неорганические вещества в клетке

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
ВЕЩЕСТВА КЛЕТКИ

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ
• В состав клетки входит около 70 элементов
Периодической системы элементов
Менделеева, а 24 из них присутствуют во всех
типах клеток.

Вещества в составе организмов
Органические
Малые
молекулы
Моносахариды
Аминокислоты
Нуклеотиды
Липиды
Макромолекулы
(биополимеры)
Полисахариды
(углеводы)
Белки
Нуклеиновые
кислоты
Неорганические
Соединения
Вода
Соли
Кислоты
Основания
Другие
Ионы
Анионы
(-)
Катионы
(+)

ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОДЕРЖАНИЯ В
КЛЕТКЕ ВЕЩЕСТВА ДЕЛЯТСЯ НА:
• Макроэлементы (до 0,001%)
А) 98%(от всех макроэлементов)- O,H, N, C
Б)от 0,1 до 0,001%- K Mg Na Ca Fe S P Cl
• Микроэлементы (от 0,001 до 0,000001%)-
Ионы тяжелых металлов, входящих в состав
ферментов, гормонов и др.- B Co Cu Mo Zn J Br
и др.
• Ультрамикроэлементы ( менее 0,000001%)-
Их роль в организме не всегда установлена-
U(уран) Au( золото) Hg (ртуть) Be(бериллий) Se
(селен)

ДРУГОЙ ПРИНЦИП
КЛАССИФИКАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ:
• Органогеныбиогены (кислород, водород,
углерод, азот),
• макроэлементы,
• микроэлементы.

БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
• Биогенные элементы – химические элементы
которые входят в состав клеток и выполняют
биологические функции (H, O, N, C, P, S)

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
ВЕЩЕСТВА
ОРГАНИЧЕСКИЕ
ВЕЩЕСТВА
ВОДА И СОЛИ
БЕЛКИ, ЖИРЫ, УГЛЕВОДЫ,
НУКЛ.КИСЛОТЫ,
ГОРМОНЫ, АТФ, ВИТАМИНЫ
СОДЕРЖАТСЯ В ТЕЛАХ
НЕЖИВОЙ
И ЖИВОЙ ПРИРОДЫ
ОБРАЗУЮТСЯ ТОЛЬКО
В ЖИВЫХ
ОРГАНИЗМАХ

СОДЕРЖАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ В КЛЕТКЕ
Химическое
соединение
Содержание
в клетке
Вода 75-85%
Белки 10-20%
Жиры 1-5%
Углеводы 0,2-2%
Нуклеиновые
1-2%
кислоты
Неорганическ
ие вещества
1-1,5%

1. Ионная связь, которая образуется тогда,
когда атом отдает другому атому один из
нескольких электронов.

2. Ковалентная связь, образующаяся при
возникновении у двух атомов обобществленной
пары электронов – по одному электрону от
каждого атома.

3. Водородная связь,
в образовании которой участвует водородный
атом, соединенный с каким-нибудь другим
атомом ковалентной полярной связью.
В сравнении с ионной или ковалентной связью
одиночная водородная связь – слабая. Она легко
рвется, но множество таких связей способно
породить силу, на которой в прямом смысле и
«держится» все живое.

ВОДА
Вода – одно из самых распространенных
веществ на Земле, она покрывает большую
часть земной поверхности и входит в состав всех
живых организмов.

Среди веществ клетки на первом месте по
массе стоит вода. Содержание воды в разных
клетках колеблется от 60 до 98%.
В клетках
эмбриона-
90-95%, в
старых
организмах
– 60%
Это зависит от типа
клеток
и интенсивности обмена
веществ.
Кости – 20%
Нейрон – 85%
Зубная эмаль – 10%

СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ ВОДЫ
Вода состоит из двух атомов
водорода и одного атома
кислорода и при этом
электронейтральна. Но
электрический заряд внутри
молекулы распределен
неравномерно.
Следовательно, частица
воды – диполь.

СВОЙСТВА ВОДЫ
Свойства воды довольно необычны и связаны с
малыми размерами молекулы воды, с
полярностью ее молекул и с их способностью
соединяться друг с другом водородными
связями.

СВОЙСТВО ВОДЫ СВЯЗАННЫЕ С НИМИ
ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ И В
ФИЗИОЛОГИИ.
Высокая теплоемкость
(из-за водородных
связей между
молекулами) и
теплопроводность (из-за
небольших размеров
молекул)
• Транспирация
• Потоотделение
• Периодическое
выпадение осадков

СВОЙСТВО ВОДЫ СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ЯВЛЕНИЯ
В ПРИРОДЕ И В ФИЗИОЛОГИИ.
Практически полная
несжимаемость (из-за сил
межмолекулярного
сцепления)
Поддержание формы
организмов: форма сочных
органов растений,
положение трав в
пространстве,
гидростатический скелет
круглых червей, медуз,
амниотическая жидкость
поддерживает и защищает
плод млекопитающих
Цитоплазма клеток содержит от 60 до 95 % воды.
У растений вода определяет тургор клеток, а у некоторых
животных выполняет опорные функции, являясь
гидростатическим скелетом (круглые и кольчатые черви,
иглокожие).

СВОЙСТВО ВОДЫ СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ЯВЛЕНИЯ
В ПРИРОДЕ И В ФИЗИОЛОГИИ.
Прозрачность в видимом
участке спектра
Высокая продуктивность
биоценозов прудов, озер, рек
( из-за возможности
фотосинтеза на небольшой
глубине)

Подвижность молекул
(из-за слабости
водородных связей)
Осмос: поступление
воды из почвы;
плазмолиз

СВОЙСТВО ВОДЫ СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ЯВЛЕНИЯ В
ПРИРОДЕ И В ФИЗИОЛОГИИ.
Вязкость (водородные связи) Смазывающие свойства.
СМАЗЫВАЮЩИЕ ЖИДКОСТИ:
• синовиальная в суставах позвоночных;
• плевральная в плевральной полости,
• перикардиальная в околосердечной сумке
СЛИЗИ: (которые облегчают передвижение веществ по кишечнику,
создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей).
• Слюна
• Желчь
• Слезы и т.д.

СВОЙСТВО ВОДЫ СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ЯВЛЕНИЯ В
ПРИРОДЕ И В ФИЗИОЛОГИИ.
Растворитель (полярность
молекул)
Растворительная способность
крови, тканевой жидкости,
лимфы, желудочного сока,
слюны у животных;
клеточного сока у растений;
Способность водных организмов
использовать растворенный в
воде кислород
Растворимые вещества в воде называются
гидрофильными.
Нерастворимые в воде вещества называются
гидрофобными. Они не образуют с водой
водородные связи.

Способность
образовывать
гидратационную
оболочку вокруг
макромолекул (из-за
полярности молекул)
Дисперсионная среда в
коллоидной системе
цитоплазмы

Оптимальное для
биологических систем
значение сил
поверхностного
натяжения (из-за сил
межмолекулярного
сцепления)
Водные растворы –
средство передвижения
веществ в организме

Расширение при
замерзании (из-за
образования каждой
молекулой
максимального числа –
4 – водородных связей)
Лед легче воды,
выполняет в водоемах
функцию
теплоизолятора

ВОДА – СРЕДА ДЛЯ
МЕТАБОЛИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
а) реакции гидролиза
б) В процессе фотосинтеза вода является
донором электронов и источником атомов
водорода.
Она же является источником свободного
кислорода.
Фотолиз воды – расщепление воды под действием
света до Н+ и О2 – основа световой фазы
фотосинтеза.

ПОТЕРЯ ВОДЫ
При потере большей части воды многие
организмы гибнут, а ряд одноклеточных и даже
многоклеточных организмов временно утрачивают
все признаки жизни (анабиоз):
• При потере воды до 2% массы тела (1-1,5 л)
появляется жажда, при утрате 6-8% наступает
полуобморочное состояние,
• При нехватке 10% появляются галлюцинации,
нарушается глотание.
• При потере воды в объеме 12 % от массы
тела, человек погибает.

МИНЕРАЛЬНЫЕ СОЛИ КЛЕТКИ
• Молекулы солей в водном растворе
распадаются на катионы и анионы.
СОЛЬ
Диссоциация
Ионы
Положительно
заряженные(катионы)
Отрицательно заряженные
Сl- HCO3
- HSO4
-
(анионы)
К+ Na+ Ca2+

ЗНАЧЕНИЕ ИОНОВ СОЛЕЙ
• Разность между количеством катионов и
анионов на поверхности и внутри клетки
обеспечивает возникновение потенциала
действия, что лежит в основе
возникновения нервного и мышечного
возбуждения. (Nа+, К+, Сl-)
• Разностью концентрации ионов по разные
стороны мембраны обусловлен активный
перенос веществ через мембрану, а
также преобразование энергии.

ЗНАЧЕНИЕ ИОНОВ СОЛЕЙ
• Анионы фосфорной кислоты
создают фосфатную буферную
систему, поддерживающую рН
внутриклеточной среды организма на
уровне 6—9.
• Угольная кислота и ее анионы
создают бикарбонатную буферную
систему и поддерживают рН
внеклеточной среды (плазмы крови) на
уровне 7—4.

РОЛЬ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ НА
КЛЕТОЧНОМ И ОРГАНИЗМЕННОМ
УРОВНЕ.
Магний (Mg)
Кофактор многих
ферментов,
участвующих в синтезе
ДНК и энергетическом
обмене
Роль
Для растений
Входит в состав молекулы
хлорофилла
Для животных
Входит в состав ферментов,
необходимых для
функционирования мышечной,
нервной и костной ткани.

УРОВНЕ.
Натрий (Na)
Участвует в создании и
поддержании
биоэлектрического
потенциала на
мембранах клеток
(натрий-калиевый
насос)
Роль
Участвует в поддержании
осмотического потенциала
клетки, что обеспечивает
поглощение воды из почвы
Влияет на работу почек, работу
сердечной мышцы, вместе с
ионами хлора составляет
большую часть минеральных
веществ крови, регуляция
кислотно-щелочного баланса,
входит в состав буферной
системы.

УРОВНЕ.
Кальций (Сa)
Регуляция
избирательной
проницаемости
клеточной мембраны.
Участвуют в процессах
соединения ДНК с
белками.
Роль
Придают твердость межклеточному
веществу, участвуют в
формировании срединной
пластинки при делении клеток.
Нерастворимые соли входят в состав
наружнего скелета беспозвоночных,
Ионы участвуют в образовании
желчи, повышают возбудимость
спинного мозга, участвуют в
синаптической передаче нервного
импульса, в процессах свертывания
крови, активируют ферменты при
сокращении мышц.

УРОВНЕ.
Железо (Fe)
Входит в состав
цитохром-ферментов –
переносчиков
электронов при
энергетическом
обмене и
фотосинтезе.
Роль
Участвует в биосинтезе хлорофилла,
входит в состав дыхательных
ферментов.
Входит в состав гема белка –
гемоглобина (переносчик
кислорода) и миоглобина
(кислород-запасающий белок в
мышцах)

УРОВНЕ.
Калий (К)
Поддерживает
коллоидные свойства
цитоплазмы, создает и
поддерживает
биоэлектрический
потенциал в клетке
(натрий-калиевый насос),
активирует ферменты,
лежащие в основе
синтеза белка, входит в
состав ферментов,
участвующих в гликолизе.
Роль
Регуляция водного режима,
компонент клеточного сока.
Поддержание сердечного ритма,
проведение нервных импульсов.

УРОВНЕ.
Сера (S)
серосодержащих
аминокислот, участвует
в создании третичной
структуры белка,
участвует в
бактериальном
фотосинтезе, входит в
состав Кофермента-А
Роль
В основном предопределяется
ролью этого элемента в клетке.
Входит в состав инсулина, витамина
В1 и биотина

УРОВНЕ.
Фосфор (Р)
Входит в состав АТФ,
нуклеотидов, ДНК, РНК,
коферментов НАДФ,
ФАД, фосфолипидов,
многих ферментов.
Входит в состав всех
мембранных структур.
Роль
В основном предопределяется
ролью этого элемента в клетке.
Входит в состав костной ткани,
зубной эмали.
Образует фосфорную буферную
систему, поддерживает рН тканевой
жидкости.

УРОВНЕ.
Хлор (Cl)
Поддерживает
электронейтральность
клетки.
Роль
Регуляция тургорного давления
Формирование осмотического
потенциала плазмы крови,
процессы возбуждения и
торможения в нервных клетках,
входит в состав соляной кислоты
(основной компонент желудочного
сока).

УРОВНЕ.
Цинк (Zn)
ферментов,
участвующих в
спиртовом брожении
Роль
активизирующих расщепление
угольной кислоты и синтез
растительных гормонов.
Входит в состав фермента,
осуществляющего транспорт
углекислого газа в крови, фермента,
активизирующего расщепление
белков, входит в состав ферментов,
необходимых для нормального
роста.

УРОВНЕ.
Медь (Cu)
ферментов-
цитохромов
(переносчиков
электронов)
Роль
Входит в состав ферментов
темновой фазы фотосинтеза.
Участвует в кроветворении, синтезе
гемоглобина.
Входит в состав фермента,
участвующего в синтезе меланина.
У беспозвоночных основной
компонент переносчика кислорода
крови (гемолимфы) – гемоцианина.

УРОВНЕ.
Йод (I)
Роль
-
Входит в состав гормона
щитовидной железы – тироксина.
Активизирует обменные процессы в
организме.

УРОВНЕ.
Марганец (Mn)
ферментов,
участвующих в дыхании.
Повышает активность
ферментов.
Роль
участвующих в темновой фазе
фотосинтеза.
Восстанавливает нитраты.
Входит в состав фосфатаз –
ферментов, необходимых для роста
костей.

УРОВНЕ.
Бор (В)
Роль
Влияет на ростовые процессы.
Недостаток приводит к отмиранию
верхушечных почек, цветков, завязей,
проводящих тканей.
-

УРОВНЕ.
Молибден (Мо)
ферментов,
участвующих в
фиксации азота (у
азотнокислых
бактерий)
Роль
Регулирует работу устьичного
аппарата, синтез аминокислот.
Регулирует синтез аминокислот.

неорганические вещества в клетке

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to неорганические вещества в клетке

Similar to неорганические вещества в клетке (20)

More from Alex Sarsenova

More from Alex Sarsenova (20)

неорганические вещества в клетке