Ćelije sadrže neorganske i organske supstance (spojeve).

Neorganske supstance ćelije- ovo je voda, razne mineralne soli, ugljični dioksid, kiseline i baze.

Voda je bitna komponenta sadržaja žive ćelije. Voda daje ćeliji elastičnost i volumen, osigurava konzistentnost sastava, učestvuje u hemijskim reakcijama i u izgradnji organskih molekula i omogućava odvijanje svih vitalnih procesa ćelije. Voda je rastvarač za hemikalije koje ulaze i izlaze iz ćelije.

Voda(vodonik oksid, H 2 O) je providna tečnost koja je bezbojna (u malim količinama), mirisa i ukusa. U prirodnim uslovima sadrži rastvorene supstance (soli, gasove). Voda je od ključnog značaja u životu ćelija i živih organizama, u formiranju klime i vremena.

Količina vode u ćeliji kreće se od 60 do 95% ukupne mase. Uloga vode u ćeliji određena je njenim jedinstvenim kemijskim i fizičkim svojstvima povezanim s malom veličinom molekula, njihovim polaritetom i sposobnošću stvaranja vodikovih veza.

Voda kao komponenta bioloških sistema

• Voda je univerzalni rastvarač za polarne supstance - soli, šećere, kiseline itd. Povećava njihovu reaktivnost, pa se većina hemijskih reakcija u ćeliji odvija u vodenim rastvorima.
• Nepolarne tvari su netopive u vodi (ne stvaraju se vodikove veze). Privlačeći se jedna prema drugoj, hidrofobne tvari u prisustvu vode formiraju različite komplekse (na primjer, biološke membrane).
• Visoka specifična toplota vode (tj. apsorpcija velike količine energije za razbijanje vodoničnih veza) obezbeđuje održavanje toplotne ravnoteže tela tokom promena temperature okoline.
• Visoka toplota isparavanja (sposobnost molekula da odnesu značajnu količinu toplote pri hlađenju tela) sprečava pregrijavanje tela.
• Visoka površinska napetost osigurava kretanje rastvora kroz tkiva.
• Voda osigurava uklanjanje metaboličkih produkata.
• U biljkama voda održava ćelijski turgor, kod nekih životinja obavlja potporne funkcije (hidrostatski skelet).
• Voda je dio različitih bioloških tekućina (krvi, pljuvačke, sluzi, žuči, suza, sperme, sinovijalne i pleuralne tekućine itd.).

Molekula vode ima ugaoni oblik: atomi vodika formiraju ugao od približno 104,5° u odnosu na kiseonik.

Zbog visoke elektronegativnosti atoma kiseonika, O–H veza je polarna. Atomi vodika nose djelomično pozitivan naboj, a atomi kisika nose djelomični negativni naboj.

Dipol stvara magnetno polje oko sebe na velikim udaljenostima u odnosu na njegovu veličinu.

Kada voda isparava, razbijanje vodoničnih veza zahtijeva mnogo energije.

Zastupljene su neorganske supstance u ćeliji, osim vode mineralne soli.

Mineralne soli čine samo 1-1,5% ukupne ćelijske mase, ali je njihova uloga značajna. U otopljenom obliku, oni su neophodan medij za hemijske procese koji određuju život ćelije.

Ćelije sadrže mnogo različitih soli. Životinje putem ekskretornog sistema uklanjaju višak soli iz organizma, a u biljkama se akumuliraju i kristaliziraju u raznim organelama ili u vakuolama. Najčešće su to soli kalcijuma. Njihov oblik u biljnim ćelijama može biti različit: iglice, rombovi, kristali - pojedinačni ili spojeni (druse).

Molekuli soli u vodenoj otopini se razlažu na katione i anione. Najvažniji su kationi (K +, Na +, Ca 2+, Mg +, NH 4 +) i anjoni (Cl -, H 2 P0 4 -, HP0 4 2-, HC0 3 -, NO 3 -, SO 4 2 -).

Koncentracija različitih jona varira u različitim dijelovima ćelije, kao iu ćeliji i okolini. Koncentracija jona natrijuma je uvijek veća izvan ćelije, a koncentracija jona kalija i magnezija uvijek je veća unutar ćelije. Razlika između količina kationa i aniona unutar ćelije i na njenoj površini osigurava aktivni prijenos tvari kroz membranu.

Puferska svojstva citoplazme - sposobnost ćelije da održava određenu koncentraciju vodikovih jona u uslovima stalnog stvaranja kiselih i alkalnih supstanci tokom metabolizma - zavise od koncentracije soli unutar ćelije.

Anjoni fosforne kiseline stvaraju fosfatni pufer sistem koji održava pH unutarćelijskog okruženja tijela na 6,9.

Ugljena kiselina i njeni anjoni formiraju bikarbonatni pufer sistem koji održava pH ekstracelularnog okruženja (krvne plazme) na 7,4.

Neki joni su uključeni u aktivaciju enzima, stvaranje osmotskog pritiska u ćeliji, u procesima mišićne kontrakcije, zgrušavanja krvi itd. Za sintezu važnih organskih materija neophodan je niz kationa i anjona.

Udžbenik za 10-11 razred

Odjeljak I. Ćelija - jedinica živih bića
Poglavlje I. Hemijski sastav ćelije

Živi organizmi sadrže veliki broj hemijskih elemenata. Oni čine dvije klase jedinjenja - organske i neorganske. Hemijska jedinjenja, čija su osnova atomi ugljika, predstavljaju obilježje živih bića. Ova jedinjenja se nazivaju organska. Organska jedinjenja su izuzetno raznolika, ali samo četiri klase njih imaju univerzalni biološki značaj: proteini, nukleinske kiseline, ugljikohidrati i lipidi.

§ 1. Neorganska jedinjenja

Biološki važni hemijski elementi. Od više od 100 nama poznatih hemijskih elemenata, oko 80 je uključeno u žive organizme, a za samo 24 se zna koje funkcije obavljaju u ćeliji. Skup ovih elemenata nije slučajan. Život je nastao u vodama Svjetskog okeana, a živi organizmi se sastoje prvenstveno od onih elemenata koji formiraju spojeve koji su lako rastvorljivi u vodi. Većina ovih elemenata su lagani, njihova posebnost je sposobnost formiranja jakih (kovalentnih) veza i formiranja mnogo različitih složenih molekula.

U sastavu ćelija ljudskog tela dominira kiseonik (više od 60%), ugljenik (oko 20%) i vodonik (oko 10%). Azot, kalcijum, fosfor, hlor, kalijum, sumpor, natrijum, magnezijum zajedno čine oko 5%. Preostalih 13 elemenata ne čine više od 0,1%. Ćelije većine životinja imaju sličan elementarni sastav; Razlikuju se samo stanice biljaka i mikroorganizama. Čak i oni elementi koji se nalaze u ćelijama u zanemarivim količinama ne mogu se ničim zamijeniti i apsolutno su neophodni za život. Dakle, sadržaj joda u ćelijama ne prelazi 0,01%. Međutim, ako ga nedostaje u tlu (a samim tim i u prehrambenim proizvodima), rast i razvoj djece se usporava. Sadržaj bakra u životinjskim ćelijama ne prelazi 0,0002%. Ali s nedostatkom bakra u tlu (dakle i u biljkama) dolazi do masovnih bolesti domaćih životinja.

Značenje ćelije osnovnog elementa dato je na kraju ovog paragrafa.

Neorganska (mineralna) jedinjenja.Žive ćelije sadrže niz relativno jednostavnih spojeva koji se nalaze i u neživoj prirodi – u mineralima i prirodnim vodama. To su neorganska jedinjenja.

Voda je jedna od najzastupljenijih supstanci na Zemlji. Pokriva većinu zemljine površine. Gotovo sva živa bića se prvenstveno sastoje od vode. Kod ljudi, sadržaj vode u organima i tkivima varira od 20% (u koštanom tkivu) do 85% (u mozgu). Oko 2/3 ljudske mase čini voda, u tijelu meduze do 95% je voda, čak iu sjemenkama suhih biljaka, vode je 10-12%.

Voda ima neka jedinstvena svojstva. Ova svojstva su toliko važna za žive organizme da je nemoguće zamisliti život bez ovog spoja vodonika i kisika.

Jedinstvena svojstva vode određena su strukturom njenih molekula. U molekulu vode jedan atom kiseonika je kovalentno vezan za dva atoma vodika (slika 1). Molekul vode je polarni (dipol). Pozitivni naboji su koncentrirani na atome vodika, budući da je kisik više elektronegativni od vodonika.

Rice. 1. Stvaranje vodoničnih veza u vodi

Negativno nabijeni atom kisika jedne molekule vode privlači pozitivno nabijeni atom vodika druge molekule kako bi formirao vodikovu vezu (slika 1).

Jačina vodonične veze je otprilike 15-20 puta slabija od kovalentne veze. Stoga se vodonična veza lako prekida, što se uočava, na primjer, tokom isparavanja vode. Zbog termičkog kretanja molekula u vodi, neke vodikove veze se prekidaju, a druge nastaju.

Dakle, u tekućoj vodi molekuli su pokretni, što je važno za metaboličke procese. Molekuli vode lako prodiru kroz ćelijske membrane.

Zbog visokog polariteta svojih molekula, voda je rastvarač za druga polarna jedinjenja. U vodi se otapa više tvari nego u bilo kojoj drugoj tekućini. Zbog toga se mnoge hemijske reakcije odvijaju u vodenom okruženju ćelije. Voda otapa produkte metabolizma i uklanja ih iz ćelije i tijela u cjelini.

Voda ima veliki toplotni kapacitet, odnosno sposobnost da apsorbuje toplotu uz minimalnu promenu sopstvene temperature. Zahvaljujući tome, štiti ćeliju od naglih promjena temperature. Budući da se za isparavanje vode troši mnogo topline, isparavanjem vode organizmi se mogu zaštititi od pregrijavanja (na primjer, prilikom znojenja).

Voda ima visoku toplotnu provodljivost. Ovo svojstvo stvara mogućnost ravnomjerne raspodjele topline između tjelesnih tkiva.

Voda služi kao rastvarač za „maziva“, koja su potrebna svuda gde postoje površine za trljanje (na primer, u zglobovima).

Voda ima najveću gustinu na 4°C. Stoga je led, koji ima manju gustoću, lakši od vode i pluta na njenoj površini, što štiti rezervoar od smrzavanja.

U odnosu na vodu, sve ćelijske supstance se dijele u dvije grupe: hidrofilne - "voda koja voli" i hidrofobne - "boje se vode" (od grčkog "hydro" - voda, "phileo" - ljubav i "phobos" - strah) .

Hidrofilne tvari uključuju tvari koje su vrlo topljive u vodi. To su soli, šećeri, aminokiseline. Hidrofobne tvari su, naprotiv, praktički netopive u vodi. To uključuje, na primjer, masti.

Površine ćelija koje odvajaju ćeliju od spoljašnje sredine, kao i neke druge strukture, sastoje se od vodonetopivih (hidrofobnih) jedinjenja. Zahvaljujući tome, održava se strukturni integritet ćelije. Ćelija se figurativno može predstaviti kao posuda s vodom u kojoj se odvijaju biohemijske reakcije koje osiguravaju život. Zidovi ove posude su nerastvorljivi u vodi. Međutim, oni su sposobni da selektivno prodiru u jedinjenja rastvorljiva u vodi.

Pored vode, među neorganskim supstancama ćelije treba pomenuti i soli, koje su jonska jedinjenja. Nastaju od katjona kalija, natrijuma, magnezija i drugih metala i anjona hlorovodonične, ugljične, sumporne i fosforne kiseline. Kada se takve soli disociraju, u rastvorima se pojavljuju kationi (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+ itd.) i anjoni (CI -, HCO 3 -, HS0 4 - itd.). Koncentracija jona na vanjskoj površini ćelije razlikuje se od njihove koncentracije na unutrašnjoj površini. Različiti broj iona kalija i natrijuma na unutrašnjoj i vanjskoj površini ćelije stvara razliku naboja na membrani. Na vanjskoj površini stanične membrane nalazi se vrlo visoka koncentracija natrijevih iona, a na unutrašnjoj vrlo visoka koncentracija kalijevih iona i niska koncentracija natrijuma. Kao rezultat, stvara se razlika potencijala između unutrašnje i vanjske površine stanične membrane, što uzrokuje prijenos ekscitacije duž živca ili mišića.

Joni kalcija i magnezija su aktivatori mnogih enzima, a njihov nedostatak remeti vitalne procese u stanicama. Anorganske kiseline i njihove soli obavljaju niz važnih funkcija u živim organizmima. Hlorovodonična kiselina stvara kiselu sredinu u želucu životinja i ljudi i u posebnim organima biljaka insektoždera, ubrzavajući varenje proteina hrane. Ostaci fosforne kiseline (H 3 P0 4), spajajući se sa nizom enzimskih i drugih ćelijskih proteina, menjaju svoju fiziološku aktivnost. Ostaci sumporne kiseline, spajajući strane materije nerastvorljive u vodi, daju im rastvorljivost i na taj način doprinose njihovom uklanjanju iz ćelija i organizama. Natrijeve i kalijeve soli dušične i fosforne kiseline, kalcijeve soli sumporne kiseline služe kao važne komponente mineralne ishrane biljaka, a primjenjuju se na tlo kao gnojivo za ishranu biljaka. Značenje hemijskih elemenata za ćeliju je detaljnije dato u nastavku.

Biološki važni hemijski elementi ćelije

1. Koja je biološka uloga vode u ćeliji?
2. Koji joni se nalaze u ćeliji? Koja je njihova biološka uloga?
3. Kakvu ulogu imaju kationi sadržani u ćeliji?

Hemijske supstance je prvi klasificirao krajem 9. stoljeća arapski naučnik Abu Bakr al-Razi. Na osnovu porijekla tvari podijelio ih je u tri grupe. U prvoj grupi mjesto je odredio mineralnim tvarima, u drugoj biljnim, a u trećoj životinjskim tvarima.

Ova klasifikacija je bila predodređena da traje skoro jedan milenijum. Tek u 19. veku formiraju se dve od tih grupa - organske i neorganske supstance. Hemijske supstance oba tipa izgrađene su zahvaljujući devedeset elemenata uključenih u tabelu D.I.

Grupa neorganskih supstanci

Među neorganskim jedinjenjima razlikuju se jednostavne i složene tvari. U grupu jednostavnih supstanci spadaju metali, nemetali i plemeniti gasovi. Kompleksne supstance predstavljaju oksidi, hidroksidi, kiseline i soli. Sve neorganske supstance mogu biti izgrađene od bilo kojih hemijskih elemenata.

Grupa organskih supstanci

Sastav svih organskih spojeva nužno uključuje ugljik i vodik (ovo je njihova temeljna razlika od mineralnih tvari). Supstance koje formiraju C i H nazivaju se ugljikovodici - najjednostavniji organski spojevi. Derivati ​​ugljikovodika sadrže dušik i kisik. Oni su, pak, klasificirani u spojeve koji sadrže kisik i dušik.

Grupu supstanci koje sadrže kisik predstavljaju alkoholi i etri, aldehidi i ketoni, karboksilne kiseline, masti, voskovi i ugljikohidrati. Jedinjenja koja sadrže dušik uključuju amine, aminokiseline, nitro spojeve i proteine. Kod heterocikličkih supstanci položaj je dvojak - one, ovisno o svojoj strukturi, mogu pripadati objema vrstama ugljikovodika.

Ćelijske hemikalije

Postojanje ćelija je moguće ako sadrže organske i neorganske supstance. Umiru kada im nedostaje vode i mineralnih soli. Ćelije umiru ako su ozbiljno osiromašene nukleinskim kiselinama, mastima, ugljikohidratima i proteinima.

Oni su sposobni za normalan život ako sadrže nekoliko hiljada jedinjenja organske i neorganske prirode, sposobnih da uđu u mnoge različite hemijske reakcije. Biohemijski procesi koji se odvijaju u ćeliji su osnova njene vitalne aktivnosti, normalnog razvoja i funkcionisanja.

Hemijski elementi koji zasićuju ćeliju

Ćelije živih sistema sadrže grupe hemijskih elemenata. Obogaćeni su makro-, mikro- i ultra-mikroelementima.

• Makroelementi su prvenstveno predstavljeni ugljenikom, vodonikom, kiseonikom i azotom. Ove neorganske supstance ćelije formiraju skoro sva njena organska jedinjenja. Oni takođe uključuju vitalne elemente. Ćelija ne može živjeti i razvijati se bez kalcija, fosfora, sumpora, kalija, hlora, natrijuma, magnezijuma i gvožđa.
• Grupu mikroelemenata čine cink, hrom, kobalt i bakar.
• Ultramikroelementi su još jedna grupa koja predstavlja najvažnije anorganske supstance ćelije. Grupu čine zlato i srebro, koji imaju baktericidno dejstvo, i živa, koja sprečava reapsorpciju vode koja ispunjava bubrežne tubule i utiče na enzime. Takođe uključuje platinu i cezijum. Određenu ulogu u tome ima selen, čiji nedostatak dovodi do raznih vrsta raka.

Voda u ćeliji

Važnost vode, uobičajene supstance na zemlji za život ćelija, je neosporna. U njemu se otapaju mnoge organske i neorganske supstance. Voda je plodno okruženje u kojem se odvija nevjerovatan broj hemijskih reakcija. Sposoban je da otapa produkte raspadanja i metabolizma. Zahvaljujući njemu otpad i toksini napuštaju ćeliju.

Ova tečnost ima visoku toplotnu provodljivost. To omogućava da se toplota ravnomjerno širi po tjelesnim tkivima. Ima značajan toplotni kapacitet (sposobnost da apsorbuje toplotu kada se njegova sopstvena temperatura minimalno promeni). Ova sposobnost sprječava nagle promjene temperature u ćeliji.

Voda ima izuzetno visoku površinsku napetost. Zahvaljujući njemu, otopljene neorganske tvari, poput organskih, lako se kreću kroz tkiva. Mnogi mali organizmi, koristeći svojstvo površinske napetosti, ostaju na površini vode i slobodno klize po njoj.

Turgor biljnih ćelija zavisi od vode. Kod određenih vrsta životinja s potpornom funkcijom nosi vodu, a ne bilo koje druge anorganske tvari. Biologija je identifikovala i proučavala životinje sa hidrostatskim skeletima. To uključuje predstavnike bodljokožaca, okruglih i anelida, meduza i morskih anemona.

Zasićenje ćelija vodom

Radne ćelije su napunjene vodom do 80% ukupne zapremine. Tečnost postoji u njima u slobodnom i vezanom obliku. Molekuli proteina se čvrsto vezuju za vezanu vodu. One su, okružene vodenom školjkom, izolovane jedna od druge.

Molekuli vode su polarni. Oni formiraju vodonične veze. Zahvaljujući vodoničnim mostovima, voda ima visoku toplotnu provodljivost. Vezana voda omogućava ćelijama da izdrže niske temperature. Besplatna voda čini 95%. Pospješuje rastvaranje tvari uključenih u ćelijski metabolizam.

Visoko aktivne ćelije u moždanom tkivu sadrže do 85% vode. Mišićne ćelije su 70% zasićene vodom. Manje aktivnim ćelijama koje formiraju masno tkivo potrebno je 40% vode. Ne samo da otapa neorganske hemikalije u živim ćelijama, već je i ključni učesnik u hidrolizi organskih jedinjenja. Pod njegovim utjecajem, organske tvari, razgrađujući se, pretvaraju u srednje i krajnje tvari.

Značaj mineralnih soli za ćeliju

Mineralne soli su u ćelijama predstavljene katjonima kalijuma, natrijuma, kalcijuma, magnezijuma i anjonima HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, Cl -, HCO 3 -. Pravilne proporcije anjona i kationa stvaraju kiselost neophodnu za život ćelije. Mnoge ćelije održavaju blago alkalno okruženje, koje ostaje gotovo nepromijenjeno i osigurava njihovo stabilno funkcioniranje.

Koncentracija kationa i aniona u stanicama razlikuje se od njihovog omjera u međućelijskom prostoru. Razlog tome je aktivna regulacija koja ima za cilj transport hemijskih jedinjenja. Ovaj tok procesa određuje postojanost hemijskog sastava u živim ćelijama. Nakon smrti ćelije, koncentracija hemijskih jedinjenja u međućelijskom prostoru i citoplazmi dostiže ravnotežu.

Neorganske supstance u hemijskoj organizaciji ćelije

Hemijski sastav živih ćelija ne sadrži nikakve posebne elemente koji su im svojstveni. Ovo određuje jedinstvo hemijskog sastava živih i neživih objekata. Neorganske supstance u sastavu ćelije igraju ogromnu ulogu.

Sumpor i dušik pomažu u stvaranju proteina. Fosfor je uključen u sintezu DNK i RNK. Magnezijum je važna komponenta enzima i molekula hlorofila. Bakar je neophodan za oksidativne enzime. Gvožđe je centar molekula hemoglobina, cink je deo hormona koje proizvodi gušterača.

Značaj anorganskih jedinjenja za ćelije

Jedinjenja dušika pretvaraju proteine, aminokiseline, DNK, RNK i ATP. U biljnim ćelijama, amonijum joni i nitrati se pretvaraju u NH 2 tokom redoks reakcija i uključuju se u sintezu aminokiselina. Živi organizmi koriste aminokiseline za stvaranje vlastitih proteina potrebnih za izgradnju tijela. Nakon smrti organizama, proteini ulaze u ciklus supstanci tokom njihovog raspadanja, azot se oslobađa u slobodnom obliku.

Neorganske tvari koje sadrže kalij igraju ulogu "pumpe". Zahvaljujući “kalijumskoj pumpi”, supstance koje su im hitno potrebne prodiru u ćelije kroz membranu. Jedinjenja kalija dovode do aktivacije ćelijske aktivnosti, zahvaljujući kojoj se provode ekscitacije i impulsi. Koncentracija jona kalijuma u ćelijama je veoma visoka, za razliku od životne sredine. Nakon smrti živih organizama, joni kalija lako prelaze u prirodno okruženje.

Tvari koje sadrže fosfor doprinose formiranju membranskih struktura i tkiva. U njihovom prisustvu nastaju enzimi i nukleinske kiseline. Različiti slojevi tla su u različitom stepenu zasićeni fosfornim solima. Izluci korijena biljaka, otapajući fosfate, upijaju ih. Nakon smrti organizama, preostali fosfati prolaze kroz mineralizaciju, pretvarajući se u soli.

Neorganske tvari koje sadrže kalcij doprinose stvaranju međustaničnih tvari i kristala u biljnim stanicama. Kalcij iz njih prodire u krv, regulirajući proces zgrušavanja krvi. Zahvaljujući njemu u živim organizmima nastaju kosti, školjke, vapnenački skeleti i koralni polipi. Ćelije sadrže ione kalcija i kristale njegovih soli.

Cell

Sa stanovišta koncepta živih sistema prema A. Lehningeru.

Živa ćelija je izotermni sistem organskih molekula sposobnih za samoregulaciju i samoreprodukciju, izvlačeći energiju i resurse iz okoline.

U ćeliji se odvija veliki broj uzastopnih reakcija, čiju brzinu regulira sama ćelija.

Ćelija se održava u stacionarnom dinamičkom stanju, daleko od ravnoteže sa okolinom.

Ćelije funkcioniraju na principu minimalne potrošnje komponenti i procesa.

To. Ćelija je elementarni živi otvoreni sistem sposoban za samostalno postojanje, reprodukciju i razvoj. To je elementarna strukturna i funkcionalna jedinica svih živih organizama.

Hemijski sastav ćelija.

Utvrđeno je da je od 110 elemenata Mendeljejevljevog periodnog sistema 86 stalno prisutno u ljudskom tijelu. Njih 25 je neophodno za normalan život, 18 je apsolutno neophodno, a 7 je korisno. U skladu sa procentualnim sadržajem u ćeliji, hemijski elementi se dele u tri grupe:

Makroelementi Glavni elementi (organogeni) su vodonik, ugljenik, kiseonik, azot. Njihova koncentracija: 98 – 99,9%. One su univerzalne komponente organskih jedinjenja ćelija.

Mikroelementi - natrijum, magnezijum, fosfor, sumpor, hlor, kalijum, kalcijum, gvožđe. Njihova koncentracija je 0,1%.

Ultramikroelementi - bor, silicijum, vanadijum, mangan, kobalt, bakar, cink, molibden, selen, jod, brom, fluor. Oni utiču na metabolizam. Njihov nedostatak je uzrok bolesti (cink - dijabetes melitus, jod - endemska struma, željezo - perniciozna anemija, itd.).

Moderna medicina zna činjenice o negativnim interakcijama između vitamina i minerala:

Cink smanjuje apsorpciju bakra i takmiči se sa gvožđem i kalcijumom za apsorpciju; (a nedostatak cinka uzrokuje slabljenje imunog sistema i niz patoloških stanja na strani endokrinih žlijezda).

Kalcij i željezo smanjuju apsorpciju mangana;

Vitamin E se ne kombinuje dobro sa gvožđem, a vitamin C se ne kombinuje dobro sa vitaminima B.

Pozitivna interakcija:

Vitamin E i selen, kao i kalcijum i vitamin K, djeluju sinergistički;

Vitamin D je neophodan za apsorpciju kalcijuma;

Bakar podstiče apsorpciju i povećava efikasnost upotrebe gvožđa u organizmu.

Neorganske komponente ćelije.

Voda– najvažnija komponenta ćelije, univerzalni disperzioni medij žive materije. Aktivne ćelije kopnenih organizama sastoje se od 60-95% vode. U stanicama i tkivima u mirovanju (sjemenke, spore) nalazi se 10-20% vode. Voda u ćeliji je u dva oblika - slobodna i vezana za ćelijske koloide. Slobodna voda je rastvarač i disperzioni medij koloidnog sistema protoplazme. Njegovih 95%. Vezana voda (4-5%) sve vode u ćeliji stvara slabe vodikove i hidroksilne veze sa proteinima.

Svojstva vode:

Voda je prirodni rastvarač za mineralne jone i druge supstance.

Voda je disperzivna faza koloidnog sistema protoplazme.

Voda je medij za metaboličke reakcije ćelija, jer fiziološki procesi se odvijaju u isključivo vodenoj sredini. Pruža reakcije hidrolize, hidratacije, bubrenja.

Učestvuje u mnogim enzimskim reakcijama ćelije i formira se tokom metabolizma.

Voda je izvor vodonikovih jona tokom fotosinteze u biljkama.

Biološki značaj vode:

Većina biohemijskih reakcija odvija se samo u vodenom rastvoru, mnoge supstance ulaze i izlaze iz ćelija u otopljenom obliku. Ovo karakterizira transportnu funkciju vode.

Voda osigurava reakcije hidrolize - razgradnju proteina, masti, ugljikohidrata pod utjecajem vode.

Zbog velike toplote isparavanja tijelo se hladi. Na primjer, znojenje kod ljudi ili transpiracija u biljkama.

Visok toplotni kapacitet i toplotna provodljivost vode doprinose ravnomernoj raspodeli toplote u ćeliji.

Zbog sila adhezije (voda - tlo) i kohezije (voda - voda), voda ima svojstvo kapilarnosti.

Nestišljivost vode određuje napregnuto stanje ćelijskih zidova (turgor) i hidrostatskog skeleta kod okruglih crva.

Danas su mnogi hemijski elementi periodnog sistema otkriveni i izolovani u svom čistom obliku, a petina ih se nalazi u svakom živom organizmu. One su, kao i cigle, glavne komponente organskih i neorganskih tvari.

Koji su hemijski elementi uključeni u sastav ćelije, po biologiji kojih supstanci se može suditi o njihovoj prisutnosti u tijelu - sve ćemo to razmotriti kasnije u članku.

Koja je postojanost hemijskog sastava?

Da bi se održala stabilnost u tijelu, svaka ćelija mora održavati koncentraciju svake svoje komponente na konstantnom nivou. Ovaj nivo je određen vrstama, staništem i faktorima životne sredine.

Da bismo odgovorili na pitanje koji su kemijski elementi uključeni u sastav ćelije, potrebno je jasno razumjeti da bilo koja tvar sadrži bilo koju od komponenti periodnog sistema.

Ponekad je riječ o stotim i hiljaditim dijelovima procenta sadržaja određenog elementa u ćeliji, ali promjena tog broja čak i za hiljaditi dio već može imati ozbiljne posljedice po organizam.

Od 118 hemijskih elemenata u ljudskoj ćeliji, mora ih biti najmanje 24. Ne postoje komponente koje bi se nalazile u živom organizmu, ali nisu bile deo neživih objekata prirode. Ova činjenica potvrđuje blisku vezu između živih i neživih bića u ekosistemu.

Uloga različitih elemenata koji čine ćeliju

Dakle, koji hemijski elementi čine ćeliju? Njihova uloga u životu organizma, treba napomenuti, direktno zavisi od učestalosti pojavljivanja i njihove koncentracije u citoplazmi. Međutim, uprkos različitom sadržaju elemenata u ćeliji, važnost svakog od njih je podjednako velika. Nedostatak bilo kojeg od njih može dovesti do štetnih učinaka na organizam, onemogućujući najvažnije biohemijske reakcije iz metabolizma.

Kada navodimo koji hemijski elementi čine ljudsku ćeliju, moramo spomenuti tri glavna tipa, koje ćemo dalje razmotriti:

Osnovni biogeni elementi ćelije

Nije iznenađujuće što su elementi O, C, H, N klasifikovani kao biogeni, jer čine sve organske i mnoge neorganske supstance. Nemoguće je zamisliti proteine, masti, ugljikohidrate ili nukleinske kiseline bez ovih bitnih komponenti za tijelo.

Funkcija ovih elemenata odredila je njihov visok sadržaj u tijelu. Zajedno čine 98% ukupne suhe tjelesne mase. U čemu se još može očitovati aktivnost ovih enzima?

1. Kiseonik. Njegov sadržaj u ćeliji je oko 62% ukupne suhe mase. Funkcije: izgradnja organskih i neorganskih supstanci, učešće u respiratornom lancu;
2. Karbon. Njegov sadržaj dostiže 20%. Glavna funkcija: uključeno u sve;
3. Vodonik. Njegova koncentracija zauzima vrijednost od 10%. Osim što je ovaj element sastavni dio organske tvari i vode, on također učestvuje u energetskim transformacijama;
4. Nitrogen. Iznos ne prelazi 3-5%. Njegova glavna uloga je stvaranje aminokiselina, nukleinskih kiselina, ATP-a, mnogih vitamina, hemoglobina, hemocijanina, hlorofila.

To su hemijski elementi koji čine ćeliju i formiraju većinu supstanci neophodnih za normalan život.

Važnost makronutrijenata

Makronutrijenti će vam takođe pomoći da kažete koji su hemijski elementi uključeni u ćeliju. Iz kursa biologije postaje jasno da, pored glavnih, 2% suhe mase čine i druge komponente periodnog sistema. A makroelementi uključuju one čiji sadržaj nije manji od 0,01%. Njihove glavne funkcije prikazane su u obliku tabele.

Nadamo se da iz navedenog nije teško odrediti koji su hemijski elementi dio ćelije i pripadaju makroelementima.

Mikroelementi

Postoje i komponente ćelije bez kojih tijelo ne može normalno funkcionirati, ali je njihov sadržaj uvijek manji od 0,01%. Hajde da odredimo koji hemijski elementi su deo ćelije i pripadaju grupi mikroelemenata.

Organske i neorganske supstance

Osim navedenih, koji su još hemijski elementi uključeni u sastav ćelije? Odgovori se mogu pronaći jednostavnim proučavanjem strukture većine tvari u tijelu. Među njima se razlikuju molekuli organskog i neorganskog porijekla, a svaka od ovih grupa sadrži fiksni skup elemenata.

Glavne klase organskih supstanci su proteini, nukleinske kiseline, masti i ugljikohidrati. U potpunosti su izgrađeni od osnovnih biogenih elemenata: skelet molekule uvijek čini ugljik, a vodik, kisik i dušik su dio radikala. Kod životinja dominantna klasa su proteini, a u biljkama polisaharidi.

Neorganske supstance su sve mineralne soli i, naravno, voda. Među svim anorganskim tvarima u ćeliji, najviše je H 2 O, u kojem su otopljene preostale tvari.

Sve navedeno pomoći će vam da odredite koji su kemijski elementi dio ćelije, a njihove funkcije u tijelu za vas više neće biti misterija.