КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТОК ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ часть

КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТОК ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ часть 1

Этапы в истории цитологии n 1 этап – описательные наблюдения n Развитие микроскопической техники n 1590 г. – Ганс и Захарий Янсен – изобретение микроскопа

Этапы в истории цитологии n Описание клеток n 1665 г. – Роберт Гук – исследование растительных клеток (срез пробки) n 1676 г. – А. ван Левенгук – описание клеток животных организмов: n n Эритроциты Сперматозоиды Клетки сердечной мышцы Одноклеточные животные

Этапы в истории цитологии n 2 этап – создание клеточной теории 1838 -39 гг. – М. Шлейден, Т. Шванн: n Все животные и растения состоят из клеток. n Клетки растений и животных путём сходны по строению, образуются и растут по одним и тем же законам. 1855 г. – Рудольф Вирхов: n Каждая клетка образуется из клетки путём деления

Этапы в истории цитологии n 3 этап – создание современной клеточной теории: n Все живые организмы состоят из клеток n Клетка — единица строения, жизнедеятельности, размножения, роста и развития живых организмов. n Клетка — единая система, состоящая из множества закономерно связанных друг с другом элементов, представляющих собой определённое целостное образование. n Ядро − главная составная часть клетки (эукариот). n Новые клетки образуются только в результате деления исходных клеток. n Клетки многоклеточных организмов образуют ткани, ткани образуют органы. Жизнь организма в целом обусловлена взаимодействием составляющих его клеток. n Клеточное строение организмов – признак единства их происхождения

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТОК n. Всего более 80 элементов таблицы Менделеева: n. Элементы, количество которых составляет от 10 до 0, 001% от массы тела называют макроэлементами n. А те, на долю которых приходиться менее 0, 001% микроэлементами

МАКРОЭЛЕМЕНТЫ: n 1 ГРУППА n «основные элементы» или биогенные (98%) n n Углерод (С), Кислород (О), Азот (N), Водород (Н) q q q q 2 ГРУППА Собственно макроэлементы (1, 9%) Калий (K), Фосфор (P), Сера (S), Магний (Mg), Хлор (Cl), Кальций (Ca), Натрий (Na), Железо (Fe)

Кислород. Входит в состав воды и всех органических молекул: белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот. Важная роль в обмене веществ, как окислителя для получения энергии.

Водород. Также входит в состав воды и всех органических соединений. Ионы водорода создают кислую среду и способствуют протеканию многих реакций, например, для пищеварения в желудке. Особенно чувствителен организм к увеличению или уменьшению водорода, точнее иона водорода, от которого зависит кислотность внутренней среды

Углерод. Базовый строительный материал всех органических соединений.

Азот. Входит в состав основного строительного материала клетки – в белки. Кроме того, входит в состав ДНК и РНК, АТФ.

Собственно макроэлементы n Фосфор. Участвует в энергетическом обмене, так как является составляющей частью АТФ. Соли фосфора входят в состав костей, придавая им твердость. Недостаток фосфора приводит к рахиту, снижает мышечную и умственную деятельность ЕШЬТЕ

Сера. В основном, встречается в белках. Входит в состав витамина В 1 и некоторых ферментов. Особенно большое значение имеет для хемосинтезирующих бактерий.

Калий и натрий. Ионы этих металлов обеспечивают разность потенциалов по разные стороны клеточной мембраны, что делает возможным работу клетки. Образуют так называемый калие-натриевый барьер. Ион натрия окружен оболочкой воды, поэтому потеря натрия ведет и к потере воды, а избыток – скопление лишней жидкости в организме, что приводит к гипертонии.

Железо. Около 55% железа находится в эритроцитах, входит в состав белка гемоглобина. Примерно 21% откладывается «про запас» в печени и селезенке. Людям, страдающим железодефицитной анемией необходимо употреблять мясо, а чай – ограничить, так как из-за дубильных веществ в чае, они образуют трудно расщепляемый в организме комплекс.

Кальций. Необходим для нормального развития скелета, работы нервной системы. При избытке кальция развивается мочекаменная болезнь. Способствует свертыванию крови. Входит в состав хлорофилла.

Микроэлементы. n n Содержатся в организме в количестве 0, 001 -0, 000001%. К этой группе относятся в основном ионы тяжелых металлов, составные компоненты ферментов, гормонов и других жизненно важных соединений Таковыми являются: марганец (Mn), бор (B), кобальт (Co), медь (Cu), молибден (Mo), цинк (Zn), йод (I), бром (Br), алюминий (Ai), фтор (F). Среди микроэлементов выделяют «ультрамикроэлементы» , встречающиеся в живых организмах в следовых концентрациях.

Марганец. Участвует в фотолизе воды при фотосинтезе. В следовых количествах обнаружен в ферментах, катализирующих окислительновосстановительные реакции. Участвует в синтезе витамина С. Содержится в костях, печени, почках, поджелудочной железе и гипофизе (1 -3 мг/кг). При инфаркте миокарда и язвенной болезни двенадцатиперстной кишки его уровень всегда превышен, а вот у больных первичным раком и циррозом печени уровень марганца в крови весьма низок.

n n n Бор. Влияет на ростовые процессы, особенно у растений. Кобальт. У растений участвует в фиксации атмосферного азота. Молибден. Влияет на рост, развитие и воспроизводство человека и животных. Йод. Оказывает влияние на функцию щитовидной железы. Недостаток ведет к образованию зоба. Фтор. Недостаток ведет к кариесу зубов, переизбыток вызывает флюороз (пятнистость эмали зубов).

Медь. Образование костной ткани, пигмента кожи. В процессе кроветворения, у беспозвоночных – в белке гемоцианине – «голубая кровь» . Входит в состав ферментов-оксидаз. «Хозяйкой медной горы» в организме человека является печень. Содержится в форменных элементах крови – эритроцитах.

Цинк. Входит в состав гормона инсулина. Дефицит цинка вызывает расстройство половой функции. Влияет на синтез нуклеиновых кислот. Общее содержание цинка в теле человека весом 70 кг составляет 2 -3 г. Наибольшее количество обнаруживается в сетчатке глаза, предстательной железе и мышцах. Входит в состав фермента, ускоряющего выделение углекислого газа в легких. При злокачественных новообразованиях содержание ионов цинка увеличивается в 2 -3 раза.

Бром. Участвует в реакциях, которые уравновешивают процессы возбуждения и торможения в коре головного мозга. Больше всего брома в мозге, также встречается в печени и почках. Персонажи многих книг, написанных в прошлом веке, чтобы успокоиться, «принимали бром» . Не сам бром, разумеется, а растворы бромистого натрия или бромистого калия.

Алюминий. металл имеется в больших количествах в Этот растениях, они содержат в 5 -50 раз больше алюминия, чем продукты животного происхождения. В организме человека больше всего алюминия содержится в легких (5, 59%), костях, головном мозге, почках.

Ультрамикроэлементы. n n Их концентрация не превышает 0, 000001%. К ним относятся редкие элементы: уран (U), радий (Ra), золото (Au), ртуть (Hg), бериллий (Be), цезий (Cs), селен (Se) и другие.

Вода n n n Вода – одно из самых распространенных веществ на Земле. Все живые вещества состоят из воды. В среднем, в живой клетке воды 70 – 80%. Вода в клетках находится в двух состояниях: свободной и связанной.

Биологическая роль воды n Особенности молекул воды: Малые размеры n Полярность n Способность образовывать водородные связи n n Потеря 20% воды – смертельна

Физические свойства воды Сочетание высокой теплоемкости и высокой теплопроводности # потоотделение # выпадение осадков n

Физические свойства воды Прозрачность в видимом участке спектра # биоценозы озер, рек n

Физические свойства воды Практически полная несжимаемость # амниотическая жидкость, # тургор растений, # скелет червей n

Физические свойства воды Подвижность молекул #вода из почвы n

Физические свойства воды Вязкость #смазка в суставах, # плевральная жидкость n

Физические свойства воды n Универсальный растворитель

Физические свойства воды Оптимальное для биологических систем значение силы поверхностного натяжения # капилярный кровоток, # токи растворов в растении n

Физические свойства воды Расширение при замерзании #сохранение биоценозов замерзающих озер n