Химический состав клетки.?Неорганические вещества клетки

Тема: «Химический состав клетки. Неорганические вещества клетки»

Задачи:

• Дать характеристику химическому составу клетки: группам элементов входящих в состав клетки;
• Раскрыть свойства и значение воды, роль важнейших катионов и анионов в клетке.

Многообразие живых организмов на Земле

Все живые организмы на Земле делятся на две империи — империя Клеточные и империя Неклеточные. Империя Клеточные объединяет организмы, имеющие клеточное строение. К неклеточным организмам относится вирусы, объединенные в царство Вирусы.

Многообразие живых организмов на Земле

Надцарство Прокариоты (доядерные), царство Дробянки . Среди них выделяют три подцарства: Архебактерии — наиболее древние анаэробные бактерии, Эубактерии и Оксифотобактерии (синезеленые, цианобактерии). Считается, что именно древние архебактерии вступили в симбиоз с синезеленымии и бактериями окислителями.

Многообразие живых организмов на Земле

Многообразие живых организмов на Земле

Особенности живых организмов

1. Важнейший признак живого организма — способность к размножению, способность к передаче генетической информации следующему поколению. При бесполом размножении следующее поколение получают генетическую информацию от материнского организма, при половом — происходит объединение генетической информации двух организмов.

2. Живой организм является открытой системой , в него поступают питательные вещества, он использует различные виды энергии — энергию света, энергию, выделяющуюся при окислении органических и неорганических веществ, выделяет в окружающую среду продукты обмена веществ и энергию. Другими словами, между организмом и средой обитания происходит постоянный обмен веществ и энергии.

3. Клетки живых организмов образованы различными биополимерами, важнейшими из которых являются нуклеиновые кислоты и белки. Но мертвая лошадь также состоит из биополимеров, поэтому важно подчеркнуть их постоянное самообновление.

Особенности живых организмов

4. Пока организм жив, он воспринимает воздействия окружающей среды, под влиянием раздражителя происходит возбуждение и развивается ответная реакция на возбуждение. Возбудимость — важнейшее свойство организма.

5. В результате естественного отбора организмы удивительным образом адаптировались к конкретным условиям обитания . Эта адаптация началась с эволюции на уровне молекул, затем на уровне органоидов клетки — на клеточном уровне, затем на уровне многоклеточного организма.

6. Для живых организмов характерна высокая степень организации , которая проявляется в сложном строении биологических молекул, органоидов, клеток, органов, их специализации к выполнению определенных функций.

7. Также к признакам живых организмов относятся рост, старение и смерть.

Уровни организации живых организмов

1. Молекулярный , на котором изучаются органические и неорганические молекулы, их строение и функции в организме.

2. Клеточный , клетка необычайно сложная система взаимодействующих органоидов, каждый из которых приспособлен к выполнению определенных функций и является частью целостной структуры — клетки.

3. У низших многоклеточных организмов происходит специализация клеток, образуются ткани — тканевой уровень.

4. На следующем уровне — органном — происходит образование сложно устроенных органов, которые специализируются на определенных функциях и совместно формируют системы органов.

5. На организменном уровне мы имеем дело с целостным организмом, у одноклеточных организмов это одна клетка, у многоклеточных — множество клеток, которые подчиняются различным системам регуляции.

Уровни организации живых организмов

6. Организмы объединяются в популяции, популяции — в виды, формируется популяционно-видовой уровень, обеспечивающий сложные внутривидовые взаимоотношения.

7. Но любая популяция приспособлена к определенным факторам неживой природы, взаимодействует с популяциями других живых организмов, это уже биогеоценотический уровень.

8. Высшим уровнем организации жизни на Земле является биосферный , объединяющий все биогеоценозы Земли в единую живую оболочку земли — биосферу.

Химический состав клетки

Химический состав клетки

Все клетки, независимо от уровня организации, сходны по химическому составу. В живых организмах обнаружено около 80 химических элементов периодической системы Д.И.Менделеева.

По количественному содержанию в живом веществе элементы делятся на три категории:

Макроэлементы :

O , C , H , N — около 98% от массы клетки, элементы 1-ой группы;

K , Na , Ca , Mg , S , P , Cl , Fe — 1,9 % от массы клетки, элементы 2-ой группы. К макроэлементам относят элементы, концентрация которых превышает 0,001%. Они составляют основную массу живого вещества клетки.

Микроэлементы:

( Zn , Mn , Cu , Co , Mo и многие другие), доля которых составляет от 0,001% до 0,000001% (0,1 % массы клетки). Входят в состав биологически активных веществ — ферментов, витаминов и гормонов.

Ультрамикроэлементы:

( Au , U , Ra и др.), концентрация которых не превышает 0,000001%. Роль большинства элементов этой группы до сих пор не выяснена.

К неорганическим веществам относятся:

вода, составляющая примерно 70-80% массы организма;

минеральные вещества — 1-1,5%.

Вода . Самое распространенное в живых организмах неорганическое соединение. Ее содержание колеблется в широких пределах: в клетках эмали зубов вода составляет по массе около 10%, а в клетках развивающегося зародыша — более 90%.

Без воды жизнь невозможна. Она не только обязательный компонент живых клеток, но и среда обитания организмов. Биологическое значение воды основано на ее химических и физических свойствах.

Химические и физические свойства воды объясняются, прежде всего, малыми размерами молекул воды, их полярностью и способностью соединяться друг с другом водородными связями. В молекуле воды один атом кислорода ковалентно связан с двумя атомами водорода. Молекула полярна: кислородный атом несет небольшой отрицательный заряд, а два водородных — небольшие положительные заряды. Это делает молекулу воды диполем. Поэтому при взаимодействии молекул воды друг с другом между ними устанавливаются водородные связи. Они в 15—20 раз слабее ковалентной, но, поскольку каждая молекула воды способна образовывать 4 водородные связи, они существенно влияют на физические свойства воды. Большая теплоемкость, теплота плавления и теплота парообразования объясняются тем, что большая часть поглощаемого водой тепла расходуется на разрыв водородных связей между ее молекулами. Вода обладает высокой теплопроводностью. Вода практически не сжимается, прозрачна в видимом участке спектра. Наконец, вода —вещество, плотность которого в жидком состоянии больше, чем в твердом, при 4ºС у нее максимальная плотность, у льда плотность меньше, он поднимается на поверхность и защищает водоем от промерзания.

Физические и химические свойства делают ее уникальной жидкостью и определяют ее биологическое значение.

Вода — хороший растворитель ионных (полярных), а также некоторых не ионных соединений, в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные) группы. Любые полярные соединения в воде гидратируются (окружаются молекулами воды), при этом молекулы воды участвуют в образовании структуры молекул органических веществ. Если энергия притяжения молекул воды к молекулам какого-либо вещества больше, чем энергия притяжения между молекулами вещества, то вещество растворяется. По отношению к воде различают: гидрофильные вещества — вещества, хорошо растворимые в воде; гидрофобные вещества — вещества, практически нерастворимые в воде.

Большинство биохимических реакций может идти только в водном растворе; многие вещества поступают в клетку и выводятся из нее в водном растворе.

Большая теплоемкость и теплопроводность воды способствуют равномерному распределению тепла в клетке.

Благодаря большой потери тепла при испарении воды, происходит охлаждение организма.

Благодаря силам адгезии и когезии, вода способна подниматься по капиллярам (один из факторов, обеспечивающих движение воды в сосудах растений).

Вода является непосредственным участником многих химических реакций (гидролитическое расщепление белков, углеводов, жиров и др.).

Определяет напряженное состояние клеточных стенок (тургор), а также выполняет опорную функцию (гидростатический скелет, например, у круглых червей).

Минеральные вещества клетки. В основном представлены солями, которые диссоциируют на анионы и катионы.

Для процессов жизнедеятельности клетки наиболее важны катионы К+, Na +, Ca2+, Mg2+, анионы HPO42-, Cl-, HCO3-. Концентрации ионов в клетке и окружающей ее среде различны. Например, во внешней среде (плазме крови, морской воде) K+ всегда меньше, а Na + всегда больше, чем в клетке. Существует ряд механизмов, позволяющих клетке поддерживать определенное соотношение ионов в протопласте и внешней среде.

Различные ионы принимают участие во многих процессах жизнедеятельности клетки: катионы К+, Na +, Cl - обеспечивают возбудимость живых организмов; катионы Mg 2+, Mn 2+, Zn 2+, Ca 2+ и др. необходимы для нормального функционирования многих ферментов; образование углеводов в процессе фотосинтеза невозможно без Mg 2+ (составная часть хлорофилла); буферные свойства клетки (поддержание слабощелочной реакции содержимого клетки) поддерживается анионами слабых кислот (НСО3-, НРО4-) и слабыми кислотами (Н2СО3);

Фосфатная буферная система:

Низкий pH Высокий pH

НРО42- + Н+ ←―――――――→ H 2 PO 4-

Гидрофосфат — ион Дигидрофосфат — ион

Бикарбонатная буферная система:

Низкий pH Высокий pH

НСО3- + Н+ ←―――――――→ H 2С O 3

Гидрокарбонат — ион Угольная кислота

Некоторые неорганические вещества содержатся в клетке не только в растворенном, но и в твердом состоянии. Например, Са и Р содержатся в костной ткани, в раковинах моллюсков в виде двойных углекислых и фосфорнокислых солей.

Химические соединения клетки

Неорганические соединения

Органические соединения

• Вода;
• Соли.

• Белки;
• Жиры;
• Углеводы;
• НК;
• АТФ и другие низкомолекулярные соединения

К неорганическим веществам относятся:

вода, составляющая примерно 70-80% массы организма;

минеральные вещества — 1-1,5%.

Вода . Самое распространенное в живых организмах неорганическое соединение. Ее содержание колеблется в широких пределах: в клетках эмали зубов вода составляет по массе около 10%, а в клетках развивающегося зародыша — более 90%.

Без воды жизнь невозможна. Она не только обязательный компонент живых клеток, но и среда обитания организмов. Биологическое значение воды основано на ее химических и физических свойствах.

Химические и физические свойства воды объясняются, прежде всего, малыми размерами молекул воды, их полярностью и способностью соединяться друг с другом водородными связями. В молекуле воды один атом кислорода ковалентно связан с двумя атомами водорода. Молекула полярна: кислородный атом несет небольшой отрицательный заряд, а два водородных — небольшие положительные заряды. Это делает молекулу воды диполем. Поэтому при взаимодействии молекул воды друг с другом между ними устанавливаются водородные связи. Они в 15—20 раз слабее ковалентной, но, поскольку каждая молекула воды способна образовывать 4 водородные связи, они существенно влияют на физические свойства воды. Большая теплоемкость, теплота плавления и теплота парообразования объясняются тем, что большая часть поглощаемого водой тепла расходуется на разрыв водородных связей между ее молекулами. Вода обладает высокой теплопроводностью. Вода практически не сжимается, прозрачна в видимом участке спектра. Наконец, вода —вещество, плотность которого в жидком состоянии больше, чем в твердом, при 4ºС у нее максимальная плотность, у льда плотность меньше, он поднимается на поверхность и защищает водоем от промерзания.

Физические и химические свойства делают ее уникальной жидкостью и определяют ее биологическое значение.

Вода — хороший растворитель ионных (полярных), а также некоторых не ионных соединений, в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные) группы. Любые полярные соединения в воде гидратируются (окружаются молекулами воды), при этом молекулы воды участвуют в образовании структуры молекул органических веществ. Если энергия притяжения молекул воды к молекулам какого-либо вещества больше, чем энергия притяжения между молекулами вещества, то вещество растворяется. По отношению к воде различают: гидрофильные вещества — вещества, хорошо растворимые в воде; гидрофобные вещества — вещества, практически нерастворимые в воде.

Большинство биохимических реакций может идти только в водном растворе; многие вещества поступают в клетку и выводятся из нее в водном растворе.

Большая теплоемкость и теплопроводность воды способствуют равномерному распределению тепла в клетке.

Благодаря большой потери тепла при испарении воды, происходит охлаждение организма.

Благодаря силам адгезии и когезии, вода способна подниматься по капиллярам (один из факторов, обеспечивающих движение воды в сосудах растений).

Вода является непосредственным участником многих химических реакций (гидролитическое расщепление белков, углеводов, жиров и др.).

Определяет напряженное состояние клеточных стенок (тургор), а также выполняет опорную функцию (гидростатический скелет, например, у круглых червей).

Минеральные вещества клетки. В основном представлены солями, которые диссоциируют на анионы и катионы.

Для процессов жизнедеятельности клетки наиболее важны катионы К+, Na +, Ca2+, Mg2+, анионы HPO42-, Cl-, HCO3-. Концентрации ионов в клетке и окружающей ее среде различны. Например, во внешней среде (плазме крови, морской воде) K+ всегда меньше, а Na + всегда больше, чем в клетке. Существует ряд механизмов, позволяющих клетке поддерживать определенное соотношение ионов в протопласте и внешней среде.

Различные ионы принимают участие во многих процессах жизнедеятельности клетки: катионы К+, Na +, Cl - обеспечивают возбудимость живых организмов; катионы Mg 2+, Mn 2+, Zn 2+, Ca 2+ и др. необходимы для нормального функционирования многих ферментов; образование углеводов в процессе фотосинтеза невозможно без Mg 2+ (составная часть хлорофилла); буферные свойства клетки (поддержание слабощелочной реакции содержимого клетки) поддерживается анионами слабых кислот (НСО3-, НРО4-) и слабыми кислотами (Н2СО3);

Фосфатная буферная система:

Низкий pH Высокий pH

НРО42- + Н+ ←―――――――→ H 2 PO 4-

Гидрофосфат — ион Дигидрофосфат — ион

Бикарбонатная буферная система:

Низкий pH Высокий pH

НСО3- + Н+ ←―――――――→ H 2С O 3

Гидрокарбонат — ион Угольная кислота

Некоторые неорганические вещества содержатся в клетке не только в растворенном, но и в твердом состоянии. Например, Са и Р содержатся в костной ткани, в раковинах моллюсков в виде двойных углекислых и фосфорнокислых солей.

Вода . Самое распространенное в живых организмах неорганическое соединение. Ее содержание колеблется в широких пределах: в клетках эмали зубов вода составляет по массе около 10%, а в клетках развивающегося зародыша — более 90%.

Химические соединения клетки

Вода не только обязательный компонент живых клеток, но и среда обитания организмов. Биологическое значение воды основано на ее химических и физических свойствах.

Химические и физические свойства воды объясняются, прежде всего, малыми размерами молекул воды, их полярностью и способностью соединяться друг с другом водородными связями. В молекуле воды один атом кислорода ковалентно связан с двумя атомами водорода.

Молекула полярна: кислородный атом несет небольшой отрицательный заряд, а два водородных — небольшие положительные заряды . Это делает молекулу воды диполем. Поэтому при взаимодействии молекул воды друг с другом между ними устанавливаются водородные связи.

Они в 15—20 раз слабее ковалентной, но, поскольку каждая молекула воды способна образовывать 4 водородные связи, они существенно влияют на физические свойства воды. Большая теплоемкость, теплота плавления и теплота парообразования объясняются тем, что большая часть поглощаемого водой тепла расходуется на разрыв водородных связей между ее молекулами. Вода обладает высокой теплопроводностью. Вода практически не сжимается, прозрачна в видимом участке спектра. Наконец, вода —вещество, плотность которого в жидком состоянии больше, чем в твердом, при 4ºС у нее максимальная плотность, у льда плотность меньше, он поднимается на поверхность и защищает водоем от промерзания.

Физические и химические свойства делают ее уникальной жидкостью и определяют ее биологическое значение.

Вода — хороший растворитель ионных (полярных), а также некоторых не ионных соединений, в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные) группы. Любые полярные соединения в воде гидратируются (окружаются молекулами воды), при этом молекулы воды участвуют в образовании структуры молекул органических веществ. Если энергия притяжения молекул воды к молекулам какого-либо вещества больше, чем энергия притяжения между молекулами вещества, то вещество растворяется. По отношению к воде различают: гидрофильные вещества — вещества, хорошо растворимые в воде; гидрофобные вещества — вещества, практически нерастворимые в воде.

Большинство биохимических реакций может идти только в водном растворе; многие вещества поступают в клетку и выводятся из нее в водном растворе.

Большая теплоемкость и теплопроводность воды способствуют равномерному распределению тепла в клетке.

Благодаря большой потери тепла при испарении воды, происходит охлаждение организма.

Благодаря силам адгезии и когезии, вода способна подниматься по капиллярам (один из факторов, обеспечивающих движение воды в сосудах растений).

Вода является непосредственным участником многих химических реакций (гидролитическое расщепление белков, углеводов, жиров и др.).

Определяет напряженное состояние клеточных стенок (тургор), а также выполняет опорную функцию (гидростатический скелет, например, у круглых червей).

Минеральные вещества клетки. В основном представлены солями, которые диссоциируют на анионы и катионы.

Для процессов жизнедеятельности клетки наиболее важны катионы К+, Na +, Ca2+, Mg2+, анионы HPO42-, Cl-, HCO3-. Концентрации ионов в клетке и окружающей ее среде различны. Например, во внешней среде (плазме крови, морской воде) K+ всегда меньше, а Na + всегда больше, чем в клетке. Существует ряд механизмов, позволяющих клетке поддерживать определенное соотношение ионов в протопласте и внешней среде.

Различные ионы принимают участие во многих процессах жизнедеятельности клетки: катионы К+, Na +, Cl - обеспечивают возбудимость живых организмов; катионы Mg 2+, Mn 2+, Zn 2+, Ca 2+ и др. необходимы для нормального функционирования многих ферментов; образование углеводов в процессе фотосинтеза невозможно без Mg 2+ (составная часть хлорофилла); буферные свойства клетки (поддержание слабощелочной реакции содержимого клетки) поддерживается анионами слабых кислот (НСО3-, НРО4-) и слабыми кислотами (Н2СО3);

Фосфатная буферная система:

Низкий pH Высокий pH

НРО42- + Н+ ←―――――――→ H 2 PO 4-

Гидрофосфат — ион Дигидрофосфат — ион

Бикарбонатная буферная система:

Низкий pH Высокий pH

НСО3- + Н+ ←―――――――→ H 2С O 3

Гидрокарбонат — ион Угольная кислота

Некоторые неорганические вещества содержатся в клетке не только в растворенном, но и в твердом состоянии. Например, Са и Р содержатся в костной ткани, в раковинах моллюсков в виде двойных углекислых и фосфорнокислых солей.

Химические соединения клетки

Водородные связи в 15—20 раз слабее ковалентных, но, поскольку каждая молекула воды способна образовывать 4 водородные связи, они существенно влияют на физические свойства воды. Большая теплоемкость, теплота плавления и теплота парообразования объясняются тем, что большая часть поглощаемого водой тепла расходуется на разрыв водородных связей между ее молекулами.

Вода обладает высокой теплопроводностью, практически не сжимается, прозрачна в видимом участке спектра.

Наконец, вода —вещество, плотность которого в жидком состоянии больше, чем в твердом, при 4ºС у нее максимальная плотность, у льда плотность меньше, он поднимается на поверхность и защищает водоем от промерзания.

Физические и химические свойства делают ее уникальной жидкостью и определяют ее биологическое значение.

Вода — хороший растворитель ионных (полярных), а также некоторых не ионных соединений, в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные) группы. Любые полярные соединения в воде гидратируются (окружаются молекулами воды), при этом молекулы воды участвуют в образовании структуры молекул органических веществ. Если энергия притяжения молекул воды к молекулам какого-либо вещества больше, чем энергия притяжения между молекулами вещества, то вещество растворяется. По отношению к воде различают: гидрофильные вещества — вещества, хорошо растворимые в воде; гидрофобные вещества — вещества, практически нерастворимые в воде.

Большинство биохимических реакций может идти только в водном растворе; многие вещества поступают в клетку и выводятся из нее в водном растворе.

Большая теплоемкость и теплопроводность воды способствуют равномерному распределению тепла в клетке.

Благодаря большой потери тепла при испарении воды, происходит охлаждение организма.

Благодаря силам адгезии и когезии, вода способна подниматься по капиллярам (один из факторов, обеспечивающих движение воды в сосудах растений).

Вода является непосредственным участником многих химических реакций (гидролитическое расщепление белков, углеводов, жиров и др.).

Определяет напряженное состояние клеточных стенок (тургор), а также выполняет опорную функцию (гидростатический скелет, например, у круглых червей).

Минеральные вещества клетки. В основном представлены солями, которые диссоциируют на анионы и катионы.

Для процессов жизнедеятельности клетки наиболее важны катионы К+, Na +, Ca2+, Mg2+, анионы HPO42-, Cl-, HCO3-. Концентрации ионов в клетке и окружающей ее среде различны. Например, во внешней среде (плазме крови, морской воде) K+ всегда меньше, а Na + всегда больше, чем в клетке. Существует ряд механизмов, позволяющих клетке поддерживать определенное соотношение ионов в протопласте и внешней среде.

Различные ионы принимают участие во многих процессах жизнедеятельности клетки: катионы К+, Na +, Cl - обеспечивают возбудимость живых организмов; катионы Mg 2+, Mn 2+, Zn 2+, Ca 2+ и др. необходимы для нормального функционирования многих ферментов; образование углеводов в процессе фотосинтеза невозможно без Mg 2+ (составная часть хлорофилла); буферные свойства клетки (поддержание слабощелочной реакции содержимого клетки) поддерживается анионами слабых кислот (НСО3-, НРО4-) и слабыми кислотами (Н2СО3);

Фосфатная буферная система:

Низкий pH Высокий pH

НРО42- + Н+ ←―――――――→ H 2 PO 4-

Гидрофосфат — ион Дигидрофосфат — ион

Бикарбонатная буферная система:

Низкий pH Высокий pH

НСО3- + Н+ ←―――――――→ H 2С O 3

Гидрокарбонат — ион Угольная кислота

Некоторые неорганические вещества содержатся в клетке не только в растворенном, но и в твердом состоянии. Например, Са и Р содержатся в костной ткани, в раковинах моллюсков в виде двойных углекислых и фосфорнокислых солей.

Химические соединения клетки

Вода — хороший растворитель ионных (полярных), а также некоторых не ионных соединений, в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные) группы.

Любые полярные соединения в воде гидратируются (окружаются молекулами воды), при этом молекулы воды участвуют в образовании структуры молекул органических веществ. Если энергия притяжения молекул воды к молекулам какого-либо вещества больше, чем энергия притяжения между молекулами вещества, то вещество растворяется.

По отношению к воде различают: гидрофильные вещества — вещества, хорошо растворимые в воде; гидрофобные вещества — вещества, практически нерастворимые в воде.

Большинство биохимических реакций может идти только в водном растворе; многие вещества поступают в клетку и выводятся из нее в водном растворе.

Большая теплоемкость и теплопроводность воды способствуют равномерному распределению тепла в клетке.

Благодаря большой потери тепла при испарении воды, происходит охлаждение организма.

Благодаря силам адгезии и когезии, вода способна подниматься по капиллярам (один из факторов, обеспечивающих движение воды в сосудах растений).

Вода является непосредственным участником многих химических реакций (гидролитическое расщепление белков, углеводов, жиров и др.).

Определяет напряженное состояние клеточных стенок (тургор), а также выполняет опорную функцию (гидростатический скелет, например, у круглых червей).

Минеральные вещества клетки. В основном представлены солями, которые диссоциируют на анионы и катионы.

Для процессов жизнедеятельности клетки наиболее важны катионы К+, Na +, Ca2+, Mg2+, анионы HPO42-, Cl-, HCO3-. Концентрации ионов в клетке и окружающей ее среде различны. Например, во внешней среде (плазме крови, морской воде) K+ всегда меньше, а Na + всегда больше, чем в клетке. Существует ряд механизмов, позволяющих клетке поддерживать определенное соотношение ионов в протопласте и внешней среде.

Различные ионы принимают участие во многих процессах жизнедеятельности клетки: катионы К+, Na +, Cl - обеспечивают возбудимость живых организмов; катионы Mg 2+, Mn 2+, Zn 2+, Ca 2+ и др. необходимы для нормального функционирования многих ферментов; образование углеводов в процессе фотосинтеза невозможно без Mg 2+ (составная часть хлорофилла); буферные свойства клетки (поддержание слабощелочной реакции содержимого клетки) поддерживается анионами слабых кислот (НСО3-, НРО4-) и слабыми кислотами (Н2СО3);

Фосфатная буферная система:

Низкий pH Высокий pH

НРО42- + Н+ ←―――――――→ H 2 PO 4-

Гидрофосфат — ион Дигидрофосфат — ион

Бикарбонатная буферная система:

Низкий pH Высокий pH

НСО3- + Н+ ←―――――――→ H 2С O 3

Гидрокарбонат — ион Угольная кислота

Некоторые неорганические вещества содержатся в клетке не только в растворенном, но и в твердом состоянии. Например, Са и Р содержатся в костной ткани, в раковинах моллюсков в виде двойных углекислых и фосфорнокислых солей.

Химические соединения клетки

Большинство биохимических реакций может идти только в водном растворе; многие вещества поступают в клетку и выводятся из нее в водном растворе.

Большая теплоемкость и теплопроводность воды способствуют равномерному распределению тепла в клетке.

Благодаря большой потери тепла при испарении воды, происходит охлаждение организма.

Благодаря силам адгезии и когезии, вода способна подниматься по капиллярам (один из факторов, обеспечивающих движение воды в сосудах растений).

Минеральные вещества клетки. В основном представлены солями, которые диссоциируют на анионы и катионы.

Для процессов жизнедеятельности клетки наиболее важны катионы К+, Na +, Ca2+, Mg2+, анионы HPO42-, Cl-, HCO3-. Концентрации ионов в клетке и окружающей ее среде различны. Например, во внешней среде (плазме крови, морской воде) K+ всегда меньше, а Na + всегда больше, чем в клетке. Существует ряд механизмов, позволяющих клетке поддерживать определенное соотношение ионов в протопласте и внешней среде.

Различные ионы принимают участие во многих процессах жизнедеятельности клетки: катионы К+, Na +, Cl - обеспечивают возбудимость живых организмов; катионы Mg 2+, Mn 2+, Zn 2+, Ca 2+ и др. необходимы для нормального функционирования многих ферментов; образование углеводов в процессе фотосинтеза невозможно без Mg 2+ (составная часть хлорофилла); буферные свойства клетки (поддержание слабощелочной реакции содержимого клетки) поддерживается анионами слабых кислот (НСО3-, НРО4-) и слабыми кислотами (Н2СО3);

Фосфатная буферная система:

Низкий pH Высокий pH

НРО42- + Н+ ←―――――――→ H 2 PO 4-

Гидрофосфат — ион Дигидрофосфат — ион

Бикарбонатная буферная система:

Низкий pH Высокий pH

НСО3- + Н+ ←―――――――→ H 2С O 3

Гидрокарбонат — ион Угольная кислота

Некоторые неорганические вещества содержатся в клетке не только в растворенном, но и в твердом состоянии. Например, Са и Р содержатся в костной ткани, в раковинах моллюсков в виде двойных углекислых и фосфорнокислых солей.

Итоги: роль воды для живых организмов

• Является основой внутренней и внутриклеточной среды;
• Обеспечивает транспорт веществ;
• Обеспечивает поддержание пространственной структуры (гидратирует полярные молекулы, окружает неполярные молекулы, способствуя их слипанию);
• Служит растворителем и средой для диффузии;
• Участвует в реакциях фотосинтеза и гидролиза;
• Способствует охлаждению организма;
• Является средой обитания для многих организмов;
• Обеспечивает равномерное распределение тепла в организме;
• Максимальная плотность при +4 ° С, лед образуется на поверхности воды.

Значение солей

Важнейшие анионы

Н 2 РО 4 - , НРО 4 2- , НСО 3 -, С l -

Важнейшие катионы

К + , Na + , Ca 2+ и др.

Буферность – способность поддерживать рН на определенном уровне. Величина рН, равная 7,0 соответствует нейтральному, ниже 7,0 – кислому, выше 7,0 – щелочному раствору.

Дигидрофосфат-ион; гидрофосфат-ион

Н 2 РО 4 - -------------------------- НРО 4 2- + Н +

Гидрокарбонат-ион; угольная кислота

НСО 3 - + Н + ----------------------Н 2 СО 3

Являются буферными системами, поддерживающими определенный рН – 7,4 в клетке.

На внешней поверхности мембраны всегда больше Na + чем на внутренней, и меньше К + , чем на внутренней

Минеральные вещества клетки. В основном представлены солями, которые диссоциируют на анионы и катионы.

Для процессов жизнедеятельности клетки наиболее важны катионы К+, Na +, Ca2+, Mg2+, анионы HPO42-, Cl-, HCO3-. Концентрации ионов в клетке и окружающей ее среде различны. Например, во внешней среде (плазме крови, морской воде) K+ всегда меньше, а Na + всегда больше, чем в клетке. Существует ряд механизмов, позволяющих клетке поддерживать определенное соотношение ионов в протопласте и внешней среде.

Различные ионы принимают участие во многих процессах жизнедеятельности клетки: катионы К+, Na +, Cl - обеспечивают возбудимость живых организмов; катионы Mg 2+, Mn 2+, Zn 2+, Ca 2+ и др. необходимы для нормального функционирования многих ферментов; образование углеводов в процессе фотосинтеза невозможно без Mg 2+ (составная часть хлорофилла); буферные свойства клетки (поддержание слабощелочной реакции содержимого клетки) поддерживается анионами слабых кислот (НСО3-, НРО4-) и слабыми кислотами (Н2СО3);

Фосфатная буферная система:

Низкий pH Высокий pH

НРО42- + Н+ ←―――――――→ H 2 PO 4-

Гидрофосфат — ион Дигидрофосфат — ион

Бикарбонатная буферная система:

Низкий pH Высокий pH

НСО3- + Н+ ←―――――――→ H 2С O 3

Гидрокарбонат — ион Угольная кислота

Некоторые неорганические вещества содержатся в клетке не только в растворенном, но и в твердом состоянии. Например, Са и Р содержатся в костной ткани, в раковинах моллюсков в виде двойных углекислых и фосфорнокислых солей.

Данные катионы обеспечивают возбудимость клетки и проведение нервного импульса.

Значение солей

Как отреагирует фосфатная буферная система на понижение рН?

Как отреагирует карбонатная буферная система на повышение рН?

Дигидрофосфат-ион; гидрофосфат-ион

Н 2 РО 4 - НРО 4 2- + Н +

Гидрокарбонат-ион; угольная кислота

НСО 3 - + Н + Н 2 СО 3

Повторение

• Перечислите уровни организации живой материи.
• Какие четыре царства различают в империи Клеточные?
• Какие элементы называются биогенными? Сколько их?
• На какие группы делятся макроэлементы?
• Чем ковалентные связи отличаются от водородных?
• Почему лед образуется на поверхности воды?
• Какие вещества называются гидрофобными? Гидрофильными?
• Что такое гидратация?
• Как с помощью карбонатной буферной системы регулируется рН?

Повторение

• Какой заряд на атоме кислорода и на атомах водорода в молекуле воды?
• Сколько водородных связей может образовывать одна молекула воды?
• Почему ион натрия имеет положительный заряд?
• Почему ион хлора имеет отрицательный заряд?