Элементы, входящие в состав клетки.. Элементы, входящие в состав клетки. Неорганические вещества. Элементы, входящие в состав клетки. Неорганические вещества. Вода. Соли Биологически важные химические соединения
 Скачать 46.97 Kb.
|
в 15–20 раз слабее ковалентной связи, следовательно легко разрывается. Т. о., в жидкой воде молекулы воды легкоподвижные. |
| Na+, K+ | передача возбуждения по нерву или мышце |
| Ca+2, Mg+2 | активизируют ферменты |
| Н2РО4-, НРО42- | изменяют активность ферментов |
| HSO4-, SO42- | выводят нерастворимые в воде чужеродные вещества |
Соединения, питающие клетку и являющиеся минеральными удобрениями:
NaNO2, NaH2PO4, KNO2, CaSO4, KH2PO4.
Макроэлементов (кальция Са, фосфора Р, магния Mg, калия К, натрия Na, хлора Cl, серы S) человеку требуется сравнительно много: до двух-трех граммов в сутки. А потребность человека в микроэлементах (таких, как железо Fe, медь Cu, марганец Mn, цинк Zn, кобальт Co, иод I, фтор F, хром Cr, молибден Mo и др.) составляет в сутки всего лишь несколько миллиграммов, а порой и того меньше. Однако, если их не хватает, наступает беда: без одних нарушаются процессы кроветворения, без других не могут нормально функционировать железы внутренней секреции, иначе говоря, становятся невозможны рост, развитие и жизнедеятельность организма. Все необходимые человеку макро- и микроэлементы должны присутствовать в рационе питания, причем в строго определенном соотношении. В организме должно поддерживаться некоторое кислотно-щелочное равновесие: натрий, калий, кальций (элементы, которые биохимики и физиологи называют "щелочными") должны преобладать над серой, фосфором, хлором, фтором и другими "кислотными" элементами. В большинстве распространенных продуктов питания (мясе, рыбе, яйцах, сыре, крупе и мучных изделиях) основная часть минеральных веществ служит источником макро- и микроэлементов кислотного типа. Поэтому ограничиваться в рационе питания одними этими продуктами недопустимо.
Наибольшее "ощелачивающее" действие оказывают овощи и фрукты. Вдобавок овощи – это и важнейший источник калия, помогающего деятельности сердца.
Фосфаты кальция, в частности ортофосфат, составляют минеральную основу костей и зубов. Другие соединения кальция участвуют в нервной и мышечной деятельности, входят в состав тканевой жидкости, ядер и стенок клеточной ткани живого организма. Кальций уменьшает аллергические реакции, а это особенно важно в наше время. Суточная потребность в кальции от 0,8 до 2 г, а источники этого элемента – молоко и кефир, творог, сыр, рыба, фасоль, петрушка, зеленый лук, а также яйца, гречка, овсянка, морковь и горох.
Но в пище есть и "враги" кальция, которые препятствуют усвоению этого элемента. Главные "антикальцинисты" - это щавелевая кислота и фитин, связывающие кальций в неусвояемую форму. Со щавелевой кислотой кальций образует малорастворимый оксалат кальция, а фитин тоже довольно прочно удерживает кальций. Важно не злоупотреблять блюдами из щавеля и шпината, в листьях которых 0,1–0,5 % щавелевой кислоты. Фитин, присутствующий в овощах и злаках, разрушается при нагревании, и поэтому причиняет меньше неприятностей. Поэтому ржаной хлеб полезнее пшеничного – в нем фитина меньше (однако в некоторых случаях врачи прописывают фитин как лекарство).
Фосфор также относится к макроэлементам, необходимым организму. Помимо зубной, костной и нервной тканей, фосфорные соединения входят в состав жиров (фосфолипидов), многих белков, биологически активных веществ, таких как ферменты. Фосфор поступает в организм обычно с белковой пищей.
Ученые-медики считают, что следует строго выдерживать соотношение кальция и фосфора, поступающих человеку с пищей; оптимальным признано соотношение этих элементов, равное 1:1 по массе (или, в крайнем случае, 1:1,5). При избытке фосфора возможна даже потеря кальция костной тканью (остеопороз), что ведет к уменьшению их прочности и частым переломам.
Магний наряду с кальцием в виде ортофосфата образует костную ткань. Им богаты все зеленые овощи: магний входит в состав хлорофилла. Кушайте свежую зелень, желательно круглый год, и вы обеспечите потребность своего организма в магнии, составляющую ежесуточно 0,4 г.
Калий и натрий – два регулятора водно-солевого обмена в организме: калий выводит воду, а натрий накапливает. Обычно в растительной пище калия в 5–10 раз больше, чем натрия, поэтому при гипертонической болезни и при отеках, когда надо избавляться от лишней воды в организме, врачи назначают растительную и бессолевую (без хлорида натрия) диету.
Потребность человека в хлоре обычно удовлетворяется за счет поваренной соли NaCl. Хлор совершенно необходим для получения соляной кислоты HCl, которая постоянно образуется в желудке. Поскольку хлорид натрия выводится из организма, когда человек потеет, то потребность в поваренной соли у работающих в жарком климате или в горячих цехах больше. Она возрастает до 20–25 г в сутки.
Для кроветворения и тканевого дыхания необходимо железо, входящее в состав гемоглобина крови и миоглобина мышц. Этот элемент переносит кислород в организме. Особенно богаты железом, причем в хорошо усвояемой форме, печень, мясо, рыба, икра, а из фруктов и овощей – яблоки, смородина, гранаты. Однако некоторые медики в последние годы высказывали мнение, что железо усваивается организмом человека лишь из продуктов животного происхождения.
Потребность человека в микроэлементах в количественном отношении намного (в 400–500 раз) меньше, чем в макроэлементах, но это именно тот случай, когда "мал золотник, да дорог". Так, фтор необходим для здоровья костной и особенно зубной ткани; цинк, кобальт и медь – кроветворные элементы, а соединения марганца ответственны за рост, размножение и уровень холестерина в крови, недостаток этого элемента ведет к возникновению нервных расстройств. Источником цинка, меди и кобальта служат овощи: морковь, капуста, петрушка и особенно свекла.
Таблица 1.1.1. Химическая организация клетки. Неорганические вещества
| Вещество | Поступление в клетку | Местонахождение и преобразование | Функции |
| Вода | У растений – из окружающей среды; у животных образуется непосредственно в клетке при расщеплении жиров, белков, углеводов и поступает из окружающей среды | В цитоплазме, вакуолях, матриксе органелл, ядерном соке, клеточной стенке, межклетниках. Вступает в реакции синтеза, гидролиза и окисления | Растворитель, источник кислорода, осмотический регулятор, среда для физиологических и биохимических процессов, химический компонент, терморегулятор |
| Соединения азота | У растений – из окружающей среды в виде ионов NH4+ и NO3- ; у животных – с пищей в виде белков и аминокислот | В клетках растений ионы аммония и нитратов восстанавливаются до NH2 и включаются в синтез аминокислот; у животных аминокислоты идут на построение собственных белков. При отмирании организмов включаются в круговорот веществ в форме свободного азота | Входят в состав белков, аминокислот, нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) и АТФ |
| Соединения фосфора | У растений – из окружающей среды в виде ионов Н2РО4- и НРО42-; у животных – с пищей в форме органических (фосфолипиды) и неорганических соединений | Соли фосфора – фосфаты, находясь в почве, растворяются корневыми выделениями растений и усваиваются. Остатки фосфорной кислоты при отмирании организмов минерализуются, образую соли. | Входят в состав всех мембранных структур, нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) и АТФ. ферментов, тканей (костной) |
| Соединения калия | У растений – из внешней среды в виде иона К+; у животных – с пищей | Калий содержится во всех клетках в виде ионов К+, концентрация которых намного выше, чем в окружающей среде. После отмирания возвращается в окружающую среду в виде ионов | "Калиевый насос" клетки способствует проникновению веществ через мембрану. Активизирует жизнедеятельность клетки, проведение возбуждения и импульсов |
| Соединения кальция | У растений – из внешней среды в виде ионов Са2+; у животных – с пищей | Кальций содержится в клетках в виде ионов или кристаллов солей | Образует межклеточное вещество и кристаллы в клетках растений. Входит в состав крови, способствует ее свертыванию. Входит в состав костей, раковин, известковых скелетов, коралловых полипов у животных |
Выводы по лекции
Клетки большинства животных имеют сходный элементарный состав. Элементарный состав клеток растений, а также микроорганизмов различен. Биологически важные химические элементы клетки: органогены, макроэлементы, микроэлементы.
Неорганические соединения - вода, соли - играют важную роль в обеспечении процессов жизнедеятельности.
Уникальные свойства воды определяются структурой её молекул.
Вопросы для самоконтроля
Какие химические элементы составляют большую часть массы клетки?
Что такое микроэлементы? Приведите примеры, охарактеризуйте их биологическое значение.
Каковы особенности пространственного строения молекулы воды?
Каковы функции воды в клетке?
Какие минеральные соли входят в состав живых организмов?