Как сделать химический состав клетки

Обновлено: 03.07.2024

Химический элемент – это атомы одного и того же вида.

Органические вещества – это вещества, которые входят в состав живых организмов и образуются только при их участии.

Неорганические вещества – это вещества, которые входят в состав неживой природы и могут образовываться без участия живых организмов.

Обязательная и дополнительная литература по теме

Биология. 5–6 классы. Пасечник В. В., Суматохин С. В., Калинова Г. С. и др. / Под ред. Пасечника В. В. М.: Просвещение, 2019
Биология. 6 класс. Теремов А. В., Славина Н. В. М.: Бином, 2019.
Биология. 5 класс. Мансурова С. Е., Рохлов В. С., Мишняева Е. Ю. М.: Бином, 2019.
Биология. 5 класс. Суматохин С. В., Радионов В. Н. М.: Бином, 2014.
Биология. 6 класс. Беркинблит М. Б., Глаголев С. М., Малеева Ю. В., Чуб В. В. М.: Бином, 2014.
Биология. 6 класс. Трайтак Д. И., Трайтак Н. Д. М.: Мнемозина, 2012.
Биология. 6 класс. Ловягин С. Н., Вахрушев А. А., Раутиан А. С. М.: Баласс, 2013.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Сейчас на Земле известно более ста химических элементов. Из их атомов состоят все вещества, встречающиеся на Земле. 80 химических элементов обнаружены в составе живых организмов. При этом четыре из них – углерод, водород, азот и кислород составляют около 98 % массы любого организма. Остальные химические элементы встречаются в живых организмах в малых количествах.

Клетки всех живых организмов состоят из одних и тех же химических элементов. Эти же элементы входят и в состав объектов неживой природы. Сходство состава указывает на общность живой и неживой природы.

На этом уроке вы узнаете, из каких химических элементов состоят клетки живых организмов, и какие изменения претерпевают эти химические соединения по мере роста и развития клеток.

В клетках живых организмов 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 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 (вода и минеральные соли) и органические (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и др.) вещества.

Значение каждого из веществ, содержащегося в клетке уникально. Вода придаёт клетке упругость, определяет её форму, участвует в обмене веществ. Неорганические вещества используются для синтеза органических молекул. При недостатке минеральных веществ важнейшие процессы жизнедеятельности клеток нарушаются. Углеводы придают прочность клеточным оболочкам, а также служат запасающими веществами. Белки 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 ведающую роль в сохранении наследственной информации.

Клетка – это миниатюрная природная лаборатория, в которой синтезируются и претерпевают изменения различные химические соединения. Сходство химического состава клеток разных организмов доказывает единство живой природы.

Клетки всех организмов отличаются схожестью элементарного химического состава, что является свидетельством единства живой природы. Однако стоит отметить, что любой химический элемент, присутствующий в живых организмах, встречается и в неживых организмах. Это, в свою очередь, говорит о единстве живой и неживой природы.

Какие химические элементы входят в состав клетки?

Есть 4 химических элемента в клетках живых организмов, присутствующих в них в наибольшем объеме:

кислород — от 65 до 70%;
углерод — от 15 до 18%;
водород — от 8 до 10%;
азот — от 2 до 3%.

Все эти основные химические элементы являются органогенными элементами и составляют от 95 до 98% общей массы организма.

Прочие химические вещества в клетке — элементы вроде кальция, фосфора, калия, серы, натрия, хлора, железа, силиция, магния — присутствуют в организме в небольшом количестве — это всего лишь десятые доли процента. Такие химические элементы клетки относятся к макроэлементам.

В клетке также есть микроэлементы: цинк, медь, кобальт, бром, хром, радий, марганец, йод, литий. Их меньше всего: около 0,01%.

Тем не менее, то, насколько важен для организма тот или иной элемент не зависит от того, в каком количестве он содержится в клетке. К примеру, определенные микроэлементы являются составляющими различных ферментов, гормонов и прочих важных для жизни соединений, влияющих на процессы размножения, кровообращения и др.

В состав молекулы инсулина входит цинк, а в состав цианокобаламина (это витамин В12) — кобальт.

От окружающей неорганической природы живые организмы отличаются количественным составом химических веществ в клетке.

К примеру, растения содержат примерно 18% углерода, а в почве — всего 1%. Если говорить о кремнии, то в почве его 33%, а в растениях — всего 0,15%.

В составе живых организмов имеются углеродосодержащие соединения (органические). Этим и объясняется большое количество углерода.

Отдельные организмы способны накапливать определенные химические вещества клетки.

Водоросли накапливают йод, лютиковые — литий, болотная ряска — радий.

Неорганические вещества в клетке

Вода — основное неорганическое вещество в клетке. При этом количество воды зависит от интенсивности обмена веществ в определенной ткани: чем она выше, тем больше воды.

Человеческий эмбрион в возрасте 1,5 месяца на 97,5% состоит из воды, в возрасте 8 месяцев — на 83%. Новорожденные состоят из воды на 74%, а что касается взрослых, то этот показатель составляет 66%.

При этом, в различных органах и тканях количество воды разное.

В мозгу взрослого человека содержится до 86% воды. Для сравнения, в печени всего 70, а в кости и того меньше — около 20%.

Чем старше становится человек, тем меньше в его тканях воды.

Почему вода так важна для организма? Она выполняет ряд функций:

сохраняет объем клеток;
обеспечивает клетке упругость;
способствует растворению различных химических веществ.

Но самое главное заключается в том, что именно в воде как среде происходят все химические процессы. Вода принимает участие во всех химических реакциях: в результате химического взаимодействия с водой происходит расщепление таких элементов как жиры, углеводы и прочие органические соединения.

Вода обладает высокой теплоемкостью, что позволяет ей оберегать цитоплазму от резких температурных колебаний и участвовать в терморегуляции клеток и организма в целом.

Определенная часть молекул воды — примерно 15% — присутствует в связанном состоянии с белковыми молекулами. Они отвечают за изоляцию молекул белка друг от друга в коллоидных растворах.

Низкой растворимостью в воде характеризуется большое количество органических веществ в клетке (липиды). Молекулы воды слабо притягиваются к таким веществам. По этой причине, будучи основой клеточной мембраны, эти вещества сокращают переход воды из клетки во внешнюю среду и в обратном направлении (в том числе из одного участка клетки в другой).

Минеральные соли

Клетки опорных органов содержат достаточно большое количество минеральных солей. К таким органам относятся хитиновые панцири черепашек и моллюсков, кости. Цитоплазма других клеток почти все соли содержит в диссоциированном состоянии — как катионы и анионы калия, натрия, хлора, кальция и др.

Для нормального функционирования клетки важно, чтобы в ней содержались катионы. Концентрация солей определяет объем поступающей в клетку воды. Это объясняется тем, что для молекул воды клеточная мембрана является проницаемой, а для большинства крупных молекул и ионов — непроницаемой.

В случае, если окружающая среда содержит меньшее количество ионов, чем клеточная цитоплазма, то поступление воды в клетку осуществляется до того момента, пока концентрация солей не выровняется (осмос).

Соли в цитоплазме задают ей определенные буферные свойства. В частности, способность поддерживать постоянный уровень pH (около нейтральной реакции) даже в условиях непрерывного образования в процессе обмена веществ кислых и щелочных продуктов.

Органические вещества в клетке

Содержание органических веществ — то, чем довольно сильно могут различаться между собой различные клетки.

В пересчете на сухую массу, клетки содержат от 5 до 15% липидов, от 10 до 12% белков, от 0,2 до 2% углеводов и 1-2% нуклеиновых кислот.

Почти у всех органических соединений — длинные молекулы (полимеры): они состоят из цепи более простых молекул, то есть, однородных или разнородных мономеров.

Углеводы

Растительные клетки содержат огромное количество углеводов: некоторые плоды, семена и клубни — до 90%.

Животные клетки включают на порядок меньше углеводов — всего 5%.

Есть два варианта углеводов:

Простые или моносахариды.
Сложные или полисахариды.

В организмах встречаются такие моносахариды как пентозы (включают 5 атомов углерода) и гексозы (включают 6 атомов углерода). Наиболее важными для организма пентозами являются рибоза (входит в состав РНК) и дезоксирибоза (входит в состав ДНК). Глюкоза и фруктоза — самые важные гексозы. Их много в плодах растений и меде, поэтому они отличаются сладким вкусом.

Кровь человека тоже включает глюкозу — это около 0,12%. Глюкоза является основным энергетическим материалом обмена веществ для всех клеток.

Образование полисахаридов связано с полимеризацией двух или нескольких моносахаридов.

Если говорить о дисахаридах, то наиболее известными и распространенными являются сахароза (в ее составе — молекулы глюкозы и фруктозы) и лактоза, которую также называют молочным сахаром (она включает в состав молекулы глюкозы и галактозы).

Наиболее часто встречающиеся полимеры — крахмал, целлюлоза (клетчатка в растениях) и гликоген (у животных). Общая формула выглядит следующим образом: (C6H10O5)n. Глюкоза выступает мономером этих полисахаридов.

Цепь из 150-200 молекул глюкозы образуют каждую клетку клетчатки (целлюлозы).

Липиды

Липиды представляют собой низкомолекулярные вещества, обладающие гидрофобными свойствами.

Липиды — основной элемент всех видов клеток, наравне с белками и углеводами. Содержание липидов в различных органах и тканях неодинаковое. В сердце, печени, почках, нервной ткани, крови, плодах и семенах отдельных растений их более чем достаточно.

У липидов встречается разнообразное химическое строение. Они могут включать в свой состав высшие жирные кислоты, азотистые основания, спирты, альдегиды, аминокислоты, аминоспирты, углеводы, фосфорную кислоту и др. Между этими соединениями образуются эфирные, гликозидные, фосфоэфирные, сложноэфирные, амидные и прочие связи.

Поскольку эти молекулы отличаются сложностью строения и разнообразием, классификация липидов довольно сложная.

Липиды сегодня делят на нейтральные или жиры и фосфолипиды.

Под нейтральными липидами понимают производные высших жирных кислот и 3-атомного спирта глицерина. Жиры, также, как и углеводы, выступают в качестве источников энергии. В процессе расщепления 1 грамма жира происходит выделение 38,9 кДж энергии.

Для многих животных подкожный жир — важная составляющая теплоизоляции. Жиры обеспечивают нужной энергией организм животного, впадающего в спячку, поскольку из вне он не может ее получать.

Жиры — основной запас питательных веществ и в семенах определенных растений.

Большая часть липидов, входящих в состав мембран — фосфолипиды. В сухой массе мембран содержится до 40% липидов — из них около 80% являются фосфолипидами. При участии фосфолипидов реализуются основные функции мембран:

регулирование проницательности различных веществ и клеточного содержимого;
работа ионные насосов;
восприятие;
обработка и передача информации с поверхности клетки внутрь;
иммунный ответ;
синтез белков и др.

Липиды — растворители отдельных жирорастворимых витаминов. Это объясняется тем, что они не растворяются в воде, а в органических растворителях растворяются.

Белки

От 50 до 80% органических веществ в клетке — это белки или протеины. Из них состоит межклеточная жидкость, лимфа, плазма крови. Белки являются полимерами, а их мономеры — это аминокислоты.

Белки состоят примерно из 20 различных аминокислот.

Жизнь как явление неразрывно связана с белками, поэтому их значение сложно переоценить. Белки можно обнаружить в составе всех органоидов и мембран клетки — они выступают главным структурным веществом клетки.

Отдельно стоит выделить двигательную функцию белков. Способность к сокращению есть у комплексов из молекул некоторых белков. К примеру, актина и миозина. Эта способность обеспечивает сокращение мышц, движение ресничек и жгутиков, перемещение хромосом в клетке и др.

Свойственны белкам и сигнальные функции, в результате чего клетки и организмы приобретают раздражительность.

Белки также выполняют защитную функцию. За нее отвечают особенные белки — антитела: они обезвреживают и нейтрализуют посторонние организму вещества.

Кроме того, белки — источник энергии. Часть аминокислот, полученных в результате расщепления белковой молекулы, используются в процессе биосинтеза новых молекул белка. Другая часть расщепляется окончательно и освобождает энергию. Полное расщепление 1 грамма белка высвобождает 17,6 кДж энергии.

Ферменты

Большая роль белков как биокатализаторов или ферментов.

Есть молекулы ферментов, состоящие исключительно из белков. Также есть ферменты, функционирование которых зависит только от наличия в молекуле двух компонентов: белкового и небелкового (апофермента и кофермента соответственно).

В качестве коферментов могут выступать разнообразные органические вещества включая витамины.

Нормальная скорость реакций в клетке обеспечивается участием ферментов как биологических катализаторов.

Классификация ферментов имеет в виду особенности их действия на субстрат, а также химические реакции.

Выделяют следующие ферменты:

липазы, отвечающие за расщепление липидов;
амилазы, расщепляющие углеводы;
пептитазы, расщепляющие белки;
ферменты окислительно-восстановительных реакций;
ферменты реакций гидролиза и синтеза;
ферменты реакций перенесения, присоединения или отщепления определенных органических соединений.

В каталоге ферментов за каждым из них закреплены номер и систематическое название.

К примеру, в номенклатуре ферментов обозначение пепсина выглядит так: 3.4.4.1 (пептид-пептидогидролаза). Липаза (гидролаза эфиров глицерина) — 3.1.1.3.

Конкретное действие ферментов на различные химические вещества зависит от строения первых. В молекуле всех ферментов есть активный центр — один или несколько. С помощью этих центров молекулы прикрепляются к веществам, на которые и воздействуют. По этой причине действие ферментов является специфичным.

Пепсин и трипсин, которые являются пищеварительными ферментами, принимают участие в процессе расщепления молекул белков до небольших фрагментов. Их воздействие различается: пепсин разрушает связи аминокислоты тирозина, а трипсин — аминокислот аргинина и лизина. Первый фермент оказывает воздействие на аминогруппы, а второй — на карбоксильные группы аминокислот.

Ферменты принимают участие в катализации множества последовательных реакций. Возникшие при участии первого фермента вещества являются субстратом для другого и т. д.

Ферменты действуют в клетке не хаотично: здесь соблюдается определенная последовательность и согласованность. Это возможно в силу локализации ферментов в разных участках клеточной мембраны. Последовательное расположение ферментов характерно и для органоидов клетки, где ферменты образуют упорядоченные системы.

У различных видов организмов и в различных органах обмен веществ осуществляется по-разному. Он зависит он конкретного комплекса ферментов. Ферменты способны нормально функционировать, если соблюдается оптимальная температура и реакция среды. Что касается среды, то для одних ферментов оптимальной средой является нейтральная (для ферментов слюны), для других кислая (для ферментов желудочного сока) или щелочная (для ферментов поджелудочной железы). Когда температура превышает 60 градусов, у большинства ферментов происходит инактивация — этот процесс называется денатурация белка.

Нуклеиновые кислоты

Впервые нуклеиновые кислоты обнаружили и выделили из клеточных ядер.

Есть 2 вида нуклеиновых кислот:

Дезоксирибонуклеиновая или ДНК.
Рибонуклеиновая или РНК.

В хромосомах клетки находится основная часть ДНК. В митохондриях и пластидах ДНК представлена в небольших количествах. РНК содержат ядрышки и цитоплазма.

Элементы – это основные единицы материи. Из 92 стабильных элементов, найденных на Земле, только 25 встречаются в организмах живых существах и 16–18 являются жизненно важными. Элементы, которые, как известно, имеют универсальное значение для всех живых организмов, включают водород (H), кислород (O), углерод (C), азот (N), кальций (Ca), фосфор (P), калий (K), серу (S), хлор (Cl), натрий (Na), магний (Mg) и железо (Fe).

Все элементы, которые входят в химический состав организма, в зависимости от их доли содержания в клетке, можно разделить на четыре группы:

Органогены (биоэлементы) – химические элементы, которые входят в состав всех органических соединений и составляют примерно 98% от массы клетки:

Водород – компонент воды и органических молекул
Углерод – основа органических молекул
Азот – компонент белков и нуклеиновых кислот
Кислород – необходим для клеточного дыхания

Макроэлементы – элементы, содержащиеся в клетке в значительно меньших количествах – десятые и сотые доли процента:

Натрий – важен в функционировании нервов
Магний – компонент хлорофилла
Фосфор – компонент нуклеиновых кислот, костей и зубов
Сера – компонент некоторых белков и витаминов
Хлор – главный анион в жидкостях вне клетки
Калий – важен в функционировании нервов
Кальций – кофактор ферментов, запускающий сокращение мышц и компонент костей, зубов и клеточных стенок растений

Микроэлементы – элементы, составляющие от 0,001% до 0,000001% массы живого организма:

Железо – кофактор многих ферментов и составная часть гемоглобина
Йод – участвует в обменных процессах

Ультрамикроэлементы – на их долю приходится менее 0,000001% от массы живого организма. К этой группе принадлежат золото, серебро, обладающие бактерицидным воздействием, ртуть, препятствующая обратному всасыванию воды в почечных канальцах, влияя на ферменты.

Химические соединения в клетке также могут быть разделены на две основные группы: органические и неорганические соединения.

Органические соединения являются химическими соединениями, которые содержат углерод. К органическим веществам в клетке относятся углеводы, белки, липиды и нуклеиновые кислоты. Некоторые из этих соединений синтезируются самой клеткой.

Вода – это неорганическое соединение, которое состоит из водорода и кислорода. Это важное вещество, но в клетке также содержится множество других химических элементов, с которыми мы ознакомимся в таблице ниже.

Из урока вы узнаете о химическом составе клеток и биологической роли основных химических элементов. Также узнаете о том, что химические элементы, соединяясь между собой, образуют неорганические и органические вещества клетки. В данном уроке приводятся следующие понятия: органические вещества, неорганические вещества.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Химический состав клетки"

Как вы уже знаете, все живые организмы состоят из клеток. А все клетки состоят из химических элементов.

На уроках химии в старших классах вы познакомитесь со всеми известными химическими элементами и таблицей Менделеева, которую в 1869 году изобрёл русский учёный-химик Дмитрий Иванович Менделеев.

Сегодня мы познакомим вас лишь с некоторыми веществами, которые составляют основу живых организмов.

Земная кора, например, наполовину состоит из кислорода.

Кислород — это простое вещество, которое при нормальных условиях представляет собой газ без цвета, вкуса и запаха.

На четверть земная кора состоит из кремния. Он обозначается символом Si (силициум). Кремний входит в состав песка.

Также в состав земной коры входит алюминий ― лёгкий металл серебристо-белого цвета, железо, кальций ― щёлочноземельный металл − и другие элементы.

А все живые организмы на 98 % состоят из четырёх основных элементов ― углерода, кислорода, водорода и азота. Относительное содержание этих химических элементов в живом веществе значительно выше, чем, например, в земной коре.

Как видим и живые организмы, и неживая природа содержат одинаковые химические элементы например кислород. Кстати, у человека массой 70 кг до 40 кг кислорода. То есть больше половины тела.

Итак, мы сказали, что все живые организмы на 98 % состоят из четырёх основных элементов: углерода, кислорода, водорода и азота.

Оставшиеся 2 % массы клетки приходятся на следующие элементы: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы (например, цинк и йод) содержатся в очень маленьких количествах.

В клетках живых существ найдено около 80 химических элементов. Соотношение химических элементов в живой и неживой природе различно.

Если мы внимательнее присмотримся к химическому составу живых организмов, то обнаружим, что разные организмы и даже клетки, выполняющие разные функции, могут существенно отличаться друг от друга. Например, лютики накапливают литий, ряска ― радий, а водоросли ― элемент, необходимый для нормального функционирования нашей щитовидной железы, ― йод.

Поговорим о биологической роли некоторых химических элементов.

Водород, кислород, углерод, азот ― это основа органических веществ клетки.

Водород как отдельный элемент не обладает биологической ценностью. Для организма важны соединения, в состав которых он входит, а именно: вода, белки, жиры, углеводы, и др. Наибольшую ценность, конечно, представляет соединение водорода с кислородом ― вода, которая является средой существования всех клеток организма.

Углерод ― самый важный химический элемент организма.

Благодаря своим уникальным химическим свойствам он составляет химическую основу жизни. Образуя связи с другими атомами, он составляет скелет различных по химическому составу, строению, длине и форме органических молекул.

Азот ― простое вещество, газ без цвета, вкуса и запаха. Один из самых распространённых элементов на Земле.

Чистый азот сам по себе не обладает какой-либо биологической ролью. Свои основные функции он выполняет в составе соединений: в составе белков (важных компонентов всех живых организмов), в составе ДНК (благодаря которой передается вся информация внутри клетки и по наследству), а также в составе гемоглобина крови. Гемоглобин — это белок, который связывается с кислородом и обеспечивает его перенос по кровяному руслу.

Кальций ― мягкий металл серебристо-белого цвета. Он входит в состав костей и зубов. Участвует в нервной и мышечной деятельности, свёртываемости крови. У растений входит в состав клеточной стенки.

Фосфор также входит в состав органических веществ ― в основном, белков и нуклеиновой кислоты (ДНК). Кроме того, фосфор ― обязательная составляющая костей и зубной эмали.

Калий входит в состав всех клеток, обеспечивает проведение нервного импульса, а также регуляцию сердечной деятельности.

Натрий зачастую работает вместе с калием. А вместе с хлором натрий поддерживает осмотическое давление в клетке, которое делает ее прочной и упругой.

Магний входит в состав хлорофилла, необходимого для процессов фотосинтеза.

Фотосинтез — это процесс преобразования солнечной энергии в энергию химических связей органических веществ при участии фотосинтетических пигментов (хлоропластов). Этот процесс осуществляют зеленые растения.

Железо мы найдём в составе многих ферментов, которые ускоряют химические реакции в организме. Также железо находится в гемоглобине крови.

Неживая природа примерно на четверть состоит из кремния. Он участвует в формировании костей, а также входит в состав клеточной оболочки растений.

Цинк участвует в процессе, который регулирует содержание сахара в крови.

Медь у некоторых беспозвоночных животных (членистоногих, моллюсков) окрашивает жидкость, которая выполняет те же функции, что и кровь, в голубой цвет.

Фтор входит в состав зубной эмали. В нашем организме он накапливается в костной ткани.

Йод нужен для нормального функционирования щитовидной железы.

Кобальт ― принимает участие в процессах кроветворения.

Как мы видим, каждый химический элемент выполняет свою роль в живых организмах. Для одних функций необходимо высокое содержание определённого элемента, а для других ― низкое. Но абсолютно все они являются жизненно необходимыми.

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

Неорганические вещества клетки ― это вода и минеральные соли. Важнейшее из неорганических веществ − это вода. Больше всего воды содержится в клетках (от 40 до 95 % общей массы клетки). Вода придаёт клетке упругость, определяет ее форму, участвует в обмене веществ.

Приблизительно 1–1,5 % общей массы клетки составляют минеральные соли, в частности соли кальция, калия, фосфора и др.

А соединения азота, фосфора, кальция и другие неорганические вещества используются для синтеза органических молекул (белков, нуклеиновых кислот и др.)

Органические вещества входят в состав всех живых организмов. К ним относят углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты и другие вещества.

Белки играют важнейшую роль в жизни клеток. Они входят в состав разнообразных клеточных структур, регулируют процессы жизнедеятельности.

Белки переносят важные вещества по организму. Например, гемоглобин переносит кислород из лёгких к клеткам других тканей.

Специфические белки выполняют защитную функцию. Они защищают организм от вторжения чужеродных организмов и от повреждения. Например, на проникновение в организм чужеродных белков реагирует иммунная система.

Белки также являются источником энергии, при их расщеплении происходит ее выделение.

Углеводы ― это важная группа органических веществ, в результате расщепления, которых клетки также получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности. Углеводы входят в состав оболочек клеток в виде целлюлозы, придавая им прочность.

Запасающие вещества в клетках ― крахмал и сахара − также относятся к углеводам.

Жиры откладываются в клетках. При их расщеплении также освобождается необходимая живым организмам энергия.

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Элемент и его символ

Значение для клетки и организма

Необходим некоторым растениям

Структурный компонент белков и нуклеиновых кислот

Главный внеклеточный положительный ион

Активирует работу многих ферментов; структурный компонент хлорофилла

Преобладающий отрицательный ион в организме животных

Преобладающий положительный ион внутри клеток

Основной компонент костей и зубов; активирует сокращение мышечных волокон и работу ряда ферментов

Необходим организмам в следовых количествах

Необходим организмам в следовых количествах (обнаружен в составе некоторых ферментов)

Необходим организмам в следовых количествах (обнаружен в некоторых ферментах и инсулине)

Биологически важные химические элементы клетки

Классификация химических элементов

Соединения (вещества) клетки

АТФ и другие низкомолекулярные

Классификация химических веществ клетки

Роль макроэлементов на клеточном и организменном уровне организации

Роль в клетке

Роль в организме

растительном

Кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК

ион Mg 2+ наряду с Са 2+ образует соли с пектиновыми веществами

Участвует в создании и поддержании биоэлектрического потенциала на мембране (в результате работы натриевого и калий-натриевого насосов)

Ионы Na + участвуют в поддержании осмотического потенциала клеток, что обеспечивает поглощение воды из почвы

Ионы Na + влияют на работу почек;

участвуют в поддержании сердечного ритма (вместе с ионами К + и Са 2+ ); вместе с ионами хлора Сl - составляют большую часть минеральных веществ крови;

участвуют в регулировании кислотно-щелочного равновесия организма, входя в состав буферной системы организма

Ионы Са 2+ участвуют в регуляции избирательной проницаемости клеточной мембраны;

участвуют в процессах соединения ДНК с белками

Ионы Са 2+ , образуя соли пектиновых веществ, придают твердость межклеточному веществу, соединяющему растительные клетки; участвуют в формировании срединной пластинки между клетками

Нерастворимые соли кальция входят в состав костей позвоночных, раковин моллюсков, коралловых полипов. Ионы Са 2+ участвуют в образовании желчи; повышают рефлекторную возбудимость спинного мозга и центра слюноотделения; участвуют в синаптической передаче нервного импульса; в процессах свертывания крови; активируют ферменты при сокращении поперечнополосатых мышечных волокон

Участвует в биосинтезе хлорофилла;

входит в состав ферментов, участвующих в дыхании; в составе цитохромов — переносчиков электронов в ходе фотосинтеза

Участвует в поддержании коллоидных свойств цитоплазмы; участвует в создании и поддержании биоэлектрического потенциала на мембране (в результате работы натрий-калиевого насоса); активирует ферменты, участвующие в синтезе белка;

входит в состав ферментов, участвующих в гликолизе

Участвует в регуляции водного режима; входит в состав ферментов, участвующих в фотосинтезе. (Обычный компонент клеточного сока в вакуолях растительных клеток, содержится в виде ионов К + .)

Участвует в поддержании сердечного ритма (вместе с натрием и кальцием); участвует в проведении нервного импульса

участвует в бактериальном фотосинтезе (сера входит в состав бактериохлорофилла, сероводород H ₂ S является источником водорода); окислительно-восстановительные реакции соединений серы являются источником энергии в хемосинтезе

В основном предопределяется ролью этого элемента в клетке

В основном предопределяется ролью этого элемента в клетке. Кроме того, входит в состав инсулина, витамина В ₁ , биотина

В виде остатков фосфорной кислоты входит в состав АТФ, нуклеотидов, ДНК, РНК, коферментов НАД, НАДФ, ФАД, фосфорилированных Сахаров, фосфолипидов, многих ферментов; входит в состав всех мембранных структур

Восновном предопределяется ролью этого элемента в клетке

В виде фосфатов входит в состав костной ткани, зубной эмали; у млекопитающих фосфатная буферная система, в состав которой входят анионы Н ₂ РО ₄ и НРО 2- ₄

(вместе с бикарбонатной буферной системой), поддерживает рН тканевой жидкости в интервале 6,9-7,4

Анионы Сl - (вместе с различными катионами) поддерживают электронейтральность клетки

Анионы Сl - участвуют в регуляции тургорного давления

Анионы Сl - вместе с катионами натрия Na + участвуют в формировании осмотического потенциала плазмы крови; участвуют в процессах возбуждения и торможения в нервных клетках; входят в состав соляной кислоты, являющейся компонентом желудочного сока

Читайте также: