Les cellules contiennent des substances inorganiques et organiques (composés).

Substances inorganiques de la cellule- c'est de l'eau, divers sels minéraux, du dioxyde de carbone, des acides et des bases.

Eau est un composant essentiel du contenu d’une cellule vivante. L'eau donne à la cellule élasticité et volume, assure la cohérence de la composition, participe aux réactions chimiques et à la construction des molécules organiques et permet le déroulement de tous les processus vitaux de la cellule. L’eau est un solvant pour les produits chimiques qui entrent et sortent de la cellule.

Eau(oxyde d'hydrogène, H 2 O) est un liquide transparent, incolore (en petits volumes), sans odeur et sans goût. Dans des conditions naturelles, il contient des substances dissoutes (sels, gaz). L'eau joue un rôle clé dans la vie des cellules et des organismes vivants, ainsi que dans la formation du climat et des conditions météorologiques.

La quantité d'eau dans la cellule varie de 60 à 95 % de la masse totale. Le rôle de l'eau dans une cellule est déterminé par ses propriétés chimiques et physiques uniques associées à la petite taille des molécules, à leur polarité et à leur capacité à former des liaisons hydrogène.

L'eau en tant que composante des systèmes biologiques

• L'eau est un solvant universel pour les substances polaires - sels, sucres, acides, etc. Elle augmente leur réactivité, de sorte que la plupart des réactions chimiques dans la cellule se déroulent dans des solutions aqueuses.
• Les substances non polaires sont insolubles dans l'eau (les liaisons hydrogène ne se forment pas). Attirées les unes par les autres, les substances hydrophobes en présence d'eau forment divers complexes (par exemple des membranes biologiques).
• La chaleur spécifique élevée de l'eau (c'est-à-dire l'absorption d'une grande quantité d'énergie pour rompre les liaisons hydrogène) assure le maintien de l'équilibre thermique du corps lors des changements de température ambiante.
• La chaleur élevée de vaporisation (la capacité des molécules à évacuer une quantité importante de chaleur lors du refroidissement du corps) empêche la surchauffe du corps.
• Une tension superficielle élevée assure le mouvement des solutions à travers les tissus.
• L'eau assure l'élimination des produits métaboliques.
• Chez les plantes, l'eau maintient la turgescence cellulaire ; chez certains animaux, elle remplit des fonctions de soutien (squelette hydrostatique).
• L'eau fait partie de divers fluides biologiques (sang, salive, mucus, bile, larmes, sperme, liquides synovial et pleural, etc.).

La molécule d'eau a une forme angulaire : les atomes d'hydrogène forment un angle d'environ 104,5° par rapport à l'oxygène.

En raison de la forte électronégativité de l’atome d’oxygène, la liaison O – H est polaire. Les atomes d’hydrogène portent une charge partiellement positive et les atomes d’oxygène portent une charge partielle négative.

Un dipôle crée un champ magnétique autour de lui à de grandes distances par rapport à sa taille.

Lorsque l’eau s’évapore, rompre les liaisons hydrogène nécessite beaucoup d’énergie.

Les substances inorganiques présentes dans la cellule, à l'exception de l'eau, sont représentées des sels minéraux.

Les sels minéraux ne représentent que 1 à 1,5 % de la masse cellulaire totale, mais leur rôle est important. Sous forme dissoute, ils constituent un milieu nécessaire aux processus chimiques qui déterminent la vie de la cellule.

Les cellules contiennent de nombreux sels. Les animaux, utilisant le système excréteur, éliminent les sels en excès du corps et, chez les plantes, ils s'accumulent et se cristallisent dans divers organites ou dans des vacuoles. Le plus souvent, ce sont des sels de calcium. Leur forme dans les cellules végétales peut être différente : aiguilles, losanges, cristaux - simples ou fusionnés (drusen).

Les molécules de sel dans une solution aqueuse se décomposent en cations et anions. Les plus importants sont les cations (K +, Na +, Ca 2+, Mg +, NH 4 +) et les anions (Cl -, H 2 P0 4 -, HP0 4 2-, HC0 3 -, NO 3 -, SO 4 2-).

La concentration des différents ions varie dans différentes parties de la cellule, ainsi que dans la cellule et dans l'environnement. La concentration en ions sodium est toujours plus élevée à l’extérieur de la cellule, et la concentration en ions potassium et magnésium est toujours plus élevée à l’intérieur de la cellule. La différence entre la quantité de cations et d'anions à l'intérieur de la cellule et à sa surface assure le transfert actif de substances à travers la membrane.

Les propriétés tampons du cytoplasme – la capacité de la cellule à maintenir une certaine concentration d’ions hydrogène dans des conditions de formation constante de substances acides et alcalines au cours du métabolisme – dépendent de la concentration de sels à l’intérieur de la cellule.

Les anions de l'acide phosphorique créent un système tampon phosphate qui maintient le pH de l'environnement intracellulaire du corps à 6,9.

L'acide carbonique et ses anions forment un système tampon bicarbonate qui maintient le pH du milieu extracellulaire (plasma sanguin) à 7,4.

Certains ions sont impliqués dans l'activation des enzymes, la création de pression osmotique dans la cellule, dans les processus de contraction musculaire, de coagulation sanguine, etc. Un certain nombre de cations et d'anions sont nécessaires à la synthèse de substances organiques importantes.

Manuel pour les classes 10-11

Section I. Cellule - une unité d'êtres vivants
Chapitre I. Composition chimique de la cellule

Les organismes vivants contiennent un grand nombre d'éléments chimiques. Ils forment deux classes de composés : organiques et inorganiques. Les composés chimiques, dont la base sont des atomes de carbone, constituent la marque des êtres vivants. Ces composés sont appelés organiques. Les composés organiques sont extrêmement divers, mais seules quatre classes d’entre eux ont une signification biologique universelle : les protéines, les acides nucléiques, les glucides et les lipides.

§ 1. Composés inorganiques

Éléments chimiques biologiquement importants. Sur plus de 100 éléments chimiques que nous connaissons, environ 80 sont inclus dans les organismes vivants et seulement 24 sont connues quant aux fonctions qu'ils remplissent dans la cellule. L’ensemble de ces éléments n’est pas accidentel. La vie est originaire des eaux de l'océan mondial et les organismes vivants sont principalement constitués d'éléments qui forment des composés facilement solubles dans l'eau. La plupart de ces éléments sont légers ; leur particularité est leur capacité à former des liaisons (covalentes) fortes et à former de nombreuses molécules complexes différentes.

La composition des cellules du corps humain est dominée par l'oxygène (plus de 60 %), le carbone (environ 20 %) et l'hydrogène (environ 10 %). L'azote, le calcium, le phosphore, le chlore, le potassium, le soufre, le sodium, le magnésium représentent ensemble environ 5 %. Les 13 éléments restants ne représentent pas plus de 0,1 %. Les cellules de la plupart des animaux ont une composition élémentaire similaire ; Seules les cellules des plantes et des micro-organismes diffèrent. Même les éléments contenus dans les cellules en quantités négligeables ne peuvent être remplacés par rien et sont absolument nécessaires à la vie. Ainsi, la teneur en iode des cellules ne dépasse pas 0,01 %. Or, s’il en manque dans le sol (et donc dans les produits alimentaires), la croissance et le développement des enfants sont retardés. La teneur en cuivre des cellules animales ne dépasse pas 0,0002 %. Mais avec un manque de cuivre dans le sol (et donc dans les plantes), des maladies massives des animaux de ferme surviennent.

La signification de la cellule élément de base est donnée à la fin de ce paragraphe.

Composés inorganiques (minéraux). Les cellules vivantes contiennent un certain nombre de composés relativement simples que l'on retrouve également dans la nature inanimée, dans les minéraux et les eaux naturelles. Ce sont des composés inorganiques.

L'eau est l'une des substances les plus courantes sur Terre. Il couvre la majeure partie de la surface terrestre. Presque tous les êtres vivants sont composés principalement d’eau. Chez l'homme, la teneur en eau des organes et tissus varie de 20 % (dans le tissu osseux) à 85 % (dans le cerveau). Environ 2/3 de la masse d'une personne est constituée d'eau, dans le corps d'une méduse jusqu'à 95 % est constituée d'eau, même dans les graines de plantes sèches, l'eau est de 10 à 12 %.

L'eau possède des propriétés uniques. Ces propriétés sont si importantes pour les organismes vivants qu’il est impossible d’imaginer la vie sans ce composé d’hydrogène et d’oxygène.

Les propriétés uniques de l'eau sont déterminées par la structure de ses molécules. Dans une molécule d’eau, un atome d’oxygène est lié de manière covalente à deux atomes d’hydrogène (Fig. 1). La molécule d'eau est polaire (dipôle). Les charges positives sont concentrées sur les atomes d'hydrogène, car l'oxygène est plus électronégatif que l'hydrogène.

Riz. 1. Formation de liaisons hydrogène dans l'eau

L’atome d’oxygène chargé négativement d’une molécule d’eau est attiré vers l’atome d’hydrogène chargé positivement d’une autre molécule pour former une liaison hydrogène (Figure 1).

La force d’une liaison hydrogène est environ 15 à 20 fois plus faible qu’une liaison covalente. Par conséquent, la liaison hydrogène est facilement rompue, ce qui s'observe, par exemple, lors de l'évaporation de l'eau. En raison du mouvement thermique des molécules dans l’eau, certaines liaisons hydrogène sont rompues et d’autres se forment.

Ainsi, dans l’eau liquide, les molécules sont mobiles, ce qui est important pour les processus métaboliques. Les molécules d'eau pénètrent facilement dans les membranes cellulaires.

En raison de la polarité élevée de ses molécules, l’eau est un solvant pour d’autres composés polaires. Plus de substances se dissolvent dans l’eau que dans tout autre liquide. C'est pourquoi de nombreuses réactions chimiques ont lieu dans le milieu aqueux de la cellule. L'eau dissout les produits métaboliques et les élimine de la cellule et du corps dans son ensemble.

L'eau a une capacité thermique élevée, c'est-à-dire la capacité d'absorber la chaleur avec un changement minimal de sa propre température. Grâce à cela, il protège la cellule des changements brusques de température. Étant donné que beaucoup de chaleur est consommée pour évaporer l'eau, en évaporant l'eau, les organismes peuvent se protéger de la surchauffe (par exemple en transpirant).

L'eau a une conductivité thermique élevée. Cette propriété crée la possibilité d’une répartition uniforme de la chaleur entre les tissus corporels.

L'eau sert de solvant pour les « lubrifiants », qui sont nécessaires partout où il y a des surfaces de frottement (par exemple dans les joints).

L'eau a sa densité maximale à 4°C. Par conséquent, la glace, qui a une densité inférieure, est plus légère que l'eau et flotte à sa surface, ce qui protège le réservoir du gel.

Par rapport à l'eau, toutes les substances cellulaires sont divisées en deux groupes : hydrophiles - "aimer l'eau" et hydrophobes - "peur de l'eau" (du grec "hydro" - eau, "phileo" - amour et "phobos" - peur) .

Les substances hydrophiles comprennent les substances hautement solubles dans l'eau. Ce sont des sels, des sucres, des acides aminés. Les substances hydrophobes, au contraire, sont pratiquement insolubles dans l'eau. Ceux-ci incluent, par exemple, les graisses.

Les surfaces cellulaires qui séparent la cellule de l'environnement externe, ainsi que certaines autres structures, sont constituées de composés insolubles dans l'eau (hydrophobes). Grâce à cela, l'intégrité structurelle de la cellule est maintenue. Une cellule peut être représentée au sens figuré comme un récipient contenant de l'eau, où se produisent des réactions biochimiques qui assurent la vie. Les parois de ce récipient sont insolubles dans l'eau. Cependant, ils sont capables de pénétrer sélectivement les composés hydrosolubles.

Outre l’eau, parmi les substances inorganiques de la cellule, il faut mentionner les sels, qui sont des composés ioniques. Ils sont formés de cations de potassium, de sodium, de magnésium et d'autres métaux et d'anions d'acides chlorhydrique, carbonique, sulfurique et phosphorique. Lorsque ces sels se dissocient, des cations (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+, etc.) et des anions (CI -, HCO 3 -, HS0 4 -, etc.) apparaissent dans les solutions. La concentration d’ions sur la surface externe de la cellule est différente de leur concentration sur la surface interne. Les différents nombres d’ions potassium et sodium sur les surfaces internes et externes de la cellule créent une différence de charge sur la membrane. Sur la surface externe de la membrane cellulaire se trouve une très forte concentration d'ions sodium, et sur la surface interne, une très forte concentration d'ions potassium et une faible concentration de sodium. En conséquence, une différence de potentiel se forme entre les surfaces interne et externe de la membrane cellulaire, ce qui provoque la transmission de l'excitation le long d'un nerf ou d'un muscle.

Les ions calcium et magnésium sont des activateurs de nombreuses enzymes et leur carence perturbe les processus vitaux des cellules. Un certain nombre de fonctions importantes sont remplies dans les organismes vivants par les acides inorganiques et leurs sels. L'acide chlorhydrique crée un environnement acide dans l'estomac des animaux et des humains et dans les organes spéciaux des plantes insectivores, accélérant ainsi la digestion des protéines alimentaires. Les résidus d'acide phosphorique (H 3 P0 4), rejoignant un certain nombre d'enzymes et d'autres protéines cellulaires, modifient leur activité physiologique. Les résidus d'acide sulfurique, rejoignant les substances étrangères insolubles dans l'eau, leur confèrent une solubilité et contribuent ainsi à leur élimination des cellules et des organismes. Les sels de sodium et de potassium des acides nitreux et phosphorique, le sel de calcium de l'acide sulfurique sont des composants importants de la nutrition minérale des plantes ; ils sont appliqués au sol comme engrais pour nourrir les plantes. La signification des éléments chimiques pour une cellule est donnée plus en détail ci-dessous.

Éléments chimiques biologiquement importants de la cellule

1. Quel est le rôle biologique de l’eau dans une cellule ?
2. Quels ions sont contenus dans la cellule ? Quel est leur rôle biologique ?
3. Quel rôle jouent les cations contenus dans la cellule ?

Les substances chimiques ont été classées pour la première fois à la fin du IXe siècle par le scientifique arabe Abu Bakr al-Razi. En fonction de l'origine des substances, il les a divisées en trois groupes. Dans le premier groupe, il assignait une place aux substances minérales, dans le deuxième aux substances végétales et dans le troisième aux substances animales.

Cette classification était destinée à durer près d'un millénaire. Ce n'est qu'au XIXe siècle que deux de ces groupes ont été formés : les substances organiques et inorganiques. Les substances chimiques des deux types sont construites grâce aux quatre-vingt-dix éléments inclus dans le tableau de D.I. Mendeleïev.

Groupe de substances inorganiques

Parmi les composés inorganiques, on distingue les substances simples et complexes. Le groupe des substances simples comprend les métaux, les non-métaux et les gaz rares. Les substances complexes sont représentées par des oxydes, des hydroxydes, des acides et des sels. Toutes les substances inorganiques peuvent être construites à partir de n’importe quel élément chimique.

Groupe de substances organiques

La composition de tous les composés organiques comprend nécessairement du carbone et de l'hydrogène (c'est leur différence fondamentale avec les substances minérales). Les substances formées par C et H sont appelées hydrocarbures - les composés organiques les plus simples. Les dérivés d'hydrocarbures contiennent de l'azote et de l'oxygène. Ils sont à leur tour classés en composés contenant de l'oxygène et de l'azote.

Le groupe des substances contenant de l'oxygène est représenté par les alcools et les éthers, les aldéhydes et les cétones, les acides carboxyliques, les graisses, les cires et les glucides. Les composés contenant de l'azote comprennent les amines, les acides aminés, les composés nitrés et les protéines. Pour les substances hétérocycliques, la situation est double : elles peuvent, selon leur structure, appartenir aux deux types d'hydrocarbures.

Produits chimiques cellulaires

L'existence de cellules est possible si elles contiennent des substances organiques et inorganiques. Ils meurent lorsqu'ils manquent d'eau et de sels minéraux. Les cellules meurent si elles sont gravement dépourvues d’acides nucléiques, de graisses, de glucides et de protéines.

Ils sont capables de mener une vie normale s'ils contiennent plusieurs milliers de composés de nature organique et inorganique, capables d'entrer dans de nombreuses réactions chimiques différentes. Les processus biochimiques se produisant dans la cellule constituent la base de son activité vitale, de son développement et de son fonctionnement normaux.

Éléments chimiques qui saturent la cellule

Les cellules des systèmes vivants contiennent des groupes d'éléments chimiques. Ils sont enrichis en macro-, micro- et ultra-microéléments.

• Les macroéléments sont principalement représentés par le carbone, l'hydrogène, l'oxygène et l'azote. Ces substances inorganiques de la cellule constituent la quasi-totalité de ses composés organiques. Ils comprennent également des éléments vitaux. Une cellule n’est pas capable de vivre et de se développer sans calcium, phosphore, soufre, potassium, chlore, sodium, magnésium et fer.
• Le groupe de microéléments est formé de zinc, de chrome, de cobalt et de cuivre.
• Les ultramicroéléments constituent un autre groupe représentant les substances inorganiques les plus importantes de la cellule. Le groupe est formé d'or et d'argent, qui ont un effet bactéricide, et de mercure, qui empêche la réabsorption de l'eau qui remplit les tubules rénaux et affecte les enzymes. Il comprend également du platine et du césium. Le sélénium y joue un certain rôle dont la carence conduit à divers types de cancer.

De l'eau dans la cellule

L’importance de l’eau, substance courante sur terre pour la vie cellulaire, est indéniable. De nombreuses substances organiques et inorganiques s'y dissolvent. L’eau est un environnement fertile où se déroulent un nombre incroyable de réactions chimiques. Il est capable de dissoudre les produits de décomposition et métaboliques. Grâce à lui, les déchets et les toxines quittent la cellule.

Ce liquide a une conductivité thermique élevée. Cela permet à la chaleur de se propager uniformément dans les tissus du corps. Il possède une capacité thermique importante (la capacité d’absorber la chaleur lorsque sa propre température change de manière minime). Cette capacité empêche les changements brusques de température de se produire dans la cellule.

L'eau a une tension superficielle exceptionnellement élevée. Grâce à cela, les substances inorganiques dissoutes, comme les substances organiques, se déplacent facilement dans les tissus. De nombreux petits organismes, utilisant la propriété de tension superficielle, restent à la surface de l'eau et glissent librement le long de celle-ci.

La turgescence des cellules végétales dépend de l'eau. Chez certaines espèces animales, c'est l'eau qui assure la fonction de support, et non aucune autre substance inorganique. La biologie a identifié et étudié des animaux dotés de squelettes hydrostatiques. Il s'agit notamment de représentants des échinodermes, des rondes et des annélides, des méduses et des anémones de mer.

Saturation des cellules en eau

Les cellules de travail sont remplies d'eau à 80 % de leur volume total. Le liquide y existe sous forme libre et liée. Les molécules de protéines se lient étroitement à l'eau liée. Ils sont entourés d'une coquille d'eau et sont isolés les uns des autres.

Les molécules d'eau sont polaires. Ils forment des liaisons hydrogène. Grâce aux ponts hydrogène, l'eau a une conductivité thermique élevée. L'eau liée permet aux cellules de résister aux températures froides. L'eau gratuite représente 95 %. Il favorise la dissolution des substances impliquées dans le métabolisme cellulaire.

Les cellules hautement actives du tissu cérébral contiennent jusqu'à 85 % d'eau. Les cellules musculaires sont saturées à 70 % en eau. Les cellules moins actives qui forment le tissu adipeux ont besoin de 40 % d’eau. Non seulement il dissout les produits chimiques inorganiques dans les cellules vivantes, mais il joue également un rôle clé dans l’hydrolyse des composés organiques. Sous son influence, les substances organiques, se décomposant, se transforment en substances intermédiaires et finales.

L'importance des sels minéraux pour la cellule

Les sels minéraux sont représentés dans les cellules par des cations de potassium, sodium, calcium, magnésium et anions HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, Cl -, HCO 3 -. Les proportions correctes d'anions et de cations créent l'acidité nécessaire à la vie cellulaire. De nombreuses cellules maintiennent un environnement légèrement alcalin, qui reste pratiquement inchangé et assure leur fonctionnement stable.

La concentration de cations et d'anions dans les cellules diffère de leur rapport dans l'espace intercellulaire. La raison en est une régulation active visant le transport de composés chimiques. Ce déroulement de processus détermine la constance des compositions chimiques dans les cellules vivantes. Après la mort cellulaire, la concentration de composés chimiques dans l'espace intercellulaire et le cytoplasme atteint l'équilibre.

Substances inorganiques dans l'organisation chimique de la cellule

La composition chimique des cellules vivantes ne contient aucun élément particulier qui leur est propre. Cela détermine l'unité des compositions chimiques des objets vivants et non vivants. Les substances inorganiques entrant dans la composition de la cellule jouent un rôle énorme.

Le soufre et l'azote aident à la formation des protéines. Le phosphore est impliqué dans la synthèse de l'ADN et de l'ARN. Le magnésium est un composant important des enzymes et des molécules de chlorophylle. Le cuivre est nécessaire aux enzymes oxydatives. Le fer est le centre de la molécule d'hémoglobine, le zinc fait partie des hormones produites par le pancréas.

Importance des composés inorganiques pour les cellules

Les composés azotés convertissent les protéines, les acides aminés, l'ADN, l'ARN et l'ATP. Dans les cellules végétales, les ions ammonium et les nitrates sont convertis en NH 2 lors des réactions redox et participent à la synthèse des acides aminés. Les organismes vivants utilisent les acides aminés pour former leurs propres protéines nécessaires à la construction de leur corps. Après la mort des organismes, les protéines entrent dans le cycle des substances ; lors de leur décomposition, l'azote est libéré sous forme libre.

Les substances inorganiques contenant du potassium jouent le rôle de « pompe ». Grâce à la « pompe à potassium », les substances dont elles ont un besoin urgent pénètrent dans les cellules à travers la membrane. Les composés de potassium conduisent à l'activation de l'activité cellulaire, grâce à laquelle des excitations et des impulsions sont réalisées. La concentration d’ions potassium dans les cellules est très élevée, contrairement à l’environnement. Après la mort des organismes vivants, les ions potassium passent facilement dans le milieu naturel.

Les substances contenant du phosphore contribuent à la formation de structures et de tissus membranaires. En leur présence, des enzymes et des acides nucléiques se forment. Différentes couches de sol sont saturées à des degrés divers de sels de phosphore. Les sécrétions racinaires des plantes, dissolvant les phosphates, les absorbent. Après la mort des organismes, les phosphates restants subissent une minéralisation et se transforment en sels.

Les substances inorganiques contenant du calcium contribuent à la formation de substances intercellulaires et de cristaux dans les cellules végétales. Leur calcium pénètre dans le sang, régulant le processus de coagulation du sang. Grâce à lui, des os, des coquilles, des squelettes calcaires et des polypes coralliens se forment dans les organismes vivants. Les cellules contiennent des ions calcium et des cristaux de ses sels.

Cellule

Du point de vue du concept de systèmes vivants selon A. Lehninger.

Une cellule vivante est un système isotherme de molécules organiques capables de s’autoréguler et de s’auto-reproduire, extrayant de l’énergie et des ressources de l’environnement.

Un grand nombre de réactions séquentielles ont lieu dans une cellule, dont la vitesse est régulée par la cellule elle-même.

La cellule se maintient dans un état dynamique stationnaire, loin de l'équilibre avec l'environnement.

Les cellules fonctionnent sur le principe d'une consommation minimale de composants et de processus.

Que. Une cellule est un système ouvert vivant élémentaire capable d’exister, de se reproduire et de se développer de manière indépendante. C'est l'unité structurelle et fonctionnelle élémentaire de tous les organismes vivants.

Composition chimique des cellules.

Sur les 110 éléments du tableau périodique de Mendeleïev, 86 sont constamment présents dans le corps humain. 25 d’entre eux sont nécessaires à la vie normale, 18 d’entre eux sont absolument nécessaires et 7 sont utiles. Conformément au pourcentage contenu dans la cellule, les éléments chimiques sont divisés en trois groupes :

Macroéléments Les principaux éléments (organogènes) sont l'hydrogène, le carbone, l'oxygène, l'azote. Leur concentration : 98 – 99,9%. Ce sont des composants universels des composés cellulaires organiques.

Microéléments - sodium, magnésium, phosphore, soufre, chlore, potassium, calcium, fer. Leur concentration est de 0,1%.

Ultramicroéléments - bore, silicium, vanadium, manganèse, cobalt, cuivre, zinc, molybdène, sélénium, iode, brome, fluor. Ils affectent le métabolisme. Leur absence est à l'origine de maladies (zinc - diabète sucré, iode - goitre endémique, fer - anémie pernicieuse, etc.).

La médecine moderne connaît les interactions négatives entre les vitamines et les minéraux :

Le zinc réduit l'absorption du cuivre et entre en compétition avec le fer et le calcium pour l'absorption ; (et une carence en zinc provoque un affaiblissement du système immunitaire et un certain nombre de conditions pathologiques de la part des glandes endocrines).

Le calcium et le fer réduisent l'absorption du manganèse ;

La vitamine E ne se combine pas bien avec le fer et la vitamine C ne se combine pas bien avec les vitamines B.

Interaction positive :

La vitamine E et le sélénium, ainsi que le calcium et la vitamine K, agissent en synergie ;

La vitamine D est nécessaire à l’absorption du calcium ;

Le cuivre favorise l’absorption et augmente l’efficacité de l’utilisation du fer dans l’organisme.

Composants inorganiques de la cellule.

Eau– le composant le plus important de la cellule, le milieu de dispersion universel de la matière vivante. Les cellules actives des organismes terrestres sont constituées de 60 à 95 % d’eau. Dans les cellules et tissus au repos (graines, spores), il y a 10 à 20 % d'eau. L'eau dans la cellule se présente sous deux formes : libre et liée aux colloïdes cellulaires. L'eau libre est le solvant et le milieu de dispersion du système colloïdal du protoplasme. C'est 95%. L'eau liée (4 à 5 %) de toute l'eau cellulaire forme de faibles liaisons hydrogène et hydroxyle avec les protéines.

Propriétés de l'eau :

L'eau est un solvant naturel pour les ions minéraux et d'autres substances.

L'eau est la phase dispersive du système colloïdal du protoplasme.

L'eau est le milieu des réactions métaboliques cellulaires, car les processus physiologiques se produisent dans un environnement exclusivement aquatique. Fournit des réactions d'hydrolyse, d'hydratation, de gonflement.

Participe à de nombreuses réactions enzymatiques de la cellule et se forme au cours du métabolisme.

L'eau est une source d'ions hydrogène lors de la photosynthèse des plantes.

Importance biologique de l’eau :

La plupart des réactions biochimiques se produisent uniquement en solution aqueuse ; de nombreuses substances entrent et sortent des cellules sous forme dissoute. Ceci caractérise la fonction de transport de l’eau.

L'eau provoque des réactions d'hydrolyse - la dégradation des protéines, des graisses et des glucides sous l'influence de l'eau.

En raison de la chaleur élevée d’évaporation, le corps est refroidi. Par exemple, la transpiration chez les humains ou la transpiration chez les plantes.

La capacité thermique élevée et la conductivité thermique de l'eau contribuent à la répartition uniforme de la chaleur dans la cellule.

En raison des forces d’adhésion (eau – sol) et de cohésion (eau – eau), l’eau possède la propriété de capillarité.

L'incompressibilité de l'eau détermine l'état de stress des parois cellulaires (turgor) et du squelette hydrostatique des vers ronds.

Aujourd’hui, de nombreux éléments chimiques du tableau périodique ont été découverts et isolés sous leur forme pure, et un cinquième d’entre eux se retrouvent dans chaque organisme vivant. Comme les briques, ils sont les principaux composants des substances organiques et inorganiques.

Quels éléments chimiques sont inclus dans la composition de la cellule, par la biologie de quelles substances on peut juger de leur présence dans le corps - nous examinerons tout cela plus loin dans l'article.

Quelle est la constance de la composition chimique ?

Pour maintenir la stabilité de l’organisme, chaque cellule doit maintenir la concentration de chacun de ses composants à un niveau constant. Ce niveau est déterminé par les espèces, l'habitat et les facteurs environnementaux.

Pour répondre à la question de savoir quels éléments chimiques entrent dans la composition d'une cellule, il est nécessaire de bien comprendre que toute substance contient l'un des composants du tableau périodique.

Parfois, nous parlons de centièmes et de millièmes de pour cent du contenu d'un certain élément dans une cellule, mais une modification dudit nombre, même d'un millième, peut déjà avoir de graves conséquences pour l'organisme.

Sur les 118 éléments chimiques contenus dans une cellule humaine, il doit y en avoir au moins 24. Il n'existe aucun composant que l'on trouverait dans un organisme vivant, mais qui ne faisait pas partie des objets naturels inanimés. Ce fait confirme le lien étroit entre les êtres vivants et non vivants dans un écosystème.

Le rôle des différents éléments qui composent la cellule

Alors, quels éléments chimiques composent une cellule ? Il convient de noter que leur rôle dans la vie de l'organisme dépend directement de leur fréquence d'apparition et de leur concentration dans le cytoplasme. Cependant, malgré le contenu différent des éléments d'une cellule, l'importance de chacun d'eux est tout aussi élevée. Une carence en l’un d’entre eux peut avoir des effets néfastes sur l’organisme, désactivant les réactions biochimiques les plus importantes du métabolisme.

Lors de la liste des éléments chimiques qui composent la cellule humaine, nous devons mentionner trois types principaux, que nous examinerons plus en détail :

Éléments biogéniques de base de la cellule

Il n'est pas surprenant que les éléments O, C, H, N soient classés comme biogéniques, car ils forment toutes les substances organiques et de nombreuses substances inorganiques. Il est impossible d’imaginer des protéines, des graisses, des glucides ou des acides nucléiques sans ces composants essentiels à l’organisme.

La fonction de ces éléments déterminait leur teneur élevée dans l’organisme. Ensemble, ils représentent 98 % de la masse corporelle sèche totale. Par quoi d'autre l'activité de ces enzymes peut-elle se manifester ?

1. Oxygène. Son contenu dans la cellule représente environ 62 % de la masse sèche totale. Fonctions : construction de substances organiques et inorganiques, participation à la chaîne respiratoire ;
2. Carbone. Son contenu atteint 20%. Fonction principale : incluse dans tout ;
3. Hydrogène. Sa concentration prend une valeur de 10%. Outre le fait que cet élément est un composant de la matière organique et de l'eau, il participe également aux transformations énergétiques ;
4. Azote. Le montant ne dépasse pas 3 à 5 %. Son rôle principal est la formation d'acides aminés, d'acides nucléiques, d'ATP, de nombreuses vitamines, d'hémoglobine, d'hémocyanine, de chlorophylle.

Ce sont les éléments chimiques qui composent la cellule et forment la plupart des substances nécessaires à la vie normale.

Importance des macronutriments

Les macronutriments vous aideront également à savoir quels éléments chimiques sont inclus dans la cellule. D'un cours de biologie, il apparaît clairement qu'en plus des principaux, 2% de la masse sèche est constituée d'autres composants du tableau périodique. Et les macroéléments incluent ceux dont la teneur n'est pas inférieure à 0,01 %. Leurs principales fonctions sont présentées sous forme de tableau.

Nous espérons qu'à partir de ce qui précède, il ne sera pas difficile de déterminer quels éléments chimiques font partie de la cellule et appartiennent aux macroéléments.

Microéléments

Il existe également des composants cellulaires sans lesquels l'organisme ne peut pas fonctionner normalement, mais leur teneur est toujours inférieure à 0,01 %. Déterminons quels éléments chimiques font partie de la cellule et appartiennent au groupe des microéléments.

Substances organiques et inorganiques

En plus de ceux répertoriés, quels autres éléments chimiques entrent dans la composition de la cellule ? Les réponses peuvent être trouvées en étudiant simplement la structure de la plupart des substances présentes dans le corps. Parmi elles, on distingue les molécules d'origine organique et inorganique, et chacun de ces groupes contient un ensemble fixe d'éléments.

Les principales classes de substances organiques sont les protéines, les acides nucléiques, les graisses et les glucides. Ils sont entièrement construits à partir d'éléments biogéniques de base : le squelette de la molécule est toujours formé de carbone, et l'hydrogène, l'oxygène et l'azote font partie des radicaux. Chez les animaux, la classe dominante est celle des protéines et chez les plantes, celle des polysaccharides.

Les substances inorganiques sont toutes des sels minéraux et, bien sûr, de l'eau. Parmi tous les éléments inorganiques de la cellule, le plus important est H 2 O, dans lequel les substances restantes sont dissoutes.

Tout ce qui précède vous aidera à déterminer quels éléments chimiques font partie de la cellule et leurs fonctions dans le corps ne seront plus un mystère pour vous.