જીવવિજ્ઞાનમાં રાસાયણિક તત્વોનું મહત્વ. કોષના રાસાયણિક તત્વો

સજીવો કોષોથી બનેલા છે. વિવિધ જીવોના કોષોમાં સમાન રાસાયણિક રચનાઓ હોય છે. કોષ્ટક 1 જીવંત જીવોના કોષોમાં જોવા મળતા મુખ્ય રાસાયણિક તત્વો રજૂ કરે છે.

કોષ્ટક 1. સામગ્રીઓ રાસાયણિક તત્વોએક પાંજરામાં

કોષમાંની સામગ્રીના આધારે, તત્વોના ત્રણ જૂથોને ઓળખી શકાય છે. પ્રથમ જૂથમાં ઓક્સિજન, કાર્બન, હાઇડ્રોજન અને નાઇટ્રોજનનો સમાવેશ થાય છે. તેઓ કોષની કુલ રચનામાં લગભગ 98% હિસ્સો ધરાવે છે. બીજા જૂથમાં પોટેશિયમ, સોડિયમ, કેલ્શિયમ, સલ્ફર, ફોસ્ફરસ, મેગ્નેશિયમ, આયર્ન, ક્લોરિનનો સમાવેશ થાય છે. કોષમાં તેમની સામગ્રી ટકાના દસમા અને સોમા ભાગની છે. આ બે જૂથોના તત્વોને આ રીતે વર્ગીકૃત કરવામાં આવ્યા છે મેક્રોન્યુટ્રિઅન્ટ્સ(ગ્રીકમાંથી મેક્રો- મોટું).

બાકીના તત્વો, જે કોષમાં ટકાના સોમા અને હજારમા ભાગ દ્વારા રજૂ થાય છે, ત્રીજા જૂથમાં સમાવિષ્ટ છે. આ સૂક્ષ્મ તત્વો(ગ્રીકમાંથી સૂક્ષ્મ- નાનું).

કોષમાં જીવંત પ્રકૃતિ માટે વિશિષ્ટ કોઈ તત્વો મળ્યાં નથી. સૂચિબદ્ધ તમામ રાસાયણિક તત્વો પણ નિર્જીવ પ્રકૃતિનો ભાગ છે. આ જીવંત અને નિર્જીવ પ્રકૃતિની એકતા સૂચવે છે.

કોઈપણ તત્વની ઉણપ બીમારી અને શરીરના મૃત્યુનું કારણ બની શકે છે, કારણ કે દરેક તત્વ ચોક્કસ ભૂમિકા ભજવે છે. પ્રથમ જૂથના મેક્રોએલિમેન્ટ્સ બાયોપોલિમર્સનો આધાર બનાવે છે - પ્રોટીન, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, ન્યુક્લિક એસિડ, તેમજ લિપિડ્સ, જેના વિના જીવન અશક્ય છે. સલ્ફર કેટલાક પ્રોટીનનો ભાગ છે, ફોસ્ફરસ ન્યુક્લિક એસિડનો ભાગ છે, આયર્ન હિમોગ્લોબિનનો ભાગ છે અને મેગ્નેશિયમ હરિતદ્રવ્યનો ભાગ છે. કેલ્શિયમ ભજવે છે મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકાચયાપચયમાં.

કોષમાં રહેલા કેટલાક રાસાયણિક તત્વોનો સમાવેશ થાય છે કાર્બનિક પદાર્થ- ખનિજ ક્ષાર અને પાણી.

ખનિજ ક્ષારકોષમાં, નિયમ પ્રમાણે, cations (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) અને anions (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO) સ્વરૂપે જોવા મળે છે. 3), જેનો ગુણોત્તર પર્યાવરણની એસિડિટી નક્કી કરે છે, જે કોષોના જીવન માટે મહત્વપૂર્ણ છે.

(ઘણા કોષોમાં, વાતાવરણ થોડું આલ્કલાઇન હોય છે અને તેનું pH લગભગ બદલાતું નથી, કારણ કે તેમાં કેશન અને આયનોનો ચોક્કસ ગુણોત્તર સતત જાળવવામાં આવે છે.)

જીવંત પ્રકૃતિમાં અકાર્બનિક પદાર્થોમાંથી, એક વિશાળ ભૂમિકા ભજવે છે પાણી.

પાણી વિના જીવન અશક્ય છે. તે મોટાભાગના કોષોનો નોંધપાત્ર સમૂહ બનાવે છે. મગજ અને માનવ ગર્ભના કોષોમાં ઘણું પાણી સમાયેલું છે: 80% કરતા વધુ પાણી; એડિપોઝ પેશી કોષોમાં - માત્ર 40.% વૃદ્ધાવસ્થા સુધીમાં, કોષોમાં પાણીનું પ્રમાણ ઘટે છે. જે વ્યક્તિએ 20% પાણી ગુમાવ્યું છે તે મૃત્યુ પામે છે.

પાણીના અનન્ય ગુણધર્મો શરીરમાં તેની ભૂમિકા નક્કી કરે છે. તે થર્મોરેગ્યુલેશનમાં સામેલ છે, જે પાણીની ઊંચી ગરમી ક્ષમતા - વપરાશને કારણે થાય છે મોટી માત્રામાંઉર્જા જ્યારે ગરમ થાય છે. પાણીની ઉચ્ચ ગરમી ક્ષમતા શું નક્કી કરે છે?

પાણીના પરમાણુમાં, એક ઓક્સિજન અણુ સહસંયોજક રીતે બે હાઇડ્રોજન અણુઓ સાથે જોડાયેલું છે. પાણીના પરમાણુ ધ્રુવીય છે કારણ કે ઓક્સિજન પરમાણુ આંશિક રીતે છે નકારાત્મક ચાર્જ, અને દરેક બે હાઇડ્રોજન અણુ ધરાવે છે

આંશિક રીતે હકારાત્મક ચાર્જ. એક પાણીના અણુના ઓક્સિજન અણુ અને બીજા અણુના હાઇડ્રોજન અણુ વચ્ચે હાઇડ્રોજન બોન્ડ રચાય છે. હાઇડ્રોજન બોન્ડ કનેક્શન પૂરું પાડે છે મોટી સંખ્યામાંપાણીના અણુઓ. જ્યારે પાણી ગરમ થાય છે, ત્યારે ઊર્જાનો નોંધપાત્ર ભાગ હાઇડ્રોજન બોન્ડ તોડવા માટે ખર્ચવામાં આવે છે, જે તેની ઊંચી ગરમીની ક્ષમતા નક્કી કરે છે.

પાણી - સારા દ્રાવક. તેમની ધ્રુવીયતાને લીધે, તેના પરમાણુઓ સકારાત્મક અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા આયનો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જેનાથી પદાર્થના વિસર્જનને પ્રોત્સાહન મળે છે. પાણીના સંબંધમાં, બધા કોષ પદાર્થોને હાઇડ્રોફિલિક અને હાઇડ્રોફોબિકમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

હાઇડ્રોફિલિક(ગ્રીકમાંથી હાઇડ્રો- પાણી અને ફિલિયો- પ્રેમ)ને પાણીમાં ઓગળતા પદાર્થો કહેવામાં આવે છે. આનો સમાવેશ થાય છે આયનીય સંયોજનો(દા.ત. ક્ષાર) અને કેટલાક બિન-આયોનિક સંયોજનો (દા.ત. શર્કરા).

હાઇડ્રોફોબિક(ગ્રીકમાંથી હાઇડ્રો- પાણી અને ફોબોસ- ભય) એ પદાર્થો છે જે પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે. આમાં, ઉદાહરણ તરીકે, લિપિડ્સનો સમાવેશ થાય છે.

કોષમાં થતી રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં પાણી મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. જલીય ઉકેલો. તે મેટાબોલિક ઉત્પાદનોને ઓગાળી નાખે છે જેની શરીરને જરૂર નથી અને ત્યાંથી તેમને શરીરમાંથી દૂર કરવા પ્રોત્સાહન આપે છે. મહાન સામગ્રીપાંજરામાં પાણી આપે છે સ્થિતિસ્થાપકતા. પાણી ચળવળને પ્રોત્સાહન આપે છે વિવિધ પદાર્થોકોષની અંદર અથવા કોષથી કોષ સુધી.

જીવંત અને નિર્જીવ પ્રકૃતિના શરીર સમાન રાસાયણિક તત્વોથી બનેલા છે. જીવંત સજીવોમાં અકાર્બનિક પદાર્થો હોય છે - પાણી અને ખનિજ ક્ષાર. કોષમાં પાણીના મહત્વપૂર્ણ અસંખ્ય કાર્યો તેના પરમાણુઓની લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: તેમની ધ્રુવીયતા, હાઇડ્રોજન બોન્ડ બનાવવાની ક્ષમતા.

કોષના અકાર્બનિક ઘટકો

જીવંત જીવોના કોષોમાં લગભગ 90 તત્વો જોવા મળે છે, અને તેમાંથી લગભગ 25 લગભગ તમામ કોષોમાં જોવા મળે છે. કોષમાં તેમની સામગ્રી અનુસાર, રાસાયણિક તત્વોને ત્રણ ભાગમાં વહેંચવામાં આવે છે મોટા જૂથો: મેક્રો એલિમેન્ટ્સ (99%), માઇક્રોએલિમેન્ટ્સ (1%), અલ્ટ્રામાઇક્રોએલિમેન્ટ્સ (0.001% કરતા ઓછા).

મેક્રો તત્વોમાં ઓક્સિજન, કાર્બન, હાઇડ્રોજન, ફોસ્ફરસ, પોટેશિયમ, સલ્ફર, ક્લોરિન, કેલ્શિયમ, મેગ્નેશિયમ, સોડિયમ, આયર્નનો સમાવેશ થાય છે.
સૂક્ષ્મ તત્વોમાં મેંગેનીઝ, કોપર, જસત, આયોડિન, ફ્લોરિનનો સમાવેશ થાય છે.
અલ્ટ્રામાઇક્રોએલિમેન્ટ્સમાં ચાંદી, સોનું, બ્રોમિન અને સેલેનિયમનો સમાવેશ થાય છે.

કોષોના કાર્બનિક ઘટકો

ઉત્સેચકો.

પ્રોટીનનું સૌથી મહત્વનું કાર્ય ઉત્પ્રેરક છે. પ્રોટીન પરમાણુઓ, કોષમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓના દરને મેગ્નિટ્યુડના અનેક ઓર્ડરો દ્વારા વધારવાને કહેવામાં આવે છે ઉત્સેચકો. શરીરમાં એક પણ બાયોકેમિકલ પ્રક્રિયા ઉત્સેચકોની ભાગીદારી વિના થતી નથી.

હાલમાં, 2000 થી વધુ ઉત્સેચકોની શોધ કરવામાં આવી છે. તેમની અસરકારકતા કરતાં ઘણી વખત વધારે છે અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરકઉત્પાદનમાં વપરાય છે. આમ, એન્ઝાઇમ કેટાલેઝમાં 1 મિલિગ્રામ આયર્ન 10 ટનને બદલે છે અકાર્બનિક આયર્ન. કેટાલેઝ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ (H 2 O 2) ના વિઘટનના દરમાં 10 11 ગણો વધારો કરે છે. એન્ઝાઇમ જે કાર્બોનિક એસિડ રચનાની પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે (CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3) પ્રતિક્રિયાને 10 7 વખત વેગ આપે છે.

ઉત્સેચકોની એક મહત્વપૂર્ણ મિલકત તેમની ક્રિયાની વિશિષ્ટતા છે;

એન્ઝાઇમ જે પદાર્થ પર કાર્ય કરે છે તેને કહેવામાં આવે છે સબસ્ટ્રેટ. એન્ઝાઇમ અને સબસ્ટ્રેટ પરમાણુઓની રચના એકબીજા સાથે બરાબર મેળ ખાતી હોવી જોઈએ. આ ઉત્સેચકોની ક્રિયાની વિશિષ્ટતા સમજાવે છે. જ્યારે સબસ્ટ્રેટને એન્ઝાઇમ સાથે જોડવામાં આવે છે અવકાશી માળખુંએન્ઝાઇમ બદલાય છે.

એન્ઝાઇમ અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો ક્રમ યોજનાકીય રીતે દર્શાવી શકાય છે:

સબસ્ટ્રેટ + એન્ઝાઇમ - એન્ઝાઇમ-સબસ્ટ્રેટ સંકુલ- એન્ઝાઇમ + ઉત્પાદન.

આકૃતિ બતાવે છે કે સબસ્ટ્રેટ એન્ઝાઇમ સાથે જોડાઈને એન્ઝાઇમ-સબસ્ટ્રેટ કોમ્પ્લેક્સ બનાવે છે. આ કિસ્સામાં, સબસ્ટ્રેટ નવા પદાર્થમાં રૂપાંતરિત થાય છે - એક ઉત્પાદન. અંતિમ તબક્કે, ઉત્સેચક ઉત્પાદનમાંથી મુક્ત થાય છે અને ફરીથી બીજા સબસ્ટ્રેટ પરમાણુ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.

ઉત્સેચકો માત્ર ચોક્કસ તાપમાન, પદાર્થોની સાંદ્રતા અને પર્યાવરણની એસિડિટી પર જ કાર્ય કરે છે. બદલાતી પરિસ્થિતિઓ તૃતીય અને માં ફેરફારો તરફ દોરી જાય છે ચતુર્થાંશ માળખુંપ્રોટીન પરમાણુ, અને પરિણામે, એન્ઝાઇમ પ્રવૃત્તિના દમન માટે. આ કેવી રીતે થાય છે? ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિએન્ઝાઇમ પરમાણુનો માત્ર એક ચોક્કસ ભાગ ધરાવે છે, જેને કહેવાય છે સક્રિય કેન્દ્ર. સક્રિય કેન્દ્રમાં 3 થી 12 એમિનો એસિડ અવશેષો હોય છે અને તે પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળના વળાંકના પરિણામે રચાય છે.

વિવિધ પરિબળોના પ્રભાવ હેઠળ, એન્ઝાઇમ પરમાણુની રચના બદલાય છે. આ કિસ્સામાં, સક્રિય કેન્દ્રનું અવકાશી રૂપરેખાંકન વિક્ષેપિત થાય છે, અને એન્ઝાઇમ તેની પ્રવૃત્તિ ગુમાવે છે.

ઉત્સેચકો એ પ્રોટીન છે જે જૈવિક ઉત્પ્રેરક તરીકે કાર્ય કરે છે. ઉત્સેચકોને આભારી છે, કોષોમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનો દર તીવ્રતાના કેટલાક ઓર્ડર દ્વારા વધે છે. મહત્વપૂર્ણ મિલકતઉત્સેચકો - ચોક્કસ શરતો હેઠળ ક્રિયાની વિશિષ્ટતા.

ન્યુક્લિક એસિડ્સ.

19મી સદીના ઉત્તરાર્ધમાં ન્યુક્લિક એસિડની શોધ થઈ હતી. સ્વિસ બાયોકેમિસ્ટ એફ. મિશેર, જેમણે સેલ ન્યુક્લીમાંથી નાઇટ્રોજન અને ફોસ્ફરસની ઉચ્ચ સામગ્રી ધરાવતા પદાર્થને અલગ કર્યો અને તેને "ન્યુક્લીન" (lat માંથી. કોર- કોર).

ન્યુક્લીક એસિડમાં સંગ્રહિત વારસાગત માહિતીદરેક કોષ અને પૃથ્વી પરના તમામ જીવંત પ્રાણીઓની રચના અને કાર્ય વિશે. ન્યુક્લીક એસિડ બે પ્રકારના હોય છે - ડીએનએ (ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લીક એસિડ) અને આરએનએ (રિબોન્યુક્લીક એસિડ). ન્યુક્લિક એસિડ, પ્રોટીનની જેમ, પ્રજાતિની વિશિષ્ટતા ધરાવે છે, એટલે કે, દરેક પ્રજાતિના સજીવો પાસે તેમના પોતાના પ્રકારનો ડીએનએ છે. પ્રજાતિઓની વિશિષ્ટતાના કારણો શોધવા માટે, ન્યુક્લિક એસિડની રચનાને ધ્યાનમાં લો.

ન્યુક્લીક એસિડ પરમાણુઓ ખૂબ જ છે લાંબી સાંકળો, જેમાં સેંકડો અને લાખો ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો સમાવેશ થાય છે. કોઈપણ ન્યુક્લીક એસિડમાં માત્ર ચાર પ્રકારના ન્યુક્લિયોટાઈડ હોય છે. ન્યુક્લીક એસિડ પરમાણુઓના કાર્યો તેમની રચના, તેમાં રહેલા ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ, સાંકળમાં તેમની સંખ્યા અને પરમાણુમાં સંયોજનના ક્રમ પર આધાર રાખે છે.

દરેક ન્યુક્લિયોટાઇડમાં ત્રણ ઘટકો હોય છે: નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર, કાર્બોહાઇડ્રેટ અને ફોસ્ફોરિક એસિડ. દરેક ડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડમાં ચાર પ્રકારના નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયામાંથી એક (એડેનાઇન - એ, થાઇમીન - ટી, ગ્વાનિન - જી અથવા સાયટોસિન - સી), તેમજ ડીઓક્સાઇરીબોઝ કાર્બન અને ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો હોય છે.

આમ, ડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ માત્ર નાઇટ્રોજનયુક્ત આધારના પ્રકારમાં અલગ પડે છે.

ડીએનએ પરમાણુ ચોક્કસ ક્રમમાં સાંકળમાં જોડાયેલા વિશાળ સંખ્યામાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ધરાવે છે. દરેક પ્રકારના ડીએનએ પરમાણુની પોતાની સંખ્યા અને ન્યુક્લિયોટાઇડનો ક્રમ હોય છે.

ડીએનએ પરમાણુઓ ખૂબ લાંબા હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, એક માનવ કોષ (46 રંગસૂત્રો)માંથી ડીએનએ પરમાણુઓમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો ક્રમ અક્ષરોમાં લખવા માટે લગભગ 820,000 પૃષ્ઠોની પુસ્તકની જરૂર પડશે. વૈકલ્પિક ચાર પ્રકારના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ રચી શકે છે અનંત સમૂહડીએનએ અણુઓના પ્રકારો. ડીએનએ અણુઓની આ માળખાકીય વિશેષતાઓ તેમને સજીવોની તમામ લાક્ષણિકતાઓ વિશે મોટી માત્રામાં માહિતી સંગ્રહિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

1953 માં, અમેરિકન જીવવિજ્ઞાની જે. વોટસન અને અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રી એફ. ક્રિકે ડીએનએ પરમાણુની રચનાનું એક મોડેલ બનાવ્યું. વૈજ્ઞાનિકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે દરેક ડીએનએ પરમાણુ બે સાંકળો ધરાવે છે, એકબીજા સાથે જોડાયેલા અને સર્પાકાર ટ્વિસ્ટેડ. તે ડબલ હેલિક્સ જેવું લાગે છે. દરેક સાંકળમાં, ચાર પ્રકારના ન્યુક્લિયોટાઇડ ચોક્કસ ક્રમમાં વૈકલ્પિક રીતે થાય છે.

ડીએનએની ન્યુક્લિયોટાઇડ રચના વચ્ચે બદલાય છે વિવિધ પ્રકારોબેક્ટેરિયા, ફૂગ, છોડ, પ્રાણીઓ. પરંતુ તે વય સાથે બદલાતું નથી, તે ફેરફારો પર થોડો આધાર રાખે છે પર્યાવરણ. ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ જોડી બનાવવામાં આવે છે, એટલે કે, કોઈપણ ડીએનએ પરમાણુમાં એડેનાઇન ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની સંખ્યા થાઇમિડિન ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ (A-T) ની સંખ્યા જેટલી હોય છે, અને સાયટોસિન ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની સંખ્યા ગ્વાનિન ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ (C-G) ની સંખ્યા જેટલી હોય છે. આ એ હકીકતને કારણે છે કે ડીએનએ પરમાણુમાં એકબીજા સાથે બે સાંકળોનું જોડાણ પાલન કરે છે ચોક્કસ નિયમ, એટલે કે: એક સાંકળનું એડેનાઇન હંમેશા બે હાઇડ્રોજન બોન્ડ દ્વારા બીજી સાંકળના થાઇમીન સાથે જોડાયેલું હોય છે, અને ગ્વાનિન - સાયટોસિન સાથેના ત્રણ હાઇડ્રોજન બોન્ડ દ્વારા, એટલે કે, એક ડીએનએ પરમાણુની ન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળો પૂરક છે, એકબીજાના પૂરક છે.

ન્યુક્લીક એસિડ પરમાણુ - ડીએનએ અને આરએનએ - ન્યુક્લિયોટાઇડ્સથી બનેલા છે. ડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સમાં નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર (A, T, G, C), કાર્બોહાઇડ્રેટ ડીઓક્સિરીબોઝ અને ફોસ્ફોરિક એસિડ પરમાણુ અવશેષોનો સમાવેશ થાય છે. ડીએનએ પરમાણુ એ ડબલ હેલિક્સ છે, જેમાં પૂરકતાના સિદ્ધાંત અનુસાર હાઇડ્રોજન બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલ બે સાંકળોનો સમાવેશ થાય છે. ડીએનએનું કાર્ય વારસાગત માહિતીનો સંગ્રહ કરવાનું છે.

તમામ જીવોના કોષોમાં એટીપીના પરમાણુઓ હોય છે - એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફોરિક એસિડ. ATP એ સાર્વત્રિક કોષ પદાર્થ છે, જેના પરમાણુમાં ઊર્જા-સમૃદ્ધ બોન્ડ હોય છે. એટીપી પરમાણુ એક અનન્ય ન્યુક્લિયોટાઇડ છે, જે અન્ય ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની જેમ, ત્રણ ઘટકો ધરાવે છે: નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર - એડેનાઇન, એક કાર્બોહાઇડ્રેટ - રાઇબોઝ, પરંતુ એકને બદલે તેમાં ફોસ્ફોરિક એસિડ પરમાણુઓના ત્રણ અવશેષો છે (ફિગ. 12). આયકન સાથેની આકૃતિમાં દર્શાવેલ જોડાણો ઊર્જાથી સમૃદ્ધ છે અને તેને કહેવામાં આવે છે મેક્રોએર્જિક. દરેક ATP પરમાણુમાં બે ઉચ્ચ-ઊર્જા બોન્ડ હોય છે.

જ્યારે ઉચ્ચ-ઊર્જાનું બંધન તૂટી જાય છે અને ઉત્સેચકોની મદદથી ફોસ્ફોરિક એસિડનો એક પરમાણુ દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે 40 kJ/mol ઊર્જા મુક્ત થાય છે, અને ATP ADP - એડેનોસિન ડિફોસ્ફોરિક એસિડમાં રૂપાંતરિત થાય છે. જ્યારે ફોસ્ફોરિક એસિડનો બીજો અણુ દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે અન્ય 40 kJ/mol મુક્ત થાય છે; એએમપી રચાય છે - એડેનોસિન મોનોફોસ્ફોરિક એસિડ. આ પ્રતિક્રિયાઓ ઉલટાવી શકાય તેવું છે, એટલે કે, AMP ને ADP માં, ADP ને ATP માં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે.

એટીપી પરમાણુઓ માત્ર ભાંગી પડતા નથી, પણ સંશ્લેષણ પણ થાય છે, તેથી કોષમાં તેમની સામગ્રી પ્રમાણમાં સ્થિર છે. કોષના જીવનમાં એટીપીનું મહત્વ ઘણું છે. આ પરમાણુઓ અગ્રણી ભૂમિકા ભજવે છે ઊર્જા ચયાપચયકોષ અને સમગ્ર જીવતંત્રનું જીવન સુનિશ્ચિત કરવા માટે જરૂરી છે.

RNA પરમાણુ સામાન્ય રીતે એક જ સાંકળ હોય છે, જેમાં ચાર પ્રકારના ન્યુક્લિયોટાઈડનો સમાવેશ થાય છે - A, U, G, C. RNAના ત્રણ મુખ્ય પ્રકાર જાણીતા છે: mRNA, rRNA, tRNA. કોષમાં આરએનએ અણુઓની સામગ્રી સ્થિર નથી તેઓ પ્રોટીન જૈવસંશ્લેષણમાં ભાગ લે છે. ATP એ કોષનો સાર્વત્રિક ઉર્જા પદાર્થ છે, જેમાં ઊર્જા-સમૃદ્ધ બોન્ડ્સ હોય છે. ATP રમે છે કેન્દ્રીય ભૂમિકાકોષમાં ઊર્જાના વિનિમયમાં. RNA અને ATP કોષના ન્યુક્લિયસ અને સાયટોપ્લાઝમ બંનેમાં જોવા મળે છે.

વિષય પરના કાર્યો અને પરીક્ષણો "વિષય 4. "કોષની રાસાયણિક રચના."

• પોલિમર, મોનોમર;
• કાર્બોહાઇડ્રેટ, મોનોસેકરાઇડ, ડિસેકરાઇડ, પોલિસેકરાઇડ;
• લિપિડ, ફેટી એસિડ, ગ્લિસરોલ;
• એમિનો એસિડ, પેપ્ટાઇડ બોન્ડ, પ્રોટીન;
• ઉત્પ્રેરક, એન્ઝાઇમ, સક્રિય સાઇટ;
• ન્યુક્લિક એસિડ, ન્યુક્લિયોટાઇડ.

સમસ્યાઓ ઉકેલવા માટે અલ્ગોરિધમનો.

પ્રકાર 1. ડીએનએની સ્વ-કોપી કરવી.

ડીએનએ સાંકળોમાંની એકમાં નીચેના ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ છે:
AGTACCGATACCGATTTACCG...
સમાન પરમાણુની બીજી સાંકળ કયા ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ ધરાવે છે?

ડીએનએ પરમાણુના બીજા સ્ટ્રાન્ડનો ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ લખવા માટે, જ્યારે પ્રથમ સ્ટ્રાન્ડનો ક્રમ જાણીતો હોય, ત્યારે તે થાઇમીનને એડેનાઇન સાથે, એડેનિનને થાઇમીન સાથે, ગ્વાનિનને સાયટોસિન સાથે અને સાયટોસિનને ગ્વાનિન સાથે બદલવા માટે પૂરતું છે. આ રિપ્લેસમેન્ટ કર્યા પછી, અમને ક્રમ મળે છે:
TATTGGGCTATGAGCTAAAATG...

પ્રકાર 2. પ્રોટીન કોડિંગ.

રિબોન્યુક્લીઝ પ્રોટીનની એમિનો એસિડની સાંકળ નીચે મુજબની શરૂઆત ધરાવે છે: લાયસિન-ગ્લુટામાઇન-થ્રેઓનાઇન-એલાનાઇન-એલાનાઇન-એલનાઇન-લાયસિન...
આ પ્રોટીનને અનુરૂપ જનીન કયા ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમથી શરૂ થાય છે?

આ કરવા માટે, આનુવંશિક કોડ કોષ્ટકનો ઉપયોગ કરો. દરેક એમિનો એસિડ માટે, અમે ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના અનુરૂપ ટ્રિપલના સ્વરૂપમાં તેનો કોડ હોદ્દો શોધીએ છીએ અને તેને લખીએ છીએ. અનુરૂપ એમિનો એસિડ જેવા જ ક્રમમાં આ ત્રિપુટીઓને એક પછી એક ગોઠવીને, અમે મેસેન્જર RNA ના વિભાગની રચના માટેનું સૂત્ર મેળવીએ છીએ. એક નિયમ તરીકે, આવા ઘણા ત્રિપુટીઓ છે, પસંદગી તમારા નિર્ણય અનુસાર કરવામાં આવે છે (પરંતુ ફક્ત એક જ ત્રિપુટી લેવામાં આવે છે). તદનુસાર, ત્યાં ઘણા ઉકેલો હોઈ શકે છે.
ААААААААЦУГЦГГЦУГЦГАAG

જો પ્રોટીન ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના નીચેના ક્રમ દ્વારા એન્કોડ થયેલ હોય તો એમિનો એસિડનો કયો ક્રમ શરૂ થાય છે:
ACCTTCCATGGCCGGT...

પૂરકતાના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને, અમે મેસેન્જર આરએનએના વિભાગની રચના શોધીએ છીએ આ સેગમેન્ટડીએનએ પરમાણુઓ:
UGCGGGGUACCGGCCCA...

પછી આપણે આનુવંશિક કોડના કોષ્ટક તરફ વળીએ છીએ અને ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના દરેક ટ્રિપલ માટે, પ્રથમથી શરૂ કરીને, અમે અનુરૂપ એમિનો એસિડ શોધી અને લખીએ છીએ:
સિસ્ટીન-ગ્લાયસીન-ટાયરોસિન-આર્જિનિન-પ્રોલિન-...

ઇવાનોવા ટી.વી., કાલિનોવા જી.એસ., મ્યાગ્કોવા એ.એન. " સામાન્ય જીવવિજ્ઞાન". મોસ્કો, "એનલાઈટનમેન્ટ", 2000

• વિષય 4. "કોષની રાસાયણિક રચના." §2-§7 પૃષ્ઠ 7-21
• વિષય 5. "ફોટોસિન્થેસિસ." §16-17 પૃષ્ઠ 44-48
• વિષય 6. "સેલ્યુલર શ્વસન." §12-13 પૃષ્ઠ 34-38
• વિષય 7." આનુવંશિક માહિતી"§14-15 પૃષ્ઠ. 39-44

કોષોની રાસાયણિક રચના

મેક્રોએલિમેન્ટ્સ, કોષમાં તેમની ભૂમિકા. D.I. મેન્ડેલીવની સામયિક પ્રણાલીના લગભગ 70 તત્વો વિવિધ જીવોના કોષોમાં જોવા મળ્યા હતા, પરંતુ તેમાંથી માત્ર 24 જ સુસ્થાપિત મહત્વ ધરાવે છે અને તે તમામ પ્રકારના કોષોમાં સતત જોવા મળે છે.

કોષની મૂળભૂત રચનામાં સૌથી મોટો હિસ્સો ઓક્સિજન, કાર્બન, હાઇડ્રોજન અને નાઇટ્રોજનનો બનેલો છે. આ કહેવાતા મૂળભૂત, અથવા બાયોજેનિક, તત્વો છે. આ તત્વોના અણુઓ કોશિકાઓમાં તમામ કાર્બનિક પદાર્થોના પરમાણુઓ બનાવે છે; તેઓ કોષોના સમૂહના 95% થી વધુ હિસ્સો ધરાવે છે, અને જીવંત પદાર્થોમાં તત્વોની સંબંધિત સામગ્રી પૃથ્વીના પોપડા કરતા ઘણી વધારે છે. મુખ્ય તત્વો માટે કાર્બનિક અણુઓફોસ્ફરસ અને સલ્ફરનો પણ સમાવેશ થાય છે.

વધુમાં, કેલ્શિયમ, મેગ્નેશિયમ, પોટેશિયમ, સોડિયમ અને ક્લોરિન (પ્રાણી કોષોમાં), જે આયનોના સ્વરૂપમાં કોષમાં સમાવિષ્ટ છે, તે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. કોષમાં તેમની સામગ્રીની ગણતરી ટકાના દસમા અને સોમા ભાગમાં કરવામાં આવે છે. સૂચિબદ્ધ તત્વો મેક્રો તત્વોનું જૂથ બનાવે છે.

કેલ્શિયમ આયનો સહિત અનેક સેલ્યુલર પ્રક્રિયાઓના નિયમનમાં ભાગ લે છે સ્નાયુ સંકોચનઅને અન્ય મોટર કાર્યો, તેમજ લોહીના ગંઠાઈ જવા માટે. અદ્રાવ્ય કેલ્શિયમ ક્ષાર હાડકાં અને દાંતની રચનામાં સામેલ છે, કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ મોલસ્ક શેલ્સની રચનામાં અને કેટલીક વનસ્પતિ પ્રજાતિઓના કોષ પટલને મજબૂત કરવામાં સામેલ છે. મેગ્નેશિયમ આયનોની સાંદ્રતા રાઈબોઝોમની અખંડિતતા અને કાર્ય જાળવવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. વધુમાં, મેગ્નેશિયમ હરિતદ્રવ્યનો ભાગ છે અને મિટોકોન્ડ્રિયાના સામાન્ય કાર્યને ટેકો આપે છે.

પોટેશિયમ અને સોડિયમ આયનો ચોક્કસ આયનીય શક્તિ જાળવવામાં અને બફર વાતાવરણ બનાવવા, કોષમાં ઓસ્મોટિક દબાણને નિયંત્રિત કરવા, કાર્ડિયાક પ્રવૃત્તિની સામાન્ય લય નક્કી કરવા અને ટ્રાન્સમિશનને સુનિશ્ચિત કરવામાં સામેલ છે. ચેતા આવેગ. આયનોના સ્વરૂપમાં ક્લોરિન પ્રાણી સજીવોના મીઠા વાતાવરણની રચનામાં ભાગ લે છે (છોડ માટે, ક્લોરિન એ ટ્રેસ એલિમેન્ટ છે) અને વધુમાં, કેટલીકવાર કાર્બનિક સંયોજનોમાં શામેલ થાય છે.

સૂક્ષ્મ તત્વો, કોષમાં તેમની ભૂમિકા. અન્ય રાસાયણિક તત્વો - તાંબુ, મેંગેનીઝ, આયર્ન, કોબાલ્ટ, જસત અને એ પણ (કેટલાક જીવો માટે) બોરોન, ફ્લોરિન, ક્રોમિયમ, સેલેનિયમ, એલ્યુમિનિયમ, સિલિકોન, મોલિબ્ડેનમ અને આયોડિન - તેમાં સમાયેલ છે. મોટી માત્રામાં(કોષ સમૂહના 0.01% કરતા વધુ નહીં). તેઓ સૂક્ષ્મ તત્વોના જૂથના છે.

શરીરમાં કોઈ ચોક્કસ તત્વની ટકાવારી સામગ્રી કોઈ પણ રીતે શરીરમાં તેના મહત્વ અને આવશ્યકતાની ડિગ્રી દર્શાવતી નથી. કોબાલ્ટ, ઉદાહરણ તરીકે, વિટામિન B12 નો ભાગ છે, આયોડિન થાઇરોક્સિન અને થાઇરોનિન હોર્મોન્સનો ભાગ છે, અને તાંબુ એ ઉત્સેચકોનો ભાગ છે જે રેડોક્સ પ્રક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરિત કરે છે; વધુમાં, તાંબુ મોલસ્કના પેશીઓમાં ઓક્સિજનના પરિવહનમાં સામેલ છે. આયર્ન એ સંકુલનો અભિન્ન ભાગ છે જે સંખ્યાબંધ મહત્વપૂર્ણ કાર્યો કરે છે મહત્વપૂર્ણ કાર્યો. તેમાં, ઉદાહરણ તરીકે, હિમોગ્લોબિન હેમ, કેટલાક ઉત્સેચકો અને ઇલેક્ટ્રોન કેરિયર્સ (સાયટોક્રોમ સી) નો સમાવેશ થાય છે.

ક્રિયાની વિવિધ પદ્ધતિ સાથે નોંધપાત્ર સંખ્યામાં ઉત્સેચકોમાં ઝીંક, મેંગેનીઝ, કોબાલ્ટ અને મોલીબ્ડેનમના આયનો હોય છે.

માં સિલિકોન જોવા મળે છે ડાયટોમ્સ, horsetails, જળચરો અને મોલસ્ક. કરોડરજ્જુના કોમલાસ્થિ અને અસ્થિબંધનમાં, તેની સામગ્રી ટકાના કેટલાક સો ભાગ સુધી પહોંચી શકે છે.

બોરોન છોડના વિકાસને અસર કરે છે, ફ્લોરિન એ દાંત અને હાડકાના દંતવલ્કનો ભાગ છે.

>> રસાયણશાસ્ત્ર: જીવંત જીવોના કોષોમાં રાસાયણિક તત્વો

તમામ જીવંત જીવો (મનુષ્ય, પ્રાણીઓ, છોડ) ના કોષો બનાવે છે તે પદાર્થોમાં 70 થી વધુ તત્વોની શોધ કરવામાં આવી છે. આ તત્વો સામાન્ય રીતે બે જૂથોમાં વિભાજિત થાય છે: મેક્રોએલિમેન્ટ્સ અને માઇક્રોએલિમેન્ટ્સ.

કોષોમાં મેક્રોએલિમેન્ટ્સ મોટી માત્રામાં સમાયેલ છે. સૌ પ્રથમ, આ કાર્બન, ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન અને હાઇડ્રોજન છે. એકસાથે તેઓ કોષની કુલ સામગ્રીના લગભગ 98% બનાવે છે. આ તત્વો ઉપરાંત, મેક્રો તત્વોમાં મેગ્નેશિયમ, પોટેશિયમ, કેલ્શિયમ, સોડિયમ, ફોસ્ફરસ, સલ્ફર અને ક્લોરિનનો પણ સમાવેશ થાય છે. તેમની કુલ સામગ્રી 1.9% છે. આમ, અન્ય રાસાયણિક તત્વોનો હિસ્સો લગભગ 0.1% જેટલો છે. આ સૂક્ષ્મ તત્વો છે. તેમાં આયર્ન, ઝીંક, મેંગેનીઝ, બોરોન, કોપર, આયોડિન, કોબાલ્ટ, બ્રોમિન, ફ્લોરિન, એલ્યુમિનિયમ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

સ્તન્ય પ્રાણીઓમાં ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદન, લિથિયમ, રૂબિડિયમ, તાંબુ, ચાંદી, બેરિયમ, સ્ટ્રોન્ટિયમ, ટાઇટેનિયમ, આર્સેનિક, વેનેડિયમ, ક્રોમિયમ, મોલિબ્ડેનમ, આયોડિન, ફ્લોરિન, મેંગેનીઝ, આયર્ન, કોબાલ્ટ, નિકલ વગેરે 23 સૂક્ષ્મ તત્વો મળી આવ્યા હતા.

સસ્તન પ્રાણીઓના લોહીમાં 24 ટ્રેસ તત્વો હોય છે, અને માનવ મગજમાં 18 ટ્રેસ તત્વો હોય છે.

જેમ તમે જોઈ શકો છો, કોષમાં ફક્ત જીવંત પ્રકૃતિની લાક્ષણિકતા ધરાવતા કોઈ વિશિષ્ટ તત્વો નથી, એટલે કે, અણુ સ્તરે, જીવંત અને જીવંત વચ્ચે તફાવત છે. નિર્જીવ પ્રકૃતિના. આ તફાવતો માત્ર સ્તર પર જોવા મળે છે જટિલ પદાર્થો- ચાલુ પરમાણુ સ્તર. તેથી, સાથે અકાર્બનિક પદાર્થો(પાણી અને ખનિજ ક્ષાર) જીવંત સજીવોના કોષોમાં એવા પદાર્થો હોય છે જે તેમાંથી માત્ર લાક્ષણિકતા ધરાવે છે - કાર્બનિક પદાર્થો (પ્રોટીન, ચરબી, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, ન્યુક્લિક એસિડ્સ, વિટામિન્સ, હોર્મોન્સ, વગેરે). આ પદાર્થો મુખ્યત્વે કાર્બન, હાઇડ્રોજન, ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજનમાંથી બનેલા છે, એટલે કે મેક્રો તત્વોમાંથી. સૂક્ષ્મ તત્વો આ પદાર્થોમાં ઓછી માત્રામાં સમાયેલ છે, જો કે, સજીવોની સામાન્ય કામગીરીમાં તેમની ભૂમિકા પ્રચંડ છે. ઉદાહરણ તરીકે, બોરોન, મેંગેનીઝ, જસત અને કોબાલ્ટના સંયોજનો નાટ્યાત્મક રીતે વ્યક્તિગત કૃષિ છોડની ઉપજમાં વધારો કરે છે અને વિવિધ રોગો સામે તેમનો પ્રતિકાર વધારે છે.

મનુષ્ય અને પ્રાણીઓ તેઓ જે છોડ ખાય છે તેના દ્વારા તેઓને સામાન્ય જીવન માટે જરૂરી સૂક્ષ્મ તત્વો પ્રાપ્ત થાય છે. જો ખોરાકમાં પૂરતા પ્રમાણમાં મેંગેનીઝ ન હોય, તો હાડપિંજરની રચના દરમિયાન વૃદ્ધિ મંદી, વિલંબિત તરુણાવસ્થા અને મેટાબોલિક વિકૃતિઓ શક્ય છે. પ્રાણીઓના રોજિંદા ખોરાકમાં એક મિલિગ્રામ મેંગેનીઝ ક્ષારના અપૂર્ણાંક ઉમેરવાથી આ રોગો દૂર થાય છે.

કોબાલ્ટ એ વિટામીન B12 નો એક ભાગ છે, જે રક્ત બનાવતા અંગોના કાર્ય માટે જવાબદાર છે. ખોરાકમાં કોબાલ્ટનો અભાવ ઘણીવાર ગંભીર બીમારીઓનું કારણ બને છે, જે શરીરની અવક્ષય અને મૃત્યુ તરફ દોરી જાય છે.

માનવીઓ માટે સૂક્ષ્મ તત્વોનું મહત્વ સૌપ્રથમ સ્થાનિક ગોઇટર જેવા રોગના અભ્યાસ દરમિયાન બહાર આવ્યું હતું, જે ખોરાક અને પાણીમાં આયોડિનની અછતને કારણે થાય છે. આયોડિન ધરાવતું મીઠું લેવાથી સ્વસ્થ થાય છે, અને તેને ઓછી માત્રામાં ખોરાકમાં ઉમેરવાથી રોગ અટકે છે. આ હેતુ માટે, ટેબલ મીઠું આયોડાઇઝ્ડ છે, જેમાં 0.001-0.01% પોટેશિયમ આયોડાઇડ ઉમેરવામાં આવે છે.

મોટાભાગના જૈવિક ઉત્સેચકો ઉત્પ્રેરકમાં ઝીંક, મોલીબડેનમ અને કેટલીક અન્ય ધાતુઓનો સમાવેશ થાય છે. જીવંત જીવોના કોષોમાં ખૂબ જ ઓછી માત્રામાં સમાયેલ આ તત્વો શ્રેષ્ઠ બાયોકેમિકલ મિકેનિઝમ્સની સામાન્ય કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરે છે અને મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓના સાચા નિયમનકારો છે.

ઘણા સૂક્ષ્મ તત્વો વિટામિન્સમાં સમાયેલ છે - વિવિધ પ્રકારના કાર્બનિક પદાર્થો રાસાયણિક પ્રકૃતિ, જે નાના ડોઝમાં ખોરાક સાથે શરીરમાં દાખલ થાય છે અને હોય છે મહાન પ્રભાવચયાપચય અને શરીરના સામાન્ય કાર્ય પર. મારી રીતે જૈવિક અસરતેઓ ઉત્સેચકોની નજીક છે, પરંતુ ઉત્સેચકો શરીરના કોષો દ્વારા રચાય છે, અને વિટામિન્સ સામાન્ય રીતે ખોરાકમાંથી આવે છે. વિટામિન્સના સ્ત્રોત છોડ છે: સાઇટ્રસ ફળો, ગુલાબ હિપ્સ, સુંગધી પાનવાળી એક વિલાયતી વનસ્પતિ, ડુંગળી, લસણ અને અન્ય ઘણા. કેટલાક વિટામિન્સ - A, B1, B2, K - કૃત્રિમ રીતે મેળવવામાં આવે છે. વિટામિન્સનું નામ બે શબ્દો પરથી પડ્યું: વિટા - જીવન અને એમાઈન - નાઇટ્રોજન ધરાવતું.

માઇક્રોએલિમેન્ટ્સ પણ હોર્મોન્સનો ભાગ છે - જૈવિક રીતે સક્રિય પદાર્થોમનુષ્યો અને પ્રાણીઓના અંગો અને અંગ પ્રણાલીઓની કામગીરીનું નિયમન. તેઓ તેમના નામ પરથી લે છે ગ્રીક શબ્દહરમાઓ - હું જીતી ગયો. હોર્મોન્સ ગ્રંથીઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે આંતરિક સ્ત્રાવઅને લોહી દાખલ કરો, જે તેમને સમગ્ર શરીરમાં વહન કરે છે. કેટલાક હોર્મોન્સ કૃત્રિમ રીતે મેળવવામાં આવે છે.

1. મેક્રોએલિમેન્ટ્સ અને માઇક્રોએલિમેન્ટ્સ.

2. છોડ, પ્રાણીઓ અને મનુષ્યોના જીવનમાં સૂક્ષ્મ તત્વોની ભૂમિકા.

3. કાર્બનિક પદાર્થો: પ્રોટીન, ચરબી, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ.

4. ઉત્સેચકો.

5. વિટામિન્સ.

6. હોર્મોન્સ.

રાસાયણિક તત્વના અસ્તિત્વના સ્વરૂપોના કયા સ્તરે જીવંત અને નિર્જીવ પ્રકૃતિ વચ્ચેનો તફાવત શરૂ થાય છે?

શા માટે વ્યક્તિગત મેક્રો તત્વોને બાયોજેનિક પણ કહેવામાં આવે છે? તેમની યાદી બનાવો.

શરીરની મૂળભૂત રચના

દ્વારા રાસાયણિક રચનાવિવિધ સજીવોના કોષો નોંધપાત્ર રીતે અલગ હોઈ શકે છે, પરંતુ તેઓ બનેલા છે સમાન તત્વો. કોષોમાં લગભગ 70 તત્વો મળી આવ્યા હતા સામયિક કોષ્ટકડીઆઈ. મેન્ડેલીવ, પરંતુ તેમાંથી માત્ર 24 પાસે છે મહત્વપૂર્ણઅને સતત જીવંત જીવોમાં જોવા મળે છે.

મેક્રોન્યુટ્રિઅન્ટ્સ - ઓક્સિજન, હાઇડ્રોકાર્બન, હાઇડ્રોજન, નાઇટ્રોજન - કાર્બનિક પદાર્થોના પરમાણુઓનો ભાગ છે. માં મેક્રો તત્વો માટે તાજેતરમાંપોટેશિયમ, સોડિયમ, કેલ્શિયમ, સલ્ફર, ફોસ્ફરસ, મેગ્નેશિયમ, આયર્ન, ક્લોરિનનો સમાવેશ થાય છે. કોષમાં તેમની સામગ્રી ટકાના દસમા અને સોમા ભાગની છે.

મેગ્નેશિયમ હરિતદ્રવ્યનો ભાગ છે; આયર્ન - હિમોગ્લોબિન; ફોસ્ફરસ - અસ્થિ પેશી, ન્યુક્લિક એસિડ; કેલ્શિયમ - હાડકામાં, શેલફિશ કાચબામાં, સલ્ફર - પ્રોટીનની રચનામાં; પોટેશિયમ, સોડિયમ અને ક્લોરિન આયનો કોષ પટલની સંભવિતતાને બદલવામાં ભાગ લે છે.

સૂક્ષ્મ તત્વો કોષમાં ટકાના સોમા અને હજારમા ભાગ દ્વારા રજૂ થાય છે. આ જસત, તાંબુ, આયોડિન, ફ્લોરિન, મોલીબ્ડેનમ, બોરોન વગેરે છે.

સૂક્ષ્મ તત્વો એ ઉત્સેચકો, હોર્મોન્સ અને રંગદ્રવ્યોનો ભાગ છે.

અલ્ટ્રામાઇક્રોએલિમેન્ટ્સ - તત્વો કે જેની કોષમાં સામગ્રી 0.000001% થી વધુ નથી. આ યુરેનિયમ, સોનું, પારો, સીઝિયમ વગેરે છે.

પાણી અને તેનું જૈવિક મહત્વ

વચ્ચે પાણી માત્રાત્મક રીતે રોકે છે રાસાયણિક સંયોજનોતમામ કોષોમાં પ્રથમ સ્થાન. કોષોના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, તેઓ કાર્યાત્મક સ્થિતિ, જીવતંત્રનો પ્રકાર અને તે જે પરિસ્થિતિઓમાં જોવા મળે છે, કોષોમાં તેની સામગ્રી નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે.

હાડકાના કોષોમાં 20% થી વધુ પાણી, એડિપોઝ પેશી - લગભગ 40%, સ્નાયુ કોષો - 76%, અને ગર્ભ કોષો - 90% કરતા વધુ નથી.

નોંધ 1

કોઈપણ જીવતંત્રના કોષોમાં, પાણીની માત્રા વય સાથે નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે.

આથી નિષ્કર્ષ એ છે કે સમગ્ર જીવતંત્રની અને દરેક કોષની અલગ-અલગ કાર્યાત્મક પ્રવૃત્તિ જેટલી વધારે છે, તેમાં પાણીનું પ્રમાણ વધારે છે અને ઊલટું.

નોંધ 2

કોષોની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિ માટેની પૂર્વશરત એ પાણીની હાજરી છે. તે સાયટોપ્લાઝમનો મુખ્ય ભાગ છે, તેની રચના અને કોલોઇડ્સની સ્થિરતા જાળવી રાખે છે જે સાયટોપ્લાઝમ બનાવે છે.

કોષમાં પાણીની ભૂમિકા તેના રાસાયણિક અને માળખાકીય ગુણધર્મો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. આ મુખ્યત્વે પરમાણુઓના નાના કદ, તેમની ધ્રુવીયતા અને હાઇડ્રોજન બોન્ડનો ઉપયોગ કરીને જોડાણ કરવાની ક્ષમતાને કારણે છે.

હાઇડ્રોજન બોન્ડ હાઇડ્રોજન અણુઓ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ અણુ (સામાન્ય રીતે ઓક્સિજન અથવા નાઇટ્રોજન) સાથે જોડાયેલા હોય છે. આ કિસ્સામાં, હાઇડ્રોજન અણુ એટલો મોટો સકારાત્મક ચાર્જ મેળવે છે કે તે અન્ય ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ અણુ (ઓક્સિજન અથવા નાઇટ્રોજન) સાથે નવું બોન્ડ બનાવી શકે છે. પાણીના અણુઓ, જેનો એક છેડો સકારાત્મક ચાર્જ ધરાવે છે અને બીજો નકારાત્મક ચાર્જ ધરાવે છે, તે પણ એકબીજા સાથે જોડાય છે. આવા પરમાણુ કહેવાય છે દ્વિધ્રુવ. એક પાણીના પરમાણુનો વધુ ઈલેક્ટ્રોનેગેટિવ ઓક્સિજન પરમાણુ હાઈડ્રોજન બોન્ડ બનાવવા માટે બીજા પરમાણુના સકારાત્મક ચાર્જવાળા હાઈડ્રોજન અણુ તરફ આકર્ષાય છે.

પાણીના અણુઓ ધ્રુવીય છે અને હાઇડ્રોજન બોન્ડ બનાવવા માટે સક્ષમ છે તે હકીકતને કારણે, પાણી ધ્રુવીય પદાર્થો માટે સંપૂર્ણ દ્રાવક છે જેને કહેવાય છે. હાઇડ્રોફિલિક. આ આયનીય સંયોજનો છે જેમાં પદાર્થ (મીઠું) ઓગળવામાં આવે ત્યારે ચાર્જ થયેલ કણો (આયન) પાણીમાં અલગ (અલગ) થાય છે. કેટલાક નોનિયોનિક સંયોજનોમાં સમાન ક્ષમતા હોય છે, જેના પરમાણુમાં ચાર્જ થયેલ (ધ્રુવીય) જૂથો હોય છે (શર્કરા, એમિનો એસિડમાં, સરળ આલ્કોહોલઆ OH જૂથો છે). બિન-ધ્રુવીય અણુઓ (લિપિડ્સ) ધરાવતા પદાર્થો પાણીમાં વ્યવહારીક રીતે અદ્રાવ્ય હોય છે, એટલે કે તેઓ હાઇડ્રોફોબ્સ.

જ્યારે પદાર્થ દ્રાવણમાં જાય છે, ત્યારે તેના માળખાકીય કણો (પરમાણુઓ અથવા આયનો) વધુ મુક્તપણે ખસેડવામાં સક્ષમ બને છે, અને તે મુજબ, પ્રતિક્રિયાશીલતાપદાર્થો આ કારણે, પાણી એ મુખ્ય માધ્યમ છે જ્યાં મોટાભાગની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે. વધુમાં, તમામ રેડોક્સ પ્રતિક્રિયાઓ અને હાઇડ્રોલિસિસ પ્રતિક્રિયાઓ ખાતે થાય છે સીધી ભાગીદારીપાણી

કોઈપણ જાણીતા પદાર્થ કરતાં પાણીમાં સૌથી વધુ વિશિષ્ટ ગરમી હોય છે. આનો અર્થ એ છે કે થર્મલ ઊર્જામાં નોંધપાત્ર વધારો સાથે, પાણીનું તાપમાન પ્રમાણમાં ઓછું વધે છે. આ ઉપયોગને કારણે છે નોંધપાત્ર રકમઆ ઉર્જા હાઇડ્રોજન બોન્ડ તોડવાની છે જે પાણીના અણુઓની ગતિશીલતાને મર્યાદિત કરે છે.

તેની મોટી ઉષ્મા ક્ષમતાને લીધે, પાણી છોડ અને પ્રાણીઓની પેશીઓને મજબૂત અને રક્ષણ તરીકે કામ કરે છે ઝડપી પ્રમોશનતાપમાન, અને બાષ્પીભવનની ઉચ્ચ ગરમી એ શરીરના શરીરના તાપમાનના વિશ્વસનીય સ્થિરીકરણનો આધાર છે. પાણીને બાષ્પીભવન કરવા માટે ઊર્જાની નોંધપાત્ર માત્રાની જરૂરિયાત એ હકીકતને કારણે છે કે તેના પરમાણુઓ વચ્ચે હાઇડ્રોજન બોન્ડ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. આ ઊર્જા પર્યાવરણમાંથી આવે છે, તેથી ઠંડક સાથે બાષ્પીભવન થાય છે. આ પ્રક્રિયા પરસેવો દરમિયાન જોઇ શકાય છે, કૂતરાઓમાં થર્મલ હાંફવાના કિસ્સામાં, તે છોડના અવયવોને ઠંડુ કરવાની પ્રક્રિયામાં પણ મહત્વપૂર્ણ છે, ખાસ કરીને રણની પરિસ્થિતિઓમાં અને સૂકા મેદાનની સ્થિતિમાં અને અન્ય પ્રદેશોમાં દુષ્કાળના સમયગાળામાં.

પાણી સમાન છે ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતાશું આપવામાં આવે છે સમાન વિતરણસમગ્ર શરીરમાં ગરમી. આમ, સ્થાનિક "હોટ સ્પોટ્સ" નું કોઈ જોખમ નથી કે જે કોષ તત્વોને નુકસાન પહોંચાડી શકે. તેથી તે ઉચ્ચ છે ચોક્કસ ગરમીઅને પ્રવાહી માટે ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા પાણીને શ્રેષ્ઠ જાળવણી માટે એક આદર્શ માધ્યમ બનાવે છે થર્મલ શાસનશરીર

પાણી ઉચ્ચ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે સપાટી તણાવ. આ ગુણધર્મ શોષણ પ્રક્રિયાઓ, પેશીઓ દ્વારા ઉકેલોની હિલચાલ (રક્ત પરિભ્રમણ, છોડ દ્વારા ઉપર અને નીચેની હિલચાલ, વગેરે) માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.

પાણીનો ઉપયોગ ઓક્સિજન અને હાઇડ્રોજનના સ્ત્રોત તરીકે થાય છે, જે પ્રકાશસંશ્લેષણના પ્રકાશ તબક્કા દરમિયાન છોડવામાં આવે છે.

મહત્વપૂર્ણ માટે શારીરિક ગુણધર્મોપાણી તેની વાયુઓ ($O_2$, $CO_2$, વગેરે) ઓગળવાની ક્ષમતાને દર્શાવે છે. વધુમાં, દ્રાવક તરીકે પાણી ઓસ્મોસિસની પ્રક્રિયામાં ભાગ લે છે, જે કોષો અને શરીરના જીવનમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

હાઇડ્રોકાર્બનના ગુણધર્મો અને તેની જૈવિક ભૂમિકા

જો આપણે પાણીને ધ્યાનમાં ન લઈએ, તો આપણે તે કહી શકીએ સૌથી વધુકોષના અણુઓ હાઇડ્રોકાર્બન, કહેવાતા કાર્બનિક, સંયોજનોથી સંબંધિત છે.

નોંધ 3

હાઇડ્રોકાર્બન, અનન્ય ધરાવે છે રાસાયણિક ક્ષમતાઓ, જીવન માટે મૂળભૂત, તેનો રાસાયણિક આધાર બનાવે છે.

તેના નાના કદ અને તેના બાહ્ય શેલમાં ચાર ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે, હાઇડ્રોકાર્બન અણુ અન્ય અણુઓ સાથે ચાર મજબૂત સહસંયોજક બોન્ડ બનાવી શકે છે.

હાઇડ્રોકાર્બન અણુઓની સાંકળો, રિંગ્સ અને આખરે મોટા, જટિલ કાર્બનિક અણુઓના હાડપિંજર બનાવવા માટે એકસાથે જોડાવાની ક્ષમતા સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે.

વધુમાં, હાઇડ્રોકાર્બન સરળતાથી રચાય છે સહસંયોજક બોન્ડઅન્ય પોષક તત્વો સાથે (સામાન્ય રીતે $H, Mg, P, O, S$). આ વિવિધ કાર્બનિક સંયોજનોના ખગોળીય જથ્થાના અસ્તિત્વને સમજાવે છે જે તેના તમામ અભિવ્યક્તિઓમાં જીવંત જીવોના અસ્તિત્વની ખાતરી કરે છે. તેમની વિવિધતા અણુઓની રચના અને કદમાં પ્રગટ થાય છે, તેમના રાસાયણિક ગુણધર્મો, કાર્બન હાડપિંજરના સંતૃપ્તિની ડિગ્રી અને વિવિધ સ્વરૂપોપરમાણુઓ, જે ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર બોન્ડના ખૂણા દ્વારા નક્કી થાય છે.

બાયોપોલિમર્સ

આ ઉચ્ચ પરમાણુ વજન છે ( પરમાણુ વજન 103 - 109) કાર્બનિક સંયોજનો, જેમાંના મેક્રોમોલેક્યુલ્સમાં પુનરાવર્તિત એકમો - મોનોમર્સનો સમાવેશ થાય છે.

બાયોપોલિમર્સમાં પ્રોટીન, ન્યુક્લિક એસિડ, પોલિસેકરાઇડ્સ અને તેમના ડેરિવેટિવ્ઝ (સ્ટાર્ચ, ગ્લાયકોજેન, સેલ્યુલોઝ, હેમીસેલ્યુલોઝ, પેક્ટીન, ચીટિન, વગેરે) નો સમાવેશ થાય છે. તેમના માટે મોનોમર્સ અનુક્રમે એમિનો એસિડ, ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ અને મોનોસેકરાઇડ્સ છે.

નોંધ 4

કોષના લગભગ 90% શુષ્ક સમૂહ બાયોપોલિમર્સથી બનેલા હોય છે: છોડમાં, પોલિસેકરાઇડ્સ પ્રબળ હોય છે, અને પ્રાણીઓમાં, પ્રોટીનનું વર્ચસ્વ હોય છે.

ઉદાહરણ 1

બેક્ટેરિયલ કોષમાં લગભગ 3 હજાર પ્રકારના પ્રોટીન અને 1 હજાર ન્યુક્લિક એસિડ હોય છે, અને મનુષ્યમાં પ્રોટીનની સંખ્યા 5 મિલિયન હોવાનો અંદાજ છે.

બાયોપોલિમર્સ માત્ર રચતા નથી માળખાકીય આધારસજીવ, પરંતુ મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓમાં સંચાલન ભૂમિકા પણ ભજવે છે.

બાયોપોલિમર્સનો માળખાકીય આધાર રેખીય (પ્રોટીન, ન્યુક્લીક એસિડ, સેલ્યુલોઝ) અથવા ડાળીઓવાળો (ગ્લાયકોજેન) સાંકળો છે.

અને ન્યુક્લિક એસિડ્સ, રોગપ્રતિકારક પ્રતિક્રિયાઓ, મેટાબોલિક પ્રતિક્રિયાઓ - અને બાયોપોલિમર સંકુલ અને બાયોપોલિમરના અન્ય ગુણધર્મોની રચનાને કારણે હાથ ધરવામાં આવે છે.