Хімічний склад клітини. Неорганічні речовини клітини

Щоб користуватися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис ( обліковий запис) Google і увійдіть до нього: https://accounts.google.com

Підписи до слайдів:

Хімічний складклітини та її будова

Загальні відомостіХімічний склад клітин рослин та тварин подібний, що говорить про єдність їх походження. У клітинах виявлено понад 80 хімічних елементів. Макроелементи: O, C, N, H. - 98% Мікроелементи: K, P, S, Ca, Mg, Cl, Na. - 1, 9% Ультрамікроелементи: Cu, I, Zn, Co, Br. - 0,01%

Неорганічні сполуки Найпоширеніша неорганічна сполука у клітинах живих організмів – вода. Він поступає в організм з зовнішнього середовища; тварин може утворюватися при розщепленні жирів, білків, вуглеводів. Вода знаходиться в цитоплазмі та її органелах, вакуолях, ядрі, міжклітинниках. Функції: 1. Розчинник 2. Транспорт речовин 3. Створення середовища для хімічних реакцій 4. Участь у освіті клітинних структур (цитоплазма)

Неорганічні сполуки Мінеральні солі необхідні нормальної життєдіяльності клітин. Наприклад, нерозчинні солі кальцію та фосфору забезпечують міцність кісткової тканини.

Вуглеводи Це органічні сполуки, до складу яких входять водень (Н), вуглець (С) і кисень (О) . Вуглеводи утворюються з води (Н 2 Про) та вуглекислого газу (СО 2) у процесі фотосинтезу. Ф руктоза і глюкоза постійно присутні у клітинах плодів рослин, надаючи їм солодкого смаку. Функції: 1. Енергетична (при розпаді 1 г глюкози звільняється 17,6 кДж енергії) 2. Структурна (хітин у скелеті комах та у стінці клітин грибів) 3. Запасаюча (крохмаль у рослинних клітинах, глікоген – у тварин)

Ліпіди Г руппа жироподібних органічних сполук, нерозчинних у воді, але добре розчинних у бензолі, бензині і т.д. Жири – один із класів ліпідів, складні ефіри гліцерину та жирних кислот. У клітинах міститься від 1% до 5% жирів. Функції: 1. Енергетична (при окисленні 1 г жиру виділяється 38,9 кДж енергії) 2. С труктурна (фосфоліпіди – основний елементи мембран клітини) 3. Захисна (термоізоляція)

Білки Це біополімери, мономерами яких є амінокислоти. У будові молекули білка розрізняють первинну структуру - послідовність амінокислотних залишків; вторинну – це спіральна структура, яка утримується безліччю водневих зв'язків. Третинна структура білкової молекули – це просторова конфігурація, що нагадує компактну глобулу. Вона підтримується іонними, водневими та дисульфідними зв'язками Четвертична структура утворюється при взаємодії кількох глобул (наприклад, молекула гемоглобіну складається з чотирьох таких субодиниць). Втрата білкової молекулою власної природної структури називається денатурацією.

Нуклеїнові кислоти Нуклеїнові кислоти забезпечують зберігання та передачу спадкової (генетичної) інформації. ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) – це молекула, що складається з двох закручених ланцюгів. ДНК РНК Складається з азотистого основи (аденіну (А) А-Т А-У цитозину (Ц), тиміну (Т) або гуаніну (Г)), Ц-Г Ц-Г пентози (дезоксирибози) і фосфату. РНК (рибонуклеїнова кислота) - це молекула, що складається з одного ланцюга нуклеотидів. Складається з чотирьох азотистих основ, але замість тиміну (Т) у РНК урацил (У), а замість дезоксирибози – рибозу.

АТФ АТФ (аденозинтрифосфорна кислота) - це нуклеотид, що відноситься до групи нуклеїнових кислот. Молекула АТФ складається з азотистої основи аденіну, рибози та трьох залишків фосфорної кислоти. Відщеплення однієї молекули фосфорної кислоти відбувається за допомогою ферментів та супроводжується виділенням 40 кДж енергії. Енергію АТФ клітина використовує у процесах синтезу білка, під час руху, під час виробництва тепла, під час проведення нервових імпульсів, у процесі фотосинтезу тощо. АТФ є універсальним акумулятором енергії у живих організмах.

Клітинна теорія У 1665 році англійський дослідник природи Роберт Гук, спостерігаючи під мікроскопом зріз пробки дерева, виявив порожні осередки, які він назвав «клітинами». Сучасна клітинна теоріявключає такі положення: * Усі живі організми складаються з клітин; клітина – найменша одиниця живого; * Клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів подібні за своєю будовою, хімічним складом, основним проявам життєдіяльності та обміну речовин; * Розмноження клітин відбувається шляхом їх поділу, і кожна нова клітина утворюється в результаті поділу вихідної (материнської) клітини; всі багатоклітинні організми розвиваються з однієї клітини * у складних багатоклітинних організмах клітини спеціалізовані за виконуваною ними функцією і утворюють тканини; з тканин складаються органи, які тісно взаємопов'язані та підпорядковані нервовим та гуморальним системам регуляції.

Органоїди клітини Цитоплазма - напіврідке середовище, в якому знаходяться ядро ​​клітини і всі органоїди. Цитоплазма на 85% складається з води та на 10% – з білків. Біологічна мембрана Біологічна мембрана: 1) відмежовує вміст клітини від зовнішнього середовища, 2) утворює стінки органоїдів та оболонку ядра, 3) поділяє вміст цитоплазми на окремі відсіки. Зовнішній та внутрішній шари мембрани (темні) утворені молекулами білків, а середній (світлий) – двома шарами молекул ліпідів. Біологічна мембрана має вибіркову проникність.

Ендоплазматична мережа (ЕПС) Це мережа каналів, трубочок, бульбашок, цистерн, розташованих усередині цитоплазми. Розрізняють гладку ЕПС і шорстку (гранулярну), що несе на собі рибосоми. Мембрани гладкої ЕПС беруть участь у жировому та вуглеводному обміні. Рибосоми прикріплюються до мембрани шорсткої ЕПС.

Рибосоми Дрібні сферичні органоїди розміром від 15 до 35 нм. Більшість рибосом синтезуються в ядерцях і через пори ядерної мембрани надходять у цитоплазму, де розташовуються або на мембранах ЕПС, або вільно.

Комплекс Гольджі Комплекс Гольджі є стопкою з 5-10 плоских цистерн, по краях яких відходять розгалужені трубочки і дрібні бульбашки. Комплекс Гольджі – зовнішня клітинна мембрана. Комплекс Гольджі бере участь в утворенні лізосом, вакуолей, у накопиченні вуглеводів, у побудові клітинної стінки.

Лізосоми Лізосоми - шароподібні тільця, покриті мембраною і містять близько 30 ферментів, здатних розщеплювати білки, нуклеїнові кислоти, жири і вуглеводи. Освіта лізосом відбувається у комплексі Гольджі. При пошкодженні мембран лізосом, що містяться в них ферменти, руйнують клітину та тимчасові органи ембріонів та личинок, наприклад хвіст та зябра в процесі розвитку пуголовків жаб.

Пластиди містяться тільки в рослинних клітинах. Хлоропласти формою нагадують двоопуклу лінзу і містять зелений пігмент хлорофіл. Хлоропласти мають здатність вловлювати сонячне світло та синтезувати за його допомогою органічні речовини за участю АТФ. Хромопласти – пластиди, що містять рослинні пігменти (крім зеленого), що надають фарбуванню квіткам, плодам, стеблам та іншим частинам рослин. Лейкопласти – безбарвні пластиди, які найчастіше містяться в незабарвлених частинах рослин – коренях, цибулинах тощо. Вони можуть синтезуватися і накопичуватися білки, жири і полісахариди (крохмаль).

Мітохондрії В ідні у світловий мікроскоп у вигляді гранул, паличок, ниток величиною від 0,5 до 7 мкм. Стінка мітохондрій складається з двох мембран – зовнішньої, гладкої та внутрішньої, що утворює вирости – кристи. Основними функціями мітохондрій є: - окислення органічних сполук до діоксиду вуглецю та води; - - Нагромадження хімічної енергії в макроергічних зв'язках АТФ.

Органоїди руху Включення До клітинних органоїдів руху відносять вії та джгутики Функція цих органоїдів полягає або у забезпеченні руху (наприклад, у найпростіших) або для просування рідини вздовж поверхні клітин (наприклад, в дихальному епітелії для просування слизу). Включення – це непостійні компоненти цитоплазми змінюється в залежності від функціонального стану клітини. .

Ядро За хімічним складом ядро ​​відрізняється від інших компонентів клітини високим вмістом ДНК (15-30%) та РНК (12%). 99% ДНК клітини зосереджено у ядрі. Ядро виконує дві основні функції: 1) зберігання та відтворення спадкової інформації; 2) регуляція процесів обміну речовин, які у клітині. До складу ядра входять ядерце, що складається з білка та р-РНК; хроматин (хромосоми) і ядерний сік, що є розчином білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів і ферментів, мінеральних солей.

Прокаріоти та еукаріоти Не мають оформленого ядра Спадкова інформація передається через молекулу ДНК, яка утворює нуклеотид. Функції еукаріотичних органоїдів виконують обмежені мембранами порожнини Б актерії і Сін – зелені водорості Є чітко оформлені ядра, що мають власну оболонку. Ядерна ДНК у них укладена у хромосоми. У цитоплазмі є різні органоїди, що виконують специфічні функції Царство Г рибів, Р астеній і Тварин.

1 із 22

Презентація на тему:

№ слайду 1

Опис слайду:

№ слайду 2

Опис слайду:

Зміст 1. Хімічний склад клітини: * Неорганічні сполуки (вода та мінеральні солі) * Вуглеводи * Ліпіди (жири) * Білки * Нуклеїнові кислоти: ДНК та РНК * АТФ та інші органічні сполуки (гормони та вітаміни) 2. Структура та функції клітини: * Клітинна теорія * Цитоплазма та Біологічна мембрана * Ендоплазматична мережа та Рибосоми * Комплекс Гольджі та Лізосоми * Мітохондрії, Органоїди руху та включення * Пластиди * Ядро. Прокаріоти та еукаріоти

№ слайду 3

Опис слайду:

Хімічний склад клітин рослин і тварин дуже подібний, що говорить про єдність їх походження. У клітинах виявлено понад 80 хімічних елементів, проте лише щодо 27 їх відома фізіологічна роль. Макроелементи: O, C, N, H. 98% Мікроелементи: K, P, S, Ca, Mg, Cl, Na. 1,9% Ультрамікроелементи: Cu, I, Zn, Co, Br. 0,01%

№ слайда 4

Опис слайду:

Неорганічні сполуки Найпоширеніша неорганічна сполука у клітинах живих організмів – вода. Вона надходить в організм із зовнішнього середовища; у тварин, крім того, може утворюватись при розщепленні жирів, білків, вуглеводів. Вода знаходиться в цитоплазмі та її органелах, вакуолях, ядрі, міжклітинниках. Функції: 1. Розчинник 2. Транспорт речовин 3. Створення середовища для хімічних реакцій 4. Участь освіти клітинних структур (цитоплазма)

№ слайду 5

Опис слайду:

Неорганічні сполуки Мінеральні солі у певних концентраціях необхідні нормальної життєдіяльності клітин. Наприклад, нерозчинні солі кальцію та фосфору забезпечують міцність кісткової тканини. Вміст катіонів і аніонів у клітині та навколишньому середовищі (плазмі крові, міжклітинна речовина) по-різному завдяки напівпроникності мембрани.

№ слайду 6

Опис слайду:

Вуглеводи Це органічні сполуки, до складу яких входять водень (Н), вуглець (С) та кисень (О). Вуглеводи утворюються з води (Н2О) та вуглекислого газу (СО2) у процесі фотосинтезу. Фруктоза та глюкоза постійно присутні у клітинах плодів рослин, надаючи їм солодкого смаку. Функції: 1. Енергетична (при розпаді 1 г глюкози звільняється 17,6 кДж енергії) 2. Структурна (хітин у скелеті комах та у стінці клітин грибів) 3. Запасаюча (крохмаль у рослинних клітинах, глікоген – у тварин)

№ слайду 7

Опис слайду:

Ліпіди Група жироподібних органічних сполук, нерозчинних у воді, але добре розчинних у неполярних органічних розчинниках (бензолі, бензині тощо). Ліпопротеїди, гліколіпіди, фосфоліпіди. Жири – один із класів ліпідів, складні ефіри гліцерину та жирних кислот. У клітинах міститься від 1% до 5% жирів. Функції: 1. Енергетична (при окисленні 1 г жиру виділяється 38,9 кДж енергії) 2. Структурна (фосфоліпіди – основний елемент мембран клітини) 3. Захисна (термоізоляція)

№ слайду 8

Опис слайду:

Білки Це біополімери, мономерами яких є амінокислоти. У будові молекули білка розрізняють первинну структуру - послідовність амінокислотних залишків; вторинну – це спіральна структура, яка утримується безліччю водневих зв'язків. Третинна структура білкової молекули – це просторова конфігурація, що нагадує компактну глобулу. Вона підтримується іонними, водневими та дисульфідними зв'язками, а також гідрофобною взаємодією. Четвертична структура утворюється при взаємодії кількох глобул (наприклад, молекула гемоглобіну складається з чотирьох таких субодиниць). Втрата білкової молекулою власної природної структури називається денатурацією.

№ слайду 9

Опис слайду:

Нуклеїнові кислоти Нуклеїнові кислоти забезпечують зберігання та передачу спадкової (генетичної) інформації у живих організмах. ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) – це молекула, що складається з двох спірально закручених полінуклеотидних ланцюгів. Мономером ДНК є дезоксирибонуклеотид, що складається з азотистої основи (аденіну (А), цитозину (Ц), тиміну (Т) або гуаніну (Г)), пентози (дезоксирибози) та фосфату. РНК (рибонуклеїнова кислота) - це молекула, що складається з одного ланцюга нуклеотидів. Рибонуклеотид складається з однієї з чотирьох азотистих основ, але замість тиміну (Т) у РНК урацил (У), а замість дезоксирибози – рибозу.

№ слайду 10

Опис слайду:

АТФ АТФ (аденозинтрифосфорна кислота) - це нуклеотид, що відноситься до групи нуклеїнових кислот. Молекула АТФ складається з азотистої основи аденіну, п'ятивуглецевого моносахариду рибози та трьох залишків фосфорної кислоти, які з'єднані один з одним високоенергетичними зв'язками. Відщеплення однієї молекули фосфорної кислоти відбувається за допомогою ферментів та супроводжується виділенням 40 кДж енергії. Енергію АТФ клітина використовує у процесах біосинтезу, під час руху, під час виробництва тепла, під час проведення нервових імпульсів, у процесі фотосинтезу тощо. АТФ є універсальним акумулятором енергії у живих організмах.

№ слайду 11

Опис слайду:

Клітинна теорія У 1665 році англійський дослідник природи Роберт Гук, спостерігаючи під мікроскопом зріз пробки дерева, виявив порожні осередки, які він назвав «клітинами». Сучасна клітинна теорія включає такі положення: * Усі живі організми складаються з клітин; клітина – найменша одиниця живого; * Клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів подібні за своєю будовою, хімічним складом, основним проявам життєдіяльності та обміну речовин; * розмноження клітин відбувається шляхом їх поділу, і кожна нова клітина утворюється в результаті поділу вихідної (материнської) клітини; з тканин складаються органи, які тісно взаємопов'язані та підпорядковані нервовим та гуморальним системам регуляції.

№ слайду 12

Опис слайду:

Цитоплазма Біологічна мембрана Напіврідке середовище, в якому знаходяться ядро ​​клітини та всі органоїди. Цитоплазма на 85% складається з води та на 10% – з білків. Біологічна мембрана відмежовує вміст клітин від зовнішнього середовища, утворює стінки більшості органоїдів і оболонку ядра, розділяє вміст цитоплазми на окремі відсіки. Зовнішній та внутрішній шари мембрани (темні) утворені молекулами білків, а середній (світлий) – двома шарами молекул ліпідів. Ліпідні молекули розташовані строго упорядковано: водорозчинні (гідрофільні) кінці молекул звернені до білкових шарів, а водонерозчинні (гідрофобні) – один до одного. Біологічна мембрана має вибіркову проникність.

№ слайду 13

Опис слайду:

Ендоплазматична мережа (ЕПС), то мережа каналів, трубочок, бульбашок, цистерн, розташованих усередині цитоплазми. ЕПС є системою мембран, що мають ультрамікроскопічну будову. Розрізняють ЕПС гладку (агранулярну) та шорстку (гранулярну), що несе на собі рибосоми. На мембранах гладкої ЕПС знаходяться ферментні системи, що беруть участь у жировому та вуглеводному обміні. Рибосоми прикріплюються до мембрани гранулярної ЕПС, і під час синтезу білкової молекули поліпептидний ланцюжок з рибосоми занурюється в канал ЕПС

Опис слайду:

Комплекс Гольджі Комплекс Гольджі є стопкою з 5-10 плоских цистерн, по краях яких відходять розгалужені трубочки і дрібні бульбашки. Він входить до складу системи мембран: зовнішня мембрана ядерної оболонки – ендоплазматична мережа – комплекс Гольджі – зовнішня клітинна мембрана. У цій системі відбувається синтез та перенесення різних сполук, а також речовин, що виділяються клітиною у вигляді секрету або покидьків. Комплекс Гольджі бере участь в утворенні лізосом, вакуолей, накопиченні вуглеводів, у побудові клітинної стінки (у рослин).

№ слайду 16

Опис слайду:

Лізосоми Кулясті тільця, покриті елементарною мембраною і містять близько 30 гідролітичних ферментів, здатних розщеплювати білки, нуклеїнові кислоти, жири та вуглеводи. Освіта лізосом відбувається у комплексі Гольджі. При пошкодженні мембран лізосом, що містяться в них ферменти, можуть руйнувати структури самої клітини та тимчасові органи ембріонів та личинок, наприклад хвіст та зябра в процесі розвитку пуголовків жаб.

№ слайду 17

Опис слайду:

Пластиди містяться тільки в рослинних клітинах. Хлоропласти формою нагадують двоопуклу лінзу і містять зелений пігмент хлорофіл. Хлоропласти мають здатність вловлювати сонячне світло та синтезувати за його допомогою органічні речовини за участю АТФ. Хромопласти – пластиди, що містять рослинні пігменти (крім зеленого), що надають фарбуванню квіткам, плодам, стеблам та іншим частинам рослин. Лейкопласти – безбарвні пластиди, які найчастіше містяться в незабарвлених частинах рослин – коренях, цибулинах тощо. Вони можуть синтезуватися і накопичуватися білки, жири і полісахариди (крохмаль).

№ слайду 18

Опис слайду:

Мітохондрії Видно у світловий мікроскоп у вигляді гранул, паличок, ниток величиною від 0,5 до 7 мкм. Стінка мітохондрій складається з двох мембран – зовнішньої, гладкої та внутрішньої, що утворює вирости – кристи, які вдаються у внутрішній вміст мітохондрій (матрикс). У матриксі є автономна система біосинтезу білків: мітохондріальна РНК, ДНК та рибосоми. Основними функціями мітохондрій є окислення органічних сполук до діоксиду вуглецю та води та накопичення хімічної енергії в макроергічних зв'язках АТФ.

№ слайду 19

Опис слайду:

Органоїди руху Включення До клітинних органоїдів руху відносять вії та джгутики – це вирости мембрани діаметром, що містять у середині мікротрубочки. Функція цих органоїдів полягає або в забезпеченні руху (наприклад, у найпростіших) або для просування рідини вздовж поверхні клітин (наприклад, в дихальному епітелії для просування слизу). .

№ слайду 20

Опис слайду:

Ядро Форма та розміри ядра залежать від форми та величини клітини та виконуваної нею функції. За хімічним складом ядро ​​відрізняється від інших компонентів клітини високим вмістом ДНК (15-30%) та РНК (12%). 99% ДНК клітини зосереджено в ядрі, де вона разом із білками утворює комплекси – дезоксирибонуклеопротеїди (ДНП). Ядро виконує дві основні функції: 1) зберігання та відтворення спадкової інформації; 2) регуляція процесів обміну речовин, які у клітині. До складу ядра входять ядерце, що складається з білка та р-РНК; хроматин (хромосоми) і ядерний сік, що є колоїдний розчинбілків, нуклеїнових кислот, вуглеводів та ферментів, мінеральних солей.

№ слайду 21

Опис слайду:

Прокаріоти та еукаріоти Не мають оформленого ядра Спадкова інформація передається через молекулу ДНК, яка утворює нуклеотид. Функції еукаріотичних органоїдів виконують обмежені мембранами порожнини Бактерії та Синьо – зелені водорості. Є чітко оформлені ядра, що мають власну оболонку. Ядерна ДНК у них укладена у хромосоми. У цитоплазмі є різні органоїди, що виконують специфічні функції Царства Грибів, Рослин та Тварин.

№ слайду 22

Опис слайду:

Хімічний склад клітини.Макро- та мікроелементи.
Презентація вчителя біології ДБОУ Школа №879 м. Москви Тітової С.С.

Єдність елементного хімічного складу
Хімічний елемент Земна кора Морська водаЖиві організми
O 49,2 85,8 65-75
C 0,4 0,0035 15-18
H 1,0 10,67 8-10
N 0,04 0,37 1,5-3,0
P 0,1 0,003 0,20-1,0
S 0,15 0,09 0,15-0,2
K 2,35 0,04 0,15-0,4
Ca 3,25 0,05 0,04-2,0
CI 0,2 0,06 0,05-0,1
Mg 2,35 0,14 0,02-0,03
Na 2,4 1,14 0,01-0,015
Fe 4,2 0,00015 0,0003
Zn 0,01 0,00015 0,0003
Cu 0,01 0,00001 0.0002
I 0,01 0,000015 0.0001
F 0,1 2,07 0.0001

Хімічні елементи
Макроелементи (концентрація в організмі більше 0,01%, сумарний вміст 99%)
Мікроелементи (концентрація в організмі менше 0,01%, сумарний вміст менше 0,1%)
O, C, H, N, P, S, K, Ca, Na, CI, Mg, Fe
Zn, Cu, Mn, Co, I, F
Органогенні елементи
O, C, H, N

P

S
Na,CI

Значення макро- та мікроелементів в організмі людини
K
Бере участь у процесах збудження клітин, роботі ферментів, утриманні води у клітині.
Ca
Mg
Входить до складу клітинних стінок рослин, кісток, зубів, раковин молюсків; необхідний для скорочення м'язів, внутрішньоклітинного руху
Компонент хлорофілу; бере участь у біосинтезі білка

Значення макро- та мікроелементів в організмі людини
Fe
Входить до складу білків та нуклеїнових кислот, бере участь у формуванні кісток та зубів
Zn
Cu
Входить до складу білків та нуклеїнових кислот
Бере участь у процесах збудження клітин

Значення макро- та мікроелементів в організмі людини
Co
Входить до складу білків та нуклеїнових кислот, бере участь у формуванні кісток та зубів
I
F
Входить до складу білків та нуклеїнових кислот
Бере участь у процесах збудження клітин

Вода – основа життя Землі
Фізико-хімічні властивості води
Не має смаку, кольору та запаху.
Має дипольну властивість.
Має щільність і в'язкість.
Може перебувати в 3-х агрегатних станах.
t плавл.-0 С, t кіп.-10 0 С
Має поверхневий натяг.
Має капілярність.
Універсальний розчинник.

Будова молекули води
Освіта водневого зв'язку
Гідрофобні речовини
Гідрофільні речовини
+
+
-

Біологічна роль води
Надає клітині об'єму та пружності.

Біологічна роль води
Здійснює осмотичні явища.

Біологічна роль води
Є дисперсійним середовищем у колоїдної системицитоплазми.

Біологічна роль води
Сприяє теплорегуляції клітин.

Біологічна роль води
Є середовищем хімічних реакцій.

Біологічна роль води
Є джерелом кисню при фотосинтезі.

Біологічна роль води
Здійснює переміщення речовин.

Речовини
Гідрофільні (розчинні у воді)
Гідрофобні (нерозчинні у воді)
Вміст води в різних органах людського організму
Мозок 86%
Печінка 70%
Кістки 20%

Функції мінеральних солей
Визначають буферні властивості – здатність підтримувати pH середовища.
Забезпечують осмотичний тиск.
Входять склад кофакторів ферментів.
Мінеральні солі можуть бути в розчиненому або нерозчиненому станах. Розчинні солі дисоціюють на іони.
Нерозчинні солі кальцію входять до складу зубів, кісток, раковин та панцирів одноклітинних та багатоклітинних тварин.

Іони
Катіони (найважливіші)
Mg Входить до складу хлорофілу
2+
Fe Fe Входить до складу білків, у тому числі гемоглобіну
2+
3+
K Na Полегшують перенесення речовин через мембрану та бере участь у проведенні нервового імпульсу
Ca Сприяє м'язового скороченнята зсідання крові
2+
+
Фосфат-аніон Входить до складу АТФ та нуклеїнових кислот
Карбонат - і гідрокарбонат-аніон Пом'якшує коливання pH середовища
Аніони (найважливіші)

Клітини складаються з тих самих хімічних елементів, що утворюють неживу природу.

Зі 112 хімічних елементів періодичної системи

Д. І. Менделєєва у клітинах живих організмів виявлено приблизно 25.

За кількісним змістом у клітині все хімічні елементиділять на 3 групи:

Макроелементи

Ультрамікроелементи

Мікроелементи

на їхню частку припадає (99%)

(У сумі менше, 001%)

Макроелементи

Макроелементи становлять основну масу речовини клітина з їхньої частку припадає близько 99%, їх 98 % посідає чотири хімічних елемента:

кисень – 65%

вуглець – 18%

водень – 10%

азот – 3%

І ще 1% припадає на частку 8 елементів:

кальцій, фосфор,

хлор, калій, сірка,

натрій, магній,

залізо

Органогенні елементи – входять до складу білків, нуклеїнових кислот, ліпідів, вуглеводів, води

Мікроелементи – переважно іони металів ( кобальту, міді, цинку та ін) та галогенів ( йоду, брому

та ін.). Вони містяться у кількостях від 0,001% до 0,000001%.

Входять до складу гормонів, ферментів, вітамінів.

Наприклад, цинк – необхідний елемент ДНК-і РНК-полімераз, гормону інсуліну. Йод входить до складу тироксину – гормону щитовидної залози.

Ультрамікроелементи – концентрація нижче 0,000001%. До них відносять золото, уран, ртуть, селен та ін.

Фізіологічна роль більшості цих елементів у живих організмах не встановлена

Хімічні сполуки у клітині

Органічні

Неорганічні

Білки

Вода

Жири

Мінеральні солі

Вуглеводи

Нуклеїнові

кислоти

Неорганічні речовини

Вода

Відіграє найважливішу роль життя клітин і живих організмів.

У клітці знаходиться у двох формах: вільної та пов'язаної. Вільна (95% усієї води) використовується як розчинник і як середовище протоплазми. Пов'язана вода (4-5%) завдяки дипольності (атоми водню має частково позитивний заряд, а атом кисню – частково негативний) пов'язана, як із позитивно, і з негативно зарядженими білками. В результаті утворюється водна оболонка навколо білків, яка перешкоджає склеюванню їх один з одним.

Білок

Неорганічні речовини Вода

Роль води в клітині визначається її властивостями:

• малі розміри молекул води,
• полярність молекул,
• здатність з'єднуватися

один з одним

водневими зв'язками.

Н-зв'язку між молекулами води

Універсальний розчинник

Метаболічна

Структурна

Має високу питому теплоємність.

Висока теплопровідність – обумовлена малими розмірами її молекул.

Біологічна роль води у клітці

Універсальний розчинник

для полярних речовин: солей, цукрів, кислот та ін. Речовини, розчинні у воді, називаються гідрофільними.

З неполярними речовинами (гідрофобні – жири) вода не утворює Н-зв'язку, а отже, не розчиняє та не змішується

з ними.

Структурна – цитоплазма клітин містить 60%-95% води.

обумовлює осмос і тургорний тиск, тобто. Фізичні властивостіклітини;

Біологічна роль води у клітці

Має високу питому теплоємність – поглинає велика кількістьтеплової енергії при незначному підвищенні +

своєї температури.

Має найвищу теплоємність з усіх відомих рідин. При підвищенні температури довкіллячастина теплової енергії витрачається розрив водневих зв'язків між молекулами води, у своїй поглинається тепло. При охолодженні знову виникають водневі зв'язки між молекулами води та виділяється тепло. Цим зумовлена ​​її здатність забезпечувати терморегуляцію клітини.

Висока теплопровідність - Зумовлена ​​малими розмірами її молекул.

Біологічна роль води у клітці

Метаболічна – служить середовищем протікання хімічних реакцій,

бере участь у реакціях гідролізу (розщеплення білків, вуглеводів відбувається внаслідок їх взаємодії з водою);

У процесі фотосинтезу вода є джерелом електронів та атомів водню.

Вона ж і джерело вільного кисню:

6H 2 O + 6CO 2 = C 6 H 12 O 6 + 6O 2

Мінеральні солі

Мінеральні солі

Роль у клітці

склад

У дисоційованому стані:

- катіони

З різницею концентрації іонів з різних боків мембрани пов'язують активне перенесення речовин через мембрану.

Складаються з катіонів та аніонів

Забезпечують сталість осмотичного тиску у клітині.

К, Na, Ca,

Аніони фосфорної кислоти створюють фосфатну буферну систему, що підтримує рН внутрішньоклітинного середовища організму лише на рівні 6,9.

Вугільна кислота та її аніонистворюють бікарбонатну буферну систему, що підтримує рН позаклітинного середовища (плазма крові) на рівні 7,4.

- аніони HPO 4,

H 2 PO 4

HCO 3 , CI

Забезпечують функціональну активність ферментів та ін макромолекул (наприклад, аніони фосфорної кислоти входять до складу фосфоліпідів, АТФ, нуклеотидів та ін; іон Fе 2 + входить до складу гемоглобіну, магній до складу хлорофілу тощо).

У зв'язаному з органічними речовинами станом

Органічні речовини

Нуклеїнові кислоти

Білки

Вуглеводи

Ліпіди

Органічні сполуки – це сполуки вуглецю з іншими елементами.

Органічні речовини клітини

• Полімер – це речовина з високою молекулярною масою,

молекула якого складається з великої кількості

повторюваних одиниць – мономерів.

• Біологічні полімери – органічні сполуки,

що входять до складу клітин живих організмів.

Основні органічні сполуки клітини

Біополімери Мономери органічних речовин

Полісахариди (целюлоза,

глікоген, крохмаль)

Моносахариди (глюкоза, фруктоза)

Спирт, гліцерин та жирні кислоти

Ліпіди та ліпоїди

Білки

Амінокислоти

Нуклеїнові кислоти

Нуклеотиди

Білки

– це біополімери, мономерами яких є амінокислоти. В основному вони складаються з вуглецю, водню, кисню та азоту.

У складі білків виявлено 20 амінокислот

Амінокислоти відрізняються одна від одної лише радикалами.

Структура амінокислоти

карбоксильна група

(кислотні властивості)

аміногрупа

(Основні властивості)

вуглеводневий

радикал

Амінокислоти у складі природних білків

Скорочене

назва

Амінокислота

Аланін

Аргінін

Аспарагін

Аспарагінова кислота

Валін

Гістідін

Гліцин

Глутамін

Глутамінова кислота

Лейцин

Лізін

Метіонін

Пролін

Серін

Тирозін

Треонін

Триптофан

Фенілаланін

Цистеїн

Амінокислоти

За здатністю людини синтезувати амінокислоти з попередників, розрізняють:

Замінні амінокислоти – синтезуються в організмі людини в достатній кількості:

гліцин, аланін, серин, цистеїн, тирозин, аспарагін, глутамін, аспарагінова та глутамінові кислоти.

Незамінні амінокислоти –

не синтезуються у людини. Необхідно їх надходження

в організм з їжею:

валін, ізолейцин, лейцин, лізин, метіонін, треонін, триптофан та фенілаланін.

Напівзамінні амінокислоти – аргінін, гістидин.

Утворюються у недостатній кількості.

Їхній недолік повинен поповнюватися з білковою їжею.

Замінні амінокислоти

H 2 N

H 2 N

H 2 N

H 2 N

Аспарги-

нова

кислота

CH 2

CH 2

CH 2

CH 2

Тирозін

Глутамін

CH 2

Глута-

нова

кислота

CH 2

NH 2

H 2 N

H 2 N

H 2 N

H 2 C

CH 2

CH 2

Аланін

Аспарагін

CH 3

CH 2

H 2 C

Цистеїн

О = C - NH 2

Пролін

H 2 N

H 2 N

CH 2 OH

Серін

Гліцин

Напівзамінні амінокислоти

Для дітей вони незамінні

H 2 N

H 2 N

CH 2

CH 2

CH 2

Гістідін

Аргінін

CH 2

HC – N

NH 2

Незамінні амінокислоти

H 2 N

H 2 N

H 2 N

H 2 N

H - C - OH

CH 2

CH 2

H 3 C – CH

Фенілаланін

Треонін

CH 2

CH 3

CH 3

Валін

Метіонін

CH 3

H 2 N

H 2 N

CH 2

H 2 N

CH 2

CH 2

H - C - CH 3

H 2 N

Лізін

CH 2

CH 2

CH 2

Ізолейцин

Триптофан

Лейцин

CH 2

CH 3

CH 2

CH 3

CH 3

NH 2

Освіта пептидного зв'язку

R 2

R 1

пептидна

зв'язок

карбоксильна

група

H 2 O

карбоксильна

група

аміногрупа

аміногрупа

H 2 O

H 2 O

перша амінокислота друга амінокислота

R 1

R 2

У білках амінокислоти з'єднані між собою пептидними зв'язками(-NH-CO-) в поліпептидні ланцюги.

Пептидні зв'язки утворюються при взаємодії карбоксильної групи однієї амінокислоти з аміногрупою іншою.

Розрізняють чотири рівні просторової організації білків

Первинна структура

Строго визначена послідовність амінокислот, з'єднаних пептидними зв'язками визначає первинну структуру молекули білка.

Вторинна структура білка

– поліпептидний ланцюг, закручений у α-спіраль або β-складчастої структури.

Вона утримується за допомогою водневих зв'язків, які виникають між NH- та СО-групами , розташовані на сусідніх витках.

Функціонування як закрученої спіралі притаманно фібрилярних білків (колаген, фібриноген, міозин, актин та інших.)

Третинна структура білка

Третинна структура - згортання спіралі в складну конфігурацію - глобулу, що підтримується дисульфідними зв'язками (-S-S-), що виникають між радикалами сірковмісних амінокислот - цистеїну і метіоніну.

Багато білкових молекул стають функціонально активними тільки після придбання глобулярної (третинної) структури.

Четвертична структура білка

Взаємне розташування у просторі кількох однакових чи різних поліпептидних клубків, що становлять одну білкову молекулу, утворює четвертинну структуру (хімічні зв'язку може бути різні).

Гемоглобін

в еритроцитах

Рівні просторової організації білків

Функції білків

• ферментативна: виступають як біологічні

каталізаторів, ферменти здатні прискорювати хімічні реакції;

• будівельна: білки є обов'язковим компонентом всіх

клітинних структур;

• транспортна: перенесення Про 2 , гормонів у тілі тварин та людини;

• рухова: усі види рухових реакцій забезпечуються

скоротливими білками-актином та міозином;

Функції білків

• захисна: при попаданні сторонніх тілв організмі

виробляються захисні білки – антитіла.

• енергетична: при нестачі вуглеводу та жирів можуть окислитися

молекули амінокислот (1 г білка-17,6 кДж енергії)

• сигнальна: в мембрану вбудовані спеціальні білки, здатні

змінювати свою третинну структуру на дію зовнішніх факторів

середовища. Так відбувається прийом сигналів із зовнішнього середовища та передача інформації у клітину.

Вуглеводи –

речовини, що складаються з вуглецю, водню та кисню, склад яких можна виразити формулою З n (H 2 O) n

Вуглеводи можна розділити на 3 класи:

Моносахариди

Полісахариди

Олігосахариди

СН 2 ВІН

НОСН 2

СН 2 ВІН

НОСН 2

СН 2 ВІН

НОСН 2

СН 2 ВІН

СН 2 ВІН

Дезоксирибоза

Целюлоза

Рибоза

Сахароза

Глюкоза

Вуглеводи

Моносахариди –залежно від числа вуглецевих атомів у їх молекулі розрізняють тріози (3С), тетрози (4С), пентози (5С), гексози (6С).

Властивості: малі молекули легко розчиняються у воді. Представлені кристалічними формами, солодкі на смак.

НОСН 2

НОСН 2

Глюкоза

Рибоза

Дезоксирибоза

Вуглеводи

Олігосахариди – речовини, утворені кількома моносахаридами (до 10);

Дисахариди – об'єднують в одній молекулі два моносахариди.

Властивості: розчинні у воді. Кристалізуються. Солодкий смак.

Глюкоза + Фруктоза = Сахароза

Глюкоза + Глюкоза = Мальтоза

Глюкоза + Галактоза = Лактоза

СН 2 ВІН

НОСН 2

СН 2 ВІН

Сахароза

Вуглеводи

Полісахариди утворюються шляхом з'єднання багатьох моносахаридів і мають формулу (C6H10O5)n.

Найбільше значення мають полісахариди – крохмаль, глікоген, целюлоза, хітин.

Властивості:

макромолекули нерозчинні або погано розчиняються у воді.

Чи не кристалізуються. Чи не солодкі на смак.

СН 2 ВІН

СН 2 ВІН

СН 2 ВІН

Целюлоза

Функції вуглеводів

• енергетична: при окисленні 1г вуглеводів (до СО 2 та Н2О)

вивільняється 17,6 кДж енергії;

• запасна: запасається у клітинах печінки та м'язів у вигляді глікогену;

• будівельна: в рослинній клітині- міцна основа клітинних стінок (целюлоза);

• захисна: в'язкі секрети (слизу), що виділяються різними

залозами, багаті на вуглеводи та їх похідні (глікопротеїди). Захищають стіни внутрішніх органів(стравохід, кишечник, шлунок, бронхи) від механічних пошкоджень та проникнення мікроорганізмів;

• рецепторна: входять до складу сприймаючої частини

клітинних рецепторів.

Ліпіди

Різноманітність

Жири

5 – 15% сухого

речовини клітини, у жировій тканині – 90%

Жироподібні речовини:

фосфоліпіди;

стероїди; воски;

вільні жирні кислоти

Молекули жирів утворені залишками триатомного спирту (гліцерину) та трьома залишками жирних кислот.

Головна властивість ліпідів – гідрофобність.

Жирні кислоти

+ 3H 2 O

Гліцерин

Функції ліпідів

• теплоізоляційна: у деяких тварин (тюлені, кити) він відкладається у підшкірній жировій тканині, яка у китів утворює шар завтовшки до 1 м, підтримує постійну Температура тіла.

• запасна: накопичуються в жировій тканині тварин, у плодах і

насінні рослин;

• енергетична: при повному розщепленні 1г жиру виділяється 39 кДж енергії;

• структурна: фосфоліпіди служать складовою клітинних мембран;

• регуляторна : багато гормонів (наприклад, кори надниркових залоз, статеві) є похідними ліпідів.

АТФ – аденозинтрифосфорна кислота

АТФ – макроергічна сполука , Що містить хімічні зв'язки, при гідроліз яких відбувається звільнення енергії.

Аденін

NH 2

H 2 C

40 кДж

H 2 O

Рибоза

АТФ+H 2 O → АДФ + H 3 PO 4 + Енергія (40кДж/моль)