Елементи, влизащи в състава на телесните клетки. Какви химични елементи изграждат клетката. Въглехидратите и полизахаридите включват

В зависимост от съдържанието химически елементив клетката се делят на групи: макроелементи, микроелементи и ултрамикроелементи.

Отделна група сред макроелементите се състои от органогенни елементи(O, C, H, N), които образуват молекулите на всички органични вещества.

Макроелементи, тяхната роля в клетката.Органогенни елементи -кислородът, въглеродът, водородът и азотът съставляват ≈98% от химичното съдържание на клетката. Те лесно образуват ковалентни връзки чрез споделяне на два електрона (по един от всеки атом) и по този начин образуват голямо разнообразие от органични вещества в клетката.

Други макроелементи в животинските и човешките клетки (калий, натрий, магнезий, калций, хлор, желязо) също са жизненоважни, съставлявайки около 1,9%.

По този начин йоните на калия и натрия регулират осмотичното налягане в клетката, определят нормалния ритъм на сърдечната дейност, възникването и провеждането на нервен импулс. Калциевите йони участват в кръвосъсирването и свиването на мускулните влакна. Неразтворимите калциеви соли участват в образуването на костите и зъбите.

Магнезиевите йони играят важна роля във функционирането на рибозомите и митохондриите. Желязото е част от хемоглобина.

Микроелементи, тяхната роля в клетката.Биологичната роля на микро- и ултрамикроелементите се определя не от процентното им съдържание, а от факта, че те влизат в състава на ензими, витамини и хормони. Например кобалтът е част от витамин В12, йодът е част от хормона тироксин, медта е част от ензимите, които катализират редокс процесите.

Ултрамикроелементи, тяхната роля в клетката.Тяхната концентрация не надвишава 0,000001%. Това са следните елементи: злато, сребро, олово, уран, селен, цезий, берилий, радий и др. Физиологичната роля на много химични елементи все още не е установена, но те са необходими за нормалното функциониране на организма. Например недостигът на ултрамикроелемента Селен води до развитие на рак.

Обобщена информация за биологичното значение на основните химични елементи, съдържащи се в клетките на живите организми, е представена в таблица 4.1.

Когато има недостиг на важен химичен елемент в почвата на даден регион, което причинява неговия дефицит в организма местни жители, т.нар ендемични заболявания.

Всички химични елементи се съдържат в клетката под формата на йони или са част от химикали.

Таблица 4.1.Основни химични елементи на клетката и тяхното значение за живота и дейността на организмите

елемент	Символ	Съдържание	Значение за клетките и организмите
въглерод	о	15-18
Кислород	Н	65-75 1,5-3,0	Основен структурен компонентвсички органични съединения на клетката
Азот	з	8-10	Основен компонент на аминокиселините
Водород	К	0.0001	Основният структурен компонент на всички органични съединения на клетката
Фосфор	С	0,15-0,4	Част от костната тъкан и зъбния емайл, нуклеинови киселини, АТФ и някои ензими
калий	кл	0,15-0,20	Съдържа се в клетката само под формата на йони, активира ензимите на протеиновия синтез, определя ритъма на сърдечната дейност и участва в процесите на фотосинтеза.
Сяра	ок	0,05-0,10	Влиза в състава на някои аминокиселини, ензими, витамин В
хлор	Mg	0,04-2,00	Най-важният отрицателен йон в животинския организъм, компонент на НС1 в стомашния сок
калций	Na	0,02-0,03	Част от клетъчната стена на растения, кости и зъби, активира кръвосъсирването и свиването на мускулните влакна
Магнезий	Fe	0,02-0,03	Част от молекулите на хлорофила, както и костите и зъбите, той активира енергиен метаболизъми синтез на ДНК
Натрий	аз	0,010-0,015	Съдържащ се в клетката само под формата на йони, той определя нормалния ритъм на сърдечната дейност и влияе върху синтеза на хормони
Желязо	Cu	0,0001	Част от много ензими, хемоглобин и миоглобин, участва в биосинтезата на хлорофила, в процесите на дишане и фотосинтеза
йод	Мн	0,0002	Съдържа хормони на щитовидната жлеза
Мед	мо	0.0001	Той е част от някои ензими и участва в процесите на кръвообразуване, фотосинтеза и синтез на хемоглобин.
Манган	Co	0,0001	Влиза в състава на някои ензими или повишава тяхната активност, участва в развитието на костите, усвояването на азота и процеса на фотосинтеза
Молибден	Zn	0.0001	Той е част от някои ензими и участва в процесите на фиксиране на атмосферния азот от растенията.
Кобалт	о	0,0003	Част от витамин B12, участва във фиксирането на атмосферния азот от растенията и развитието на червените кръвни клетки
Цинк	Н	15-18	Част от някои ензими, участва в синтеза на растителни хормони (фуксин) и алкохолна ферментация

Клетъчни химикали

Химическият състав на клетката е тясно свързан със структурните характеристики и функционирането на тази елементарна и функционална единица на живите същества. Както в морфологично отношение, най-често срещаният и универсален за клетките на представители на всички царства е химически съставпротопласт. Последният съдържа около 80% вода, 10% органични вещества и 1% соли. Сред тях протеините, нуклеиновите киселини, липидите и въглехидратите играят водеща роля в образуването на протопласт.

Съставът на химичните елементи на протопласта е изключително сложен. Съдържа вещества както с малко молекулно тегло, така и вещества с големи молекули. 80% от теглото на протопласта се състои от високомолекулни вещества и само 30% се отчитат от нискомолекулни съединения. В същото време за всяка макромолекула има стотици, а за всяка голяма макромолекула има хиляди и десетки хиляди молекули.

Всяка клетка съдържа повече от 60 елемента от периодичната таблица.

Въз основа на честотата на срещане елементите могат да бъдат разделени на три групи:

Неорганичните вещества имат ниско молекулно тегло и се намират и синтезират както в живите клетки, така и в неживата природа. В клетката тези вещества са представени главно от вода и разтворени в нея соли.

Водата съставлява около 70% от клетката. Поради специалното си свойство на молекулярна поляризация, водата играе огромна роля в живота на клетката.

Водната молекула се състои от два водородни атома и един кислороден атом.

Електрохимичната структура на молекулата е такава, че кислородът има лек излишък от отрицателен заряд, а водородните атоми имат положителен заряд, тоест една водна молекула има две части, които привличат други водни молекули с противоположно заредени части. Това води до увеличаване на връзката между молекулите, което от своя страна определя течното агрегатно състояние при температури от 0 до 1000C, въпреки относително ниското молекулно тегло. В същото време поляризираните водни молекули осигуряват по-добра разтворимост на солите.

Ролята на водата в клетката:

· Водата е средата на клетката, в нея протичат всички биохимични реакции.

· Водата изпълнява транспортна функция.

· Водата е разтворител на неорганични и някои органични вещества.

· Самата вода участва в някои реакции (например фотолиза на водата).

Солите се намират в клетката, обикновено в разтворена форма, тоест под формата на аниони (отрицателно заредени йони) и катиони (положително заредени йони).

Най-важните аниони на клетката са хидроскид (OH -), карбонат (CO 3 2-), бикарбонат (CO 3 -), фосфат (PO 4 3-), хидрофосфат (HPO 4 -), дихидроген фосфат (H 2 PO 4 -). Ролята на анионите е огромна. Фосфатът осигурява образуването на високоенергийни връзки (химични връзки с висока енергия). Карбонатите осигуряват буферни свойства на цитоплазмата. Буферният капацитет е способността да се поддържа постоянна киселинност на разтвора.

Най-важните катиони включват протон (H +), калий (K +), натрий (Na +). Протонът участва в много биохимични реакции и неговата концентрация също определя такава важна характеристика на цитоплазмата като нейната киселинност. Калиеви и натриеви йони осигуряват такова важно свойство на клетъчната мембрана като проводимостта на електрически импулс.

Клетката е елементарната структура, в която се осъществяват всички основни етапи на биологичния метаболизъм и съдържа всички основни химични компоненти на живата материя. 80% от теглото на протопласта се състои от високомолекулни вещества - протеини, въглехидрати, липиди, нуклеинови киселини, ATP. Органичните вещества на клетката са представени от различни биохимични полимери, т.е. молекули, които се състоят от многобройни повторения на по-прости, структурно подобни участъци (мономери).

2. Органични вещества, тяхното устройство и роля в живота на клетката.

Около 70 елемента от периодичната система от елементи на Д. И. Менделеев са открити в клетките на различни организми, но само 24 от тях имат добре установено значение и се намират постоянно във всички видове клетки.

Най-голям дял в елементния състав на клетката заемат кислородът, въглеродът, водородът и азотът. Това са т.нар основенили хранителни вещества. Тези елементи представляват повече от 95% от масата на клетките, а относителното им съдържание в живата материя е много по-високо, отколкото в земната кора. Калций, фосфор, сяра, калий, хлор, натрий, магнезий, йод и желязо също са жизненоважни. Съдържанието им в клетката се изчислява в десети и стотни от процента. Изброените елементи образуват група макроелементи.

Други химични елементи: мед, манган, молибден, кобалт, цинк, бор, флуор, хром, селен, алуминий, йод, желязо, силиций - се съдържат в изключително малки количества (по-малко от 0,01% от клетъчната маса). Те принадлежат към групата микроелементи.

Процентното съдържание на даден елемент в тялото по никакъв начин не характеризира степента на неговата важност и необходимост в организма. Например, много микроелементи са част от различни биологично активни вещества - ензими, витамини (кобалтът е част от витамин B 12), хормони (йодът е част от тироксина); влияят върху растежа и развитието на организмите (цинк, манган, мед) , хематопоеза (желязо, мед), процеси на клетъчно дишане (мед, цинк) и др. Съдържанието и значението на различни химични елементи за живота на клетките и организма като цяло са дадени в таблицата:

Най-важните химични елементи на клетката

елемент	Символ	Приблизително съдържание, %	Значение за клетките и организмите
Кислород	О	62	Част от вода и органични вещества; участва в клетъчното дишане
въглерод	В	20	Съдържа всички органични вещества
Водород	з	10	Част от вода и органични вещества; участва в процесите на преобразуване на енергия
Азот	Н	3	Съдържа аминокиселини, протеини, нуклеинови киселини, АТФ, хлорофил, витамини
калций	ок	2,5	Част от клетъчната стена на растенията, костите и зъбите, повишава съсирването на кръвта и контрактилитета на мускулните влакна
Фосфор	П	1,0	Част от костната тъкан и зъбния емайл, нуклеинови киселини, АТФ и някои ензими
Сяра	С	0,25	Част от аминокиселините (цистеин, цистин и метионин), някои витамини, участва в образуването на дисулфидни връзки при формирането на третичната структура на протеините
калий	К	0,25	Съдържа се в клетката само под формата на йони, активира ензимите на протеиновия синтез, определя нормалния ритъм на сърдечната дейност, участва в процесите на фотосинтеза и генерирането на биоелектрични потенциали
хлор	кл	0,2	В тялото на животните преобладава отрицателният йон. Солно-кисел компонент на стомашния сок
Натрий	Na	0,10	Съдържащ се в клетката само под формата на йони, той определя нормалния ритъм на сърдечната дейност и влияе върху синтеза на хормони
Магнезий	Mg	0,07	Част от молекулите на хлорофила, както и костите и зъбите, активира енергийния метаболизъм и синтеза на ДНК
йод	аз	0,01	Съдържа хормони на щитовидната жлеза
Желязо	Fe	0,01	Влиза в състава на много ензими, хемоглобин и миоглобин, участва в биосинтезата на хлорофил, в транспорта на електрони, в процесите на дишане и фотосинтеза
Мед	Cu	Следи	Той е част от хемоцианините при безгръбначните, част от някои ензими и участва в процесите на хематопоеза, фотосинтеза и синтез на хемоглобин.
Манган	Мн	Следи	Част от или повишава активността на определени ензими, участва в развитието на костите, усвояването на азота и процеса на фотосинтеза
Молибден	мо	Следи	Част от някои ензими (нитратредуктаза), участва в процесите на фиксиране на атмосферен азот от нодулни бактерии
Кобалт	Co	Следи	Част от витамин B 12, участва във фиксирането на атмосферния азот от нодулни бактерии
Бор	б	Следи	Повлиява процесите на растеж на растенията, активира редуктивните дихателни ензими
Цинк	Zn	Следи	Част от някои ензими, които разграждат полипептидите, участва в синтеза на растителни хормони (ауксини) и гликолиза
Флуор	Е	Следи	Съдържа емайла на зъбите и костите

Съставът на живата клетка включва същите химични елементи, които са част от неживата природа. От 104 елемента на периодичната таблица на Д. И. Менделеев 60 са открити в клетки.

Те са разделени на три групи:

основните елементи са кислород, въглерод, водород и азот (98% от клетъчния състав);
елементи, съставляващи десети и стотни от процента - калий, фосфор, сяра, магнезий, желязо, хлор, калций, натрий (общо 1,9%);
всички други елементи, присъстващи в още по-малки количества, са микроелементи.

Молекулният състав на клетката е сложен и разнороден. Индивидуални съединения - вода и минерални соли - се срещат и в неживата природа; други - органични съединения: въглехидрати, мазнини, протеини, нуклеинови киселини и др. - са характерни само за живите организми.

НЕОРГАНИЧНИ ВЕЩЕСТВА

Водата съставлява около 80% от масата на клетката; в млади бързорастящи клетки - до 95%, в стари клетки - 60%.

Ролята на водата в клетката е голяма.

Той е основна среда и разтворител, участва в повечето химични реакции, движението на веществата, терморегулацията, образуването на клетъчни структури, определя обема и еластичността на клетката. Повечето вещества влизат и излизат от тялото във воден разтвор. Биологичната роля на водата се определя от спецификата на нейната структура: полярността на нейните молекули и способността да образуват водородни връзки, поради което възникват комплекси от няколко водни молекули. Ако енергията на привличане между водните молекули е по-малка, отколкото между молекулите на водата и веществото, то се разтваря във вода. Такива вещества се наричат хидрофилни (от гръцки "хидро" - вода, "филе" - любов). Това са много минерални соли, протеини, въглехидрати и др. Ако енергията на привличане между водните молекули е по-голяма от енергията на привличане между молекулите на водата и веществото, такива вещества са неразтворими (или слабо разтворими), те се наричат хидрофобни ( от гръцки “phobos” - страх) - мазнини, липиди и др.

Минералните соли във водни клетъчни разтвори се дисоциират на катиони и аниони, осигурявайки стабилно количество необходими химични елементи и осмотично налягане. От катионите най-важни са K +, Na +, Ca 2+, Mg +. Концентрацията на отделните катиони в клетката и в извънклетъчната среда не е еднаква. В жива клетка концентрацията на K е висока, Na + е ниска, а в кръвната плазма, напротив, концентрацията на Na + е висока, а K + е ниска. Това се дължи на селективната пропускливост на мембраните. Разликата в концентрацията на йони в клетката и околната среда осигурява притока на вода от околната среда в клетката и усвояването на водата от корените на растенията. Липсата на отделни елементи - Fe, P, Mg, Co, Zn - блокира образуването на нуклеинови киселини, хемоглобин, протеини и други жизненоважни вещества и води до сериозни заболявания. Анионите определят постоянството на pH-клетъчната среда (неутрална и леко алкална). От анионите най-важни са HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, Cl -, HCO 3 -

ОРГАНИЧНИ ВЕЩЕСТВА

Органичните вещества в комплекса образуват около 20-30% от клетъчния състав.

Въглехидрати- органични съединения, състоящи се от въглерод, водород и кислород. Делят се на прости – монозахариди (от гръцки „монос” – един) и сложни – полизахариди (от гръцки „поли” – много).

Монозахариди(техните обща формула C n H 2n O n) са безцветни вещества с приятен сладък вкус, силно разтворими във вода. Те се различават по броя на въглеродните атоми. От монозахаридите най-разпространени са хексозите (с 6 С атома): глюкоза, фруктоза (съдържа се в плодовете, меда, кръвта) и галактоза (съдържа се в млякото). От пентозите (с 5 С атома) най-разпространени са рибозата и дезоксирибозата, които са част от нуклеиновите киселини и АТФ.

полизахаридисе отнасят до полимери - съединения, в които един и същ мономер се повтаря многократно. Мономерите на полизахаридите са монозахариди. Полизахаридите са водоразтворими и много от тях имат сладък вкус. От тях най-простите са дизахаридите, състоящи се от два монозахарида. Например захарозата се състои от глюкоза и фруктоза; млечна захар - от глюкоза и галактоза. С увеличаване на броя на мономерите, разтворимостта на полизахаридите намалява. От високомолекулните полизахариди при животните най-разпространен е гликогенът, а при растенията – нишестето и фибрите (целулозата). Последният се състои от 150-200 молекули глюкоза.

Въглехидрати- основният източник на енергия за всички форми на клетъчна активност (движение, биосинтеза, секреция и др.). Разграждайки се на най-простите продукти CO 2 и H 2 O, 1 g въглехидрат освобождава 17,6 kJ енергия. Въглехидратите изпълняват строителна функция при растенията (черупките им се състоят от целулоза) и ролята на запасни вещества (при растенията - нишесте, при животни - гликоген).

Липиди- Това са водонеразтворими мастноподобни вещества и мазнини, състоящи се от глицерол и високомолекулни мастни киселини. Животинските мазнини се съдържат в млякото, месото и подкожната тъкан. При стайна температура те са твърди вещества. В растенията мазнините се намират в семена, плодове и други органи. При стайна температура те са течности. Мазноподобните вещества са сходни по химична структура с мазнините. Има много от тях в жълтъка на яйцата, мозъчните клетки и други тъкани.

Ролята на липидите се определя от тяхната структурна функция. Те се състоят от клетъчни мембрани, които поради своята хидрофобност предотвратяват смесването на клетъчното съдържимо с среда. Липидите изпълняват енергийна функция. Разграждайки се до CO 2 и H 2 O, 1 g мазнина освобождава 38,9 kJ енергия. Те провеждат топлина лошо, натрупвайки се в подкожната тъкан (и други органи и тъкани), изпълняват защитна функцияи ролята на резервните вещества.

катерици- най-специфичните и важни за организма. Принадлежат към непериодичните полимери. За разлика от други полимери, техните молекули се състоят от подобни, но неидентични мономери - 20 различни аминокиселини.

Всяка аминокиселина има свое име, специална структура и свойства. Тяхната обща формула може да бъде представена по следния начин

Молекулата на аминокиселината се състои от специфична част (радикал R) и част, която е еднаква за всички аминокиселини, включително аминогрупа (-NH2) с основни свойства и карбоксилна група (COOH) с киселинни свойства. Наличието на киселинни и основни групи в една молекула определя тяхната висока реактивност. Чрез тези групи аминокиселините се свързват, за да образуват полимер - протеин. В този случай една водна молекула се освобождава от аминогрупата на една аминокиселина и карбоксилната група на друга и освободените електрони се комбинират, за да образуват пептидна връзка. Следователно протеините се наричат полипептиди.

Белтъчната молекула е верига от няколко десетки или стотици аминокиселини.

Белтъчните молекули са с огромни размери, поради което се наричат макромолекули. Протеините, подобно на аминокиселините, са силно реактивни и могат да реагират с киселини и основи. Те се различават по състав, количество и последователност на аминокиселините (броят на такива комбинации от 20 аминокиселини е почти безкраен). Това обяснява разнообразието от протеини.

Има четири нива на организация в структурата на протеиновите молекули (59)

Първична структура- полипептидна верига от аминокиселини, свързани в определена последователност чрез ковалентни (силни) пептидни връзки.
Вторична структура- полипептидна верига, усукана в стегната спирала. В него възникват водородни връзки с ниска якост между пептидните връзки на съседни завои (и други атоми). Заедно те осигуряват доста здрава структура.
Третична структурапредставлява странна, но специфична конфигурация за всеки протеин - глобула. Задържа се от хидрофобни връзки с ниска якост или адхезионни сили между неполярни радикали, които се намират в много аминокиселини. Благодарение на своето изобилие те осигуряват достатъчна стабилност на протеиновата макромолекула и нейната подвижност. Третичната структура на протеините също се поддържа благодарение на ковалентните S - S (es - es) връзки, които възникват между отдалечените радикали на съдържащата сяра аминокиселина - цистеин.
Кватернерна структуране е характерно за всички протеини. Това се случва, когато няколко протеинови макромолекули се комбинират, за да образуват комплекси. Например, хемоглобинът в човешката кръв е комплекс от четири макромолекули на този протеин.

Тази сложност на структурата на протеиновите молекули е свързана с разнообразието от функции, присъщи на тези биополимери. Структурата на протеиновите молекули обаче зависи от свойствата на околната среда.

Нарушаването на естествената структура на протеина се нарича денатурация.

Може да възникне под въздействието на топлина, химикали, лъчиста енергия и други фактори. При слабо въздействие се разпада само кватернерната структура, при по-силно въздействие - третичната, а след това и вторичната, а протеинът остава под формата на първична структура - полипептидна верига. Този процес е частично обратим и денатурираният протеин е в състояние да възстанови структурата си.

Ролята на протеина в живота на клетката е огромна.катерици - Товастроителен материал

тяло. Те участват в изграждането на обвивката, органелите и мембраните на клетката и отделни тъкани (коса, кръвоносни съдове и др.). Много протеини действат като катализатори в клетката - ензими, които ускоряват клетъчните реакции десетки или стотици милиони пъти. Известни са около хиляда ензима. В състава им освен протеин влизат металите Mg, Fe, Mn, витамини и др.

Всяка реакция се катализира от собствен специфичен ензим. В този случай не действа целият ензим, а определена област - активният център. Вписва се в основата като ключ в ключалка. Ензимите работят при определена температура и pH на околната среда. Специални контрактилни протеини осигуряват двигателните функции на клетките (движение на камшичета, реснички, мускулна контракция и др.). Индивидуалните протеини (кръвен хемоглобин) изпълняват транспортна функция, доставяйки кислород до всички органи и тъкани на тялото. Специфични протеини - антитела - изпълняват защитна функция, неутрализирайки чужди вещества. Някои протеини изпълняват енергийна функция. Разграждайки се на аминокиселини и след това на още по-прости вещества, 1 g протеин освобождава 17,6 kJ енергия.Нуклеинови киселини (от латинското “nucleus” - ядро) са открити за първи път в ядрото. Те са два вида -дезоксирибонуклеинови киселини (ДНК)и рибонуклеинови киселини

Молекулата на ДНК има сложна структура. Състои се от две спирално усукани вериги. Ширината на двойната спирала е 2 nm 1, дължината е няколко десетки и дори стотици микромикрони (стотици или хиляди пъти по-големи от най-голямата протеинова молекула). ДНК е полимер, чиито мономери са нуклеотиди - съединения, състоящи се от молекула фосфорна киселина, въглехидрат - дезоксирибоза и азотна основа. Общата им формула е следната:

Фосфорната киселина и въглехидратите са еднакви във всички нуклеотиди, а азотните основи са четири вида: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Те определят името на съответните нуклеотиди:

аденил (A),
гуанил (G),
цитозил (С),
тимидил (Т).

Всяка ДНК верига е полинуклеотид, състоящ се от няколко десетки хиляди нуклеотиди. В него съседните нуклеотиди са свързани чрез силна ковалентна връзка между фосфорна киселина и дезоксирибоза.

Като се има предвид огромният размер на ДНК молекулите, комбинацията от четири нуклеотида в тях може да бъде безкрайно голяма.

Когато се образува двойна спирала на ДНК, азотните бази на едната верига се подреждат в строго определен ред срещу азотните бази на другата. В този случай T винаги е срещу A и само C е срещу G. Това се обяснява с факта, че A и T, както и G и C, строго съответстват един на друг, като две половини счупено стъкло, и са допълнителни или допълващи се(от гръцки „допълнение“ - допълнение) един към друг. Ако последователността на нуклеотидите в една ДНК верига е известна, тогава с помощта на принципа на комплементарност е възможно да се определят нуклеотидите на друга верига (виж Приложение, задача 1). Допълнителните нуклеотиди са свързани с помощта на водородни връзки.

Има две връзки между A и T и три между G и C.

Удвояването на ДНК молекулата е нейната уникална характеристика, която осигурява предаването на наследствена информация от майчината клетка към дъщерните клетки. Процесът на удвояване на ДНК се нарича Редупликация на ДНК.Извършва се по следния начин. Малко преди клетъчното делене молекулата на ДНК се отвива и нейната двойна верига под действието на ензим се разделя в единия край на две независими вериги. Върху всяка половина от свободните нуклеотиди на клетката по принципа на комплементарността се изгражда втора верига. В резултат на това вместо една ДНК молекула се появяват две напълно идентични молекули.

РНК- полимер, подобен по структура на една верига на ДНК, но много по-малък по размер. РНК мономерите са нуклеотиди, състоящи се от фосфорна киселина, въглехидрат (рибоза) и азотна основа. Три азотни бази на РНК - аденин, гуанин и цитозин - съответстват на тези на ДНК, но четвъртата е различна. Вместо тимин РНК съдържа урацил. Образуването на РНК полимер става чрез ковалентни връзки между рибоза и фосфорна киселина на съседни нуклеотиди. Известни са три вида РНК: информационна РНК(i-RNA) предава информация за структурата на протеина от ДНК молекулата; трансферна РНК(tRNA) транспортира аминокиселини до мястото на протеиновия синтез; рибозомната РНК (r-RNA) се съдържа в рибозомите и участва в синтеза на протеини.

АТФ- аденозинтрифосфорната киселина е важно органично съединение. Структурата му е нуклеотидна. Съдържа азотната основа аденин, въглехидратната рибоза и три молекули фосфорна киселина. АТФ е нестабилна структура, под въздействието на ензима връзката между "Р" и "О" се прекъсва, молекула фосфорна киселина се отделя и АТФ преминава в

>> Химия: Химични елементи в клетките на живите организми

Повече от 70 елемента са открити във веществата, които образуват клетките на всички живи организми (човек, животни, растения). Тези елементи обикновено се разделят на две групи: макроелементи и микроелементи.

Макроелементите се намират в клетките в големи количества. На първо място, това са въглерод, кислород, азот и водород. Заедно те съставляват почти 98% от общото съдържание на клетката. В допълнение към тези елементи макроелементите включват също магнезий, калий, калций, натрий, фосфор, сяра и хлор. Общото им съдържание е 1,9%. Така делът на другите химични елементи е около 0,1%. Това са микроелементи. Те включват желязо, цинк, манган, бор, мед, йод, кобалт, бром, флуор, алуминий и др.

В млякото на бозайниците са открити 23 микроелемента: литий, рубидий, мед, сребро, барий, стронций, титан, арсен, ванадий, хром, молибден, йод, флуор, манган, желязо, кобалт, никел и др.

Кръвта на бозайниците съдържа 24 микроелемента, а човешкият мозък съдържа 18 микроелемента.

Както можете да видите, в клетката няма специални елементи, характерни само за живата природа, тоест на атомно ниво няма разлики между живата и неживата природа. Тези различия се срещат само на ниво сложни вещества - на молекулярно ниво. Така наред с неорганичните вещества (вода и минерални соли) клетките на живите организми съдържат и характерни само за тях вещества – органични вещества (белтъчини, мазнини, въглехидрати, нуклеинови киселини, витамини, хормони и др.). Тези вещества са изградени главно от въглерод, водород, кислород и азот, т.е. от макроелементи. Микроелементите се съдържат в тези вещества в малки количества, но тяхната роля за нормалното функциониране на организмите е огромна. Например, съединенията на бор, манган, цинк и кобалт рязко повишават добива на отделни селскостопански растения и повишават устойчивостта им към различни заболявания.

Човекът и животните получават необходимите за нормален живот микроелементи чрез растенията, които ядат. Ако в храната няма достатъчно манган, тогава е възможно забавяне на растежа, забавен пубертет и метаболитни нарушения по време на формирането на скелета. Добавянето на частици от милиграм манганови соли към ежедневната диета на животните елиминира тези заболявания.

Кобалтът е част от витамин В12, който е отговорен за функционирането на кръвотворните органи. Липсата на кобалт в храната често причинява сериозни заболявания, които водят до изчерпване на тялото и дори смърт.

Значението на микроелементите за хората беше разкрито за първи път по време на изследване на заболяване като ендемична гуша, причинено от липса на йод в храната и водата. Приемането на сол, съдържаща йод, води до възстановяване, а добавянето й към храната в малки количества предотвратява заболяването. За целта се йодира готварската сол, към която се добавя 0,001-0,01% калиев йодид.

Повечето биологични ензимни катализатори включват цинк, молибден и някои други метали. Тези елементи, съдържащи се в много малки количества в клетките на живите организми, осигуряват нормалното функциониране на най-фините биохимични механизми и са истински регулатори на жизнените процеси.

Много микроелементи се съдържат във витамините - органични вещества с различно химично естество, които влизат в тялото с храната в малки дози и оказват голямо влияние върху метаболизма и цялостното функциониране на организма. По своето биологично действие те са близки до ензимите, но ензимите се образуват от клетките на тялото, а витамините обикновено идват от храната. Източници на витамини са растенията: цитрусови плодове, шипки, магданоз, лук, чесън и много други. Някои витамини - А, В1, В2, К - се получават синтетично. Витамините са получили името си от две думи: vita - живот и амин - съдържащ азот.

Микроелементите също са част от хормоните - биологично активни вещества, които регулират функционирането на органите и органните системи на хората и животните. Те носят името си от гръцка дума Harmao - Печеля. Хормоните се произвеждат от жлезите с вътрешна секреция и навлизат в кръвта, която ги разнася по цялото тяло. Някои хормони се получават синтетично.

1. Макроелементи и микроелементи.

2. Ролята на микроелементите в живота на растенията, животните и човека.

3. Органични вещества: протеини, мазнини, въглехидрати.

4. Ензими.

5. Витамини.

6. Хормони.

На какво ниво на формите на съществуване на химичния елемент започва разликата между живата и неживата природа?

Защо отделните макроелементи се наричат още биогенни? Избройте ги.

Съдържание на урока бележки към уроцитеподдържаща рамка презентация урок методи ускорение интерактивни технологии Практикувайте задачи и упражнения самопроверка работилници, обучения, казуси, куестове домашна работа въпроси за дискусия риторични въпроси от ученици Илюстрации аудио, видео клипове и мултимедияснимки, картинки, графики, таблици, диаграми, хумор, анекдоти, вицове, комикси, притчи, поговорки, кръстословици, цитати Добавки резюметастатии трикове за любознателните ясли учебници основен и допълнителен речник на термините други Подобряване на учебниците и уроцитекоригиране на грешки в учебникаактуализиране на фрагмент в учебник, елементи на иновация в урока, замяна на остарели знания с нови Само за учители перфектни уроци календарен планза една година методически препоръкидискусионни програми Интегрирани уроци