Od anorganskih tvari stanica vodačini oko 65% njegove mase: u mladim brzorastućim stanicama do 95%, u starim stanicama - oko 60%. Uloga vode u stanicama je vrlo velika, ona je medij i otapalo, sudjeluje u većini kemijskih reakcija, kretanju tvari, termoregulaciji, formiranju staničnih struktura, te određuje volumen i elastičnost stanice. Većina tvari ulazi i izlazi iz tijela u vodenoj otopini.

Organska tvar- čine 20-30% sastava stanice. Oni mogu biti jednostavan(aminokiseline, glukoza, masne kiseline) i kompleks(proteini, polisaharidi, nukleinske kiseline, lipidi). Najvažniji su proteini, masti, ugljikohidrati i nukleinske kiseline.

Proteini su glavne i najsloženije tvari svake stanice. Veličina molekule proteina je stotine i tisuće puta veća od molekula anorganskih spojeva. Proteinske molekule nastaju iz jednostavnih spojeva – aminokiselina (prirodni proteini sadrže 20 aminokiselina). Kombinirajući se u različitim sekvencama i količinama, oni tvore široku paletu (do 1000) proteina. Njihova uloga u životu stanice je ogromna: građevni materijal tijela, katalizatori (enzimski proteini ubrzavaju kemijske reakcije), transport (hemoglobin krvi dostavlja kisik i hranjive tvari stanicama i odnosi ugljični dioksid i produkte raspadanja). Proteini imaju zaštitnu i energetsku funkciju. Ugljikohidrati su organske tvari koje se sastoje od ugljika, vodika i kisika. Najjednostavniji od njih su monosaharidi - heksoza, fruktoza, glukoza (nalazi se u voću, medu), galaktoza (u mlijeku) i polisaharidi - koji se sastoje od nekoliko jednostavnih ugljikohidrata. To uključuje škrob i glikogen. Ugljikohidrati su glavni izvor energije za sve oblike stanične aktivnosti (kretanje, biosinteza, izlučivanje itd.) i imaju ulogu rezervnih tvari. Lipidi su u vodi netopljive masti i tvari slične mastima. Oni su glavna strukturna komponenta bioloških membrana. Lipidi imaju energetsku funkciju i sadrže vitamine topive u mastima. Nukleinske kiseline - (od latinske riječi "nucleus" - jezgra) - nastaju u jezgri stanice. Dolaze u dvije vrste: deoksiribonukleinske kiseline (DNK) i ribonukleinske kiseline (RNA). Njihova je biološka uloga vrlo velika. Oni određuju sintezu proteina i prijenos nasljednih informacija.

Organizmi se sastoje od stanica. Stanice različitih organizama imaju sličan kemijski sastav. Tablica 1 prikazuje glavne kemijske elemente koji se nalaze u stanicama živih organizama.

Tablica 1. Sadržaj kemijskih elemenata u stanici

Na temelju sadržaja u ćeliji mogu se razlikovati tri skupine elemenata. U prvu skupinu spadaju kisik, ugljik, vodik i dušik. Oni čine gotovo 98% ukupnog sastava stanice. U drugu skupinu spadaju kalij, natrij, kalcij, sumpor, fosfor, magnezij, željezo, klor. Njihov sadržaj u ćeliji je desetinke i stotinke postotka. Elementi ove dvije skupine klasificirani su kao makronutrijenata(s grčkog makro- velik).

Preostali elementi, predstavljeni u ćeliji stotinkama i tisućinkama postotka, uključeni su u treću skupinu. Ovaj mikroelemenata(s grčkog mikro- mali).

U ćeliji nisu pronađeni elementi svojstveni živoj prirodi. Svi navedeni kemijski elementi također su dio nežive prirode. To ukazuje na jedinstvo žive i nežive prirode.

Nedostatak bilo kojeg elementa može dovesti do bolesti, pa čak i smrti organizma, budući da svaki element ima određenu ulogu. Makroelementi prve skupine čine osnovu biopolimera - proteina, ugljikohidrata, nukleinskih kiselina, kao i lipida, bez kojih je život nemoguć. Sumpor je dio nekih proteina, fosfor je dio nukleinskih kiselina, željezo je dio hemoglobina, a magnezij je dio klorofila. Kalcij ima važnu ulogu u metabolizmu.

Neki od kemijskih elemenata sadržanih u stanici dio su anorganskih tvari - mineralnih soli i vode.

Mineralne soli nalaze se u stanici, u pravilu, u obliku kationa (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) i aniona (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3), od čijeg omjera ovisi kiselost okoliša, važna za život stanica.

(U mnogim stanicama okolina je blago alkalna i njezin se pH gotovo ne mijenja, budući da se u njoj stalno održava određeni omjer kationa i aniona.)

Od anorganskih tvari u živoj prirodi veliku ulogu igra voda.

Bez vode život je nemoguć. Čini značajnu masu većine stanica. Puno vode sadrže stanice mozga i ljudski embriji: više od 80% vode; u stanicama masnog tkiva – samo 40.% Do starosti se sadržaj vode u stanicama smanjuje. Osoba koja je izgubila 20% vode umire.

Jedinstvena svojstva vode određuju njezinu ulogu u tijelu. Sudjeluje u termoregulaciji, što je posljedica visokog toplinskog kapaciteta vode - potrošnje velike količine energije pri zagrijavanju. Što određuje visok toplinski kapacitet vode?

U molekuli vode atom kisika kovalentno je vezan na dva atoma vodika. Molekula vode je polarna jer atom kisika ima djelomično negativan naboj, a svaki od dva atoma vodika ima

Djelomično pozitivan naboj. Vodikova veza nastaje između atoma kisika jedne molekule vode i atoma vodika druge molekule. Vodikove veze omogućuju povezivanje velikog broja molekula vode. Kada se voda zagrijava, značajan dio energije troši se na kidanje vodikovih veza, što određuje njen visok toplinski kapacitet.

voda - dobro otapalo. Zbog svoje polarnosti, njegove molekule međusobno djeluju s pozitivno i negativno nabijenim ionima, čime potiču otapanje tvari. U odnosu na vodu sve se stanične tvari dijele na hidrofilne i hidrofobne.

Hidrofilan(s grčkog hidro- voda i filleo- ljubav) nazivaju se tvari koje se otapaju u vodi. To uključuje ionske spojeve (na primjer, soli) i neke neionske spojeve (na primjer, šećere).

Hidrofobno(s grčkog hidro- voda i Fobos- strah) su tvari koje su netopljive u vodi. To uključuje, na primjer, lipide.

Voda ima važnu ulogu u kemijskim reakcijama koje se odvijaju u stanici u vodenim otopinama. Otapa produkte metabolizma koji tijelu nisu potrebni i time potiče njihovo uklanjanje iz organizma. Visok sadržaj vode u stanici daje elastičnost. Voda olakšava kretanje različitih tvari unutar stanice ili od stanice do stanice.

Tijela žive i nežive prirode sastoje se od istih kemijskih elemenata. Živi organizmi sadrže anorganske tvari – vodu i mineralne soli. Životno važne brojne funkcije vode u stanici određene su karakteristikama njezinih molekula: njihovom polarnošću, sposobnošću stvaranja vodikovih veza.

ANORGANSKI SASTAVNI DIJELOVI STANICE

Oko 90 elemenata nalazi se u stanicama živih organizama, a oko 25 ih se nalazi u gotovo svim stanicama. Kemijski elementi se prema sadržaju u stanici dijele u tri velike skupine: makroelementi (99%), mikroelementi (1%), ultramikroelementi (manje od 0,001%).

U makroelemente spadaju kisik, ugljik, vodik, fosfor, kalij, sumpor, klor, kalcij, magnezij, natrij, željezo.
Mikroelementi uključuju mangan, bakar, cink, jod, fluor.
U ultramikroelemente spadaju srebro, zlato, brom i selen.

ORGANSKI DIJELOVI STANICE

Enzimi.

Najvažnija funkcija proteina je katalitička. Proteinske molekule koje povećavaju brzinu kemijskih reakcija u stanici za nekoliko redova veličine nazivaju se enzima. Niti jedan biokemijski proces u tijelu ne odvija se bez sudjelovanja enzima.

Trenutno je otkriveno preko 2000 enzima. Njihova učinkovitost višestruko je veća od učinkovitosti anorganskih katalizatora koji se koriste u proizvodnji. Dakle, 1 mg željeza u enzimu katalaze zamjenjuje 10 tona anorganskog željeza. Katalaza povećava brzinu razgradnje vodikovog peroksida (H 2 O 2) za 10 11 puta. Enzim koji katalizira reakciju stvaranja ugljične kiseline (CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3) ubrzava reakciju 10 7 puta.

Važno svojstvo enzima je specifičnost njihova djelovanja; svaki enzim katalizira samo jednu ili malu skupinu sličnih reakcija.

Tvar na koju enzim djeluje naziva se supstrat. Strukture molekula enzima i supstrata moraju točno odgovarati jedna drugoj. Time se objašnjava specifičnost djelovanja enzima. Kada se supstrat kombinira s enzimom, mijenja se prostorna struktura enzima.

Slijed interakcije između enzima i supstrata može se shematski prikazati:

Supstrat+Enzim - Kompleks enzim-supstrat - Enzim+Proizvod.

Dijagram pokazuje da se supstrat spaja s enzimom i tvori kompleks enzim-supstrat. U tom slučaju supstrat se pretvara u novu tvar - proizvod. U završnoj fazi, enzim se oslobađa iz proizvoda i ponovno stupa u interakciju s drugom molekulom supstrata.

Enzimi djeluju samo pri određenoj temperaturi, koncentraciji tvari i kiselosti okoliša. Promjenjivi uvjeti dovode do promjena u tercijarnoj i kvaternarnoj strukturi proteinske molekule, a posljedično i do potiskivanja aktivnosti enzima. Kako se to događa? Samo određeni dio molekule enzima, tzv aktivno središte. Aktivni centar sadrži od 3 do 12 aminokiselinskih ostataka i nastaje kao rezultat savijanja polipeptidnog lanca.

Pod utjecajem različitih čimbenika mijenja se struktura molekule enzima. U tom slučaju, prostorna konfiguracija aktivnog centra je poremećena, a enzim gubi svoju aktivnost.

Enzimi su proteini koji djeluju kao biološki katalizatori. Zahvaljujući enzimima, brzina kemijskih reakcija u stanicama povećava se za nekoliko redova veličine. Važno svojstvo enzima je njihova specifičnost djelovanja u određenim uvjetima.

Nukleinske kiseline.

Nukleinske kiseline otkrivene su u drugoj polovici 19. stoljeća. Švicarski biokemičar F. Miescher, koji je iz staničnih jezgri izolirao tvar s visokim udjelom dušika i fosfora i nazvao je "nuklein" (od lat. jezgra- jezgra).

Nukleinske kiseline pohranjuju nasljedne informacije o građi i funkcioniranju svake stanice i svih živih bića na Zemlji. Postoje dvije vrste nukleinskih kiselina - DNA (dezoksiribonukleinska kiselina) i RNA (ribonukleinska kiselina). Nukleinske kiseline, kao i proteini, specifične su za vrstu, odnosno organizmi svake vrste imaju svoj tip DNK. Da biste saznali razloge specifičnosti vrste, razmotrite strukturu nukleinskih kiselina.

Molekule nukleinske kiseline su vrlo dugi lanci koji se sastoje od mnogo stotina pa čak i milijuna nukleotida. Svaka nukleinska kiselina sadrži samo četiri vrste nukleotida. Funkcije molekula nukleinskih kiselina ovise o njihovoj strukturi, nukleotidima koje sadrže, njihovom broju u lancu i redoslijedu spoja u molekuli.

Svaki nukleotid sastoji se od tri komponente: dušične baze, ugljikohidrata i fosforne kiseline. Svaki nukleotid DNA sadrži jednu od četiri vrste dušičnih baza (adenin - A, timin - T, gvanin - G ili citozin - C), kao i deoksiribozni ugljik i ostatak fosforne kiseline.

Dakle, nukleotidi DNA razlikuju se samo po vrsti dušične baze.

Molekula DNA sastoji se od ogromnog broja nukleotida povezanih u lanac u određenom nizu. Svaka vrsta molekule DNA ima svoj broj i slijed nukleotida.

Molekule DNA su vrlo dugačke. Na primjer, da bi se slovima zapisao redoslijed nukleotida u molekulama DNK iz jedne ljudske stanice (46 kromosoma), bila bi potrebna knjiga od oko 820.000 stranica. Izmjenom četiri vrste nukleotida može nastati beskonačan broj varijanti molekula DNA. Ove strukturne značajke molekula DNA omogućuju im pohranjivanje ogromne količine informacija o svim karakteristikama organizama.

Godine 1953. američki biolog J. Watson i engleski fizičar F. Crick stvorili su model strukture molekule DNA. Znanstvenici su otkrili da se svaka molekula DNK sastoji od dva lanca međusobno povezana i spiralno uvijena. Izgleda kao dvostruka spirala. U svakom se lancu izmjenjuju četiri vrste nukleotida u određenom nizu.

Nukleotidni sastav DNA varira među različitim vrstama bakterija, gljiva, biljaka i životinja. Ali ne mijenja se s godinama i malo ovisi o promjenama u okolišu. Nukleotidi su upareni, odnosno broj adenin nukleotida u bilo kojoj molekuli DNA jednak je broju timidinskih nukleotida (A-T), a broj citozinskih nukleotida jednak je broju guanin nukleotida (C-G). To je zbog činjenice da veza dvaju lanaca u molekuli DNA podliježe određenom pravilu, naime: adenin jednog lanca uvijek je povezan s dvije vodikove veze samo s timinom drugog lanca, a gvanin - trima vodikovim vezama s citozinom, odnosno nukleotidnim lancima jedne molekule DNA je komplementarna, međusobno se nadopunjujući.

Molekule nukleinske kiseline – DNA i RNA – građene su od nukleotida. Nukleotidi DNA uključuju dušičnu bazu (A, T, G, C), ugljikohidrat deoksiribozu i ostatak molekule fosforne kiseline. Molekula DNK je dvostruka spirala, koja se sastoji od dva lanca povezana vodikovim vezama po principu komplementarnosti. Funkcija DNK je pohranjivanje nasljednih informacija.

Stanice svih organizama sadrže molekule ATP-a - adenozin trifosforne kiseline. ATP je univerzalna stanična tvar, čija molekula ima energetski bogate veze. Molekula ATP-a je jedan jedinstveni nukleotid, koji se, kao i drugi nukleotidi, sastoji od tri komponente: dušične baze - adenina, ugljikohidrata - riboze, ali umjesto jednog sadrži tri ostatka molekula fosforne kiseline (slika 12). Veze označene na slici ikonom bogate su energijom i nazivaju se makroergički. Svaka molekula ATP-a sadrži dvije visokoenergetske veze.

Kada se visokoenergetska veza prekine i uz pomoć enzima odvoji jedna molekula fosforne kiseline, oslobađa se 40 kJ/mol energije, a ATP se pretvara u ADP - adenozin difosfornu kiselinu. Kad se ukloni još jedna molekula fosforne kiseline, oslobađa se još 40 kJ/mol; Nastaje AMP – adenozin monofosforna kiselina. Ove reakcije su reverzibilne, odnosno AMP se može pretvoriti u ADP, ADP u ATP.

Molekule ATP-a se ne samo razgrađuju, već i sintetiziraju, pa je njihov sadržaj u stanici relativno konstantan. Važnost ATP-a u životu stanice je ogromna. Te molekule igraju vodeću ulogu u energetskom metabolizmu potrebnom za život stanice i organizma u cjelini.

Molekula RNK je obično jedan lanac, koji se sastoji od četiri vrste nukleotida - A, U, G, C. Poznate su tri glavne vrste RNK: mRNA, rRNA, tRNA. Sadržaj RNA molekula u stanici nije stalan; sudjeluju u biosintezi proteina. ATP je univerzalna energetska tvar stanice koja sadrži energetski bogate veze. ATP ima središnju ulogu u metabolizmu stanične energije. RNA i ATP se nalaze i u jezgri i u citoplazmi stanice.

Zadaci i testovi na temu "Tema 4. "Kemijski sastav stanice."

• polimer, monomer;
• ugljikohidrat, monosaharid, disaharid, polisaharid;
• lipid, masna kiselina, glicerol;
• aminokiselina, peptidna veza, protein;
• katalizator, enzim, aktivno mjesto;
• nukleinska kiselina, nukleotid.

Algoritam za rješavanje problema.

Tip 1. Samokopiranje DNK.

Jedan od lanaca DNA ima sljedeći nukleotidni niz:
AGTACCGATACCGATTTACCG...
Koju sekvencu nukleotida ima drugi lanac iste molekule?

Za pisanje nukleotidnog slijeda drugog lanca molekule DNK, kada je poznat slijed prvog lanca, dovoljno je timin zamijeniti adeninom, adenin timinom, gvanin citozinom i citozin gvaninom. Izvršivši ovu zamjenu, dobivamo slijed:
TATTGGGCTATGAGCTAAAATG...

Tip 2. Kodiranje proteina.

Lanac aminokiselina proteina ribonukleaze ima sljedeći početak: lizin-glutamin-treonin-alanin-alanin-alanin-lizin...
Kojim nukleotidnim slijedom počinje gen koji odgovara tom proteinu?

Da biste to učinili, upotrijebite tablicu genetskog koda. Za svaku aminokiselinu nalazimo njenu kodnu oznaku u obliku odgovarajuće trojke nukleotida i zapisujemo je. Poredajući te triplete jedan za drugim istim redoslijedom kao i odgovarajuće aminokiseline, dobivamo formulu za strukturu dijela glasničke RNK. Takvih trojki u pravilu ima više, odabir se vrši prema vašoj odluci (ali se uzima samo jedna od trojki). Sukladno tome, može postojati nekoliko rješenja.
AAAAAAAACUGCGGCUGCGAAG

Kojim slijedom aminokiselina počinje protein ako je kodiran sljedećim slijedom nukleotida:
ACGGCCATGGCCGGT...

Koristeći načelo komplementarnosti, nalazimo strukturu dijela glasničke RNA formirane na danom segmentu molekule DNA:
UGGGGGUACGGGGCA...

Zatim prelazimo na tablicu genetskog koda i za svaku trojku nukleotida, počevši od prve, nalazimo i ispisujemo odgovarajuću aminokiselinu:
Cistein-glicin-tirozin-arginin-prolin-...

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Opća biologija". Moskva, "Prosvjetljenje", 2000

• Tema 4. "Kemijski sastav stanice." §2-§7 str. 7-21
• Tema 5. "Fotosinteza." § 16-17 str. 44-48
• Tema 6. "Stanično disanje." § 12-13 str. 34-38
• Tema 7. "Genetske informacije." § 14-15 str. 39-44

Ćelija

Sa stajališta koncepta živih sustava prema A. Lehningeru.

Živa stanica je izotermni sustav organskih molekula sposoban za samoregulaciju i samoreprodukciju, izvlačeći energiju i resurse iz okoliša.

U stanici se odvija velik broj uzastopnih reakcija čiju brzinu regulira sama stanica.

Stanica se održava u stacionarnom dinamičkom stanju, daleko od ravnoteže s okolinom.

Stanice funkcioniraju na principu minimalne potrošnje komponenti i procesa.

Da. Stanica je elementarni živi otvoreni sustav sposoban za samostalno postojanje, reprodukciju i razvoj. To je elementarna strukturna i funkcionalna jedinica svih živih organizama.

Kemijski sastav stanica.

Od 110 elemenata Mendeljejevljevog periodnog sustava, 86 je stalno prisutno u ljudskom tijelu. Njih 25 potrebno je za normalan život, 18 prijeko potrebnih, a 7 korisnih. Sukladno postotnom udjelu u stanici kemijski elementi se dijele u tri skupine:

Makroelementi Glavni elementi (organogeni) su vodik, ugljik, kisik, dušik. Njihova koncentracija: 98 – 99,9%. One su univerzalne komponente organskih staničnih spojeva.

Mikroelementi - natrij, magnezij, fosfor, sumpor, klor, kalij, kalcij, željezo. Njihova koncentracija je 0,1%.

Ultramikroelementi - bor, silicij, vanadij, mangan, kobalt, bakar, cink, molibden, selen, jod, brom, fluor. Utječu na metabolizam. Njihov nedostatak je uzrok bolesti (cink - dijabetes melitus, jod - endemska gušavost, željezo - perniciozna anemija itd.).

Suvremena medicina poznaje činjenice o negativnim interakcijama između vitamina i minerala:

Cink smanjuje apsorpciju bakra i natječe se sa željezom i kalcijem za apsorpciju; (a nedostatak cinka uzrokuje slabljenje imunološkog sustava i niz patoloških stanja na strani endokrinih žlijezda).

Kalcij i željezo smanjuju apsorpciju mangana;

Vitamin E se ne slaže dobro sa željezom, a vitamin C s vitaminima B skupine.

Pozitivna interakcija:

Vitamin E i selen te kalcij i vitamin K djeluju sinergistički;

Vitamin D je neophodan za apsorpciju kalcija;

Bakar potiče apsorpciju i povećava učinkovitost korištenja željeza u tijelu.

Anorganske komponente stanice.

Voda– najvažnija komponenta stanice, univerzalni disperzijski medij žive tvari. Aktivne stanice kopnenih organizama sastoje se od 60-95% vode. U stanicama i tkivima koje miruju (sjeme, spore) ima 10 - 20% vode. Voda se u stanici nalazi u dva oblika – slobodna i vezana za stanične koloide. Slobodna voda je otapalo i disperzijsko sredstvo koloidnog sustava protoplazme. Njegovih 95%. Vezana voda (4–5%) sve stanične vode stvara slabe vodikove i hidroksilne veze s proteinima.

Svojstva vode:

Voda je prirodno otapalo za mineralne ione i druge tvari.

Voda je disperzivna faza koloidnog sustava protoplazme.

Voda je medij za metaboličke reakcije stanica, jer fiziološki procesi odvijaju se u isključivo vodenom okolišu. Pruža reakcije hidrolize, hidratacije, bubrenja.

Sudjeluje u mnogim enzimskim reakcijama stanice i nastaje tijekom metabolizma.

Voda je izvor vodikovih iona tijekom fotosinteze u biljkama.

Biološki značaj vode:

Većina biokemijskih reakcija događa se samo u vodenoj otopini; mnoge tvari ulaze i izlaze iz stanica u otopljenom obliku. To karakterizira transportnu funkciju vode.

Voda osigurava reakcije hidrolize - razgradnju bjelančevina, masti, ugljikohidrata pod utjecajem vode.

Zbog velike topline isparavanja tijelo se hladi. Na primjer, znojenje kod ljudi ili transpiracija kod biljaka.

Visok toplinski kapacitet i toplinska vodljivost vode pridonosi ravnomjernoj raspodjeli topline u ćeliji.

Zbog sila adhezije (voda – tlo) i kohezije (voda – voda) voda ima svojstvo kapilarnosti.

Nestlačivost vode određuje napregnuto stanje staničnih stijenki (turgor) i hidrostatskog skeleta valjkastih crva.

Svi organizmi na našem planetu sastoje se od stanica koje su slične po kemijskom sastavu. U ovom ćemo članku ukratko govoriti o kemijskom sastavu stanice, njezinoj ulozi u životu cijelog organizma i saznati koja znanost proučava ovo pitanje.

Skupine elemenata kemijskog sastava stanice

Znanost koja proučava sastavne dijelove i strukturu žive stanice naziva se citologija.

Svi elementi uključeni u kemijsku strukturu tijela mogu se podijeliti u tri skupine:

• makroelementi;
• mikroelementi;
• ultramikroelementi.

Makroelementi uključuju vodik, ugljik, kisik i dušik. Oni čine gotovo 98% svih sastavnih elemenata.

Mikroelementi su prisutni u desetinkama i stotinkama postotka. I vrlo nizak sadržaj ultramikroelemenata - stotinke i tisućinke postotka.

TOP 4 artiklakoji čitaju uz ovo

Prevedeno s grčkog, "makro" znači veliki, a "mikro" znači mali.

Znanstvenici su otkrili da ne postoje posebni elementi koji su jedinstveni za žive organizme. Dakle, i živa i neživa priroda sastoje se od istih elemenata. Ovo dokazuje njihov odnos.

Unatoč kvantitativnom sadržaju kemijskog elementa, nedostatak ili smanjenje barem jednog od njih dovodi do smrti cijelog organizma. Uostalom, svaki od njih ima svoje značenje.

Uloga kemijskog sastava stanice

Makroelementi su osnova biopolimera, i to proteini, ugljikohidrati, nukleinske kiseline i lipidi.

Mikroelementi su dio vitalnih organskih tvari i sudjeluju u metaboličkim procesima. Oni su sastavni sastojci mineralnih soli, koji su u obliku kationa i aniona, njihov omjer određuje alkalnu sredinu. Najčešće je blago alkalan, jer se omjer mineralnih soli ne mijenja.

Hemoglobin sadrži željezo, klorofil - magnezij, proteine ​​- sumpor, nukleinske kiseline - fosfor, metabolizam se javlja s dovoljnom količinom kalcija.

Riža. 2. Sastav stanice

Neki kemijski elementi sastavni su dijelovi anorganskih tvari, poput vode. Ima važnu ulogu u životu biljnih i životinjskih stanica. Voda je dobro otapalo, zbog toga se sve tvari u tijelu dijele na:

• Hidrofilan - otapa se u vodi;
• Hidrofobno - ne otapati u vodi.

Zahvaljujući prisutnosti vode, stanica postaje elastična i pospješuje kretanje organskih tvari u citoplazmi.

Riža. 3. Stanične tvari.

Tablica "Svojstva kemijskog sastava stanice"

Da bismo jasno razumjeli koji su kemijski elementi dio stanice, uključili smo ih u sljedeću tablicu:

Što smo naučili?

Svaka stanica žive prirode ima svoj skup kemijskih elemenata. Što se tiče njihovog sastava, objekti žive i nežive prirode imaju sličnosti, što dokazuje njihovu blisku povezanost. Svaka stanica se sastoji od makroelemenata, mikroelemenata i ultramikroelemenata, od kojih svaki ima svoju ulogu. Nedostatak barem jednog od njih dovodi do bolesti, pa čak i smrti cijelog organizma.

Test na temu

Ocjena izvješća

Prosječna ocjena: 4.5. Ukupno primljenih ocjena: 922.

Stanica je elementarna jedinica živog bića koja posjeduje sve karakteristike organizma: sposobnost razmnožavanja, rasta, izmjene tvari i energije s okolinom, razdražljivost i postojanost kemijske proizvodnje.
Makroelementi su elementi čija količina u stanici iznosi do 0,001% tjelesne mase. Primjeri su kisik, ugljik, dušik, fosfor, vodik, sumpor, željezo, natrij, kalcij itd.
Mikroelementi su elementi čija se količina u stanici kreće od 0,001% do 0,000001% tjelesne mase. Primjeri su bor, bakar, kobalt, cink, jod itd.
Ultramikroelementi su elementi čiji sadržaj u stanici ne prelazi 0,000001% tjelesne mase. Primjeri su zlato, živa, cezij, selen itd.

2. Napravite dijagram "Stanične tvari".

3. Na što ukazuje znanstvena činjenica o sličnosti elementarnog kemijskog sastava žive i nežive prirode?
To ukazuje na zajedništvo žive i nežive prirode.

Anorganske tvari. Uloga vode i minerala u životu stanice.
1. Dajte definicije pojmova.
Anorganske tvari su voda, mineralne soli, kiseline, anioni i kationi prisutni u živim i neživim organizmima.
Voda je jedna od najčešćih anorganskih tvari u prirodi, čija se molekula sastoji od dva atoma vodika i jednog atoma kisika.

2. Nacrtajte dijagram “Strukture vode”.

3. Koje strukturne značajke molekula vode daju jedinstvena svojstva, bez kojih je život nemoguć?
Strukturu molekule vode tvore dva atoma vodika i jedan atom kisika, koji tvore dipol, odnosno voda ima dva polariteta “+” i “-”, što doprinosi njenoj propusnosti kroz stijenke membrane, sposobnosti da otapati kemikalije. Osim toga, vodeni dipoli međusobno su povezani vodikovim vezama, što osigurava njegovu sposobnost da bude u različitim agregacijskim stanjima, kao i da otapa ili ne otapa različite tvari.

4. Ispunite tablicu “Uloga vode i minerala u stanici.”

5. Koje je značenje relativne postojanosti unutrašnjeg okoliša stanice u osiguravanju njezinih vitalnih procesa?
Stalnost unutarnjeg okoliša stanice naziva se homeostaza. Poremećaj homeostaze dovodi do oštećenja stanice ili njezine smrti, u stanici se neprestano odvija plastični metabolizam i izmjena energije, to su dvije komponente metabolizma, a poremećaj tog procesa dovodi do oštećenja ili smrti cijelog organizma.

6. Čemu služe tamponski sustavi živih organizama i koji je princip njihova funkcioniranja?
Puferski sustavi održavaju određenu pH vrijednost (pokazatelj kiselosti) okoliša u biološkim tekućinama. Princip rada je da pH medija ovisi o koncentraciji protona u tom mediju (H+). Puferski sustav je sposoban apsorbirati ili donirati protone ovisno o njihovom ulasku u okoliš izvana ili, obrnuto, uklanjanju iz okoliša, dok se pH neće promijeniti. Prisutnost puferskih sustava neophodna je u živom organizmu, budući da zbog promjena u okolišnim uvjetima pH može jako varirati, a većina enzima djeluje samo pri određenoj pH vrijednosti.
Primjeri sustava međuspremnika:
karbonat-hidrokarbonat (mješavina Na2SO3 i NaHCO3)
fosfat (mješavina K2HPO4 i KH2PO4).

Organske tvari. Uloga ugljikohidrata, lipida i bjelančevina u životu stanice.
1. Dajte definicije pojmova.
Organske tvari su tvari koje nužno sadrže ugljik; oni su dio živih organizama i nastaju samo uz njihovo sudjelovanje.
Proteini su organske tvari visoke molekularne težine koje se sastoje od alfa aminokiselina povezanih u lanac peptidnom vezom.
Lipidi su velika skupina prirodnih organskih spojeva, uključujući masti i tvari slične mastima. Molekule jednostavnih lipida sastoje se od alkohola i masnih kiselina, složenih - od alkohola, visokomolekularnih masnih kiselina i drugih komponenti.
Ugljikohidrati su organske tvari koje sadrže karbonilne i nekoliko hidroksilnih skupina i inače se nazivaju šećeri.

2. Dopunite tablicu podacima koji nedostaju “Građa i funkcije organskih tvari stanice.”

3. Što se podrazumijeva pod denaturacijom proteina?
Denaturacija proteina je gubitak prirodne strukture proteina.

Nukleinske kiseline, ATP i drugi organski spojevi stanice.
1. Dajte definicije pojmova.
Nukleinske kiseline su biopolimeri koji se sastoje od monomera – nukleotida.
ATP je spoj koji se sastoji od dušične baze adenina, ugljikohidrata riboze i tri ostatka fosforne kiseline.
Nukleotid je monomer nukleinske kiseline koji se sastoji od fosfatne skupine, šećera s pet ugljika (pentoze) i dušične baze.
Makroergička veza je veza između ostataka fosforne kiseline u ATP-u.
Komplementarnost je prostorna međusobna podudarnost nukleotida.

2. Dokažite da su nukleinske kiseline biopolimeri.
Nukleinske kiseline sastoje se od velikog broja nukleotida koji se ponavljaju i imaju masu od 10 000 do nekoliko milijuna ugljikovih jedinica.

3. Opišite strukturne značajke molekule nukleotida.
Nukleotid je spoj triju komponenti: ostatka fosforne kiseline, šećera s pet ugljika (riboza) i jednog od dušikovih spojeva (adenin, gvanin, citozin, timin ili uracil).

4. Kakva je struktura molekule DNA?
DNK je dvostruka spirala koja se sastoji od mnogih nukleotida koji su međusobno povezani kovalentnim vezama između deoksiriboze jednog i ostatka fosforne kiseline drugog nukleotida. Dušikove baze, koje se nalaze s jedne strane okosnice jednog lanca, povezane su H-vezama s dušikovim bazama drugog lanca po principu komplementarnosti.

5. Primjenom načela komplementarnosti konstruirajte drugi lanac DNA.
T-A-T-C-A-G-A-C-C-T-A-C
A-T-A-G-T-C-T-G-G-A-T-G.

6. Koje su glavne funkcije DNK u stanici?
Uz pomoć četiri vrste nukleotida, DNK bilježi sve važne informacije u stanici o organizmu, koje se prenose sljedećim generacijama.

7. Po čemu se molekula RNA razlikuje od molekule DNA?
RNK je jedan lanac manji od DNK. Nukleotidi sadrže šećer ribozu, a ne deoksiribozu, kao u DNK. Dušična baza, umjesto timina, je uracil.

8. Što je zajedničko strukturama molekula DNA i RNA?
I RNA i DNA su biopolimeri sastavljeni od nukleotida. Ono što je zajedničko nukleotidima u strukturi je prisutnost ostatka fosforne kiseline i baza adenina, gvanina i citozina.

9. Ispunite tablicu “Vrste RNK i njihove funkcije u stanici.”

10. Što je ATP? Koja je njegova uloga u stanici?
ATP – adenozin trifosfat, visokoenergetski spoj. Njegove su funkcije univerzalni skladišti i prijenosnik energije u stanici.

11. Kakva je struktura molekule ATP?
ATP se sastoji od tri ostatka fosforne kiseline, riboze i adenina.

12. Što su vitamini? Na koje su dvije velike skupine podijeljeni?
Vitamini su biološki aktivni organski spojevi koji imaju važnu ulogu u metaboličkim procesima. Dijele se na topive u vodi (C, B1, B2 itd.) i topive u mastima (A, E itd.).

13. Ispunite tablicu “Vitamini i njihova uloga u ljudskom organizmu.”