неорганические вещества в клетке

1. Неорганические вещества клетки

2. ХИМИЧЕСкий состав клетки В состав клетки входит около 70 элементов Периодической системы элементов Менделеева, а 24 из них присутствуют во всех типах клеток.

3. зависимости от содержания в клетке вещества делятся на: Макроэлементы (до 0,001%) А) 98%(от всех макроэлементов)- O , H , N , C Б)от 0,1 до 0,001%- K Mg Na Ca Fe S P Cl Микроэлементы (от 0,001 до 0,000001%)- Ионы тяжелых металлов, входящих в состав ферментов, гормонов и др.- B Co Cu Mo Zn J Br и др. Ультрамикроэлементы ( менее 0,000001%)- Их роль в организме не всегда установлена- U( уран ) Au ( золото) Hg (ртуть) Be (бериллий) Se (селен)

4. Другой принцип классификации элементов: Органогены\ биогены  (кислород, водород, углерод, азот), макроэлементы, микроэлементы.

5. Биогенные элементы Биогенные элементы – химические элементы которые входят в состав клеток и выполняют биологические функции ( H , O , N , C , P , S )

6. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА ВОДА И СОЛИ БЕЛКИ, ЖИРЫ, УГЛЕВОДЫ, НУКЛ.КИСЛОТЫ, ГОРМОНЫ, АТФ, ВИТАМИНЫ СОДЕРЖАТСЯ В ТЕЛАХ НЕЖИВОЙ И ЖИВОЙ ПРИРОДЫ ОБРАЗУЮТСЯ ТОЛЬКО В ЖИВЫХ ОРГАНИЗМАХ

7. Содержание химических соединений в клетке Химическое соединение Содержание в клетке Вода 75-85% Белки 10-20% Жиры 1-5% Углеводы 0,2-2% Нуклеиновые кислоты 1-2% Неорганические вещества 1-1,5%

8. 1. Ионная связь , которая образуется тогда, когда атом отдает другому атому один из нескольких электронов. В живых организмах важную роль играют три типа химических связей:

9. 2. Ковалентная связь , образующаяся при возникновении у двух атомов обобществленной пары электронов – по одному электрону от каждого атома. В живых организмах важную роль играют три типа химических связей:

10. 3 . Водородная связь , в образовании которой участвует водородный атом, соединенный с каким-нибудь другим атомом ковалентной полярной связью. В сравнении с ионной или ковалентной связью одиночная водородная связь – слабая. Она легко рвется, но множество таких связей способно породить силу, на которой в прямом смысле и «держится» все живое. В живых организмах важную роль играют три типа химических связей:

11. Вода Вода – одно из самых распространенных веществ на Земле, она покрывает большую часть земной поверхности и входит в состав всех живых организмов.

12. Среди веществ клетки на первом месте по массе стоит вода. Содержание воды в разных клетках колеблется от 60 до 98%. В клетках эмбриона- 90-95%, в старых организмах – 60% Это зависит от типа клеток и интенсивности обмена веществ . Нейрон – 85% Кости – 20% Зубная эмаль – 10%

13. Строение молекулы воды Вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода и при этом электронейтральна. Но электрический заряд внутри молекулы распределен неравномерно. Следовательно, частица воды – диполь.

14. Свойства воды Свойства воды довольно необычны и связаны с малыми размерами молекулы воды, с полярностью ее молекул и с их способностью соединяться друг с другом водородными связями.

15. Свойства воды СВОЙСТВО ВОДЫ СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ И В ФИЗИОЛОГИИ. Высокая теплоемкость (из-за водородных связей между молекулами) и теплопроводность (из-за небольших размеров молекул) Транспирация Потоотделение Периодическое выпадение осадков

16. Свойства воды СВОЙСТВО ВОДЫ СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ И В ФИЗИОЛОГИИ. Практически полная несжимаемость (из-за сил межмолекулярного сцепления) Поддержание формы организмов: форма сочных органов  растений, положение трав в пространстве, гидростатический скелет круглых червей, медуз, амниотическая жидкость поддерживает и защищает плод млекопитающих Цитоплазма клеток содержит от 60 до 95 % воды. У растений вода определяет тургор клеток, а у некото­рых животных выполняет опорные функции, являясь гидростатическим скелетом (круглые и кольчатые черви, иглокожие).

17. Свойства воды СВОЙСТВО ВОДЫ СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ И В ФИЗИОЛОГИИ. Прозрачность в видимом участке спектра Высокая продуктивность биоценозов прудов, озер, рек ( из-за возможности фотосинтеза на небольшой глубине)

18. Свойства воды СВОЙСТВО ВОДЫ СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ И В ФИЗИОЛОГИИ. Подвижность молекул (из-за слабости водородных связей) Осмос: поступление воды из почвы; плазмолиз

19. Свойства воды СВОЙСТВО ВОДЫ СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ И В ФИЗИОЛОГИИ. Вязкость (водородные связи) Смазывающие свойства. СМАЗЫВАЮЩИЕ ЖИДКОСТИ: синовиальная в суставах позвоночных; плевральная в плевральной полости, перикардиальная в околосердечной сумке СЛИЗИ : (которые облегчают передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей). Слюна Желчь Слезы и т.д.

20. Свойства воды СВОЙСТВО ВОДЫ СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ И В ФИЗИОЛОГИИ. Растворитель  (полярность молекул) Растворительная способность к рови, тканевой жидкости, лимфы, желудочного сока, слюны у животных; клеточного сока у растений; Способность водных организмов использовать растворенный в воде кислород Растворимые вещества в воде называются гидрофильными . Нерастворимые в воде вещества называются гидрофобными . Они не образуют с водой водородные связи.

21. Свойства воды СВОЙСТВО ВОДЫ СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ И В ФИЗИОЛОГИИ. Способность образовывать гидратационную оболочку вокруг макромолекул (из-за полярности молекул) Дисперсионная среда в коллоидной системе цитоплазмы

22. Свойства воды СВОЙСТВО ВОДЫ СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ И В ФИЗИОЛОГИИ. Оптимальное для биологических систем значение сил поверхностного натяжения (из-за сил межмолекулярного сцепления) Водные растворы – средство передвижения веществ в организме

23. Свойства воды СВОЙСТВО ВОДЫ СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ И В ФИЗИОЛОГИИ. Расширение при замерзании (из-за образования каждой молекулой максимального числа – 4 – водородных связей) Лед легче воды, выполняет в водоемах функцию теплоизолятора

24. Вода – среда для метаболических реакций а) реакции гидролиза б) В процессе фотосинтеза вода является донором электронов и источником атомов водорода. Она же является источником свободного кислорода. Фотолиз воды – расщепление воды под действием света до Н + и О 2 – основа световой фазы фотосинтеза.

25. Потеря воды При потере большей части воды многие организмы гибнут, а ряд одноклеточных и даже многоклеточных организмов временно утрачивают все признаки жизни (анабиоз): При потере воды до 2% массы тела (1-1,5 л) появляется жажда, при утрате 6-8% наступает полуобморочное состояние, При нехватке 10% появляются галлюцинации, нарушается глотание. При потере воды в объеме 12 % от массы тела, человек погибает.

26. Минеральные соли клетки Молекулы солей в водном растворе распадаются на катионы и анионы. СОЛЬ Диссоциация Ионы Положительно заряженные(катионы) С l - HCO 3 - HSO 4 - Отрицательно заряженные (анионы ) К + Na + Ca 2+

27. Значение ионов солей Разность между количеством катионов и анионов на поверхности и внутри клетки обеспечивает возникновение потенциала действия, что лежит в основе возникновения нервного и мышечного возбуждения . ( N а + , К + , С l - )  Разностью концентрации ионов по разные стороны мембраны обусловлен активный перенос веществ через мембрану, а также преобразование энергии.

28. Значение ионов солей Анионы фосфорной  кислоты создают  фосфатную буферную систему , поддерживающую рН внутриклеточной среды организма на уровне 6—9 . Угольная кислота и ее анионы создают  бикарбонатную буферную систему  и поддерживают рН внеклеточной среды (плазмы крови) на уровне 7—4 .

29. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Магний (Mg) Кофактор многих ферментов, участвующих в синтезе ДНК и энергетическом обмене Роль Для растений Входит в состав молекулы хлорофилла Для животных Входит в состав ферментов, необходимых для функционирования мышечной, нервной и костной ткани.

30. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Натрий (Na) Участвует в создании и поддержании биоэлектрического потенциала на мембранах клеток (натрий-калиевый насос) Роль Для растений Участвует в поддержании осмотического потенциала клетки, что обеспечивает поглощение воды из почвы Для животных Влияет на работу почек, работу сердечной мышцы, вместе с ионами хлора составляет большую часть минеральных веществ крови, регуляция кислотно-щелочного баланса, входит в состав буферной системы.

31. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Натрий (Na) Участвует в создании и поддержании биоэлектрического потенциала на мембранах клеток (натрий-калиевый насос) Роль Для растений Участвует в поддержании осмотического потенциала клетки, что обеспечивает поглощение воды из почвы Для животных Влияет на работу почек, работу сердечной мышцы, вместе с ионами хлора составляет большую часть минеральных веществ крови, регуляция кислотно-щелочного баланса, входит в состав буферной системы.

32. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Кальций ( С a) Регуляция избирательной проницаемости клеточной мембраны. Участвуют в процессах соединения ДНК с белками. Роль Для растений Придают твердость межклеточному веществу, участвуют в формировании срединной пластинки при делении клеток. Для животных Нерастворимые соли входят в состав наружнего скелета беспозвоночных, Ионы участвуют в образовании желчи, повышают возбудимость спинного мозга, участвуют в синаптической передаче нервного импульса, в процессах свертывания крови, активируют ферменты при сокращении мышц.

33. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Железо (Fe) Входит в состав цитохром -ферментов – переносчиков электронов при энергетическом обмене и фотосинтезе. Роль Для растений Участвует в биосинтезе хлорофилла, входит в состав дыхательных ферментов. Для животных Входит в состав гема белка – гемоглобина (переносчик кислорода) и миоглобина (кислород-запасающий белок в мышцах)

34. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Калий ( К ) Поддерживает коллоидные свойства цитоплазмы, создает и поддерживает биоэлектрический потенциал в клетке (натрий-калиевый насос), активирует ферменты, лежащие в основе синтеза белка, входит в состав ферментов, участвующих в гликолизе. Роль Для растений Регуляция водного режима, компонент клеточного сока. Для животных Поддержание сердечного ритма, проведение нервных импульсов.

35. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Сера ( S ) Входит в состав серосодержащих аминокислот, участвует в создании третичной структуры белка, участвует в бактериальном фотосинтезе, входит в состав Кофермента-А Роль Для растений В основном предопределяется ролью этого элемента в клетке. Для животных Входит в состав инсулина, витамина В 1 и биотина

36. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Фосфор ( Р ) Входит в состав АТФ, нуклеотидов, ДНК, РНК, коферментов НАДФ, ФАД, фосфолипидов, многих ферментов. Входит в состав всех мембранных структур. Роль Для растений В основном предопределяется ролью этого элемента в клетке. Для животных Входит в состав костной ткани, зубной эмали. Образует фосфорную буферную систему, поддерживает рН тканевой жидкости.

37. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Хлор (Cl) Поддерживает электронейтральность клетки. Роль Для растений Регуляция тургорного давления Для животных Формирование осмотического потенциала плазмы крови, процессы возбуждения и торможения в нервных клетках, входит в состав соляной кислоты (основной компонент желудочного сока).

38. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Цинк (Zn) Входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении Роль Для растений Входит в состав ферментов, активизирующих расщепление угольной кислоты и синтез растительных гормонов. Для животных Входит в состав фермента, осуществляющего транспорт углекислого газа в крови, фермента, активизирующего расщепление белков, входит в состав ферментов, необходимых для нормального роста.

39. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Медь (Cu) Входит в состав ферментов- цитохромов (переносчиков электронов) Роль Для растений Входит в состав ферментов темновой фазы фотосинтеза. Для животных Участвует в кроветворении, синтезе гемоглобина. Входит в состав фермента, участвующего в синтезе меланина. У беспозвоночных основной компонент переносчика кислорода крови ( гемолимфы ) – гемоцианина .

40. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Йод (I) Роль Для растений - Для животных Входит в состав гормона щитовидной железы – тироксина. Активизирует обменные процессы в организме.

41. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Марганец ( Mn ) Входит в состав ферментов, участвующих в дыхании. Повышает активность ферментов. Роль Для растений Входит в состав ферментов, участвующих в темновой фазе фотосинтеза. Восстанавливает нитраты. Для животных Входит в состав фосфатаз – ферментов, необходимых для роста костей.

42. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Бор ( В ) Роль Для растений Влияет на ростовые процессы. Недостаток приводит к отмиранию верхушечных почек, цветков, завязей, проводящих тканей. Для животных -

43. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Молибден ( Мо ) Входит в состав ферментов, участвующих в фиксации азота (у азотнокислых бактерий) Роль Для растений Регулирует работу устьичного аппарата, синтез аминокислот. Для животных Регулирует синтез аминокислот.

44. Роль микроэлементов на клеточном и организменном уровне. Молибден ( Мо ) Входит в состав ферментов, участвующих в фиксации азота (у азотнокислых бактерий) Роль Для растений Регулирует работу устьичного аппарата, синтез аминокислот. Для животных Регулирует синтез аминокислот.