Неорганические вещества, входящие в состав клетки

Общая система уровней организации живой материи:

Вопрос:
Вспомните, как называется наука о клетке?

Молекулярный уровень представлен различными химическими веществами.
Вопрос: На какие 2 большие группы можно разделить их?

Химические вещества молекулярного уровня:

Химические элементы.
В клетке находится подавляющее количество всех встречающихся в природе химических элементов (81)
12 элементов называют структурными (или макроэлементами) => 99 % элементного состава человеческого организма (С, О, Н, N, Ca, Mg, Na, K, S, P, F, Cl).
основным строительным материалом являются четыре элемента: С, О, Н, N.
Остальные элементы, находятся в клетке в незначительных по объему количествах и играют важную роль для поддержания ее жизнедеятельности.

Вопрос:
Почему так важны минеральные элементы для нашего организма и чем объясняется?

Выделяют 3 группы элементов, входящих в состав клетки:
Макроэлементы
Микроэлементы
Ультрамикроэлементы.

Макроэлементы
Составляют основную массу клетки – 99%. Особенно высока концентрация 4 элементов: кислород, углерод, азот и водород.
Находятся в клетке в виде ионов. К макроэлементам относятся: ионы кальция, магния, калия, натрия и хлора.

Макроэлементы.
Ионы кальция принимают участие в регуляции ряда клеточных процессов,
Концентрация ионов магния важна для нормальной работы рибосом.
магний входит в состав хлорофилла и поддерживает нормальную работу митохондрий.

Макроэлементы.
Ионы калия и натрия участвуют в поддержании постоянства внутренней среды клетки, регулируют осмотическое давление в клетке, обеспечивают передачу нервного импульса.
Хлор в виде анионов участвует в создании солевой среды животных организмов (для растений хлор является микроэлементом).

Микроэлементы
К ним относятся преимущественно ионы тяжелых металлов, входящие в состав ферментов. Это такие элементы как медь, марганец, кобальт, железо, цинк, а так же бор, фтор, хром, селен, алюминий, кремний, молибден, йод и другие.
Участвуют в окислительно – восстановительных реакциях

Ультрамикроэлементы:
Концентрация в клетке не превышает 0,000001%.
Выступают в роли ингибиторов ферментов.
К ультрамикроэлементам относятся уран, радий, золото, ртуть, бериллий, цезий, селен и другие редкие элементы.

Вода.
Клетки и межклеточные вещества живых тканей содержат в качестве необходимого компонента воду.
Вопрос: Почему же именно ее?

Ответ на поставленный вопрос:
Вода – прекрасный растворитель для множества веществ живого организма, т.е. вода является средой, в которой протекает большинство химических реакций, связанных с обменом веществ.
При помощи водного обмена, происходит терморегуляция.
С водой удаляются из клеток токсичные вещества.

Вопрос:
Почему же вода обладает такими свойствами?
Это можно объяснить, исходя из строения молекулы воды.

Вопрос:
Какова же роль воды в клетке?

Роль воды в клетке:
обеспечение упругости клетки. Последствия потери клеткой воды — увядание листьев, высыхание плодов;
ускорение химических реакций за счет растворения веществ в воде;
обеспечение перемещения веществ: поступление большинства веществ в клетку и удаление их из клетки в виде растворов;
участие в ряде химических реакций;
участие в процессе теплорегуляции благодаря способности к медленному нагреванию и медленному остыванию.

Минеральные соли.
Помимо воды в числе неорганических веществ клетки содержатся и соли. Соли находятся либо в диссоциированном, либо в твердом состоянии.
От концентрации солей зависят осмотическое давление в клетке и ее буферные свойства.

Буферность - это
Способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию ее содержимого на постоянном уровне.

Буферные системы
- это биологические жидкости организма.
Выполняют защитную функцию – способствуют поддержанию постоянства pH в клетке.

Буферные системы. Состав.
Любая буферная система представляет собой смесь любой кислоты и ее соли, образованной сильным основанием.

Механизм действия буферных систем.
Если в клетку попадает:
+ сильная кислота => буферная система реагирует => из сильной кислоты образуется слабая кислота.
То же самое происходит с основаниями.

В результате указанных процессов изменения pH либо не наступает, либо является минимальным.