Химический состав клетки Органические и неорганические вещества

Химический состав клетки Органические и неорганические вещества

Элементный состав клеток • 80% всех химических элементов встречается в живых организмах • Кислород – 60% • Углерод – 20% • Водород – 10% • Азот, кальций, фосфор, хлор, калий, сера, натрий, магний - 5% все вместе • Остальные элементы не более 0, 1%

Вода • • • В клетках костной ткани 20% В головном мозге 85% 2/3 массы человека вода 95% - медуза 10 – 12% семена растений

Свойства воды обусловлены строением молекулы

Характеристика воды • • Легко проникает через мембраны Хороший растворитель для полярных соединений Транспортная функция воды Высокая теплоёмкость при минимальном изменении собственной температуры Защищает клетку от перегрева за счёт испарения Высокая теплопроводность (распределение тепла между клетками) Растворитель для смазочных веществ (суставы) Плотность воды максимальна при 4 градусах С (лёд защищает водоёмы от промерзания)

Гидрофильные и гидрофобные вещества • Гидрофильные: соли, сахара, аминокислоты и другие вещества хорошо растворимые в воде • Гидрофобные: жиры (практически не растворимые в воде)

Соли • Образованы: • катионами калия, натрия, магния и др. металлов • анионами Cl, HCO 3, HSO 4 и ДР. • Разное число ионов натрия и калия на наружной и внутренней стороне мембран создаёт мембранный потенциал, необходимый для проведения возбуждения по нерву и мышце • Ионы калия и натрия – активаторы многих ферментов

Неорганические кислоты и их соли • Соляная создаёт кислую среду в желудке, способствуя перевариванию белков • Остатки фосфорной кислоты, присоединяясь к ферментам и др. белкам изменяют их физиологическую активность • Остатки серной кислоты присоединяясь к нерастворимым в воде чужеродным веществам придаёт им растворимость и способствует выведению из организма

Неорганические кислоты и их соли • Калиевые и натриевые соли азотной и фосфорной кислот, кальциевая соль серной кислоты – составная часть минерального питания растений (удобрения)

Биополимеры • Органические соединения, входящие в состав клеток и продуктов их жизнедеятельности • Полимер – многозвеньевая цепь • Мономер – единица строения полимера, более простое вещество • Регулярные полимеры: абабаба, аааа (крахмал, гликоген, целлюлоза) • Нерегулярные: не имеют закономерности повторяемости мономеров (белки)

Углеводы • • Состав: С, Н, О; Сn(Н 2 О)m Простые глюкоза (С 6 Н 12 О 6) Дисахариды (сахароза) О-О Полисахариды (крахмал, целлюлоза, гликоген) О-О-О-О

Функции углеводов • Энергетическая (расщепляются до углекислого газа и воды с выделением энергии) • Запасающая (крахмал, гликоген) • Структурная (целлюлоза) • Сигнальная, узнавание, распознавание (гликокаликс)

Липиды • • Жиры и жироподобные вещества Гидрофобные, неполярные соединения Функции: Энергетическая, Запасающая Регуляторная (входят в состав гормонов) Структурная (липидный слой клеточных мембран)

Белки • Биополимеры, мономеры – аминокислоты • Известно 20 аминокислот в составе живых клеток

Аминокислоты Содержат аминогруппу и карбоксильную группу, образуют ковалентную связь за счёт выделения молекулы воды (пептидная связь)

Структура белка • Первичная структура (полипептидная цепь) определяется порядком расположения аминокислот ( поддерживается пептидными связями) • Вторичная, спиральная структура поддерживается водородными связями между группами N-H и С-О, расположенными в разных витках

• Третичная структура белка – клубок поддерживается связями между положительно и отрицательно заряженными радикалами аминокислот и гидрофобными связями • Четвертичная структура образуется несколькими полипептидными цепями (гемоглобин)

Свойства белка • Денатурация – утрата сложной структуры • Ренатурация – восстановление структуры • Способность белков к обратимому изменению пространственной структуры в ответ на воздействие физических или химических факторов лежит в основе раздражимости – важнейшего свойства живых организмов

Функции белков • • • Структурная Ферментативная Регуляторная Защитная Энергетическая

Нуклеиновые кислоты • ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота • Мономеры нуклеотиды Состав нуклеотида • Одно из азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин, тимин • Пятиуглеродный сахар дезоксирибоза • Остаток фосфорной кислоты • Функция хранение наследственной информации

Строение нуклеотида ДНК

Строение ДНК

РНК Одна цепь нуклеотидов Сахар рибоза Остаток фосфорной кислоты Состав нуклеотидов: аденин, гуанин, цитозин, урацил • Функции: информационная, транспортная • •

Строение АТФ

Функции АТФ • Универсальный биологический аккумулятор энергии • Световая энергия Солнца и энергия, заключённая в потребляемой пище, запасается в молекулах АТФ

Витамины • Конечный продукт биосинтеза • Организм не способен синтезировать сам, а получает готовым из вне • Большинство витаминов в клетке становятся частями ферментов и участвуют в биохимических реакциях • Недостаток витаминов приводит к нарушению работы ферментов и тяжёлым заболеваниям - авитаминозам