Неорганические и органические вещества клетки

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ И ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА КЛЕТКИ

(для инвалидов по слуху)

План

Химический состав клетки

Неорганические вещества клетки

Основные классы органических соединений.

Химический состав клетки

В живых организмах обнаруживается 80 химических элементов. Функции 27 элементов известны. Элементы, входящие в состав организма, называют биогенными. Наиболее распространены С, Н, N, О, F и S. По количественному содержанию в живом существе элементы делятся на 3 группы:

Макроэлементы – С, О, Н, N,Ca, К, Mg, Na, Fe, S, P, Cl. На долю их приходится 99% всей массы клетки. При этом на долю биогенных элементов С, О, Н, N – 98%.

Микроэлементы – медь, бор, кобальт, молибден, марганец, никель, бром, цинк, йод и др. Доля их в клетке составляет более 0,1%; концентрация каждого не превышает 0,001%.

Ультрамикроэлементы – уран, золото, бериллий, ртуть и др. Их доля менее 0,000001%.

Большинство химических элементов, присутствующие в материи, образуют химические соединения, которые подразделяются на неорганические и органические.
Органические: белки 10-18%, жиры – 1-10%, углеводы – 1-5%, нуклеиновые кислоты 1-2%.

Неорганические: вода 60-80%, минеральные вещества 1-1,5%.

Неорганические вещества клетки

Вода ее свойства. Ее биологические значение

Содержание воды в клетке зависит от ее возраста, в молодых до 98%, в старых– 60 %. Чем больше воды в клетке, тем интенсивнее в ней идут обменные процессы.

Биологическое значение воды:

1) Обеспечивает поддержание структуры клетки и ее упругость.

2) Служит растворителем и средой для транспорта веществ.

3) Участвует в реакции гидролиза.

4) Служит средой, в которой происходит оплодотворение.

5) Способствует охлаждению тела.

6) Участвует в фотосинтезе.

7) Служит одним из компонентов смазки в суставах.

8) Выполняет защитную функцию в слезной жидкости.

Минеральные соли и их биологическая роль

Минеральные соли находятся в клетке в виде катионов (К⁺, Na^+,, Са²⁺, Мg²⁺) и анионов (НРО₄^2-, Н₂РО₄^-, Сl^-, HCO₃^-). Их соотношение поддерживается на постоянном уровне.

А) Биологическое значение.

Неравномерное распределение ионов калия и натрия с наружной и внутренней стороны мембран нервных и мышечных клеток обеспечивает возможность возникновения и распространения электрических импульсов.

Катион кальция входит в состав костей, участвует в мышечном сокращение.

Катионы магния входят в состав хлорофилла.

Анионы слабых кислот внутри клетки способствуют сохранению определенного рН среды. В клетке поддерживается слабощелочная реакция (рН 7,2).

Нерастворимые минеральные соли, например, фосфорнокислый кальций, обеспечивают прочность костной ткани позвоночных.

Д/з: составить таблицу «Биологическая роль химических элементов»

Биологически важные химические элементы клетки

Элемент и его символ	Значение для клетки и организма

Основные классы органических соединений, их химический состав

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

Органические соединения представляют собой крупные молекулы, называемые полимерами, которые состоят их многих повторяющих единиц (мономеров). К органическим полимерным соединениям относят углеводы, жиры, белки, нуклеиновые кислоты и АТФ.

Белки

Белки – главный компонент клетки. Это биологические полимеры, состоящие из 20 остатков аминокислот. В состав аминокислот входит углерод, водород, кислород, азот. В некоторых также содержатся сера, фосфор, железо. Каждая аминокислота имеет карбоксильную группу (-СООН), аминогруппу (-NН₂) и радикал (R-). Аминогруппа одной аминокислоты взаимодействует с карбоксильной группой другой и образуется пептидная связь. При соединении большого числа аминокислот формируется полипептид. Все белки – полипептиды, имеющие большую молекулярную массу.

Белки, состоящие только из аминокислот, называют простыми или протеинами. К ним относят многие ферменты. Сложные белки, или протеиды, содержат еще небелковые компоненты, например углеводы, жиры, ДНК, атомы, атомы металлов (Fe, Mg, Cu, Zn, Mn, V, Mo и др). Их называют гликопротеидами, липопротеидами, нуклеопротеидами, металлопротеидами.

Для белков характерно четыре уровня структурной организации. Цепь из аминокислот, объединенных пептидными связями, образует первичную структуру молекулы белка.

Вторичная структура - это плотно закрученную спираль. Она формируется водородными связями между –СО- и –NН- группами аминокислотных остатков полипептидной цепи, расположенными на соседних витках спирали.

Третичная структура белков является результатом сложной трехмерной укладки в пространстве полипептидной цепи. Третичная структура поддерживается различными связями и взаимодействиями, возникающими между радикалами аминокислот, образуя глобулярное строение.

Для некоторых белков характерна четвертичная структура. Она возникает при объединении между собой отдельных белковых глобул. Например, белок крови гемоглобин представляет собой комплекс из четырех белковых макромолекул.

Процесс денатурации белка. Связи, которые поддерживают вторичную, третичную и четвертичную структуру белка, слабее связей, формирующих первичную структуру, и легко разрываются. При воздействии на белки внешних факторов (изменения температуры, кислотности среды и др.) пространственная структура молекул разрушается и происходит их денатурация

Процесс денатурации при определенных условиях обратим, и белок способен восстановить свою естественную структуру – ренатурировать. Чаще денатурация необратима. Необратимая денатурация происходит из-за повышения температуры и других значительных внешних воздействий.

Ферментативная (каталитическая) функция. Все химические реакции в живых организмах происходят при участии биологических катализаторов – ферментов(это простые или сложные белки). Ферменты ускоряют реакции обмена веществ в миллионы раз.

Строительная (пластическая). Белки входят в состав всех клеточных структур.

Двигательная. Двигательная функция живых организмов обеспечивается специальными сократительными белками. Они участвуют во всех видах движения.

Транспортная функция заключается в присоединении веществ и перенос их к тканям и органам.

Защитная – образование антител, которые связываются с несвойственными организму веществами.

Энергетическая – при полном расщеплении белков выделяется энергия.

План

Химический состав клетки

Химический состав клетки

В живых организмах обнаруживается 80 химических элементов. Функции 27 элементов известны. Элементы, входящие в состав организма, называют биогенными. Наиболее распространены С, Н, N, О, F и S. По количественному содержанию в живом существе элементы делятся на 3 группы:

Макроэлементы – С, О, Н, N,Ca, К, Mg, Na, Fe, S, P, Cl. На долю их приходится 99% всей массы клетки. При этом на долю биогенных элементов С, О, Н, N – 98%.

Микроэлементы – медь, бор, кобальт, молибден, марганец, никель, бром, цинк, йод и др. Доля их в клетке составляет более 0,1%; концентрация каждого не превышает 0,001%.

Ультрамикроэлементы – уран, золото, бериллий, ртуть и др. Их доля менее 0,000001%.

Большинство химических элементов, присутствующие в материи, образуют химические соединения, которые подразделяются на неорганические и органические.
Органические: белки 10-18%, жиры – 1-10%, углеводы – 1-5%, нуклеиновые кислоты 1-2%.

Неорганические: вода 60-80%, минеральные вещества 1-1,5%.

Белки

Белки – главный компонент клетки. Это биологические полимеры, состоящие из 20 остатков аминокислот. В состав аминокислот входит углерод, водород, кислород, азот. В некоторых также содержатся сера, фосфор, железо. Каждая аминокислота имеет карбоксильную группу (-СООН), аминогруппу (-NН₂) и радикал (R-). Аминогруппа одной аминокислоты взаимодействует с карбоксильной группой другой и образуется пептидная связь. При соединении большого числа аминокислот формируется полипептид. Все белки – полипептиды, имеющие значительную молекулярную массу, они представляют собой макромолекулу.

Белки, состоящие только из аминокислот, называют простыми или протеинами. К ним относят многие ферменты. Сложные белки, или протеиды, содержат еще небелковые компоненты, например углеводы, жиры, ДНК, атомы, атомы металлов (Fe, Mg, Cu, Zn, Mn, V, Mo и др). Их называют гликопротеидами, липопротеидами, нуклеопротеидами, металлопротеидами.

Для белков характерно четыре уровня структурной организации. Цепь из аминокислот, объединенных пептидными связями, образует первичную структуру молекулы белка.

Вторичная структура - это плотно закрученную спираль. Она формируется водородными связями между –СО- и –NН- группами аминокислотных остатков полипептидной цепи, расположенными на соседних витках спирали.

Третичная структура белков является результатом сложной трехмерной укладки в пространстве полипептидной цепи. Третичная структура поддерживается различными связями и взаимодействиями, возникающими между радикалами аминокислот, образуя глобулярное строение.

Для некоторых белков характерна четвертичная структура. Она возникает при объединении между собой отдельных белковых глобул. Например, белок крови гемоглобин представляет собой комплекс из четырех белковых макромолекул.

Процесс денатурации белка. Связи, которые поддерживают в пространстве вторичную, третичную и четвертичную структуру белка, значительно слабее связей, формирующих первичную структуру, и легко разрываются. При воздействии на белки внешних факторов (изменения температуры, кислотности среды и др.) пространственная структура молекул разрушается и происходит их денатурация

Процесс денатурации при определенных условиях обратим, и белок способен восстановить свою естественную структуру – ренатурировать. Однако чаще денатурация необратима. Необратимая денатурация происходит из-за повышения температуры и других значительных внешних воздействий.

Ферментативная (каталитическая) функция. Все химические реакции в живых организмах происходят при участии особых биологических катализаторов – ферментов,представляющих собой простые или сложные белки. Ферменты ускоряют реакции обмена веществ в миллионы раз.

Строительная (пластическая). Белки входят в состав всех клеточных структур.

Двигательная. Двигательная функция живых организмов обеспечивается специальными сократительными белками. Они участвуют во всех видах движения.

Транспортная функция заключается в присоединении веществ и перенос их к тканям и органам.

Защитная – образование антител, которые связываются с несвойственными организму веществами.

Энергетическая – при полном расщеплении белков выделяется энергия.

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ И ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА КЛЕТКИ

(для инвалидов по слуху)

План

Химический состав клетки