Химический состав клетки

Химический состав клетки

Тема урока:

Молекулярный уровень

• на атомарном уровне различий между  органическим и неорганическим миром  живой природы нет: 
• живые организмы состоят из тех же атомов,  что и тела неживой природы; 
• соотношение разных химических элементов в живых организмах и в земной  коре сильно различается; 
• живые  организмы могут отличаться от  окружающей их среды по изотопному составу  химических элементов.

Элементный химический состав клетки

Макро-элементы

Микро-элементы

• от 0,001 %   до 0,000001 %
• от 0,001 %  
• до 0,000001 %

Ультромикро-элементы

• менее 0,0000001 %
• менее 0,0000001 %

Макроэлементы

кислород

углерод  

водород  

65—75 %

15—18 %

8—10 %

азот  

сера  

фосфор  

2,0—3,0 %

0,15—0,2 %

0,2—1,0 %

Входят в состав органических соединений и называются биоэлементы или органогены

Макроэлементы

• хлор  (0,05—0,1 %), 
• магний  (0,02—0,03 %),
• натрий  (0,02—0,03 %), 
• кальций  (0,04—2,00 %), 
• железо  (0,01—0,015 %)

Углерод 

• входит в состав всех органических веществ;
• скелет из атомов углерода составляет их основу;
• в виде CO 2  фиксируется в процессе  фотосинтеза и выделяется в ходе дыхания;
• в виде CO участвует в регуляции клеточных функций;
• в виде CaCO 3  входит в состав минеральных скелетов.

Кислород 

• входит в состав практически всех  органических веществ клетки; 
• образуется в ходе фотосинтеза при фотолизе воды; 
• для аэробных организмов служит  окислителем в ходе клеточного дыхания,  обеспечивая клетки энергией; 
• в наибольших количествах в живых клетках  содержится в составе воды.

Водород 

• входит в состав всех органических веществ клетки; 
• в наибольших количествах содержится в составе воды; 
• некоторые бактерии окисляют  молекулярный водород для получения  энергии.

Азот

• входит в состав белков, нуклеиновых  кислот и их мономеров: аминокислот и  нуклеотидов; 
• из организма  животных  выводится в составе аммиака, мочевины, гуанина или мочевой кислоты как конечный продукт азотного обмена; 
• в виде оксида азота NO (в низких  концентрациях) участвует в регуляции  кровяного давления.

Сера 

• входит в состав серосодержащих  аминокислот, поэтому содержится в  большинстве белков; 
• в небольших количествах присутствует в  виде сульфат- иона в цитоплазме клеток и  межклеточных жидкостях.

Фосфор 

• в составе АТФ, других нуклеотидов и  нуклеиновых кислот (в виде остатков  фосфорной кислоты); 
• в составе костной ткани и зубной эмали (в  виде минеральных солей);
• присутствует в цитоплазме и межклеточных  жидкостях (в виде фосфат- ионов).

Магний 

• кофермент многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК;
• поддерживает целостность рибосом и  митохондрий, входит в состав хлорофилла;
• в животных клетках необходим для функционирования мышечных и костных  систем.

Кальций 

• участвует в свёртывании крови; 
• универсальный вторичный посредник, регулирует важнейшие внутриклеточные  процессы (в том числе участвует в  поддержании мембранного потенциала,  необходим для мышечного сокращения и  экзоцитоза); 
• нерастворимые соли кальция участвуют в формировании костей и зубов позвоночных и минеральных скелетов беспозвоночных.

Натрий 

• участвует в поддержании мембранного  потенциала, 
• в генерации нервного импульса, 
• в процессах осморегуляции (в том числе в  работе почек у человека);
• в создании буферной системы крови.

Калий 

• участвует в поддержании мембранного  потенциала; 
• регуляции сокращения сердечной мышцы;
• генерации нервного импульса;
• содержится в межклеточных веществах.

Хлор 

•   поддерживает электронейтральность  клетки.

Микроэлементы

Составляют от 0,001 % до 0,000001 % массы тела  живых существ. 

Относят:  

• йод  (входит в состав тироксина, гормона  щитовидной железы), 
• марганец (в составе ферментов, костей, улучшает усвоение меди),
• фтор  (зубная эмаль), 
• цинк  (входит в состав ферментов,  участвующих в спиртовом брожении, в состав  инсулина)

Микроэлементы

• кобальт  (витамин В12), 
• медь  (входит в состав окислительных  ферментов, участвующих в синтезе  цитохромов),
• селен  (участвует в регуляторных процессах  организма),
• бор (влияет на ростовые процессы растений), 
• молибден   (в составе ферментов, регулирует работу устьичного аппарата)

Ультрамикроэлементы

Менее 0,0000001 % в организмах живых 

Существ относят:

золото,

серебро  (оказывают бактерицидное воздействие),

ртуть  (подавляет обратное всасывание воды в  почечных канальцах), 

селен  (при его недостатке развиваются раковые  заболевания),

платина,    цезий

Химические вещества клетки

Органические

Неорганические

вещества

вещества

Малые молекулы

Моносахариды

Аминокислоты

Нуклеотиды

Липиды

Вода

70—80 %

Минеральные соли

1,0—1,5 %

Биополимеры

Полисахариды

Белки

Нуклеиновые кислоты