Химическая сущность процессов жизнедеятельности живой клетки

В клетках найдено приблизительно 60 компонентов периодической системы Менделеева, встречающихся и в неживой природе.
Химический состав клетки

Белки
Белки - протеины, сложные химические соединения, обладающие большой молекулярной массой. Белки представлены высокомолекулярными полимерами, мономерами которых являются аминокислоты. Все живые организмы используют только 20 аминокислот, хотя их имеется существенно больше.

Белки
Белок имеет несколько уровней структуры, это первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры.

Белки

Углеводы
Углеводы - это органические соединения углерода, водорода и кислорода.

Жиры и Липоиды
Жиры - это соединения жирных высокомолекулярных кислот и глицерина. Липиды - это жироподобные вещества.

Нуклеиновые кислоты
Сравнительная характеристика ДНК и РНК
ДНК
Биологический полимер
Мономер- нуклеотид
4 типа азотистых оснований: аденин, тимин, гуанин, цитозин
Комплементарные пары: аденин-тимин, гуанин-цитозин
Местонахождение- ядро
Функции- хранение наследственной информации
Сахар- дезоксирибоза
РНК
Биологический полимер
Мономер- нуклеотид
4 типа азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин, урацил
Комплементарные пары: аденин-урацил, гуанин-цитозин
Местонахождение- ядро, цитоплазма
Функции- перенос, передача наследственной информации.
Сахар- рибоза

Вода и минеральные соли
Множество химических реакций, происходящих в клетке, может быть только в водном растворе. Вода устанавливает физические особенности клетки - её объем, эластичность. Вода - это отличный растворитель.
В основном неорганические вещества находятся в клетке, в виде солей, в растворенном или твердом состоянии. Так же минеральные соли входят в состав цитоплазмы. Помимо этого, соли необходимы для размножения клеток.

Фотосинтез
Процесс фотосинтеза происходит благодаря реакции, которая предполагает образование глюкозы и кислорода из углекислого газа и воды. У фотосинтеза две фазы, световая и темновая. Во время световой фазы, процесс фотосинтеза происходит в гранах хлоропласта, а в темновой, в стромах хлоропласта. Процесс фотосинтеза происходит в хлоропластах, в органеллах находится хлорофилл, благодаря ему и происходит синтез.

Хемосинтез
Хемосинтез свойственен таким бактериям, как серным, нитрифицирующим и железобактериям. Бактерии используют энергию, приобретённую благодаря процессу окисления веществ, для восстановления углекислого газа до органических соединений.

Биосинтез белков
Транскрипция- это процесс синтеза информационной РНК с помощью ДНК по принципу комплементарности.
Трансляция- перенос информации о структуре белка с информационной РНК на синтезирующийся полипептид. Этот процесс осуществляется в цитоплазме на рибосоме.

Подготовительный этап
Во время этого этапа полимеры преобразуются в мономеры, то есть такие соединения, как белки, углеводы и липоиды, расщепляются на более простые. В итоге реакций, белок распадается на аминокислоты, сложные углеводы - в простые моносахариды и липиды - на глицерин и высшие кислоты.

Анаэробный этап
Этот этап иначе называют брожением или гликолизом. Образовавшиеся в подготовительном этапе вещества - глюкоза, аминокислоты и др. - подвергаются последующему ферментативному распаду. Гликолиз - процесс расщепления глюкозы в анаэробных условиях до пировиноградной кислоты (ПВК), далее до молочной, уксусной, масляной кислот или этилового спирта. В ходе бескислородного расщепления часть выделяемой энергии рассеивается в виде тепла, а часть запасается в молекулах АТФ. В результате этого процесса образуется две молекулы АТФ.

Аэробный этап
Этот этап осуществляется в митохондриях. В данной стадии осуществляется окисление веществ, за счет чего освобождается определенный объем энергии. Полученные в предыдущих этапах вещества расщепляются клеткой до самых простых, то есть до углекислого газа и воды. Ферменты, содержащиеся в лизосомах, окисляют органические соединения в клетке. В результате этого процесса образуются 36 молекул АТФ.
Следовательно, при полном расщеплении одной молекулы глюкозы клетка может синтезировать 38 молекул АТФ (2 молекулы в процессе гликолиза и 36 молекул в ходе аэробного этапа).