Химическая организация клетки

1. Химический состав клетки.
2.Неорганические вещества: макроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы. Вода. Соли. Роль неорганических веществ в жизни живых организмов.
3. Органические вещества клетки: белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК, АТФ

1. Химический состав клетки.

1.Неорганические вещества:
макроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы.
2. Органические вещества клетки:
белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК, АТФ
3. Вода.
4. Витамины
5. Минеральные соли

I группа: кислород, углерод, водород и азот
- главные компоненты всех органических соединений (98% от массы клеток)
2 группа: фосфор, сера, калий, магний, натрий, кальций, железо, хлор
обязательные компоненты всех живых организмов. (от десятых до сотых долей процента от массы клетки).

Натрий, калий и хлор обеспечивают возникновение и проведение электрических импульсов в нервной ткани.

Поддержание нормального сердечного ритма зависит от концентрации в организме натрия, калия и кальция.

Железо участвует в биосинтезе хлорофилла, входит в состав гемоглобина.

Магний в клетках растений входит в состав хлорофилла, а в животном организме участвует в формировании ферментов, необходимых для нормального функционирования мышечной, нервной и костной тканей.

В состав белков часто входит сера, а все нуклеиновые кислоты содержат фосфор.

2. Микроэлементы:

алюминий, медь, марганец, цинк, молибден, кобальт, никель, йод, селен, бром, фтор, бор и многие другие.
(0,02% от массы клетки)
Как правило, микроэлементы входят в состав биологически активных соединений (ферментов, витаминов и гормонов) и влияют на обмен веществ.

.
Недостаток кобальта приводит к анемии.

Молибден фиксирует азот у бактерий и обеспечивает работу устьичного аппарата у растений.

Медь участвует в синтезе пигмента кожи, влияет на рост и размножение растений, на процессы кроветворения у животных организмов.

Иод входит в состав гормона щитовидной железы — тироксина.

Бор влияет на рост растений, его недостаток приводит к отмиранию верхушечных почек, цветков и завязей.

Цинк действует на рост животных и растений, а также входит в состав гормона поджелудочной железы — инсулина.

Нехватка селена приводит к возникновению у человека и животных раковых заболеваний.

Содержатся в организмах в следовых, т. е. ничтожно малых концентрациях.
Роль этих компонентов в живых организмах пока окончательно не установлена.

1. Вода является универсальным растворителем

2. Участвует в обмене веществ. В реакциях гидролиза белки расщепляются до аминокислот, а крахмал — до глюкозы.

3. Обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью поддерживая тепловое равновесие.

4. Высокая интенсивность испарения приводит к быстрой потере тепла и предохраняет от перегрева

5. Несжимаемость воды обеспечивает поддержание формы клетки, а вязкость придает воде свойства смазки.

6. Высокая сила поверхностного натяжения
Мелкие организмы легко передвигаются по поверхности воды, благодаря наличию пленки поверхностного натяжения.

1. Катионы калия, натрия, кальция, магния

2. Анионы соляной, угольной, фосфорной кислот.


Анионы поддерживают кислотно-щелочного баланса (рН) клетки,
синтезируют нуклеиновые кислоты.

Кости нашего скелета в основном состоят из фосфатов кальция и магния. Раковины моллюсков формируются из карбоната кальция.

1. Белки — главный компонент клетки. Они содержатся во всех структурах клетки и составляют 10—20 % от ее массы.

Функции белков в клетке:

1. Ферментативная. Ферменты — это биологические катализаторы, увеличивающие скорость химических реакций в клетке в миллионы раз.

2. Строительная (пластическая). Белки служат строительным материалом клеток.

3. Двигательная. Сокращение мышечных волокон, колебания жгутиков, токи цитоплазмы обеспечиваются белками

4. Транспортная. Гемоглобин транспортирует кислород

5. Защитная. Белки - антитела, обезвреживают бактерии и чужеродные вещества.

6. Регуляторная. Белки-гормоны поджелудочной железы, глюкагон и инсулин, регулируют уровень углеводов в крови.

7. Рецепторная. Белки-рецепторы, встроенные в поверхностную клеточную мембрану, способны воспринимать сигналы из внешней среды и передавать их в клетку

8. Энергетическая. При полном окислении 1 г белка освобождается 17,6 кДж энергии.

Количество углеводов
А). В животной клетке 1 - 5 % сухой массы клетки
Б). В клетках растений до 70 % сухой массы.

Углеводы подразделяют на:

1. Моносахариды — это бесцветные вещества, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде, глюкоза, фруктоза и галактоза (содержится в молоке), рибоза и дезоксирибоза.

2. Дисахариды: сахароза (свекловичный сахар) и молочный сахар. Дисахариды хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус.

3. Полисахариды: несладкие, плохо растворимы в воде. Гликоген — в животных, крахмал и клетчатка — в растительных клетках.

Углеводы являются основным источником энергии.
При полном расщеплении 1 г углевода освобождается 17,6 кДж энергии.

В крови и тканях млекопитающих поддерживается определенная концентрация глюкозы.
Снижение уровня глюкозы может привести к судорогам, потере сознания и смерти.

Крахмал и гликоген - запасные вещества клетки.
клетчатка - строительный материал( оболочка растительной клетки)

жиры и жироподобные вещества (лецитин, холестерин, некоторые гормоны, воск ).

Количество жира в клетках составляет 5—10 % сухой массы, но есть особые жировые клетки, содержащие до 90 % жира.

1. Строительная . Жиры входят в состав клеточных мембран.

2. Энергетическая. При полном расщеплении 1 г жира выделяется 38,9 кДж энергии.

3. Защитная. Препятствует проникновению микроорганизмов в организм

4. Теплорегулирующая. Подкожный жир препятствует потере тепла организмом.

5. Окислительная. При окислении жира выделяется большое количество воды. Это позволяет некоторым животным долгое время обходиться без воды (верблюды в пустыне, животные в период зимней спячки).

Воски – пластические вещества, обладающие водоотталкивающими свойствами.
Они вырабатываются пчелами и растениями, защищая их от повреждений, ультрафиолетового излучения и регулируя водный баланс.

1. Жирорастворимые витамины: А, Е, К, D
2. Половые гормоны ( женские и мужские)
3. Холестерин.

функции ДНК.
1. Хранение наследственной информации.
2. Передача наследственной информации следующему поколению.
3. Передача генетической информации из ядра в цитоплазму.

Различают три основных вида:

1. Транспортная РНК (тРНК) в основном находится в цитоплазме и осуществляет перенос аминокислот в рибосому.

2. Рибосомальная РНК (рРНК) образует рибосомы.

3. Информационная (иРНК) переносит информацию о структуре белка от ДНК к рибосоме.

Синтезируя АТФ, клетка накапливает энергию, которая может быть использована в процессе ее жизнедеятельности.