Химический состав клетки. Часть 1

1.

Химический состав
клетки
Преподаватель Юридического колледжа
Валентина Владимировна Киреева

2.

РЕМОНТ
Биологическая химия (биохимия) - наука о
химическом составе живых клеток и организмов и о
химических процессах, лежащих в основе их
жизнедеятельности.
Химическая организация клетки —
совокупность всех веществ, входящих в состав клетки.
Химический состав живых организмов можно
выразить в двух видах — атомном (элементарном) и
молекулярном (вещественным)

3.

РЕМО
Элементарный
состав клетки
В состав клетки входит 86 химических элементов
Периодической системы, из которых 25 необходимы для
нормальной жизнедеятельности организма.
По относительному содержанию элементы, входящие
в состав живых организмов, делят на три группы:
O, C, H, N (основные, или
органогенные)
Ca, K, Si, Mg, P, S, Na, Cl, Fe
98–99 %
Микроэлементы
Mn, Co, Zn, Cu, B, I, F, Mo и
др.
0,1%
Ультрамикроэлементы
Se, U, Hg, Ra, Au, Ag и др.
менее
0,01%
Макроэлементы
1–2 %

4.

РЕМОНТ
Элемент
Содержание некоторых химических элементов в
клетках
%
Функции
Кислород
65–75 Входит в состав воды и органических веществ
Углерод
Входит в состав органических веществ, в форме карбонатов
15–18 входит в состав раковин моллюсков, коралловых полипов,
покровов тела простейших
Водород
8–10
Азот
Входит в состав воды и органических веществ
1,5–3,0 Входит в состав аминокислот, нуклеиновых кислот, АТФ
Входит в состав нуклеиновых кислот, АТФ, фосфолипидов,
костной ткани, эмали зубов
Фосфор
0,20–1,0
Сера
Входит в состав серосодержащих аминокислот, инсулина,
витамина В1, кофермента А, многих ферментов, участвует в
0,15–0,2 формировании третичной структуры белка, в бактериальном
фотосинтезе, окисление соединений серы - источник энергии в
хемосинтезе
Калий
Преобладающий положительный ион внутри клетки, участвует
в создании мембранных потенциалов клеток, поддержании
0,15–0,4
сердечного ритма, активирует ферменты, участвующие в

5.

РЕМОНТ
0,05–0,1
Преобладающий отрицательный ион в организме, участвует в
создании мембранных потенциалов клеток, осмотического
давления для поглощения растениями воды и тургорного
давления для поддержания формы клетки, процессах
возбуждения и торможения в нервных клетках, входит в состав
соляной кислоты желудочного сока
Кальций 0,04–2,0
Входит в состав костей, зубов, раковин, участвует в регуляции
избирательной проницаемости клеточной мембраны, процессах
свёртывания крови; поддержании сердечного ритма,
активирует ферменты при сокращении поперечно-полосатых
мышечных волокон
Хлор
Магний 0,02–0,03 Входит в состав хлорофилла, многих ферментов
Главный внеклеточный положительный ион, участвует в
создании мембранных потенциалов клеток, осмотического
Натрий 0,02–0,03 давления для поглощения растениями воды из почвы и
тургорного давления для поддержания формы клетки, в
поддержании сердечного ритма
Железо 0,01–0,015
Входит в состав гемоглобина, миоглобина, некоторых
ферментов

6.

РЕМОНТ

7.

РЕМОНТ
Молекулярный состав
Важнейшие неорганические вещества в клетке — вода и
минеральные соли, важнейшие органические вещества —
углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты.
Вещество
Содержание, %
Вода
75–85
Белки
10–15
Жиры
1–5
Углеводы
0,2–2,0
Нуклеиновые кислоты
1–2
Низкомолекулярные
органические соединения
0,1–0,5
Неорганические соединения
1,0–1,5

8.

РЕМОНТ
Вода — преобладающее вещество всех
живых
организмов.
Она
обладает
уникальными
свойствами
благодаря
особенностям строения молекулы
Молекулы воды
имеют небольшие
размеры и являются
полярными, в
следствии чего между
ними образуются
водородные связи

9.

РЕМОНТ
Функции воды
1. Вода - универсальный растворитель.
Многие химические реакции в клетке являются
ионными, поэтому протекают только в водной среде.
Вода – полярная жидкость, поэтому вещества,
молекулы которых также полярны, хорошо растворяются в
воде.
Вещества,
растворяющиеся
в
воде,
называются гидрофильными (спирты, сахара, альдегиды,
аминокислоты).
Неполярные вещества не растворяются (плохо
растворяются) в воде - гидрофобные (жирные кислоты,
целлюлоза)

10.

РЕМОНТ
2. Вода как реагент участвует во
многих химических реакциях: реакциях
гидролиза, фотосинтеза и т. д.
3. Транспортная функция передвижение вместе с водой
растворённых в ней веществ к различным
частям организма и выведение ненужных
продуктов из организма

11.

РЕМОНТ
4. Термостабилизатор и терморегулятор:
Высокая теплоёмкость воды смягчает
влияние на организм значительных перепадов
температуры в окружающей среде.
Высокая теплопроводность воды позволяет
организму поддерживать одинаковую температуру
во всем его объёме.
Высокая теплота испарения воды
обеспечивает охлаждение организма при
потоотделении у млекопитающих и транспирации
у растений.
5. Вода - источник кислорода и водорода в
процессах фотосинтеза у растений

12.

РЕМОНТ
6. Структурная функция:
Цитоплазма клеток содержит обычно от
60 до 95% воды, и именно она придаёт
клеткам форму.
У растений вода поддерживает тургор,
у некоторых животных служит
гидростатическим скелетом (медузы, круглые
черви).
Это возможно благодаря такому свойству
воды, как полная несжимаемость.

13.

РЕМОНТ
Минеральные соли
в водном растворе клетки диссоциируют на
катионы и анионы.
Наиболее важные катионы — K+, Ca 2+, Mg2+,
Na+, NH4+,
Наиболее важные анионы — Cl-, SO42-, HPO42-,
H2PO4-, HCO3-, NO3-.
Они поддерживают кислотно-щелочной баланс
цитоплазмы, обеспечивают тургор клеток,
оказывают влияние на возбудимость нервной и
мышечной ткани, активируют ферменты.

14.

РЕМОНТ
Функции минеральных веществ
1. Поддержание кислотно- щелочного равновесия
Наиболее важные буферные системы млекопитающих —
фосфатная и бикарбонатная. Фосфатная буферная система
поддерживает рН внутриклеточной жидкости (6,9–7,4).
Бикарбонатная сохраняет рН внеклеточной среды (7,4).
2. Участие в создании мембранных потенциалов клеток
В составе наружной клеточной мембраны клетки имеются
так называемые ионные насосы. Натрий-калиевый насос,
накачивает ионы калия внутрь клетки и выкачивает из неё
ионы натрия. При этом поглощается два иона калия, и
выводятся три иона натрия. Образуется разность зарядов
внешней и внутренней поверхностей мембраны: внутренняя
сторона заряжена отрицательно, наружная — положительно,
что обеспечивает передачу возбуждения по нерву или мышце.

15.

РЕМОНТ
3. Ионы Ca, Mg, Fe, Zn, Cu, Mn, Co и других
металлов являются компонентами многих
ферментов, гормонов и витаминов.
4. Создание осмотического давления в клетке
Более высокая концентрация ионов солей внутри
клетки обеспечивает поступление в неё воды и
создание тургорного давления.
5. Строительная (структурная)
Из соединений азота, фосфора, серы и других
неорганических веществ синтезируются
органические молекулы. Соли кальция и фосфора
входят в состав костной ткани животных.

16.

СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!