Solun kemialliset elementit.

• Ennaltaehkäisy

Elävien organismien solut niiden kemiallisessa koostumuksessa eroavat merkittävästi ympäröivästä elottomasta ympäristöstä ja kemiallisten yhdisteiden rakenteesta sekä kemiallisten elementtien joukosta ja sisällöstä. Kaikkiaan elävissä organismeissa on nykyään noin 90 kemiallista elementtiä, jotka ovat sisällöltään riippuen jaettu kolmeen pääryhmään: makroelementteihin, mikroelementteihin ja ultramikroelementteihin.

Macronutrients.

Merkittävissä määrissä makroelementit ovat edustettuina elävissä organismeissa, jotka vaihtelevat sadasosista prosentteista kymmeniin prosentteihin. Jos kemiallisen aineen pitoisuus kehossa ylittää 0,005% painosta, tätä ainetta kutsutaan makroelementeiksi. Ne ovat osa tärkeimpiä kudoksia: verta, luut ja lihakset. Näitä ovat esimerkiksi seuraavat kemialliset elementit: vety, happi, hiili, typpi, fosfori, rikki, natrium, kalsium, kalium, kloori. Makroelementtien osuus elävien solujen massasta on noin 99%, suurin osa (98%) vetyä, happea, hiiltä ja typpeä.

Seuraavassa taulukossa on esitetty tärkeimmät makrotaloudelliset aineet elimistössä:

Kaikkien neljän yleisimpiä elävien organismien elementtejä (vety, happi, hiili, typpi, kuten aiemmin sanottiin), yksi yhteinen ominaisuus on ominaista. Näillä elementeillä ei ole yhtä tai useampaa elektronia ulommassa kiertoradassa stabiilien elektronisten sidosten muodostamiseksi. Täten vetyatomilla stabiilin elektronisidoksen muodostamiseksi puuttuu yksi elektroni ulkoisessa kiertoradassa, happiatomeissa, typessä ja hiilessä - kaksi, kolme ja neljä elektronia. Tältä osin nämä kemialliset elementit muodostavat helposti kovalenttisia sidoksia elektronien parittumisen vuoksi, ja ne voivat helposti olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa täyttäen niiden ulkokuoret. Lisäksi happi, hiili ja typpi voivat muodostaa paitsi yksittäisiä sidoksia myös kaksoissidoksia. Tämän seurauksena näistä elementeistä muodostuvien kemiallisten yhdisteiden määrä kasvaa merkittävästi.

Lisäksi hiili, vety ja happi - kevyimmät niistä elementeistä, jotka kykenevät muodostamaan kovalenttisia sidoksia. Siksi ne osoittautuivat sopivimmiksi elävien aineiden muodostavien yhdisteiden muodostamiseksi. On huomattava erikseen toinen tärkeä hiiliatomien ominaisuus - kyky muodostaa kovalenttiset sidokset neljän muun hiiliatomin kanssa kerralla. Tämän kyvyn ansiosta luurankoja luodaan valtavasti erilaisista orgaanisista molekyyleistä.

Hivenaineet

Vaikka hivenaineiden pitoisuus ei ylitä 0,005% kutakin yksittäistä elementtiä kohden, ja niiden kokonaismäärä on vain noin 1% solujen massasta, hivenaineet ovat välttämättömiä organismien elintärkeän toiminnan kannalta. Sisällön puuttuessa tai puuttuessa voi esiintyä erilaisia ​​sairauksia. Monet hivenaineet ovat osa ei-proteiiniryhmiä ja ovat välttämättömiä niiden katalyyttisen toiminnan toteuttamiseksi.
Esimerkiksi rauta on olennainen osa hemia, joka on osa sytokroomeja, jotka ovat elektroninsiirtoketjun komponentteja, ja hemoglobiini, proteiini, joka kuljettaa happea keuhkoista kudoksiin. Raudanpuute ihmiskehossa aiheuttaa anemian kehittymistä. Jodin puute, joka on osa kilpirauhashormonia tyroksiinia, johtaa sellaisten sairauksien esiintymiseen, jotka liittyvät tämän hormonin vajaatoimintaan, kuten endeemiseen struumaukseen tai kretinismin.

Esimerkkejä hivenaineista on esitetty seuraavassa taulukossa:

2.3 Solukemiallinen koostumus. Makro- ja hivenaineet

Video Tutorial 2: Orgaanisten yhdisteiden rakenne, ominaisuudet ja toiminnot Biopolymeerien käsite

Luento: Solukemiallinen koostumus. Makro- ja hivenaineet. Epäorgaanisten ja orgaanisten aineiden rakenteen ja toimintojen suhde

makroelementit, joiden pitoisuus on vähintään 0,01%;

hivenaineet - joiden pitoisuus on alle 0,01%.

Missä tahansa solussa hivenaineiden pitoisuus on alle 1%, makroelementit, vastaavasti - yli 99%.

Natrium, kalium ja kloori tarjoavat monia biologisia prosesseja - turgorin (sisäinen solupaine), hermojen sähköimpulssien ulkonäköä.

Typpi, happi, vety, hiili. Nämä ovat solun pääkomponentteja.

Fosfori ja rikki ovat tärkeitä peptidien (proteiinien) ja nukleiinihappojen komponentteja.

Kalsium on kaiken luuston muodostumisen perusta - hampaat, luut, kuoret, soluseinät. Se osallistuu myös lihasten supistumiseen ja veren hyytymiseen.

Magnesium on klorofyllin komponentti. Osallistuu proteiinien synteesiin.

Rauta on hemoglobiinin komponentti, osallistuu fotosynteesiin, määrittää entsyymien tehokkuuden.

Hivenaineet pitoisuuksina, jotka ovat tärkeitä fysiologisille prosesseille:

Sinkki on insuliinin komponentti;

Kupari - osallistuu fotosynteesiin ja hengitykseen;

Koboltti - B12-vitamiinin komponentti;

Jodi - osallistuu aineenvaihdunnan säätelyyn. Se on kilpirauhashormonien tärkeä osa;

Fluori on hammaskiilteen komponentti.

Mikro- ja makroaineiden pitoisuuden epätasapaino johtaa metabolisiin häiriöihin, kroonisten sairauksien kehittymiseen. Kalsiumin puutos - syyksi, rauta-anemia, typpi - proteiinien puute, jodi - metabolisten prosessien voimakkuuden väheneminen.

Harkitse orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden suhdetta soluun, niiden rakennetta ja toimintaa.

Solut sisältävät valtavan määrän mikro- ja makromolekyylejä, jotka kuuluvat eri kemiallisiin luokkiin.

Epäorgaaninen solumateriaali

Vesi. Elävän organismin kokonaismassasta se muodostaa suurimman prosenttiosuuden - 50-90% ja osallistuu lähes kaikkiin elämänprosesseihin:

kapillaariprosessit, koska se on yleinen polaarinen liuotin, vaikuttaa interstitiaalisen nesteen ominaisuuksiin, aineenvaihduntaan. Veden suhteen kaikki kemialliset yhdisteet jaetaan hydrofiilisiksi (liukoisiksi) ja lipofiilisiksi (liukenevat rasvoihin).

Metabolian intensiteetti riippuu sen pitoisuudesta solussa - mitä enemmän vettä, sitä nopeammin prosessit tapahtuvat. 12% veden häviäminen ihmiskehossa vaatii palauttamista lääkärin valvonnassa, 20%: n menetys - kuolema tapahtuu.

Mineraalisuolat. Sisältyvät eläviin järjestelmiin liuenneessa muodossa (dissosioituvat ioneiksi) ja liukenemattomiksi. Liuotetut suolat ovat mukana:

aineen siirto kalvon läpi. Metallikationit tarjoavat "kalium-natriumpumpun", joka muuttaa solun osmoottista painetta. Tämän vuoksi veteen, joka on siinä liuennut, ryntäytyy soluun tai lähtee pois, ottamatta tarpeettomia;

sähkökemiallisen luonteen omaavien hermoimpulssien muodostuminen;

ovat osa proteiineja;

fosfaatti-ioni - nukleiinihappojen ja ATP: n komponentti;

karbonaatti-ioni - tukee Ph: tä sytoplasmassa.

Liukenemattomat suolat kokonaismolekyylien muodossa muodostavat kuorien, kuorien, luiden, hampaiden rakenteita.

Solun orgaaninen aine

Orgaanisen aineen yhteinen piirre on hiilirunko-ketjun läsnäolo. Nämä ovat biopolymeerejä ja pieniä molekyylejä, joilla on yksinkertainen rakenne.

Elävien organismien tärkeimmät luokat:

Hiilihydraatteja. Solut sisältävät erilaisia ​​tyyppejä - yksinkertaisia ​​sokereita ja liukenemattomia polymeerejä (selluloosa). Prosentteina niiden osuus kasvin kuiva-aineesta on jopa 80%, eläimet - 20%. Heillä on tärkeä rooli solujen elämässä:

Fruktoosi ja glukoosi (monosakkaridit) imeytyvät nopeasti elimistöön, sisältyvät aineenvaihduntaan, ovat energialähde.

Riboosi ja deoksiriboosi (monosakkaridit) ovat yksi DNA: n ja RNA: n kolmesta pääkomponentista.

Laktoosi (joka viittaa disaharamiin) - syntetisoituu eläimen kehossa, on osa nisäkkäiden maitoa.

Sakkaroosi (disakkaridi) - energianlähde, muodostuu kasveista.

Maltoosi (disakkaridi) - antaa siementen itämisen.

Myös yksinkertaiset sokerit suorittavat muita toimintoja: signaali, suojaus, kuljetus.
Polymeeriset hiilihydraatit ovat vesiliukoisia glykogeenejä sekä liukenematonta selluloosaa, kitiiniä, tärkkelystä. Niillä on tärkeä rooli aineenvaihdunnassa, suoritetaan rakenteellisia, varastointi- ja suojaustoimintoja.

Lipidit tai rasvat. Ne eivät liukene veteen, mutta sekoittuvat hyvin keskenään ja liukenevat ei-polaarisiin nesteisiin (ei sisällä happea, esimerkiksi kerosiini tai sykliset hiilivedyt ovat ei-polaarisia liuottimia). Lipidit ovat välttämättömiä elimistössä energian tuottamiseksi - hapettumisen aikana muodostuu energiaa ja vettä. Rasvat ovat erittäin energiatehokkaita - hapettumisen aikana vapautuvan 39 kJ: n gramman avulla voit nostaa 4 tonnin painoisen kuorman 1 metrin korkeuteen. Rasva tarjoaa myös suojaavan ja eristävän toiminnon - eläimissä sen paksu kerros auttaa säilyttämään lämpöä kylmänä vuodenaikana. Rasvamaiset aineet suojaavat vesilintujen höyheniä kastumasta, tarjoavat terveellisen kiiltävän ulkonäön ja eläinkarvojen joustavuuden, suorittavat peitto-toiminnon kasvien lehdille. Joillakin hormoneilla on lipidirakenne. Rasvat muodostavat kalvorakenteen perustan.

Proteiinit tai proteiinit ovat biogeenisen rakenteen heteropolymeerejä. Ne koostuvat aminohapoista, joiden rakenneyksiköt ovat: aminoryhmä, radikaali ja karboksyyliryhmä. Aminohappojen ominaisuudet ja niiden erot toisistaan ​​määräävät radikaalit. Amfoteeristen ominaisuuksien vuoksi ne voivat muodostaa sidoksia keskenään. Proteiini voi käsittää useita tai satoja aminohappoja. Yhteensä proteiinien rakenne sisältää 20 aminohappoa, niiden yhdistelmät määrittävät proteiinien muotojen ja ominaisuuksien moninaisuuden. Noin kymmenkunta aminohappoa ovat välttämättömiä - niitä ei syntetisoida eläimen kehossa, ja niiden saanti tapahtuu kasviperäisten elintarvikkeiden avulla. Ruoansulatuskanavassa proteiinit jaetaan yksittäisiin monomeereihin, joita käytetään syntetisoimaan omia proteiinejaan.

Proteiinien rakenteelliset ominaisuudet:

ensisijainen rakenne - aminohappoketju;

toissijainen - ketju, joka on kierretty spiraaliksi, jossa kelojen välille muodostuu vety- sidoksia;

tertiäärinen - kierre tai useampi niistä, joka on rullattu globaaliksi ja liitetty heikkoihin joukkolainoihin;

Kvaternääriä ei ole kaikissa proteiineissa. Nämä ovat useita palloja, jotka on yhdistetty ei-kovalenttisilla sidoksilla.

Rakenteiden vahvuus voidaan rikkoa ja sitten palauttaa, kun taas proteiini menettää väliaikaisesti ominaispiirteensä ja biologisen aktiivisuutensa. Vain primäärirakenteen tuhoaminen on peruuttamaton.

Proteiinit suorittavat solussa monia toimintoja:

kemiallisten reaktioiden kiihtyminen (entsymaattinen tai katalyyttinen funktio, joista kukin vastaa tietystä yksittäisestä reaktiosta);
kuljetus - ionien, hapen, rasvahappojen siirto solukalvojen läpi;

suojaavat - veren proteiinit, kuten fibriini ja fibrinogeeni, ovat läsnä veriplasmassa inaktiivisessa muodossa, muodostavat verihyytymiä hapen aiheuttamasta loukkaantumispaikasta. Vasta-aineet - antavat immuniteetin.

rakenteelliset peptidit ovat osittain tai perustuvat solukalvoille, jänteille ja muille sidekudoksille, hiuksille, villalle, kanoille ja kynnet, siivet ja ulommat kokonaisosat. Actin ja myosiini tarjoavat supistavaa lihasten aktiivisuutta;

säätelyhormoniproteiinit tarjoavat humoraalista sääntelyä;
energia - ravintoaineiden puuttuessa keho alkaa hajottaa omia proteiinejaan, häiritsemällä omaa elintärkeää toimintaa. Siksi pitkään nälänhädän jälkeen keho ei voi aina toipua ilman lääkärin apua.

Nukleiinihapot. Ne ovat 2 - DNA ja RNA. RNA on monentyyppinen - informaatio-, kuljetus- ja ribosomaalinen. Sveitsin Sveitsin F. Fisherin löytämä 1800-luvun lopussa.

DNA on deoksiribonukleiinihappo. Sisältää ytimen, plastidien ja mitokondrioiden. Rakenteellisesti se on lineaarinen polymeeri, joka muodostaa komplementaaristen nukleotidiketjujen kaksinkertaisen heliksin. Amerikkalaiset D. Watson ja F. Crick loivat sen tilarakenteen käsitteen vuonna 1953.

Sen monomeeriset yksiköt ovat nukleotideja, joilla on pohjimmiltaan yhteinen rakenne:

typpipohjainen (kuuluu puriiniryhmään - adeniini, guaniini, pyrimidiini - tymiini ja sytosiini).

Polymeerimolekyylin rakenteessa nukleotidit yhdistetään pareittain ja komplementaarisesti, mikä johtuu erilaisista vety- sidosten lukumäärästä: adeniini + tymiini - kaksi, guaniini + sytosiini - kolme vety- sidosta.

Nukleotidien järjestys koodaa proteiinimolekyylien rakenteellisia aminohapposekvenssejä. Mutaatio on muutos nukleotidien järjestyksessä, koska proteiinimolekyylit, joilla on erilainen rakenne, koodataan.

RNA - ribonukleiinihappo. Sen erot DNA: sta ovat seuraavat:

tymiinin nukleotidin - urasiilin sijasta;

riboosi deoksiriboosin sijasta.

Kuljetus RNA on polymeeriketju, joka taitetaan ristikonlehtinä tasossa, ja sen päätehtävä on aminohapon syöttäminen ribosomeihin.

Matriisi (messenger) RNA muodostuu jatkuvasti ytimeen, joka on komplementaarinen DNA: n mihin tahansa osaan. Tämä on rakenteellinen matriisi, sen rakenteen perusteella kootaan proteiinimolekyyli ribosomiin. RNA-molekyylien kokonaismäärästä tämä tyyppi on 5%.

Ribosomal - vastaa proteiinimolekyylin valmistusprosessista. Se syntetisoidaan nukleiinissa. Sen häkissä on 85%.

ATP - adenosiinitrifosfaattihappo. Tämä on nukleotidi, joka sisältää:

Hivenaineita ovat mm

Säästä aikaa ja näe mainoksia Knowledge Plus -palvelun avulla

Säästä aikaa ja näe mainoksia Knowledge Plus -palvelun avulla

Vastaus

Vastaus on annettu

nikitasapper

Yhdistä Knowledge Plus -palveluun saadaksesi kaikki vastaukset. Nopeasti, ilman mainoksia ja taukoja!

Älä missaa tärkeitä - liitä Knowledge Plus, jotta näet vastauksen juuri nyt.

Katsele videota saadaksesi vastauksen

Voi ei!
Vastausten näkymät ovat ohi

Yhdistä Knowledge Plus -palveluun saadaksesi kaikki vastaukset. Nopeasti, ilman mainoksia ja taukoja!

Älä missaa tärkeitä - liitä Knowledge Plus, jotta näet vastauksen juuri nyt.

Solukemiallinen koostumus

Solun kemiallisen koostumuksen elementtien ryhmät

Elävää solua sisältäviä osia ja rakennetta tutkivaa tiedettä kutsutaan sytologiaksi.

Kaikki elimen kemialliseen rakenteeseen sisältyvät elementit voidaan jakaa kolmeen ryhmään:

• macronutrients;
• hivenaineet;
• ultramicro-elementit.

Makroelementteihin kuuluvat vety, hiili, happi ja typpi. Lähes 98 prosenttia kaikista tekijöistä on osa niiden osuutta.

Hivenaineet ovat kymmenennen ja sadasosan prosentteina. Ja erittäin alhainen määrä ultramikroelementtejä - sadasosia ja tuhansia prosentteja.

Kreikasta käännetty “makro” on suuri ja ”mikro” on pieni.

Kuva 1 Kemiallisten elementtien sisältö solussa

Tutkijat ovat havainneet, että elävien organismien ainutlaatuisia elementtejä ei ole. Siksi elävä, elämätön luonto koostuu samoista elementeistä. Tämä osoittaa niiden suhdetta.

Kemiallisen elementin kvantitatiivisesta sisällöstä huolimatta ainakin yhden niistä puuttuminen tai vähentäminen johtaa koko organismin kuolemaan. Loppujen lopuksi jokaisella on oma merkityksensä.

Solun kemiallisen koostumuksen rooli

Makroelementit ovat biopolymeerien, nimittäin proteiinien, hiilihydraattien, nukleiinihappojen ja lipidien, perusta.

Hivenaineet ovat osa olennaisia ​​orgaanisia aineita, jotka osallistuvat aineenvaihduntaan. Ne ovat mineraalisuolojen komponentteja, jotka ovat kationien ja anionien muodossa, ja niiden suhde määrää alkalisen ympäristön. Useimmiten se on hieman emäksistä, koska mineraalisuolojen suhde ei muutu.

Hemoglobiini sisältää rautaa, klorofylli-magnesiumia, proteiineja - rikkiä, nukleiinihappoja - fosforia, aineenvaihdunta tapahtuu riittävän määrän kalsiumia.

Kuva 2. Solujen koostumus

Jotkut kemialliset elementit ovat epäorgaanisten aineiden komponentteja, esimerkiksi vettä. Sillä on tärkeä rooli sekä kasvi- että eläinsolujen elintärkeässä toiminnassa. Vesi on hyvä liuotin, minkä vuoksi kaikki elimistössä olevat aineet on jaettu seuraavasti:

• Hydrofiilinen - veteen liukeneva;
• Hydrofobiset - eivät liukene veteen.

Veden läsnäolon vuoksi solu muuttuu joustavaksi, se edistää orgaanisten aineiden liikkumista sytoplasmaan.

Kuva 3. Solujen aineet.

Taulukko "Solun kemiallisen koostumuksen ominaisuudet"

Jotta voisimme ymmärtää selvästi, mitkä kemialliset elementit ovat osa solua, olemme luetelleet ne seuraavassa taulukossa:

Mitä kemiallisia elementtejä liittyy solun makro- ja mikrotuoteaineisiin?

Mitä kemiallisia elementtejä liittyy solun makro- ja mikrotuoteaineisiin?

Makroelementit (suuri osa kehosta sen sisällön mukaan) sisältävät seuraavat kemialliset elementit:

• happi (70%), hiili (15%), vety (10%), typpi (2%), kalium (0,3%), rikki (0, 2%), fosfori (1%), kloori (0, 1%), loput - magnesium, kalsium, natrium.

Hivenelementteihin (pieni prosenttiosuus kehon sisällöstä) sisältyvät sellaiset kemialliset elementit:

• koboltti, sinkki, vanadiini, fluori, seleeni, kupari, kromi, nikkeli, germanium, jodi, rutenium.

Solukemiallinen koostumus

Solu on maapallon elämän perusyksikkö. Siinä on kaikki elävän organismin ominaisuudet: se kasvaa, lisääntyy, vaihtaa aineita ja energiaa ympäristön kanssa, reagoi ulkoisiin ärsykkeisiin. Biologisen kehityksen alku liittyy solun elämää koskevien muotojen esiintymiseen maapallolla. Yksisoluiset organismit ovat soluja, jotka ovat erillään toisistaan. Kaikkien monisoluisten - eläinten ja kasvien - runko on rakennettu suuremmasta tai pienemmästä määrästä soluja, jotka ovat eräänlainen lohko, joka muodostaa monimutkaisen organismin. Riippumatta siitä, onko solu täydellinen elävä järjestelmä - erillinen organismi tai se on vain osa sitä, sillä on joukko ominaisuuksia ja ominaisuuksia, jotka ovat yhteisiä kaikille soluille.

Solukemiallinen koostumus

Noin 60 elementtiä Mendeleevin jaksollisesta taulukosta löytyi soluista, jotka ovat myös elottomia. Tämä on yksi todiste elävästä ja elottomasta luonnosta. Elävissä organismeissa yleisimpiä ovat vety, happi, hiili ja typpi, jotka muodostavat noin 98% solujen massasta. Tämä johtuu vedyn, hapen, hiilen ja typen kemiallisten ominaisuuksien erityispiirteistä, joiden seurauksena ne osoittautuivat sopivimmiksi biologisia toimintoja suorittavien molekyylien muodostumiseen. Nämä neljä elementtiä kykenevät muodostamaan erittäin vahvoja kovalenttisia sidoksia kahden atomin elektronien pariliitoksen kautta. Kovalenttisesti sitoutuneet hiiliatomit voivat muodostaa lukemattomien erilaisten orgaanisten molekyylien telineitä. Koska hiiliatomit muodostavat helposti kovalenttisia sidoksia hapen, vedyn, typen ja myös rikin kanssa, orgaaniset molekyylit saavuttavat poikkeuksellisen monimutkaisuuden ja rakenteen monimuotoisuuden.

Solun neljän pääelementin lisäksi havaittavissa olevat määrät (prosenttiosuuden kymmenes ja 100. fraktio) sisältävät rautaa, kaliumia, natriumia, kalsiumia, magnesiumia, klooria, fosforia ja rikkiä. Kaikki muut elementit (sinkki, kupari, jodi, fluori, koboltti, mangaani jne.) Ovat solussa hyvin pieninä määrinä ja niitä kutsutaan mikroelementeiksi.

Kemialliset elementit ovat osa epäorgaanisia ja orgaanisia yhdisteitä. Epäorgaanisia yhdisteitä ovat vesi, mineraalisuolat, hiilidioksidi, hapot ja emäkset. Orgaaniset yhdisteet ovat proteiineja, nukleiinihappoja, hiilihydraatteja, rasvoja (lipidejä) ja lipidejä. Hapen, vedyn, hiilen ja typen lisäksi muita elementtejä voidaan sisällyttää. Jotkut proteiinit sisältävät rikkiä. Nukleiinihappojen ainesosa on fosfori. Hemoglobiinimolekyyli sisältää rautaa, magnesium on mukana klorofylli-molekyylin rakentamisessa. Hivenaineiden elollisten organismien erittäin alhaisesta sisällöstä huolimatta niillä on tärkeä rooli elintärkeän toiminnan prosesseissa. Jodi on osa kilpirauhashormonia - tyroksiinia, kobolttia - B-vitamiinin koostumuksessa₁₂ Insuliini, haiman saarekkeen hormoni, sisältää sinkkiä. Joissakin kaloissa kupari on rauta-asemassa happipitoisten pigmenttien molekyyleissä.

vesi

H₂O - yleisin yhdiste elävissä organismeissa. Sen sisältö eri soluissa vaihtelee melko laajasti: 10% hammaskiillosta 98%: iin meduusojen kehossa, mutta keskimäärin se on noin 80% kehon painosta. Veden äärimmäisen tärkeä rooli elintärkeän toiminnan prosessien varmistamisessa johtuu sen fysikaalis-kemiallisista ominaisuuksista. Molekyylien polariteetti ja kyky muodostaa vety- sidoksia tekevät vedestä hyvän liuottimen suurelle määrälle aineita. Useimmat solussa tapahtuvat kemialliset reaktiot voivat esiintyä vain vesiliuoksessa. Vesi on mukana monissa kemiallisissa muunnoksissa.

Vesimolekyylien kokonaismäärä vesimolekyylien välillä vaihtelee t °: n mukaan. T °: ssa jään sulaminen tuhoaa noin 15% vety- sidoksista, t ° 40 ° С - puolet. Kaasumiseen siirtymisen aikana kaikki vety- sidokset tuhoutuvat. Tämä selittää veden korkean ominaislämmön. Kun ulkoisen ympäristön lämpötila muuttuu, vesi imee tai vapauttaa lämpöä vetysidosten repeytymisen tai uudelleenmuodostumisen vuoksi. Tällä tavoin solun sisäiset t-värähtelyt ovat pienempiä kuin ympäristössä. Korkea höyrystymislämpö perustuu tehokkaaseen lämmönsiirtomekanismiin kasveissa ja eläimissä.

Vesi liuottimena osallistuu osmoosin ilmiöihin, joilla on tärkeä rooli organismin solun elintärkeässä aktiivisuudessa. Osmoosi viittaa liuotinmolekyylien tunkeutumiseen puoliläpäisevän kalvon läpi aineen liuokseen. Puoliläpäiseviä kalvoja kutsutaan kalvoiksi, jotka kulkevat liuotinmolekyylien läpi, mutta eivät läpäise liuenneiden molekyylien (tai ionien) läpi. Siksi osmoosi on vesimolekyylien yksipuolinen diffuusio liuoksen suuntaan.

Mineraalisuolat

Suurin osa epäorgaanisista soluista on suolojen muodossa dissosioituneissa tai kiinteässä tilassa. Kationien ja anionien pitoisuus solussa ja sen ympäristössä vaihtelee. Solussa on paljon K: ta ja paljon Na: ta. Solunulkoisessa ympäristössä, esimerkiksi veriplasmassa, merivedessä, päinvastoin, on paljon natriumia eikä riittävästi kaliumia. Solun ärsyttävyys riippuu Na +, K +, Ca2 +, Mg2 + ionien pitoisuuksien suhteesta. Monisoluisten eläinten kudoksissa K sisältyy monisoluisen aineen koostumukseen, joka takaa solujen yhteenkuuluvuuden ja niiden järjestäytyneen järjestelyn. Solun osmoottinen paine ja sen puskurin ominaisuudet riippuvat suurelta osin suolapitoisuudesta. Puskurointi on solun kyky ylläpitää sen sisällön heikosti emäksistä reaktiota vakiotasolla. Solun sisällä tapahtuva puskurointi tapahtuu pääasiassa H-ionien avulla₂RO₄ ja NRA₄ 2-. Solunulkoisissa nesteissä ja veressä H on puskurin rooli.₂CO₃ ja NSO₃ -. Anionit sitovat H-ioneja ja hydroksidi-ioneja (OH -), minkä ansiosta solunulkoisten nesteiden solun sisällä oleva reaktio pysyy lähes ennallaan. Liukenemattomat mineraalisuolat (esimerkiksi kalsiumfosfaatti) tarjoavat selkärankaisten ja nilviäisten kuorien luukudoksen lujuuden.

Solun orgaaninen aine

proteiineja

Orgaanisten aineiden joukossa solut ovat ensinnäkin proteiineja sekä määrässä (10–12% solun kokonaismassasta) että arvosta. Proteiinit ovat suurimolekyylisiä polymeerejä (joiden molekyylipaino on 6000 - 1 miljoonaa tai enemmän), joiden monomeerit ovat aminohappoja. Elävät organismit käyttävät 20 aminohappoa, vaikka niitä on paljon enemmän. Minkä tahansa aminohapon koostumus sisältää aminoryhmän (-NH₂), joilla on emäksisiä ominaisuuksia, ja karboksyyliryhmä (-COOH), jolla on happamia ominaisuuksia. Kaksi aminohappoa yhdistetään yhdeksi molekyyliksi muodostamalla HN-CO-sidos vesimolekyylin vapautumiseen. Yhden aminohapon aminoryhmän ja toisen karboksyylin välistä sidosta kutsutaan peptidiksi. Proteiinit ovat polypeptidejä, jotka sisältävät kymmeniä ja satoja aminohappoja. Eri proteiinien molekyylit eroavat toisistaan ​​molekyylipainossa, lukumäärässä, aminohappojen koostumuksessa ja niiden järjestelyn sekvenssissä polypeptidiketjussa. Siksi on selvää, että proteiinit eroavat toisistaan ​​valtavassa monimuotoisuudessa, niiden lukumäärä kaikissa elävien organismien lajeissa arvioidaan olevan 10 10 - 10 12.

Kovalenttisilla peptidisidoksilla sidottuja aminohappoyksiköiden ketjua tietyssä sekvenssissä kutsutaan proteiinin primäärirakenteeksi. Soluissa proteiinit ovat spiraalikierteisiä kuituja tai palloja (pallot). Tämä selittyy sillä, että luonnollisessa proteiinissa polypeptidiketju asetetaan tiukasti määritellyllä tavalla sen ainesosien aminohappojen kemiallisen rakenteen mukaan.

Aluksi polypeptidiketju kelataan ylös. Vierekkäisten kelojen atomien ja vetysidosten välille muodostuu vetovoima erityisesti naapurikeloissa olevien NH- ja CO-ryhmien välillä. Aminohappoketju, joka on kierretty spiraaliksi, muodostaa proteiinin sekundäärirakenteen. Helixin edelleen taittumisen seurauksena syntyy spesifinen jokaiselle proteiinikokoonpanolle, jota kutsutaan tertiääriseksi rakenteeksi. Tertiäärinen rakenne johtuu tarttumisvoimien vaikutuksesta hydrofobisten radikaalien välillä, joita esiintyy joissakin aminohapoissa ja kovalenttisissa sidoksissa aminohappokysteiinin SH-ryhmien (S-S-sidokset) välillä. Aminohappojen määrä hydrofobisilla radikaaleilla ja kysteiinillä sekä niiden sijainnin polypeptidiketjussa järjestys ovat spesifisiä kullekin proteiinille. Siksi proteiinin tertiäärisen rakenteen ominaisuudet määritetään sen primaarirakenteen perusteella. Proteiinilla on biologista aktiivisuutta vain tertiäärisen rakenteen muodossa. Siksi jopa yhden aminohapon korvaaminen polypeptidiketjussa voi johtaa proteiinin konfiguraation muutokseen ja sen biologisen aktiivisuuden vähenemiseen tai häviämiseen.

Joissakin tapauksissa proteiinimolekyylit yhdistyvät toistensa kanssa ja voivat suorittaa tehtävänsä vain kompleksien muodossa. Niinpä hemoglobiini on neljän molekyylin kompleksi ja vain tässä muodossa se pystyy kiinnittämään ja kuljettamaan O: ta. Tällaiset aggregaatit edustavat proteiinin kvaternääristä rakennetta. Koostumuksessa proteiinit jaetaan kahteen pääluokkaan - yksinkertaiseen ja monimutkaiseen. Yksinkertaiset proteiinit koostuvat vain aminohapoista, nukleiinihapoista (nukleotideista), lipideistä (lipoproteiineista), Me: stä (metalloproteideista), P: stä (fosfoproteiinit).

Solujen proteiinien toiminnot ovat erittäin erilaisia. Yksi tärkeimmistä on rakennusfunktio: proteiinit osallistuvat kaikkien solumembraanien ja soluorganoidien muodostumiseen sekä solunsisäisiin rakenteisiin. Proteiinien entsymaattinen (katalyyttinen) rooli on erittäin tärkeä. Entsyymit kiihdyttävät solussa esiintyviä kemiallisia reaktioita, 10 ki ja 100 miljoonaa kertaa. Moottorin toimintaa tarjoavat erityiset kontraktiilit proteiinit. Nämä proteiinit ovat mukana kaikentyyppisissä liikkeissä, joita solut ja organismit kykenevät: räpylän värähtely ja pirstoutuminen alkueläimissä, lihasten supistuminen eläimissä, lehtien liikkuminen kasveissa jne. tai biologisesti aktiivisia aineita (hormonit) ja siirtää ne kehon kudoksiin ja elimiin. Suojaustoiminto ilmaistaan ​​tiettyjen proteiinien, nimeltään vasta-aineiden, tuotannossa vasteena vieraiden proteiinien tai solujen tunkeutumiseen kehoon. Vasta-aineet sitovat ja neutraloivat vieraita aineita. Proteiineilla on tärkeä rooli energialähteinä. Täydellinen halkaisu 1g. proteiinille annetaan 17,6 kJ (

hiilihydraatit

Hiilihydraatit tai sakkaridit - orgaaniset aineet, joilla on yleinen kaava (СН₂O)_n. Useimpien hiilihydraattien H-atomien lukumäärä on kaksinkertainen O-atomien lukumäärään, kuten vesimolekyyleissä. Siksi näitä aineita kutsuttiin hiilihydraateiksi. Elävässä solussa hiilihydraatit ovat määrinä, jotka eivät ylitä 1-2, joskus 5% (maksassa, lihaksissa). Kasvien solut ovat rikkaimpia hiilihydraateissa, joissa niiden pitoisuus on joissakin tapauksissa 90% kuiva-aineen painosta (siemenet, perunan mukulat jne.).

Hiilihydraatit ovat yksinkertaisia ​​ja monimutkaisia. Yksinkertaisia ​​hiilihydraatteja kutsutaan monosakkarideiksi. Molekyylissä olevien hiilihydraattiatomien lukumäärästä riippuen monosakkarideja kutsutaan triooseiksi, tetroseiksi, pentooseiksi tai heksooseiksi. Kuudesta hiilimonosakkaridista - heksooseista - tärkeimmät ovat glukoosi, fruktoosi ja galaktoosi. Glukoosi on veressä (0,1-0,12%). Riboosin ja deoksiriboosin pentoosit ovat osa nukleiinihappoja ja ATP: tä. Jos kaksi monosakkaridia yhdistetään yhteen molekyyliin, tätä yhdistettä kutsutaan disakkaridiksi. Ruoasta tai sokerijuurikkaasta valmistettu sokeri koostuu yhdestä glukoosimolekyylistä ja yhdestä fruktoosimolekyylistä, maitosokerista glukoosista ja galaktoosista.

Monien monosakkaridien muodostamia kompleksisia hiilihydraatteja kutsutaan polysakkarideiksi. Tällaisten polysakkaridien monomeeri tärkkelyksenä, glykogeeninä, selluloosana on glukoosi. Hiilihydraatit suorittavat kaksi päätehtävää: rakentaminen ja energia. Selluloosa muodostaa kasvisolujen seinämät. Monimutkainen polysakkaridikitiini on niveljalkaisten ulkoisen luuston pääkomponentti. Chitiin on myös rakennusfunktio sienissä. Hiilihydraatit ovat tärkein energianlähde solussa. Prosessissa hapetetaan 1 g hiilihydraatteja 17,6 kJ (

4,2 kcal). Tärkkelys kasveissa ja glykogeeni eläimissä talletetaan soluihin ja toimii energian varana.

Nukleiinihapot

Nukleiinihappojen arvo solussa on hyvin suuri. Niiden kemiallisen rakenteen erityispiirteet tekevät mahdolliseksi tallentaa, siirtää ja siirtää perintönä tyttärisoluille tietoa proteiinimolekyylien rakenteesta, jotka syntetisoidaan kussakin kudoksessa tietyssä yksilöllisen kehityksen vaiheessa. Koska useimmat solujen ominaisuudet ja merkit johtuvat proteiineista, on selvää, että nukleiinihappojen stabiilisuus on tärkein edellytys solujen ja koko organismien normaalille toiminnalle. Muutokset solujen rakenteessa tai niiden fysiologisten prosessien aktiivisuudessa, mikä vaikuttaa elintärkeään toimintaan. Nukleiinihappojen rakenteen tutkiminen on äärimmäisen tärkeää organismeissa olevien hahmojen perimisen ymmärtämiseksi ja sekä yksittäisten solujen että solusysteemien - kudosten ja elinten - toimintaa sääteleville laeille.

Nukleiinihappoja on 2 tyyppiä - DNA ja RNA. DNA on polymeeri, joka koostuu kahdesta nukleotidiheliksestä, joka on suljettu siten, että muodostuu kaksoiskierre. DNA-molekyylien monomeerit ovat nukleotideja, jotka koostuvat typpipohjasta (adeniini, tymiini, guaniini tai sytosiini), hiilihydraatista (deoksiriboosista) ja fosforihappotähdestä. DNA-molekyylin typpipitoiset emäkset on kytketty toisiinsa epätasa-arvoisella määrällä H-sidoksia ja ne on järjestetty pareittain: adeniini (A) on aina tymiiniä (T), guaniinia (G) vastaan ​​sytosiinia (C) vastaan.

Nukleotidit eivät ole toisiinsa yhteydessä sattumanvaraisesti, vaan valikoivasti. Kykyä vuorovaikutuksessa selektiivisesti adeniinitymiinin ja guaniinin kanssa sytosiinin kanssa kutsutaan komplementaarisuudeksi. Tiettyjen nukleotidien komplementaarinen vuorovaikutus selittyy niiden molekyylien atomien spatiaalisen järjestelyn erityispiirteillä, jotka mahdollistavat niiden konvergoitumisen ja H-sidosten muodostumisen. Polynukleotidiketjussa vierekkäiset nukleotidit on liitetty yhteen sokerin (deoksiriboosin) ja fosforihappotähteen kautta. RNA sekä DNA on polymeeri, jonka monomeerit ovat nukleotideja. Kolmen nukleotidin typen emäkset ovat samat kuin ne, jotka ovat osa DNA: ta (A, G, C); neljäs, urasiili (V), on läsnä RNA-molekyylissä tymiinin sijasta. RNA-nukleotidit eroavat DNA-nukleotideista ja niiden hiilihydraatin rakenteesta (riboosi deoksiriboosin sijasta).

RNA-ketjussa nukleotidit sitoutuvat muodostamalla kovalenttiset sidokset yhden nukleotidin riboosin ja toisen fosforihappotähdön välille. Rakenteessa erotetaan kaksijuosteiset RNA: t. Kaksijuosteiset RNA: t ovat geneettisen informaation säilyttäjiä useille viruksille, ts. ne suorittavat kromosomien tehtävät. Yksisäikeiset RNA: t siirtävät tietoa proteiinien rakenteesta kromosomista niiden synteesipaikkaan ja osallistuvat proteiinien synteesiin.

Yksijuosteista RNA: ta on useita. Niiden nimet johtuvat solun toiminnasta tai sijainnista. Suurin osa sytoplasmisesta RNA: sta (jopa 80-90%) on ribosomien sisältämä ribosomaalinen RNA (rRNA). RRNA-molekyylit ovat suhteellisen pieniä ja koostuvat keskimäärin 10 nukleotidista. Toinen RNA-tyyppi (mRNA), joka sisältää informaatiota aminohappojen sekvenssistä proteiineissa, jotka täytyy syntetisoida ribosomeihin. Näiden RNA: iden koko riippuu sen DNA-alueen pituudesta, johon ne syntetisoitiin. Kuljetus RNA suorittaa useita toimintoja. Ne antavat aminohappoja proteiinisynteesin paikkaan, ne "tunnistavat" (komplementaarisuusperiaatteen mukaisesti) siirrettyä aminohappoa vastaavan tripletin ja RNA: n, suorittavat aminohapon tarkan orientoinnin ribosomiin.

Rasvat ja lipidit

Rasvat ovat suurimolekyylipainoisten rasvahappojen ja glyseriinitriatomialkoholin yhdisteitä. Rasvat eivät liukene veteen - ne ovat hydrofobisia. Solussa on aina muita kompleksisia hydrofobisia rasvaisia ​​aineita, joita kutsutaan lipoideiksi. Yksi rasvan päätoiminnoista on energia. 1 g: n rasvojen hajottamisen aikana₂ ja H₂Noin suuri määrä energiaa vapautuu - 38,9 kJ (

9,3 kcal). Solun rasvapitoisuus on 5-15 paino-% kuiva-aineesta. Elävissä kudos soluissa rasvan määrä nousee 90 prosenttiin. Rasvojen pääasiallinen tehtävä eläinten (ja osittain kasvien) varastoinnissa maailmassa.

Kun 1 g rasvaa (hiilidioksidia ja vettä) hapetetaan, vapautuu noin 9 kcal energiaa. (1 kcal = 1000 kaloria; kalori (cal, cal)) on off-system-yksikkö työ- ja energiayksikössä, joka on yhtä suuri kuin lämmön määrä, joka tarvitaan 1 ml: n lämmittämiseen 1 ° C: ssa normaalilla ilmakehän paineella 101,325 kPa; 1 kcal = 4,19 kJ). Hapetettaessa (kehossa) 1 g proteiineja tai hiilihydraatteja vapautuu vain noin 4 kcal / g. Erilaisissa vesieliöissä - yksisoluisista piilevistä jättiläishaaroihin - rasva kelluu, mikä vähentää kehon keskimääräistä tiheyttä. Eläinrasvojen tiheys on noin 0,91-0,95 g / cm3. Selkärankaisten luun tiheys on lähellä 1,7-1,8 g / cm3, ja useimpien muiden kudosten keskimääräinen tiheys on lähellä 1 g / cm3. On selvää, että rasvaa tarvitaan melko paljon, jotta raskas luuranko olisi tasapainossa.

Rasvat ja lipidit suorittavat rakennusfunktion: ne ovat osa solukalvoa. Huonon lämmönjohtavuuden vuoksi rasva kykenee suojaamaan. Joissakin eläimissä (sinetit, valaat) se on kerrostettu ihonalaisessa rasvakudoksessa, joka muodostaa jopa 1 metrin paksuisen kerroksen ja joidenkin lipoidien muodostuminen edeltää useiden hormonien synteesiä. Näin ollen nämä aineet ovat luontaisia ​​metabolisten prosessien säätelyn toiminnassa.

Makro- ja hivenaineet

Noin 80 kemiallista elementtiä löytyy elävistä organismeista, mutta vain 27 näistä elementeistä perustetaan niiden toiminta solussa ja organismissa. Jäljelle jäävät elementit ovat pieniä määriä, ja ne tulevat ilmeisesti ruoan, veden ja ilman mukana.

Riippuen niiden keskittymisestä, ne jaetaan makroelementteihin ja mikroelementteihin.

Kunkin makroelementin pitoisuus kehossa ylittää 0,01% ja niiden kokonaispitoisuus on 99%. Makroelementteihin kuuluvat happi, hiili, vety, typpi, fosfori, rikki, kalium, kalsium, natrium, kloori, magnesium ja rauta. Neljää ensimmäistä luetelluista elementeistä (happi, hiili, vety ja typpi) kutsutaan myös organogeenisiksi, koska ne ovat osa tärkeimpiä orgaanisia yhdisteitä. Fosfori ja rikki ovat myös useiden orgaanisten aineiden, kuten proteiinien ja nukleiinihappojen komponentteja. Fosfori on tarpeen luiden ja hampaiden muodostamiseksi.

Ilman jäljellä olevia makroelementtejä kehon normaali toiminta on mahdotonta.

Niinpä kalium, natrium ja kloori ovat mukana solujen herätysprosesseissa. Kalsium on osa kasvien, luiden, hampaiden ja nilviäisten kuorien soluseinämiä, se tarvitaan lihassolujen supistumiseen ja veren hyytymiseen. Magnesium on klorofyllin osa - pigmentti, joka takaa fotosynteesin virtauksen. Hän osallistuu myös proteiinien ja nukleiinihappojen biosynteesiin. Rauta on osa hemoglobiinia ja on välttämätön monien entsyymien toiminnalle.

Hivenaineet sisältyvät kehoon pitoisuuksina, jotka ovat alle 0,01%, ja niiden kokonaispitoisuus solussa ei saavuta 0,1%. Mikroelementteihin kuuluvat sinkki, kupari, mangaani, koboltti, jodi, fluori jne.

Sinkki on osa haiman hormonimolekyyliä, insuliinia, fotosynteesiin ja hengitykseen tarvitaan kuparia. Koboltti on B12-vitamiinin komponentti, jonka puuttuminen johtaa anemiaan. Jodi on välttämätön kilpirauhashormonien synteesille, mikä varmistaa aineenvaihdunnan normaalin virtauksen, ja fluori liittyy hammaskiilteen muodostumiseen.

Makro- ja mikroelementtien sekä vajaatoiminta että liiallinen tai heikentynyt aineenvaihdunta johtavat eri sairauksien kehittymiseen.

Erityisesti kalsium- ja fosforipuutos aiheuttaa riisiä, typen puutetta - vakavaa proteiinipuutetta, rautapuutetta - anemiaa, jodin puutetta - kilpirauhashormonin muodostumisen heikkenemistä ja vähentynyttä aineenvaihduntaa, vähentynyt fluoridi. Lyijy on myrkyllistä lähes kaikille organismeille.

Makro- ja mikroelementtien puuttumista voidaan kompensoida lisäämällä niiden sisältöä ruoassa ja juomavedessä sekä ottamalla lääkkeitä.

Solun kemialliset elementit muodostavat erilaisia ​​yhdisteitä - epäorgaanisia ja orgaanisia.

Solun kemiallinen koostumus. Mikro- ja makroelementit

Solun kemiallinen koostumus. Mikro- ja makroelementit.

Jokainen solu sisältää monia kemiallisia elementtejä, jotka osallistuvat erilaisiin kemiallisiin reaktioihin. Kemialliset prosessit, virtaa häkissä - yksi hänen elämänsä perusedellytyksistä, kehittäminen ja toiminta. Jotkut solun kemialliset elementit enemmän, toiset vähemmän.

Perinteisesti kaikki solun elementit voidaan jakaa kolmeen ryhmään:

• 
  Makroelementit (> 0,01%)
  
• 
  Hivenaineet (0,001% - 0,000001%)
  
• 
  Ultramicro-elementit (alle 0,0000001%)
  

macronutrients

Makrotaloudet - kemialliset elementit, jotka muodostavat elävien organismien lihan.

Näitä ovat: (Biogeeniset): hiili, happi, vety, typpi, rikki, fosfori, magnesium, kalsium, natrium, kalium.

ominaisuudet:

• 
  Elävien organismien sisältö yli 0,01%
  
• 
  Useimmat makroelintarvikkeet pääsevät ihmiskehoon ruoan kanssa
  
• 
  Vaadittu päivittäinen hinta -> 200 mg. (Kalium, kalsium, magnesium, natrium, rikki, kloori)
  
• 
  Sijaitsee lihaksessa, luussa, sidekudoksissa ja veressä.
  
• 
  Vastaa normaalista happopohjan kehityksestä.
  
• 
  Säilytä osmoottinen paine.
  

Makroelintarvikkeiden puute voi johtaa ihmisten terveyden heikkenemiseen.

Syynä voi olla: aliravitsemus, huono ekologia, kivennäisaineiden massiivinen häviäminen sairauden tai lääkityksen vuoksi.

Hivenaineet - biokemiallisiin prosesseihin liittyvät kemialliset elementit.

Näitä ovat: vanadiini, jodi, koboltti, mangaani, nikkeli, seleeni, fluori, kupari, kromi, sinkki.

^ Perustekijät - happi, typpi, hiili, vety - ovat rakennusmateriaaleja ja heillä on suurin osuus. Jäljelle jäävät hivenaineet ovat pieniä määriä, mutta niiden vaikutus ihmisten terveyteen ei ole vähäisempää.

ominaisuudet:

• 
  Osallistu luunmuodostuksen, verenmuodostuksen, lihasten supistumisen prosesseihin.
  
• 
  Vaadittu päivittäinen hinta -

Aihe 2.2. Kemiallisten solujen koostumus. - 10-11 luokka, Syvozlazov (työkirjan osa 1)

1. Anna käsitteiden määritelmät.
Elementti on joukko atomeja, joilla on sama ydinvaraus, ja protonien määrä, jotka ovat samanaikaisia ​​peräkkäisen taulukon peräkkäisen (atomisen) numeron kanssa.
Hivenaine - elementti, joka on kehossa hyvin pieninä pitoisuuksina.
Makroelementti - elementti, joka on kehossa suurina pitoisuuksina.
Bioelementti - kemiallinen elementti, joka on mukana solutoiminnassa, muodostaa perustan biomolekyyleille.
Solun elementtikoostumus on kemiallisten elementtien prosenttiosuus solussa.

2. Mikä on yksi todiste elävästä ja elottomasta luonnosta?
Kemiallisen koostumuksen yhtenäisyys. Ei ole olemassa vain elottoman luonteen piirteitä.

3. Täytä taulukko.

SELLIEN ELÄMÄT KOOSTUMUS

4. Anna esimerkkejä orgaanisista aineista, joiden molekyylit koostuvat kolmesta, neljästä ja viidestä makroelementistä.
3 elementtiä: hiilihydraatit ja lipidit.
4 elementtiä: oravia.
5 elementtiä: nukleiinihapot, proteiinit.

5. Täytä taulukko.

ELEMIEN BIOLOGINEN Rooli

6. Tutki kohdassa 2.2 "Ulkoisten tekijöiden rooli elävän luonnon kemiallisen koostumuksen muodostamisessa" ja vastaa kysymykseen: "Mitä ovat biokemialliset endeemiat ja mitkä ovat niiden syyt?"
Biokemialliset endeemiat ovat kasvien, eläinten ja ihmisten sairauksia, jotka johtuvat akuutista puutteesta tai ylimääräisestä tietystä alueesta.

7. Mitkä ovat tunnetut sairaudet, jotka liittyvät mikrotuotteiden puuttumiseen?
Jodin puutos - endeeminen struuma. Vähentynyt tyroksiinin synteesi ja siitä johtuva kilpirauhaskudoksen lisääntyminen.
Rautapulan puute - rautapulan anemia.

8. Muista, millä perusteella kemialliset elementit jaetaan makro-, mikro- ja ultramikroelementteihin. Tarjoa oma, vaihtoehtoinen luokittelu kemiallisia elementtejä (esimerkiksi funktioita elävässä solussa).
Mikro-, makro- ja ultra-mikroravintoaineet jaetaan merkin mukaan niiden prosenttiosuuden perusteella solussa. Lisäksi on mahdollista luokitella elementit tiettyjen elinjärjestelmien toimintaa säätelevien toimintojen mukaan: hermostunut, lihaksikas, verenkierto- ja verenkiertoelimistö, ruoansulatus jne.

9. Valitse oikea vastaus.
Testi 1.
Mitä kemiallisia elementtejä muodostuu suurin osa orgaanisista aineista?
2) C, O, H, N;

Testi 2.
Makroelementtejä ei sovelleta:
4) mangaani.

Testi 3.
Elävät organismit tarvitsevat typpeä, sillä se palvelee:
1) proteiinien ja nukleiinihappojen komponentti; 10. Määritä oire, jolla kaikki alla luetellut elementit, lukuun ottamatta yhtä, yhdistetään yhdeksi ryhmäksi. Korosta tämä ylimääräinen kohde.
Happi, vety, rikki, rauta, hiili, fosfori, typpi. Sisältyy vain DNA: han. Ja loput ovat kaikki proteiineissa.

11. Selitä sanan (termi) alkuperä ja yleinen merkitys, joka perustuu juurien merkitykseen.

12. Valitse termi ja selitä, kuinka sen nykyinen arvo vastaa sen juurien alkuperäistä arvoa.
Valittu termi on orgaaninen.
Vaatimustenmukaisuus: termi vastaa periaatteessa sen alkuperäistä merkitystä, mutta nykyään siinä on tarkempi määritelmä. Aiemmin arvo oli sellainen, että elementit ovat mukana vain elinten kudosten ja solujen rakentamisessa. Nyt on havaittu, että biologisesti tärkeät elementit eivät muodosta ainoastaan ​​kemiallisia molekyylejä soluissa, vaan myös säätelevät kaikkia prosesseja soluissa, kudoksissa ja elimissä. Ne ovat osa hormoneja, vitamiineja, entsyymejä ja muita biomolekyylejä.

13. Laadi ja kirjoita 2.2 §: n perusajatukset.
Solun alkuainekoostumus on kemiallisten elementtien prosenttiosuus solussa. Soluelementit luokitellaan yleensä niiden prosenttiosuuden mukaan mikro-, makro- ja ultramikroelementteihin. Ne elementit, jotka liittyvät solun elintärkeään toimintaan, muodostavat perustan biomolekyyleille, joita kutsutaan bioelementeiksi.
Makroelementtejä ovat: CNH O. Ne ovat kaikkien solun orgaanisten yhdisteiden pääkomponentteja. Lisäksi kaikkiin tärkeimpiin biomolekyyleihin sisältyy PSK Ca Na FeCl Mg. Ilman niitä kehon toiminta on mahdotonta. Niiden puute johtaa kuolemaan.
Hivenaineita: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni I Se Br F B jne. Ne ovat myös välttämättömiä kehon normaalille toiminnalle, mutta eivät niin kriittisiä. Niiden puute aiheuttaa sairauden. Ne ovat osa biologisesti aktiivisia yhdisteitä, vaikuttavat aineenvaihduntaan.
On ultramikroelementtejä: Au Ag Be ja muut Fysiologinen rooli ei ole täysin vakiintunut. Mutta ne ovat tärkeitä solulle.
On olemassa käsite "biokemiallinen endemia" - kasvien, eläinten ja ihmisten sairaudet, jotka aiheutuvat akuutista puutteesta tai ylimääräisestä tietystä alueesta. Esimerkiksi endeeminen struuma (jodivajaus).
Elämän puutteesta johtuvan elementin puuttuessa voi esiintyä myös tauteja tai vaivoja. Esimerkiksi rauta-anemian puute. Kalsiumin puute - usein murtumat, hiusten menetys, hampaat, lihaskipu.

I.2. Solun kemiallinen koostumus. Mikro- ja makroelementit

Tyypillisesti 70–80% solumassasta on vettä, jossa liuotetaan erilaisia ​​suoloja ja pienimolekyylipainoisia orgaanisia yhdisteitä. Solun tyypillisimpiä komponentteja ovat proteiinit ja nukleiinihapot. Jotkut proteiinit ovat solun rakenteellisia komponentteja, toiset ovat entsyymejä, ts. katalyytit, jotka määrittävät soluissa esiintyvien kemiallisten reaktioiden nopeuden ja suunnan. Nukleiinihapot toimivat perinnöllisten tietojen kantajina, jotka toteutetaan solunsisäisen proteiinisynteesin prosessissa. Usein solut sisältävät jonkin verran varaaineita, jotka toimivat ruokavarana. Kasvien solut säilyttävät pääasiassa tärkkelystä, hiilihydraattien polymeerimuotoa. Maksa- ja lihassoluissa säilytetään toinen hiilihydraattipolymeeri - glykogeeni. Rasvatuotteita varastoidaan myös usein, vaikka jotkin rasvat toimivat eri tavalla, eli ne ovat tärkeimpiä rakenneosia. Soluihin sisältyviä proteiineja (lukuun ottamatta siemen- soluja) ei yleensä tallenneta. Solun tyypillistä koostumusta ei ole mahdollista kuvata pääasiassa siksi, että varastoidun ruoan ja veden määrässä on suuria eroja. Maksasolut sisältävät esimerkiksi 70% vettä, 17% proteiinia, 5% rasvaa, 2% hiilihydraatteja ja 0,1% nukleiinihappoja; loput 6% ovat suoloja ja pienimolekyylipainoisia orgaanisia yhdisteitä, erityisesti aminohappoja. Kasvien solut sisältävät yleensä vähemmän proteiinia, huomattavasti enemmän hiilihydraatteja ja hieman enemmän vettä; Poikkeukset ovat lepääviä soluja. Vehnäjyvien leposolu, joka on alkion lähde, sisältää noin 12% proteiineista (pääasiassa varastoitua proteiinia), 2% rasvaa ja 72% hiilihydraatteja. Veden määrä saavuttaa normaalin tason (70–80%) vain viljan itämisen alussa. Jokainen solu sisältää monia kemiallisia elementtejä, jotka osallistuvat erilaisiin kemiallisiin reaktioihin. Solussa esiintyvät kemialliset prosessit ovat yksi sen elämän, kehityksen ja toiminnan perusedellytyksistä. Jotkut solun kemialliset elementit enemmän, toiset vähemmän. Atomisella tasolla ei ole eroja elävän luonnon orgaanisen ja epäorgaanisen maailman välillä: elävät organismit koostuvat samoista atomeista kuin elämättömän luonteet. Eri kemiallisten elementtien suhde eläviin organismeihin ja maankuoreen vaihtelee kuitenkin suuresti. Lisäksi elävät organismit voivat poiketa ympäristöstään kemiallisten elementtien isotooppikoostumuksessa. Perinteisesti kaikki solun elementit voidaan jakaa kolmeen ryhmään:

Macronutrients. Makroelementteihin kuuluvat happi (65–75%), hiili (15–18%), vety (8–10%), typpi (2,0–3,0%), kalium (0,15–0,4%), rikki (0,15–0,2%), fosfori (0,2–1,0%), kloori (0,05–0,1%), magnesium (0,02–0,03%), natrium (0,02–0,03%), kalsium (0,04–2,00%), rauta (0,01–0,155%). Elementit, kuten C, O, H, N, S, P ovat osa orgaanisia yhdisteitä. Hiili - on osa kaikkia orgaanisia aineita; hiiliatomien luuranko on niiden perusta. Lisäksi hiilidioksidin muodossa kiinnitetään fotosynteesin aikana ja vapautuu hengityksen aikana, CO: n muodossa (matalina pitoisuuksina) osallistuu solutoimintojen säätelyyn, CaCO3: n muodossa on osa mineraalirunkoa. Happi - on osa lähes kaikkia orgaanisia aineita solussa. Se muodostuu fotosynteesin aikana veden fotolyysin aikana. Aerobisissa organismeissa se toimii hapettavana aineena solun hengityksen aikana, jolloin solut saavat energiaa. Suurimmissa määrissä elävissä soluissa on vettä. Vety - on osa solun kaikkia orgaanisia aineita. Suurimmissa määrissä, jotka sisältyvät veden koostumukseen. Jotkut bakteerit hapettavat molekyylivetyä energiaksi. Typpi - on osa proteiineja, nukleiinihappoja ja niiden monomeerejä - aminohappoja ja nukleotideja. Eläinten ruumiista johdetaan ammoniakin, urean, guaniinin tai virtsahapon koostumus typen aineenvaihdunnan lopullisena tuotteena. Typpioksidin muodossa NO (pieninä pitoisuuksina) osallistuu verenpaineen säätelyyn. Rikki - osa rikkiä sisältävistä aminohapoista on siis useimmissa proteiineissa. Pieninä määrinä esiintyy sulfaatti-ionina solujen ja solunulkoisten nesteiden sytoplasmassa. Fosfori - on osa ATP: tä, muita nukleotideja ja nukleiinihappoja (fosforihappotähteiden muodossa), luukudoksen ja hammaskiilteen koostumuksessa (mineraalisuolojen muodossa) ja myös sytoplasmassa ja solujen välisessä nesteessä (fosfaatti-ionien muodossa). Magnesium on monien energian metaboliaan ja DNA-synteesiin osallistuvien entsyymien kofaktori. ylläpitää ribosomien ja mitokondrioiden eheyttä, on osa klorofylliä. Eläinsoluissa se on välttämätöntä lihas- ja luusysteemien toiminnan kannalta. Kalsium osallistuu veren hyytymiseen, ja toimii myös yhtenä yleisenä sekundäärivälittäjänä, joka säätelee tärkeimpiä solunsisäisiä prosesseja (mukaan lukien osallistuminen membraanipotentiaalin ylläpitämiseen, joka on tarpeen lihasten supistumiselle ja eksosytoosille). Liukenemattomat kalsiumsuolat osallistuvat selkärangattomien selkärankaisten ja mineraalirunkojen luiden ja hampaiden muodostumiseen. Natrium on mukana kalvopotentiaalin ylläpitämisessä, hermoimpulssien syntymisessä, osmoregulaatioprosesseissa (mukaan lukien ihmisen munuaisen työ) ja puskuriveren järjestelmän luomiseen. Kalium on mukana membraanipotentiaalin ylläpitämisessä, hermojen impulssien syntymisessä, sydänlihaksen supistumisen säätelyssä. Sisältää solunulkoisia aineita. Kloori - ylläpitää solun elektroneutraalisuutta.

Hivenaineet: Hivenaineita, jotka muodostavat 0,001% - 0,000001% elävien elinten painosta, ovat vanadiini, germanium, jodi (osa tyroksiinia, kilpirauhashormonia), koboltti (B12-vitamiini), mangaani, nikkeli, rutenium, seleeni, fluori (hammaskiilte), kupari, kromi, sinkki - sinkki - on osa alkoholikäymiseen osallistuvia entsyymejä, on osa insuliinia. Kupari - on osa sytokromien synteesiin osallistuvia oksidatiivisia entsyymejä. Seleeni - osallistuu kehon sääntelyprosessiin.

Erittäin mikroelementit. Ultramicroelementit muodostavat vähemmän kuin 0,0000001% elävien olentojen organismeista, ne sisältävät kultaa, hopeaa on bakteereja tappava vaikutus, elohopea estää veden imeytymistä munuaistubuliineihin, jotka vaikuttavat entsyymeihin. Platina ja cesium kuuluvat myös ultramikroelementteihin. Osa tästä ryhmästä sisältää myös seleeniä, jonka puutteesta kehittyy syöpä. Ultramikroelementtien toiminnot ovat edelleen huonosti ymmärrettyjä. Solun molekyylikoostumus (välilehti №1)