Etrafımızdaki düz çizgiler ve düzlemler. Uzayda uçak - gerekli bilgi

Hücre: kimyasal bileşim, yapı, organellerin işlevleri.

Hücrenin kimyasal bileşimi. Makro ve mikro elementler. İnorganik ve inorganik maddelerin yapı ve işlevleri arasındaki ilişki organik madde(proteinler, nükleik asitler, karbonhidratlar, lipidler, ATP) hücreyi oluşturur. rol kimyasal maddeler hücrede ve insan vücudunda.

Organizmalar hücrelerden oluşur. hücreler farklı organizmalar benzer bir kimyasal bileşime sahiptir. Tablo 1 ana kimyasal elementler canlıların hücrelerinde bulunur.

Tablo 1. Hücredeki kimyasal elementlerin içeriği

eleman	Miktar, %	eleman	Miktar, %
Oksijen	65-75	Kalsiyum	0,04-2,00
Karbon	15-18	Magnezyum	0,02-0,03
Hidrojen	8-10	Sodyum	0,02-0,03
Azot	1,5-3,0	Ütü	0,01-0,015
Fosfor	0,2-1,0	Çinko	0,0003
Potasyum	0,15-0,4	Bakır	0,0002
Kükürt	0,15-0,2	İyot	0,0001
Klor	0,05-0,10	flor	0,0001

İlk grup oksijen, karbon, hidrojen ve azotu içerir. Toplam hücre bileşiminin neredeyse %98'ini oluştururlar.

İkinci grup potasyum, sodyum, kalsiyum, kükürt, fosfor, magnezyum, demir, klor içerir. Hücredeki içerikleri yüzde onda biri ve yüzde biri kadardır. Bu iki grubun elemanları makro besinler(Yunancadan. makro- büyük).

Hücrede yüzdelerin yüzde biri ve binde biri ile temsil edilen diğer elementler üçüncü gruba dahil edilir. Bu eser elementler(Yunancadan. mikro- küçük).

Hücrede sadece canlı doğada bulunan hiçbir element bulunamadı. Listelenen tüm kimyasal elementler de cansız doğanın bir parçasıdır. Bu, canlı ve cansız doğanın birliğini gösterir.

Herhangi bir elementin eksikliği hastalığa ve hatta vücudun ölümüne yol açabilir, çünkü her element belirli bir rol oynar. Birinci grubun makrobesinleri, biyopolimerlerin temelini oluşturur - proteinler, karbonhidratlar, nükleik asitler ve ayrıca yaşamın imkansız olduğu lipitler. Kükürt bazı proteinlerin bir parçasıdır, fosfor nükleik asitlerin bir parçasıdır, demir hemoglobinin bir parçasıdır ve magnezyum klorofilin bir parçasıdır. kalsiyum oyunları önemli rol metabolizmada.

Hücrede bulunan bazı kimyasal elementler inorganik maddelerin bir parçasıdır - mineral tuzlar ve su.

Mineral tuzlar hücrede, kural olarak, katyonlar (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) ve anyonlar (HPO 2- / 4, H 2 PO - / 4, CI -, HCO 3) şeklindedir. ), oranı, hücrelerin hayati aktivitesi için önemli olan ortamın asitliğini belirler.

(Birçok hücrede, ortam hafif alkalidir ve pH'ı neredeyse değişmez, çünkü içinde belirli bir katyon ve anyon oranı sürekli olarak korunur.)

Canlı doğada inorganik maddelerde büyük rol oynar. Su.

Su olmadan hayat imkansızdır. Çoğu hücrenin önemli bir kütlesini oluşturur. İnsan beyninin ve embriyoların hücrelerinde çok fazla su bulunur: %80'den fazla su; yağ dokusu hücrelerinde - sadece %40. Yaşlılıkta hücrelerdeki su içeriği azalır. Suyun %20'sini kaybeden kişi ölür.

Suyun benzersiz özellikleri vücuttaki rolünü belirler. Su tüketiminin yüksek ısı kapasitesinden kaynaklanan ısı düzenlemesine katılır. Büyük bir sayıısıtıldığında enerji. Suyun yüksek ısı kapasitesini ne belirler?

Bir su molekülünde, bir oksijen atomu iki hidrojen atomuna kovalent olarak bağlanmıştır. Su molekülü polardır, çünkü oksijen atomu kısmen negatif yüke sahiptir ve iki hidrojen atomunun her biri

Kısmen pozitif yük. Bir su molekülünün oksijen atomu ile başka bir molekülün hidrojen atomu arasında bir hidrojen bağı oluşur. Hidrojen bağları bağlantı sağlar Büyük bir sayı su molekülleri. Su ısıtıldığında, enerjinin önemli bir kısmı, yüksek ısı kapasitesini belirleyen hidrojen bağlarını kırmak için harcanır.

Suçlu - iyi çözücü... Polaritesi nedeniyle molekülleri pozitif ve negatif yüklü iyonlarla etkileşime girerek maddenin çözünmesini kolaylaştırır. Su ile ilgili olarak, tüm hücre maddeleri hidrofilik ve hidrofobik olarak ayrılır.

hidrofilik(Yunancadan. hidro- su ve felsefe- Seviyorum) suda çözünen maddelerdir. Bunlara iyonik bileşikler (örneğin tuzlar) ve bazı iyonik olmayan bileşikler (örneğin şekerler) dahildir.

hidrofobik(Yunancadan. hidro- su ve fobiler- korku) suda çözünmeyen maddelerdir. Bunlara örneğin lipidler dahildir.

Su, hücredeki kimyasal reaksiyonlarda önemli bir rol oynar. sulu çözeltiler... Vücut için gereksiz olan metabolik ürünleri çözerek vücuttan atılmasını kolaylaştırır. Hücredeki yüksek su içeriği onu verir. esneklik... Su, çeşitli maddelerin hücre içinde veya hücreden hücreye hareketini kolaylaştırır.

Canlı ve cansız tabiattaki cisimler aynı kimyasal elementlerden oluşur. Canlı organizmaların bileşimi inorganik maddeler içerir - su ve mineral tuzları. Bir hücredeki suyun hayati sayısız işlevi, moleküllerinin özelliklerinden kaynaklanmaktadır: polariteleri, hidrojen bağları oluşturma yeteneği.

İNORGANİK HÜCRE BİLEŞENLERİ

Bir hücredeki öğelerin başka bir sınıflandırma türü:

Makrobesinler arasında oksijen, karbon, hidrojen, fosfor, potasyum, kükürt, klor, kalsiyum, magnezyum, sodyum ve demir bulunur.
Eser elementler arasında manganez, bakır, çinko, iyot, flor bulunur.
Ultramikro elementler arasında gümüş, altın, brom, selenyum bulunur.

ELEMENTLER	GÖVDE İÇERİĞİ (%)	BİYOLOJİK DEĞER
Makrobesinler:
O.C.H.N.	O - %62, C - %20, H - %10, N - %3	Hücrenin tüm organik maddelerinin bir parçası olan su,
fosfor P	1,0	Nükleik asitlerin, ATP'nin (yüksek enerjili bağlar oluşturur), enzimlerin, kemik dokusunun ve diş minesinin bir parçasıdır.
Kalsiyum Ca +2	2,5	Bitkilerde hücre zarının bir parçasıdır, hayvanlarda - kemik ve dişlerin bileşiminde kanın pıhtılaşmasını aktive eder
Eser elementler:	1-0,01
kükürt S	0,25	Proteinlerin, vitaminlerin ve enzimlerin bir parçası
Potasyum K +	0,25	Sinir uyarılarının iletimini düzenler; protein sentezi enzimlerinin aktivatörü, fotosentez süreçleri, bitki büyümesi
Klor CI -	0,2	Formda mide suyunun bir bileşenidir hidroklorik asit, enzimleri aktive eder
Sodyum Na +	0,1	Sinir uyarılarının iletilmesini sağlar, hücrede ozmotik basıncı korur, hormonların sentezini uyarır.
Magnezyum Mg +2	0,07	Kemiklerde ve dişlerde bulunan klorofil molekülünün bir kısmı DNA sentezini, enerji metabolizmasını aktive eder.
iyot ben -	0,1	Tiroid hormonunun bir kısmı - tiroksin, metabolizmayı etkiler
Demir Fe + 3	0,01	Hemoglobin, miyoglobin, göz merceği ve korneanın bir parçasıdır, enzimlerin aktivatörü, klorofil sentezine katılır. Doku ve organlara oksijen taşınmasını sağlar
Ultramikro elementler:	0,01'den az, eser miktarlar
Cu bakır +2		Hematopoez, fotosentez süreçlerine katılır, hücre içi oksidatif süreçleri katalize eder
Manganez Mn		Bitkilerin verimliliğini arttırır, fotosentez sürecini aktive eder, hematopoez süreçlerini etkiler.
Bor B		Bitkilerin büyüme süreçlerini etkiler
Flor F		Dişlerin emayesinin bir parçasıdır, eksikliği ile çürük gelişir, aşırı - florozis
maddeler:
H 2 0	60-98	Vücudun iç ortamını oluşturur, hidroliz süreçlerine katılır ve hücreyi yapılandırır. Evrensel çözücü, katalizör, katılımcı kimyasal reaksiyonlar

ORGANİK HÜCRE BİLEŞENLERİ

MADDELER	YAPI VE ÖZELLİKLER	FONKSİYONLAR
lipidler
	en yüksek esterler yağ asitleri ve gliserin. Fosfolipidlerin bileşimi ayrıca H 3 РО4 kalıntısını içerir, hidrofobik veya hidrofilik-hidrofobik özelliklere, yüksek enerji yoğunluğuna sahiptirler.	Yapı- tüm zarların bilipid tabakasını oluşturur. Enerji. termoregülatuar. Koruyucu. hormonal(kortikosteroidler, seks hormonları). D, E vitaminlerinin bileşenleri. Vücuttaki su kaynağı Rezerv besin
karbonhidratlar
monosakkaritler: glikoz, fruktoz, riboz, deoksiriboz	Suda iyi çözünür	Enerji
Disakkaritler: sakaroz, maltoz (malt şekeri)	Suda çözünür	Bileşenler DNA, RNA, ATP
Polisakkaritler: nişasta, glikojen, selüloz	Suda az çözünür veya çözünmez	Rezerv besin. Bina - bitki hücre kabuğu
sincaplar	Polimerler. Monomerler - 20 amino asit.	Enzimler biyokatalizörlerdir.
	I yapısı, bir polipeptit zincirindeki bir amino asit dizisidir. Bağlantı - peptit - CO- NH-	İnşaat - zar yapılarının, ribozomların bir parçasıdır.
	II yapısı - a-spiral, bağ - hidrojen	Motor (kasların kontraktil proteinleri).
	III yapısı - mekansal konfigürasyon a-spiraller (kürecik). Bağlar - iyonik, kovalent, hidrofobik, hidrojen	Taşıma (hemoglobin). Koruyucu (antikorlar) Düzenleyici (hormonlar, insülin)
	Yapı IV, tüm proteinler için tipik değildir. Birkaç polipeptit zincirinin tek bir üst yapıya bağlanması Suda az çözünürler. Yüksek sıcaklıkların etkisi, konsantre asitler ve alkaliler, ağır metal tuzları denatürasyona neden olur
Nükleik asitler:	Biyopolimerler. Nükleotitlerden oluşur
DNA deoksi ribonükleik asittir.	Nükleotid bileşimi: deoksiriboz, azotlu bazlar - adenin, guanin, sitozin, timin, fosforik asit kalıntısı - H3P04. Azotlu bazların tamamlayıcılığı A = T, G = C. Çift sarmal. Kendi kendini ikiye katlama özelliği	Kromozomları oluşturur. Kalıtsal bilgilerin saklanması ve iletilmesi, genetik Kod... RNA'nın biyosentezi, proteinler. Proteinin birincil yapısını kodlar. Çekirdek, mitokondri, plastidlerde bulunur
RNA, ribonükleik asit anlamına gelir.	Nükleotid bileşimi: riboz, azotlu bazlar - adenin, guanin, sitozin, urasil, H3P04 kalıntısı Azotlu bazların tamamlayıcılığı A = Y, G = C. Bir zincir
bilgilendirici RNA		Proteinin birincil yapısı hakkındaki bilgilerin iletilmesi, protein biyosentezinde yer alır.
ribozomal RNA		Ribozomun gövdesini oluşturur
taşıma RNA'sı		Amino asitleri kodlar ve protein sentezi bölgesine aktarır - ribozomlar
Viral RNA ve DNA		Virüslerin genetik aparatı

protein yapısı

Enzimler.

Proteinlerin en önemli işlevi katalitiktir. Bir hücredeki kimyasal reaksiyonların hızını birkaç derece artıran protein moleküllerine denir. enzimler... Enzimlerin katılımı olmadan vücutta tek bir biyokimyasal süreç gerçekleşmez.

Şimdiye kadar 2000'den fazla enzim keşfedilmiştir. Verimlilikleri, üretimde kullanılan inorganik katalizörlerin verimliliğinden birçok kat daha yüksektir. Böylece katalaz enzimindeki 1 mg demir, 10 ton inorganik demirin yerini alır. Katalaz, hidrojen peroksitin (H 2 О 2) bozunma hızını 10 11 kat arttırır. Karbonik asit (CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3 ) oluşum reaksiyonunu katalize eden bir enzim, reaksiyonu 107 kat hızlandırır.

Enzimlerin önemli bir özelliği, eylemlerinin özgüllüğüdür; her enzim, yalnızca bir veya küçük bir benzer reaksiyon grubunu katalize eder.

Enzimden etkilenen maddeye denir. substrat... Enzim molekülünün ve substratın yapıları tam olarak eşleşmelidir. Bu, enzim etkisinin özgüllüğünü açıklar. Bir substrat bir enzimle birleştiğinde, enzimin uzaysal yapısı değişir.

Enzim ve substrat arasındaki etkileşim dizisi şematik olarak gösterilebilir:

Substrat + Enzim - Enzim-Substrat Kompleksi - Enzim + Ürün.

Substratın enzimle birleşerek bir enzim-substrat kompleksi oluşturduğu diyagramdan görülebilir. Bu durumda, substrat yeni bir maddeye dönüşür - bir ürün. Son aşamada, enzim üründen serbest bırakılır ve bir sonraki substrat molekülü ile yeniden etkileşime girer.

Enzimler sadece belirli bir sıcaklıkta, maddelerin konsantrasyonunda, ortamın asitliğinde işlev görür. Koşullardaki bir değişiklik, protein molekülünün üçüncül ve dördüncül yapısında bir değişikliğe ve dolayısıyla enzim aktivitesinin baskılanmasına yol açar. Bu nasıl olur? adı verilen enzim molekülünün sadece belirli bir kısmı aktif merkez... Aktif site 3 ila 12 amino asit kalıntısı içerir ve polipeptit zincirinin bükülmesi sonucu oluşur.

Çeşitli faktörlerin etkisi altında enzim molekülünün yapısı değişir. Bu durumda aktif merkezin uzaysal konfigürasyonu bozulur ve enzim aktivitesini kaybeder.

Enzimler, biyolojik katalizör görevi gören proteinlerdir. Enzimler sayesinde hücrelerdeki kimyasal reaksiyonların hızı birkaç kat artar. Enzimlerin önemli bir özelliği, belirli koşullar altında etkinin özgüllüğüdür.

Nükleik asitler.

Nükleik asitler 19. yüzyılın ikinci yarısında keşfedildi. İsviçreli biyokimyacı F. Mischer tarafından, hücre çekirdeğinden yüksek miktarda azot ve fosfor içeren bir maddeyi izole eden ve ona "nüklein" (lat. çekirdek- çekirdek).

Nükleik asit deposu kalıtsal bilgi Dünyadaki her hücrenin ve tüm canlıların yapısı ve işleyişi hakkında. İki tür nükleik asit vardır - DNA (deoksiribonükleik asit) ve RNA (ribonükleik asit). Nükleik asitler, proteinler gibi türe özgüdür, yani her türün kendi DNA tipi vardır. Tür özgüllüğünün nedenlerini bulmak için nükleik asitlerin yapısını ele alalım.

Nükleik asit molekülleri, yüzlerce hatta milyonlarca nükleotitten oluşan çok uzun zincirlerdir. Herhangi bir nükleik asit, yalnızca dört tip nükleotit içerir. Nükleik asit moleküllerinin işlevleri yapılarına, onları oluşturan nükleotidlere, zincirdeki sayılarına ve moleküldeki bileşik dizisine bağlıdır.

Her nükleotidin üç bileşeni vardır: azotlu baz, karbonhidrat ve fosforik asit. Her DNA nükleotidi, dört tip azotlu bazdan birini (adenin - A, timin - T, guanin - G veya sitozin - C) ve ayrıca bir deoksiriboz karbonhidrat ve bir fosforik asit kalıntısı içerir.

Bu nedenle, DNA nükleotidleri sadece azotlu baz tipinde farklılık gösterir.

Bir DNA molekülü, belirli bir dizide bir zincire bağlı çok sayıda nükleotitten oluşur. Her tür DNA molekülünün kendi sayısı ve nükleotid dizisi vardır.

DNA molekülleri çok uzundur. Örneğin, bir insan hücresinden (46 kromozom) alınan DNA moleküllerindeki nükleotid dizisini yazmak için yaklaşık 820.000 sayfalık bir kitap gerekir. Dört tip nükleotidin değişimi, sonsuz sayıda DNA molekülü varyantı oluşturabilir. DNA moleküllerinin bu yapısal özellikleri, organizmaların tüm özellikleri hakkında büyük miktarda bilgi depolamalarına izin verir.

1953'te Amerikalı biyolog J. Watson ve İngiliz fizikçi F. Crick, DNA molekülünün yapısının bir modelini yarattı. Bilim adamları, her DNA molekülünün birbirine bağlı ve spiral olarak bükülmüş iki zincirden oluştuğunu bulmuşlardır. Çift sarmal gibi görünüyor. Her bir zincirde, dört tip nükleotit, belirli bir dizide yer değiştirir.

DNA'nın nükleotid bileşimi, farklı farklı şekiller bakteriler, mantarlar, bitkiler, hayvanlar. Ama yaşla değişmez, değişikliklere çok az bağlıdır Çevre... Nükleotitler eşleştirilmiştir, yani herhangi bir DNA molekülündeki adenin nükleotitlerinin sayısı, timidin nükleotitlerinin (AT) sayısına eşittir ve sitozin nükleotitlerinin sayısı, guanin nükleotitlerinin (C-G) sayısına eşittir. Bunun nedeni, bir DNA molekülünde iki zincirin birbiriyle bağlantısının belirli bir kurala uymasıdır, yani: bir zincirin adenini her zaman iki hidrojen bağı ile sadece diğer zincirin Timin ile bağlanır ve guanin her zaman sitozin ile üç hidrojen bağı ile bağlı, yani bir molekül DNA'nın nükleotit zincirleri birbirini tamamlayıcı, tamamlayıcıdır.

Nükleik asit molekülleri - DNA ve RNA, nükleotitlerden oluşur. DNA nükleotitlerinin bileşimi, bir azotlu baz (A, T, G, C), bir deoksiriboz karbonhidrat ve bir fosforik asit molekülünün geri kalanını içerir. DNA molekülü, tamamlayıcılık ilkesine göre hidrojen bağlarıyla birbirine bağlanan iki iplikten oluşan bir çift sarmaldır. DNA'nın işlevi kalıtsal bilgileri depolamaktır.

Tüm organizmaların hücrelerinde ATP molekülleri vardır - adenosin trifosforik asit. ATP, molekülü enerji açısından zengin bağlara sahip evrensel bir hücre maddesidir. ATP molekülü, diğer nükleotitler gibi üç bileşenden oluşan bir tür nükleotittir: azotlu bir baz - adenin, bir karbonhidrat - riboz, ancak bir yerine üç fosforik asit molekülü kalıntısı içerir (Şekil 12). Şekilde simgesiyle gösterilen bağlantılar enerji açısından zengindir ve bağlantı adı verilir. makroerjik... Her biri ATP molekülü iki makroerjik bağlantı içerir.

Yüksek enerjili bağ kırıldığında ve bir molekül fosforik asit enzimler yardımıyla parçalandığında 40 kJ/mol enerji açığa çıkarken, ATP ADP - adenosin difosforik aside dönüştürülür. Bir fosforik asit molekülü daha parçalandığında, 40 kJ/mol daha açığa çıkar; AMP oluşur - adenosin monofosforik asit. Bu reaksiyonlar geri dönüşümlüdür, yani AMP, ADP'ye, ADP - ATP'ye dönüştürülebilir.

ATP molekülleri sadece bölünmekle kalmaz, aynı zamanda sentezlenir, bu nedenle hücre içindeki içerikleri nispeten sabittir. ATP değeri bir hücrenin yaşamında muazzamdır. Bu moleküller, hücrenin ve bir bütün olarak vücudun hayati aktivitesini sağlamak için gerekli olan enerji metabolizmasında lider bir rol oynar.

Pirinç. ATP yapı diyagramı.

adenin -

Bir RNA molekülü, kural olarak, dört tip nükleotitten oluşan tek bir zincirdir - A, Y, G, C. Üç ana RNA türü vardır: mRNA, rRNA, tRNA. Bir hücredeki RNA moleküllerinin içeriği sabit değildir; protein biyosentezinde yer alırlar. ATP, enerji açısından zengin bağlantılar içeren hücrenin evrensel enerji maddesidir. ATP, hücredeki enerji metabolizmasında merkezi bir rol oynar. RNA ve ATP hem çekirdekte hem de hücrenin sitoplazmasında bulunur.

İnsan vücudunda bulunan 86 element periyodik sistem 25'i normal yaşam için gerekli, 18'i mutlak ve 7'si faydalı olan sürekli mevcut olan Mendeleyev. Profesör V.R. Williams onlara yaşamın öğeleri adını verdi.

Hücre yaşamı ile ilgili reaksiyonlara katılan maddelerin bileşimi, çoğu oksijen (%65 - 75), karbon (%15 - 18), hidrojen (%8 - 10) ve nitrojen (1 , 5 olmak üzere) bilinen tüm kimyasal elementleri içerir. - %3.0). Geri kalan elementler 2 gruba ayrılır: makro besinler (yaklaşık %1,9) ve mikro elementler (yaklaşık %0,1). Makrobesinler kükürt, fosfor, klor, potasyum, sodyum, magnezyum, kalsiyum ve demirden eser elementlere kadar - çinko, bakır, iyot, flor, manganez, selenyum, kobalt, molibden, stronsiyum, nikel, krom, vanadyum vb. sayıca azdır, ancak önemli bir rol oynarlar - metabolizmayı etkilerler. Onlar olmadan, her hücrenin ayrı ayrı ve bir bütün olarak organizmanın normal işleyişi imkansızdır.

İnsan vücudundaki kimyasal elementlerin tablosu, rolleri

		Toplam kütle içindeki pay%	İnsan vücudundaki elementlerin rolü veya işlevi
İnsan vücudunun ana unsurları
Oksijen			Oksidasyon reaksiyonları için, öncelikle solunum süreci için gereklidir. Çoğu organik maddede ve suda bulunur.
			Organik maddelerin moleküllerinin bir çerçevesini oluşturur.
			Çoğunda mevcut organik bileşikler ve suda.
			Tüm proteinlerin, nükleik asitlerin ve diğer birçok organik maddenin bileşeni.
			yapısal bileşen kemikler ve dişler. Sinapslar, kan pıhtılaşma süreçleri, kas kasılması, döllenme yoluyla sinir uyarılarının iletilmesi için önemlidir.
			Enerji transferinde yer alan nükleik asitlerin, fosfolipidlerin, nükleotitlerin bileşeni. Kemiklerin yapısal bileşeni.
			En önemli hücre içi katyon. Sinir uyarılarının iletimi için gereklidir. Çoğu proteinin bileşeni.
			Oksijen elektronlarını ve metil gruplarını taşıyabildiği için hücrenin enerji taşınmasıdır. Dokuları ve hücreleri oksidatif süreçlerden korur.
			En önemli hücre dışı katyon. Vücudun bölümleri arasındaki sıvı hareketinin düzenlenmesine ve ayrıca sinir uyarılarının iletilmesine katılır.
Vücudun mikro elementleri
			Enzim kofaktörü (kinaz).
			İnterstisyel sıvının en önemli anyonu. Ozmotik dengeyi korumak için de önemlidir. Oksijenin kanla taşınmasına katılır (klorür yer değiştirmesi).
		eser miktarlar	Hemoglobin ve miyoglobin bileşeni. Elektron taşıyıcı. Enzim kofaktörü (katalaz).
		eser miktarlar	Tiroid hormonlarının bileşeni.
		eser miktarlar	B vitamini bileşeni 12
Diğer eser elementler arasında manganez (Mn), bakır (Cu), çinko (Zn), flor (F), molibden (Mo) ve selenyum (Se) bulunur.

_______________

Bilgi kaynağı: Diyagramlarda insan biyolojisi / V.R. Pickering - 2003.

>> Kimya: Canlı organizmaların hücrelerindeki kimyasal elementler

Tüm canlı organizmaların (insan, hayvan, bitki) hücrelerini oluşturan maddelerin bileşiminde 70'den fazla element bulunmuştur. Bu elementler genellikle iki gruba ayrılır: makro besinler ve mikro besinler.

Makrobesinler hücrelerde büyük miktarlarda bulunur. Her şeyden önce, bunlar karbon, oksijen, azot ve hidrojendir. Toplamda, toplam hücre içeriğinin neredeyse %98'ini oluştururlar. Bu elementlere ek olarak, makro besinler ayrıca magnezyum, potasyum, kalsiyum, sodyum, fosfor, kükürt ve klor içerir. Toplam içerikleri %1.9'dur. Böylece diğer kimyasal elementlerin payı yaklaşık %0,1'dir. Bunlar eser elementlerdir. Bunlara demir, çinko, manganez, bor, bakır, iyot, kobalt, brom, flor, alüminyum vb. dahildir.

Memeli sütünde 23 mikro element bulunmuştur: lityum, rubidyum, bakır, gümüş, baryum, stronsiyum, titanyum, arsenik, vanadyum, krom, molibden, iyot, flor, manganez, demir, kobalt, nikel vb.

Memeli kanı 24 mikro element içerir ve insan beyni 18 mikro element içerir.

Gördüğünüz gibi, hücrede yalnızca canlı doğanın özelliği olan özel elementler yoktur, yani atomik düzeyde canlı ve cansız doğa arasında hiçbir fark yoktur. Bu farklılıklar sadece düzeyde bulunur. karmaşık maddeler- üzerinde Moleküler seviye... Yani, birlikte inorganik maddeler(su ve mineral tuzları) canlı organizmaların hücreleri, yalnızca kendilerine özgü olan maddeler içerir - organik maddeler (proteinler, yağlar, karbonhidratlar, nükleik asitler, vitaminler, hormonlar, vb.). Bu maddeler esas olarak karbon, hidrojen, oksijen ve nitrojenden, yani makro besinlerden oluşur. Bu maddelerde eser elementler önemsiz miktarlarda bulunur, ancak organizmaların normal yaşamındaki rolleri çok büyüktür. Örneğin, bor, manganez, çinko, kobalt bileşikleri, bireysel tarım bitkilerinin üretkenliğini keskin bir şekilde arttırır ve çeşitli hastalıklara karşı dirençlerini arttırır.

İnsan ve hayvanlar, normal yaşam için ihtiyaç duydukları eser elementleri beslendikleri bitkilerden alırlar. Gıdada yeterli manganez yoksa, büyüme geriliği, ergenliğin başlangıcında yavaşlama, iskelet oluşumu sırasında metabolik bozukluklar mümkündür. Hayvanların günlük rasyonlarına bir miligram manganez tuzunun fraksiyonlarının eklenmesi bu hastalıkları ortadan kaldırır.

Kobalt, kan oluşturan organların çalışmasından sorumlu olan B12 vitamininin bir parçasıdır. Gıdalarda kobalt eksikliği genellikle ciddi hastalıklara neden olur, bu da vücudun tükenmesine ve hatta ölüme yol açar.

İz elementlerin insanlar için önemi ilk olarak, yiyecek ve sudaki iyot eksikliğinden kaynaklanan endemik guatr gibi bir hastalığın araştırılmasında ortaya çıktı. İyot içeren tuzun alınması iyileşmeyi sağlarken, yemeklere az miktarda eklenmesi hastalığı önler. Bu amaçla yemek sofra tuzu iyotlanır ve buna %0.001-0.01 potasyum iyodür eklenir.

Çoğu biyolojik enzim katalizörü çinko, molibden ve diğer bazı metalleri içerir. Canlı organizmaların hücrelerinde çok küçük miktarlarda bulunan bu elementler, en iyi biyokimyasal mekanizmaların normal işleyişini sağlar, yaşamsal süreçlerin gerçek düzenleyicileridir.

Vitaminlerde birçok mikro element bulunur - vücuda küçük dozlarda gıda ile giren ve vücudun metabolizması ve genel hayati işlevleri üzerinde büyük etkisi olan çeşitli kimyasal yapıdaki organik maddeler. Biyolojik etkilerinde enzimlere yakındırlar, ancak enzimler vücut hücreleri tarafından üretilir ve vitaminler genellikle gıda ile sağlanır. Vitamin kaynakları bitkilerdir: turunçgiller, kuşburnu, maydanoz, soğan, sarımsak ve diğerleri. Bazı vitaminler - A, B1, B2, K - sentetik olarak elde edilir. Vitaminler isimlerini iki kelimeden almıştır: vita - yaşam ve amin - nitrojen içeren.

Eser elementler de hormonların bir parçasıdır - biyolojik olarak aktif maddeler insan ve hayvan organlarının organ ve sistemlerinin çalışmalarını düzenler. İsimlerini Yunanca harmao - fethediyorum kelimesinden alıyorlar. Hormonlar endokrin bezleri tarafından üretilir ve onları vücutta taşıyan kan dolaşımına girer. Bazı hormonlar sentetik olarak üretilir.

1. Makro besinler ve mikro elementler.

2. Bitkilerin, hayvanların ve insanların yaşamında eser elementlerin rolü.

3. Organik madde: proteinler, yağlar, karbonhidratlar.

4. Enzimler.

5. Vitaminler.

6. Hormonlar.

Canlı ve cansız doğa arasındaki fark, bir kimyasal elementin hangi varoluş biçimleri düzeyinde başlar?

Neden bireysel makrobesinler biyojenik olarak da adlandırılır? Onları Listele.

ders içeriği ders taslağı destek çerçeve ders sunum hızlandırıcı yöntemler etkileşimli teknolojiler Uygulama görevler ve alıştırmalar kendi kendine test çalıştayları, eğitimler, vakalar, görevler ev ödevi tartışma soruları retorik sorularöğrencilerden İllüstrasyonlar ses, video klipler ve multimedya fotoğraflar, resimler, çizelgeler, tablolar, mizah şemaları, şakalar, şakalar, çizgi roman benzetmeleri, sözler, bulmacalar, alıntılar Takviyeler özetler makaleler meraklı hile sayfaları için çipler ders kitapları diğer terimlerin temel ve ek kelime dağarcığı Ders kitaplarının ve derslerin iyileştirilmesieğitimdeki hata düzeltmeleri ders kitabındaki bir parçanın güncellenmesi derste yenilik unsurlarının eskimiş bilgileri yenileriyle değiştirmesi Sadece öğretmenler için mükemmel dersler takvim planı Bir yıllığına yönergeler tartışma gündemi Entegre dersler

Farklı organizmaların hücrelerinde, D.I.Mendeleev'in periyodik element tablosunun yaklaşık 70 elementi bulundu, ancak bunlardan sadece 24'ü tam olarak belirlenmiş bir değere sahip ve her tür hücrede sürekli olarak bulunuyor.

Hücrenin element bileşimindeki en büyük özgül ağırlık oksijen, karbon, hidrojen ve nitrojendir. Bunlar sözde ana veya biyojenik elementler. Bu elementler, hücre kütlesinin %95'inden fazlasını oluşturur ve canlı maddedeki nispi içerikleri, hücre kütlesindekinden çok daha fazladır. yer kabuğu... Kalsiyum, fosfor, kükürt, potasyum, klor, sodyum, magnezyum, iyot ve demir de hayati önem taşır. Hücredeki içerikleri yüzde onda biri ve yüzde biri olarak hesaplanır. Listelenen öğeler bir grup oluşturur makro besinler.

Diğer kimyasal elementler: bakır, manganez, molibden, kobalt, çinko, bor, flor, krom, selenyum, alüminyum, iyot, demir, silikon - çok küçük miktarlarda bulunur (hücre kütlesinin %0.01'inden az). Onlar gruba ait eser elementler.

Şu veya bu elementin vücuttaki yüzdesi, hiçbir şekilde vücuttaki öneminin ve gerekliliğinin derecesini karakterize etmez. Örneğin, birçok eser element biyolojik olarak aktif çeşitli maddelerin bir parçasıdır - enzimler, vitaminler (kobalt B12 vitamininin bir parçasıdır), hormonlar (iyot tiroksinin bir parçasıdır); organizmaların (çinko, manganez, bakır), hematopoez (demir, bakır), hücresel solunum süreçleri (bakır, çinko) vb. Tabloda çeşitli kimyasal elementlerin bir bütün olarak hücrelerin ve vücudun yaşamı için içerik ve önem verilmiştir:

Hücrenin en önemli kimyasal elementleri

eleman	sembol	Yaklaşık içerik,%	Hücre ve vücut için önemi
Oksijen	Ö	62	Su ve organik maddenin bir kısmı; hücresel solunuma katılır
Karbon	C	20	Tüm organik maddelerin bir parçası
Hidrojen	H	10	Su ve organik maddenin bir kısmı; enerji dönüşüm süreçlerine katılır
Azot	n	3	Amino asitler, proteinler, nükleik asitler, ATP, klorofil, vitaminler
Kalsiyum	CA	2,5	Bitkilerde, kemiklerde ve dişlerde hücre duvarının bir parçasıdır, kanın pıhtılaşmasını ve kas liflerinin kasılmasını arttırır.
Fosfor	P	1,0	Kemik dokusu ve diş minesinin bir kısmı, nükleik asitler, ATP, bazı enzimler
Kükürt	S	0,25	Amino asitlerin bir kısmı (sistein, sistin ve metionin), bazı vitaminler, proteinlerin üçüncül yapısının oluşumu sırasında disülfit bağlarının oluşumuna katılır.
Potasyum	K	0,25	Hücrede sadece iyon şeklinde bulunur, protein sentez enzimlerini aktive eder, kardiyak aktivitenin normal ritmini belirler, fotosentez süreçlerine katılır, biyoelektrik potansiyellerin oluşumuna katılır.
Klor	Cl	0,2	Negatif iyon hayvanların vücudunda hakimdir. Mide suyunda hidroklorik asit bileşeni
Sodyum	Na	0,1	Hücrede sadece iyon şeklinde bulunur, kardiyak aktivitenin normal ritmini belirler, hormonların sentezini etkiler.
Magnezyum	Mg	0,07	Klorofil moleküllerinin yanı sıra kemik ve dişlerin bir parçasıdır, enerji metabolizmasını ve DNA sentezini aktive eder.
İyot	Bence	0,01	Tiroid hormonlarının bir parçası
Ütü	Fe	Ayak izi	Birçok enzimin, hemoglobin ve miyoglobinin bir parçasıdır, klorofil biyosentezine, elektronların taşınmasına, solunum ve fotosentez süreçlerine katılır.
Bakır	Cu	Ayak izi	Omurgasızlarda hemosiyaninlerin bir parçasıdır, bazı enzimlerin bir parçasıdır, hematopoez, fotosentez, hemoglobin sentezi süreçlerine katılır.
Manganez	Mn	Ayak izi	Bazı enzimlerin bir parçasıdır veya aktivitesini arttırır, kemiklerin gelişimine, azotun asimilasyonuna ve fotosentez sürecine katılır.
Molibden	ay	Ayak izi	Bazı enzimlerin (nitrat redüktaz) bir parçasıdır, nodül bakterileri tarafından atmosferik nitrojeni bağlama süreçlerine katılır.
Kobalt	ortak	Ayak izi	B12 vitamininin bir parçası, nodül bakterileri tarafından atmosferik nitrojenin fiksasyonuna katılır
Bor	B	Ayak izi	Bitkilerin büyüme süreçlerini etkiler, solunumun onarıcı enzimlerini aktive eder
Çinko	çinko	Ayak izi	Polipeptitleri parçalayan bazı enzimlerin bir kısmı, bitki hormonlarının (oksinler) ve glikoliz sentezine katılır.
flor	F	Ayak izi	Dişlerin ve kemiklerin emayesinin bir kısmı