Неорганические вещества клетки. Строение и состав клетки

1.

Неорганические вещества
клетки
Тема: «Ст роение и сост ав клет ки»,
биология 10-11 класс

2.

В состав клетки входят примерно 80 химических
элементов системы Менделеева. Все эти элементы
встречаются и в неживой природе.

3.

4. Классификация химических элементов клетки

Химические
элементы клетки
Макроэлементы
99%
всей массы
клет ки
O, C, H, N, S, P,
K, Mg, Na, Ca, Fe,
Cl.
Микроэлементы
ионы т яжелых
мет аллов,
входящих в сост ав
фермент ов,
гормонов
0,0001%
Cu, Zn, I, F.
Ультрамикроэлементы
концент рация
в клет ке
0,000001%
Au, Ra, Cs, Be,
U, Hg, Se.

5. МАКРОЭЛЕМЕНТЫ

содержат ься в больших количест вах, в сумме
сост авляют более 99% массы живого организма.
Эт о кислород (О), водород (Н), углерод (С), азот
(N), сера (S), фосфор (F), нат рий(Na), калий (K),
хлор (Cl), кальций (Ca), магний (Mg).

6. Макроэлементы

а) H, O, C, N - 98%
• + S, P - биоэлементы, образуют органические
соединения.
б) K, Na, Ca, Mg, Fe, Cl - около 2%
• K, Na, Cl – проницаемость клеточных мембран,
проведение нервного импульса.
• P, Ca – формирование костной ткани, прочность
костей.
• Ca - обеспечивает свертываемость крови.
• Fe – входит в состав гемоглобина.
• Mg - входит в состав хлорофилла у растений, в
состав ферментов у животных.

7. МИКРОЭЛЕМЕНТЫ

Част ь элемент ов содержит ся в организмах в крайне
низких концент рациях (не выше т ысячной доли
процент а). Эт о биогенные микроэлемент ы. Их
функции и роль весьма разнообразны.
К ним от носят ся преимущест венно ионы т яжелых
мет аллов, входящие в сост ав фермент ов , гормонов и
других у жизненно важных вещест в. В организме эт и
элемент ы содержат ся в очень небольших количест вах:
от 0,001 до 0,000001%; в числе т аких элемент ов бор
, кобальт , медь , молибден , цинк , ванадий , йод ,
бром и др.

8. Микроэлементы

• Zn входит в сост ав инсулина – гормона поджелудочной
железы, усиливает акт ивност ь половых желез.
• Cu обеспечивает рост т каней, входит в сост ав фермент ов.
• I входит в сост ав т ироксина – гормона щит овидной железы.
• Zn входит в сост ав инсулина - гормона поджелудочной
железы.
• F входит в сост ав эмали зубов.
• Co входит в сост ав вит амина В12
• Mn обеспечивает обмен вещест в.
• B от вечает за процесс рост а.
• Mo от вечает за использование железа,
организме.
за задержку фт ора в

9. УЛЬТРОМИКРОЭЛЕМЕНТЫ

Концент рация
их
не
превышает
0,000001%.
Физиологическая роль большинст ва эт их элемент ов
в организмах раст ений, живот ных и в клет ках
бакт ерий пока не уст ановлена.К ним от носят ся уран,
радий, золот о, рт ут ь, бериллий, цезий, селен и
другие редкие элемент ы.

10. Ультрамакроэлементы

• Ульт рамикроэлемент ы
сост авляют
менее
оказывают бакт ерицидное воздейст вие, рт ут ь
подавляет
обрат ное всасывание воды в
почечных канальцах, оказывая воздейст вие на
фермент ы.
• Некот орые к эт ой группе от носят и селен,
при его недост ат ке развивают ся раковые
заболевания. Функции ульт рамикроэлемент ов
еще мало понят ны.

11. Недостаток макро- и микроэлементов приводит к различным заболеваниям. И чтобы их предотвратить, необходимо употреблять

определенные продукты питания.
При недост ат ке кальция развивает ся ост еопороз (мягкост ь, порист ост ь
кост ей), замедление рост а скелет а. Необходимо упот реблят ь молочные
продукт ы.
При недост ат ке магния мускульные судороги, пот еря жидкост и
организмом. Продукт ы: овощи, фасоль, орехи, молоко, фрукт ы.
При недост ат ке хлора- сухост ь кожи. Продукт ы: вода, поваренная соль.
При недост ат ке нат рия – головная боль, слабая памят ь, пот еря аппет ит а.
Продукт ы: помидоры, абрикосы, горох, поваренная соль.
При недост ат ке калия –арит мия сердечных сокращений, внезапная смерт ь
при увеличении нагрузок. Продукт ы – бананы, сухофрукт ы, карт офель,
помидоры, кабачки.
Фосфор – внешние признаки недост ат очност и неизвест ны. Содержит ся в
рыбе, молочных продукт ах, грецких орехах, гречке.
При недост ат ке железа развивает ся анемия. Необходимо упот реблят ь
печень, мясо, зеленые лист ья овощей.
При недост ат ке фт ора – разрушение зубов. Продукт ы- рыба, вода.
При недост ат ке цинка – повреждения кожи. Продукт ы – мясо, морские
продукт ы.
При недост ат ке йода развивает ся зоб. Необходимо упот реблят ь хурму,
морепродукт ы, йодированную соль.

12.

Химические соединения клетки.

13. Строение молекулы воды.

+
Молекула
воды –
–
диполь

14. Схема образования связей между отдельными диполями воды

15.

Вода определяет физические свойст ва клет ки - ее объем,
упругост ь.
Многие химические процессы прот екают т олько в водном
раст воре.
Вода может находит ься в т рёх агрегат ных сост ояниях
Вода - хороший раст ворит ель: многие вещест ва пост упают в
клет ку из внешней среды в водном раст воре, и в водном же
раст воре от работ анные продукт ы выводят ся из клет ки.
Вода обладает высокой т еплоемкост ью и т еплопроводност ью.
Вода обладает уникальным свойст вом: при охлаждении ее от
+4 до 0 градусов, она расширяет ся. Поэт ому лед оказывает ся
легче жидкой воды и ост ает ся на ее поверхност и. Эт о очень
важно для организмов, обит ающих в водной среде.
Вода может быт ь хорошим смазочным мат ериалом.

16. «Свойства воды и ее биологическая роль»

Свойства воды
Роль в жизнедеятельности
клетки.
1. Способность
растворять в себе
вещества.
2. Высокая теплоемкость
и теплопроводность.
-все биохимические реакции
прот екают в водных раст ворах;
-среда для т ранспорт а различных
вещест в (гомеост аз);
3. Высокая интенсивность
испарения.
-приводит к быст рой пот ере т епла,
-предохраняет от перегрева
4.Несжимаемость воды
-поддержание формы клет ки.
5. Высокая сила
поверхности натяжения
воды
Обеспечивает восходящий и
нисходящий т ранспорт вещест в в
раст ениях и движение крови в
капиллярах.
-поддержание т еплового равновесия;
Равномерное распределение т епла
между всеми част ями организма.

17. Содержание воды в клетке

Среди веществ клетки на первом
месте по массе стоит вода.
Содержание воды в разных клетках
колеблется от 60 до 98%. Это
зависит от:

18.

Содержание воды в клетке
1. типа клеток
Кост и
Нейрон –
85%
–
20%
Зубная эмаль –
10%

19.

2. интенсивности
обмена веществ.
• в клет ках эмбриона
- 90-95%,
• в ст арых организмах
– 60%

20.

Высокое содержание воды в клетке важнейшее условие ее деятельности.
При пот ере большей част и воды многие
организмы гибнут , а ряд одноклет очных и даже
многоклет очных организмов временно ут рачивают
все признаки жизни (анабиоз):
При пот ере воды до 2% массы т ела (1-1,5 л)
появляет ся жажда, при ут рат е 6-8% наст упает
полуобморочное сост ояние,
При нехват ке 10% появляют ся галлюцинации,
нарушает ся глот ание.
При пот ере воды в объеме 12 % от массы
тела, человек погибает .

21. Значение воды в клетке

1.Вода – хороший раст ворит ель
Вода превосходный раст ворит ель полярных
вещест в (соли, сахара, прост ые спирт ы).
Раст воримые вещест ва в воде называют ся
гидрофильными.
Абсолют но неполярные вещест ва т ипа жиров
или
масел
вода
не
раст воряет
и не
смешивает ся с ними, поскольку она не может
образовыват ь с ними водородные связи.
Нераст воримые в воде вещест ва называют ся
гидрофобными.

22. Значение воды в клетке

2.Транспорт ная.
Вода обеспечивает передвижение вещест в в клет ку,
из клет ки, а т акже внут ри самой клет ки и
организме.
3. Мет аболическая.
Вода являет ся средой для всех биохимических
реакций в клет ке.
а) реакции гидролиза
б) В процессе фот осинт еза вода являет ся донором
элект ронов и ист очником ат омов водорода. Она
же являет ся ист очником свободного кислорода.
Фот олиз воды – расщепление воды под
дейст вием свет а до Н+ и О2

23. Значение воды в клетке

б)
Вода участ вует в образовании
смазывающих
жидкост ей
(синовиальная
в
суст авах
позвоночных;
плевральная
в
плевральной
полост и,
перикардиальная
в
околосердечной сумке) и слизей
(кот орые
облегчают
передвижение
вещест в
по
кишечнику,
создают
влажную
среду на слизист ых оболочках
дыхат ельных пут ей). Она входит
в сост ав слюны, желчи, слез, и
др.

24. Значение воды в клетке

4. Структурная.
а) Цит оплазма клет ок содержит от 60 до 95 %
воды. У раст ений вода определяет т ургор клет ок,
а у некот орых живот ных выполняет опорные
функции, являясь гидрост ат ическим скелет ом
(круглые и кольчат ые черви, иглокожие).

25. Значение воды в клетке

5. Теплорегуляция.
Вода
обладает
высокой
удельной т еплоемкост ью.
Эт о
свойст во
обеспечивает
поддержание т еплового баланса
организма
при
значит ельных
перепадах
т емперат уры
в
окружающей среде. Кроме т ого,
вода
обладает
высокой
т еплопроводност ью,
чт о
позволяет
организму
поддерживат ь
одинаковую
температ уру во всем его объеме.

26.

Минеральные
соли
в ионном сост оянии
катионы
К+, Ca2+, Na+, Mg2+
в т вёрдом виде
анионы
Сl-, HCO3-,
H2PO42-, HPO42-

27.

Вещества
Соединения
азот а
Соединения
фосфора
Соединения
калия
Соединения
кальция
Местонахождение и
преобразование
В клет ках раст ений ионы аммония и
нит рат ов восст анавливают ся и включают ся
в синт ез аминокислот . У живот ных
аминокислот ы идут на пост роение
собст венных белков. При от мирании
организмов включают ся в круговорот
вещест в в форме свободного азот а.
Соли фт ора- фосфат ы,- находясь в почве,
раст воряют ся корневыми выделениями
раст ений и усваивают ся. Ост ат ки
фосфорной кислот ы при от мирании
организмов минерализуют ся, образуя соли.
Калий содержит ся во всех клет ках в виде
ионов калия, концент рация кот орых
намного выше, чем в окружающей среде.
После от мирания возвращает ся в
окружающую среду в виде ионов калия.
Кальций содержит ся в клет ках в виде
ионов и крист аллов солей.
Свойства
Входят в сост ав белков,
аминокислот , нуклеиновых
кислот (ДНК, РНК) и АТФ
Входят в сост ав всех
мембранных ст рукт ур;
нуклеиновых кислот , ДНК, РНК,
АТФ, фермент ов т каней (кост ной)
"Калиевый насос" клет ки
способст вует проникновению
через мембрану. Акт ивизирует
жизнедеят ельност ь клет ки,
проведение возбуждения и
импульсов.
Образует межклет очное вещест во
и крист аллы в клет ках раст ений.
Входит в сост ав кост ей, раковин,
извест ковых скелет ов.

28.

Катионы в клетке
Важнейшие кат ионы
К+, Na+, Ca2+ и др.
На внешней поверхност и мембраны всегда больше
Na+ чем на внут ренней, и меньше К+, чем на
внут ренней. Данные кат ионы обеспечивают
возбудимост ь клет ки и проведение нервного
импульса.

29. Концентрация ионов в клетке и окружающей ее среде различны.

сокращение мышечных
волокон
возбуждение нервных
клет ок

30.

Анионы в клетке
Важнейшие анионы: Н2РО4-, НРО42-, НСО3-, СlБуферност ь – способност ь поддерживат ь рН на
определенном уровне.
Величина рН, равная 7,0 соот вет ст вует нейт ральному,
ниже 7,0 – кислому, выше 7,0 – щелочному раст вору.
В клет ке рН =
7,4.

31. Ионы

Na+ –
натрий
Главный внеклет очный положит ельный ион. Обеспечивает
проведение нервных импульсов, поддерживает осмот ическое
давление в клет ке, ст имулирует синт ез гормонов
Mg2+ –
Ст рукт урный компонент хлорофилла, акт ивизирует
образование многих фермент ов.
магний
Cl-
– хлор
K+ – калий
Ca2+ –
кальций
Содержит ся в кост ях, зубах, акт ивизирует синт ез ДНК,
энергет ический обмен Преобладающий от рицат ельный ион в
организме живот ных. Являет ся компонент ом желудочного сока
в виде соляной кислот ы, акт ивизирует фермент ы
Преобладающий положит ельный ион внут ри клет ки.
Обуславливает проведение нервных импульсов, акт иват ор
фермент ов белкового синт еза, процессов фот осинт еза, рост а
раст ений.
У раст ений входит в сост ав оболочки клет ки. Основной
компонент кост ей и зубов. Акт ивизирует сокращение
мышечных волокон и свёрт ывание крови