Химический состав клетки. Неорганические вещества

Элементы, входящие в состав клетки:

Биогенные элементы
O Кислород
C Углерод
H Водород
N Азот
S Сера P Фосфор

Минеральные вещества
Особенности строения минеральных солей
а) в диссоциированном состоянии в виде катионов: К+, Na+, Ca2+, Mg 2+
в виде анионов: H2PO-4, Cl-, HCO-3,
б) в связанном с органическими веществами состоянии обеспечивают многие функции

Функции минеральных солей
Влияют на:
Кислотно –щелочное равновесие (буферность) в организме
Осмотическое давление, поступление воды в клетку.
В связанном с органическими веществами состоянии обеспечивают многие функции:
Железо участвует в построении молекулы гемоглобина;
Магний входит в состав хлорофилла;
Медь входит в состав многих окислительных ферментов;
Йод содержится в составе молекул тироксина;
Натрий и калий обеспечивают электрический заряд на мембранах нервных волокон;
Кобальт входит в состав витамина В12

Буферность – способность раствора сохранять определенную концентрацию водородных ионов (рН)
Кислотность раствора определяется концентрацией в нем ионов Н+
Нейтральный раствор – рН = 7
Кислый раствор – рН < 7
Основной раствор – рН > 7

Буферные системы организма:
Фосфатная буферная система поддерживает рН внутриклеточной жидкости в пределах 6,9 – 7,4
Состоит из ионов НРО2-4 и Н2РО- 4
Бикарбонатная буферная система поддерживает рН внеклеточной среды (плазма крови) на уровне 7,2
Состоит из ионов НСО- 3

Формы воды в клетке
Свободная
Межклеточные пространства
Сосуды
Вакуоли
Полости органов
Связанная
Клеточные структуры
Молекулы белка
Мембраны
Волокна

Количество воды в клетке
Первое место среди химических соединений
В клетках развивающегося зародыша -90%
В клетках мышечной ткани – 76 %
В клетках костной ткани – 20 %

Количество воды в клетке
В молодом организме человека и животного – 80 % от массы клетки;
В клетках старого организма – 60 %;
В головном мозге – 85%;
В клетках эмали зубов –10 -15 %.
При потере 20% воды у человека наступает смерть.

Функции воды
Обеспечивает тургор (упругость) клетки
Участвует в терморегуляции
Равномерно распределяет тепло по клетке (высокая теплопроводность)
Способствует перемещению веществ по клетке
Участвует в химических реакциях, происходящих в клетке
Является хорошим растворителем
Является средой для протекания химических реакций

Особенности строения молекулы воды

Механизм растворения веществ в воде:
1. Образование водородных связей
(спирты образуют с диполями воды водородные связи)
2.Ионный механизм
(разрушаются кристаллические решетки растворимых солей, например, NaCl)
3. Донорно-акцепторный механизм
(так растворяются аминокислоты , аммиак)

Заполните таблицу «Свойства воды и ее биологическая роль»

Высокая теплоемкость и теплопроводность
идеальная жидкость для поддержания теплового равновесия организма –
для термостабильности
круговорот воды в природе - один из элементов формирования погоды и климата в целом.

Прозрачность в видимом участке спектра
возможность фотосинтеза на небольшой глубине и, следовательно, возможность существования связанных с ним пищевых цепей

Практическая полная несжимаемость
благодаря силам межмолекулярного сцепления поддерживается форма организмов (тургорное давление, гидростатический скелет, амниотическая жидкость).

Подвижность молекул
вследствие слабости водородных связей возможно проявление осмоса

Вязкость
благодаря наличию водородных связей вода обладает смазывающими свойствами (синовиальная жидкость в суставах, плевральная жидкость).

Благодаря полярности молекул:
самый распространенный в природе растворитель
среда протекания многих химических реакций в организме
образует гидратационную оболочку вокруг макромолекул (является дисперсионной средой в коллоидной системе цитоплазмы).

Оптимальная для биосистем значение силы поверхностного натяжения
водные растворы являются средством передвижения веществ в организме, которое определяется силами межмолекулярного сцепления.

Расширение при замерзании
лед легче воды, он образуется на поверхности водоемов и выполняет функцию теплоизоляции – защищает от холода находящиеся в воде организмы