Tema_2_Khimicheskiy_sostav_kletki

1. Лекция № 2 Химический состав клетки

2.

I. Биологически важные химические элементы
Из известных нам более 100 химических элементов в состав организмов входят около
80, причем только в отношении 24 известно, какие функции в клетке они выполняют.

3.

Одно из самых полных определений понятию жизнь дал российский ученый
Михаил Владимирович Волькенштейн (1912 – 1992): «Живые тела, существующие
на
Земле,
представляют
собой
открытые,
саморегулирующиеся
и
самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров - белков и
нуклеиновых кислот».
Химические элементы принято делить на три групп:
- Макроэлементы составляют 99 % массы клетки:
O, C, H, N, K, Mg, Na, Ca, Fe, S, Р, Cl.
- Микроэлементы: (0,001 – 0,00001 %)
Со, Сu , Zn, I, Br, F.
- Ультрамикроэлементы: (0,00001 %) обнаруживаются в
клетках в следовых количествах: U, Ra, Au, Cs.

4. Таблица: Биологически важные химические элементы клетки

Химический
элемент
Д/
З
Значение для клетки и организма
O
Входит в состав воды и органических веществ; участвует в клеточном дыхании
C
Входит в состав органических соединений
H
Входит в состав воды и органических соединений; участвует в процессе преобразования энергии
N
Входит в состав аминокислот, белков, нуклеиновых кислот, АТФ, хлорофилла, витаминов
Ca
Входит в состав клеточной стенки у растений, костей и зубов, повышает свертывание крови и сократимость мышечных волокон
P
Входит в состав костной ткани и зубной эмали, нуклеиновых кислот, АТФ, некоторых ферментов
S
Входит в состав белков
K
Положительный ион внутри клетки, участвует в фотосинтезе
Cl
Отрицательный ион внутри клетки.
Na
Главный внеклеточный положительный ион, обуславливает нормальный ритм сердечной деятельности, влияет на синтез гормонов.
Mg
Входит в состав молекул хлорофилла, а также костей и зубов, активирует энергетический обмен и синтез ДНК.
I
Входит в состав гормонов щитовидной железы
Fe
Входит в состав многих ферментов, гемоглобина, участвует в процессе дыхания и фотосинтеза
Cu
Участвует в процессах кроветворения, фотосинтеза, синтеза гемоглобина
Mn
Входит в состав ферментов, участвует в развитии костей и процессе фотосинтеза
Mo
Входит в состав ферментов
Co
Входит в состав витамина В12
B
Влияет на ростовые процессы растений, входит в состав клеточных стенок растений.
Zn
Входит в состав ферментов
F
Входит в состав эмали зубов и костей

5. II.Неорганические (минеральные) соединения клетки

К неорганическим соединениям относятся вода,
минеральные соли, диоксид углерода, кислоты и
основания.

6.

7.

III.

8. Углеводы, или сахариды (Сn(H2O)n)

– В живой клетке углеводы находятся в количествах, не превышающих 1-2,
иногда 5% (в печени, в мышцах).
Простые (моносахариды)
Глюкоза
(C6H12O6)
Фруктоза
Рибоза
Дезоксирибоза
(C6H12O6)
(C5H10J4)
(C5H10J4)
Дисахариды (олигосахариды)
Сахароза = Глюкоза + фруктоза
Лактоза = глюкоза + галактоза
Сложные (полисахариды
Крахмал
(C6H10O5)n
Гликоген
(C6H10O5)n
Целлюлоза
Хитин

9.

10.

Глюкоза, источник энергии в клетке, а рибоза и дезоксирибоза
входят в состав нуклеиновых кислот.
Целлюлоза входит в состав клеточной стенки растений,
хлопок к примеру – почти чистая целлюлоза.
Хитин входит в состав клеток – грибов и служит главным
структурным компонентом наружного скелета членистоногих.
Крахмал у растений и гликоген у животных откладываются в
клетках и служат энергетическим резервом.

11.

12. Углеводы в продуктах

13.

Липиды (жиры, масло)

14.

Функция липидов:
- энергетическая функция (1 г дает 38,9 кДж):
- запасной источник энергии:
- защитная функция:
- внутренний резерв воды
- ( источник метаболической воды, 1 г жира дает 105
г воды
- структурная функция:
- регуляторная функция:

15. Белки. Строение белков

Белки - линейные биополимеры, мономерами которых
являются аминокислоты.

16.

Аминогруппа
Карбоксильная
группа
Радикал
Мономер

17.

18.

19.

Первичная структура цепь аминокислот, последовательно
соединенных прочными пептидными связями.
Вторичная структура – это спираль, поддерживаемая
многочисленными водородными связями.
Третичная структура – спираль белковой молекулы
свертывается в клубок – глобулу. Третичная структура белка
поддерживается за счет дисульфидных связей.
Четвертичная структура – четыре глобулы вместе. Такую
структуру имеют, например, молекулы гемоглобина.

20.

Денатурация – нарушение природной структуры белка.
Ренатурация – способность
естественную форму.
белков
вернуть

21.

Структурная функция (калоген в мышцах, кератин в
волосах)
.
Гормональная

22.

Химическая формула

23.

24.

25.

26. Синтез белка

27.

28. Основные виды РНК

29.

30.

31.

32.

33. V. АТФ

Аденозинтрифосфатная кислота
Е
Аденин – Рибозой – Ф – Ф – Ф
Е
АТФ → АДФ + Ф +Е
Энергию АТФ все клетки
используют
для
процессов
биосинтеза,
движения,
производства тепла, передачи
нервных импульсов, свечений
(например,
люминесцентных
бактерий), т.е. для всех процессов
жизнедеятельности.
АТФ + Н2О →АДФ + Н3РО4 +
40 КДЖ (Е)
Аденозиндифосфатная кислота

34. Витамины

Недостаток
ряда
витаминов
в
организмах животных ведет к нарушению
работы ферментов и является причиной
тяжелых заболеваний – авитаминозов.

35.

Алкоголь – Разрушает витамины А,
группы В, кальций, цинк, калий,
магний
Никотин – Разрушает витамины А, С,
Е, селен.
Кофеин – Убивает витамины В, РР,
снижает содержание железа, калия,
цинка.
Аспирин – Уменьшает содержание
витаминов группы В, С, А, кальция,
калия.
Антибиотики – Разрушают витамины
группы В, железо кальций, магний.
Снотворные средства – Затрудняют
усвоение витаминов А, Д, Е, В12,
сильно снижают уровень кальция.

36.

Основоположник учения о витаминах – русский
врач Н.И. Лунин

37.

СР «Таблица: Биологически
важные химические
элементы клетки»
СР «Таблица витаминов»

38.

Витамины
A
Функции
Необходим для нормального роста и развития эпителиальной
ткани. Входит в зрительный пигмент.
Проявление дефицита
Куриная слепота – нарушение сумеречного
зрения. Кожа становится сухой.
D
Участвует в кольцевом и фосфорном обмене. Необходим для
образования косте4й и зубов.
C
Участие в обменных процессах. Образование здоровой кожи,
укрепление сосудов
Рахит – деформация костей, нарушение нервной
системы, раздражительность, слабость,
потливость.
Цинга – набухают и кровоточат десны, выпадают
зубы. Слабость, вялость, утомляемость,
головокружение, потеря сопротивляемости
организма к простудным заболеваниям.
B1
Регуляция углеводного обмене веществ, участие в тканевом
дыхании и передаче возбуждения нервной системы.
Бери-бери – поражение нервной системы,
остановление в росте, слабость и паралич
конечностей и дыхательных мышц.
B2
Оказывает влияние на ЦНС , обмен белков, жиров и углеводов.
Обеспечивает световое и цветное зрение.
Слабость, снижение аппетита, шелушение кожи,
воспаление слизистых оболочек, нарушение
функции зрения.
B6
Участие в обмене аминокислот, жиров
B12
Участие в синтезе РНК, обеспечивает кроветворную функцию
организма
Анемия, дерматит, судороги, расстройство
пищеварения
Злокачественная анемия и дегенеративные
изменения нервной ткани.
PP
Участие в белковом обмене и реакциях клеточного дыхания
Пеллагра – поражение кожи, дерматит, диарея,
бессонница, депрессия.
E
Образование гормонов
Нарушается обмен веществ мышечной ткани и
укорачивает жизнь красных кровяных телец
K
Важен для системы кровяного давления
Продолжительное время свертывания крови,
склонность к кровотечениям.

39.

Д/З