апролджэ. химический состав клетки 10 класс. В состав клетки входят примерно 80 химических элементов системы Менделеева. Все эти элементы встречаются и в неживой природе
 Скачать 3.81 Mb.
|
|
Неорганические вещества клетки В состав клетки входят примерно 80 химических элементов системы Менделеева. Все эти элементы встречаются и в неживой природе. Классификация химических элементов клеткиХимические элементы клетки Ультрамикро- элементы концентрация в клетке 0,000001% Au, Ra, Cs, Be, U, Hg, Se. Микроэлементы ионы тяжелых металлов, входящих в состав ферментов, гормонов 0,0001% Cu, Zn, I, F. Макроэлементы 99% всей массы клетки O, C, H, N, S, P, K, Mg, Na, Ca, Fe, Cl. Биогенные элементыO Кислород C Углерод H Водород N Азот S Сера P Фосфор содержаться в больших количествах, в сумме составляют более 99% массы живого организма. Это кислород (О), водород (Н), углерод (С), азот (N), сера (S), фосфор (F), натрий(Na), калий (K), хлор (Cl), кальций (Ca), магний (Mg). а) H, O, C, N - 98% + S, P - биоэлементы, образуют органические соединения. б) K, Na, Ca, Mg, Fe, Cl - около 2% K, Na, Cl – проницаемость клеточных мембран, проведение нервного импульса. P, Ca – формирование костной ткани, прочность костей. Ca - обеспечивает свертываемость крови. Fe – входит в состав гемоглобина. Mg - входит в состав хлорофилла у растений, в состав ферментов у животных. Часть элементов содержится в организмах в крайне низких концентрациях (не выше тысячной доли процента). Это биогенные микроэлементы. Их функции и роль весьма разнообразны. К ним относятся преимущественно ионы тяжелых металлов, входящие в состав ферментов , гормонов и других у жизненно важных веществ. В организме эти элементы содержатся в очень небольших количествах: от 0,001 до 0,000001%; в числе таких элементов бор , кобальт , медь , молибден , цинк , ванадий , йод , бром и др. Zn входит в состав инсулина – гормона поджелудочной железы, усиливает активность половых желез. Cu обеспечивает рост тканей, входит в состав ферментов. I входит в состав тироксина – гормона щитовидной железы. Zn входит в состав инсулина - гормона поджелудочной железы. F входит в состав эмали зубов. Co входит в состав витамина В12 Mn обеспечивает обмен веществ. B отвечает за процесс роста. Mo отвечает за использование железа, за задержку фтора в организме. Концентрация их не превышает 0,000001%. Физиологическая роль большинства этих элементов в организмах растений, животных и в клетках бактерий пока не установлена.К ним относятся уран, радий, золото, ртуть, бериллий, цезий, селен и другие редкие элементы. Ультрамикроэлементы оказывают бактерицидное воздействие, ртуть подавляет обратное всасывание воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты. Некоторые к этой группе относят и селен, при его недостатке развиваются раковые заболевания. Функции ультрамикроэлементов еще мало понятны. Недостаток макро- и микроэлементов приводит к различным заболеваниям. И чтобы их предотвратить, необходимо употреблять определенные продукты питания.При недостатке кальция развивается остеопороз (мягкость, пористость костей), замедление роста скелета. Необходимо употреблять молочные продукты. При недостатке магния мускульные судороги, потеря жидкости организмом. Продукты: овощи, фасоль, орехи, молоко, фрукты. При недостатке хлора- сухость кожи. Продукты: вода, поваренная соль. При недостатке натрия – головная боль, слабая память, потеря аппетита. Продукты: помидоры, абрикосы, горох, поваренная соль. При недостатке калия –аритмия сердечных сокращений, внезапная смерть при увеличении нагрузок. Продукты – бананы, сухофрукты, картофель, помидоры, кабачки. Фосфор – внешние признаки недостаточности неизвестны. Содержится в рыбе, молочных продуктах, грецких орехах, гречке. При недостатке железа развивается анемия. Необходимо употреблять печень, мясо, зеленые листья овощей. При недостатке фтора – разрушение зубов. Продукты- рыба, вода. При недостатке цинка – повреждения кожи. Продукты – мясо, морские продукты. При недостатке йода развивается зоб. Необходимо употреблять хурму, морепродукты, йодированную соль. Химические соединения клетки. Формы воды в клеткеСвободная Межклеточные пространства Сосуды Вакуоли Полости органов Связанная Клеточные структуры Молекулы белка Мембраны Волокна Строение молекулы воды.Молекула воды – диполь + – Схема образования связей между отдельными диполями водыВода определяет физические свойства клетки - ее объем, упругость. Многие химические процессы протекают только в водном растворе. Вода может находиться в трёх агрегатных состояниях Вода - хороший растворитель: многие вещества поступают в клетку из внешней среды в водном растворе, и в водном же растворе отработанные продукты выводятся из клетки. Вода обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью. Вода обладает уникальным свойством: при охлаждении ее от +4 до 0 градусов, она расширяется. Поэтому лед оказывается легче жидкой воды и остается на ее поверхности. Это очень важно для организмов, обитающих в водной среде. Вода может быть хорошим смазочным материалом. «Свойства воды и ее биологическая роль»
Среди веществ клетки на первом месте по массе стоит вода. Содержание воды в разных клетках колеблется от 60 до 98%. Это зависит от: Содержание воды в клетке 1. типа клеток Нейрон – 85% Кости – 20% Зубная эмаль – 10% 2. интенсивности обмена веществ. в клетках эмбриона - 90-95%, в старых организмах – 60%
организмы гибнут, а ряд одноклеточных и даже многоклеточных организмов временно утрачивают все признаки жизни (анабиоз): При потере воды до 2% массы тела (1-1,5 л) появляется жажда, при утрате 6-8% наступает полуобморочное состояние, При нехватке 10% появляются галлюцинации, нарушается глотание. При потере воды в объеме 12 % от массы тела, человек погибает. При 20% потери воды наступает СМЕРТЬ! Высокое содержание воды в клетке - важнейшее условие ее деятельности. Заполните таблицу «Свойства воды и ее биологическая роль»
Вода – хороший растворитель Вода превосходный растворитель полярных веществ (соли, сахара, простые спирты). Растворимые вещества в воде называются гидрофильными. Абсолютно неполярные вещества типа жиров или масел вода не растворяет и не смешивается с ними, поскольку она не может образовывать с ними водородные связи. Нерастворимые в воде вещества называются гидрофобными. Механизм растворения веществ в воде 1. Образование водородных связей (спирты образуют с диполями воды водородные связи) 2.Ионный механизм (разрушаются кристаллические решетки растворимых солей, например, NaCI) 3. Донорно-акцепторный механизм (так растворяются аминокислоты , аммиак) 2.Транспортная. Вода обеспечивает передвижение веществ в клетку, из клетки, а также внутри самой клетки и организме. 3. Метаболическая. Вода является средой для всех биохимических реакций в клетке. а) реакции гидролиза б) В процессе фотосинтеза вода является донором электронов и источником атомов водорода. Она же является источником свободного кислорода. Фотолиз воды – расщепление воды под действием света до Н+ и О2 б) Вода участвует в образовании смазывающих жидкостей (синовиальная в суставах позвоночных; плевральная в плевральной полости, перикардиальная в околосердечной сумке) и слизей (которые облегчают передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей). Она входит в состав слюны, желчи, слез, и др. 4. Структурная. а) Цитоплазма клеток содержит от 60 до 95 % воды. У растений вода определяет тургор клеток, а у некоторых животных выполняет опорные функции, являясь гидростатическим скелетом (круглые и кольчатые черви, иглокожие). 5. Теплорегуляция. Вода обладает высокой удельной теплоемкостью. Это свойство обеспечивает поддержание теплового баланса организма при значительных перепадах температуры в окружающей среде. Кроме того, вода обладает высокой теплопроводностью, что позволяет организму поддерживать одинаковую температуру во всем его объеме. Минеральные соли в диссоциированном состоянии в связанном с органическими веществами состоянии обеспечивают многие функции катионы анионы К+, Ca2+, Na+, Mg2+ Сl-, HCO3-, H2PO42-, HPO42- Минеральные веществаа)в диссоциированном состоянии в виде катионов: К+, Na+, Ca2+, Mg 2+ в виде анионов: H2PO-4, Cl-, HCO-3, б) в связанном с органическими веществами состоянии обеспечивают многие функции Важнейшие катионы К+, Na+, Ca2+ и др. На внешней поверхности мембраны всегда больше Na+ чем на внутренней, и меньше К+, чем на внутренней. Данные катионы обеспечивают возбудимость клетки и проведение нервного импульса. Катионы в клетке Концентрация ионов в клетке и окружающей ее среде различны.сокращение мышечных волокон возбуждение нервных клеток Важнейшие анионы: Н2РО4-, НРО42-, НСО3-, Сl- Буферность – способность поддерживать рН на определенном уровне. Величина рН, равная 7,0 соответствует нейтральному, ниже 7,0 – кислому, выше 7,0 – щелочному раствору. В клетке рН = 7,4. Анионы в клетке Буферные системы организмаФосфатная буферная система поддерживает рН внутриклеточной жидкости в пределах 6,9 – 7,4 Состоит из ионов НРО2-4 и Н2РО- 4 Бикарбонатная буферная система поддерживает рН внеклеточной среды (плазма крови) на уровне 7,2 Состоит из ионов НСО- 3 Ионы
Функции минеральных солейВлияют на: Кислотно –щелочное равновесие (буферность) в организме Осмотическое давление, поступление воды в клетку. В связанном с органическими веществами состоянии обеспечивают многие функции: Железо участвует в построении молекулы гемоглобина; Магний входит в состав хлорофилла; Медь входит в состав многих окислительных ферментов; Йод содержится в составе молекул тироксина; Натрий и калий обеспечивают электрический заряд на мембранах нервных волокон; Кобальт входит в состав витамина В12
|