Каких элементов в клетке больше всего назовите их?

10 ответов на вопрос “Каких элементов в клетке больше всего назовите их?”

Mr_Kitty 08-12-2019 Ответить

Элементы
%
Значение
Макроэлементы
Кислород, углерод, водород, азот
До 98
Содержатся во всех органических веществах и воде.
Кальций
2 – 3
Составной компонент оболочки у растений, в животном организме находится в составе костей и зубов, принимает активное участие в свёртываемости крови.
Фосфор
1
Содержится в нуклеиновых кислотах, ферментах, костной ткани и зубной эмали.
Микроэлементы
Сера
0,2 – 0,3
Является основой белков, ферментов и витаминов.
Калий
0,2 – 0,3
Обеспечивает передачу нервных импульсов, активирует синтез белка, процессы фотосинтеза и роста.
Хлор
0,2
Один из компонентов желудочного сока, провокатор ферментов.
Йод
0,1
Принимает активное участие в обменных процессах, компонент гормона щитовидной железы.
Натрий
0,1
Обеспечивает передачу импульсов в нервной системе, поддерживает постоянное давление внутри клетки, провоцирует синтез гормонов.
Магний
0,07
Составной элемент хлорофилла, костной ткани и зубов, провоцирует синтез ДНК и процессы теплоотдачи.
Железо
0,01
Составная часть гемоглобина, хрусталика, роговицы, синтезирует хлорофилл. Транспортирует кислород по организму.
Ультрамикроэлементы
Медь
< 0,01 Составная часть процессов кровообразования, фотосинтеза, ускоряет внутриклеточные процессы окисления. Марганец < 0,01 Активизирует фотосинтез, участвует в кровообразовании, обеспечивает высокую урожайность. Фтор < 0,01 Составная часть зубной эмали. Бор < 0,01 Регулирует рост растений.
Doshicage 08-12-2019 Ответить

Химический состав клетки тесно связан с особенностями строения и функционирования этой элементарной и функциональной единицы живого. Как и в морфологическом отношении, наиболее общим и универсальным для клеток представителей всех царств является химический состав протопласта. Последний содержит около 80% воды, 10% органических веществ и 1% солей. Ведущую роль в образовании протопласта среди них имеют, прежде всего, белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы.
По составу химических элементов протопласт чрезвычайно сложен. В нем содержатся вещества как с небольшим молекулярным весом так, так и вещества с крупной молекулой. 80% веса протопласта составляют высоко молекулярные вещества и лишь 30% приходится на низкомолекулярные соединения. В то же время на каждую макромолекулу приходятся сотни, а на каждую крупную макромолекулы тысячи и десятки тысяч молекул.
В состав любой клетки входят более 60 элементов периодической таблицы Менделеева.
По частоте встречаемости элементы можно поделить на три группы:
Основные элементы. Это углерод (С), водород (Н), азот (N), кислород (О). Их содержание в клетке превышает 97%. Они входят в состав всех органических веществ (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот) и составляют их основу.
Макроэлементы. К ним относятся железо (Fе), сера (S), кальций (Са), калий (К), натрий (Na), фосфор (Р), хлор (Сl). На долю макроэлементов приходится около 2%. Они входят в состав многих органических и неорганических веществ.
Микроэлементы. Имеют самое большое разнообразие (их более 50-ти), но в клетке даже взятые все вместе они менее 1 %. Микроэлементы в чрезвычайно малых количествах входят в состав многих ферментов, гормонов или специфичных тканей, но определяют их свойства. Так, фтор (F), входит в состав зубной эмали, укрепляя ее. Йод (I) участвует в строении гормонащитовидной железы тироксина, магний (Мg) входит в состав хлорофилла растительной клетки, медь (Сu) и селен (Sе) встречаются в ферментах, защищающих клетки от мутаций, цинк (Zn) связан с процессами памяти (см. приложение № 20).
Все клетки животных и растительных организмов, а также микроорганизмов сходны по химическому составу, что свидетельствует о единстве органического мира.

Содержание химических элементов в клетке

Элементы Количество (в %):
Кислород 65-75
Кальций 0.04-2.00
Углерод 15-16
Магний 0.02-0,03
Водород 8-10
Натрий 0,02-0,03
Азот 1.5-3,0
Железо 0.01 -0,015
Фосфор 0,2-1,0
Цинк 0,0003
Калий 0,15-0,4
Медь 0.0002
Сера 0,15-0.2
Йод 0.0001
Хлор 0,05-0,1
Фтор 0,0001
В таблице приведены данные об атомном составе клеток. Из 109 элементов периодической системы Менделеева в клетках обнаружено значительное их большинство. Таким образом, в клетке нет каких-нибудь особенных элементов, характерных только для живой природы. Это указывает на связь и единство живой и неживой природы. На атомном уровне различий между химическим составом органического и неорганического мира нет. Различия обнаруживаются на более высоком уровне организации – молекулярном.
KoMMi_TV 08-12-2019 Ответить

Основные классы, имеющиеся в живых организмах:
Углеводы. В клетках присутствуют различные их виды — простые сахара и нерастворимые полимеры (целлюлоза). В процентном отношении доля их в сухом веществе растений — до 80%, животных – 20%. Они играют важную роль в жизнеобеспечении клеток:
Фруктоза и глюкоза (моносахара) – быстро усваиваются организмом, включаются в метаболизм, являются источником энергии.
Рибоза и дезоксирибоза (моносахара) – один из трех основных компонентов состава ДНК и РНК.
Лактоза (относится к дисахарам) – синтезируется животным организмом, входит в состав молока млекопитающих.
Сахароза (дисахарид) – источник энергии, образуется в растениях.
Мальтоза (дисахарид) – обеспечивает прорастание семян.
Также, простые сахара выполняют и другие функции: сигнальную, защитную, транспортную.
Полимерные углеводы – это растворимый в воде гликоген, а также нерастворимые целлюлоза, хитин, крахмал. Они играют важную роль в метаболизме, осуществляют структурную, запасающую, защитную функции.
Липиды или жиры. Они нерастворимы в воде, но хорошо смешиваются между собой и растворяются в неполярных жидкостях (не имеющих в составе кислород, например – керосин или циклические углеводороды относятся к неполярным растворителям). Липиды необходимы в организме для обеспечения его энергией – при их окислении образуется энергия и вода. Жиры очень энергоэффективны – с помощью выделяющихся при окислении 39 кДж на грамм можно поднять груз весом в 4 тонны на высоту в 1 м. Также, жир обеспечивает защитную и теплоизоляционную функцию – у животных толстый его слой способствует сохранению тепла в холодный сезон. Жироподобные вещества предохраняют от намокания перья водоплавающих птиц, обеспечивают здоровый лоснящийся вид и упругость шерсти животных, выполняют покровную функцию у листьев растений. Некоторые гормоны имеют липидную структуру. Жиры входят в основу структуры мембран.

Белки или протеины являются гетерополимерами биогенной структуры. Они состоят из аминокислот, структурными единицами которых являются: аминогруппа, радикал, и карбоксильная группа. Свойства аминокислот и их отличия друг от друга определяют радикалы. За счет амфотерных свойств – могут образовывать между собой связи. Белок может состоять из нескольких или сотен аминокислот. Всего в структуру белков входят 20 аминокислот, их комбинации определяют разнообразие форм и свойств протеинов. Около десятка аминокислот относятся к незаменимым – они не синтезируются в животном организме и их поступление обеспечивается за счет растительной пищи. В ЖКТ белки расщепляются на отдельные мономеры, используемые для синтеза собственных белков.
Структурные особенности белков:
первичная структура – аминокислотная цепочка;
вторичная – скрученная в спираль цепочка, где образуются между витками водородные связи;
третичная – спираль или несколько их, свернутые в глобулу и соединенные слабыми связями;
четвертичная существует не у всех белков. Это несколько глобул, соединенных нековалентными связями.

Прочность структур может нарушаться, а затем восстанавливаться, при этом белок временно теряет свои характерные свойства и биологическую активность. Необратимым является только разрушение первичной структуры.
Белки выполняют в клетке множество функций:
ускорение химических реакций (ферментативная или каталитическая функция, причем каждый из них отвечает за конкретную единственную реакцию);
транспортная – перенос ионов, кислорода, жирных кислот сквозь клеточные мембраны;
защитная – такие белки крови как фибрин и фибриноген, присутствуют в плазме крови в неактивном виде,в месте ранений под действием кислорода образуют тромбы. Антитела — обеспечивают иммунитет.
структурная – пептиды входят частично или являются основой клеточных мембран, сухожилий и других соединительных тканей, волос, шерсти, копыт и ногтей, крыльев и внешних покровов. Актин и миозин обеспечивают сократительную активность мышц;
регуляторная – белки-гормоны обеспечивают гуморальную регуляцию;
энергетическая – во время отсутствия питательных веществ организм начинает расщеплять собственные белки, нарушая процесс собственной жизнедеятельности. Именно поэтому после длительного голода организм не всегда может восстановиться без врачебной помощи.
Нуклеиновые кислоты. Их существует 2 – ДНК и РНК. РНК бывает нескольких видов – информационная, транспортная, рибосомная. Открыты щвейцарцем Ф. Фишером в конце 19-го века.
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота. Содержится в ядре, пластидах и митохондриях. Структурно является линейным полимером, образующим двойную спираль из комплементарных цепочек нуклеотидов. Представление о ее пространственной структуре было создано в в 1953 г американцами Д. Уотсоном и Ф. Криком.
Мономерные ее единицы –нуклеотиды, имеющие принципиально общую структуру из:
фосфат-группы;
дезоксирибозы;
азотистого основания (принадлежащие к группе пуриновых – аденин, гуанин, пиримидиновых – тимин и цитозин.)
В структуре полимерной молекулы нуклеотиды объединены попарно и комплементарно, что обусловлено разным количеством водородных связей: аденин+тимин – две, гуанин+цитозин – водородных связей три.
Порядок расположения нуклеотидов кодирует структурные последовательности аминокислот белковых молекул. Мутацией называются изменения порядка нуклеотидов, так как будут кодироваться белковые молекулы другой структуры.
РНК – рибонуклеиновая кислота. Структурными особенностями ее отличия от ДНК являются:
вместо тиминового нуклеотида – урациловый;
рибоза вместо дезоксирибозы.
Транспортная РНК – это полимерная цепочка, которая в плоскости свернута в виде листочка клевера, основной ее функцией является доставка аминокислоты к рибосомам.
Матричная (информационная) РНК постоянно образуется в ядре, комплементарно какому-либо участку ДНК. Это — структурная матрица, на основе ее строения на рибосоме будет собираться белковая молекула. От всего содержания молекул РНК этот тип составляет 5%.
Рибосомная – отвечает за процесс составления молекулы белка. Синтезируется на ядрышке. Ее в клетке 85%.
АТФ – аденозинтрифосфорная кислота. Это нуклеотид, содержащий:
3 остатка фосфорной кислоты;
аденин;
рибозу.
tvoy_zaychik 08-12-2019 Ответить

§ 4. Химический состав клетки

Вспомните

Что такое химический элемент?
Какие химические органические вещества вам известны?
Какие вещества называют простыми, а какие сложными?
Клетки всех живых организмов состоят из одних и тех лее химических элементов. Эти же элементы входят и в состав объектов неживой природы. Сходство состава указывает на общность живой и неживой природы.
В клетках больше всего содержится таких химических элементов, как углерод, водород, кислород и азот. Вместе они составляют до 98% массы клетки.
Около 2% массы клетки приходится на следующие восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы содержатся в клетках в очень малых количествах.

Химические элементы, соединяясь между собой, образуют неорганические и органические вещества.

Неорганические вещества клетки — это вода и минеральные соли. Больше всего в клетке содержится воды (от 40 до 95% ее общей массы). Вода придает клетке упругость, определяет ее форму, участвует в обмене веществ.
Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.
Приблизительно 1—1,5% общей массы клетки составляют минеральные соли, в частности соли кальция, калия, фосфора и др. Эти неорганические вещества используются для синтеза органических молекул (белков, нуклеиновых кислот и др.)- При недостатке минеральных веществ нарушаются важнейшие процессы жизнедеятельности клетки.
Органические вещества — сложные углеродсодержащие соединения. Они входят в состав всех живых организмов. Первоначально считалось, что органические вещества образуются только живыми организмами, поэтому их и назвали органическими. К ним относят углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты и другие вещества.
Углеводы — важная группа органических веществ, в результате расщепления которых клетки получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности. Углеводы входят в состав оболочек клеток, придавая им прочность. Запасающие вещества в клетках — крахмал и сахара, они также относятся к углеводам.
Белки играют важнейшую роль в жизни клеток. Они входят в состав разнообразных клеточных структур, регулируют процессы жизнедеятельности и тоже могут запасаться в клетках.
Жиры откладываются в клетках. При расщеплении жиров освобождается необходимая живым организмам энергия.
Нуклеиновые кислоты играют ведущую роль в сохранении наследственной информации и передаче ее потомкам.
Клетка — это миниатюрная природная лаборатория, в которой синтезируются и претерпевают изменения различные химические соединения. Сходство химического состава клеток разных организмов доказывает единство живой природы.

Ответьте на вопросы

Каких химических элементов больше всего в клетке?
Какую роль в клетке играет вода?
Какую роль в клетке играют минеральные соли?
Какие вещества относят к органическим?
Каково значение органических веществ в клетке?
Что указывает на общность живой и неживой природы?

Новые понятия

Неорганические вещества. Органические вещества. Углеводы. Белки. Жиры. Нуклеиновые кислоты.

Подумайте!

Почему клетку сравнивают с миниатюрной природной лабораторией?

Моя лаборатория

В 1933 г., в результате многолетних исследований, ученые Haучились получать из глюкозы витамин С (аскорбиновую кислоту). До этого витамин С был дефицитным и дорогим продуктом.
Содержание жиров в клетках семян растений

Чтобы обнаружить органические вещества в растениях, проделайте следующие опыты.
Возьмите зерна пшеницы, разотрите их в ступке в муку, добавьте несколько капель воды и приготовьте кусочек теста. Заверните тесто в марлю, опустите мешочек в стакан с водой и промойте его. Образуется мутная взвесь. Перелейте часть мутной жидкости из стакана в пробирку и капните в нее 2—3 капли раствора иода. Жидкость приобретет синий цвет. Возьмите на кончике пинцета крахмал и размешайте в пробирке с водой. Капните в эту пробирку 2—3 капли раствора иода. Вода с крахмалом тоже станет синей. Значит, в зернах пшеницы содержится крахмал, который окрашивается иодом в синий цвет. Капните каплю раствора иода на разрезанный клубень картофеля. Вы убедитесь, что в клубне картофеля тоже есть крахмал.
Рассмотрите остаток теста на марле. Вы увидите клейкую массу, ее называют клейковиной или растительным белком.
Возьмите несколько семян подсолнечника, снимите с них кожуру и раздавите на листе бумаги, вы увидите жирные пятна. Это подтверждает наличие значительного количества жира в семенах подсолнечника.
В 1802 г. ученые открыли новое органическое вещество и назвали его виноградным сахаром или глюкозой (от греч. гликис — сладкий). Глюкоза содержится в спелых фруктах и ягодах, входит в состав крови человека. Она необходима живым клеткам для образования более сложных углеводов: крахмала, гликогена, целлюлозы.
Из соединенных друг с другом звеньев глюкозы состоит крахмал — широко распространенное запасное питательное вещество. В виде крахмальных зерен он накапливается в клетках клубней картофеля, семян гороха, зерновок овса, кукурузы (рис. 8). Человек использует крахмал, выделяя его из картофеля и кукурузы.

Рис. 8. Крахмальные зерна картофеля в клетках
Сходное с крахмалом строение имеет гликоген. Он служит запасающим веществом в организмах некоторых животных и человека.
В клетках растений из тысяч связанных друг с другом звеньев глюкозы образуется целлюлоза, или клетчатка (от лат. целлюла — клетка). Она придает упругость и прочность стенкам растительных клеток. Целлюлозу могут расщеплять многие бактерии, грибы, одноклеточные микроорганизмы, поэтому они играют главную роль в разложении растительных остатков.
Практически чистую целлюлозу представляют собой хлопковая вата и тополиный пух. На основе очищенной целлюлозы изготавливают прозрачную пленку целлофан, а также искусственное волокно — вискозу (от лат. вискозус — вязкий).
Из целлюлозы почти на 40% состоит сухая древесина. Получаемая из древесины целлюлоза широко используется человеком при производстве бумаги (от персидского бомбака — хлопок). Бумага была изобретена в древнем Китае, но тогда ее получали из волокон хлопка и бамбука. Только в XVIII в. было обнаружено, что удобным исходным веществом для производства бумаги может служить древесина. Первые заводы по переработке древесины в целлюлозу были построены только в XIX в.
ой-ка 08-12-2019 Ответить

§ 8. Химические элементы клетки
Что такое химический элемент?
Какие органические вещества вам известны?
Какие вещества называют простыми, а какие — сложными?
Все клетки живых организмов состоят из тех же химических элементов, что входят и в состав объектов неживой природы. Но распределение этих элементов в клетках крайне неравномерно. Так, около 98% от массы любой клетки приходится на четыре элемента: углерод, водород, кислород и азот. Относительное содержание этих химических элементов в живом веществе значительно выше, чем, например, в земной коре.
Около 2% массы клетки приходится на следующие восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы (например, цинк, иод) содержатся в очень малых количествах.
Химические элементы, соединяясь между собой, образуют неорганические и органические вещества (см. табл.). Неорганические вещества клетки — это вода и минеральные соли. Больше всего в клетке содержится воды (от 40 до 95% её общей массы). Вода придаёт клетке упругость, определяет её форму, участвует в обмене веществ.
Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.
Химический состав клетки, %

Приблизительно 1—1,5% общей массы клетки составляют минеральные соли, в частности соли кальция, калия, фосфора и др. Соединения азота, фосфора, кальция и другие неорганические вещества используются для синтеза органических молекул (белков, нуклеиновых кислот и др.)/ При недостатке минеральных веществ нарушаются важнейшие процессы жизнедеятельности клетки.
Органические вещества входят в состав всех живых организмов. К ним относят углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты и другие вещества.
Углеводы — важная группа органических веществ, в результате расщепления которых клетки получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности. Углеводы входят в состав оболочек клеток, придавая им прочность. Запасающие вещества в клетках — крахмал и сахара также относятся к углеводам.
Белки играют важнейшую роль в жизни клеток. Они входят в состав разнообразных клеточных структур, регулируют процессы жизнедеятельности и также могут запасаться в клетках.
Жиры откладываются в клетках. При расщеплении жиров также освобождается необходимая живым организмам энергия.
Нуклеиновые кислоты играют ведущую роль в сохранении наследственной информации и передаче её потомкам.
Клетка — это «миниатюрная природная лаборатория», в которой синтезируются и претерпевают изменения различные химические соединения.

Новые понятия

Неорганические вещества. Органические вещества: углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты

Вопросы

Каких химических элементов больше всего в клетке?
Какую роль в клетке играет вода?
Какие вещества относят к органическим?
Каково значение органических веществ в клетке?

Подумайте

Почему клетку сравнивают с «миниатюрной природной лабораторией»?
Аксеальныйсрез 08-12-2019 Ответить

Первое наблюдение клетки: Р. Гук (Англия, 1665 г.).
Клеточная теория — одна из важнейших биологических теорий, являющаяся обобщением огромного количества данных, согласно которой жизнь существует только в форме клеток и их совокупностей.
Впервые клеточную теорию предложил Г. Шванн (Германия, 1839 г.); ее дальнейшие разработки: Р. Вирхов (Германия, 1858 г.), И. Чистяков (Россия, 1874 г.), Э. Страсбургер (Польша, 1875 г.) и др.
¦ Основные положения современной клеточной теории:
¦ клетка — элементарная (наименьшая) структурная, функциональная и генетическая единица всех живых организмов, способная к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению;
¦ клетки живых организмов сходны по строению, химическому составу и основным проявлениям жизнедеятельности;
¦ размножение клеток происходит путем их деления; каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки;
¦ клетки специализируются по функциям; структура и функции клеток взаимосвязаны. В многоклеточном организме клетки образуют ткани, из которых строятся органы, системы органов и весь организм, функционирующий как единое целое благодаря нервной и гуморальной регуляции.

Содержание и роль химических элементов в клетке

? Основные элементы: кислород О (примерно 62% массы клетки), углерод С (20%), водород Н (10%), азот N (3,5%); они входят в состав всех органических веществ.
? Макроэлементы — элементы с содержанием более 0,01% массы клетки: кальций, фосфор, сера, калий, натрий, магний, хлор.
Элемент
Содержание в клетке, свойства и роль
Са (2,5%)
Входит в состав клеточной стенки растений, костной ткани, зубной эмали, известкового скелета животных; Са** усиливает работу сердца, участвует в процессах сокращения мышц и свертывания крови
Р (1,0%)
Входит в состав ДНК, РНК, АТФ, ряда ферментов, костной ткани, зубной эмали
S (0,25%)
Входит в состав важнейших аминокислот и белков
К (0,25%)
Входит в состав хлорофилла, зубов, костей и некоторых ферментов; повышает активность ферментов; К+ поддерживает разность потенциалов в клетке, участвует в передаче нервных импульсов, уменьшает силу сердечных сокращений
Na (0,10%)
Поддерживает нормальный ритм сердечной деятельности и щелочно-кислотное равновесие; Na+ участвует в передаче нервных импульсов
Mg (0,07%
Входит в состав хлорофилла, некоторых ферментов, костной ткани, зубной эмали, активизирует синтез ДНК
? Микроэлементы — элементы с содержанием не более 0,01% массы клетки (Fe, Сu и др., см. таблицу), входящие в состав гормонов, витаминов, дыхательных ферментов. Недостаток любого из них вызывает серьезные нарушения в обмене веществ.
Элемент
Содержание в клетке, свойства и роль
Fe
Входит в состав гемоглобина и миоглобина, многих ферментов, участвует в процессах дыхания и фотосинтеза
I
Входит в состав гормона щитовидной железы
F
Входит в состав зубной эмали и костной ткани
Cu
Входит в состав гормона поджелудочной железы, ферментов, необходимых для фотосинтеза, кроветворения, синтеза гемоглобина
Mn
Входит в состав ферментов, необходим для развития костей
Mo
Входит в состав некоторых ферментов, участвует в фиксации азота клубеньковыми бактериями
Co
Входит в состав витамина В|2, участвует в развитии эритроцитов и фиксации азота клубеньковыми бактериями
Zn
Входит в состав некоторых ферментов; необходим для синтеза фитогормонов
В
Влияет на процессы роста растений
? Ультрамикроэлементы (Se, V, Ag, Au и др.) имеют концентрации менее 10-12%. Например, элементы Ag, Au входят в состав волос.
? Ионы Н2РO4, НPО42- необходимы для синтеза АТФ, эти же ионы и ионы С1—, НСO3 , SO4 ” и др. участвуют в поддержке pH клетки, активации ферментов и т.д.

Вода и ее роль в организме

? Основные свойства воды:
¦ малые размеры молекул;
¦ их полярность;
¦ способность молекул соединяться друг с другом водородными связями;
¦ высокие удельная теплоемкость и теплопроводность;
¦ высокая удельная теплота парообразования;
¦ высокое поверхностное натяжение.
? Основные функции воды в организме:
¦ вода — универсальный растворитель для полярных веществ,
¦ регулирует тепловой режим клетки,
¦ выполняет транспортную функцию (обеспечивает поступление веществ в клетку, их передвижение в клетке и выделение из клетки),
¦ выполняет метаболическую функцию (является средой для протекания всех биохимических реакций, сама участвует в реакции гидролиза и многих других реакциях, является источником кислорода и водорода при фотосинтезе и т.д.),
¦ выполняет структурную функцию (обеспечивает упругость и тургор клеток, т.е. их напряженное состояние, обусловленное внутриклеточным давлением; у некоторых животных является гидростатическим скелетом),
¦ регулирует осмотическое давление в клетке,
¦ связанная вода образует сольватные оболочки вокруг белковых молекул, и др.
Содержание воды в клетках
%
Мышечные клетки
76
Клетки эмбриона
95
Клетки нервной ткани
85
Клетки жировой ткани
40
Клетки костной ткани
50
Клетки зубной эмали
10
Связанная вода
5

Органические вещества клетки. Общая характеристика

Биополимеры — высокомолекулярные (относительная молекулярная масса 103 — 10-4) органические соединения, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев мономеров.
Биополимеры составляют до 90% сухого вещества клетки.
¦Важнейшие классы органических соединений, составляющих молекулярную основу любой живой клетки:
¦ белки,
¦ липиды,
¦ углеводы,
¦ нуклеиновые кислоты.
(Свойства этих классов соединений рассмотрены ниже). В клетках растений преобладают углеводы, в клетках животных — белки.
? Аминокислоты — низкомолекулярные органические соединения,
содержащие одну или две карбоксильные (-СООН) и одну или две аминную (-NH2) группы (обладающие соответственно кислотными и щелочными свойствами), причем карбоксильная и аминная группы связаны с одним и тем же атомом углерода.
¦ Аминокислоты — амфотерные соединения (проявляют свойства и кислот, и оснований).
?Пептиды — это органические молекулы, образующиеся при взаимодействии аминогруппы одной аминокислоты с карбоксильной группой другой аминокислоты.
? Пептидная связь — связь -CO-NH-.
Белки — природные высокомолекулярные органические соединения (полипептиды), молекулы которых образованы аминокислотными остатками (в количестве от 50 до нескольких тысяч).
¦ В состав белков входит только 20 видов аминокислот (из 150 видов, существующих в природе).
¦ Белки составляют Ю-18% от общей массы клетки.
Уровни структурной организации белков:
¦ первичная структура белка определяется последовательностью соединения аминокислот, закодированной в ДНК, и обусловлена пептидными связями;
¦ вторичная структура (спираль) возникает из-за образования водородных связей между СО- и NH- -группами, расположенными на соседних витках (такую структуру имеют фибриноген, миозин, актин)
;
¦ третичная структура (глобула) стабилизируется гидрофобными, ковалентными дисульфидными (-S-S-), ионными и водородными связями (эта структура характерна для многих бел ков-ферментов);
¦ четвертичная структура — комплекс, образованный двумя, тремя, четырьмя и более белковыми молекулами, обладающими третичной структурой, за счет возникновения водородных, ионных и гидрофобных связей между ними; характерна для высокоспециализированных белков (пример — гемоглобин).
? Простые и сложные белки:
¦ в состав простых белков (протеинов) входят только аминокислоты; к ним относятся многие ферменты;
¦ сложные белки (протеиды) — белки, содержащие, помимо аминокислот, нуклеиновые кислоты (нуклеопротеиды), липиды (липопротеиды), углеводы (гликопротенды) и др.
? Основные свойства белков: гидрофильность (водорасгво-римость), видовая специфичность, химическая активность, способность денатурировать и ре натур ировать, изменять конфигурацию молекул под действием факторов среды.
Денатурация белка — утрата белковой молекулой своей структурной организации при воздействии химических веществ (кислот, щелочей, спиртов, солей и т.д.) и/или физических факторов (высокой температуры и/или давления, ионизирующих излучений и др.) вследствие разрушения водородных и ионных связей, поддерживающих вторичную, третичную и четвертичную структуры белка.
Ренатурация белка — процесс восстановления структуры белка после прекращения действия денатурирующего фактора, если его действие не привело к нарушению первичной структуры белка.
? Функции белков:
¦ структурная, или строительная (входят в состав клеточных мембран, хрящей, сухожилий, волос, когтей, перьев и т.д.);
¦ каталитическая, или ферментативная (ускоряют протекание химических реакций в клетке);
¦ транспортная (участвуют в транспорте веществ через клеточные мембраны, ряд белков присоединяет и переносит с потоками крови различные вещества по организму);
¦ двигательная (являются прямыми участниками механизма сокращения мышц и внутриклеточных сокращений);
¦ защитная (входят в состав кожи позвоночных и антител, связывающих инородные белки; участвуют в свертывании крови при кровотечениях и т.д.);
¦ запасающая (некоторые белки запасают необходимые организму вещества; например, миоглобин содержит запас кислорода в мышцах позвоночных);
¦ энергетическая (служат источником энергии: I г дает 17,6 кДж);
¦регуляторная (белки-гормоны поддерживают постоянные концентрации веществ в клетках и в крови, участвуют в обеспечении роста, размножения и других процессов);
¦ сигнальная, или рецепторная (ответственны за распознавание «своих» и «чужих» клеток, являются важнейшей составной частью рецепторов).
? Примеры белков: актин я миозин (основные компоненты волокон поперечнополосатых мышц), гемоглобин (переносит кислород и углекислый газ), кератин (структурный белок волос, когтей, перьев, рогов), эластин (эластичный компонент соединительной ткани связок, стенок кровеносных сосудов), коллаген (компонент кожи и соединительной ткани костей, хрящей и сухожилий), амилаза (превращает крахмал в глюкозу) и др.

Ферменты (энзимы)

Ферменты (или энзимы) — это имеющие белковую природу биологические катализаторы, т.е. избирательно действующие органические вещества, в тысячи раз (при температуре порядка 37^10 °С) ускоряющие протекание биохимических реакций в клетке.
¦ Многие ферменты находятся на мембранах клеток, митохондрий и т.д. и участвуют в транспорте веществ.
? Структура ферментов. Молекулы ферментов содержат:
¦ белковый компонент (апоферменг);
¦ сложное небелковое органическое соединение (кофермент) -только у двухкомпонентных ферментов, или ионы металлов (кофактор);
¦ активный центр (один или несколько) — функциональная группа (например, -ОН), отдельная аминокислота или кофермент, обеспечивающие специфичность действия фермента за счет тесного, многоточечного контакта между молекулой фермента и определенного специфического вещества (субстрата);
¦ регуляторный центр (один или несколько; у некоторых ферментов), с которым могут связываться молекулы-модуляторы или ингибиторы, регулирующие (модуляторы) или подавляющие (ингибиторы) активность фермента.
? Свойства ферментов:
¦ специфичность (каждый фермент катализирует только те реакции, в которых участвуют молекулы лишь какого-нибудь одного или нескольких видов);
¦ активность только в определенном интервале температур
(обычно не выше 50 -60 °С , редко до 80-90 °С );
¦ для каждого фермента существует свое оптимальное значение pH, при котором этот фермент наиболее активен.
? Основные классы ферментов:
¦ синтетазы (или лигазы) — катализируют реакции соединения молекул с образованием новых связей С-О, C-S, C-N, С-С {примеры. АТФ-синтетаза, ДНК-полимераза и др.);
¦ гидролазы — катализируют реакции расщепления сложных органических веществ до простых путем присоединения молекул воды в месте разрыва химической связи в исходной молекуле (примеры: нуклеазы, расщепляющие нуклеиновые кислоты; амилазы, липазы);
¦ изомераты — катализируют превращение одного изомера органического соединения в другой (пример: ДНК-топаизомераза);
¦ лиазы — катализируют негидролитическое присоединение к субстрату или отщепление от него группы атомов (пример: декарбоксилаза);
¦оксидоредуктазы — катализируют окислительно-восстановительные реакции, осуществляя перенос атомов Н и О или электронов от одного вещества к другому (примеры: ферменты цикла Кребса, тканевого дыхания);
¦ трансферазы — катализируют перенос группы атомов (метиль-ной, ацильной, фосфатной или аминогруппы) от одного вещества к другому (пример: фосфотрансфераза).

Липиды

? Липиды — жироподобные органические соединения, представляющие собой сложные эфиры высших карбоновых кислот и трехатомного спирта глицерина или других спиртов.
¦ В большинстве клеток содержится от 5 до 15% (по массе сухого вещества) липидов, в клетках подкожной жировой клетчатки — до 90%.
? Важнейшие классы липидов:
¦ триацилглицеролы (твердые жиры и жидкие масла);
¦ фосфолипиды;
¦ гликолипиды;
¦ терпены (ростовые вещества растений);
¦ воски;
¦ стероиды.
? Основные свойства липидов:
¦ из всех биомолекул имеют наименьшую молекулярную массу;
¦ в молекулах почти полностью отсутствуют полярные группы;
¦ гидрофобны (нерастворимы в воде), но хорошо растворяются в органических растворителях (эфире, бензине, хлороформе);
¦ могут образовывать сложные комплексы с белками (липопротеины), углеводами (гликолипиды), остатками фосфорной кислоты (фосфолипиды) и др.
Функции липидов:
¦ структурная, или строительная (фосфолипиды, гликолипиды и липопротеины входят в состав клеточных мембран);
¦ энергетическая (служат источником энергии: I г дает 38,9 кДж);
¦ запасающая (большая часть энергетических запасов организма хранится в форме липидов);
¦ защитная (подкожный и окружающий некоторые органы жировой слой является защитой от механических повреждений; подкожный жир предохраняет от потерь тепла и т.д.);
¦ смазывающая и водоотталкивающая (воски покрывают кожу, шерсть, перья);
¦ регуляторная (многие гормоны являются производными липоида холестерона, многие липиды — компоненты витаминов)-,
¦ метаболическая (липиды — источник метаболической воды).

Углеводы (сахариды)

Углеводы — это вещества с общей формулой Си(Н20)„„ где п и ш некоторые целые числа.
¦ Углеводороды образуются из неорганических веществ (Н20) и С02) в процессе фотосинтеза, происходящего в хлоропла-стах зеленых растений; являются исходными продуктами биосинтеза других органических веществ в растениях.
¦ Содержание углеводов: в растительной клетке — до 85-90% сухого вещества, в животной клетке — примерно 1-2%.
Классификация углеводов. Углеводы делятся на:
¦ моносахариды (или простые сахара), содержащие от 3 (три-озы) до 7 (гептозы) атомов углерода: рибоза, дезоксирибоза (пентозы), глюкоза, фруктоза (гексозы) и др.; они сладкие на вкус, хорошо растворимы в воде, молекулы моносахаридов -альдегидо- или кетоспирты;
¦ олигосахариды (содержат от 2 до 10 моносахаридных остатков, соединенных гликозидными — через атом кислорода -связями): мальтоза, лактоза, сахароза и др.; имеют сладкий вкус, хорошо растворимы в воде;
¦ полисахариды (высокомолекулярные сахара): целлюлоза, крахмал, гликоген, хитин и др.; они не имеют сладкого вкуса и нерастворимы в воде.
? Функции углеводов:
¦ энергетическая (глюкоза — главный источник энергии в клетке); при расщеплении 1 г углевода освобождается 17,6 кДж энергии;
¦ запасающая (часть энергетических запасов клеток хранится в форме крахмала или гликогена);
¦ структурная, или строительная, и защитная (целлюлоза, хитин);
¦ метаболическая (моносахариды — исходный продукт для синтеза многих органических веществ клетки).
Рибоза и дезоксирибоза — пятиуглеродные углеводы (простые сахара), являющиеся составными частями нуклеотидов молекул РНК (рибоза), ДНК (дезоксирибоза) и АТФ (рибоза); в свободном виде не встречаются.
Глюкоза — моносахарид с 6 атомами углерода, чрезвычайно широко распространенный в природе и являющийся первичным источником энергии в клетке; у растений образуется в результате фотосинтеза; в свободном виде содержится в плодах и цветках растений, в крови, лимфе, тканях мозга; входит в состав сахарозы, лактозы, гликогена, крахмала, целлюлозы и др.
Гликоген — полисахарид, состоящий примерно из 30 000 остатков глюкозы; содержится в грибах и тканях животных и человека (накапливается в печени и мышцах); участвует в углеродном обмене, является поставщиком глюкозы в кровь.
Крахмал — смесь двух полисахаридов — амилозы и амилопек-тина; один из важнейших полимеров глюкозы.
Целлюлоза — углевод, образующийся в растениях в результате полимеризации глюкозы; обладает высокой прочностью, не растворяется в воде, является одним из важнейших компонентов клеточных стенок. Используется для производства бумаги, вискозного шелка, различных тканей.
Хитин — полисахарид, являющийся основным компонентом наружного покрова членистоногих и входящий в состав клеточных стенок некоторых протистов и грибов; плохо растворим в воде.
Гепарин — гликопротеин, препятствующий свертыванию крови в кровеносных сосудах и участвующий в регуляции обмена липидов и иммунных реакциях организма.

Пигменты

? Пигменты — это окрашенные соединения в составе раститель-
ных и животных клеток; вещества, избирательно поглощающие свет определенных диапазонов видимой области спектра.
¦ Пигменты являются сложными эфирами хлорофиллиновой кислоты и спиртов (фитола и метанола).
¦ Представители пигментов: хлорофиллы a, b, с, d (участвуют в фотосинтезе), ксантофиллы (содержат атомы кислорода), каротины (не содержат атомов кислорода).
¦ Пигменты входят в состав различных ферментов, включаются в структуру клеточных мембран.
? Функции пигментов:
¦ обеспечивают фотосинтез (хлорофиллы);
¦ придают окраску организмам;
¦ участвуют в дыхании (гемоглобин);
¦ играют важную роль в зрении (родопсины);
* защищают организм от ультрафиолетового излучения (у растений — каротиноиды, у животных — меланин).
Метки: клетки
VideoAnswer 08-12-2019 Ответить
VideoAnswer 08-12-2019 Ответить
VideoAnswer 08-12-2019 Ответить
VideoAnswer 08-12-2019 Ответить

Каких элементов в клетке больше всего назовите их?

10 ответов на вопрос “Каких элементов в клетке больше всего назовите их?”

Добавить ответ Отменить ответ