Mga elementong kasama sa komposisyon ng mga selula ng katawan. Anong mga elemento ng kemikal ang bumubuo sa selula. Kasama sa mga carbohydrate at polysaccharides

Depende sa nilalaman mga elemento ng kemikal sa cell sila ay nahahati sa mga grupo: macroelements, microelements at ultramicroelements.

Ang isang hiwalay na pangkat sa mga macroelement ay binubuo ng mga elemento ng organogenic(O, C, H, N), na bumubuo sa mga molekula ng lahat ng mga organikong sangkap.

Macroelements, ang kanilang papel sa cell.Organogenic na elemento - oxygen, carbon, hydrogen at nitrogen ay bumubuo ng ≈98% ng kemikal na nilalaman ng cell. Madali silang bumubuo ng mga covalent bond sa pamamagitan ng pagbabahagi ng dalawang electron (isa mula sa bawat atom) at sa gayon ay bumubuo ng malawak na iba't ibang mga organikong sangkap sa cell.

Ang iba pang mga macroelement sa mga selula ng hayop at tao (potassium, sodium, magnesium, calcium, chlorine, iron) ay mahalaga din, na nagkakahalaga ng halos 1.9%.

Kaya, ang Potassium at Sodium ions ay kinokontrol ang osmotic pressure sa cell, tinutukoy ang normal na ritmo ng aktibidad ng puso, ang paglitaw at pagpapadaloy ng isang nerve impulse. Ang mga ion ng kaltsyum ay nakikibahagi sa pamumuo ng dugo at pag-urong ng fiber ng kalamnan. Ang mga hindi matutunaw na calcium salt ay nakikibahagi sa pagbuo ng mga buto at ngipin.

Ang mga ion ng magnesium ay may mahalagang papel sa paggana ng mga ribosom at mitochondria. Ang iron ay bahagi ng hemoglobin.

Mga microelement, ang kanilang papel sa cell. Ang biological na papel ng micro- at ultramicroelements ay tinutukoy hindi sa pamamagitan ng kanilang porsyento na nilalaman, ngunit sa pamamagitan ng katotohanan na sila ay bahagi ng mga enzyme, bitamina at hormone. Halimbawa, ang Cobalt ay bahagi ng bitamina B12, ang Iodine ay bahagi ng hormone thyroxine, ang Copper ay bahagi ng mga enzyme na nagpapagana ng mga proseso ng redox.

Ultramicroelements, ang kanilang papel sa cell. Ang kanilang konsentrasyon ay hindi hihigit sa 0.000001%. Ito ang mga sumusunod na elemento: ginto, pilak, tingga, uranium, selenium, cesium, beryllium, radium, atbp. Ang pisyolohikal na papel ng maraming elemento ng kemikal ay hindi pa naitatag, ngunit kinakailangan ang mga ito para sa normal na paggana ng katawan. Halimbawa, ang kakulangan ng ultramicroelement Selenium ay humahantong sa pag-unlad ng kanser.

Ang buod na impormasyon tungkol sa biological na kahalagahan ng mga pangunahing elemento ng kemikal na nilalaman sa mga selula ng mga buhay na organismo ay ipinakita sa Talahanayan 4.1.

Kapag may kakulangan ng isang mahalagang elemento ng kemikal sa lupa ng isang tiyak na rehiyon, na nagiging sanhi ng kakulangan nito sa katawan mga lokal na residente, tinatawag na endemic na sakit.

Ang lahat ng mga kemikal na elemento ay nakapaloob sa cell sa anyo ng mga ions o bahagi ng mga kemikal.

mesa 4.1 Mga pangunahing elemento ng kemikal ng cell at ang kanilang kahalagahan para sa buhay at aktibidad ng mga organismo

Elemento	Simbolo	Nilalaman	Kahalagahan para sa mga selula at organismo
Carbon	o	15-18
Oxygen	N	65-75 1,5-3,0	Pangunahing bahagi ng istruktura lahat ng mga organikong compound ng cell
Nitrogen	H	8-10	Mahalagang bahagi ng mga amino acid
Hydrogen	K	0.0001	Ang pangunahing bahagi ng istruktura ng lahat ng mga organikong compound ng cell
Posporus	S	0,15-0,4	Bahagi ng tissue ng buto at enamel ng ngipin, mga nucleic acid, ATP at ilang mga enzyme
Potassium	Cl	0,15-0,20	Na nilalaman sa cell lamang sa anyo ng mga ions, pinapagana ang mga enzyme ng synthesis ng protina, tinutukoy ang ritmo ng aktibidad ng puso, at nakikilahok sa mga proseso ng photosynthesis.
Sulfur	Ca	0,05-0,10	Bahagi ng ilang amino acids, enzymes, bitamina B
Chlorine	Mg	0,04-2,00	Ang pinakamahalagang negatibong ion sa katawan ng hayop, isang bahagi ng HC1 sa gastric juice
Kaltsyum	Na	0,02-0,03	Bahagi ng cell wall ng mga halaman, buto at ngipin, ay nagpapagana ng pamumuo ng dugo at pag-urong ng fiber ng kalamnan
Magnesium	Fe	0,02-0,03	Bahagi ng mga molekula ng chlorophyll, pati na rin ang mga buto at ngipin, ito ay nagpapagana metabolismo ng enerhiya at DNA synthesis
Sosa	ako	0,010-0,015	Nakapaloob sa cell lamang sa anyo ng mga ions, tinutukoy nito ang normal na ritmo ng aktibidad ng puso at nakakaapekto sa synthesis ng mga hormone.
bakal	Cu	0,0001	Bahagi ng maraming mga enzyme, hemoglobin at myoglobin, ay nakikilahok sa biosynthesis ng chlorophyll, sa mga proseso ng paghinga at photosynthesis.
yodo	Mn	0,0002	Naglalaman ng mga thyroid hormone
tanso	Mo	0.0001	Ito ay bahagi ng ilang mga enzyme at nakikilahok sa mga proseso ng pagbuo ng dugo, photosynthesis, at hemoglobin synthesis.
Manganese	Co	0,0001	Ito ay bahagi ng ilang mga enzyme o pinatataas ang kanilang aktibidad, nakikibahagi sa pagbuo ng buto, nitrogen assimilation at proseso ng photosynthesis.
Molibdenum	Zn	0.0001	Ito ay bahagi ng ilang mga enzyme at nakikilahok sa mga proseso ng pag-aayos ng nitrogen sa atmospera ng mga halaman.
kobalt	o	0,0003	Bahagi ng bitamina B12, nakikilahok sa pag-aayos ng nitrogen sa atmospera ng mga halaman at pag-unlad ng mga pulang selula ng dugo
Sink	N	15-18	Bahagi ng ilang mga enzyme, nakikilahok sa synthesis ng mga hormone ng halaman (fuchsin) at alkohol na pagbuburo

Mga kemikal sa cell

Ang kemikal na komposisyon ng isang cell ay malapit na nauugnay sa mga tampok na istruktura at paggana ng elementarya at functional unit na ito ng mga nabubuhay na bagay. Tulad ng sa mga terminong morphological, ang pinakakaraniwan at unibersal para sa mga cell ng mga kinatawan ng lahat ng kaharian ay komposisyon ng kemikal protoplast. Ang huli ay naglalaman ng humigit-kumulang 80% na tubig, 10% na organikong bagay at 1% na asin. Kabilang sa mga ito, ang mga protina, nucleic acid, lipid at carbohydrates ay may pangunahing papel sa pagbuo ng isang protoplast.

Ang komposisyon ng mga kemikal na elemento ng protoplast ay lubhang kumplikado. Naglalaman ito ng mga sangkap na may parehong maliit na molekular na timbang at mga sangkap na may malalaking molekula. 80% ng bigat ng protoplast ay binubuo ng mataas na molekular na timbang na mga sangkap at 30% lamang ang binibilang ng mababang molekular na timbang na mga compound. Kasabay nito, para sa bawat macromolecule mayroong daan-daan, at para sa bawat malaking macromolecule mayroong libu-libo at sampu-sampung libong mga molekula.

Ang anumang cell ay naglalaman ng higit sa 60 elemento mula sa periodic table.

Batay sa dalas ng paglitaw, ang mga elemento ay maaaring nahahati sa tatlong pangkat:

Ang mga di-organikong sangkap ay may mababang molekular na timbang at matatagpuan at na-synthesize kapwa sa mga buhay na selula at sa walang buhay na kalikasan. Sa cell, ang mga sangkap na ito ay pangunahing kinakatawan ng tubig at mga asing-gamot na natunaw dito.

Ang tubig ay bumubuo ng halos 70% ng cell. Dahil sa espesyal na pag-aari nito ng molecular polarization, ang tubig ay may malaking papel sa buhay ng isang cell.

Ang isang molekula ng tubig ay binubuo ng dalawang hydrogen atoms at isang oxygen atom.

Ang istruktura ng electrochemical ng molekula ay tulad na ang oxygen ay may bahagyang labis na negatibong singil, at ang mga atomo ng hydrogen ay may positibong singil, iyon ay, ang isang molekula ng tubig ay may dalawang bahagi na umaakit sa iba pang mga molekula ng tubig na may magkasalungat na singil na mga bahagi. Ito ay humahantong sa isang pagtaas sa koneksyon sa pagitan ng mga molekula, na kung saan ay tumutukoy sa likidong estado ng pagsasama-sama sa mga temperatura mula 0 hanggang 1000C, sa kabila ng medyo mababang molekular na timbang. Kasabay nito, ang mga polarized na molekula ng tubig ay nagbibigay ng mas mahusay na solubility ng mga asing-gamot.

Ang papel ng tubig sa cell:

· Tubig ay ang daluyan ng cell lahat ng biochemical reaksyon ay nagaganap sa loob nito.

· Ang tubig ay gumaganap ng isang function ng transportasyon.

· Ang tubig ay isang solvent para sa inorganic at ilang organikong substance.

· Ang tubig mismo ay nakikilahok sa ilang mga reaksyon (halimbawa, photolysis ng tubig).

Ang mga asin ay matatagpuan sa cell, kadalasan sa dissolved form, iyon ay, sa anyo ng mga anion (negatively charged ions) at cations (positively charged ions).

Ang pinakamahalagang anion ng cell ay hydroskid (OH -), carbonate (CO 3 2-), bicarbonate (CO 3 -), phosphate (PO 4 3-), hydrophosphate (HPO 4 -), dihydrogen phosphate (H 2 PO 4 -). Ang papel ng mga anion ay napakalaki. Tinitiyak ng Phosphate ang pagbuo ng mga high-energy bond (mga kemikal na bono na may mataas na enerhiya). Ang carbonates ay nagbibigay ng buffering properties ng cytoplasm. Ang kapasidad ng buffer ay ang kakayahang mapanatili ang patuloy na kaasiman ng isang solusyon.

Ang pinakamahalagang cation ay kinabibilangan ng proton (H +), potassium (K +), sodium (Na +). Ang proton ay kasangkot sa maraming biochemical na reaksyon, at ang konsentrasyon nito ay tumutukoy din sa isang mahalagang katangian ng cytoplasm bilang kaasiman nito. Ang mga potassium at sodium ions ay nagbibigay ng isang mahalagang pag-aari ng cell membrane bilang ang conductivity ng isang electrical impulse.

Ang cell ay ang elementarya na istraktura kung saan ang lahat ng mga pangunahing yugto ng biological metabolism ay isinasagawa at naglalaman ng lahat ng mga pangunahing sangkap ng kemikal ng buhay na bagay. 80% ng bigat ng protoplast ay binubuo ng mga high-molecular substance - protina, carbohydrates, lipids, mga nucleic acid, ATP. Ang mga organikong sangkap ng cell ay kinakatawan ng iba't ibang biochemical polymers, iyon ay, mga molekula na binubuo ng maraming pag-uulit ng mas simple, structurally katulad na mga seksyon (monomer).

2. Mga organikong sangkap, ang kanilang istraktura at papel sa buhay ng cell.

Humigit-kumulang 70 elemento ng pana-panahong sistema ng mga elemento ng D.I. Mendeleev ang natagpuan sa mga selula ng iba't ibang mga organismo, ngunit 24 lamang sa kanila ang may mahusay na itinatag na kahalagahan at patuloy na matatagpuan sa lahat ng uri ng mga selula.

Ang pinakamalaking bahagi sa elemental na komposisyon ng cell ay binubuo ng oxygen, carbon, hydrogen at nitrogen. Ito ang mga tinatawag na basic o sustansya. Ang mga elementong ito ay bumubuo ng higit sa 95% ng masa ng mga selula, at ang kanilang kamag-anak na nilalaman sa buhay na bagay ay mas mataas kaysa sa crust ng lupa. Ang calcium, phosphorus, sulfur, potassium, chlorine, sodium, magnesium, yodo at iron ay mahalaga din. Ang kanilang nilalaman sa cell ay kinakalkula sa tenths at hundredths ng isang porsyento. Ang mga nakalistang elemento ay bumubuo ng isang pangkat macronutrients.

Iba pang mga elemento ng kemikal: tanso, mangganeso, molibdenum, cobalt, zinc, boron, fluorine, chromium, selenium, aluminyo, yodo, bakal, silikon - ay nakapaloob sa napakaliit na dami (mas mababa sa 0.01% ng masa ng cell). Sila ay kabilang sa grupo mga microelement.

Ang porsyento ng nilalaman ng isang partikular na elemento sa katawan ay hindi nagpapakilala sa antas ng kahalagahan at pangangailangan nito sa katawan. Halimbawa, maraming microelements ang bahagi ng iba't ibang biologically active substances - enzymes, bitamina (cobalt ay bahagi ng bitamina B 12), hormones (iodine ay bahagi ng thyroxine) nakakaimpluwensya sila sa paglaki at pag-unlad ng mga organismo (zinc, manganese, copper); , hematopoiesis (bakal, tanso), mga proseso ng paghinga ng cellular (tanso, sink), atbp. Ang nilalaman at kahalagahan ng iba't ibang elemento ng kemikal para sa buhay ng mga selula at ang katawan sa kabuuan ay ibinibigay sa talahanayan:

Ang pinakamahalagang elemento ng kemikal ng cell

Elemento	Simbolo	Tinatayang nilalaman, %	Kahalagahan para sa mga selula at organismo
Oxygen	O	62	Bahagi ng tubig at organikong bagay; nakikilahok sa cellular respiration
Carbon	C	20	Naglalaman ng lahat ng mga organikong sangkap
Hydrogen	H	10	Bahagi ng tubig at organikong bagay; nakikilahok sa mga proseso ng conversion ng enerhiya
Nitrogen	N	3	Naglalaman ng mga amino acid, protina, nucleic acid, ATP, chlorophyll, bitamina
Kaltsyum	Ca	2,5	Bahagi ng cell wall ng mga halaman, buto at ngipin, ay nagpapataas ng pamumuo ng dugo at contractility ng mga fibers ng kalamnan
Posporus	P	1,0	Bahagi ng tissue ng buto at enamel ng ngipin, mga nucleic acid, ATP, at ilang mga enzyme
Sulfur	S	0,25	Bahagi ng mga amino acid (cysteine, cystine at methionine), ilang bitamina, ay nakikilahok sa pagbuo ng disulfide bond sa pagbuo ng tersiyaryong istraktura ng mga protina
Potassium	K	0,25	Na nilalaman sa cell lamang sa anyo ng mga ions, pinapagana ang mga enzyme ng synthesis ng protina, tinutukoy ang normal na ritmo ng aktibidad ng puso, nakikilahok sa mga proseso ng photosynthesis at ang pagbuo ng mga potensyal na bioelectric.
Chlorine	Cl	0,2	Ang negatibong ion ay nangingibabaw sa katawan ng mga hayop. Hydrochloric acid na bahagi ng gastric juice
Sosa	Na	0,10	Nakapaloob sa cell lamang sa anyo ng mga ions, tinutukoy nito ang normal na ritmo ng aktibidad ng puso at nakakaapekto sa synthesis ng mga hormone.
Magnesium	Mg	0,07	Bahagi ng mga molekula ng chlorophyll, pati na rin ang mga buto at ngipin, ay nagpapagana ng metabolismo ng enerhiya at synthesis ng DNA
yodo	ako	0,01	Naglalaman ng mga thyroid hormone
bakal	Fe	0,01	Ito ay bahagi ng maraming mga enzyme, hemoglobin at myoglobin, nakikilahok sa biosynthesis ng chlorophyll, sa transportasyon ng elektron, sa mga proseso ng paghinga at photosynthesis.
tanso	Cu	Bakas	Ito ay bahagi ng hemocyanin sa mga invertebrates, bahagi ng ilang enzymes, at kasangkot sa mga proseso ng hematopoiesis, photosynthesis, at hemoglobin synthesis.
Manganese	Mn	Bakas	Bahagi ng o pinapataas ang aktibidad ng ilang mga enzyme, nakikilahok sa pagbuo ng buto, nitrogen assimilation at proseso ng photosynthesis
Molibdenum	Mo	Bakas	Bahagi ng ilang mga enzyme (nitrate reductase), ay nakikilahok sa mga proseso ng pag-aayos ng atmospheric nitrogen sa pamamagitan ng nodule bacteria
kobalt	Co	Bakas	Bahagi ng bitamina B 12, nakikilahok sa pag-aayos ng atmospheric nitrogen sa pamamagitan ng nodule bacteria
Bor	B	Bakas	Nakakaapekto sa mga proseso ng paglago ng halaman, pinapagana ang mga reductive respiration enzymes
Sink	Zn	Bakas	Bahagi ng ilang mga enzyme na sumisira sa polypeptides, nakikilahok sa synthesis ng mga hormone ng halaman (auxins) at glycolysis
Fluorine	F	Bakas	Naglalaman ng enamel ng ngipin at buto

Ang komposisyon ng isang buhay na cell ay kinabibilangan ng parehong mga kemikal na elemento na bahagi ng walang buhay na kalikasan. Sa 104 na elemento ng periodic table ni D. I. Mendeleev, 60 ang natagpuan sa mga cell.

Nahahati sila sa tatlong grupo:

1. ang mga pangunahing elemento ay oxygen, carbon, hydrogen at nitrogen (98% ng komposisyon ng cell);
2. mga elemento na bumubuo ng ikasampu at daan-daang porsyento - potasa, posporus, asupre, magnesiyo, bakal, murang luntian, kaltsyum, sodium (sa kabuuang 1.9%);
3. lahat ng iba pang elemento na nasa mas maliit na dami ay mga microelement.

Ang molekular na komposisyon ng isang cell ay kumplikado at magkakaiba. Ang mga indibidwal na compound - tubig at mineral na mga asing-gamot - ay matatagpuan din sa walang buhay na kalikasan; iba pa - mga organikong compound: carbohydrates, taba, protina, nucleic acid, atbp. - ay katangian lamang ng mga buhay na organismo.

MGA INORGANIC na sangkap

Ang tubig ay bumubuo ng halos 80% ng masa ng selula; sa mga batang mabilis na lumalagong mga selula - hanggang sa 95%, sa mga lumang selula - 60%.

Malaki ang papel ng tubig sa cell.

Ito ang pangunahing daluyan at solvent, nakikilahok sa karamihan ng mga reaksiyong kemikal, paggalaw ng mga sangkap, thermoregulation, pagbuo ng mga istruktura ng cellular, at tinutukoy ang dami at pagkalastiko ng cell. Karamihan sa mga sangkap ay pumapasok at lumalabas sa katawan sa isang may tubig na solusyon. Ang biological na papel ng tubig ay natutukoy sa pamamagitan ng pagtitiyak ng istraktura nito: ang polarity ng mga molekula nito at ang kakayahang bumuo ng mga bono ng hydrogen, dahil sa kung saan ang mga kumplikado ng ilang mga molekula ng tubig ay lumitaw. Kung ang enerhiya ng pagkahumaling sa pagitan ng mga molekula ng tubig ay mas mababa kaysa sa pagitan ng mga molekula ng tubig at isang sangkap, ito ay natutunaw sa tubig. Ang mga naturang sangkap ay tinatawag na hydrophilic (mula sa Greek na "hydro" - tubig, "fillet" - pag-ibig). Ito ay maraming mga mineral na asing-gamot, protina, carbohydrates, atbp. Kung ang enerhiya ng pagkahumaling sa pagitan ng mga molekula ng tubig ay mas malaki kaysa sa enerhiya ng pagkahumaling sa pagitan ng mga molekula ng tubig at isang sangkap, ang mga naturang sangkap ay hindi matutunaw (o bahagyang natutunaw), sila ay tinatawag na hydrophobic ( mula sa Greek na "phobos" - takot) - taba, lipid, atbp.

Ang mga mineral na asing-gamot sa may tubig na mga solusyon sa cell ay naghihiwalay sa mga kasyon at anion, na nagbibigay ng isang matatag na dami ng mga kinakailangang elemento ng kemikal at osmotic pressure. Sa mga cation, ang pinakamahalaga ay K +, Na +, Ca 2+, Mg +. Ang konsentrasyon ng mga indibidwal na cation sa cell at sa extracellular na kapaligiran ay hindi pareho. Sa isang buhay na cell, ang konsentrasyon ng K ay mataas, ang Na + ay mababa, at sa plasma ng dugo, sa kabaligtaran, ang konsentrasyon ng Na + ay mataas at K + ay mababa. Ito ay dahil sa selective permeability ng mga lamad. Ang pagkakaiba sa konsentrasyon ng mga ions sa cell at sa kapaligiran ay nagsisiguro ng daloy ng tubig mula sa kapaligiran papunta sa cell at ang pagsipsip ng tubig ng mga ugat ng mga halaman. Ang kakulangan ng mga indibidwal na elemento - Fe, P, Mg, Co, Zn - hinaharangan ang pagbuo ng mga nucleic acid, hemoglobin, protina at iba pang mahahalagang sangkap at humahantong sa mga malubhang sakit. Tinutukoy ng mga anion ang katatagan ng pH-cellular na kapaligiran (neutral at bahagyang alkalina). Sa mga anion, ang pinakamahalaga ay ang HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, Cl -, HCO 3 -

MGA ORGANIC na sangkap

Mga organikong sangkap sa kumplikadong anyo tungkol sa 20-30% ng komposisyon ng cell.

Mga karbohidrat- mga organikong compound na binubuo ng carbon, hydrogen at oxygen. Ang mga ito ay nahahati sa simple - monosaccharides (mula sa Greek na "monos" - isa) at kumplikado - polysaccharides (mula sa Greek na "poly" - marami).

Monosaccharides(kanilang pangkalahatang pormula C n H 2n O n) ay mga walang kulay na sangkap na may kaaya-ayang matamis na lasa, lubos na natutunaw sa tubig. Nag-iiba sila sa bilang ng mga carbon atom. Sa mga monosaccharides, ang pinakakaraniwan ay hexoses (na may 6 C atoms): glucose, fructose (matatagpuan sa mga prutas, pulot, dugo) at galactose (matatagpuan sa gatas). Sa mga pentose (na may 5 C atoms), ang pinakakaraniwan ay ribose at deoxyribose, na bahagi ng mga nucleic acid at ATP.

Mga polysaccharides sumangguni sa polymers - mga compound kung saan ang parehong monomer ay inuulit ng maraming beses. Ang mga monomer ng polysaccharides ay monosaccharides. Ang polysaccharides ay nalulusaw sa tubig at marami ang may matamis na lasa. Sa mga ito, ang pinakasimpleng ay disaccharides, na binubuo ng dalawang monosaccharides. Halimbawa, ang sucrose ay binubuo ng glucose at fructose; asukal sa gatas - mula sa glucose at galactose. Habang tumataas ang bilang ng mga monomer, bumababa ang solubility ng polysaccharides. Sa mga high-molecular polysaccharides, ang glycogen ang pinakakaraniwan sa mga hayop, at ang starch at fiber (cellulose) sa mga halaman. Ang huli ay binubuo ng 150-200 glucose molecules.

Mga karbohidrat- ang pangunahing mapagkukunan ng enerhiya para sa lahat ng anyo ng aktibidad ng cellular (paggalaw, biosynthesis, pagtatago, atbp.). Ang paghahati-hati sa pinakasimpleng mga produkto CO 2 at H 2 O, 1 g ng carbohydrate ay naglalabas ng 17.6 kJ ng enerhiya. Ang mga karbohidrat ay gumaganap ng isang function ng konstruksiyon sa mga halaman (ang kanilang mga shell ay binubuo ng selulusa) at ang papel na ginagampanan ng mga sangkap ng imbakan (sa mga halaman - almirol, sa mga hayop - glycogen).

Mga lipid- Ito ay mga hindi matutunaw sa tubig na tulad ng taba at taba, na binubuo ng glycerol at high-molecular fatty acid. Ang mga taba ng hayop ay matatagpuan sa gatas, karne, at subcutaneous tissue. Sa temperatura ng silid ang mga ito ay solid. Sa mga halaman, ang mga taba ay matatagpuan sa mga buto, prutas at iba pang mga organo. Sa temperatura ng silid sila ay mga likido. Ang mga sangkap na tulad ng taba ay katulad sa istrukturang kemikal sa mga taba. Marami sa kanila ang nasa pula ng itlog, mga selula ng utak at iba pang mga tisyu.

Ang papel ng mga lipid ay natutukoy sa pamamagitan ng kanilang pag-andar sa istruktura. Binubuo sila ng mga lamad ng cell, na, dahil sa kanilang hydrophobicity, pinipigilan ang paghahalo ng mga nilalaman ng cell sa kapaligiran. Ang mga lipid ay gumaganap ng isang function ng enerhiya. Ang pagkasira sa CO 2 at H 2 O, ang 1 g ng taba ay naglalabas ng 38.9 kJ ng enerhiya. Nagsasagawa sila ng init nang hindi maganda, na naipon sa subcutaneous tissue (at iba pang mga organo at tisyu), gumanap proteksiyon na function at ang papel ng mga reserbang sangkap.

Mga ardilya- ang pinaka tiyak at mahalaga para sa katawan. Nabibilang sila sa mga non-periodic polymers. Hindi tulad ng iba pang mga polimer, ang kanilang mga molekula ay binubuo ng magkatulad, ngunit hindi magkatulad na mga monomer - 20 iba't ibang mga amino acid.

Ang bawat amino acid ay may sariling pangalan, espesyal na istraktura at mga katangian. Ang kanilang pangkalahatang pormula ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod

Ang molekula ng amino acid ay binubuo ng isang partikular na bahagi (radical R) at isang bahagi na pareho para sa lahat ng amino acid, kabilang ang isang amino group (- NH 2) na may mga pangunahing katangian, at isang carboxyl group (COOH) na may acidic na mga katangian. Ang pagkakaroon ng acidic at pangunahing mga grupo sa isang molekula ay tumutukoy sa kanilang mataas na reaktibidad. Sa pamamagitan ng mga pangkat na ito, ang mga amino acid ay pinagsama upang bumuo ng isang polimer - protina. Sa kasong ito, ang isang molekula ng tubig ay inilabas mula sa amino group ng isang amino acid at ang carboxyl ng isa pa, at ang mga inilabas na electron ay pinagsama upang bumuo ng isang peptide bond. Samakatuwid, ang mga protina ay tinatawag na polypeptides.

Ang molekula ng protina ay isang kadena ng ilang sampu o daan-daang mga amino acid.

Ang mga molekula ng protina ay napakalaki sa laki, kaya naman tinawag silang macromolecules. Ang mga protina, tulad ng mga amino acid, ay lubos na reaktibo at maaaring tumugon sa mga acid at alkali. Nag-iiba sila sa komposisyon, dami at pagkakasunud-sunod ng mga amino acid (ang bilang ng mga naturang kumbinasyon ng 20 amino acid ay halos walang hanggan). Ipinapaliwanag nito ang pagkakaiba-iba ng mga protina.

Mayroong apat na antas ng organisasyon sa istruktura ng mga molekula ng protina (59)

• Pangunahing istraktura- isang polypeptide chain ng mga amino acid na nakaugnay sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod ng mga covalent (malakas) na peptide bond.
• Pangalawang istraktura- isang polypeptide chain na pinaikot sa isang masikip na spiral. Sa loob nito, ang mababang lakas ng mga bono ng hydrogen ay lumitaw sa pagitan ng mga peptide bond ng mga kalapit na pagliko (at iba pang mga atomo). Magkasama silang nagbibigay ng medyo malakas na istraktura.
• Tertiary na istraktura kumakatawan sa isang kakaiba, ngunit tiyak na pagsasaayos para sa bawat protina - isang globule. Ito ay hawak ng mababang lakas na hydrophobic bond o magkakaugnay na puwersa sa pagitan ng mga non-polar radical, na matatagpuan sa maraming amino acid. Dahil sa kanilang kasaganaan, nagbibigay sila ng sapat na katatagan ng macromolecule ng protina at ang kadaliang mapakilos nito. Ang tertiary na istraktura ng mga protina ay pinananatili rin dahil sa covalent S - S (es - es) na mga bono na lumitaw sa pagitan ng mga radical ng sulfur-containing amino acid cysteine ​​​​na malayo sa isa't isa.
• Quaternary na istraktura hindi tipikal para sa lahat ng mga protina. Ito ay nangyayari kapag ang ilang mga macromolecule ng protina ay pinagsama upang bumuo ng mga complex. Halimbawa, ang hemoglobin sa dugo ng tao ay isang complex ng apat na macromolecules ng protina na ito.

Ang pagiging kumplikado ng istraktura ng mga molekula ng protina ay nauugnay sa pagkakaiba-iba ng mga pag-andar na likas sa mga biopolymer na ito. Gayunpaman, ang istraktura ng mga molekula ng protina ay nakasalalay sa mga katangian ng kapaligiran.

Ang paglabag sa likas na istraktura ng isang protina ay tinatawag denaturation.

Ito ay maaaring mangyari sa ilalim ng impluwensya ng init, mga kemikal, nagliliwanag na enerhiya at iba pang mga kadahilanan. Na may mahinang epekto, tanging ang quaternary na istraktura ay naghiwa-hiwalay, na may mas malakas na epekto, ang tersiyaryo, at pagkatapos ay ang pangalawang, at ang protina ay nananatili sa anyo ng isang pangunahing istraktura - isang polypeptide chain Ang prosesong ito ay bahagyang nababaligtad, at ang denatured na protina ay kayang ibalik ang istraktura nito.

Ang papel ng protina sa buhay ng isang cell ay napakalaki. Mga ardilya - Ito materyales sa gusali

katawan. Nakikilahok sila sa pagtatayo ng shell, organelles at lamad ng cell at indibidwal na mga tisyu (buhok, mga daluyan ng dugo, atbp.). Maraming mga protina ang kumikilos bilang mga catalyst sa cell - mga enzyme na nagpapabilis ng mga reaksyon ng cellular nang sampu o daan-daang milyong beses. Mga isang libong enzyme ang kilala. Bilang karagdagan sa protina, ang kanilang komposisyon ay kinabibilangan ng mga metal na Mg, Fe, Mn, bitamina, atbp.

Ang bawat reaksyon ay na-catalyze ng sarili nitong partikular na enzyme. Sa kasong ito, hindi ang buong enzyme ang kumikilos, ngunit isang tiyak na rehiyon - ang aktibong sentro. Ito ay umaangkop sa substrate tulad ng isang susi sa isang lock. Ang mga enzyme ay gumagana sa isang tiyak na temperatura at pH ng kapaligiran. Ang mga espesyal na protina ng contractile ay nagbibigay ng mga function ng motor ng mga cell (paggalaw ng flagella, ciliates, contraction ng kalamnan, atbp.). Ang mga indibidwal na protina (hemoglobin ng dugo) ay gumaganap ng isang function ng transportasyon, naghahatid ng oxygen sa lahat ng mga organo at tisyu ng katawan. Ang mga tiyak na protina - mga antibodies - nagsasagawa ng isang proteksiyon na function, neutralisahin ang mga dayuhang sangkap. Ang ilang mga protina ay gumaganap ng isang function ng enerhiya. Hinahati sa mga amino acid at pagkatapos ay sa mas simpleng mga sangkap, ang 1 g ng protina ay naglalabas ng 17.6 kJ ng enerhiya. Mga nucleic acid (mula sa Latin na "nucleus" - core) ay unang natuklasan sa nucleus. Sila ay may dalawang uri - mga deoxyribonucleic acid (DNA) at ribonucleic acid

Ang molekula ng DNA ay may kumplikadong istraktura. Binubuo ito ng dalawang spirally twisted chain. Ang lapad ng double helix ay 2 nm 1, ang haba ay ilang sampu at kahit na daan-daang micromicrons (daan-daan o libu-libong beses na mas malaki kaysa sa pinakamalaking molekula ng protina). Ang DNA ay isang polimer na ang mga monomer ay mga nucleotides - mga compound na binubuo ng isang molekula ng phosphoric acid, isang carbohydrate - deoxyribose at isang nitrogenous base. Ang kanilang pangkalahatang formula ay ang mga sumusunod:

Ang Phosphoric acid at carbohydrate ay pareho sa lahat ng nucleotides, at ang nitrogenous base ay may apat na uri: adenine, guanine, cytosine at thymine. Tinutukoy nila ang pangalan ng kaukulang mga nucleotide:

• adenyl (A),
• guanyl (G),
• cytosyl (C),
• thymidyl (T).

Ang bawat DNA strand ay isang polynucleotide na binubuo ng ilang sampu-sampung libong mga nucleotide. Sa loob nito, ang mga kalapit na nucleotides ay konektado sa pamamagitan ng isang malakas na covalent bond sa pagitan ng phosphoric acid at deoxyribose.

Dahil sa napakalaking sukat ng mga molekula ng DNA, ang kumbinasyon ng apat na nucleotide sa mga ito ay maaaring walang hanggan na malaki.

Kapag nabuo ang isang double helix ng DNA, ang mga nitrogenous base ng isang chain ay nakaayos sa isang mahigpit na tinukoy na pagkakasunud-sunod sa tapat ng nitrogenous base ng isa pa. Sa kasong ito, ang T ay palaging laban sa A, at ang C lamang ang laban sa G. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang A at T, pati na rin ang G at C, ay mahigpit na tumutugma sa bawat isa, tulad ng dalawang halves basag na salamin, at mga karagdagang o pantulong(mula sa Griyego na "complement" - karagdagan) sa bawat isa. Kung ang pagkakasunud-sunod ng mga nucleotides sa isang DNA chain ay kilala, pagkatapos ay gamit ang prinsipyo ng complementarity posible upang matukoy ang mga nucleotides ng isa pang chain (tingnan ang Appendix, Gawain 1). Ang mga pantulong na nucleotide ay konektado gamit ang mga bono ng hydrogen.

Mayroong dalawang koneksyon sa pagitan ng A at T, at tatlo sa pagitan ng G at C.

Ang pagdodoble ng molekula ng DNA ay ang natatanging tampok nito, na nagsisiguro sa paglipat ng namamana na impormasyon mula sa selula ng ina patungo sa mga selula ng anak na babae. Ang proseso ng pagdodoble ng DNA ay tinatawag reduplication ng DNA. Ito ay isinasagawa bilang mga sumusunod. Ilang sandali bago ang paghahati ng cell, ang molekula ng DNA ay humiwalay at ang dobleng hibla nito, sa ilalim ng pagkilos ng isang enzyme, ay nahahati sa isang dulo sa dalawang independyenteng kadena. Sa bawat kalahati ng mga libreng nucleotides ng cell, ayon sa prinsipyo ng complementarity, isang pangalawang kadena ang itinayo. Bilang resulta, sa halip na isang molekula ng DNA, lumilitaw ang dalawang ganap na magkaparehong molekula.

RNA- isang polymer na katulad ng istraktura sa isang strand ng DNA, ngunit mas maliit ang laki. Ang mga monomer ng RNA ay mga nucleotide na binubuo ng phosphoric acid, isang carbohydrate (ribose) at isang nitrogenous base. Tatlong nitrogenous base ng RNA - adenine, guanine at cytosine - ay tumutugma sa DNA, ngunit ang ikaapat ay naiiba. Sa halip na thymine, ang RNA ay naglalaman ng uracil. Ang pagbuo ng isang RNA polymer ay nangyayari sa pamamagitan ng covalent bonds sa pagitan ng ribose at phosphoric acid ng mga kalapit na nucleotides. Tatlong uri ng RNA ang kilala: messenger RNA(i-RNA) nagpapadala ng impormasyon tungkol sa istruktura ng protina mula sa molekula ng DNA; ilipat ang RNA(tRNA) ang nagdadala ng mga amino acid sa lugar ng synthesis ng protina; Ang ribosomal RNA (r-RNA) ay nakapaloob sa mga ribosom at kasangkot sa synthesis ng protina.

ATP- Ang adenosine triphosphoric acid ay isang mahalagang organic compound. Ang istraktura nito ay isang nucleotide. Naglalaman ito ng nitrogenous base adenine, ang carbohydrate ribose at tatlong molekula ng phosphoric acid. Ang ATP ay isang hindi matatag na istraktura, sa ilalim ng impluwensya ng enzyme ang bono sa pagitan ng "P" at "O" ay nasira, isang molekula ng phosphoric acid ay nahati at ang ATP ay napupunta sa

>> Chemistry: Mga elemento ng kemikal sa mga selula ng mga buhay na organismo

Mahigit sa 70 elemento ang natuklasan sa mga sangkap na bumubuo sa mga selula ng lahat ng nabubuhay na organismo (tao, hayop, halaman). Ang mga elementong ito ay karaniwang nahahati sa dalawang grupo: macroelements at microelements.

Ang mga macroelement ay matatagpuan sa mga cell sa malalaking dami. Una sa lahat, ito ay carbon, oxygen, nitrogen at hydrogen. Magkasama silang bumubuo ng halos 98% ng kabuuang nilalaman ng cell. Bilang karagdagan sa mga elementong ito, kasama rin sa mga macroelement ang magnesium, potassium, calcium, sodium, phosphorus, sulfur at chlorine. Ang kanilang kabuuang nilalaman ay 1.9%. Kaya, ang bahagi ng iba pang mga elemento ng kemikal ay humigit-kumulang 0.1%. Ito ay mga microelement. Kabilang dito ang iron, zinc, manganese, boron, copper, yodo, cobalt, bromine, fluorine, aluminum, atbp.

23 microelements ang natagpuan sa mammalian milk: lithium, rubidium, copper, silver, barium, strontium, titanium, arsenic, vanadium, chromium, molybdenum, iodine, fluorine, manganese, iron, cobalt, nickel, atbp.

Ang dugo ng mga mammal ay naglalaman ng 24 trace elements, at ang utak ng tao ay naglalaman ng 18 trace elements.

Tulad ng nakikita mo, sa cell ay walang mga espesyal na elemento na katangian lamang ng buhay na kalikasan, iyon ay, sa antas ng atom ay walang mga pagkakaiba sa pagitan ng buhay at walang buhay na kalikasan. Ang mga pagkakaibang ito ay matatagpuan lamang sa antas ng mga kumplikadong sangkap - sa antas ng molekular. Kaya, kasama ang mga inorganikong sangkap (tubig at mineral na asing-gamot), ang mga selula ng mga nabubuhay na organismo ay naglalaman ng mga sangkap na katangian lamang ng mga ito - mga organikong sangkap (protina, taba, carbohydrates, nucleic acid, bitamina, hormones, atbp.). Ang mga sangkap na ito ay pangunahing binuo mula sa carbon, hydrogen, oxygen at nitrogen, i.e. mula sa mga macroelement. Ang mga microelement ay nakapaloob sa mga sangkap na ito sa maliit na dami, gayunpaman, ang kanilang papel sa normal na paggana ng mga organismo ay napakalaki. Halimbawa, ang mga compound ng boron, manganese, zinc, at cobalt ay kapansin-pansing nagpapataas ng ani ng mga indibidwal na halamang pang-agrikultura at nagpapataas ng kanilang paglaban sa iba't ibang sakit.

Ang mga tao at hayop ay tumatanggap ng mga microelement na kailangan nila para sa normal na buhay sa pamamagitan ng mga halaman na kanilang kinakain. Kung walang sapat na mangganeso sa pagkain, kung gayon ang pagpapahinto ng paglago, pagkaantala ng pagbibinata, at mga metabolic disorder sa panahon ng pagbuo ng balangkas ay posible. Ang pagdaragdag ng mga fraction ng isang milligram ng manganese salts sa pang-araw-araw na diyeta ng mga hayop ay nag-aalis ng mga sakit na ito.

Ang Cobalt ay bahagi ng bitamina B12, na responsable para sa paggana ng mga organ na bumubuo ng dugo. Ang kakulangan ng kobalt sa pagkain ay kadalasang nagdudulot ng malubhang karamdaman, na humahantong sa pagkaubos ng katawan at maging ng kamatayan.

Ang kahalagahan ng microelements para sa mga tao ay unang nahayag sa panahon ng pag-aaral ng isang sakit tulad ng endemic goiter, na sanhi ng kakulangan ng iodine sa pagkain at tubig. Ang pag-inom ng asin na naglalaman ng yodo ay humahantong sa paggaling, at ang pagdaragdag nito sa pagkain sa maliit na dami ay pumipigil sa sakit. Para sa layuning ito, ang table salt ay iodized, kung saan idinagdag ang 0.001-0.01% potassium iodide.

Karamihan sa mga biological enzyme catalysts ay kinabibilangan ng zinc, molibdenum at ilang iba pang mga metal. Ang mga elementong ito, na nakapaloob sa napakaliit na dami sa mga selula ng mga buhay na organismo, ay nagsisiguro sa normal na paggana ng pinakamagagandang biochemical na mekanismo at mga tunay na regulator ng mahahalagang proseso.

Maraming mga microelement ang nakapaloob sa mga bitamina - mga organikong sangkap ng iba't ibang mga kemikal na kalikasan na pumapasok sa katawan na may pagkain sa maliliit na dosis at may malaking epekto sa metabolismo at sa pangkalahatang paggana ng katawan. Sa kanilang biological na pagkilos, malapit sila sa mga enzyme, ngunit ang mga enzyme ay nabuo ng mga selula ng katawan, at ang mga bitamina ay karaniwang nagmumula sa pagkain. Ang mga pinagmumulan ng bitamina ay mga halaman: citrus fruits, rose hips, perehil, sibuyas, bawang at marami pang iba. Ang ilang mga bitamina - A, B1, B2, K - ay nakuha sa synthetically. Ang mga bitamina ay nakuha ang kanilang pangalan mula sa dalawang salita: vita - buhay at amine - naglalaman ng nitrogen.

Ang mga microelement ay bahagi din ng mga hormone - mga biologically active substance na kumokontrol sa paggana ng mga organ at organ system ng mga tao at hayop. Kinuha nila ang kanilang pangalan mula sa salitang Griyego Harmao - panalo ako. Ang mga hormone ay ginawa ng mga glandula ng endocrine at pumapasok sa dugo, na nagdadala sa kanila sa buong katawan. Ang ilang mga hormone ay nakuha sa synthetically.

1. Macroelements at microelements.

2. Ang papel ng microelements sa buhay ng mga halaman, hayop at tao.

3. Mga organikong sangkap: protina, taba, carbohydrates.

4. Mga enzyme.

5. Bitamina.

6. Mga hormone.

Sa anong antas ng mga anyo ng pag-iral ng isang kemikal na elemento nagsisimula ang pagkakaiba sa pagitan ng buhay at walang buhay na kalikasan?

Bakit tinatawag ding biogenic ang mga indibidwal na macroelement? Ilista ang mga ito.

Nilalaman ng aralin mga tala ng aralin pagsuporta sa frame lesson presentation acceleration methods interactive na mga teknolohiya Magsanay mga gawain at pagsasanay mga workshop sa pagsusulit sa sarili, mga pagsasanay, mga kaso, mga pakikipagsapalaran sa mga tanong sa talakayan sa araling-bahay, mga tanong na retorika mula sa mga mag-aaral Mga Ilustrasyon audio, mga video clip at multimedia mga litrato, larawan, graphics, talahanayan, diagram, katatawanan, anekdota, biro, komiks, talinghaga, kasabihan, crosswords, quote Mga add-on mga abstract articles tricks para sa mga curious crib textbooks basic at karagdagang diksyunaryo ng mga terminong iba Pagpapabuti ng mga aklat-aralin at mga aralinpagwawasto ng mga pagkakamali sa aklat-aralin pag-update ng isang fragment sa isang aklat-aralin, mga elemento ng pagbabago sa aralin, pagpapalit ng hindi napapanahong kaalaman ng mga bago Para lamang sa mga guro perpektong mga aralin plano sa kalendaryo para sa isang taon mga rekomendasyong metodolohikal mga programa sa talakayan Pinagsanib na Aralin