Химический состав клетки. Неорганические вещества

группам элементов входящих в состав клетки;
Раскрыть свойства и значение воды,

роль важнейших катионов и анионов в клетке.

Глава I. Химический состав клетки

Пименов А.В.

империя Клеточные и империя Неклеточные. Империя Клеточные объединяет организмы, имеющие

клеточное строение. К неклеточным организмам относится вирусы, объединенные в царство Вирусы.

Свойства живых организмов

к передаче генетической информации следующему поколению. При бесполом размножении следующее

поколение получают генетическую информацию от материнского организма, при половом — происходит объединение генетической информации двух организмов.
2. Живой организм является открытой системой, в него поступают питательные вещества, он использует различные виды энергии — энергию света, энергию, выделяющуюся при окислении органических и неорганических веществ, выделяет в окружающую среду продукты обмена веществ и энергию. Другими словами, между организмом и средой обитания происходит постоянный обмен веществ и энергии.
3. Клетки живых организмов образованы различными биополимерами, важнейшими из которых являются нуклеиновые кислоты и белки. Но мертвая лошадь также состоит из биополимеров, поэтому важно подчеркнуть их постоянное самообновление.
4. Пока организм жив, он воспринимает воздействия окружающей среды, под влиянием раздражителя происходит возбуждение и развивается ответная реакция на возбуждение. Возбудимость — важнейшее свойство организма.

Свойства живых организмов

конкретным условиям обитания. Эта адаптация началась с эволюции на уровне

молекул, затем на уровне органоидов клетки — на клеточном уровне, затем на уровне многоклеточного организма.

6. Для живых организмов характерна высокая степень организации, которая проявляется в сложном строении биологических молекул, органоидов, клеток, органов, их специализации к выполнению определенных функций.

7. Также к признакам живых организмов относятся рост, старение и смерть.

Свойства живых организмов

организации живой природы:

Молекулярный.
Клеточный.
Организменный.
Популяционно-видовой.
Экосистемный.
Биосферный.
Уровни организации живой материи

нуклеиновых кислот, находящихся в клетках и получивших название биологических молекул.
Уровни

организации живой материи

отдельных органоидов.
Уровни организации живой материи

целостного организма.
Уровни организации живой материи

материи

живой материи

углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, находящихся в клетках и получивших название

биологических молекул.
Что изучается на клеточном уровне?
На клеточном уровне изучается строение клеток, строение и функции ее отдельных органоидов.
Что изучается на организменном уровне?
Строение тканей, органов и систем органов целостного организма.
Что изучается на популяционно-видовом уровне?
На популяционно-видовом уровне изучаются структура вида, характеристика популяций.
Что изучается на биогеоценотическом уровне?
На экосистемном (биогеоценотическом) уровне изучается структура и характеристика биогеоценозов.
Что изучается на биосферном уровне?
На биосферном – изучается биосфера. Распространение жизни в атмосфере, литосфере, гидросфере. Влияние человека на биосферу.

Подведем итоги:

химическому составу. В живых организмах обнаружено около 80 химических элементов

периодической системы Д.И.Менделеева.
Для 24 элементов известны функции, которые они выполняют в клетке. Эти элементы называются биогенными. По количественному содержанию в живом веществе элементы делятся на три категории:
Макроэлементы:
O, C, H, N — около 98% от массы клетки, элементы 1-ой группы;
K, Na, Ca, Mg, S, P, Cl, Fe — 1,9 % от массы клетки, элементы 2-ой группы. К макроэлементам относят элементы, концентрация которых превышает 0,001%. Они составляют основную массу живого вещества клетки.
Микроэлементы:
( Zn, Mn, Cu, Co, Mo и многие другие), доля которых составляет от 0,001% до 0,000001% (0,1 % массы клетки). Входят в состав биологически активных веществ — ферментов, витаминов и гормонов.
Ультрамикроэлементы:
(Au, U, Ra и др.), концентрация которых не превышает 0,000001%. Роль большинства элементов этой группы до сих пор не выяснена.

N..
Какие элементы относятся к элементам 2-й группы? :
K, Na, Ca,

Mg, S, P, Cl, Fe.
Сколько процентов от массы приходится на элементы 1 и 2 группы:
Элементы 1-й группы – 98%, элементы 2-й группы – 2%.
Какие элементы называются макроэлементами?
Элементы, количество которых составляет больше 0,001% от массы тела, называются макроэлементами.
Какие элементы называются микро- и ультрамикроэлементами?
Элементы, на долю которых приходится от 0,001 до 0,000001%, – микроэлементами, а элементы, содержание которых не превышает 0,000001%, – ультрамикроэлементами.

Подведем итоги:

колеблется в широких пределах: в клетках эмали зубов вода составляет

по массе около 10%, а в клетках развивающегося зародыша — более 90%.

Химические соединения клетки. Вода

Н полярными ковалентными связями. Характерное расположение электронов в молекуле воды

придает ей электрическую асимметрию. Более электроотрицательный атом кислорода притягивает электроны атомов водорода сильнее, в результате общие пары электронов смещены в молекуле воды в его сторону.

Поэтому, хотя молекула воды в целом не заряжена, каждый из двух атомов водорода обладает частично положительным зарядом (обозначаемым δ+), а атом кислорода несет частично отрицательный заряд (2δ-). Молекула воды поляризована и является диполем (имеет два полюса).

Химические соединения клетки. Вода

положительными атомами водорода других молекул. Таким образом, каждая молекула воды

стремится связаться водородными связями с четырьмя соседними молекулами воды.
Вода является хорошим растворителем. Благодаря полярности молекул и способности образовывать водородные связи вода легко растворяет ионные соединения (соли, кислоты, основания). Хорошо растворяются в воде и некоторые неионные, но полярные соединения, т. е. в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные) группы, например сахара, простые спирты, аминокислоты. Вещества, хорошо растворимые в воде, называются гидрофильными (от греч. hygros – влажный и philia – дружба, склонность).

Химические соединения клетки. Вода

греч. phobos – страх). К ним относятся жиры, нуклеиновые кислоты,

некоторые белки. Такие вещества могут образовывать с водой поверхности раздела, на которых протекают многие химические реакции.

Следовательно, тот факт, что вода не растворяет неполярные вещества, для живых организмов также очень важен. К числу важных в физиологическом отношении свойств воды относится ее способность растворять газы (О2, СО2 и др.).

Химические соединения клетки. Вода

при минимальном повышении собственной температуры. Большая теплоемкость воды защищает ткани

организма от быстрого и сильного повышения температуры.

Многие организмы охлаждаются, испаряя воду (транспирация у растений, потоотделение у животных).

Химические соединения клетки. Вода

всему организму. Следовательно, высокая удельная теплоемкость и высокая теплопроводность делают

воду идеальной жидкостью для поддержания теплового равновесия клетки и организма.

Вода практически не сжимается, создавая тургорное давление, определяя объем и упругость клеток и тканей. Так, именно гидростатический скелет поддерживает форму у круглых червей, медуз и других организмов.

Химические соединения клетки. Вода

этому лед образуется на поверхности воды. Максимальная плотность воды при

+4 С˚.

Химические соединения клетки. Вода

и проведение нервного импульса.
На внешней поверхности мембраны всегда больше Na+

чем на внутренней, и меньше К+, чем на внутренней

Химические соединения клетки. Соли

на определенном уровне. Величина рН, равная 7,0 соответствует нейтральному, ниже

7,0 – кислому, выше 7,0 – щелочному раствору. В клетке рН = 7,4.

Химические соединения клетки. Соли

(соли, кислоты, основания). Хорошо растворяются в воде и некоторые неионные,

но полярные соединения, т. е. в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные) группы, например сахара, простые спирты, аминокислоты.
Почему липиды нерастворимы в воде?
Молекулы липидов не имеют заряда, не гидратируются.
Почему воду относят к веществам с большой теплоемкостью? Какое это имеет значение для организмов?
Вода способна поглощать тепловую энергию при минимальном повышении собственной температуры. Большая теплоемкость воды защищает ткани организма от быстрого и сильного повышения температуры.
Как происходит регуляция теплоотдачи с помощью воды?
Многие организмы охлаждаются, испаряя воду (транспирация у растений, потоотделение у животных).
Какое значение имеет высокая теплопроводность воды?
Обеспечивает равномерное распределение тепла по всему организму.
Почему твердый лед легче, чем жидкая вода?
Плотность воды в твердом состоянии меньше чем в жидком, благодаря этому лед образуется на поверхности воды.

Подведем итоги:

заряд, под мембраной – отрицательный.
Чем определяется кислотность или основность

раствора?
Кислотность или основность раствора определяется концентрацией в нем ионов Н+.
Что такое буферность?
Способность клетки поддерживать рН на уровне 7,0 -7,4.
Как при низком рН отреагирует фосфатная буферная система?
Фосфатная буферная система:

НРО42- + Н+ H2PO4-
Гидрофосфат — ион Дигидрофосфат — ион
Как при высоком рН отреагирует бикарбонатная буферная система?
Бикарбонатная буферная система:

НСО3- + Н+ H2СO3
Гидрокарбонат — ион Угольная кислота

Подведем итоги: