Οι ορυκτές ουσίες του κυττάρου και η σημασία τους πίνακας. §οκτώ. Τα ορυκτά και ο ρόλος τους στο κύτταρο. Έχουμε σίδερο

Ένα κύτταρο δεν είναι μόνο μια δομική μονάδα όλων των ζωντανών όντων, ένα είδος τούβλου ζωής, αλλά και ένα μικρό βιοχημικό εργοστάσιο στο οποίο λαμβάνουν χώρα διάφοροι μετασχηματισμοί και αντιδράσεις κάθε κλάσμα του δευτερολέπτου. Έτσι σχηματίζονται τα δομικά συστατικά που είναι απαραίτητα για τη ζωή και την ανάπτυξη του σώματος: οι μεταλλικές ουσίες του κυττάρου, το νερό και ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό να γνωρίζουμε τι θα συμβεί εάν ένα από αυτά δεν είναι αρκετό. Τι ρόλο παίζουν οι διάφορες ενώσεις στη ζωή αυτών των μικροσκοπικών, δομικών σωματιδίων των ζωντανών συστημάτων που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι; Ας προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε αυτό το ζήτημα.

Ταξινόμηση κυτταρικών ουσιών

Όλες οι ενώσεις που αποτελούν τη μάζα του κυττάρου, αποτελούν τα δομικά του μέρη και είναι υπεύθυνες για την ανάπτυξή του, τη διατροφή, την αναπνοή, την πλαστική και την κανονική ανάπτυξή του, μπορούν να χωριστούν σε τρεις μεγάλες ομάδες. Πρόκειται για κατηγορίες όπως:

• οργανικός;
• ανόργανες ουσίες του κυττάρου (ορυκτά άλατα).
• νερό.

Συχνά το τελευταίο αναφέρεται στη δεύτερη ομάδα ανόργανων συστατικών. Εκτός από αυτές τις κατηγορίες, μπορείτε να ορίσετε αυτές που αποτελούνται από τον συνδυασμό τους. Αυτά είναι μέταλλα που αποτελούν το μόριο των οργανικών ενώσεων (για παράδειγμα, ένα μόριο αιμοσφαιρίνης που περιέχει ένα ιόν σιδήρου είναι πρωτεϊνικής φύσης).

Ορυκτά του κυττάρου

Αν μιλάμε συγκεκριμένα για τις ορυκτές ή ανόργανες ενώσεις που συνθέτουν κάθε ζωντανό οργανισμό, τότε επίσης δεν είναι ίδιες τόσο στη φύση όσο και σε ποσοτική περιεκτικότητα. Επομένως, έχουν τη δική τους ταξινόμηση.

Όλες οι ανόργανες ενώσεις μπορούν να χωριστούν σε τρεις ομάδες.

1. Μακροθρεπτικά συστατικά. Εκείνοι των οποίων το περιεχόμενο μέσα στο κελί είναι περισσότερο από 0,02% του συνολικό βάροςδεν οργανική ύλη. Παραδείγματα: άνθρακας, οξυγόνο, υδρογόνο, άζωτο, μαγνήσιο, ασβέστιο, κάλιο, χλώριο, θείο, φώσφορος, νάτριο.
2. Ιχνοστοιχεία - λιγότερο από 0,02%. Αυτά περιλαμβάνουν: ψευδάργυρο, χαλκό, χρώμιο, σελήνιο, κοβάλτιο, μαγγάνιο, φθόριο, νικέλιο, βανάδιο, ιώδιο, γερμάνιο.
3. Ultramicroστοιχεία - η περιεκτικότητα είναι μικρότερη από 0,0000001%. Παραδείγματα: χρυσός, καίσιο, πλατίνα, ασήμι, υδράργυρος και μερικά άλλα.

Μπορείτε επίσης να επισημάνετε αρκετά στοιχεία που είναι οργανογόνα, δηλαδή αποτελούν τη βάση οργανικών ενώσεων από τις οποίες είναι δομημένο το σώμα ενός ζωντανού οργανισμού. Αυτά είναι στοιχεία όπως:

• υδρογόνο;
• άζωτο;
• άνθρακας;
• οξυγόνο.

Χτίζουν τα μόρια των πρωτεϊνών (η βάση της ζωής), των υδατανθράκων, των λιπιδίων και άλλων ουσιών. Ωστόσο, τα μέταλλα είναι επίσης υπεύθυνα για τη φυσιολογική λειτουργία του οργανισμού. Η χημική σύσταση του κυττάρου υπολογίζεται σε δεκάδες στοιχεία από τον περιοδικό πίνακα, τα οποία είναι το κλειδί για την επιτυχημένη ζωή. Μόνο περίπου 12 από όλα τα άτομα δεν παίζουν καθόλου ρόλο ή είναι αμελητέο και μη μελετημένο.

Ιδιαίτερα σημαντικά είναι ορισμένα άλατα, τα οποία πρέπει να προσλαμβάνονται με το φαγητό καθημερινά σε επαρκείς ποσότητες ώστε να μην αναπτυχθούν διάφορες ασθένειες. Για τα φυτά, αυτό είναι, για παράδειγμα, το νάτριο. Για τους ανθρώπους και τα ζώα, αυτά είναι τα άλατα ασβεστίου, το επιτραπέζιο αλάτι ως πηγή νατρίου και χλωρίου κ.λπ.

Νερό

Οι ορυκτές ουσίες του κυττάρου συνδυάζονται με νερό σε μια κοινή ομάδα, επομένως, είναι αδύνατο να μην πούμε για τη σημασία του. Τι ρόλο παίζει στο σώμα των ζωντανών όντων; Τεράστιος. Στην αρχή του άρθρου, συγκρίναμε το κύτταρο με ένα βιοχημικό εργοστάσιο. Έτσι, όλοι οι μετασχηματισμοί των ουσιών που συμβαίνουν κάθε δευτερόλεπτο πραγματοποιούνται ακριβώς στο υδάτινο περιβάλλον. Είναι ένας γενικός διαλύτης και μέσο για χημικές αλληλεπιδράσεις, διαδικασίες σύνθεσης και αποσύνθεσης.

Επιπλέον, το νερό είναι μέρος του εσωτερικού περιβάλλοντος:

• κυτόπλασμα;
• κυτταρικός χυμός στα φυτά.
• αίμα σε ζώα και ανθρώπους.
• ούρο;
• σάλιο άλλων βιολογικών υγρών.

Αφυδάτωση σημαίνει θάνατος για όλους ανεξαιρέτως τους οργανισμούς. Το νερό είναι το μέσο ζωής για τεράστιο ποσόποικιλία χλωρίδας και πανίδας. Επομένως, είναι δύσκολο να υπερεκτιμηθεί η σημασία αυτού, είναι πραγματικά απείρως σπουδαίο.

Μακροθρεπτικά συστατικά και η σημασία τους

Ορυκτές ουσίες του κυττάρου για την κανονική του εργασία έχουν μεγάλης σημασίας. Πρώτα απ 'όλα, αυτό ισχύει για τα μακροθρεπτικά συστατικά. Ο ρόλος καθενός από αυτούς έχει μελετηθεί διεξοδικά και έχει καθιερωθεί εδώ και καιρό. Έχουμε ήδη παραθέσει ποια άτομα αποτελούν την ομάδα των μακροστοιχείων, οπότε δεν θα επαναλάβουμε τους εαυτούς μας. Ας περιγράψουμε εν συντομία τον ρόλο των κύριων.

1. Ασβέστιο. Τα άλατά του είναι απαραίτητα για την παροχή ιόντων Ca 2+ στον οργανισμό. Τα ίδια τα ιόντα εμπλέκονται στις διαδικασίες διακοπής και πήξης του αίματος, παρέχουν κυτταρική εξωκυττάρωση, καθώς και μυϊκές συσπάσεις, συμπεριλαμβανομένων των καρδιακών συσπάσεων. Τα αδιάλυτα άλατα είναι η βάση των γερών οστών και δοντιών των ζώων και των ανθρώπων.
2. Κάλιο και νάτριο. Διατηρήστε την κατάσταση του κυττάρου, σχηματίστε την αντλία νατρίου-καλίου της καρδιάς.
3. Χλώριο - συμμετέχει στη διασφάλιση της ηλεκτροουδετερότητας του κυττάρου.
4. Ο φώσφορος, το θείο, το άζωτο - είναι συστατικά πολλών οργανικών ενώσεων και επίσης συμμετέχουν στο έργο των μυών, στη σύνθεση των οστών.

Φυσικά, αν εξετάσουμε κάθε στοιχείο με περισσότερες λεπτομέρειες, τότε πολλά μπορούν να ειπωθούν για την περίσσεια του στο σώμα και για την έλλειψή του. Άλλωστε και τα δύο είναι επιβλαβή και οδηγούν σε διάφορες ασθένειες.

ιχνοστοιχεία

Μεγάλος είναι και ο ρόλος των μετάλλων στο κύτταρο, που ανήκουν στην ομάδα των μικροστοιχείων. Παρά το γεγονός ότι το περιεχόμενό τους είναι πολύ μικρό στο κελί, χωρίς αυτά δεν θα μπορεί να λειτουργήσει κανονικά για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τα πιο σημαντικά από όλα τα παραπάνω άτομα αυτής της κατηγορίας είναι όπως:

• ψευδάργυρος;
• χαλκός;
• σελήνιο;
• φθόριο;
• κοβάλτιο.

Ένα φυσιολογικό επίπεδο ιωδίου είναι απαραίτητο για τη διατήρηση της λειτουργίας του θυρεοειδούς και της παραγωγής ορμονών. Το φθόριο χρειάζεται από το σώμα για την ενίσχυση του σμάλτου των δοντιών και τα φυτά - για να διατηρήσουν την ελαστικότητα και το πλούσιο χρώμα των φύλλων.

Ο ψευδάργυρος και ο χαλκός είναι στοιχεία που συνθέτουν πολλά ένζυμα και βιταμίνες. Είναι σημαντικοί συμμετέχοντες στις διαδικασίες σύνθεσης και πλαστικής ανταλλαγής.

Το σελήνιο συμμετέχει ενεργά στις διαδικασίες ρύθμισης· είναι ένα στοιχείο απαραίτητο για τη λειτουργία του ενδοκρινικού συστήματος. Το κοβάλτιο, από την άλλη πλευρά, έχει ένα άλλο όνομα - βιταμίνη Β 12, και όλες οι ενώσεις αυτής της ομάδας είναι εξαιρετικά σημαντικές για το ανοσοποιητικό σύστημα.

Επομένως, οι λειτουργίες των ορυκτών ουσιών στο κύτταρο, οι οποίες σχηματίζονται από μικροστοιχεία, δεν είναι λιγότερες από αυτές που εκτελούνται από μακροδομές. Επομένως, είναι σημαντικό να καταναλώνετε και τα δύο σε επαρκείς ποσότητες.

Υπερμικροστοιχεία

Οι ανόργανες ουσίες του κυττάρου, που σχηματίζονται από υπερμικροστοιχεία, δεν παίζουν τόσο σημαντικό ρόλο όσο αυτές που αναφέρθηκαν παραπάνω. Ωστόσο, η μακροχρόνια ανεπάρκειά τους μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη πολύ δυσάρεστων και μερικές φορές πολύ επικίνδυνων συνεπειών για την υγεία.

Για παράδειγμα, το σελήνιο περιλαμβάνεται επίσης σε αυτή την ομάδα. Η μακροχρόνια έλλειψή του προκαλεί την ανάπτυξη καρκινικών όγκων. Ως εκ τούτου, θεωρείται απαραίτητο. Όμως ο χρυσός και το ασήμι είναι μέταλλα που έχουν αρνητική επίδραση στα βακτήρια, καταστρέφοντάς τα. Επομένως, μέσα στα κύτταρα παίζουν βακτηριοκτόνο ρόλο.

Ωστόσο, γενικά, πρέπει να ειπωθεί ότι οι λειτουργίες των υπερμικροστοιχείων δεν έχουν ακόμη αποκαλυφθεί πλήρως από τους επιστήμονες και η σημασία τους παραμένει ασαφής.

Μέταλλα και οργανικές ουσίες

Πολλά μέταλλα αποτελούν μέρος των οργανικών μορίων. Για παράδειγμα, το μαγνήσιο είναι ένα συνένζυμο της χλωροφύλλης, απαραίτητο για τη φωτοσύνθεση των φυτών. Ο σίδηρος είναι μέρος του μορίου της αιμοσφαιρίνης, χωρίς το οποίο είναι αδύνατο να αναπνεύσει. Ο χαλκός, ο ψευδάργυρος, το μαγγάνιο και άλλα είναι μέρη των μορίων των ενζύμων, των βιταμινών και των ορμονών.

Προφανώς, όλες αυτές οι ενώσεις είναι σημαντικές για τον οργανισμό. Είναι αδύνατο να αποδοθούν πλήρως σε ορυκτά, αλλά εξακολουθεί να ακολουθεί εν μέρει.

Ορυκτές ουσίες του κυττάρου και η σημασία τους: βαθμός 5, πίνακας

Για να συνοψίσουμε όσα είπαμε κατά τη διάρκεια του άρθρου, θα συντάξουμε έναν γενικό πίνακα στον οποίο θα απεικονίσουμε ποιες είναι οι ορυκτές ενώσεις και γιατί χρειάζονται. Μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε όταν εξηγείτε αυτό το θέμα σε μαθητές, για παράδειγμα, στην πέμπτη τάξη.

Έτσι, οι ανόργανες ουσίες του κυττάρου και η σημασία τους θα μάθουν οι μαθητές κατά τη διάρκεια του κύριου σταδίου της εκπαίδευσης.

Συνέπειες της έλλειψης ορυκτών ενώσεων

Όταν λέμε ότι ο ρόλος των ορυκτών στο κύτταρο είναι σημαντικός, πρέπει να δώσουμε παραδείγματα που αποδεικνύουν αυτό το γεγονός.

Παραθέτουμε ορισμένες ασθένειες που αναπτύσσονται με έλλειψη ή περίσσεια οποιασδήποτε από τις ενώσεις που αναφέρονται στην πορεία του άρθρου.

1. Υπέρταση.
2. Ισχαιμία, καρδιακή ανεπάρκεια.
3. Βρογχοκήλη και άλλες παθήσεις του θυρεοειδούς αδένα (νόσος Basedow και άλλες).
4. Αναιμία.
5. Λανθασμένη ανάπτυξη και ανάπτυξη.
6. Καρκινικοί όγκοι.
7. Φθωρίωση και τερηδόνα.
8. Ασθένειες του αίματος.
9. Μυϊκή διαταραχή και νευρικό σύστημα.
10. Δυσπεψία.

Φυσικά, αυτό απέχει πολύ από το πλήρης λίστα. Επομένως, είναι απαραίτητο να παρακολουθείτε προσεκτικά ότι η καθημερινή διατροφή είναι σωστή και ισορροπημένη.

Τα μέταλλα στο κύτταρο έχουν τη μορφή αλάτων σε στερεή κατάσταση ή διασπώνται σε ιόντα.
ανόργανα ιόνταπαρουσιάζονται κατιόντακαι ανιόνταορυκτά άλατα.

Παράδειγμα:

Κατιόντα: K, Na +, Ca 2, Mg 2, NH 4 +

Ανιόντα: Cl - , H 2 PO 4 - , HPO 4 2 - , HCO 3 - , NO 3 - , SO 4 - , PO 4 3 - , CO 3 2 -

Μαζί με τις διαλυτές οργανικές ενώσεις, τα ανόργανα ιόντα παρέχουν σταθερή απόδοση οσμωτική πίεση.

Η συγκέντρωση κατιόντων και ανιόντων στο κύτταρο και στο περιβάλλον του είναι διαφορετική. Μέσα στο κύτταρο κυριαρχούν κατιόντα K και μεγάλα αρνητικά οργανικά ιόντα· στα περικυτταρικά υγρά υπάρχουν πάντα περισσότερα ιόντα Na + και Cl-. Ως αποτέλεσμα, α πιθανή διαφοράμεταξύ του περιεχομένου του κυττάρου και του περιβάλλοντός του, παρέχοντας σημαντικές διεργασίες όπως η ευερεθιστότητα και η μετάδοση της διέγερσης κατά μήκος ενός νεύρου ή ενός μυός.

Ως συστατικά των ρυθμιστικών συστημάτων του σώματος, τα ιόντα καθορίζουν τις ιδιότητές τους - την ικανότητα να διατηρούν το pH σε σταθερό επίπεδο (κοντά στο ουδέτερο), παρά το γεγονός ότι όξινα και αλκαλικά προϊόντα σχηματίζονται συνεχώς στη διαδικασία του μεταβολισμού.

Παράδειγμα:

ανιόντα φωσφορικό οξύ(HPO 4 2 - και H 2 PO 4 -) δημιουργούν ένα ρυθμιστικό σύστημα φωσφορικών στα θηλαστικά, διατηρώντας το pH του ενδοκυτταρικού υγρού στην περιοχή 6,9 - 7,4.
Το ανθρακικό οξύ και τα ανιόντα του(H 2 CO 3 και CO 3 2 -) δημιουργούν ένα ρυθμιστικό σύστημα διττανθρακικών και διατηρούν το pH του εξωκυτταρικού μέσου (πλάσμα αίματος) στο 7,4.

Ενώσεις αζώτου, φωσφόρου, ασβεστίου και άλλων ανόργανων ουσιών χρησιμοποιούνται για τη σύνθεση οργανικών μορίων (αμινοξέα, πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα κ.λπ.).

Παράδειγμα:

Ορισμένα μεταλλικά ιόντα (Mg, Ca, Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Br, Co) είναι συστατικά πολλών ενζύμων, ορμονών και βιταμινών ή τα ενεργοποιούν.

Κάλιο- διασφαλίζει τη λειτουργία των κυτταρικών μεμβρανών, διατηρεί την οξεοβασική ισορροπία, επηρεάζει τη δραστηριότητα και τη συγκέντρωση του μαγνησίου.

ιόντωνΤα Na + και K συμβάλλουν στην αγωγή των νευρικών ερεθισμάτων και στη διεγερσιμότητα των κυττάρων. Αυτά τα ιόντα αποτελούν επίσης μέρος της αντλίας νατρίου-καλίου (ενεργή μεταφορά) και δημιουργούν ένα διαμεμβρανικό κυτταρικό δυναμικό (παρέχει επιλεκτική διαπερατότητα της κυτταρικής μεμβράνης, η οποία επιτυγχάνεται λόγω της διαφοράς στις συγκεντρώσεις των ιόντων Na + και K: υπάρχουν περισσότερα Κ μέσα στο κελί, περισσότερο Na + έξω).

Τα ιόντα παίζουν βασικό ρόλο στη ρύθμιση της μυϊκής συστολής ασβέστιο(Ca 2). Τα μυοϊνίδια έχουν την ικανότητα να αλληλεπιδρούν με το ATP και να συστέλλονται μόνο εάν υπάρχουν ορισμένες συγκεντρώσεις ιόντων ασβεστίου στο μέσο. Τα ιόντα ασβεστίου είναι επίσης απαραίτητα για τη διαδικασία πήξης του αίματος.

Σίδεροείναι μέρος της αιμοσφαιρίνης στο αίμα.

1. Ποιες ουσίες ονομάζονται ορυκτές;

Απάντηση. Μεταλλικά στοιχεία χημικά στοιχείααπαραίτητο για έναν ζωντανό οργανισμό για να εξασφαλίσει κανονική ζωή (ασβέστιο φώσφορο κάλιο μαγνήσιο)

Το μαγνήσιο είναι ζωτικό στοιχείο, οι μύες χαλαρώνουν από τη συμμετοχή του. Το μαγνήσιο αναστέλλει τη διέγερση των νευρικών απολήξεων, συμμετέχει σε πολλές καταλυτικές διεργασίες, έχει την ικανότητα να διεγείρει την εντερική κινητικότητα, συμβάλλοντας έτσι στην απομάκρυνση των τοξινών (συμπεριλαμβανομένης της χοληστερόλης) και αυξάνει την έκκριση της χολής. Το μαγνήσιο έχει αγγειοδιασταλτική δράση, βελτιώνει την παροχή αίματος στον καρδιακό μυ.

Το κάλιο είναι μια μεταλλική ουσία που είναι απαραίτητη για τη φυσιολογική λειτουργία των κυττάρων του περιφερικού και κεντρικού νευρικού συστήματος, για τη διατήρηση της ωσμωτικής πίεσης, για τη φυσιολογική λειτουργία όλων των μυών. Προάγονται από την απομάκρυνση του νερού από τον οργανισμό, και κατά συνέπεια, των επιβλαβών μεταβολικών προϊόντων.

Νάτριο. Το αλάτι είναι απαραίτητο για τον οργανισμό μας. Είναι αναπόσπαστο μέρος του αίματος και του υγρού των ιστών. Η απαραίτητη ποσότητα τροφής εισέρχεται στον οργανισμό με την τροφή.

Ο φώσφορος είναι το πιο σημαντικό στοιχείο που αποτελεί μέρος των πρωτεϊνών των νουκλεϊκών οξέων, του οστικού ιστού. επηρεάζει τις διαδικασίες ανάπτυξης και αναγέννησης στους ιστούς. Ο φώσφορος είναι απαραίτητος για τα οστά, και είναι επίσης απαραίτητος στους μύες. Ο συσσωρευτής ανθρώπινης ενέργειας είναι το τριφωσφορικό οξύ αδενοσίνης (ATP). Όταν ένα άτομο εργάζεται, αυτό το οξύ διασπάται, εκπέμποντας την ενέργεια που είναι εγγενής σε αυτό.

Ένα ζωτικό στοιχείο είναι το θείο, η σημασία του οποίου καθορίζεται κυρίως από το γεγονός ότι περιλαμβάνεται στη σύνθεση των πρωτεϊνών με τη μορφή αμινοξέων που περιέχουν θείο (κυστεΐνη και μεθειονίνη), καθώς και στη σύνθεση ορισμένων ορμόνες και βιταμίνες. Οι ανάγκες ενός ατόμου σε θείο ικανοποιούνται (περίπου 1 g την ημέρα) με μια κανονική καθημερινή διατροφή.

Το χλώριο είναι επίσης ένα ζωτικό στοιχείο που εμπλέκεται στο σχηματισμό του γαστρικού υγρού, σχηματίζει πλάσμα και ενεργοποιεί μια σειρά από ένζυμα. Η περιεκτικότητα των τροφίμων σε χλώριο κυμαίνεται από 2-160 mg/%. Χωρίς την προσθήκη επιτραπέζιου αλατιού, η δίαιτα θα περιέχει 1,6 g χλωρίου.

Ο σίδηρος είναι απαραίτητος για την αιμοποίηση, παρέχει μεταφορά οξυγόνου από τους πνεύμονες στους ιστούς. Ο σίδηρος είναι μέρος της αιμοσφαιρίνης, της κόκκινης χρωστικής στο αίμα. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια σχηματίζονται στο μυελό των οστών. εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος και κυκλοφορούν σε αυτό για 6 εβδομάδες. Στη συνέχεια διασπώνται στα συστατικά τους μέρη και ο σίδηρος που περιέχεται σε αυτά εισέρχεται στη σπλήνα και το συκώτι, εναποθέτοντας εκεί «κατόπιν ζήτησης».

Ο ψευδάργυρος είναι μέρος του αίματος και του μυϊκού ιστού. Αυτό το στοιχείο είναι απαραίτητο, η σημασία του οποίου καθορίζεται από το γεγονός ότι αποτελεί μέρος της παγκρεατικής ορμόνης ινσουλίνης και το σάκχαρο του αίματος ρυθμίζεται. Είναι επίσης σημαντικό για την πλήρη επούλωση των πληγών, συμμετέχει στη ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης και προάγει το σχηματισμό προσταγλανδινών που έχουν αντιφλεγμονώδη δράση. βοηθά στην απομάκρυνση της χοληστερόλης από το σώμα.

2. Ποια διαδικασία ονομάζεται διάσπαση;

Απάντηση. Ηλεκτρολυτική διάσταση - η διαδικασία αποσύνθεσης ενός ηλεκτρολύτη σε ιόντα όταν διαλύεται στο νερό ή όταν λιώνει.

Η διάσπαση σε ιόντα συμβαίνει λόγω της αλληλεπίδρασης μιας διαλυμένης ουσίας με έναν διαλύτη. Σύμφωνα με τα δεδομένα των φασματοσκοπικών μεθόδων, αυτή η αλληλεπίδραση είναι σε μεγάλο βαθμό χημικής φύσης. Μαζί με την ικανότητα διαλυτοποίησης των μορίων του διαλύτη, ένας συγκεκριμένος ρόλος σε ηλεκτρολυτική διάστασηπαίζει επίσης μια μακροσκοπική ιδιότητα του διαλύτη - τη διηλεκτρική σταθερά του

3. Τι είναι τα ιόντα;

Απάντηση. Ένα ιόν είναι ένα σωματίδιο στο οποίο ο συνολικός αριθμός των πρωτονίων δεν είναι ισοδύναμος με τον συνολικό αριθμό των ηλεκτρονίων. Ένα ιόν στο οποίο ο συνολικός αριθμός των πρωτονίων είναι μεγαλύτερος από τον συνολικό αριθμό των ηλεκτρονίων έχει θετικό φορτίο και ονομάζεται κατιόν. Ένα ιόν στο οποίο ο συνολικός αριθμός πρωτονίων είναι μικρότερος από τον συνολικό αριθμό ηλεκτρονίων έχει αρνητικό φορτίο και ονομάζεται ανιόν.

Με τη μορφή ανεξάρτητων σωματιδίων, τα ιόντα βρίσκονται σε όλα καταστάσεις συνάθροισηςουσίες: σε αέρια (ιδίως στην ατμόσφαιρα), σε υγρά (σε τήγματα και διαλύματα), σε κρυστάλλους και στο πλάσμα (ιδιαίτερα στον διαστρικό χώρο).

Ερωτήσεις μετά την §8

1. Με ποια μορφή υπάρχουν τα μέταλλα στους ζωντανούς οργανισμούς;

Απάντηση. Οι περισσότερες από τις ορυκτές ουσίες του κυττάρου έχουν τη μορφή αλάτων, διασπώνται σε ιόντα ή σε στερεή κατάσταση.

Στο κυτταρόπλασμα σχεδόν κάθε κυττάρου υπάρχουν κρυσταλλικά εγκλείσματα, που συνήθως αποτελούνται από κακώς διαλυτά άλατα ασβεστίου και φωσφόρου. Επιπλέον, μπορεί να περιέχουν διοξείδιο του πυριτίου και άλλες ανόργανες ουσίες. Χρησιμοποιούνται για το σχηματισμό των υποστηρικτικών δομών του κυττάρου (για παράδειγμα, του ορυκτού σκελετού των ραδιολαρίων) και του σώματος - της ορυκτής ουσίας του οστικού ιστού (άλατα ασβεστίου και φωσφόρου), κελύφη μαλακίων (άλατα ασβεστίου), χιτίνη (άλατα ασβεστίου) , και τα λοιπά.

2. Ποιος είναι ο ρόλος των ανόργανων ιόντων σε ένα κύτταρο;

Απάντηση. Τα ανόργανα ιόντα, τα οποία δεν έχουν μικρή σημασία για τη διασφάλιση των ζωτικών διεργασιών των κυττάρων, αντιπροσωπεύονται από κατιόντα (K+, Na+, Ca2+, Mg2+, NH) και ανιόντα (Cl-, HPO, H2PO, HCO, NO, PO, CO) ορυκτών άλατα. Η συγκέντρωση κατιόντων και ανιόντων στο κύτταρο και στο περιβάλλον του είναι διαφορετική. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται μια διαφορά δυναμικού μεταξύ των περιεχομένων του κυττάρου και του περιβάλλοντος του, η οποία παρέχει σημαντικές διεργασίες όπως η ευερεθιστότητα και η μετάδοση της διέγερσης κατά μήκος ενός νεύρου ή ενός μυός.

3. Ποιος είναι ο ρόλος των ιόντων στα ρυθμιστικά συστήματα του σώματος;

Απάντηση. Η σταθερότητα του pH στα κύτταρα διατηρείται λόγω των ρυθμιστικών ιδιοτήτων του περιεχομένου τους. Ένα ρυθμιστικό διάλυμα είναι ένα διάλυμα που περιέχει ένα μείγμα ορισμένων ασθενές οξύκαι το διαλυτό του αλάτι. Όταν αυξάνεται η οξύτητα (συγκέντρωση ιόντων Η+), τα ελεύθερα ανιόντα από το άλας συνδυάζονται εύκολα με τα ελεύθερα ιόντα Η+ και τα απομακρύνουν από το διάλυμα. Καθώς η οξύτητα μειώνεται, απελευθερώνονται επιπλέον ιόντα Η+. Έτσι, διατηρείται μια σχετικά σταθερή συγκέντρωση ιόντων Η+ στο ρυθμιστικό διάλυμα. Ορισμένες οργανικές ενώσεις, ιδιαίτερα οι πρωτεΐνες, έχουν επίσης ρυθμιστικές ιδιότητες.

Ως συστατικά των ρυθμιστικών συστημάτων του σώματος, τα ιόντα καθορίζουν τις ιδιότητές τους - την ικανότητα να διατηρούν το pH σε σταθερό επίπεδο (κοντά στο ουδέτερο), παρά το γεγονός ότι όξινα και αλκαλικά προϊόντα σχηματίζονται συνεχώς στη διαδικασία του μεταβολισμού. Έτσι, το σύστημα ρυθμιστικού διαλύματος φωσφορικών των θηλαστικών, που αποτελείται από HPO42- και H2PO4-, διατηρεί το pH του ενδοκυτταρικού υγρού εντός της περιοχής 6,9-7,4. Το κύριο ρυθμιστικό σύστημα του εξωκυτταρικού μέσου (πλάσμα αίματος) είναι το διττανθρακικό σύστημα, το οποίο αποτελείται από H2CO3 και HCO4- και διατηρεί ένα pH 7,4

4. Γιατί η έλλειψη ή η απουσία ορισμένων μεταλλικών ιόντων οδηγεί σε διακοπή της κυτταρικής δραστηριότητας;

Απάντηση. Ορισμένα μεταλλικά ιόντα (Mg, Ca, Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Br, Co) είναι συστατικά πολλών ενζύμων, ορμονών και βιταμινών ή τα ενεργοποιούν. Για παράδειγμα, το ιόν Fe είναι μέρος της αιμοσφαιρίνης του αίματος, το ιόν Zn είναι μέρος της ορμόνης της ινσουλίνης. Με την έλλειψή τους διαταράσσονται οι πιο σημαντικές διαδικασίες της κυτταρικής ζωτικής δραστηριότητας.

Ένα κύτταρο είναι μια στοιχειώδης μονάδα ενός ζωντανού πράγματος που έχει όλα τα χαρακτηριστικά ενός οργανισμού: την ικανότητα αναπαραγωγής, ανάπτυξης, ανταλλαγής ουσιών και ενέργειας με το περιβάλλον, ευερεθιστότητα και σταθερότητα της χημικής σύνθεσης.
Μακροθρεπτικά συστατικά - στοιχεία, η ποσότητα των οποίων στο κύτταρο είναι έως και 0,001% του σωματικού βάρους. Παραδείγματα είναι το οξυγόνο, ο άνθρακας, το άζωτο, ο φώσφορος, το υδρογόνο, το θείο, ο σίδηρος, το νάτριο, το ασβέστιο κ.λπ.
Ιχνοστοιχεία – στοιχεία, η ποσότητα των οποίων στο κύτταρο είναι από 0,001% έως 0,000001% του σωματικού βάρους. Παραδείγματα είναι το βόριο, ο χαλκός, το κοβάλτιο, ο ψευδάργυρος, το ιώδιο κ.λπ.
Τα υπερμικροστοιχεία είναι στοιχεία των οποίων η περιεκτικότητα στο κύτταρο δεν υπερβαίνει το 0,000001% του σωματικού βάρους. Παραδείγματα είναι ο χρυσός, ο υδράργυρος, το καίσιο, το σελήνιο κ.λπ.

2. Φτιάξτε ένα διάγραμμα «Κυτταρικές Ουσίες».

3. Τι μιλάει επιστημονικό γεγονόςστοιχειώδεις ομοιότητες χημική σύνθεσηέμψυχη και άψυχη φύση;
Αυτό δείχνει την κοινότητα της έμψυχης και της άψυχης φύσης.

ανόργανες ουσίες. Ο ρόλος του νερού και των μετάλλων στη ζωή του κυττάρου.
1. Δώστε ορισμούς εννοιών.
Ανόργανες ουσίες είναι το νερό, τα μεταλλικά άλατα, τα οξέα, τα ανιόντα και τα κατιόντα που υπάρχουν τόσο σε ζωντανούς όσο και σε μη ζωντανούς οργανισμούς.
Το νερό είναι μια από τις πιο κοινές ανόργανες ουσίες στη φύση, το μόριο της οποίας αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου.

2. Σχεδιάστε ένα διάγραμμα της δομής του νερού.

3. Ποια χαρακτηριστικά της δομής των μορίων του νερού του δίνουν μοναδικές ιδιότητες, χωρίς τις οποίες η ζωή είναι αδύνατη;
Η δομή του μορίου του νερού σχηματίζεται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου, τα οποία σχηματίζουν ένα δίπολο, δηλαδή το νερό έχει δύο πολικότητες "+" και "-". Αυτό συμβάλλει στη διαπερατότητά του μέσω των τοιχωμάτων της μεμβράνης, την ικανότητα να διαλύω ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ. Επιπλέον, τα δίπολα του νερού συνδέονται μεταξύ τους με δεσμούς υδρογόνου, γεγονός που του εξασφαλίζει την ικανότητά του να βρίσκεται σε διάφορες καταστάσεις συσσωμάτωσης, καθώς και να διαλύει ή να μη διαλύει διάφορες ουσίες.

4. Συμπληρώστε τον πίνακα «Ο ρόλος του νερού και των μετάλλων στο κελί».

5. Ποια είναι η σημασία της σχετικής σταθερότητας του εσωτερικού περιβάλλοντος του κυττάρου για τη διασφάλιση των διαδικασιών της ζωτικής του δραστηριότητας;
Η σταθερότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος του κυττάρου ονομάζεται ομοιόσταση. Η παραβίαση της ομοιόστασης οδηγεί σε βλάβη στο κύτταρο ή στο θάνατό του, ο πλαστικός μεταβολισμός και ο ενεργειακός μεταβολισμός συμβαίνουν συνεχώς στο κύτταρο, αυτά είναι δύο συστατικά του μεταβολισμού και η παραβίαση αυτής της διαδικασίας οδηγεί σε βλάβη ή θάνατο ολόκληρου του οργανισμού.

6. Ποιος είναι ο σκοπός των ρυθμιστικών συστημάτων των ζωντανών οργανισμών και ποια η αρχή της λειτουργίας τους;
Τα ρυθμιστικά συστήματα διατηρούν μια ορισμένη τιμή pH (δείκτης οξύτητας) του μέσου στα βιολογικά υγρά. Η αρχή λειτουργίας είναι ότι το pH του μέσου εξαρτάται από τη συγκέντρωση των πρωτονίων σε αυτό το μέσο (Η+). Το ρυθμιστικό σύστημα είναι ικανό να απορροφά ή να δίνει πρωτόνια, ανάλογα με την είσοδό τους στο περιβάλλον από το εξωτερικό ή, αντίθετα, την απομάκρυνση από το περιβάλλον, ενώ το pH δεν θα αλλάξει. Η παρουσία ρυθμιστικών συστημάτων είναι απαραίτητη σε έναν ζωντανό οργανισμό, επειδή λόγω των μεταβαλλόμενων συνθηκών περιβάλλονΤο pH μπορεί να ποικίλλει πολύ και τα περισσότερα ένζυμα λειτουργούν μόνο σε ένα συγκεκριμένο pH.
Παραδείγματα συστημάτων buffer:
ανθρακικό-υδροανθρακικό (μίγμα Na2CO3 και NaHC03)
φωσφορικό (μίγμα K2HPO4 και KH2PO4).

οργανική ύλη. Ο ρόλος των υδατανθράκων, των λιπιδίων και των πρωτεϊνών στη ζωή του κυττάρου.
1. Δώστε ορισμούς εννοιών.
Οι οργανικές ουσίες είναι ουσίες που περιλαμβάνουν απαραίτητα άνθρακα. αποτελούν μέρος ζωντανών οργανισμών και σχηματίζονται μόνο με τη συμμετοχή τους.
Οι πρωτεΐνες είναι υψηλού μοριακού χαρακτήρα οργανικές ουσίες που αποτελούνται από άλφα-αμινοξέα συνδεδεμένα σε μια αλυσίδα με έναν πεπτιδικό δεσμό.
Τα λιπίδια είναι μια ευρεία ομάδα φυσικών οργανικών ενώσεων, συμπεριλαμβανομένων των λιπών και των ουσιών που μοιάζουν με λίπος. Τα απλά μόρια λιπιδίων αποτελούνται από αλκοόλη και λιπαρά οξέα, τα σύνθετα λιπίδια αποτελούνται από αλκοόλη, λιπαρά οξέα υψηλού μοριακού βάρους και άλλα συστατικά.
Οι υδατάνθρακες είναι οργανικές ουσίες που περιέχουν καρβονύλιο και αρκετές υδροξυλικές ομάδες και ονομάζονται αλλιώς σάκχαρα.

2. Εισαγάγετε στον πίνακα τις πληροφορίες που λείπουν «Δομή και λειτουργίες των οργανικών ουσιών του κυττάρου».

3. Τι σημαίνει μετουσίωση πρωτεΐνης;
Η μετουσίωση πρωτεΐνης είναι η απώλεια της φυσικής δομής μιας πρωτεΐνης.

Νουκλεϊκά οξέα, ATP και άλλες οργανικές ενώσεις του κυττάρου.
1. Δώστε ορισμούς εννοιών.
Τα νουκλεϊκά οξέα είναι βιοπολυμερή που αποτελούνται από μονομερή - νουκλεοτίδια.
Το ATP είναι μια ένωση που αποτελείται από την αζωτούχα βάση αδενίνη, έναν υδατάνθρακα ριβόζης και τρία υπολείμματα φωσφορικού οξέος.
Ένα νουκλεοτίδιο είναι ένα μονομερές νουκλεϊκού οξέος που αποτελείται από μια φωσφορική ομάδα, ένα σάκχαρο πέντε άνθρακα (πεντόζη) και μια αζωτούχα βάση.
Ένας μακροεργικός δεσμός είναι ένας δεσμός μεταξύ των υπολειμμάτων φωσφορικού οξέος στο ATP.
Η συμπληρωματικότητα είναι η χωρική αμοιβαία αντιστοιχία των νουκλεοτιδίων.

2. Αποδείξτε ότι νουκλεϊκά οξέαείναι βιοπολυμερή.
Τα νουκλεϊκά οξέα αποτελούνται από ένας μεγάλος αριθμόςεπαναλαμβανόμενα νουκλεοτίδια και έχουν μάζα από 10.000 έως αρκετά εκατομμύρια μονάδες άνθρακα.

3. Περιγράψτε τα δομικά χαρακτηριστικά του μορίου νουκλεοτιδίου.
Ένα νουκλεοτίδιο είναι μια ένωση τριών συστατικών: ένα υπόλειμμα φωσφορικού οξέος, ένα σάκχαρο πέντε άνθρακα (ριβόζη) και μια από τις αζωτούχες ενώσεις (αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη, θυμίνη ή ουρακίλη).

4. Ποια είναι η δομή ενός μορίου DNA;
DNA - διπλή έλικα, που αποτελείται από πολλά νουκλεοτίδια που συνδέονται διαδοχικά μεταξύ τους λόγω ομοιοπολικούς δεσμούςμεταξύ της δεοξυριβόζης του ενός και του υπολείμματος φωσφορικού οξέος του άλλου νουκλεοτιδίου. Οι αζωτούχες βάσεις, οι οποίες βρίσκονται στη μία πλευρά της ραχοκοκαλιάς μιας αλυσίδας, συνδέονται με δεσμούς Η με τις αζωτούχες βάσεις της δεύτερης αλυσίδας σύμφωνα με την αρχή της συμπληρωματικότητας.

5. Χρησιμοποιώντας την αρχή της συμπληρωματικότητας, κατασκευάστε τη δεύτερη αλυσίδα του DNA.
T-A-T-C-A-G-A-C-C-T-A-C
Α-Τ-Α-Γ-Τ-Γ-Τ-Γ-Γ-Α-Τ-Γ.

6. Ποιες είναι οι κύριες λειτουργίες του DNA σε ένα κύτταρο;
Με τη βοήθεια τεσσάρων τύπων νουκλεοτιδίων στο DNA, καταγράφονται όλες οι σημαντικές πληροφορίες σε ένα κύτταρο για έναν οργανισμό, οι οποίες μεταδίδονται στις επόμενες γενιές.

7. Σε τι διαφέρει ένα μόριο RNA από ένα μόριο DNA;
Το RNA είναι ένας μόνο κλώνος μικρότερος από το DNA. Τα νουκλεοτίδια περιέχουν το σάκχαρο ριβόζη, όχι δεοξυριβόζη, όπως στο DNA. Η αζωτούχα βάση, αντί για θυμίνη, είναι η ουρακίλη.

8. Τι είναι κοινό στη δομή των μορίων DNA και RNA;
Τόσο το RNA όσο και το DNA είναι βιοπολυμερή που αποτελούνται από νουκλεοτίδια. Στα νουκλεοτίδια, η κοινή δομή είναι η παρουσία ενός υπολείμματος φωσφορικού οξέος και βάσεων αδενίνης, γουανίνης και κυτοσίνης.

9. Συμπληρώστε τον πίνακα «Τύποι RNA και οι λειτουργίες τους στο κελί».

10. Τι είναι το ATP; Ποιος είναι ο ρόλος του στο κύτταρο;
ATP - τριφωσφορική αδενοσίνη, μακροεργική ένωση. Οι λειτουργίες του είναι ο παγκόσμιος φύλακας και φορέας ενέργειας στο κύτταρο.

11. Ποια είναι η δομή του μορίου ΑΤΡ;
Το ATP αποτελείται από τρία υπολείμματα φωσφορικού οξέος, ριβόζης και αδενίνης.

12. Τι είναι οι βιταμίνες; Σε ποιες δύο μεγάλες ομάδες χωρίζονται;
Οι βιταμίνες είναι βιολογικά ενεργές οργανικές ενώσεις που παίζουν σημαντικό ρόλο στις μεταβολικές διεργασίες. Διακρίνονται σε υδατοδιαλυτές (C, B1, B2 κ.λπ.) και λιποδιαλυτές (A, E κ.λπ.).

13. Συμπληρώστε τον πίνακα «Οι βιταμίνες και ο ρόλος τους στον ανθρώπινο οργανισμό».