Canlı biyolojinin inorganik maddelerinin tablosu. Hücrenin inorganik maddeleri

Ders 2.

Ders konusu : Olumsuz organik madde hücreler.

Dersin amacı: Hücrenin inorganik maddeleri hakkındaki bilgiyi derinleştirir.

Dersin Hedefleri:

eğitici: Su moleküllerinin yapısal özelliklerini, özellikleriyle bağlantılı olarak düşünün. hayati rol hücre yaşamında su ve mineral tuzlarının canlı organizmaların yaşamındaki rolünü ortaya koymak;

Eğitici: Geliştirmeye devam edin mantıksal düşünmeÖğrenciler birlikte çalışma becerilerini geliştirmeye devam ediyor çeşitli kaynaklar bilgi;

Eğitici: Bilimsel bir dünya görüşünün oluşumuna, biyolojik açıdan okuryazar bir bireyin eğitimine devam etmek; bireyin ahlaki ve ideolojik temellerinin oluşumu ve gelişimi; formasyona devam et ekolojik bilinç doğa sevgisini teşvik etmek;

Teçhizat : ders kitabı, projektör, bilgisayar, görev kartları için multimedya uygulaması,Diyagram "Elementler. Hücrenin maddeleri." Test tüpleri, beher, buz, alkol lambası, sofra tuzu, etanol, sakaroz, bitkisel yağ.

Temel konseptler: dipol, hidrofiliklik, hidrofobiklik, katyonlar, anyonlar.

Ders türü : birleştirilmiş

Öğretme teknikleri : üremeye yönelik, kısmen keşfedici, deneysel.

Öğrenciler şunları yapmalıdır:

Bilmek hücreyi oluşturan temel kimyasal elementler ve bileşikler;

Yapabilmek İnorganik maddelerin yaşam süreçlerindeki önemini açıklar.

Ders yapısı

1. Organizasyon anı

Selamlar, işe hazırlık.

Dersin başında ve sonunda psikolojik ısınma yapılır. Amacı öğrencilerin duygusal durumlarını belirlemektir. Her öğrenciye altı yüzü olan bir tabak verilir - duygusal durumu belirlemek için bir ölçek (Şekil 1). Her öğrenci, ifadesi ruh halini yansıtan yüzün altına bir işaret koyar.

2. Öğrencilerin bilgilerinin test edilmesi

“Hücrenin kimyasal bileşimini” test edin (Ek)

3. Hedef belirleme ve motivasyon

"Su! Tadınız yok, renginiz yok, kokunuz yok, anlatılamazsınız. Bir kişi gerçekte ne olduğunuzu anlamadan sizden hoşlanır. Yaşam için gerekli olduğun söylenemez, sen yaşamın kendisisin. Her yere, her yere hiçbir duyumuzun algılayamayacağı bir mutluluk hissi veriyorsun. Bize gücümüzü geri veriyorsun. Rahmetin, kalbimizin kuru pınarlarını canlandırır. Sen dünyanın en büyük zenginliğisin. Siz kolayca korkutulabilecek bir zenginliksiniz, ama bize öyle basit ve değerli bir mutluluk veriyorsunuz ki," suya dair bu coşkulu ilahi, susuzluk sancısını yaşamak zorunda kalan Fransız yazar ve pilot Antoine de Saint-Exupéry tarafından yazılmıştır. sıcak çöl.

Bu harika sözlerle, amacı gezegenimizi yaratan madde olan su hakkındaki anlayışı genişletmek olan bir derse başlıyoruz.

1. Güncelleme

Suyun insan yaşamındaki önemi nedir?

(Öğrencilerin suyun insan yaşamındaki önemine ilişkin cevapları0

1. Yeni materyalin sunumu.

Su, canlı organizmalardaki en yaygın inorganik madde, onun temel bileşeni, birçok organizmanın yaşam alanı ve hücrenin ana çözücüsüdür.

M. Dudnik'in şiirinin satırları:

İnsanın yüzde sekseninin sudan oluştuğunu söylüyorlar.

Kendi ırmaklarının suyundan şunu ekleyebilirim:

Sudan, ona su veren yağmuru ekleyeceğim,

Sudan, pınarların kadim suyundan şunu ekleyebilirim:

Büyükbabaların ve büyük büyükbabaların içtiği yer.

Vücudun çeşitli hücrelerindeki su içeriğine örnekler:

Genç bir insan veya hayvan vücudunda – hücre kütlesinin %80'i;

Eski vücudun hücrelerinde – %60

Beyinde – %85;

Diş minesi hücrelerinde – %10-15.

Bir kişi suyunun %20'sini kaybederse ölür.

Bir su molekülünün yapısını ele alalım:

H2O – moleküler formül,

H–O–H – yapısal formül,

Su molekülü açısal bir yapıya sahiptir: ikizkenar üçgen 104,5°'lik bir tepe açısı ile.

Buhar halindeki suyun moleküler ağırlığı 18 g/mol'dür. Fakat moleküler kütle Sıvı su daha yüksek olduğu ortaya çıkıyor. Bu, sıvı suda hidrojen bağlarının neden olduğu moleküllerin birleşmesi olduğunu gösterir.

Suyun hücredeki görevi nedir?

Moleküllerinin yüksek polaritesi nedeniyle su, diğer polar bileşikler için eşi benzeri olmayan bir çözücüdür. Suda çözünür daha fazla madde diğer sıvılardan daha fazladır. Bu nedenle hücrenin sulu ortamında birçok kimyasal reaksiyon meydana gelir. Su, metabolik ürünleri çözer ve bunları hücreden ve bir bütün olarak vücuttan uzaklaştırır.

Suyun yüksek bir ısı kapasitesi vardır, yani. ısıyı absorbe etme yeteneği. Kendi sıcaklığındaki minimum değişiklikle serbest bırakılır veya emilir. önemli miktar sıcaklık. Bu sayede hücreyi zararlı etkenlerden korur. ani değişiklikler sıcaklık. Suyu buharlaştırmak için çok fazla ısı tüketildiğinden, organizmalar suyu buharlaştırarak kendilerini aşırı ısınmadan (örneğin terlerken) koruyabilirler.

Su var yüksek termal iletkenlik. Bu özellik, ısının vücut dokuları arasında eşit şekilde dağıtılmasını mümkün kılar.

Su, doğanın temel maddelerinden biridir ve onsuz kalkınma mümkün değildir. organik dünya bitkiler, hayvanlar, insanlar. Nerede olursa olsun hayat vardır.

Deneylerin gösterilmesi. Öğrencilerle bir tablo oluşturun.

a) Aşağıdaki maddeleri suda çözün: sofra tuzu, etil alkol, sakkaroz, bitkisel yağ.

Neden bazı maddeler suda çözünürken bazıları çözünmez?

Hidrofilik ve hidrofobik madde kavramı verilmiştir.

Hidrofilik maddeler suda yüksek oranda çözünür olan maddelerdir.

Hidrofobik maddeler suda az çözünen maddelerdir.

B) Bir bardak suya bir parça buz koyun.

Su ve buzun yoğunluğu hakkında ne söyleyebilirsiniz?

Ders kitabını kullanarak gruplar halinde “Mineral tuzlar” tablosunu doldurmanız gerekir. Çalışmanın sonunda tabloya girilen verilerin tartışılması bulunmaktadır.

Tampon kapasitesi, bir hücrenin hafif alkali bir ortamın göreceli sabitliğini koruma yeteneğidir.

1. Çalışılan materyalin konsolidasyonu.

Biyolojik problemleri gruplar halinde çözme.

Görev 1.

Bazı hastalıklarda salin adı verilen yüzde 0,85'lik sofra tuzu çözeltisi kana enjekte edilir. Hesaplayın: a) 5 kg tuzlu su çözeltisi elde etmek için kaç gram su ve tuz alınması gerektiğini; b) 400 g salin infüze edildiğinde vücuda kaç gram tuz verilir.

Görev 2.

İÇİNDE tıbbi uygulama Yaraları yıkamak ve gargara yapmak için yüzde 0,5'lik bir potasyum permanganat çözeltisi kullanılır. Hangi hacim doymuş Çözelti(100 g suyun içinde bu tuzdan 6,4 g bulunur) ve 1 litre yüzde 0,5'lik çözelti hazırlamak için temiz su alınmalıdır (ρ = 1 g/cm 3 ).

Egzersiz yapmak.

Bir senkronizasyon konusu yazın: su

1. Ödev: paragraf 2.3

Bulmak Edebi çalışmalar suyun özellikleri ve nitelikleri, biyolojik önemi ile ilgili açıklama örnekleri.

Şema "Elementler. Hücre maddeleri"

Ders için temel notlar

Organizmalar hücrelerden oluşur. Farklı organizmaların hücreleri benzer kimyasal bileşimlere sahiptir. Tablo 1, canlı organizmaların hücrelerinde bulunan ana kimyasal elementleri sunmaktadır.

Tablo 1. İçindekiler kimyasal elementler bir kafeste

Hücredeki içeriğe bağlı olarak üç grup öğe ayırt edilebilir. Birinci grup oksijen, karbon, hidrojen ve nitrojeni içerir. Hücrenin toplam bileşiminin neredeyse %98'ini oluştururlar. İkinci grup potasyum, sodyum, kalsiyum, kükürt, fosfor, magnezyum, demir, kloru içerir. Hücredeki içerikleri yüzde onda biri ve yüzde biri kadardır. Bu iki grubun elemanları şu şekilde sınıflandırılır: makro besinler(Yunanca'dan makro- büyük).

Hücrede yüzde biri ve binde biri oranında temsil edilen geri kalan elementler üçüncü gruba dahildir. Bu mikro elementler(Yunanca'dan mikro- küçük).

Hücrede canlı doğaya özgü hiçbir unsura rastlanmadı. Listelenen kimyasal elementlerin tümü bileşime dahildir cansız doğa. Bu, canlı ve cansız doğanın birliğini gösterir.

Herhangi bir elementin eksikliği, her elementin belirli bir rol oynaması nedeniyle hastalığa ve hatta vücudun ölümüne yol açabilir. Birinci grubun makroelementleri, biyopolimerlerin (proteinler, karbonhidratlar, nükleik asitler ve lipidler) temelini oluşturur; bunlar olmadan yaşamın imkansız olduğu. Kükürt bazı proteinlerin bir parçasıdır, fosfor nükleik asitlerin bir parçasıdır, demir hemoglobinin bir parçasıdır ve magnezyum klorofilin bir parçasıdır. Kalsiyum metabolizmada önemli bir rol oynar.

Hücrede bulunan bazı kimyasal elementler inorganik maddelerin (mineral tuzları ve su) bir parçasıdır.

Mineral tuzlar hücrede kural olarak katyonlar (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) ve anyonlar (HPO 2-/4, H2PO -/4, CI -, HCO) formunda bulunur 3), oranı hücrelerin yaşamı için önemli olan ortamın asitliğini belirler.

(Birçok hücrede ortam hafif alkalindir ve belirli bir katyon ve anyon oranı sürekli olarak muhafaza edildiğinden pH'ı neredeyse değişmez.)

Canlı doğadaki inorganik maddelerden büyük rol oynar su.

Su olmadan hayat imkansızdır. Çoğu hücrenin önemli bir kütlesini oluşturur. Beyin hücrelerinde ve insan embriyosunda çok fazla su bulunur: %80'den fazlası su; yağ dokusu hücrelerinde - sadece% 40. Yaşlandıkça hücrelerdeki su içeriği azalır. Suyun %20'sini kaybeden kişi ölür.

Suyun benzersiz özellikleri vücuttaki rolünü belirler. Suyun yüksek ısı kapasitesinden - ısıtma sırasında büyük miktarda enerji tüketiminden - kaynaklanan termoregülasyonda rol oynar. Suyun yüksek ısı kapasitesini ne belirler?

Bir su molekülünde bir oksijen atomu iki hidrojen atomuna kovalent bağla bağlıdır. Su molekülü polardır çünkü oksijen atomu kısmen negatif yüke sahiptir ve iki hidrojen atomunun her biri

Kısmen pozitif yük. Bir su molekülünün oksijen atomu ile başka bir molekülün hidrojen atomu arasında bir hidrojen bağı oluşur. Hidrojen bağları çok sayıda su molekülünün bağlanmasını sağlar. Su ısıtıldığında enerjinin önemli bir kısmı, yüksek ısı kapasitesini belirleyen hidrojen bağlarının kırılmasına harcanır.

Su - iyi çözücü. Polariteleri nedeniyle molekülleri pozitif ve negatif yüklü iyonlarla etkileşime girerek maddenin çözünmesini teşvik eder. Su ile ilgili olarak, tüm hücre maddeleri hidrofilik ve hidrofobik olarak ikiye ayrılır.

Hidrofilik(Yunanca'dan hidro- su ve evlat- aşk) suda çözünen maddelere denir. Bunlar şunları içerir: iyonik bileşikler(örneğin tuzlar) ve bazı iyonik olmayan bileşikler (örneğin şekerler).

Hidrofobik(Yunanca'dan hidro- su ve Phobos- korku) suda çözünmeyen maddelerdir. Bunlar arasında örneğin lipitler bulunur.

Su, hücrede meydana gelen kimyasal reaksiyonlarda önemli bir rol oynar. sulu çözeltiler. Vücudun ihtiyaç duymadığı metabolik ürünleri çözer ve böylece vücuttan atılmasını teşvik eder. Harika içerik kafesteki su bunu veriyor esneklik. Su, hücre içinde veya hücreden hücreye çeşitli maddelerin hareketini kolaylaştırır.

Canlı ve cansız doğanın bedenleri aynı kimyasal elementlerden oluşur. Canlı organizmalar inorganik maddeler içerir - su ve mineral tuzları. Suyun bir hücredeki hayati öneme sahip çok sayıda işlevi, moleküllerinin özelliklerine göre belirlenir: polariteleri, hidrojen bağları oluşturma yetenekleri.

HÜCRENİN İNORGANİK BİLEŞENLERİ

Canlı organizmaların hücrelerinde yaklaşık 90 element bulunur ve bunların yaklaşık 25'i hemen hemen tüm hücrelerde bulunur. Kimyasal elementler hücredeki içeriklerine göre üçe ayrılır: büyük gruplar: makro elementler (%99), mikro elementler (%1), ultramikro elementler (%0,001'den az).

Makro elementler arasında oksijen, karbon, hidrojen, fosfor, potasyum, kükürt, klor, kalsiyum, magnezyum, sodyum, demir bulunur.
Mikro elementler arasında manganez, bakır, çinko, iyot, flor bulunur.
Ultramikro elementler arasında gümüş, altın, brom ve selenyum bulunur.

HÜCRELERİN ORGANİK BİLEŞENLERİ

Enzimler.

Proteinlerin en önemli işlevi katalitiktir. Protein molekülleri Bir hücredeki kimyasal reaksiyonların hızının birkaç kat arttırılmasına denir. enzimler. Enzimlerin katılımı olmadan vücutta tek bir biyokimyasal süreç gerçekleşmez.

Şu anda 2000'den fazla enzim keşfedilmiştir. Etkinliği, diğerlerinden kat kat daha yüksektir. inorganik katalizörlerüretimde kullanılır. Böylece katalaz enzimindeki 1 mg demir, 10 ton demirin yerini alır. inorganik demir. Katalaz, hidrojen peroksitin (H 2 O 2) ayrışma hızını 10 11 kat artırır. Karbonik asit oluşumu reaksiyonunu (CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3) katalize eden enzim, reaksiyonu 10 7 kat hızlandırır.

Enzimlerin önemli bir özelliği, eylemlerinin özgüllüğüdür; her enzim, yalnızca bir veya küçük bir grup benzer reaksiyonu katalize eder.

Enzimin etki ettiği maddeye denir alt tabaka. Enzim ve substrat moleküllerinin yapıları birbirine tam olarak uymalıdır. Bu, enzimlerin etkisinin özgüllüğünü açıklar. Bir substrat bir enzimle birleştirildiğinde enzimin uzaysal yapısı değişir.

Enzim ve substrat arasındaki etkileşim dizisi şematik olarak gösterilebilir:

Substrat+Enzim - Enzim-substrat kompleksi - Enzim+Ürün.

Diyagram, substratın enzim ile birleşerek bir enzim-substrat kompleksi oluşturduğunu göstermektedir. Bu durumda, substrat yeni bir maddeye, bir ürüne dönüştürülür. Son aşamada enzim üründen salınır ve tekrar başka bir substrat molekülü ile etkileşime girer.

Enzimler yalnızca belirli bir sıcaklıkta, madde konsantrasyonunda ve ortamın asitliğinde çalışır. Değişen koşullar üçüncül ve Kuaterner yapı protein molekülü ve sonuç olarak enzim aktivitesinin baskılanması. Bu nasıl oluyor? Katalitik aktivite adı verilen enzim molekülünün yalnızca belirli bir kısmına sahiptir. aktif merkez. Aktif merkez 3 ila 12 amino asit kalıntısı içerir ve polipeptit zincirinin bükülmesi sonucu oluşur.

Çeşitli faktörlerin etkisi altında enzim molekülünün yapısı değişir. Bu, mekansal konfigürasyonu bozar aktif merkez ve enzim aktivitesini kaybeder.

Enzimler biyolojik katalizör görevi gören proteinlerdir. Enzimler sayesinde hücrelerdeki kimyasal reaksiyonların hızı birkaç kat artar. Önemli özellik enzimler - belirli koşullar altında eylemin özgüllüğü.

Nükleik asitler.

Nükleik asitler 19. yüzyılın ikinci yarısında keşfedildi. Hücre çekirdeğinden yüksek miktarda nitrojen ve fosfor içeren bir maddeyi izole eden ve buna “nüklein” adını veren İsviçreli biyokimyacı F. Miescher (lat. çekirdek- çekirdek).

Nükleik asitlerde depolanır kalıtsal bilgi Dünyadaki her hücrenin ve tüm canlıların yapısı ve işleyişi hakkında. İki tür nükleik asit vardır - DNA (deoksiribonükleik asit) ve RNA (ribonükleik asit). Nükleik asitlerin de proteinler gibi tür özgüllüğü vardır, yani her türün organizmaları kendi DNA türüne sahiptir. Tür spesifikliğinin nedenlerini bulmak için nükleik asitlerin yapısını düşünün.

Nükleik asit molekülleri çok uzun zincirler yüzlerce, hatta milyonlarca nükleotitten oluşur. Herhangi bir nükleik asit yalnızca dört tip nükleotit içerir. Nükleik asit moleküllerinin fonksiyonları, yapılarına, içerdikleri nükleotidlere, zincirdeki sayılarına ve bileşiğin molekül içindeki sırasına bağlıdır.

Her nükleotid üç bileşenden oluşur: azotlu baz, karbonhidrat ve fosforik asit. Her bir DNA nükleotidi, dört tip azotlu bazdan birini (adenin - A, timin - T, guanin - G veya sitozin - C) ve ayrıca deoksiriboz karbonu ve bir fosforik asit kalıntısını içerir.

Bu nedenle, DNA nükleotidleri yalnızca azotlu bazın türünde farklılık gösterir.

DNA molekülü, bir zincire belirli bir sırayla bağlanan çok sayıda nükleotitten oluşur. Her DNA molekülü tipinin kendine ait nükleotid sayısı ve dizisi vardır.

DNA molekülleri çok uzundur. Örneğin, bir insan hücresindeki (46 kromozom) DNA moleküllerindeki nükleotid dizisini harflerle yazmak için yaklaşık 820.000 sayfalık bir kitap gerekir. Alternatif dört tip nükleotid oluşabilir sonsuz küme DNA moleküllerinin çeşitleri. DNA moleküllerinin bu yapısal özellikleri, organizmaların tüm özellikleri hakkında büyük miktarda bilgi depolamalarına olanak tanır.

1953 yılında Amerikalı biyolog J. Watson ve İngiliz fizikçi F. Crick, DNA molekülünün yapısının bir modelini oluşturdular. Bilim adamları, her DNA molekülünün birbirine bağlı ve spiral olarak bükülmüş iki zincirden oluştuğunu bulmuşlardır. Çift sarmal gibi görünüyor. Her zincirde dört tip nükleotid belirli bir sırayla değişir.

DNA'nın nükleotid bileşimi kişiden kişiye değişir. farklı şekiller bakteriler, mantarlar, bitkiler, hayvanlar. Ancak yaşla değişmez, değişikliklere çok az bağlıdır çevre. Nükleotidler eşleştirilmiştir, yani herhangi bir DNA molekülündeki adenin nükleotidlerinin sayısı, timidin nükleotidlerinin (A-T) sayısına eşittir ve sitozin nükleotidlerinin sayısı, guanin nükleotidlerinin (C-G) sayısına eşittir. Bunun nedeni, bir DNA molekülünde iki zincirin birbirine bağlanmasının belirli bir kurala tabi olmasıdır: bir zincirin adenini her zaman iki hidrojen bağıyla yalnızca diğer zincirin Timini ve guanin ile bağlanır - sitozin ile üç hidrojen bağıyla, yani bir molekül DNA'nın nükleotid zincirleri tamamlayıcıdır, birbirini tamamlar.

Nükleik asit molekülleri (DNA ve RNA) nükleotidlerden oluşur. DNA nükleotidleri arasında nitrojenli bir baz (A, T, G, C), karbonhidrat deoksiriboz ve bir fosforik asit molekülü kalıntısı bulunur. DNA molekülü, tamamlayıcılık ilkesine göre hidrojen bağlarıyla birbirine bağlanan iki zincirden oluşan bir çift sarmaldır. DNA'nın işlevi kalıtsal bilgiyi depolamaktır.

Tüm organizmaların hücreleri ATP - adenosin trifosforik asit moleküllerini içerir. ATP, molekülü enerji açısından zengin bağlara sahip olan evrensel bir hücre maddesidir. ATP molekülü, diğer nükleotidler gibi üç bileşenden oluşan benzersiz bir nükleotiddir: azotlu bir baz - adenin, bir karbonhidrat - riboz, ancak bir yerine üç fosforik asit molekülü kalıntısı içerir (Şekil 12). Şekilde simgeyle gösterilen bağlantılar enerji açısından zengindir ve denir. makroerjik. Her ATP molekülü iki yüksek enerjili bağ içerir.

Yüksek enerjili bir bağ kopup enzimler yardımıyla bir molekül fosforik asit uzaklaştırıldığında, 40 kJ/mol enerji açığa çıkar ve ATP, ADP - adenozin difosforik asite dönüştürülür. Başka bir fosforik asit molekülü çıkarıldığında, başka bir 40 kJ/mol açığa çıkar; AMP oluşur - adenosin monofosforik asit. Bu reaksiyonlar tersine çevrilebilir, yani AMP ADP'ye, ADP ATP'ye dönüştürülebilir.

ATP molekülleri yalnızca parçalanmakla kalmaz, aynı zamanda sentezlenir, dolayısıyla hücredeki içerikleri nispeten sabittir. ATP'nin hücre yaşamındaki önemi çok büyüktür. Bu moleküller, hücrenin ve bir bütün olarak organizmanın yaşamını sağlamak için gerekli olan enerji metabolizmasında öncü bir rol oynar.

Bir RNA molekülü genellikle dört tip nükleotidden oluşan tek bir zincirdir - A, U, G, C. Üç ana RNA türü bilinmektedir: mRNA, rRNA, tRNA. Bir hücredeki RNA moleküllerinin içeriği sabit değildir; protein biyosentezine katılırlar. ATP, enerji açısından zengin bağlar içeren, hücrenin evrensel bir enerji maddesidir. ATP, hücresel enerji metabolizmasında merkezi bir rol oynar. RNA ve ATP hücrenin hem çekirdeğinde hem de sitoplazmasında bulunur.

"Konu 4. "Hücrenin kimyasal bileşimi" konulu görevler ve testler.

• polimer, monomer;
• karbonhidrat, monosakarit, disakkarit, polisakkarit;
• lipit, yağ asidi, gliserol;
• amino asit, peptid bağı, protein;
• katalizör, enzim, aktif bölge;
• nükleik asit, nükleotid.

Sorunları çözmek için algoritma.

Tip 1. DNA'nın kendi kendine kopyalanması.

DNA zincirlerinden biri aşağıdaki nükleotid dizisine sahiptir:
AGTACCGATACCGATTTACCG...
Aynı molekülün ikinci zinciri hangi nükleotid dizisine sahiptir?

Bir DNA molekülünün ikinci ipliğinin nükleotit dizisini yazmak için, birinci ipliğin dizisi bilindiğinde, timin yerine adenin, adenin yerine timin, guanin yerine sitozin ve sitozin yerine guanin koymak yeterlidir. Bu değişimi yaptıktan sonra şu sırayı elde ederiz:
TATTGGGCTATGAGCTAAAATG...

Tip 2. Protein kodlaması.

Ribonükleaz proteininin amino asit zinciri şu başlangıca sahiptir: lizin-glutamin-treonin-alanin-alanin-alanin-lisin...
Bu proteine ​​karşılık gelen gen hangi nükleotid dizisiyle başlıyor?

Bunu yapmak için genetik kod tablosunu kullanın. Her amino asit için, kod tanımını karşılık gelen üçlü nükleotid formunda bulup yazıyoruz. Bu üçlüleri karşılık gelen amino asitlerle aynı sıraya göre birbiri ardına düzenleyerek haberci RNA'nın bir bölümünün yapısının formülünü elde ederiz. Kural olarak, bu tür birkaç üçlü vardır, seçim sizin kararınıza göre yapılır (ancak üçüzlerden yalnızca biri alınır). Buna göre birkaç çözüm olabilir.
ААААААААЦУГЦГГЦУГЦГАAG

Bir protein aşağıdaki nükleotid dizisi tarafından kodlanıyorsa hangi amino asit dizisiyle başlar:
ACGGCCATGGCCGGT...

Tamamlayıcılık ilkesini kullanarak, mesajcı RNA'nın bir bölümünün yapısını buluyoruz. bu bölüm DNA molekülleri:
UGGGGGUATCCGGCCCA...

Daha sonra genetik kod tablosuna dönüyoruz ve her bir nükleotid üçlüsü için, ilkinden başlayarak karşılık gelen amino asidi bulup yazıyoruz:
Sistein-glisin-tirozin-arginin-prolin-...

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. " Genel biyoloji". Moskova, "Aydınlanma", 2000

• Konu 4. "Hücrenin kimyasal bileşimi." §2-§7 s. 7-21
• Konu 5. "Fotosentez." §16-17 s. 44-48
• Konu 6. "Hücresel solunum." §12-13 s. 34-38
• Konu 7. "Genetik bilgi." §14-15 s. 39-44

Hücre, yaşamsal aktivitesini, büyümesini ve gelişmesini sürdürmeyi amaçlayan yüzlerce kimyasal reaksiyonun aynı anda ve belirli bir sırayla gerçekleştiği, kendi kendini düzenleyen karmaşık bir sistemdir. Hücrelerin kimyasal bileşiminin incelenmesi, canlı organizmalarda yalnızca kendilerine özgü özel kimyasal elementlerin bulunmadığını göstermektedir: canlı ve cansız doğanın kimyasal bileşiminin birliğinin ortaya çıktığı yer burasıdır.

Doğada bulunan 115 kimyasal elementin en az yarısı yaşam süreçlerinde aktif rol almaktadır. Üstelik bunlardan 24'ü zorunludur ve hemen hemen tüm hücre türlerinde bulunur. en yüksek değer 10 element içerir: azot (N), hidrojen (H), karbon (C), oksijen (O), fosfor (P), kükürt (S), sodyum (Na), potasyum (K), kalsiyum (Ca), magnezyum (Mg) - hücrenin ana bileşenleri onlardan yapılmıştır.

Hücredeki yüzde içeriğine göre kimyasal elementler üç gruba ayrılır:

· makro elementler, kafesteki içerik - 10 -3; hücre kütlesinin %99'undan fazlasını oluşturan oksijen, karbon, hidrojen, nitrojen, fosfor, kükürt, kalsiyum, potasyum, klor, sodyum ve magnezyum;

· mikro elementler, içeriği 10 -3 -10 -6 arasında değişen; demir, manganez, bakır, çinko, kobalt, nikel, iyot, brom, flor, bor; ağrıları hücre kütlesinin %1,0'ını oluşturur;

· ultra mikro elementler 10-6'dan az olmak üzere; altın, gümüş, uranyum, berilyum, sezyum, selenyum vb.; toplamda - hücre kütlesinin% 0,1'inden az.

Canlı organizmalardaki düşük içeriğine rağmen, mikro ve ultramikro elementler önemli bir rol oynar: çeşitli enzimlerin, vitaminlerin bir parçasıdırlar ve böylece hücre yapılarının ve bir bütün olarak vücudun normal gelişimini ve işleyişini belirlerler.

Canlı organizmalarda bulunan kimyasal elementlerin her biri, önemli işlev(Tablo 1).

Tablo 1.

CANLI ORGANİZMALARDAKİ ELEMENTLERİN FONKSİYONLARI

Tiroid hormonları içerir

Su ve inorganik bileşikler, hücredeki rolleri.

İnorganik (mineral) maddeler- Bunlar hem canlı hem de cansız doğada bulunan nispeten basit kimyasal bileşiklerdir (minerallerde, doğal sular). İtibaren inorganik bileşikler Su, mineral tuzları, asitler ve bazlar önemlidir.

Çoğu organizmanın hücrelerindeki ortalama su içeriği yaklaşık %70'tir (denizanası hücrelerinde - %96). Farklı organ ve dokulardaki su miktarı değişir ve metabolik süreçlerin düzeyine bağlıdır. Böylece insanlarda diş minesi hücrelerindeki su içeriği %10, kemik dokusunda %20, yağ dokusunda %40, böbreklerde %80, beyinde %85 ve embriyonik hücrelerde %97'ye kadar bulunur. .

Bu kadar yüksek su içeriği, yapısından dolayı canlı organizmaların hücrelerindeki önemli rolünün bir kanıtıdır. Su molekülleri küçük boyutludur ve doğrusal değildir

Pirinç. 1. Su formülü.

mekânsal yapı. Moleküldeki atomlar bir arada tutulur polar kovalent bağlar, bir oksijen atomunu iki hidrojen atomuna bağlayan. Kovalent bağların polaritesi, yani. yüklerin eşit olmayan dağılımı bu durumda ortak elektron çiftlerinden elektronları çeken oksijen atomunun güçlü elektronegatifliği ile açıklanır, bunun sonucunda oksijen atomunda kısmi bir negatif yük ve hidrojende kısmi bir pozitif yük ortaya çıkar. atomlar. Komşu su moleküllerinin oksijen ve hidrojen atomları arasında hidrojen bağları oluşur. normal koşullar su orijinal sıvı halindedir. Ancak hidrojen bağları kovalent bağlardan yaklaşık 20 kat daha zayıftır, dolayısıyla su buharlaştığında kolayca kırılırlar.

Suyun özellikleri:

- evrensel çözücü– polar inorganik ve organik bileşikler suda çözünür; suda yüksek oranda çözünür olan maddelere (birçok mineral tuzu, asitler, alkaliler, alkoller, şekerler, vitaminler, bazı proteinler - albüminler, histonlar) polisakkaritler, yağlar, nükleik asitler, bazı proteinler - globulinler, fibriller denir), hidrofilik ; suda az çözünen veya hiç çözünmeyen maddeler (bazı tuzlar, vitaminler denir) hidrofobik .

- yüksek özgül ısı kapasitesi– kendi sıcaklığında minimum değişiklikle ısıyı absorbe etme yeteneği; Su buharlaştığında molekülleri bir arada tutan hidrojen bağlarının kırılması için emilim gerekir. çok sayıda enerji, dolayısıyla suyu buharlaştırarak organizmalar kendilerini aşırı ısınmadan koruyabilirler.

- yüksek termal iletkenlik- Vücut dokuları arasında ısının eşit dağılımı.

- yüksek yüzey gerilimi– adsorpsiyon süreçleri, çözeltilerin dokular içerisinde hareketi (hayvanlarda kan dolaşımı, bitkilerde yukarı doğru akıntı), küçük organizmaların yüzeyde tutulması veya su yüzeyi boyunca kayması için önemlidir.

- su pratik olarak sıkıştırılmaz, ozmoz fenomenine dayanan turgor basıncının yaratılması ve hücrelerin ve dokuların hacminin ve elastikiyetinin belirlenmesi.

Osmoz – solvent (su) moleküllerinin nüfuz etmesi biyolojik membran bir maddenin çözeltisine dönüştürülür. Ozmotik basınç solventin membrana nüfuz ettiği basınçtır. Ozmotik basıncın büyüklüğü çözelti konsantrasyonunun artmasıyla artar. Sıvıların ozmotik basıncı insan vücudu%0,85'lik bir sodyum klorür çözeltisinin, yani izotonik bir çözeltinin basıncına eşittir. Daha konsantre çözeltilere hipertonik, daha az konsantre çözeltilere ise hipotonik denir.

Su hücrede serbest ve bağlı formda bulunur. Bağlı su (%4-5) fibriler yapıların bir parçasıdır ve bazı proteinlerle birleşerek etraflarında bir çözünme kabuğu oluşturur. Serbest su (%95-96) biyolojik olarak önemli birçok işlevi yerine getirir.

Suyun fonksiyonları:

1) taşıma – maddelerin hücre ve vücutta hareketini, emilimini sağlar

2) metabolik – hücredeki tüm biyokimyasal reaksiyonların ortamıdır;

3) yapısal – hücre sitoplazması %60 ila %95 arasında su içerir; Bitkilerde su, turgor sağlar; yuvarlak ve annelidler hidrostatik bir iskelettir.

İnorganik maddeler.

İnorganik maddelerin büyük çoğunluğu iyonlara ayrışmış veya katı halde tuz formundadır.

İnorganik iyonlar hücrenin hayati süreçlerini sağlamak için küçük bir öneme sahip değildir - bunlar katyonlar(K+, Na+, Ca2+, Mg2+, NH3+) ve anyonlar(Cl -, HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, HCO -, NO 3 -) mineral tuzları. Hücredeki katyon ve anyonların içeriği, membran tarafından madde transferinin aktif olarak düzenlenmesi nedeniyle hücreyi çevreleyen ortamdaki konsantrasyonlarından farklıdır. Böylece canlı bir hücrenin kimyasal bileşiminin sabitliği sağlanır. Hücrenin ölümüyle ortamdaki ve sitoplazmadaki maddelerin konsantrasyonu eşitlenir.

Vücutta bulunan iyonlar, hücredeki ve onu çevreleyen çözeltilerdeki ortamın (pH) sabit bir reaksiyonunun sürdürülmesi için önemlidir; öyle Tampon sistemlerinin bileşenleri. Tamponlama – Bir hücrenin içeriğinin hafif alkali reaksiyonunu sabit bir seviyede tutabilme yeteneği. Zayıf asitlerin ve zayıf alkalilerin anyonları, H + iyonlarını ve hidroksil iyonlarını (OH -) bağlar, böylece hücre içindeki reaksiyon neredeyse hiç değişmeden kalır. Hücrenin tamponlama özellikleri tuz konsantrasyonuna bağlıdır. Memelilerdeki en önemli tampon sistemleri fosfat ve bikarbonattır.

Fosfat tampon sistemi– H2PO4- ve HPO42-'den oluşur ve hücre içi sıvının pH'ını 6,9-7,4 aralığında tutar. Hücre dışı ortamın (kan plazması) ana tampon sistemi, H2C03 ve HCO3'ten oluşan ve pH'ı 7,4'ü koruyan bikarbonat sistemidir.

İnorganik asitler ve bunların tuzları organizmaların yaşamında önemlidir:

Hidroklorik asit mide suyunun bir kısmı;

Suda çözünmeyen yabancı maddeleri birleştiren sülfürik asit kalıntıları, onları çözünür hale getirerek vücuttan atılmasını kolaylaştırır;

Nitröz ve fosforik asitlerin inorganik sodyum ve potasyum tuzları, sülfürik asidin kalsiyum tuzu, bitkiler için mineral beslenmenin bileşenleri (gübre olarak) görevi görür;

Kalsiyum ve fosfor tuzları hayvan kemik dokusunun bir parçasıdır.

Organik madde – esas olarak canlı organizmalar tarafından sentezlenen çok sayıda karbon bileşiği.

Canlı cisimlerdeki kimyasal elementlerin oranı cansız cisimlerden farklıdır. İÇİNDE yerkabuğu en yaygın olanları Si, Al, O 2, Na – %90'dır. Canlı organizmalarda: H, O, C, N – %98. Bu fark, hidrojen, oksijen, karbon ve nitrojenin kimyasal özelliklerinin özelliklerinden kaynaklanmaktadır ve bunun sonucunda biyolojik işlevleri yerine getiren moleküllerin oluşumu için en uygun oldukları ortaya çıkmıştır.

Hidrojen, oksijen, karbon ve nitrojen güçlü oluşturma yeteneğine sahiptir. kovalent bağlar iki atoma ait elektronları eşleştirerek. Oksijen, karbon ve nitrojen hem tek hem de çift ​​bağlarçok çeşitli kimyasal bileşiklerin elde edilmesi nedeniyle. Özellikle önemli olan, karbon atomlarının kovalent karbon-karbon bağlarının oluşumu yoluyla birbirleriyle etkileşime girme yeteneğidir. Her karbon atomu dört karbon atomuyla kovalent bağ oluşturabilir. kovalent olarak bağlı atomlar karbon sayısız şeyin çerçevesini oluşturabilir organik moleküller. Karbon atomları oksijen, nitrojen ve kükürt ile kolayca kovalent bağlar oluşturduğundan, organik moleküller olağanüstü karmaşıklık ve yapısal çeşitlilik elde eder.

Organik bileşikler canlı bir organizmanın hücre kütlesinin ortalama %20-30'unu oluşturur. Var: monomerler – polimerler için yapı taşları görevi gören küçük, düşük molekül ağırlıklı organik moleküller; polimerler – daha büyük, yüksek molekül ağırlıklı makromoleküller.

Polimerler doğrusal veya dallanmış zincirlerdir. Büyük sayı monomer birimleri. Homopolimerler– bir tür monomer (selüloz) ile temsil edilir, heteropolimerler– birkaç farklı monomer (protein, DNA, RNA). Bir molekülde bir grup monomer periyodik olarak tekrarlanıyorsa polimer denir. düzenli, moleküllerde düzensiz polimerlerin görünür bir tekrarlanabilirliği yoktur.

Organik maddeler arasında biyopolimerler (proteinler, nükleik asitler ve karbonhidratlar); yağlar da öyle.

İÇİNDE Çeşitli türler Hücreler eşit olmayan miktarlarda belirli organik bileşikler içerir (bitki hücreleri baskındır). kompleks karbonhidratlar– polisakkaritler; hayvanlarda daha fazla protein ve yağ bulunur). Ancak herhangi bir hücre tipindeki her organik madde grubu benzer işlevleri yerine getirir.

İlgili bilgi.

Hücre yalnızca yapısal birim Tüm canlılar arasında yaşamın bir tür yapı taşı olan, aynı zamanda saniyenin her saniyesinde çeşitli dönüşümlerin ve reaksiyonların meydana geldiği küçük bir biyokimyasal fabrikadır. Vücudun yaşamı ve büyümesi için gerekli bileşenler bu şekilde oluşur. Yapısal bileşenler: hücre mineralleri, su ve organik bileşikler. Bu nedenle bunlardan biri yeterli olmazsa ne olacağını bilmek çok önemlidir. Çıplak gözle görülemeyen canlı sistemlerin bu küçük yapısal parçacıklarının yaşamında çeşitli bileşikler nasıl bir rol oynuyor? Bu konuyu anlamaya çalışalım.

Hücre maddelerinin sınıflandırılması

Hücrenin kütlesini oluşturan, yapısal kısımlarını oluşturan ve onun gelişiminden, beslenmesinden, solunumundan, plastikliğinden ve normal gelişiminden sorumlu olan tüm bileşikler üç büyük gruba ayrılabilir. Bunlar aşağıdaki gibi kategorilerdir:

• organik;
• hücreler (mineral tuzları);
• su.

Genellikle ikincisi ikinci grup olarak sınıflandırılır. inorganik bileşenler. Bu kategorilere ek olarak bunların birleşiminden oluşanları da tespit edebiliriz. Bunlar, organik bileşiklerin molekülünün bir parçası olan metallerdir (örneğin, demir iyonu içeren hemoglobin molekülü, doğası gereği proteindir).

Hücre mineralleri

Her canlı organizmayı oluşturan mineral veya inorganik bileşiklerden özellikle bahsedersek, bunlar doğa ve niceliksel içerik bakımından da farklıdır. Bu nedenle kendi sınıflandırmaları vardır.

Tüm inorganik bileşikler üç gruba ayrılabilir.

1. Makro elementler. Hücre içindeki içeriği %0,02’den fazla olanlar toplam kütle inorganik maddeler. Örnekler: karbon, oksijen, hidrojen, nitrojen, magnezyum, kalsiyum, potasyum, klor, kükürt, fosfor, sodyum.
2. Mikro elementler -% 0,02'den az. Bunlar şunları içerir: çinko, bakır, krom, selenyum, kobalt, manganez, flor, nikel, vanadyum, iyot, germanyum.
3. Ultramikro elementler - içerik %0,0000001'den az. Örnekler: altın, sezyum, platin, gümüş, cıva ve diğerleri.

Ayrıca organojenik olan, yani canlı bir organizmanın vücudunun inşa edildiği organik bileşiklerin temelini oluşturan çeşitli unsurları özellikle vurgulayabilirsiniz. Bunlar aşağıdaki gibi unsurlardır:

• hidrojen;
• azot;
• karbon;
• oksijen.

Protein moleküllerini (hayatın temeli), karbonhidratları, lipitleri ve diğer maddeleri oluştururlar. Ancak mineraller aynı zamanda vücudun normal işleyişinden de sorumludur. Bir hücrenin kimyasal bileşimi, periyodik tablodaki başarılı yaşamın anahtarı olan düzinelerce elementten oluşur. Tüm atomların yalnızca yaklaşık 12'si hiçbir rol oynamaz veya ihmal edilebilir düzeydedir ve üzerinde çalışılmamıştır.

Bazı tuzlar özellikle önemlidir ve her gün yiyeceklerle birlikte alınması gerekir. yeterli miktar böylece çeşitli hastalıklar gelişmez. Bitkiler için bu örneğin sodyumdur; insanlar ve hayvanlar için bu kalsiyum tuzlarıdır; tuz sodyum ve klor vb. kaynağı olarak

su

Hücrenin mineral maddeleri su ile ortak bir grupta birleştiğinden öneminden bahsetmek mümkün değildir. Canlıların vücudunda nasıl bir rol oynar? Büyük. Yazının başında hücreyi biyokimyasal bir fabrikaya benzetmiştik. Yani maddelerin her saniye meydana gelen tüm dönüşümleri su ortamında gerçekleştirilir. Kimyasal etkileşimler, sentez ve ayrışma işlemleri için evrensel bir çözücü ve ortamdır.

Ayrıca su iç ortamın bir parçasıdır:

• sitoplazma;
• bitkilerde hücre özsuyu;
• hayvanlarda ve insanlarda kan;
• idrar;
• tükürük ve diğer biyolojik sıvılar.

Dehidrasyon istisnasız tüm organizmalar için ölüm anlamına gelir. Su, çok çeşitli flora ve fauna için yaşam ortamıdır. Bu nedenle bu inorganik maddenin önemini abartmak zordur; o gerçekten sonsuz derecede büyüktür.

Makro besinler ve önemi

Hücrenin mineralleri, normal işleyişi için büyük önem taşır. Her şeyden önce bu makro elementler için geçerlidir. Her birinin rolü ayrıntılı olarak incelenmiş ve uzun zamandır kurulmuştur. Yukarıda hangi atomların makro element grubunu oluşturduğunu listeledik, bu yüzden kendimizi tekrar etmeyeceğiz. Ana olanların rolünü kısaca özetleyelim.

1. Kalsiyum. Tuzları vücuda Ca2+ iyonlarının sağlanması için gereklidir. İyonların kendileri kanın durdurulması ve pıhtılaşması, hücre ekzositozunun sağlanması süreçlerinde rol oynarlar. kas kasılmaları kardiyak olanlar da dahil. Çözünmeyen tuzlar, hayvanların ve insanların güçlü kemiklerinin ve dişlerinin temelidir.
2. Potasyum ve sodyum. Hücrenin durumunu korurlar ve kalp için bir sodyum-potasyum pompası oluştururlar.
3. Klor - hücrenin elektriksel nötrlüğünün sağlanmasına katılır.
4. Fosfor, kükürt, nitrojen birçok organik bileşiğin bileşenidir ve ayrıca kas fonksiyonunda ve kemik bileşiminde rol alır.

Elbette her bir elementi daha detaylı ele alırsak hem vücuttaki fazlalığı hem de eksikliği hakkında çok şey söylenebilir. Sonuçta her ikisi de zararlıdır ve çeşitli hastalıklara yol açar.

Mikro elementler

Mikro elementler grubuna ait olan minerallerin hücredeki rolü de büyüktür. Hücredeki içerikleri çok küçük olmasına rağmen onlar olmadan uzun süre normal şekilde çalışamayacaktır. Bu kategoride yukarıda sıralanan atomların en önemlileri şunlardır:

• çinko;
• bakır;
• selenyum;
• florin;
• kobalt.

Tiroid fonksiyonunu ve hormon üretimini sürdürmek için normal iyot seviyeleri gereklidir. Vücut, diş minesini güçlendirmek için, bitkiler ise yaprakların elastikiyetini ve zengin rengini korumak için florüre ihtiyaç duyar.

Çinko ve bakır birçok enzim ve vitaminde bulunan elementlerdir. Sentez ve plastik değişim süreçlerinde önemli katılımcılardırlar.

Selenyum düzenleyici süreçlerde aktif bir katılımcıdır ve iş için gereklidir endokrin sistem eleman. Kobaltın başka bir adı daha vardır: B 12 vitamini ve bu gruptaki tüm bileşikler bağışıklık sistemi için son derece önemlidir.

Bu nedenle mikro elementlerin oluşturduğu hücre içindeki mineral maddelerin işlevleri, makro yapıların gerçekleştirdiği işlevlerden daha az değildir. Bu nedenle her ikisinin de yeterli miktarda tüketilmesi önemlidir.

Ultramikro elementler

Ultramikroelementlerin oluşturduğu hücrenin mineral maddeleri yukarıdaki kadar önemli bir rol oynamaz. Bununla birlikte, uzun süreli eksiklikleri sağlık açısından çok rahatsız edici ve bazen çok tehlikeli sonuçların ortaya çıkmasına neden olabilir.

Örneğin selenyum da bu gruba dahildir. Uzun süreli eksikliği kanserli tümörlerin gelişmesine neden olur. Bu nedenle vazgeçilmez kabul edilir. Ancak altın ve gümüş metallerdir. olumsuz etki bakteriler üzerinde onları yok eder. Bu nedenle hücrelerin içinde bakteri yok edici bir rol oynarlar.

Ancak genel olarak ultramikroelementlerin işlevlerinin bilim adamları tarafından henüz tam olarak ortaya çıkarılmadığını ve önemlerinin belirsizliğini koruduğunu söylemek gerekir.

Metaller ve organikler

Organik moleküllerde birçok metal bulunur. Örneğin magnezyum, bitki fotosentezi için gerekli olan klorofilin bir koenzimidir. Demir, hemoglobin molekülünün bir parçasıdır ve onsuz nefes almak imkansızdır. Bakır, çinko, manganez ve diğerleri enzim, vitamin ve hormon moleküllerinin parçalarıdır.

Açıkçası, tüm bu bileşikler vücut için önemlidir. Bunları tamamen mineral olarak sınıflandırmak imkansızdır, ancak yine de kısmen öyle olmalıdır.

Hücre mineralleri ve önemi: 5. derece, tablo

Yazı boyunca söylediklerimizi özetlemek gerekirse; genel tablo hangi mineral bileşiklerinin bulunduğunu ve bunlara neden ihtiyaç duyulduğunu yansıtacağız. Bu konuyu örneğin beşinci sınıfta okul çocuklarına açıklarken kullanılabilir.

Böylece hücrenin mineral maddeleri ve bunların önemi okul çocukları tarafından eğitimin ana aşamasında öğrenilecektir.

Mineral bileşik eksikliğinin sonuçları

Minerallerin hücredeki rolünün öneminden bahsederken bunu kanıtlayacak örnekler vermeliyiz.

Yazı boyunca tespit edilen bileşiklerden herhangi birinin eksikliği veya fazlalığı ile gelişen bazı hastalıkları sıralayalım.

1. Hipertansiyon.
2. İskemi, kalp yetmezliği.
3. Guatr ve tiroid bezinin diğer hastalıkları (Graves hastalığı ve diğerleri).
4. Anemi.
5. Yanlış büyüme ve gelişme.
6. Kanserli tümörler.
7. Floroz ve çürük.
8. Kan hastalıkları.
9. Kas ve sinir sistemi bozuklukları.
10. Hazımsızlık.

Tabii bu çok uzak tam liste. Bu nedenle günlük beslenmenin doğru ve dengeli olmasına özenle dikkat etmek gerekir.

Birinci kimyasal maddeler 9. yüzyılın sonlarında Arap alim Ebubekir er-Razi tarafından sınıflandırılmıştır. Maddelerin kökenine göre onları üç gruba ayırdı. Birinci grupta mineral maddelere, ikinci grupta bitkisel maddelere, üçüncü grupta ise hayvansal maddelere yer vermiştir.

Bu sınıflandırma neredeyse bir bin yıl sürecekti. Sadece 19. yüzyılda bu gruplardan ikisi oluştu; organik ve inorganik maddeler. Her iki türden kimyasal maddeler, D.I. Mendeleev'in tablosunda yer alan doksan element sayesinde oluşturulmuştur.

İnorganik madde grubu

İnorganik bileşikler arasında basit ve karmaşık maddeler ayırt edilir. Basit maddeler grubu metalleri, ametalleri ve soy gazları içerir. Karmaşık maddeler oksitler, hidroksitler, asitler ve tuzlarla temsil edilir. Tüm inorganik maddeler herhangi bir kimyasal elementten oluşturulabilir.

Organik madde grubu

Tüm organik bileşiklerin bileşimi mutlaka karbon ve hidrojen içerir (bu onların mineral maddelerden temel farkıdır). C ve H'nin oluşturduğu maddelere hidrokarbonlar denir - en basit organik bileşikler. Hidrokarbon türevleri nitrojen ve oksijen içerir. Bunlar sırasıyla oksijen ve nitrojen içeren bileşikler olarak sınıflandırılır.

Oksijen içeren maddeler grubu alkoller ve eterler, aldehitler ve ketonlar ile temsil edilir. karboksilik asitler, yağlar, mumlar ve karbonhidratlar. Azot içeren bileşikler arasında aminler, amino asitler, nitro bileşikleri ve proteinler bulunur. Heterosiklik maddeler için konum iki yönlüdür - yapılarına bağlı olarak her iki hidrokarbon türüne de ait olabilirler.

Hücre kimyasalları

Hücrelerin varlığı, organik ve inorganik maddeler içermeleri durumunda mümkündür. Su ve mineral tuzları olmadığında ölürler. Hücreler, nükleik asitlerin, yağların, karbonhidratların ve proteinlerin ciddi şekilde tükenmesi durumunda ölür.

Pek çok farklı kimyasal reaksiyona girebilen, organik ve inorganik nitelikteki birkaç bin bileşiği içeriyorlarsa normal yaşam sürdürebilirler. Hücrede meydana gelen biyokimyasal süreçler onun hayati aktivitesinin, normal gelişiminin ve işleyişinin temelini oluşturur.

Hücreyi doyuran kimyasal elementler

Canlı sistemlerin hücreleri kimyasal element gruplarını içerir. Makro, mikro ve ultra mikro elementlerle zenginleştirilmiştir.

• Makro elementler öncelikle karbon, hidrojen, oksijen ve nitrojen ile temsil edilir. Hücrenin bu inorganik maddeleri, hücrenin organik bileşiklerinin neredeyse tamamını oluşturur. Ayrıca hayati unsurları da içerirler. Kalsiyum, fosfor, kükürt, potasyum, klor, sodyum, magnezyum ve demir olmadan hücre yaşayamaz ve gelişemez.
• Mikro element grubu çinko, krom, kobalt ve bakırdan oluşur.
• Ultramikroelementler hücrenin en önemli inorganik maddelerini temsil eden diğer bir gruptur. Grup, bakterisit etkisi olan altın ve gümüş ile böbrek tübüllerini dolduran ve enzimleri etkileyen suyun yeniden emilmesini önleyen cıvadan oluşur. Ayrıca platin ve sezyum da içerir. Selenyum belirli bir rol oynar ve eksikliği çeşitli türler kanser.

Hücredeki su

Yeryüzünde yaygın olarak bulunan bir madde olan suyun hücre yaşamı için önemi yadsınamaz. İçinde birçok organik ve inorganik madde çözünür. Su, inanılmaz sayıda kimyasal reaksiyonun gerçekleştiği verimli bir ortamdır. Çürümeyi ve metabolik ürünleri çözme yeteneğine sahiptir. Bu sayede atıklar ve toksinler hücreyi terk eder.

Bu sıvı yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Bu, ısının vücut dokularına eşit şekilde yayılmasını sağlar. Önemli bir ısı kapasitesine sahiptir (kendi sıcaklığı minimum düzeyde değiştiğinde ısıyı absorbe etme yeteneği). Bu yetenek, hücrede meydana gelen ani sıcaklık değişimlerini engeller.

Su son derece yüksek bir yüzey gerilimine sahiptir. Bu sayede organik olanlar gibi çözünmüş inorganik maddeler dokular arasında kolayca hareket eder. Birçok küçük organizma yüzey gerilimi özelliğini kullanarak su yüzeyi ve onun boyunca özgürce süzülün.

Bitki hücrelerinin turgoru suya bağlıdır. Bazı hayvan türlerinde, destek işleviyle başa çıkabilen, diğer inorganik maddeler değil, sudur. Biyoloji hidrostatik iskelete sahip hayvanları tanımlamış ve araştırmıştır. Bunlara ekinodermler, yuvarlak ve annelidler, denizanası ve deniz anemonlarının temsilcileri dahildir.

Hücrelerin suya doyması

Çalışan hücreler toplam hacimlerinin %80'i kadar suyla doldurulur. Sıvı serbest kalır ve ilgili form. Protein molekülleri bağlı suya sıkı bir şekilde bağlanır. Etrafı sarılmış su kabuğu, birbirlerinden izole edilmiştir.

Su molekülleri polardır. Hidrojen bağları oluştururlar. Hidrojen köprüleri sayesinde suyun ısı iletkenliği yüksektir. Bağlı su, hücrelerin soğuk sıcaklıklara dayanmasını sağlar. Serbest su %95'ini oluşturur. Hücresel metabolizmada yer alan maddelerin çözünmesini destekler.

Beyin dokusundaki son derece aktif hücreler %85'e kadar su içerir. Kas hücrelerinin %70'i suya doymuştur. Yağ dokusunu oluşturan daha az aktif hücrelerin %40 suya ihtiyacı vardır. Yalnızca canlı hücrelerdeki inorganik kimyasalları çözmekle kalmaz, aynı zamanda organik bileşiklerin hidrolizinde de önemli bir katılımcıdır. Etkisi altında organik maddeler parçalanarak ara ve son maddelere dönüşür.

Mineral tuzların hücre için önemi

Mineral tuzları hücrelerde potasyum, sodyum, kalsiyum, magnezyum katyonları ve HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, Cl -, HCO 3 - anyonları ile temsil edilir. Anyon ve katyonların doğru oranları hücre yaşamı için gerekli asitliği yaratır. Pek çok hücre, neredeyse hiç değişmeden kalan ve istikrarlı işleyişini sağlayan hafif alkali bir ortamı korur.

Hücrelerdeki katyon ve anyonların konsantrasyonu, hücreler arası boşluktaki oranından farklıdır. Bunun nedeni kimyasal bileşiklerin taşınmasını amaçlayan aktif düzenlemedir. Bu süreç akışı istikrarı belirler kimyasal bileşimler canlı hücrelerde. Hücre ölümünden sonra, hücreler arası boşluktaki ve sitoplazmadaki kimyasal bileşiklerin konsantrasyonu dengeye ulaşır.

Hücrenin kimyasal organizasyonundaki inorganik maddeler

Canlı hücrelerin kimyasal bileşimi, yalnızca kendilerine özgü herhangi bir özel element içermez. Bu, canlıların kimyasal bileşimlerinin birliğini belirler ve cansız nesneler. Hücrenin bileşimindeki inorganik maddeler büyük rol oynar.

Kükürt ve nitrojen proteinlerin oluşmasına yardımcı olur. Fosfor, DNA ve RNA sentezinde rol oynar. Magnezyum, enzimlerin ve klorofil moleküllerinin önemli bir bileşenidir. Oksidatif enzimler için bakır gereklidir. Demir hemoglobin molekülünün merkezidir, çinko ise pankreas tarafından üretilen hormonların bir parçasıdır.

İnorganik bileşiklerin hücreler için önemi

Azot bileşikleri proteinleri, amino asitleri, DNA, RNA ve ATP'yi dönüştürür. Bitki hücrelerinde amonyum iyonları ve nitratlar redoks reaksiyonları sırasında NH2'ye dönüştürülür ve amino asitlerin sentezinde rol oynar. Canlı organizmalar, vücutlarını inşa etmek için ihtiyaç duydukları kendi proteinlerini oluşturmak için amino asitleri kullanırlar. Organizmaların ölümünden sonra proteinler, çürümeleri sırasında madde döngüsüne akar, nitrojen serbest halde salınır.

Potasyum içeren inorganik maddeler “pompa” rolünü oynar. "Potasyum pompası" sayesinde acil ihtiyaç duydukları maddeler zardan hücrelere nüfuz eder. Potasyum bileşikleri, uyarılma ve dürtülerin gerçekleştirilmesi sayesinde hücre aktivitesinin aktivasyonuna yol açar. Hücrelerdeki potasyum iyonlarının konsantrasyonu çevrenin aksine çok yüksektir. Canlı organizmaların ölümünden sonra potasyum iyonları kolaylıkla doğal ortama geçer.

Fosfor içeren maddeler membran yapılarının ve dokularının oluşumuna katkıda bulunur. Onların varlığında enzimler ve nükleik asitler oluşur. Toprağın çeşitli katmanları değişen derecelerde fosfor tuzlarına doyurulur. Bitkilerin kök salgıları fosfatları çözerek onları emer. Organizmaların ölümünün ardından geri kalan fosfatlar mineralizasyona uğrayarak tuzlara dönüşür.

Kalsiyum içeren inorganik maddeler bitki hücrelerinde hücreler arası madde ve kristallerin oluşumuna katkıda bulunur. Onlardan gelen kalsiyum kanın pıhtılaşma sürecini düzenleyerek kanın içine nüfuz eder. Bu sayede canlı organizmalarda kemikler, kabuklar, kalkerli iskeletler ve mercan polipleri oluşur. Hücreler kalsiyum iyonları ve tuzlarının kristallerini içerir.