Tabela e substancave inorganike të biologjisë së gjallë. Substancat inorganike të qelizës

Mësimi #2.

Tema e mësimit : Jo lëndë organike qelizat.

Objektivi i mësimit: thellojnë njohuritë për substancat inorganike të qelizës.

Objektivat e mësimit:

arsimore: Konsideroni veçoritë strukturore të molekulave të ujit në lidhje me të rol jetësor në jetën e një qelize, zbuloni rolin e ujit dhe kripërave minerale në jetën e organizmave të gjallë;

Edukative: Vazhdoni zhvillimin të menduarit logjik studentët, vazhdojnë të zhvillojnë aftësitë për të punuar me të burime të ndryshme informacion;

Edukative: Vazhdimi i formimit të një botëkuptimi shkencor, edukimi i një individi të arsimuar biologjikisht; formimi dhe zhvillimi i bazave morale dhe ideologjike të individit; vazhdojnë formimin vetëdija ekologjike, nxitja e një dashurie për natyrën;

Pajisjet: aplikacion multimedial për tekstin shkollor, projektor, kompjuter, karta detyrash,diagrami "Elementet. Substancat e qelizës." epruveta, gota, akull, llambë alkooli, kripë tavoline, etanol, saharozë, vaj vegjetal.

Konceptet Bazë: dipoli, hidrofiliteti, hidrofobia, kationet, anionet.

Lloji i mësimit : e kombinuar

Metodat e mësimdhënies: riprodhues, pjesërisht eksplorues, eksperimental.

Studentët duhet:

Dije elementet dhe përbërjet kryesore kimike që përbëjnë qelizën;

Të jetë në gjendje të të shpjegojë rëndësinë e substancave inorganike në proceset jetësore.

Struktura e mësimit

1.Momenti organizativ

Pershendetje, pergatitje per pune.

Në fillim dhe në fund të orës së mësimit bëhet një ngrohje psikologjike. Qëllimi i tij është të përcaktojë gjendjen emocionale të nxënësve. Secilit nxënës i jepet një pjatë me gjashtë fytyra - një shkallë për përcaktimin e gjendjes emocionale (Fig. 1). Secili nxënës vendos një tik-tak nën fytyrë, shprehja e të cilit pasqyron gjendjen shpirtërore të tij.

2. Testimi i njohurive të studentëve

Testi "Përbërja kimike e qelizës" (Shtojca)

3. Vendosja e qëllimeve dhe motivimi

"Ujë! Nuk ke as shije, as ngjyrë, as erë, nuk mund të përshkruhesh. Një person ju kënaq pa e kuptuar se çfarë jeni në të vërtetë. Nuk mund të thuhet se je i domosdoshëm për jetën, je vetë jeta. Ju kudo dhe kudo jepni një ndjenjë lumturie që nuk mund të kuptohet nga asnjë nga shqisat tona. Ju na ktheni forcën. Mëshira jote bën që burimet e thata të zemrës sonë të marrin jetë. Ju jeni pasuria më e madhe në botë. Ju jeni një pasuri që mund të trembet lehtësisht, por ju na jepni një lumturi kaq të thjeshtë dhe të çmuar,” ky himn entuziast për ujin u shkrua nga shkrimtari dhe piloti francez Antoine de Saint-Exupéry, të cilit iu desh të përjetonte dhembjet e etjes në shkretëtirë e nxehtë.

Me këto fjalë të mrekullueshme ne fillojmë një mësim, qëllimi i të cilit është të zgjerojë të kuptuarit e ujit - substancës që krijoi planetin tonë.

1. Përditëso

Cila është rëndësia e ujit në jetën e njeriut?

(Përgjigjet e nxënësve për rëndësinë e ujit në jetën e njeriut0

1. Prezantimi i materialit të ri.

Uji është substanca inorganike më e zakonshme në organizmat e gjallë, përbërësi i tij thelbësor, habitati për shumë organizma dhe tretësi kryesor i qelizës.

Rreshtat e poezisë nga M. Dudnik:

Ata thonë se një person përbëhet nga tetëdhjetë për qind ujë,

Nga uji, mund të shtoj, të lumenjve të tij të lindjes,

Nga uji do të shtoj shiun që i dha të pijë,

Nga uji, mund të shtoj, nga uji i lashtë i burimeve,

Nga e cila pinin gjyshërit dhe stërgjyshërit.

Shembuj të përmbajtjes së ujit në qeliza të ndryshme të trupit:

Në trupin e një njeriu të ri ose kafshësh - 80% e masës qelizore;

Në qelizat e trupit të vjetër - 60%

në tru – 85%;

Në qelizat e smaltit të dhëmbëve - 10-15%.

Nëse një person humbet 20% të ujit, ai vdes.

Konsideroni strukturën e një molekule uji:

H2O – formula molekulare,

H–O–H – formula strukturore,

Molekula e ujit ka një strukturë këndore: është trekëndëshi dykëndësh me një kënd kulmi prej 104,5°.

Pesha molekulare e ujit në gjendje avulli është 18 g/mol. Megjithatë peshë molekulare ujë të lëngshëm rezulton të jetë më i lartë. Kjo tregon se në ujin e lëngshëm ekziston një lidhje e molekulave të shkaktuara nga lidhjet hidrogjenore.

Cili është roli i ujit në qelizë?

Për shkak të polaritetit të lartë të molekulave të tij, uji është një tretës për komponimet e tjera polare pa të barabartë. Shkrihet në ujë më shumë substanca se në çdo lëng tjetër. Kjo është arsyeja pse shumë reaksione kimike ndodhin në mjedisin ujor të qelizës. Uji shpërndan produktet metabolike dhe i largon ato nga qeliza dhe nga trupi në tërësi.

Uji ka një kapacitet të lartë nxehtësie, d.m.th. aftësia për të thithur nxehtësinë. Me një ndryshim minimal në temperaturën e vet, ai lirohet ose absorbohet sasi të konsiderueshme ngrohtësi. Falë kësaj, ajo mbron qelizën nga ndryshime të papritura temperatura. Meqenëse konsumohet shumë nxehtësi për të avulluar ujin, duke avulluar ujin, organizmat mund të mbrohen nga mbinxehja (për shembull, kur djersiten).

Uji ka përçueshmëri e lartë termike. Kjo veti bën të mundur shpërndarjen e barabartë të nxehtësisë midis indeve të trupit.

Uji është një nga substancat bazë të natyrës, pa të cilin zhvillimi është i pamundur bota organike bimët, kafshët, njerëzit. Aty ku është, ka jetë.

Demonstrimi i eksperimenteve. Hartoni një tabelë me nxënësit.

a) Tretni në ujë këto substanca: kripën e tryezës, alkoolin etilik, saharozën, vajin vegjetal.

Pse disa substanca treten në ujë ndërsa të tjerat jo?

Është dhënë koncepti i substancave hidrofile dhe hidrofobe.

Substancat hidrofile janë substanca që janë shumë të tretshme në ujë.

Substancat hidrofobike janë substanca që janë pak të tretshme në ujë.

B) Vendosni një copë akulli në një gotë me ujë.

Çfarë mund të thoni për dendësinë e ujit dhe akullit?

Duke përdorur tekstin shkollor, në grupe duhet të plotësoni tabelën "Kripërat minerale". Në fund të punës bëhet një diskutim i të dhënave të futura në tabelë.

Kapaciteti tampon është aftësia e një qelize për të ruajtur qëndrueshmërinë relative të një mjedisi pak alkalik.

1. Konsolidimi i materialit të studiuar.

Zgjidhja e problemeve biologjike në grup.

Detyra 1.

Për disa sëmundje, një zgjidhje 0,85 për qind e kripës së tryezës, e quajtur kripur, injektohet në gjak. Njehsoni: a) sa gramë ujë dhe kripë duhet të merren për të marrë 5 kg tretësirë ​​të kripur; b) sa gramë kripë futen në trup kur futen 400 g kripë.

Detyra 2.

NË praktikë mjekësore Një zgjidhje 0,5 për qind e permanganatit të kaliumit përdoret për të larë plagët dhe për të bërë gargarë. Çfarë vëllimi tretësirë ​​e ngopur(që përmban 6,4 g të kësaj kripe në 100 g ujë) dhe duhet të merret ujë i pastër për të përgatitur 1 litër tretësirë ​​0,5 përqind (ρ = 1 g/cm 3 ).

Ushtrimi.

Shkruani një temë sinkronike: uji

1. Detyrë shtëpie: pjesa 2.3

Gjeni në vepra letrare shembuj të përshkrimeve të vetive dhe cilësive të ujit, rëndësia e tij biologjike.

Skema "Elementet. Substancat e qelizës"

Shënime bazë për mësimin

Organizmat përbëhen nga qeliza. Qelizat e organizmave të ndryshëm kanë përbërje kimike të ngjashme. Tabela 1 paraqet elementët kryesorë kimikë që gjenden në qelizat e organizmave të gjallë.

Tabela 1. Përmbajtja elementet kimike në një kafaz

Në bazë të përmbajtjes në qelizë, mund të dallohen tre grupe elementesh. Grupi i parë përfshin oksigjenin, karbonin, hidrogjenin dhe azotin. Ato përbëjnë pothuajse 98% të përbërjes totale të qelizës. Grupi i dytë përfshin kalium, natrium, kalcium, squfur, fosfor, magnez, hekur, klor. Përmbajtja e tyre në qelizë është të dhjetat dhe të qindtat e përqindjes. Elementet e këtyre dy grupeve klasifikohen si makronutrientët(nga greqishtja makro- e madhe).

Elementët e mbetur, të përfaqësuar në qelizë me të qindtat dhe të mijëtat e përqindjes, përfshihen në grupin e tretë. Kjo mikroelementet(nga greqishtja mikro- e vogël).

Në qeli nuk u gjetën elemente unike për natyrën e gjallë. Të gjithë elementët kimikë të listuar janë të përfshirë në përbërje natyrë e pajetë. Kjo tregon unitetin e natyrës së gjallë dhe të pajetë.

Mungesa e çdo elementi mund të çojë në sëmundje dhe madje edhe vdekje të trupit, pasi secili element luan një rol të veçantë. Makroelementet e grupit të parë formojnë bazën e biopolimerëve - proteinat, karbohidratet, acidet nukleike, si dhe lipidet, pa të cilat jeta është e pamundur. Squfuri është pjesë e disa proteinave, fosfori është pjesë e acideve nukleike, hekuri është pjesë e hemoglobinës dhe magnezi është pjesë e klorofilit. Kalciumi luan një rol të rëndësishëm në metabolizëm.

Disa nga elementët kimikë të përfshirë në qelizë janë pjesë e substancave inorganike - kripërat minerale dhe uji.

Kripërat minerale gjenden në qelizë, si rregull, në formën e kationeve (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) dhe anioneve (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3), raporti i të cilit përcakton aciditetin e mjedisit, i cili është i rëndësishëm për jetën e qelizave.

(Në shumë qeliza, mjedisi është pak alkalik dhe pH e tij pothuajse nuk ndryshon, pasi një raport i caktuar i kationeve dhe anioneve ruhet vazhdimisht në të.)

Nga substancat inorganike në natyrën e gjallë, luan një rol të madh ujë.

Pa ujë jeta është e pamundur. Ai përbën një masë të konsiderueshme të shumicës së qelizave. Shumë ujë përmbahet në qelizat e trurit dhe embrionet njerëzore: më shumë se 80% ujë; në qelizat e indit dhjamor - vetëm 40.% Në moshën e vjetër, përmbajtja e ujit në qeliza zvogëlohet. Një person që ka humbur 20% të ujit vdes.

Vetitë unike të ujit përcaktojnë rolin e tij në trup. Ai është i përfshirë në termorregullimin, i cili është për shkak të kapacitetit të lartë të nxehtësisë së ujit - konsumi i një sasie të madhe energjie gjatë ngrohjes. Çfarë e përcakton kapacitetin e lartë të nxehtësisë së ujit?

Në një molekulë uji, një atom oksigjeni është i lidhur në mënyrë kovalente me dy atome hidrogjeni. Molekula e ujit është polare sepse atomi i oksigjenit ka një ngarkesë pjesërisht negative, dhe secili nga dy atomet e hidrogjenit ka

Pjesërisht ngarkesë pozitive. Një lidhje hidrogjeni formohet midis atomit të oksigjenit të një molekule uji dhe atomit të hidrogjenit të një molekule tjetër. Lidhjet e hidrogjenit sigurojnë lidhjen e një numri të madh molekulash uji. Kur uji nxehet, një pjesë e konsiderueshme e energjisë shpenzohet për thyerjen e lidhjeve të hidrogjenit, gjë që përcakton kapacitetin e tij të lartë të nxehtësisë.

Uji - tretës i mirë. Për shkak të polaritetit të tyre, molekulat e tij ndërveprojnë me jone të ngarkuar pozitivisht dhe negativisht, duke nxitur kështu shpërbërjen e substancës. Në lidhje me ujin, të gjitha substancat qelizore ndahen në hidrofile dhe hidrofobike.

Hidrofilike(nga greqishtja hidro- ujë dhe filleo- dashuri) quhen substanca që treten në ujë. Këto përfshijnë komponimet jonike(p.sh. kripërat) dhe disa komponime jojonike (p.sh. sheqernat).

Hidrofobik(nga greqishtja hidro- ujë dhe Fobos- frika) janë substanca që janë të patretshme në ujë. Këto përfshijnë, për shembull, lipidet.

Uji luan një rol të rëndësishëm në reaksionet kimike që ndodhin në qelizë. tretësirat ujore. Ai shpërndan produktet metabolike për të cilat trupi nuk ka nevojë dhe në këtë mënyrë nxit largimin e tyre nga trupi. Përmbajtje e madhe uji në kafaz e jep elasticitet. Uji lehtëson lëvizjen e substancave të ndryshme brenda një qelize ose nga qeliza në qelizë.

Trupat e natyrës së gjallë dhe të pajetë përbëhen nga të njëjtat elementë kimikë. Organizmat e gjallë përmbajnë substanca inorganike - ujë dhe kripëra minerale. Funksionet e shumta të rëndësishme jetike të ujit në një qelizë përcaktohen nga karakteristikat e molekulave të tij: polariteti i tyre, aftësia për të formuar lidhje hidrogjeni.

PËRBËRËSIT INORGANIKE TË QELIZËS

Rreth 90 elementë gjenden në qelizat e organizmave të gjallë dhe rreth 25 prej tyre gjenden pothuajse në të gjitha qelizat. Sipas përmbajtjes së tyre në qelizë, elementët kimikë ndahen në tre grupe të mëdha: makroelemente (99%), mikroelemente (1%), ultramikroelemente (më pak se 0.001%).

Makroelementët përfshijnë oksigjen, karbon, hidrogjen, fosfor, kalium, squfur, klor, kalcium, magnez, natrium, hekur.
Mikroelementët përfshijnë mangan, bakër, zink, jod, fluor.
Ultramikroelementët përfshijnë argjendin, arin, bromin dhe selenin.

PËRBËRËSIT ORGANIKE TË QELIZAVE

Enzimat.

Funksioni më i rëndësishëm i proteinave është katalitik. Molekulat e proteinave, rritja e shpejtësisë së reaksioneve kimike në një qelizë me disa renditje të madhësisë quhen enzimat. Asnjë proces i vetëm biokimik në trup nuk ndodh pa pjesëmarrjen e enzimave.

Aktualisht, janë zbuluar mbi 2000 enzima. Efektiviteti i tyre është shumë herë më i lartë se ai i katalizatorë inorganikë përdoret në prodhim. Kështu, 1 mg hekur në enzimën katalazë zëvendëson 10 tonë hekur inorganik. Katalaza rrit shpejtësinë e dekompozimit të peroksidit të hidrogjenit (H 2 O 2) me 10 11 herë. Enzima që katalizon reaksionin e formimit të acidit karbonik (CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3) e përshpejton reaksionin 10 7 herë.

Një veti e rëndësishme e enzimave është specifika e veprimit të tyre, secila enzimë katalizon vetëm një ose një grup të vogël reaksionesh të ngjashme.

Substanca mbi të cilën vepron enzima quhet substrate. Strukturat e molekulave të enzimës dhe të substratit duhet të përputhen saktësisht me njëra-tjetrën. Kjo shpjegon specifikën e veprimit të enzimave. Kur një substrat kombinohet me një enzimë, struktura hapësinore e enzimës ndryshon.

Sekuenca e ndërveprimit midis enzimës dhe substratit mund të përshkruhet në mënyrë skematike:

Substrat+Enzimë - Kompleksi enzimë-substrat - Enzimë+Produkt.

Diagrami tregon se substrati kombinohet me enzimën për të formuar një kompleks enzimë-substrat. Në këtë rast, substrati shndërrohet në një substancë të re - një produkt. Në fazën përfundimtare, enzima lirohet nga produkti dhe përsëri ndërvepron me një molekulë tjetër substrati.

Enzimat funksionojnë vetëm në një temperaturë të caktuar, përqendrim të substancave dhe aciditet të mjedisit. Ndryshimi i kushteve çon në ndryshime në terciare dhe struktura kuaternare molekulë proteine, dhe, rrjedhimisht, në shtypjen e aktivitetit të enzimës. Si ndodh kjo? Aktiviteti katalitik zotëron vetëm një pjesë të caktuar të molekulës së enzimës, të quajtur qendër aktive. Qendra aktive përmban nga 3 deri në 12 mbetje aminoacide dhe formohet si rezultat i lakimit të zinxhirit polipeptid.

Nën ndikimin e faktorëve të ndryshëm, struktura e molekulës së enzimës ndryshon. Kjo prish konfigurimin hapësinor qendër aktive, dhe enzima humbet aktivitetin e saj.

Enzimat janë proteina që veprojnë si katalizatorë biologjikë. Falë enzimave, shpejtësia e reaksioneve kimike në qeliza rritet me disa renditje të madhësisë. Pronë e rëndësishme enzimat - specifika e veprimit në kushte të caktuara.

Acidet nukleike.

Acidet nukleike u zbuluan në gjysmën e dytë të shekullit të 19-të. Biokimisti zviceran F. Miescher, i cili izoloi një substancë me një përmbajtje të lartë të azotit dhe fosforit nga bërthamat e qelizave dhe e quajti atë "nukleinë" (nga lat. bërthamë- bërthama).

Ruhet në acide nukleike informacione trashëgimore për strukturën dhe funksionimin e çdo qelize dhe të gjitha qenieve të gjalla në Tokë. Ekzistojnë dy lloje të acideve nukleike - ADN (acidi deoksiribonukleik) dhe ARN (acidi ribonukleik). Acidet nukleike, si proteinat, janë specie specifike, domethënë organizmat e secilës specie kanë llojin e tyre të ADN-së. Për të zbuluar arsyet e specifikës së specieve, merrni parasysh strukturën e acideve nukleike.

Molekulat e acidit nukleik janë shumë zinxhirë të gjatë, i përbërë nga shumë qindra dhe madje miliona nukleotide. Çdo acid nukleik përmban vetëm katër lloje nukleotidesh. Funksionet e molekulave të acidit nukleik varen nga struktura e tyre, nukleotidet që përmbajnë, numri i tyre në zinxhir dhe sekuenca e përbërjes në molekulë.

Çdo nukleotid përbëhet nga tre përbërës: bazë azotike, karbohidrate dhe acid fosforik. Çdo nukleotid i ADN-së përmban një nga katër llojet e bazave azotike (adeninë - A, timinë - T, guaninë - G ose citozinë - C), si dhe karbon deoksiriboz dhe një mbetje të acidit fosforik.

Kështu, nukleotidet e ADN-së ndryshojnë vetëm në llojin e bazës azotike.

Molekula e ADN-së përbëhet nga një numër i madh i nukleotideve të lidhura në një zinxhir në një sekuencë të caktuar. Çdo lloj molekule e ADN-së ka numrin dhe sekuencën e vet të nukleotideve.

Molekulat e ADN-së janë shumë të gjata. Për shembull, për të shkruar sekuencën e nukleotideve në molekulat e ADN-së nga një qelizë njerëzore (46 kromozome) me shkronja do të duhej një libër prej rreth 820,000 faqesh. Mund të formohen katër lloje të nukleotideve të alternuara grup i pafund variante të molekulave të ADN-së. Këto veçori strukturore të molekulave të ADN-së u lejojnë atyre të ruajnë një sasi të madhe informacioni për të gjitha karakteristikat e organizmave.

Në vitin 1953, biologu amerikan J. Watson dhe fizikani anglez F. Crick krijuan një model të strukturës së molekulës së ADN-së. Shkencëtarët kanë zbuluar se çdo molekulë e ADN-së përbëhet nga dy zinxhirë të ndërlidhur dhe të përdredhur në mënyrë spirale. Duket si një spirale e dyfishtë. Në çdo zinxhir, katër lloje të nukleotideve alternojnë në një sekuencë specifike.

Përbërja nukleotide e ADN-së ndryshon ndërmjet lloje të ndryshme bakteret, kërpudhat, bimët, kafshët. Por nuk ndryshon me moshën, varet pak nga ndryshimet mjedisi. Nukleotidet janë të çiftëzuara, domethënë, numri i nukleotideve të adeninës në çdo molekulë të ADN-së është i barabartë me numrin e nukleotideve të timidinës (A-T), dhe numri i nukleotideve të citozinës është i barabartë me numrin e nukleotideve të guaninës (C-G). Kjo për faktin se lidhja e dy zinxhirëve me njëri-tjetrin në një molekulë të ADN-së i nënshtrohet një rregulli të caktuar, domethënë: adenina e njërit zinxhir është gjithmonë e lidhur me dy lidhje hidrogjeni vetëm me timinën e zinxhirit tjetër, dhe guanina - nga tre lidhje hidrogjeni me citozinë, domethënë zinxhirët nukleotidikë të një molekule të ADN-së janë komplementare, duke plotësuar njëra-tjetrën.

Molekulat e acidit nukleik - ADN dhe ARN - përbëhen nga nukleotide. Nukleotidet e ADN-së përfshijnë një bazë azotike (A, T, G, C), karbohidratet deoksiribozë dhe një mbetje të molekulës së acidit fosforik. Molekula e ADN-së është një spirale e dyfishtë e përbërë nga dy zinxhirë të lidhur me lidhje hidrogjeni sipas parimit të komplementaritetit. Funksioni i ADN-së është të ruajë informacionin trashëgues.

Qelizat e të gjithë organizmave përmbajnë molekula të ATP - acid trifosforik adenozinë. ATP është një substancë qelizore universale, molekula e së cilës ka lidhje të pasura me energji. Molekula ATP është një nukleotid unik, i cili, si nukleotidet e tjera, përbëhet nga tre përbërës: një bazë azotike - adeninë, një karbohidrat - ribozë, por në vend të një përmban tre mbetje të molekulave të acidit fosforik (Fig. 12). Lidhjet e treguara në figurë me një ikonë janë të pasura me energji dhe quhen makroergjike. Çdo molekulë ATP përmban dy lidhje me energji të lartë.

Kur një lidhje me energji të lartë prishet dhe një molekulë e acidit fosforik hiqet me ndihmën e enzimeve, lirohet 40 kJ/mol energji dhe ATP shndërrohet në ADP - acid adenozin difosforik. Kur hiqet një molekulë tjetër e acidit fosforik, lirohet edhe 40 kJ/mol; Formohet AMP - acidi monofosforik i adenozinës. Këto reagime janë të kthyeshme, domethënë AMP mund të shndërrohet në ADP, ADP në ATP.

Molekulat ATP jo vetëm që zbërthehen, por edhe sintetizohen, kështu që përmbajtja e tyre në qelizë është relativisht konstante. Rëndësia e ATP në jetën e një qelize është e madhe. Këto molekula luajnë një rol udhëheqës në metabolizmin e energjisë të nevojshme për të siguruar jetën e qelizës dhe të organizmit në tërësi.

Një molekulë e ARN-së është zakonisht një zinxhir i vetëm, i përbërë nga katër lloje nukleotidesh - A, U, G, C. Njihen tre lloje kryesore të ARN-së: mARN, rARN, tARN. Përmbajtja e molekulave të ARN-së në një qelizë nuk është konstante, ato marrin pjesë në biosintezën e proteinave. ATP është një substancë energjetike universale e qelizës, e cila përmban lidhje të pasura me energji. ATP luan një rol qendror në metabolizmin e energjisë qelizore. ARN dhe ATP gjenden si në bërthamën ashtu edhe në citoplazmën e qelizës.

Detyra dhe teste me temën “Tema 4. “Përbërja kimike e qelizës”.

• polimer, monomer;
• karbohidrate, monosakaride, disakaride, polisaharide;
• lipide, acide yndyrore, glicerinë;
• aminoacid, lidhje peptide, proteina;
• katalizator, enzimë, vend aktiv;
• acidi nukleik, nukleotidi.

Algoritmi për zgjidhjen e problemeve.

Lloji 1. Vetë-kopjimi i ADN-së.

Një nga zinxhirët e ADN-së ka sekuencën nukleotide të mëposhtme:
AGTACCGATACCGATTTACCG...
Çfarë sekuence nukleotide ka zinxhiri i dytë i së njëjtës molekulë?

Për të shkruar sekuencën nukleotide të vargut të dytë të një molekule të ADN-së, kur dihet sekuenca e vargut të parë, mjafton të zëvendësohet timina me adeninë, adenina me timinë, guanina me citozinë dhe citozina me guaninë. Pasi kemi bërë këtë zëvendësim, marrim sekuencën:
TATTGGGCTATGAGCTAAAATG...

Lloji 2. Kodimi i proteinave.

Zinxhiri i aminoacideve të proteinës ribonukleazë ka fillimin e mëposhtëm: lizinë-glutamine-treonine-alanine-alanine-alanine-lizine...
Me çfarë sekuence nukleotide fillon gjeni që i përgjigjet kësaj proteine?

Për ta bërë këtë, përdorni tabelën e kodit gjenetik. Për çdo aminoacid, ne gjejmë përcaktimin e kodit të tij në formën e trefishit përkatës të nukleotideve dhe e shkruajmë atë. Duke i renditur këto treshe njëra pas tjetrës në të njëjtin rend si aminoacidet përkatëse, marrim formulën për strukturën e një seksioni të ARN-së lajmëtare. Si rregull, ka disa treshe të tilla, zgjedhja bëhet sipas vendimit tuaj (por merret vetëm një nga trenjakët). Prandaj, mund të ketë disa zgjidhje.
AAAAAAAAACUGCGGCUGCGAAG

Me çfarë sekuence aminoacidesh fillon një proteinë nëse ajo është e koduar nga sekuenca e mëposhtme e nukleotideve:
ACGGCCATGGCCGGT...

Duke përdorur parimin e komplementaritetit, ne gjejmë strukturën e një seksioni të ARN-së të dërguar të formuar në këtë segment Molekulat e ADN-së:
UGGGGGUACGGGGCA...

Pastaj i drejtohemi tabelës së kodit gjenetik dhe për çdo trefish të nukleotideve, duke filluar nga e para, gjejmë dhe shkruajmë aminoacidin përkatës:
Cisteinë-glicinë-tirozinë-argininë-proline-...

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. " Biologji e përgjithshme Moskë, "Iluminizmi", 2000

• Tema 4. “Përbërja kimike e qelizës”. §2-§7 f. 7-21
• Tema 5. “Fotosinteza”. §16-17 fq 44-48
• Tema 6. “Frymëmarrja qelizore”. §12-13 fq 34-38
• Tema 7. “Informacioni gjenetik”. §14-15 fq 39-44

Një qelizë është një sistem kompleks vetërregullues në të cilin ndodhin qindra reaksione kimike njëkohësisht dhe në një sekuencë të caktuar që synojnë ruajtjen e aktivitetit jetësor, rritjen dhe zhvillimin e saj. Studimi i përbërjes kimike të qelizave tregon se në organizmat e gjallë nuk ka elementë kimikë të veçantë që janë unikë për to: pikërisht në këtë manifestohet uniteti i përbërjes kimike të natyrës së gjallë dhe jo të gjallë.

Nga 115 elementët kimikë që ekzistojnë në natyrë, të paktën gjysma e tyre marrin pjesë aktive në proceset e jetës. Për më tepër, 24 prej tyre janë të detyrueshme dhe gjenden pothuajse në të gjitha llojet e qelizave, dhe vlera më e lartë kanë 10 elementë - azot (N), hidrogjen (H), karbon (C), oksigjen (O), fosfor (P), squfur (S), natrium (Na), kalium (K), kalcium (Ca), magnez (Mg) - përbërësit kryesorë të qelizës janë ndërtuar prej tyre.

Sipas përmbajtjes së përqindjes në qelizë, elementët kimikë ndahen në tre grupe:

· makroelementet, përmbajtja në kafaz - 10 -3; oksigjen, karbon, hidrogjen, azot, fosfor, squfur, kalcium, kalium, klor, natrium dhe magnez, që përbëjnë mbi 99% të masës qelizore;

· mikroelementet, përmbajtja e të cilave varion nga 10 -3 -10 -6; hekur, mangan, bakër, zink, kobalt, nikel, jod, brom, fluor, bor; dhimbja e tyre përbën 1,0% të masës qelizore;

· ultramikroelemente, duke qenë më pak se 10 -6; ari, argjendi, uranium, berilium, cezium, selen, etj.; në total - më pak se 0.1% e masës qelizore.

Megjithë përmbajtjen e tyre të ulët në organizmat e gjallë, mikro- dhe ultramikroelementet luajnë një rol të rëndësishëm: ato janë pjesë e enzimave, vitaminave të ndryshme dhe në këtë mënyrë përcaktojnë zhvillimin dhe funksionimin normal të strukturave qelizore dhe të trupit në tërësi.

Secili prej elementeve kimike që gjenden në organizmat e gjallë kryen funksion i rëndësishëm(Tabela 1).

Tabela 1.

FUNKSIONET E ELEMENTEVE NË ORGANIZMAT E GJALLA

- në trupin e njeriut dhe të kafshëve ruhet në mëlçi në formën e ferritinës, një proteinë që përmban hekur.

Uji dhe komponimet inorganike, roli i tyre në qelizë.

Substancat inorganike (minerale).- këto janë komponime kimike relativisht të thjeshta që gjenden si në natyrën e gjallë ashtu edhe në atë të pajetë (në minerale, ujërat natyrore). Nga komponimet inorganike Uji, kripërat minerale, acidet dhe bazat janë të rëndësishme.

Përmbajtja mesatare e ujit në qelizat e shumicës së organizmave është rreth 70% (në qelizat e një kandil deti - 96%). Sasia e ujit në organe dhe inde të ndryshme ndryshon dhe varet nga niveli i proceseve metabolike të tyre. Kështu, tek njerëzit, përmbajtja e ujit në qelizat e smaltit të dhëmbëve është 10%, indi kockor është 20%, indi dhjamor është 40%, veshkat janë 80%, truri është deri në 85%, dhe në qelizat embrionale deri në 97%. .

Një përmbajtje kaq e lartë uji është dëshmi e rolit të tij të rëndësishëm në qelizat e organizmave të gjallë, për shkak të strukturës së tij. Molekulat e ujit janë të vogla në madhësi dhe jolineare

Oriz. 1. Formula e ujit.

struktura hapësinore. Atomet në një molekulë mbahen së bashku nga lidhjet kovalente polare, të cilat lidhin një atom oksigjen me dy atome hidrogjeni. Polariteti i lidhjeve kovalente, d.m.th. shpërndarja e pabarabartë e ngarkesave shpjegohet në këtë rast me elektronegativitetin e fortë të atomit të oksigjenit, i cili tërheq elektrone nga çiftet e zakonshme të elektroneve, si rezultat i të cilit një ngarkesë e pjesshme negative shfaqet në atomin e oksigjenit dhe një ngarkesë e pjesshme pozitive në hidrogjen. atomet. Lidhjet e hidrogjenit lindin midis atomeve të oksigjenit dhe hidrogjenit të molekulave fqinje të ujit, për shkak të të cilave kushte normale uji është në gjendjen e tij origjinale të lëngshme. Megjithatë, lidhjet e hidrogjenit janë afërsisht 20 herë më të dobëta se lidhjet kovalente në forcë, kështu që ato thyhen lehtësisht kur uji avullohet.

Karakteristikat e ujit:

- tretës universal– përbërjet polare inorganike dhe organike treten në ujë; substancat që janë shumë të tretshme në ujë (shumë kripëra minerale, acide, alkale, alkoole, sheqerna, vitamina, disa proteina - albumina, histone) quhen polisaharide, yndyrna, acide nukleike, disa proteina - globulina, fibrilare). hidrofile ; substanca që janë pak ose aspak të tretshme në ujë (quhen disa kripëra, vitamina hidrofobe .

- kapacitet të lartë specifik të nxehtësisë– aftësia për të thithur nxehtësinë me ndryshime minimale në temperaturën e vet; Kur uji avullon, ai kërkon thithjen për të thyer lidhjet e hidrogjenit që mbajnë molekulat së bashku. numër i madh energjia, prandaj, duke avulluar ujin, organizmat mund të mbrohen nga mbinxehja.

- përçueshmëri e lartë termike– shpërndarja uniforme e nxehtësisë ndërmjet indeve të trupit.

- tension i lartë sipërfaqësor– është i rëndësishëm për proceset e përthithjes, për lëvizjen e tretësirave nëpër inde (qarkullimi i gjakut tek kafshët, rryma në rritje në bimë), mbajtja e organizmave të vegjël në sipërfaqe ose rrëshqitja përgjatë sipërfaqes së ujit.

- uji praktikisht nuk është i ngjeshur, duke krijuar presion turgor, i cili bazohet në dukuritë e osmozës, dhe përcakton vëllimin dhe elasticitetin e qelizave dhe indeve.

Osmoza – depërtimi i molekulave të tretësit (ujit) përmes membrana biologjike në një tretësirë ​​të një substance. Presioni osmotik është presioni me të cilin tretësi depërton në membranë. Madhësia e presionit osmotik rritet me rritjen e përqendrimit të tretësirës. Presioni osmotik i lëngjeve trupin e njeriut e barabartë me presionin e një solucioni 0,85% të klorurit të natriumit, d.m.th., një zgjidhje izotonike. Tretësirat më të përqendruara quhen hipertonike, dhe tretësirat më pak të përqendruara quhen hipotonike.

Uji gjendet në qelizë në forma të lira dhe të lidhura. Uji i lidhur - 4-5% - është pjesë e strukturave fibrilare dhe kombinohet me disa proteina, duke formuar një guaskë solvative rreth tyre. Uji i lirë - 95-96% - kryen një sërë funksionesh biologjikisht të rëndësishme.

Funksionet e ujit:

1) transporti - siguron lëvizjen e substancave në qelizë dhe trup, thithjen

2) metabolike - është medium për të gjitha reaksionet biokimike në qelizë;

3) strukturore - citoplazma qelizore përmban nga 60% deri në 95% ujë; Në bimë, uji siguron turgor; në rrumbullakët dhe anelidetështë një skelet hidrostatik.

Substancat inorganike.

Shumica dërrmuese e substancave inorganike janë në formën e kripërave - ose të shpërbëra në jone ose në gjendje të ngurtë.

Jonet inorganike nuk kanë një rëndësi të vogël për të siguruar proceset vitale të qelizës - këto janë kationet(K + , Na + , Ca 2 + , Mg 2 + , NH 3 + ) dhe anionet(Cl -, HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, HCO -, NO 3 -) kripëra minerale. Përmbajtja e kationeve dhe anioneve në qelizë ndryshon nga përqendrimi i tyre në mjedisin që rrethon qelizën, për shkak të rregullimit aktiv të transferimit të substancave nga membrana. Kështu, sigurohet qëndrueshmëria e përbërjes kimike të një qelize të gjallë. Me vdekjen e qelizës barazohet përqendrimi i substancave në mjedis dhe në citoplazmë.

Jonet që përmbahen në trup janë të rëndësishëm për mbajtjen e një reaksioni konstant të mediumit (pH) në qelizë dhe në tretësirat që e rrethojnë, d.m.th. janë komponentët e sistemeve tampon. Buffering – aftësia e një qelize për të mbajtur reaksionin pak alkalik të përmbajtjes së saj në një nivel konstant. Anionet e acideve të dobëta dhe alkaleve të dobëta lidhin jonet H + dhe jonet hidroksil (OH -), për shkak të të cilave reagimi brenda qelizës mbetet praktikisht i pandryshuar. Vetitë buferike të qelizës varen nga përqendrimi i kripës. Sistemet më të rëndësishme tampon tek gjitarët janë fosfati dhe bikarbonati.

Sistemi buferik i fosfatit– përbëhet nga H 2 PO 4 - dhe HPO 4 2- dhe ruan pH e lëngut ndërqelizor në intervalin 6,9-7,4. Sistemi kryesor tampon i mjedisit jashtëqelizor (plazma e gjakut) është sistemi bikarbonat, i përbërë nga H 2 CO 3 dhe HCO 3 dhe që mban një pH prej 7.4.

Acidet inorganike dhe kripërat e tyre janë të rëndësishme në jetën e organizmave:

Acidi klorhidrik pjesë e lëngut të stomakut;

Mbetjet e acidit sulfurik, duke bashkuar substanca të huaja të patretshme në ujë, i bëjnë ato të tretshme, duke lehtësuar eliminimin nga trupi;

Kripërat inorganike të natriumit dhe kaliumit të acideve azotike dhe fosforike, kripa e kalciumit e acidit sulfurik shërbejnë si përbërës të ushqimit mineral për bimët (si plehra);

Kripërat e kalciumit dhe fosforit janë pjesë e indit kockor të kafshëve.

Lëndë organike – komponime të shumta karboni të sintetizuara kryesisht nga organizmat e gjallë.

Raporti i elementeve kimike në trupat e gjallë është i ndryshëm sesa në objektet e pajetë. NË kores së tokës më të zakonshmet janë Si, Al, O 2, Na - 90%. Në organizmat e gjallë: H, O, C, N – 98%. Ky ndryshim është për shkak të veçorive të vetive kimike të hidrogjenit, oksigjenit, karbonit dhe azotit, si rezultat i të cilave ato rezultuan të jenë më të përshtatshmet për formimin e molekulave që kryejnë funksione biologjike.

Hidrogjeni, oksigjeni, karboni dhe azoti janë të afta të formohen të fortë lidhje kovalente duke çiftuar elektronet që u përkasin dy atomeve. Oksigjeni, karboni dhe azoti formohen si të vetme ashtu edhe lidhjet e dyfishta, për shkak të së cilës përftohet një shumëllojshmëri e gjerë e përbërjeve kimike. Veçanërisht e rëndësishme është aftësia e atomeve të karbonit për të bashkëvepruar me njëri-tjetrin përmes formimit të lidhjeve kovalente karbon-karbon. Çdo atom karboni mund të formojë lidhje kovalente me katër atome karboni. Në mënyrë kovalente atome të lidhura karboni mund të formojë kornizat e panumërta molekulat organike. Për shkak se atomet e karbonit formojnë lehtësisht lidhje kovalente me oksigjenin, azotin dhe squfurin, molekulat organike arrijnë një kompleksitet të jashtëzakonshëm dhe diversitet strukturor.

Përbërjet organike përbëjnë mesatarisht 20-30% të masës qelizore të një organizmi të gjallë. Ka: monomeret – molekula të vogla organike me peshë molekulare të ulët që shërbejnë si blloqe ndërtimi për polimeret; polimere – makromolekula më të mëdha dhe me peshë molekulare të lartë.

Polimeret janë vargje lineare ose të degëzuara që përmbajnë numër i madh njësi monomere. Homopolimerë- përfaqësohet nga një lloj monomeri (celuloza), heteropolimere– disa monomerë të ndryshëm (proteina, ADN, ARN). Nëse një grup monomerësh përsëritet periodikisht në një molekulë, atëherë quhet një polimer e rregullt, në molekula i parregullt nuk ka përsëritshmëri të dukshme të polimereve.

Substancat organike përfshijnë biopolimerët - proteinat, acidet nukleike dhe karbohidratet; si dhe yndyrat.

NË lloje të ndryshme qelizat përmbajnë sasi të pabarabarta të disa përbërjeve organike (mbizotërojnë qelizat bimore karbohidratet komplekse– polisakaride; kafshët kanë më shumë proteina dhe yndyrna). Sidoqoftë, çdo grup substancash organike në çdo lloj qelize kryen funksione të ngjashme.

Informacione të lidhura.

Qeliza nuk është vetëm njësi strukturore e të gjitha gjallesave, një lloj materiali ndërtimor i jetës, por edhe një fabrikë e vogël biokimike në të cilën ndodhin transformime dhe reaksione të ndryshme çdo fraksion të sekondës. Kështu formohen komponentët e nevojshëm për jetën dhe rritjen e trupit. komponentët strukturorë: mineralet e qelizave, uji dhe komponimet organike. Prandaj, është shumë e rëndësishme të dini se çfarë do të ndodhë nëse njëra prej tyre nuk është e mjaftueshme. Çfarë roli luajnë komponimet e ndryshme në jetën e këtyre grimcave të vogla strukturore të sistemeve të gjalla, të padukshme për syrin e lirë? Le të përpiqemi ta kuptojmë këtë çështje.

Klasifikimi i substancave qelizore

Të gjitha përbërjet që përbëjnë masën e qelizës, formojnë pjesët strukturore të saj dhe janë përgjegjëse për zhvillimin e saj, ushqimin, frymëmarrjen, zhvillimin plastik dhe normal, mund të ndahen në tre grupe të mëdha. Këto janë kategori të tilla si:

• organike;
• qeliza (kripëra minerale);
• ujë.

Shpesh ky i fundit klasifikohet si grupi i dytë komponente inorganike. Përveç këtyre kategorive, ne mund të identifikojmë ato që përbëhen nga kombinimi i tyre. Këto janë metale që janë pjesë e molekulës së komponimeve organike (për shembull, molekula e hemoglobinës që përmban një jon hekuri është proteinë në natyrë).

Mineralet e qelizave

Nëse flasim konkretisht për përbërjet minerale ose inorganike që përbëjnë çdo organizëm të gjallë, atëherë ato janë gjithashtu të ndryshme në natyrë dhe në përmbajtjen sasiore. Prandaj, ata kanë klasifikimin e tyre.

Të gjitha përbërjet inorganike mund të ndahen në tre grupe.

1. Makroelementet. Ata, përmbajtja e të cilëve brenda qelizës është më shumë se 0.02% e masë totale substancave inorganike. Shembuj: karboni, oksigjeni, hidrogjeni, azoti, magnezi, kalciumi, kaliumi, klori, squfuri, fosfori, natriumi.
2. Mikroelementet - më pak se 0.02%. Këto përfshijnë: zink, bakër, krom, selen, kobalt, mangan, fluor, nikel, vanadium, jod, germanium.
3. Ultramikroelemente - përmbajtja më pak se 0.0000001%. Shembuj: ari, ceziumi, platini, argjendi, merkuri dhe disa të tjera.

Ju gjithashtu mund të theksoni veçanërisht disa elementë që janë organogjenë, domethënë ato formojnë bazën e përbërjeve organike nga të cilat është ndërtuar trupi i një organizmi të gjallë. Këto janë elementë të tillë si:

• hidrogjen;
• azoti;
• karboni;
• oksigjenit.

Ata ndërtojnë molekula proteinash (baza e jetës), karbohidrate, lipide dhe substanca të tjera. Megjithatë, mineralet janë gjithashtu përgjegjëse për funksionimin normal të trupit. Përbërja kimike e një qelize arrin në dhjetëra elementë nga tabela periodike, të cilët janë çelësi i jetës së suksesshme. Vetëm rreth 12 nga të gjithë atomet nuk luajnë një rol fare, ose është i papërfillshëm dhe i pa studiuar.

Disa kripëra janë veçanërisht të rëndësishme dhe duhen gëlltitur me ushqim çdo ditë. sasi të mjaftueshme në mënyrë që të mos zhvillohen sëmundje të ndryshme. Për bimët, kjo është, për shembull, natriumi për njerëzit dhe kafshët, kjo është kripërat e kalciumit, kripë tryezë si burim natriumi dhe klori etj.

Uji

Substancat minerale të qelizës kombinohen me ujin në një grup të përbashkët, kështu që është e pamundur të mos thuhet për rëndësinë e tij. Çfarë roli luan në trupin e qenieve të gjalla? I madh. Në fillim të artikullit, ne krahasuam një qelizë me një fabrikë biokimike. Pra, të gjitha shndërrimet e substancave që ndodhin çdo sekondë kryhen në mjedisin ujor. Është një tretës dhe medium universal për ndërveprimet kimike, proceset e sintezës dhe dekompozimit.

Përveç kësaj, uji është pjesë e mjedisit të brendshëm:

• citoplazmë;
• lëngu i qelizave në bimë;
• gjak në kafshë dhe njerëz;
• urinë;
• pështymë dhe lëngje të tjera biologjike.

Dehidratimi do të thotë vdekje për të gjithë organizmat pa përjashtim. Uji është një mjedis jetese për një numër të madh përfaqësuesish të ndryshëm të florës dhe faunës. Prandaj, është e vështirë të mbivlerësohet rëndësia e kësaj substance inorganike, ajo është vërtet pafundësisht e madhe.

Makronutrientët dhe rëndësia e tyre

Mineralet e qelizës kanë një rëndësi të madhe për funksionimin normal të saj. Para së gjithash, kjo vlen për makroelementët. Roli i secilit prej tyre është studiuar në detaje dhe është vendosur prej kohësh. Ne kemi renditur tashmë se cilët atome përbëjnë grupin e makroelementeve më lart, kështu që nuk do të përsërisim veten. Le të përshkruajmë shkurtimisht rolin e atyre kryesore.

1. Kalciumi. Kripërat e tij janë të nevojshme për furnizimin e trupit me jonet Ca 2+. Vetë jonet janë të përfshirë në proceset e ndalimit dhe koagulimit të gjakut, duke siguruar ekzocitozën e qelizave, si dhe kontraktimet e muskujve, duke përfshirë ato kardiake. Kripërat e patretshme janë baza e kockave dhe dhëmbëve të fortë të kafshëve dhe njerëzve.
2. Kaliumi dhe natriumi. Ato ruajnë gjendjen e qelizës dhe formojnë një pompë natriumi-kaliumi për zemrën.
3. Klori - merr pjesë në sigurimin e neutralitetit elektrik të qelizës.
4. Fosfori, squfuri, azoti janë përbërës të shumë përbërjeve organike dhe gjithashtu marrin pjesë në funksionin e muskujve dhe përbërjen e kockave.

Sigurisht, nëse e konsiderojmë më në detaje çdo element, atëherë mund të thuhet shumë si për tepricën e tij në trup ashtu edhe për mungesën e tij. Në fund të fundit, të dyja janë të dëmshme dhe çojnë në lloje të ndryshme sëmundjesh.

Mikroelementet

I madh është edhe roli i mineraleve në qelizë, që bëjnë pjesë në grupin e mikroelementeve. Pavarësisht se përmbajtja e tyre është shumë e vogël në qelizë, pa to ajo nuk do të mund të funksionojë normalisht për një kohë të gjatë. Më të rëndësishmit nga të gjithë atomet e listuara më sipër në këtë kategori janë:

• zink;
• bakri;
• selenium;
• fluor;
• kobalt.

Nivelet normale të jodit janë të nevojshme për të ruajtur funksionin e tiroides dhe prodhimin e hormoneve. Trupi ka nevojë për fluor për të forcuar smaltin e dhëmbëve, dhe bimët kanë nevojë për të për të ruajtur elasticitetin dhe ngjyrën e pasur të gjetheve.

Zinku dhe bakri janë elementë që gjenden në shumë enzima dhe vitamina. Ata janë pjesëmarrës të rëndësishëm në proceset e sintezës dhe shkëmbimit plastik.

Seleni është një pjesëmarrës aktiv në proceset rregullatore dhe është i nevojshëm për punë sistemi endokrin element. Kobalti ka një emër tjetër - vitaminë B 12, dhe të gjitha përbërjet në këtë grup janë jashtëzakonisht të rëndësishme për sistemin imunitar.

Prandaj, funksionet e substancave minerale në qelizë, të cilat formohen nga mikroelementet, nuk janë më pak se ato të kryera nga makrostrukturat. Prandaj, është e rëndësishme të konsumohen të dyja në sasi të mjaftueshme.

Ultramikroelemente

Substancat minerale të qelizës, të cilat formohen nga ultramikroelementet, nuk luajnë një rol aq të rëndësishëm sa më sipër. Megjithatë, mungesa e tyre afatgjatë mund të çojë në zhvillimin e pasojave shumë të pakëndshme dhe ndonjëherë shumë të rrezikshme për shëndetin.

Për shembull, seleni gjithashtu i përket këtij grupi. Mungesa e tij afatgjatë provokon zhvillimin e tumoreve kancerogjene. Prandaj, konsiderohet i domosdoshëm. Por ari dhe argjendi janë metale që kanë ndikim negativ mbi bakteret, duke i shkatërruar ato. Prandaj, brenda qelizave ato luajnë një rol baktericid.

Sidoqoftë, në përgjithësi, duhet thënë se funksionet e ultramikroelementeve ende nuk janë zbuluar plotësisht nga shkencëtarët dhe rëndësia e tyre mbetet e paqartë.

Metalet dhe organikët

Shumë metale gjenden në molekulat organike. Për shembull, magnezi është një koenzimë e klorofilit, e nevojshme për fotosintezën e bimëve. Hekuri është pjesë e molekulës së hemoglobinës, pa të cilën është e pamundur të marrësh frymë. Bakri, zinku, mangani dhe të tjerët janë pjesë e molekulave të enzimave, vitaminave dhe hormoneve.

Natyrisht, të gjitha këto komponime janë të rëndësishme për trupin. Është e pamundur t'i klasifikosh ato plotësisht si minerale, por ato ende duhet të jenë pjesërisht.

Mineralet e qelizave dhe rëndësia e tyre: klasa 5, tabela

Për të përmbledhur atë që thamë gjatë artikullit, le të bëjmë tabela e përgjithshme, në të cilën do të pasqyrojmë se çfarë përbërje minerale ekzistojnë dhe pse janë të nevojshme. Mund të përdoret kur ua shpjegon këtë temë nxënësve të shkollës, për shembull, në klasën e pestë.

Kështu, lëndët minerale të qelizës dhe rëndësia e tyre do të mësohen nga nxënësit e shkollës gjatë fazës kryesore të edukimit.

Pasojat e mungesës së përbërjeve minerale

Kur themi se roli i mineraleve në qelizë është i rëndësishëm, duhet të japim shembuj që vërtetojnë këtë fakt.

Le të rendisim disa sëmundje që zhvillohen me mungesë ose tepricë të ndonjë prej përbërësve të identifikuar gjatë artikullit.

1. Hipertensioni.
2. Ishemia, dështimi i zemrës.
3. Goiter dhe sëmundje të tjera të gjëndrës tiroide (sëmundja Graves dhe të tjera).
4. Anemia.
5. Rritja dhe zhvillimi jo i duhur.
6. Tumoret kanceroze.
7. Fluoroza dhe kariesi.
8. Sëmundjet e gjakut.
9. Çrregullim i sistemit muskulor dhe nervor.
10. Dispepsi.

Sigurisht, kjo është larg listën e plotë. Prandaj, është e nevojshme të siguroheni me kujdes që dieta ditore të jetë e saktë dhe e ekuilibruar.

Për herë të parë kimikatet klasifikuar në fund të shekullit të 9-të nga studiuesi arab Ebu Bekr ar-Razi. Në bazë të origjinës së substancave, ai i ndau ato në tre grupe. Në grupin e parë u caktoi një vend substancave minerale, në të dytin substancave bimore dhe në të tretën substancave shtazore.

Ky klasifikim ishte i destinuar të zgjasë për gati një mijëvjeçar. Vetëm në shekullin e 19-të u formuan dy nga ato grupe - substanca organike dhe inorganike. Substancat kimike të të dy llojeve janë ndërtuar në sajë të nëntëdhjetë elementëve të përfshirë në tabelën e D.I.

Grupi i substancave inorganike

Ndër përbërjet inorganike dallohen substanca të thjeshta dhe komplekse. Në grupin e substancave të thjeshta bëjnë pjesë metalet, jometalet dhe gazrat fisnikë. Substancat komplekse përfaqësohet nga oksidet, hidroksidet, acidet dhe kripërat. Të gjitha substancat inorganike mund të ndërtohen nga çdo element kimik.

Grupi i substancave organike

Përbërja e të gjitha përbërjeve organike përfshin domosdoshmërisht karbonin dhe hidrogjenin (ky është ndryshimi i tyre themelor nga substancat minerale). Substancat e formuara nga C dhe H quhen hidrokarbure - komponimet organike më të thjeshta. Derivatet e hidrokarbureve përmbajnë azot dhe oksigjen. Ata, nga ana tjetër, klasifikohen në përbërje që përmbajnë oksigjen dhe azot.

Grupi i substancave që përmbajnë oksigjen përfaqësohet nga alkoolet dhe eteret, aldehidet dhe ketonet, acidet karboksilike, yndyrnat, dyllet dhe karbohidratet. Komponimet që përmbajnë azot përfshijnë aminat, aminoacidet, komponimet nitro dhe proteinat. Për substancat heterociklike, pozicioni është i dyfishtë - ato, në varësi të strukturës së tyre, mund t'u përkasin të dy llojeve të hidrokarbureve.

Kimikatet e qelizave

Ekzistenca e qelizave është e mundur nëse ato përmbajnë substanca organike dhe inorganike. Ata vdesin kur u mungon uji dhe kripërat minerale. Qelizat vdesin nëse janë të varfëruar rëndë nga acidet nukleike, yndyrat, karbohidratet dhe proteinat.

Ato janë të afta për jetë normale nëse përmbajnë disa mijëra përbërës të natyrës organike dhe inorganike, të afta për të hyrë në shumë reaksione të ndryshme kimike. Proceset biokimike që ndodhin në qelizë janë baza e aktivitetit jetësor, zhvillimit dhe funksionimit normal të saj.

Elementet kimike që ngopin qelizën

Qelizat e sistemeve të gjalla përmbajnë grupe elementesh kimike. Ato janë të pasuruara me makro-, mikro- dhe ultra-mikroelemente.

• Makroelementet përfaqësohen kryesisht nga karboni, hidrogjeni, oksigjeni dhe azoti. Këto substanca inorganike të qelizës formojnë pothuajse të gjitha përbërjet organike të saj. Ato përfshijnë gjithashtu elemente jetike. Një qelizë nuk është në gjendje të jetojë dhe të zhvillohet pa kalcium, fosfor, squfur, kalium, klor, natrium, magnez dhe hekur.
• Grupi i mikroelementeve formohet nga zinku, kromi, kobalti dhe bakri.
• Ultramikroelementet janë një grup tjetër që përfaqëson substancat më të rëndësishme inorganike të qelizës. Grupi formohet nga ari dhe argjendi, të cilët kanë një efekt baktericid dhe merkuri, i cili parandalon rithithjen e ujit që mbush tubulat e veshkave dhe ndikon në enzimat. Ai gjithashtu përfshin platin dhe cezium. Seleniumi luan një rol të caktuar në të, mungesa e të cilit çon në lloje të ndryshme kanceri.

Uji në qelizë

Rëndësia e ujit, një substancë e zakonshme në tokë për jetën e qelizave, është e pamohueshme. Shumë substanca organike dhe inorganike treten në të. Uji është një mjedis pjellor ku ndodhin një numër i pabesueshëm reaksionesh kimike. Ai është i aftë të shpërndajë kalbjen dhe produktet metabolike. Falë tij, mbeturinat dhe toksinat largohen nga qeliza.

Ky lëng ka përçueshmëri të lartë termike. Kjo lejon që nxehtësia të përhapet në mënyrë të barabartë në të gjithë indet e trupit. Ka një kapacitet të konsiderueshëm nxehtësie (aftësia për të thithur nxehtësinë kur temperatura e tij ndryshon minimalisht). Kjo aftësi parandalon ndryshimet e papritura të temperaturës që të ndodhin në qelizë.

Uji ka tension jashtëzakonisht të lartë sipërfaqësor. Falë tij, substancat inorganike të tretura, si ato organike, lëvizin lehtësisht nëpër inde. Shumë organizma të vegjël, duke përdorur vetinë e tensionit sipërfaqësor, ngjiten sipërfaqe ujore dhe rrëshqitni lirshëm përgjatë tij.

Turgori i qelizave bimore varet nga uji. Në disa lloje të kafshëve, është uji ai që përballon funksionin mbështetës dhe jo ndonjë lëndë tjetër inorganike. Biologjia ka identifikuar dhe studiuar kafshë me skelete hidrostatike. Këto përfshijnë përfaqësues të ekinodermave, të rrumbullakëta dhe anelideve, kandil deti dhe anemonet e detit.

Ngopja e qelizave me ujë

Qelizat e punës janë të mbushura me ujë me 80% të vëllimit të tyre të përgjithshëm. Lëngu mbetet i lirë dhe forma e lidhur. Molekulat e proteinave lidhen fort me ujin e lidhur. Ata janë të rrethuar guaskë uji, janë të izoluar nga njëri-tjetri.

Molekulat e ujit janë polare. Ata formojnë lidhje hidrogjenore. Falë urave të hidrogjenit, uji ka përçueshmëri të lartë termike. Uji i lidhur lejon qelizat të përballojnë temperaturat e ftohta. Uji pa pagesë përbën 95%. Promovon shpërbërjen e substancave të përfshira në metabolizmin qelizor.

Qelizat shumë aktive në indet e trurit përmbajnë deri në 85% ujë. Qelizat muskulore janë 70% të ngopura me ujë. Qelizat më pak aktive që formojnë indin dhjamor kanë nevojë për 40% ujë. Ai jo vetëm që shpërndan kimikate inorganike në qelizat e gjalla, por është një pjesëmarrës kyç në hidrolizën e përbërjeve organike. Nën ndikimin e tij, substancat organike, duke u zbërthyer, kthehen në substanca të ndërmjetme dhe përfundimtare.

Rëndësia e kripërave minerale për qelizën

Kripërat minerale përfaqësohen në qeliza nga kationet e kaliumit, natriumit, kalciumit, magnezit dhe anioneve HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, Cl -, HCO 3 -. Përmasat e sakta të anioneve dhe kationeve krijojnë aciditetin e nevojshëm për jetën e qelizave. Shumë qeliza mbajnë një mjedis pak alkalik, i cili mbetet praktikisht i pandryshuar dhe siguron funksionimin e tyre të qëndrueshëm.

Përqendrimi i kationeve dhe anioneve në qeliza është i ndryshëm nga raporti i tyre në hapësirën ndërqelizore. Arsyeja për këtë është rregullimi aktiv që synon transportimin e komponimeve kimike. Ky kurs i proceseve përcakton qëndrueshmërinë përbërjet kimike në qelizat e gjalla. Pas vdekjes së qelizave, përqendrimi i përbërjeve kimike në hapësirën ndërqelizore dhe në citoplazmë arrin ekuilibrin.

Substancat inorganike në organizimin kimik të qelizës

Përbërja kimike e qelizave të gjalla nuk përmban ndonjë element të veçantë që është unik për to. Kjo përcakton unitetin e përbërjeve kimike të të gjallëve dhe objekte të pajetë. Substancat inorganike në përbërjen e qelizës luajnë një rol të madh.

Squfuri dhe azoti ndihmojnë në formimin e proteinave. Fosfori është i përfshirë në sintezën e ADN-së dhe ARN-së. Magnezi është një komponent i rëndësishëm i enzimave dhe molekulave të klorofilit. Bakri është i nevojshëm për enzimat oksiduese. Hekuri është qendra e molekulës së hemoglobinës, zinku është pjesë e hormoneve të prodhuara nga pankreasi.

Rëndësia e përbërjeve inorganike për qelizat

Komponimet e azotit konvertojnë proteinat, aminoacidet, ADN, ARN dhe ATP. Në qelizat bimore, jonet e amonit dhe nitratet shndërrohen në NH 2 gjatë reaksioneve redoks dhe përfshihen në sintezën e aminoacideve. Organizmat e gjallë përdorin aminoacide për të formuar proteinat e tyre të nevojshme për të ndërtuar trupin e tyre. Pas vdekjes së organizmave, proteinat derdhen në ciklin e substancave gjatë kalbjes së tyre, azoti lirohet në formë të lirë.

Substancat inorganike që përmbajnë kalium luajnë rolin e një "pompe". Falë "pompës së kaliumit", substancat që u nevojiten urgjentisht depërtojnë në qeliza përmes membranës. Përbërjet e kaliumit çojnë në aktivizimin e aktivitetit qelizor, falë të cilit kryhen ngacmimet dhe impulset. Përqendrimi i joneve të kaliumit në qeliza është shumë i lartë, ndryshe nga mjedisi. Pas vdekjes së organizmave të gjallë, jonet e kaliumit kalojnë lehtësisht në mjedisin natyror.

Substancat që përmbajnë fosfor kontribuojnë në formimin e strukturave dhe indeve të membranës. Në prani të tyre, formohen enzima dhe acide nukleike. Shtresa të ndryshme të tokës janë të ngopura në shkallë të ndryshme me kripëra fosfori. Sekrecionet rrënjësore të bimëve, duke tretur fosfatet, i thithin ato. Pas vdekjes së organizmave, fosfatet e mbetura i nënshtrohen mineralizimit, duke u kthyer në kripëra.

Substancat inorganike që përmbajnë kalcium kontribuojnë në formimin e substancës ndërqelizore dhe kristaleve në qelizat bimore. Kalciumi prej tyre depërton në gjak, duke rregulluar procesin e koagulimit të gjakut. Falë tij, në organizmat e gjallë formohen kocka, guaska, skelete gëlqerore dhe polipe koralesh. Qelizat përmbajnë jone kalciumi dhe kristalet e kripërave të tij.