Химический состав клетки. неоганика
В состав живых организмов входят те же элементы, которые входят в состав объектов неживой природы. Однако соотношение элементов в живом и неживом разное. Живые организмы на 98 % состоят из углерода, водорода и азота. Химические элементы, входящие в состав клеток и выполняющие биологические функции, называются биогенными.
| Макроэлементы | |
| 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. Азот поглощается растениями в виде иона NO3, восстанавливается до NH2 и включается в таком виде в аминокислотный синтез. 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. Участвует в синтезе хлорофилла и витаминов. |
| Сера | входит в состав серосодержащих аминокислот (цистеин, метионин), поэтому содержится в большинстве белков. Входит в состав витамина В1 и кофермента А. В небольших количествах присутствует в виде сульфат-иона в цитоплазме клеток и межклеточных жидкостях. Соединения серы образуются в печени как продукты обезвреживания ядовитых веществ, хемосинтезирующие серобактерии путем окисления серы и её соединений получают энергию для жизнедеятельности. |
| Фосфор | входит в состав АТФ, нуклеотидов и нуклеиновых кислот (в виде остатков фосфорной кислоты), фосфолипидов мембран, некоторых белков. в состав костной ткани и зубной эмали (в виде минеральных солей), а также присутствует в цитоплазме и межклеточных жидкостях (в виде фосфат-ионов). Растворимые фосфаты содержаться в клеточном соке растений. |
| Магний | кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК.(Активирует энергетический обмен и синтез ДНК); поддерживает целостность рибосом и митохондрий, входит в состав хлорофилла. В животных клетках необходим для функционирования мышечных и костных систем. Входит в состав костей и зубов |
| 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 (раковин, скелета коралловых полипов) В ионном состоянии является антагонистом калия. В виде солей пектиновых веществ (углеводов) входит в состав клеточной оболочки и склеивает растительные клетки. |
| Натрий | участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, процессах осморегуляции (в том числе в работе почек у человека) и создании буферной системы крови. Необходим для нормальной деятельности сердца. |
| Калий | участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, регуляции сокращения сердечной мышцы (обуславливает нормальный ритм). Содержится в межклеточных веществах. Активирует ферменты белкового синтеза, участвует в процессах фотосинтеза и гликолиза. |
| Хлор | поддерживает электронейтральность клетки, компонент HCl в желудочном соке. |
| Железо | Входит в состав гемоглобина и участвует в переносе кислорода, в составе ферментов электрон-транспортной цепи переносит электроны при дыхании и фотосинтезе. Входит в состав ферментов каталазы и пероксидазы, расщепляющих N2O2. Участвует в синтезе хлорофилла. Содержится в белке ферритине, находящимся в печени и селезенке. |
| Микроэлементы | |
| Цинк | входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении, активизирующих расщепление угольной кислоты, в состав инсулина. Необходим для синтеза аминокислоты пролина растительных гормонов ауксинов. |
| Медь | входит в состав окислительных ферментов, участвующих в синтезе цитохромов (электрон-транспортная цепь) у беспозвоночных входит в состав гемоцианинов, переносящих кислород, участвует в синтезе меланина, необходим для процессов кроветворения. |
| Кобальт | Входит в состав витамина В12, необходим для развития эритроцитов, участвует в фиксации азота растениями. |
| Марганец | Необходим для фотосинтеза и процессов восстановления нитратов в растениях. Входит в состав или повышает активность ферментов карбоксилаз. Принимает участие в развитии костей,ассимиляции азота и процессе фотосинтеза. |
| Бор | Необходим для нормального деления клеток меристемы |
| Молибден | Необходим для фиксации азота клубеньковыми бактериями, так как входит в состав фермента нитрогеназы. |
| Фтор | Компонент зубной эмали и костей |
| Йод | Входит в состав гормонов щитовидной железы, регулирующих уровень обмена веществ (тироксин) |
| Ультрамикроэлементы | |
| Ртуть | Подавляет обратное всасывание воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты |
| Золото, серебро | оказывают бактерицидное воздействие |
| Селен | при его недостатке развиваются раковые заболевания |