Биологический состав клетки – Химический состав клетки. Роль органических веществ в ее строении и жизнедеятельности.

Клетка. Химический состав клетки — Мегаобучалка

Биология как наука. Методы научного познания.

Термины:

!Метаболизм, !ассимиляция (пластический обмен), !диссимиляция ( энергетический обмен), !гомеостаз, !онтогенез, !филогенез, !рефлекс.

Определение терминов:

Метаболизм — обмен вещест.

Ассимиляция — совокупность процессов синтеза в живом организме.

Диссимиляция — утрата сложными веществами своей специфичности

Гомеостаз— в физиологии, относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды.

Онтогене́з — индивидуальное развитие организма

Филогене́з — историческое развитие организмов.

Рефлекс — стереотипная реакция живого организма на определенное воздействие.

 

 

Тема:

Клетка. Строение клетки.

Термины:

!Мембрана, !фагоцитоз, !пиноцитоз, !экзоцитоз, !эндоцитоз, !гликокаликс, !клеточная стенка, !цитоплазма, !органоиды, !одномембранные органоиды, !двумембранные органоиды, !гранулярная(шероховатая) ЭПС, !гладкая ЭПС, !аппарат Гольджи, !лизосома, !митохондрия,! пластиды, !рибосомы, !хлоропласты, ?лейкопласты, ?хромопласты, !вакуоль, !клеточный(центриоли) центр, !полирибосома, !ядро, !ядерная оболочка, !ядерный сок, !ядрышко, !хроматин, !хромосомы, !кариотип, !гомологичные хромосомы, !диплоидный набор, !гаплоидный набор.

Определение терминов:

Кле́точная мембра́на — отделяет содержимое любой клетки от внешней среды.

Фагоцито́з — процесс, при котором специально предназначенные для этого клетки крови и тканей организма (фагоциты) захватывают и переваривают возбудителей инфекционных заболеваний и отмершие клетки.

Пиноцито́з — 1) Захват клеточной поверхностью жидкости с содержащимися в ней веществами. 2) Процесс поглощения и внутриклеточного разрушения макромолекул.

Экзоцитоз — у эукариот клеточный процесс, при котором внутриклеточные везикулы (мембранные пузырьки) сливаются с внешней клеточной мембраной.

Эндоцито́з — процесс захвата (интернализации) внешнего материала клеткой.

Гликокаликс — наружный слой клетки животного организма.

Клеточная стенка — Клеточная стенка жёсткая оболочка клетки, расположенная снаружи от цитоплазматической мембраны.

Цитопла́зма — внутренняя среда живой или умершей клетки, кроме ядра и вакуоли, ограниченная плазматической мембраной.

Органоиды — цитоплазма вместе с её компонентами

Одномембранные органоиды — это органоиды, образованные одной мембраной

Одномембранные органоиды

: Эндоплазматическая сеть (ЭПС): Гладкая ЭПС, Шероховатая ЭПС, Аппарат Гольджи, Ризосомы, Вакуоли.

Двумембранные органоиды – это органоиды, образованные двумя мембранами: внешней и внутренней.

Гранулярная эндоплазматическая сеть (ЭПС) — эндоплазматическая сеть, состоящая из мембранных мешочков (цистерн), покрытых рибосомами.

Гладкая эндоплазматическая сеть — эндоплазматическая сеть, лишенная рибосом, в которой происходят синтез и перемещение липидов и гликогена.

Аппарат Гольджи (комплекс Гольджи) — мембранная структура эукариотической клетки.

Лизосома — мембранный пузырек, содержащий расщепляющие ферменты.

Митохондрия — органоид цитоплазмы животных и растительных клеток в виде нитевидных или гранулярных образований.

Пластиды — органоиды эукариотических растений и некоторых фотосинтезирующих простейших.

Рибосомы — внутриклеточные частицы, осуществляющие биосинтез белка.

Хлоропла́сты — зелёные пластиды, которые встречаются в клетках растений и некоторых бактерий.

Вакуоль — ограниченный мембраной органоид.

Клеточный центр — немембранный органоид, главный центр организации микротрубочек (ЦОМТ) и регулятор ходаклеточного цикла в клетках эукариот.

Полирибосома — несколько рибосом, одновременно транслирующих одну молекулу иРНК.

Ядро — это один из структурных компонентов эукариотической клетки, содержащий генетическую информацию (молекулы ДНК).

Ядерная оболочка — молекулярная структура, отграничивающая ядро клетки эукариот от окружающей цитоплазмы.

Ядерный сок — содержимое клеточного ядра.

Ядрышко

находится внутри ядра клетки, и не имеет собственной мембранной оболочки.

Хроматин — это вещество хромосом — комплекс ДНК, РНК и белков.

Хромосо́мы — нуклеопротеидные структуры в ядре эукариотической клетки

Кариотип — хромосомный набор, совокупность признаков хромосом

Гомологичные хромосомы — парные хромосомы, одинаковые по форме, размерам и набору генов.

Диплоидный набор хромосом — совокупность хромосом, присущая соматическим клеткам.

Гаплоидный набор хромосом — число хромосом в гаметах, у человека он составляет 23 хромосомы.

 

Тема:

Клетка. Химический состав клетки.

Термины:

!Клеточная теория, клетка, !прокариотические, !эукариотические клетки, !биогены (органогены), !макроэлементы, !микроэлементы, !ультрамикроэлементы, !диполь, !органические вещества, !полимеры, !мономеры, !гомополимеры, !гетерополимеры, !липиды, !глицерин, !нейтральные жиры, !жирные кислоты, !фосфолипиды, !углеводы, !моносахариды, !дисахариды, !полисахариды, !белки, !аминокислота, !структура белка, !пептидная связь, !аминогруппа, !карбоксильная группа, !ферменты, !денатурация, денатурация, !транскрипция, !транспортные РНК, !ДНК, !ГЕН.

Определение терминов:

Клеточная теория — теория, согласно которой в основе строения и развития всех организмов лежит клетка. Сформулирована К. т. в 1839 г. немецким биологом Т. Шванном.

Прокариоты — организмы, не обладающие, в отличие от эукариот, оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий).

Эукариоты — организмы, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой.

Биогены — вещества, оказывающие стимулирующее влияние на организм.

Макроэлементы — химические элементы, усвояемые растениями в больших количествах.

Микроэлементы — химические элементы, присутствующие в организмах в низких концентрациях .

Ультрамикроэлементы — химические элементы, входящие в состав растительных организмов, содержание которых исчисляется миллионными долями (10-6) процента и меньше.

Диполь — молекула с разделенным электрическим зарядом.

Органические вещества — класс соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов).

Биологические полимеры — это органические соединения, входящие в состав клеток живых организмов и продуктов их жизнедеятельности.

Мономер — молекула белка

Гетерополимеры — полимеры, молекулы которых состоят из нескольких разных типов мономеров. Этим они отличаются от гомополимеров.

Липиды — жироподобные вещества, входящие в состав всех живых клеток и играющие важную роль в жизненных процессах.

Фосфолипи́ды — сложные липиды, сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот.

Глицерины— природные органические соединения, полные сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот; входят в класс липидов.

Жирными кислотаминазываются карбоновые кислоты с углеводородной цепью не менее 4 атомов углерода.

Нейтральными жирами называют молекулы жиров не несущие заряда.

Углево́ды (сахариды) — общее название обширного класса природных органических соединений. Название происходит от слов «уголь» и «вода».

Моносахариды — органические соединения, одна из основных групп углеводов;

Дисахариды — общее название подкласса олигосахаридов, у которых молекула состоит из двух мономеров — моносахаридов.

Полисахари́ды — общее название класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров — моносахаридов.

Белки́ — высокомолекулярные органические вещества, состоящие из соединённых в цепочку пептидной связью альфа-аминокислот.

Аминокисло́ты (аминокарбо́новые кисло́ты) — органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные и аминные группы.

Пептидная связь — вид амидной связи, возникающей при образовании белков и пептидов в результате взаимодействия α-аминогруппы (—Nh3) одной аминокислоты с α-карбоксильной группой (—СООН) другой аминокислоты.

Структура белка — Молекулы белков представляют собой линейные полимеры.

Аминогруппа — одновалентная группа —Nh3, остаток аммиака NH6.

Карбоксильная группа -СООН — функциональная одновалентная группировка, входящая в состав карбоновых кислот и определяющая их кислотные свойства.

Ферме́нты — обычно белковые молекулы или молекулы РНК (рибозимы) или их комплексы, ускоряющие (катализирующие) химические реакции в живых системах.

Денатурация белков — характерное для белковых веществ изменение их строения и естественных свойств при изменении физических и химических условий среды

Транскри́пция — процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы, происходящий во всех живых клетках.

Транспортная РНК, тРНК — рибонуклеиновая кислота, функцией которой является транспортировка аминокислот к месту синтеза белка.

Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — один из двух типов нуклеиновых кислот, обеспечивающих хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов.

Ген — структурная и функциональная единица наследственности, контролирующая развитие определённого признака или свойства.

 

Тема:

megaobuchalka.ru

Химический состав клетки — какой он? :: SYL.ru

Все живые организмы, за исключением вирусов, состоят из клеток. Давайте же разберемся, что это такое и какова ее структура.

Что такое клетка?

Это основная структурная единица живых существ. У нее присутствует собственный обмен веществ. Клетка может существовать и как самостоятельный организм: примером этого являются инфузории, амебы, хламидомонады и т. д. Эта структура состоит из разнообразных веществ, как органических, так и неорганических. Все химические вещества клетки играют определенную функцию в ее строении и обмене.

Химические элементы

В составе клетки насчитывается около 70 различных химических элементов, но основными из них являются кислород, углерод, водород, калий, фосфор, азот, сера, хлор, натрий, магний, кальций, железо, цинк, медь. Первые три представляют собой основу всех органических соединений. Все химические элементы клетки играют определенную роль.

Кислород

Количество этого элемента составляет 65-75 процентов от массы всей клетки. Он входит в состав практически всех органических соединений, а также воды, этим и обусловлено такое высокое его содержание. Этот элемент выполняет очень важную функцию в клетках организмов: кислород служит в качестве окислителя в процессе клеточного дыхания, вследствие которого синтезируется энергия.

Углерод

Данный элемент, как и водород, содержится во всех органических веществах. В химический состав клетки входит его около 15-18 процентов. Углерод в виде СО принимает участие в процессах регуляции клеточных функций, также он в виде СО₂ участвует в фотосинтезе.

Водород

Данного элемента в клетке содержится приблизительно 8-10 процентов. Наибольшее его количество находится в молекулах воды. Клетками некоторых бактерий молекулярный водород окисляется для синтеза энергии.

Калий

В химический состав клетки входит около 0,15-0,4 % данного химического элемента. Он выполняет очень важную роль, участвуя в процессах генерации нервного импульса. Вот почему для укрепления нервной системы рекомендуется употреблять препараты с содержанием калия. Также этот элемент способствует поддержанию мембранного потенциала клетки.

Фосфор

Количество этого элемента в составе клетки равно 0,2-1 % от общего ее веса. Он входит в состав молекул АТФ, а также некоторых липидов. Фосфор присутствует в межклеточном веществе и в цитоплазме в виде ионов. Большая его концентрация наблюдается в клетках мышечной и костной ткани. Кроме того, неорганические соединения, включающие этот элемент, используются клеткой для синтеза органических веществ.

Азот

Этот элемент входит в химический состав клетки в количестве 2-3 %. Он содержится в белках, нуклеиновых кислотах, аминокислотах и нуклеотидах.

Сера

Она входит в состав многих белков, так как содержится в серосодержащих аминокислотах. В малой концентрации присутствует в цитоплазме и межклеточном веществе в виде ионов.

Хлор

Содержится в количестве 0,05-0,1 %. Поддерживает электронейтральность клетки.

Натрий

Этот элемент присутствует в составе клетки в количестве 0,02-0,03 %. Он выполняет те же функции, что и калий, а также принимает участие в процессах осморегуляции.

Кальций

Количество этого химического элемента составляет 0,04-2 %. Кальций участвует в процессе поддержания мембранного потенциала клетки и экзоцитоза, то есть выделения из нее наружу определенных веществ (гормонов, белков и т. д.)

Магний

В химический состав клетки входит 0,02-0,03 % этого элемента. Он принимает участие в энергетическом обмене и синтезе ДНК, является составляющей ферментов, хлорофилла, содержится в рибосомах и митохондриях.

Железо

Количество этого элемента составляет 0,01-0,015 %. Однако в эритроцитах его гораздо больше, так как он является основой гемоглобина.

Цинк

Содержится в инсулине, а также во многих ферментах.

Медь

Этот элемент является одной из составляющий окислительных ферментов, которые принимают участие в синтезе цитохромов.

Белки

Это самые сложные соединения в клетке, основные вещества, из которых она состоит. Они состоят из аминокислот, соединенных в определенном порядке в цепочку, а потом закрученных в клубок, форма которого специфична для каждого вида белка. Эти вещества выполняют множество важных функций в жизнедеятельности клетки. Одной из самых важных является ферментативная функция. Белки выступают в качестве природных катализаторов, ускоряя процесс химической реакции в сотни тысяч раз — расщепление и синтез каких-либо веществ невозможны без них. Каждый вид ферментов участвует только в одной определенной реакции и не может вступать в другую. Также белки выполняют защитную функцию. Вещества этой группы, охраняющие клетку от попадания в нее чужеродных белков, называются антителами. Эти вещества также защищают от болезнетворных вирусов и бактерий весь организм в целом. Кроме того, эти соединения выполняют транспортную функцию. Она заключается в том, что в мембранах существуют белки-транспортеры, которые переносят наружу или внутрь клетки определенные вещества. Пластическая функция этих веществ также очень важна. Они являются основным строительным материалом, из которого состоит клетка, ее мембраны и органеллы. Иногда белки также осуществляют энергетическую функцию — при недостатке жиров и углеводов клетка расщепляет эти вещества.

Липиды

К этой группе веществ относятся жиры и фосфолипиды. Первые — основной источник энергии. Они также могут накапливаться в качестве запасных веществ на случай голодания организма. Вторые служат основной составляющей клеточных мембран.

Углеводы

Самым распространенным веществом этой группы является глюкоза. Она и подобные ей простые углеводы выполняют энергетическую функцию. Также к углеводам относятся полисахариды, молекулы которых состоят из тысяч объединенных молекул — моносахаридов. Они в основном выполняют структурную роль, входя в состав мембран. Основные полисахариды растительных клеток — это крахмал и целлюлоза, животных — гликоген.

Нуклеиновые кислоты

В эту группу химических соединений входят ДНК, РНК и АТФ.

ДНК

Это вещество выполняет важнейшую функцию — оно отвечает за хранение и наследственную передачу генетической информации. ДНК находится в хромосомах ядра. Макромолекулы этого вещества образуются из нуклеотидов, которые, в свою очередь, состоят из азотистого основания, представленного пуринами и пиримидинами, углеводородом и остатками фосфорной кислоты. Они бывают четырех видов: адениловые, гуаниловые, тимидиловые и цитидиловые. Название нуклеотида зависит от того, какие пурины входят в его состав, это может быть аденин, гуанин, тимин и цитозин. Молекула ДНК имеет форму двух цепочек, закрученных в спираль.

РНК

Данное соединение выполняет функцию реализации информации, которая находится в ДНК, через синтез белков, состав которых зашифрован. Это вещество очень похоже на описанную выше нуклеиновую кислоту. Основным их отличием является то, что РНК состоит из одной цепочки, а не двух. Также в состав нуклеотидов РНК входит азотистое основание урацил вместо тимина и рибоза. Поэтому данное вещество формируется из таких нуклеотидов, как адениловый, гуаниловый, уридиловый и цитидиловый.

АТФ

Любая энергия, полученная растительными клетками в процессе фотосинтеза или животными вследствие окисления жиров и углеводов, запасается в конечном счете в АТФ, из которой клетка получает ее, когда это нужно.

www.syl.ru

Клеточный состав

Все живые организмы, обитающие на нашей планете, состоят из клеток. У растений, животных и человека клетки представляют собой микроскопические образования, обладающие всеми важнейшими жизненными свойствами: самовоспроизведением, саморегуляцией, единством структуры и функций, историческим развитием. Все процессы, происходящие в клетках на молекулярном уровне, сходны у всех живых организмов, начиная от простых одноклеточных и кончая многоклеточными высшими растениями и животными. Организм человека состоит из огромного количества клеток, отличающихся своими размерами, формой, величиной и функциями.

По форме клетки бывают круглые, дисковидные, кубические, звездчатые, веретенообразные и другие. Форма клеток зависит от выполняемой ими функции. Так, клетки покровной ткани удлиненные, плоские, плотно прилегающие друг к другу; нервные клетки звездчатой формы с длинными отростками; клетки лейкоцитов имеют амебообразную форму и т. д.

Вместе с тем, все клетки имеют общие черты строения. Основные части любой клетки — цитоплазма и ядро. В цитоплазме расположены органеллы, общего и специального назначения включения. В ядре расположены нитевидные образования — хромосомы (носители наследственной информации).

Цитоплазма — вязкое вещество, отграниченное от внешней среды наружной плазматической мембраной. Мембрана выполняет важные функции — регулирует обмен веществ между внешней и внутренней средой клетки; воспринимает различные раздражения с помощью специальных белковых образований — рецепторов.

К органеллам клетки относятся эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, клеточный центр, мембрана. Органеллы, подобно органам тела, выполняют определенные функции, обеспечивая жизнедеятельность клетки.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) представлена системой мембран, образующих большое количество каналов, трубочек и полостей, пронизывающих всю цитоплазму. Эндоплазматическая сеть бывает двух типов: гранулированная (шероховатая) и гладкая. На мембранах гранулированной сети располагается множество рибосом — мельчайших телец, содержащих белки и РНК (рибонуклеиновую кислоту). Их основная функция — синтез белка.

Основная функция ЭПС — участие в синтезе, накоплении и транспортировке основных органических веществ, вырабатываемых клеткой. Белок синтезируется гранулированной, а углеводы и жиры — гладкой ЭПС.

Митохондрии — мелкие тельца, число их в клетке достигает нескольких тысяч. Внешний покров митохондрий состоит из двух мембран: наружной гладкой и внутренней — с многочисленными выростами (кристы), на которых расположены дыхательные ферменты. Во внутренней полости митохондрий расположены рибосомы, ДНК и РНК. Основная функция митохондрий — синтез АТФ.

Лизосомы — мелкие круглые частички, в которых расположен целый комплекс ферментов, способных расщеплять углеводы, жиры, белки и нуклеиновые кислоты. Их основная функция — переваривание пищевых частиц и удаление отмерших органоидов.

Комплекс Гольджи — состоит из уплощенных цистерн-пузырьков и крупных вакуолей. Основная функция — накопление и выведение органических веществ, синтезируемых в эндоплазматической сети, образование лизосом.

Клеточный центр — состоит из двух маленьких цилиндров — центриолей, стенки которых состоят из коротких трубочек и полости, заполненной полужидким веществом. Основная их роль — образование веретен деления и равномерное распределение хромосом по дочерним клеткам.

Клеточные включения — углеводы, жиры, белки это непостоянные компоненты клетки, они периодически синтезируются, накапливаются в цитоплазме в качестве запасных веществ и используются в процессе жизнедеятельности клетки.

Ядро — важнейший структурный компонент клетки. От цитоплазмы его отделяет ядерная оболочка, состоящая из двух мембран, между которыми располагается узкая полость, заполненная полужидким веществом. Через поры ядерной оболочки осуществляется обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Полость ядра заполнена ядерным соком. В нем находятся ядрышко (одно или несколько). хромосомы, ДНК, РНК, белки, липиды, углеводы.

Ядро является важнейшей частью клетки, центром регуляции ее. жизненных процессов: обмена веществ, движения, размножения. В ядре сосредоточены носители наследственной (генетической) информации — ДНК и хромосомы. Во время деления клеток в ядре происходят сложные структурные изменения, в результате которых генетическая информация передается дочерним клеткам.

shkolo.ru

Элементный (молекулярный) состав клетки. Макро и микроэлементы

Археология Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика

Без знания химического состава клетки – основной единицы жизни – нельзя понять механизмы сложнейших процессов, которые протекают в живых организмах всех царств природы. Поэтому изучение общебиологических закономерностей мы начинаем с изучения химической организации жизни. Вначале сравним элементарный, т.е. атомарный, состав живой и неживой природы. Самыми распространенными элементами земной коры, на долю которых приходится 90% ее атомарного состава, являются: О, Si, Al и Na. Далее следуют Са, Fe, Mg, P и другие элементы. Изучение этой темы способствует закреплению знаний о единстве всей природы; пониманию того, что живые объекты состоят из тех же химических элементов, что и объекты неживой природы.   Биологически важные химические элементы. По химическому составу клетки различных организмов могут заметно отличаться друг от друга, но элементы, входящие в их состав, одинаковы. Из известных нам более 100 химических элементов периодической системы Д.И.Менделеева в состав живых организмов входят около 80, но лишь 24 из них постоянно встречаются в живых организмах. По количеству тех или иных элементов входящих в состав живых систем элементы можно объединить в три группы:   Первую группу МАКРОЭЛЕМЕНТЫ — содержаться в больших количествах, в сумме составляют более 98-99% массы живого организма. Это Н,О,С,N — главные компоненты всех органических соединений. Например, в составе клеток человеческого тела кислорода — более 60%, углерода — около 20% и водорода — около 10%. S и P, являются необходимыми составными частями молекул биологических полимеров (polys – много; meros – часть) – белков и нуклеиновых кислот, их часто называют биоэлементами. В меньших количествах в состав клетки, кроме упомянутых S и P, входят 6 элементов: K, Na, Ca, Mg, Fe, Cl. На азот, кальций, фосфор, хлор, калий, серу, натрий, магний, вместе взятые, приходится около 5%. Остальные элементы составляют 0,1%. Каждый из них выполняет важную функцию в клетке: Na, К и Cl – обеспечивают проницаемость клеточных мембран для различных веществ и проведение импульсов по нервному волокну; Ca и Р – участвуют в формировании межклеточного вещества костной ткани, кроме того от Са зависит нормальная свертываемость крови; Fe –входит в состав гемоглобина – белка эритроцита, участвующего в переносе кислорода от легких к тканям; Mg – в клетках растений включен в хлорофилл.     Вторая группа МИКРОЭЛЕМЕНТЫ — содержатся в меньших количествах (0,02%), но также играют большую роль. Это — йод, фтор, бор, медь, марганец, цинк и другие. Однако это не означает, что они меньше нужны организму. Zn – входит в молекулу гормона поджелудочной железы – инсулин(который участвует в регуляции обмена углеводов; I – необходимый компонент тироксина – гормона щитовидной железы, регулирующего интенсивность обмена веществ всего организма в целом и его рост в процессе развития.     Все остальные элементы – третья группа УЛЬТРАМИКРОЭЛЕМЕНТЫ — содержатся в еще более меньших количествах. Но при этом необходимо учитывать, все они играют определенную роль. Вообще в живых организмах содержатся все элементы, за исключением коротко живущих изотопов и тяжелых элементов, которые по своей природе нестабильны.     Макроэлементы Микроэлементы Ультрамикроэлементы 99-98 % — 103 % 106 % биогенные: (0,02%) O, C, H, N,( S, P) B, Mn, Zn, Cu, Co, U, Au, Be, Hg, K, Na, Ca, Mg, Fe, Cl, F, I, Mo Se, Ra, Cs   Набор этих элементов не случаен. Жизнь зародилась в водах Мирового океана, и живые организмы состоят из тех элементов, которые образуют легко растворимые в воде соединения. Большинство таких элементов принадлежат к числу легких, их особенностью является способность вступать в прочные (ковалентные) связи и образовывать множество сложных молекул. Даже те элементы, которые в клетках содержатся в ничтожно малых количествах, ничем не могут быть замены и совершенно необходимы для жизни. Так, содержание йода в клетках не превышает 0,01% — однако при недостатке его в почве ( из-за этого в пищевых продуктах) задерживается рост и развитие детей. Содержание меди – 0,0002% — однако при недостатке его в почве ( из-за этого и в растениях) возникают массовые заболевания с/х животных.   Элемент, примерное содержание Символ Значение для клетки и организма Водород-10% Н Входит в состав воды и органических соединений Бор-следы В Входит в состав клеточных стенок растений, влияет на ростовые процессы у растений Углерод-20% С Входит в состав всех органических соединений Азот-3% N Структурный компонент белков и нуклеиновых кислот Кислород- 62% O Входит в состав воды и биологически активных соединений Фтор-следы F Входит в состав эмали зубов Натрий-0,1% Na Главный внеклеточный положительный ион, проведение нервного импульса, обусловливает нормальный ритм сердечной деятельности, участвует в процессе фотосинтеза Магний-0,07% Mg Активирует работу многих ферментов; структурный компонент хлорофилла, поддерживает работу рибосом и митохондрий, активирует энергетический обмен и синтез ДНК Фосфор- 1,0% P Входит в состав костной ткани, зубной эмали, нуклеиновых кислот Сера-0,25% S Входит в состав белков, вит В1 Хлор-0,2% Cl Преобладающий отрицательный ион в организме животных, проведение нервного импульса, является компонентом соляной к-ты в желудочном соке Калий-0,25% K Преобладающий положительный ион внутри клеток, проведение нервного импульса, обуславливает нормальный ритм сердечной деятельности Кальций-2,5% Ca Основной компонент костей и зубов; активирует сокращение мышечных волокон и работу ряда ферментов, компонент свертывания крови Марганец-следы Mn Необходим организмам в следовых количествах, активатор ферментов, влияет на процессы тканевого дыхания, участвует в развитии костей Железо-0,01% Fe Входит в состав многих органических веществ, в том числе гемоглобина Кобальт-следы Co Входит в состав витамина В12,участвует в развитии эритр-тов Медь-следы Cu Необходим организмам в следовых количествах (обнаружен в составе некоторых ферментов), активатор ферментов, влияет на процессы тканевого дыхания, участвует в процессах кроветворения, фотосинтеза, синтеза гемоглобина Цинк-следы Zn Необходим организмам в следовых количествах(обнаружен в некоторых ферментах и инсулине), активатор ферментов, влияет на процессы тканевого дыхания Йод-0,01% I Входит в состав гормона щитовидной железы   Вышеперечисленные химические элементы образуют молекулы неорганических и органических веществ. Живые существа состоят из тех же химических элементов, что и неживые тела.

studopedya.ru

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 города Воронежа

Химический состав и жизненные свойства клетки

Химический состав клетки

В состав клетки входят органические и неорганические соединения. Основу неорганических соединений клетки составляют вода (ее больше всего в клетке) и растворенные в ней минеральные вещества.

Вода необходима для всех жизненных процессов, в водном растворе происходят химические взаимодействия веществ в клетке. С водой из клетки удаляются образующиеся в результате химических реакций вещества.

Минеральные вещества содержатся в цитоплазме и ядре клеток в малых количествах, но их роль в жизни клеток велика: они входят в состав биологически активных веществ. Наиболее важны для процессов жизнедеятельности клетки соли калия, натрия, кальция, магния и др.

Осуществление всех основных функций клетки связано с содержащимися в ней органическими веществами. Для клеток жизненно важными являются высокомолекулярные, имеющие очень сложное строение, органические соединения: белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.

Белки – основные и наиболее сложно построенные вещества любой живой клетки. По размерам белковые молекулы в сотни и тысячи раз больше молекул неорганических соединений. Белки — строительный материал клеток, они осуществляют защитную функцию, ускоряют химические реакции, выполняя роль биологических катализаторов (ферменты) и др. Без белков нет жизни.

Жиры и углеводы имеют менее сложное строение по сравнению с белками. Они также входят в состав клеточных структур и служат источником энергии для процессов жизнедеятельности организма.

Нуклеиновые кислоты образуются в клеточном ядре. Отсюда и произошло их название (от лат. нуклеус – ядро). Нуклеиновые кислоты входят в состав хроматина и участвуют в хранении и передаче наследственных свойств и функций организма.

Жизненные свойства клетки

Одно из основных свойств клетки – обмен веществ. Из межклеточного вещества в клетки постоянно поступают питательные вещества и кислород. Вещества, поступившие в клетку, участвуют в процессах биосинтеза. Биосинтез – это образование белков, жиров, углеводов из более простых веществ. Причем в процессе биосинтеза образуются вещества, характерные для определенных клеток организма. Например, синтезирующиеся в клетках мышц особые белки актин и миозин, обеспечивают их сокращение.

Одновременно с биосинтезом в клетках происходит распад органических соединений. В результате распада образуются более простые вещества. Большая часть реакций распада идет с участием кислорода и освобождением энергии, которая расходуется на жизненные процессы, протекающие в клетке. Биосинтез и распад соединений составляют процесс обмена веществ, который сопровождается превращением энергии.

Клетки тела человека растут и размножаются делением пополам. Каждая из образовавшихся дочерних клеток, достигнув размеров материнской, тоже делится и выполняет ее функцию.

Продолжительность жизни клеток различна: от нескольких часов до десятков лет.

Живые клетки способны реагировать на физические и химические изменения окружающей их среды. Это свойство клеток называют возбудимостью. При этом из состояния покоя клетки переходят в состояние возбуждения.

В возбужденном состоянии клетки организма выполняют свойственные им функции: железистые клетки образуют и выделяют биологически активные вещества, мышечные – сокращаются и расслабляются, в нервных клетках возникает нервный импульс — слабый электрический сигнал, который может распространяться по нерву. При возбуждении в клетках изменяются скорость биосинтеза и распада веществ, потребление кислорода, температура.

Все жизненные свойства клеток: обмен веществ, рост, размножение, возбудимость и др. поддерживаются и обеспечиваются относительным постоянством состава внутренней среды организма. Ее составляют три типа жидкости: 1) межклеточная (тканевая жидкость), с которой непосредственно соприкасаются клетки, 2) кровь и 3) лимфа. Внутренняя среда обеспечивает клетки веществами, необходимыми для их жизнедеятельности, через нее удаляются продукты распада.

Внутренняя среда организма имеет относительно постоянные состав и физико-химические свойства. Только при этих условиях происходит обмен веществ между клетками и внутренней средой, и клетки могут нормально функционироваровать.

< Предыдущая страница «Строение клетки»

Следующая страница «Ткани организма человека» >

biolicey2vrn.ru

Химический состав клетки Википедия

Химическая организация клетки — совокупность всех веществ, входящих в состав клетки. В состав клетки входит большое количество химических элементов Периодической системы, из которых 86 постоянно присутствуют, 25 необходимы для нормальной жизнедеятельности организма, а 16—18 из них абсолютно необходимы^[1][2].

Химические элементы[ | ]

Органогены (биоэлементы)[ | ]

Органогены — химические элементы, входящие в состав всех органических соединений и составляющие около 98% массы клетки^[1].

Элемент	% содержание	Функция
Кислород	65—75	Входит в состав большинства органических веществ клетки. Образуется в ходе фотосинтеза при фотолизе воды. Для аэробных организмов служит окислителем в ходе клеточного дыхания, обеспечивая клетки энергией. В наибольших количествах в живых клетках содержится в составе воды.
Углерод	15—18	Входит в состав всех органических веществ; скелет из атомов углерода составляет их основу. Кроме того, в виде CO2 фиксируется в процессе фотосинтеза и выделяется в ходе дыхания, в виде CO (в низких концентрациях) участвует в регуляции клеточных функций, в виде CaCO3 входит в состав минеральных скелетов.
Водород	8—10	Входит в состав всех органических веществ клетки. В наибольших количествах содержится в составе воды. Некоторые бактерии окисляют молекулярный водород для получения энергии.
Азот	2—3	Входит в состав аминокислот, белков (в том числе ферментов и гемоглобина), нуклеиновых кислот, хлорофилла, некоторых витаминов.

Макроэлементы[ | ]

Элементы, представленные в клетке в меньшем количестве — десятые и сотые доли процента^[1].

Элемент	% содержание	Функция
Кальций	0,04—2,00	Содержится в мембране клетки, межклеточном веществе и костях. Участвует в регуляции внутриклеточных процессов, поддержания мембранного потенциала, передаче нервных импульсов, необходим для мышечного сокращения и экзоцитоза. Нерастворимые соли кальция участвуют в формировании костей и зубов позвоночных и минеральных скелетов беспозвоночных.
Фосфор	0,2—1,0	Входит в состав АТФ в виде остатка фосфорной кислоты (PO43-). Содержится в костной ткани и зубной эмали (в виде минеральных солей), а также присутствует в цитоплазме и межклеточных жидкостях (в виде фосфат-ионов).
Калий	0,15—0,4	Участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, регуляции сокращения сердечной мышцы. Содержится в межклеточных веществах. Участвует в фотосинтезе.
Сера	0,15—0,2	Содержится в некоторых аминокислотах, ферментах, тиамине. В небольших количествах присутствует в виде сульфат-иона в цитоплазме клеток и межклеточных жидкостях.
Хлор	0,05—0,1	Участвует в формировании осмотического потенциала плазмы крови и других

ru-wiki.ru

Химический состав клетки — это… Что такое Химический состав клетки?

Каждая клетка содержит множество химических элементов, участвующих в различных химических реакциях. Химические процессы, протекающие в клетке — одно из основных условий её жизни, развития и функционирования. Одних химических элементов в клетке больше, других — меньше.

На атомарном уровне различий между органическим и неорганическим миром живой природы нет: живые организмы состоят из тех же атомов, что и тела неживой природы. Однако соотношение разных химических элементов в живых организмах и в земной коре сильно различается. Кроме того, живые организмы могут отличаться от окружающей их среды по изотопному составу химических элементов.

Условно все элементы клетки можно разделить на три группы.

Макроэлементы

К макроэлементам относят кислород (65—75 %), углерод (15—18 %), водород (8—10 %), азот (2,0—3,0 %), калий (0,15—0,4 %), сера (0,15—0,2 %), фосфор (0,2—1,0 %), хлор (0,05—0,1 %), магний (0,02—0,03 %), натрий (0,02—0,03 %), кальций (0,04—2,00 %), железо (0,01—0,015 %). Такие элементы, как C, O, H, N, S, P входят в состав органических соединений.

Углерод — входит в состав всех органических веществ; скелет из атомов углерода составляет их основу. Кроме того, в виде CO₂ фиксируется в процессе фотосинтеза и выделяется в ходе дыхания, в виде CO (в низких концентрациях) участвует в регуляции клеточных функций, в виде CaCO₃ входит в состав минеральных скелетов.

Кислород — входит в состав практически всех органических веществ клетки. Образуется в ходе фотосинтеза при фотолизе воды. Для аэробных организмов служит окислителем в ходе клеточного дыхания, обеспечивая клетки энергией. В наибольших количествах в живых клетках содержится в составе воды.

Водород — входит в состав всех органических веществ клетки. В наибольших количествах содержится в составе воды. Некоторые бактерии окисляют молекулярный водород для получения энергии.

Азот — входит в состав белков, нуклеиновых кислот и их мономеров — аминокислот и нуклеотидов. Из организма животных выводится в составе аммиака, мочевины, гуанина или мочевой кислоты как конечный продукт азотного обмена. В виде оксида азота NO (в низких концентрациях) участвует в регуляции кровяного давления.

Сера — входит в состав серосодержащих аминокислот, поэтому содержится в большинстве белков. В небольших количествах присутствует в виде сульфат-иона в цитоплазме клеток и межклеточных жидкостях.

Фосфор — входит в состав АТФ, других нуклеотидов и нуклеиновых кислот (в виде остатков фосфорной кислоты), в состав костной ткани и зубной эмали (в виде минеральных солей), а также присутствует в цитоплазме и межклеточных жидкостях (в виде фосфат-ионов).

Магний — кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК; поддерживает целостность рибосом и митохондрий, входит в состав хлорофилла. В животных клетках необходим для функционирования мышечных и костных систем.

Кальций — участвует в свёртывании крови, а также служит одним из универсальных вторичных посредников, регулируя важнейшие внутриклеточные процессы (в том числе участвует в поддержании мембранного потенциала, необходим для мышечного сокращения и экзоцитоза). Нерастворимые соли кальция участвуют в формировании костей и зубов позвоночных и минеральных скелетов беспозвоночных.

Натрий — участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, процессах осморегуляции (в том числе в работе почек у человека) и создании буферной системы крови.

Калий — участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, регуляции сокращения сердечной мышцы.Содержится в межклеточных веществах.

Хлор — поддерживает электронейтральность клетки.

Микроэлементы

К микроэлементам, составляющим от 0,001 % до 0,000001 % массы тела живых существ, относят ванадий, германий, йод (входит в состав тироксина, гормона щитовидной железы), кобальт (витамин В12), марганец, никель, рутений, селен, фтор (зубная эмаль), медь, хром, цинк

Цинк — входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении, в состав инсулина

Медь — входит в состав окислительных ферментов, участвующих в синтезе цитохромов.

Селен — участвует в регуляторных процессах организма.

Ультрамикроэлементы

Ультрамикроэлементы составляют менее 0,0000001 % в организмах живых существ, к ним относят золото, серебро оказывают бактерицидное воздействие, ртуть подавляет обратное всасывание воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты. Так же к ультрамикроэлементам относят платину и цезий. Некоторые к этой группе относят и селен, при его недостатке развиваются раковые заболевания. Функции ультрамикроэлементов еще мало понятны.

Молекулярный состав клетки

Соединения
Неорганические		Органические
Вода Минеральные соли	70—80 % 1,0—1,5 %	Белки Углеводы Жиры Нуклеиновые кислоты АТФ, соли и др. вещества	10—20 % 0,2—2,0 % 1—5 % 1,0—2,0 % 0,1—0,5 %

См. также

dal.academic.ru