma polaryzację. Pomiędzy poszczególnymi cząsteczkami wody powstają wiązania wodorowe, które decydują o właściwościach fizycznych i Właściwości chemiczne woda.
Właściwości fizyczne wody: Ponieważ cząsteczki wody są polarne, woda ma właściwość rozpuszczania polarnych cząsteczek innych substancji. Substancje rozpuszczalne w wodzie to tzw hydrofilowy. Substancje nierozpuszczalne w wodzie to tzw hydrofobowy.
Woda ma wysoki poziom ciepło właściwe. Aby zerwać liczne wiązania wodorowe, które istnieją między cząsteczkami wody, konieczne jest pochłonięcie dużej ilości energii. Pamiętaj, ile czasu potrzeba, aby czajnik się zagotował. Ta właściwość wody jest zachowana bilans cieplny w organizmie.
Odparowanie wody wymaga dużo energii. Temperatura wrzenia wody jest wyższa niż wielu innych substancji. Ta właściwość wody chroni organizm przed przegrzaniem.
Woda może znajdować się w trzech stanach skupienia - ciekłym, stałym i gazowym.
Wiązania wodorowe decydują o lepkości wody i adhezji jej cząsteczek do cząsteczek innych substancji. Dzięki siłom adhezji cząsteczek na powierzchni wody tworzy się film, który ma taką charakterystykę jak napięcie powierzchniowe.
Po schłodzeniu ruch cząsteczek wody zwalnia. Liczba wiązań wodorowych między cząsteczkami staje się maksymalna. Woda osiąga największą gęstość w temperaturze 4°C. Gdy woda zamarza, rozszerza się (potrzebuje miejsca na utworzenie wiązań wodorowych), a jej gęstość maleje. Dlatego lód pływa.
funkcje biologiczne woda. Woda zapewnia ruch substancji w komórce i ciele, wchłanianie substancji i wydalanie produktów przemiany materii. W naturze woda przenosi odpady do gleb i zbiorników wodnych.
Woda jest aktywnym uczestnikiem reakcji metabolicznych.
Woda bierze udział w tworzeniu płynów smarujących i śluzu, wydzielin i soków w organizmie. Płyny te znajdują się w stawach kręgowców, m.in jama opłucnowa, w worku osierdziowym.
Woda jest częścią śluzu, który ułatwia przemieszczanie się substancji przez jelita, tworzy wilgotne środowisko na błonach śluzowych drogi oddechowe. Sekrety wydzielane przez niektóre gruczoły i narządy również mają podłoże wodne: ślina, łzy, żółć, sperma itp.
jony nieorganiczne. Do jonów nieorganicznych ogniwa należą: kationy K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+, NH 3 + oraz aniony Cl -, NO 3 -, H 2 PO 4 -, NCO 3 -, HPO 4 2-.
Różnica między liczbą kationów i anionów (Na + , Ka + , Cl-) na powierzchni i wewnątrz komórki zapewnia pojawienie się potencjału czynnościowego, który leży u podstaw pobudzenia nerwowego i mięśniowego.
aniony fosforowy kwasy tworzą układ buforów fosforanowych, utrzymując pH środowiska wewnątrzkomórkowego organizmu na poziomie 6-9.
Kwas węglowy i jego aniony tworzą dwuwęglanowy układ buforowy i utrzymują pH środowiska pozakomórkowego (osocza krwi) na poziomie 7-4.
Związki azotu służą jako źródło pożywienia mineralnego, syntezy białek, kwasów nukleinowych. Atomy fosforu wchodzą w skład kwasów nukleinowych, fosfolipidów, a także kości kręgowców, chitynowej osłony stawonogów. Jony wapnia są częścią substancji kostnej; są również niezbędne do realizacji skurczu mięśni, krzepnięcia krwi.
PRZYKŁADY ZADAŃ
A1. Biegunowość wody określa jej zdolność
1) przewodzą ciepło 3) rozpuszczają chlorek sodu
2) pochłaniają ciepło 4) rozpuszczają glicerynę
A2. Dzieciom z krzywicą należy podawać leki zawierające
1) żelazo 2) potas 3) wapń 4) cynk
A3. Przewodnictwo impulsu nerwowego zapewniają jony:
1) potas i sód 3) żelazo i miedź
2) fosfor i azot 4) tlen i chlor
A4. Słabe wiązania między cząsteczkami wody w fazie ciekłej to:
1) kowalencyjny 3) wodór
2) hydrofobowy 4) hydrofilowy
A5. Hemoglobina zawiera
1) fosfor 2) żelazo 3) siarka 4) magnez
A6. Wybierz grupę pierwiastki chemiczne, które muszą być obecne w białkach
A7. Pacjenci z niedoczynnością Tarczyca podawać leki zawierające
Część B
W 1. Wybierz funkcje wody w klatce
1) energia 4) budownictwo
2) enzymatyczne 5) natłuszczające
3) transportowe 6) termoregulacyjne
O 2. Zaznacz tylko właściwości fizyczne wody
1) zdolność do dysocjacji
2) hydroliza soli
3) gęstość
4) przewodność cieplna
5) przewodnictwo elektryczne
6) donacja elektronów
Część Z
C1. Jakie właściwości fizyczne wody o tym decydują? znaczenie biologiczne?
Z książki Kompletny przewodnik po analizach i badaniach w medycynie autor Ingerleib Michaił Borysowicz Z książki Encyklopedia dr Myasnikova o najważniejszych autor Miasnikow Aleksander Leonidowicz6.9. Komórki macierzyste Teraz modne jest mówienie o komórkach macierzystych. Kiedy ludzie pytają mnie, co o tym myślę, odpowiadam pytaniem: „Gdzie? W Rosji czy na świecie?” W Rosji i na świecie sytuacja w tej dziedzinie jest zupełnie inna. Świat przechodzi intensywne badania i
autor Lerner Georgy Isaakovich2.3. Organizacja chemiczna komórki. Związek struktury i funkcji nieorganicznych i materia organiczna(białka, kwasy nukleinowe, węglowodany, lipidy, ATP), które tworzą komórkę. Uzasadnienie pokrewieństwa organizmów na podstawie analizy skład chemiczny ich
Z książki Biologia [Kompletny przewodnik po przygotowaniu się do egzaminu] autor Lerner Georgy Isaakovich2.3.2. Materia organiczna komórki. Węglowodany, lipidy Węglowodany. Ogólny wzór to Сn (H2O)n. Dlatego węglowodany zawierają w swoim składzie tylko trzy pierwiastki chemiczne Węglowodany rozpuszczalne w wodzie Funkcje węglowodanów rozpuszczalnych: transportowe, ochronne, sygnałowe,
Z książki Krótka historia prawie wszystko na świecie przez Brysona Billa24 KLATKI Zaczyna się od jednej celi. Pierwsza komórka dzieli się na dwie, a dwie na cztery i tak dalej. Po zaledwie 47 podwojeniach będziesz mieć około 10 000 000 000 000 000 komórek gotowych do życia jako człowiek*.322 I każda z tych komórek dokładnie wie, co
TSB Z książki Duży Encyklopedia radziecka(KA) autor TSB Z książki Wielka radziecka encyklopedia (VK) autora TSB Z książki Wielka radziecka encyklopedia (PO) autora TSB Z książki Wielka radziecka encyklopedia (IN) autora TSB Z książki Wielka radziecka encyklopedia (NIE) autora TSB TSB Z książki Wielka radziecka encyklopedia (ST) autora TSB Z książki Wielka radziecka encyklopedia (PL) autora TSB Z książki Kieszonkowy przewodnik po badaniach medycznych autor Rudnicki Leonid Witalijewicz4.6. Substancje nieorganiczne Substancje nieorganiczne w osoczu i surowicy krwi (potas, sód, wapń, fosfor, magnez, żelazo, chlor itp.) decydują o właściwościach fizykochemicznych krwi.Ilość substancji nieorganicznych w osoczu wynosi około 1%. Występują w tkankach ciała
Z książki Jak zadbać o siebie po czterdziestce. Zdrowie, uroda, harmonia, energia autor Karpuchina Wiktoria WładimirownaWoda. Spośród substancji nieorganicznych, które tworzą komórkę, najważniejsza jest woda. Jego wysokość wynosi od 60 do 95% waga całkowita komórki. Woda odgrywa zasadniczą rolę w życiu komórek i ogólnie żywych organizmów. Oprócz tego, że jest częścią ich składu, dla wielu organizmów jest także siedliskiem.
Rola wody w komórce jest określona przez jej unikalny skład chemiczny i właściwości fizyczne, związane głównie z małymi rozmiarami cząsteczek, z polarnością cząsteczek i ich zdolnością do tworzenia między sobą wiązań wodorowych.
Woda jako składnik systemy biologiczne pełni następujące ważne funkcje:
Woda jest uniwersalnym rozpuszczalnikiem substancji polarnych, takich jak sole, cukry, alkohole, kwasy itp. Substancje łatwo rozpuszczalne w wodzie nazywane są hydrofilowymi. Kiedy substancja przechodzi do roztworu, jej cząsteczki lub jony mogą poruszać się swobodniej; odpowiednio wzrasta reaktywność substancji. Właśnie z tego powodu większość reakcje chemiczne w komórce przebiegają w roztworach wodnych. Jego cząsteczki biorą udział w wielu reakcje chemiczne na przykład podczas tworzenia lub hydrolizy polimerów. W procesie fotosyntezy woda jest donorem elektronów, źródłem jonów wodoru i wolnego tlenu.
Woda nie rozpuszcza się ani nie miesza z substancjami niepolarnymi, ponieważ nie może tworzyć z nimi wiązań wodorowych. Substancje nierozpuszczalne w wodzie nazywane są hydrofobowymi. Cząsteczki hydrofobowe lub ich części są odpychane przez wodę, aw jej obecności przyciągają się do siebie. Takie interakcje odgrywają ważną rolę w zapewnieniu stabilności błon, a także wielu cząsteczek białek, kwasów nukleinowych i wielu struktur subkomórkowych.
Woda ma duże ciepło właściwe. Rozerwanie wiązań wodorowych, które utrzymują razem cząsteczki wody, wymaga dużo energii. Właściwość ta zapewnia utrzymanie równowagi termicznej organizmu przy znacznych wahaniach temperatury środowisko. Ponadto woda ma wysoką przewodność cieplną, co pozwala ciału na utrzymanie tej samej temperatury w całej swojej objętości.
Woda charakteryzuje się dużym ciepłem parowania, czyli zdolnością cząsteczek do odprowadzania ze sobą znacznej ilości ciepła podczas ochładzania ciała. Dzięki tej właściwości wody, która objawia się podczas pocenia się u ssaków, duszności termicznej u krokodyli i innych zwierząt, transpiracji u roślin, zapobiega się ich przegrzaniu.
Woda ma wyjątkowo wysokie napięcie powierzchniowe. Ta właściwość jest bardzo znaczenie do procesów adsorpcji, do przemieszczania roztworów przez tkanki (krążenie krwi, prądy wstępujące i opadające w roślinach). W przypadku wielu małych organizmów napięcie powierzchniowe pozwala im unosić się lub ślizgać po powierzchni wody.
Woda zapewnia ruch substancji w komórce i ciele, wchłanianie substancji i wydalanie produktów przemiany materii.
U roślin woda decyduje o turgorze komórek, a u niektórych zwierząt pełni funkcje podporowe, będąc szkieletem hydrostatycznym (okrągłe i pierścieniowate, szkarłupnie).
Woda - część płyny smarujące (maziowe – w stawach kręgowców, opłucnowe – w jamie opłucnej, osierdziowe – w worku osierdziowym) i śluzowe (ułatwiają przemieszczanie się substancji przez jelita, tworzą wilgotne środowisko na błonach śluzowych dróg oddechowych) . Jest częścią śliny, żółci, łez, nasienia itp.
sole mineralne. Substancje nieorganiczne w komórce, z wyjątkiem wody, są prespauliczne sole mineralne. Cząsteczki soli w roztwór wodny rozpadają się na kationy i aniony. Najwyższa wartość mają kationy (K+, Na+, Ca2+, Mg:+, NH4+) i aniony (C1, H2P04-, HP042-, HC03-, NO32--, SO4 2-) Nie tylko zawartość, ale także stosunek jonów w komórka jest niezbędna.
Różnica między liczbą kationów i anionów na powierzchni i wewnątrz komórki zapewnia pojawienie się potencjału czynnościowego, który leży u podłoża wystąpienia pobudzenia nerwów i mięśni. Różnica w stężeniu jonów po różnych stronach membrany wynika z aktywnego przenoszenia substancji przez membranę, a także konwersji energii.
Aniony kwasu fosforowego tworzą fosforanowy układ buforowy, który utrzymuje pH środowiska wewnątrzkomórkowego organizmu na poziomie 6,9.
Kwas węglowy i jego aniony tworzą wodorowęglanowy układ buforowy, który utrzymuje pH środowiska pozakomórkowego (osocza krwi) na poziomie 7,4.
Niektóre jony biorą udział w aktywacji enzymów, tworzeniu ciśnienia osmotycznego w komórce, w procesach skurczu mięśni, krzepnięcia krwi itp.
Szereg kationów i anionów jest niezbędnych do syntezy ważnych substancji organicznych (np. fosfolipidów, ATP, nukleotydów, hemoglobiny, hemocyjaniny, chlorofilu itp.), a także aminokwasów, będących źródłem atomów azotu i siarki.
Źródło: NA Lemeza LV Kamlyuk ND Lisov „Podręcznik biologii dla kandydatów na uniwersytet
Substancje gromadzą się w komórkach zarodka i częściej w jego liścieniach, pierwszych liściach zarodkowych. Zarodek to miniaturowa roślina z narządami wegetatywnymi: pęd embrionalny (łodyga embrionalna, liścienie, pączek embrionalny) i korzeń embrionalny. Substancje zapasowe w komórkach bielma (tkanki magazynowej) lub w komórkach liścieni są reprezentowane przez tłuszcze, białka, węglowodany, kwasy organiczne, ...
Zużyto co najmniej 40 kJ / mol energii, która gromadzi się w wiązaniach makroergicznych: Dlatego o głównym znaczeniu procesów oddychania i fotosyntezy decyduje fakt, że dostarczają one energii do syntezy ATP, z udziałem której większość pracy jest wykonywana w komórce. Zatem ATP jest głównym uniwersalnym dostawcą energii w komórkach wszystkich żywych organizmów. ATP jest niezwykle...
W przypadku tlenu redukcja to usuwanie tlenu. Wraz z wprowadzeniem reprezentacji elektronowych do chemii pojęcie reakcji redoks zostało rozszerzone na reakcje, w których nie bierze udziału tlen. W chemii nieorganicznej reakcje redoks (ORR) można formalnie uważać za ruch elektronów z atomu jednego reagenta (reduktora) do atomu innego (...