Víz és ásványi anyagok

Egy élő sejt körülbelül 70 tömeg% H2O-t tartalmaz. A H2O kétféle formában létezik:

1) Szabad (95%) – az intercelluláris térben, erekben, vakuolákban, szervüregekben.

2) Kötve (5%) – nagy molekulatömegű szerves anyagokkal.

Ingatlan:

8) Univerzális oldószer. Vízben való oldhatóságuk alapján az anyagokat hidrofil - oldható és hidrofób - oldhatatlan (zsírok, nukleinsavak, egyes fehérjék) részekre osztják.

9) Részt vesz a biokémiában. reakciók (hidrolízis, redox, fotoszintézis)

10) Részt vesz az ozmózis jelenségében - az ozmotikus nyomás hatására egy oldószer egy félig áteresztő héjon keresztül az oldható anyag felé halad. Az ozmotikus nyomás emlősökben 0,9%-os NaCl oldattal egyenlő.

11) Szállítás - a vízben oldódó anyagok diffúzióval jutnak be a sejtbe vagy onnan ki.

12) A víz gyakorlatilag nem tömörül, ezáltal meghatározza a turgort.

13) Felületi feszültség ereje van – ez az erő hajtja végre a kapilláris véráramlást felfelé és lefelé a növényekben.

14) Nagy hőkapacitással és hővezető képességgel rendelkezik, ami fenntartja a hőegyensúlyt.

A H2O hiányában az anyagcsere folyamatok felborulnak, a H2O 20%-ának elvesztése halálhoz vezet.

Ásványok.

A sejtben lévő ásványi anyagok sók formájában vannak. Az oldatok reakciójuk szerint lehetnek savas, bázikus vagy semlegesek. Ezt a koncentrációt pH értékkel fejezzük ki.

pH = 7 semleges folyékony reakció

pH< 7 кислая

pH > 7 bázikus

A pH 1-2 egységnyi változása káros a sejtre.

Az ásványi sók funkciója:

1) Fenntartja a sejtturgort.

2) Szabályozza a biokémiai. folyamatokat.

3) A belső környezet állandó összetételének fenntartása.

1) A kalciumionok serkentik az izomösszehúzódást. A vérkoncentráció csökkenése görcsrohamokat okoz.

2) Kálium-, nátrium-, kalcium-sók. Ezen ionok aránya biztosítja a szívrendszer normális összehúzódását.

3) A jód a pajzsmirigy egyik összetevője.

9) A sejt szerves vegyületei: szénhidrátok, lipidek, fehérjék, aminosavak, enzimek.

I. Szénhidrátok

Minden élő szervezet sejtjének részei. Állati sejtekben 1-5% szénhidrát, növényi sejtekben akár 90% (fotoszintézis).

Chem. összetétele: C, H, O. Monomer – glükóz.

Szénhidrát csoportok:

1) Monoszacharidok – színtelenek, édesek, vízben jól oldódnak (glükóz, fruktóz, galaktóz, ribóz, dezoxiribóz).

2) Oligoszacharidok (diszacharidok) – édesek, oldhatóak (szacharóz, maltóz, laktóz).

3) Poliszacharidok - cukrozatlanok, vízben rosszul oldódnak (keményítő, cellulóz - növényi sejtekben, kitin gombákban és ízeltlábúakban, glikogén állatokban és emberekben). A glikogén az izmokban és a májban raktározódik. Amikor lebomlik, glükóz szabadul fel.

A szénhidrátok funkciói:

1) Strukturális - a növényi sejtek membránjának része.

2) Védő - a mirigyek által kiválasztott váladék szénhidrátokat tartalmaz, amelyek megvédik az üreges szerveket (hörgő, gyomor, belek) a szőrtől. A kórokozó baktériumok behatolásából származó károk és a növények

3) Tárolás. A tápanyagok (keményítő, glikogén) tartalékként raktározódnak a sejtekben.

4) Építés. A monoszacharidok kiindulási anyagként szolgálnak a szerves anyagok felépítéséhez.

5) Energia. A szervezet energiájának 60%-át a szénhidrátok lebontásából nyeri. 1 gramm szénhidrát lebontásakor 17,6 kJ energia szabadul fel.

II. Lipidek (zsírok, zsírszerű vegyületek).

Chem. összetett

C, O, H. Monomer – glicerin és nagy molekulatömegű zsírsavak.

Tulajdonságok: vízben oldhatatlan, szerves oldószerekben (benzin, kloroform, éter, aceton) oldódik.

A kémia szerint Szerkezetük szerint a lipideket a következő csoportokra osztják:

1) Semleges. Keményre (20 fokon szilárd maradnak), puhára (vaj és emberi testzsír) és folyékonyra (növényi olajok) oszthatók.

2) Viasz. Takarók: bőr, gyapjú, állati tollak, szárak, levelek, növényi termések.

Zsírsavak és többértékű alkohol által képzett észterek.

3) Foszfolipidek. Egy vagy két zsírsavmaradékot foszforsavmaradékkal helyettesítenek. A sejtmembrán fő összetevője.

4) A szteroidok olyan lipidek, amelyek nem tartalmaznak zsírsavakat. A szteroidok közé tartoznak a hormonok (kortizon, nemi hormonok), vitaminok (A, D, E).

Szteroid koleszterin: a sejtmembrán fontos alkotóeleme. A túlzott koleszterinszint szív- és érrendszeri betegségekhez és epekőképződéshez vezethet.

A lipidek funkciói:

1) Strukturális (konstrukció) – a sejtmembránok része.

2) Tárolás - növényekben gyümölcsökben és magvakban, állatokban a bőr alatti zsírszövetben tárolva. Ha 1 g zsírt oxidálunk, több mint 1 g víz keletkezik.

3) Védő – élőlények hőszigetelésére szolgál, mert gyenge hővezető képességgel rendelkezik.

4) Szabályozó - a hormonok (kortikoszteron, androgének, ösztrogének stb.) szabályozzák az anyagcsere folyamatokat a szervezetben.

5) Energia: 1 g zsír oxidációja során 38,9 kJ szabadul fel.

III. Mókusok.

Nagy molekulatömegű polimer szerves vegyületek. A különböző sejtekben a fehérjetartalom 50-80%. Minden személy a Földön megvan a maga egyedi fehérjekészlete, amely csak rá jellemző (az egypetéjű ikrek kivételével). A fehérjekészletek sajátossága biztosítja minden ember immunállapotát.

Chem. összetett: C, O, N, H, S, P, Fe.

Monomerek. Összesen 20 darab van, ebből 9 pótolhatatlan. Az étellel kész formában kerülnek a szervezetbe.

Tulajdonságok:

1) Denaturáció - fehérjemolekulák elpusztítása magas hőmérséklet, savak, vegyszerek hatására. anyagok, kiszáradás, besugárzás.

2) Renaturáció - a korábbi szerkezet helyreállítása, amikor a normál környezeti feltételek visszatérnek (kivéve az elsődlegest).

Szerkezet (a fehérjemolekula szerveződési szintjei):

1) Elsődleges szerkezet.

Ez egy polipeptidlánc, amely aminosavak szekvenciájából áll.

2) Másodlagos szerkezet.

Helikális csavart polipeptid lánc.

3) Harmadlagos szerkezet.

A spirál bizarr konfigurációt vesz fel – egy gömbölyűt.

4) Negyedidős szerkezet.

Több gömböcske komplex komplexummá egyesül.

A fehérjék funkciói:

1) Katalitikus (enzimatikus) - a fehérjék katalizátorként (biokémiai reakciók gyorsítóiként) szolgálnak.

2) Strukturális - membránok, sejtszervecskék, csontok, haj, inak stb. részei.

3) Receptor – a receptorfehérjék érzékelik a külső környezetből érkező jeleket és továbbítják azokat a sejtbe.

4) Szállítás – a hordozófehérjék anyagokat szállítanak át a sejtmembránokon (a hemoglobin fehérje szállítja az oxigént a tüdőből más szövetek sejtjeibe).

5) Védő - a fehérjék megvédik a szervezetet a károsodástól és az idegen organizmusok behatolásától (az immunglobulin fehérjék semlegesítik az idegen fehérjéket. Az interferon elnyomja a vírusok fejlődését).

6) Motor – az aktin és a lizin fehérjék részt vesznek az izomrostok összehúzódásában.

7) Szabályozó – a hormonfehérjék szabályozzák az élettani folyamatokat. Például az inzulin és a glukagon szabályozza a vércukorszintet.

8) Energia – 1g fehérje lebontásakor 17,6 kJ energia szabadul fel.

IV. Aminosavak.

Ez egy fehérje monomer.

Képlet:

Az aminosav H2N aminocsoportokat és COOH karboxilcsoportot tartalmaz. Az aminosavak az R gyökökben különböznek egymástól.

Az aminosavak peptidkötésekkel kapcsolódnak össze polipeptid láncokká.

NH-CO---NH-CO---NH-CO

Polipeptid kötés.

Az egyik aminosav karboxilcsoportja egy szomszédos aminosav aminocsoportjához kapcsolódik.

V. Enzimek.

Ezek olyan fehérjemolekulák, amelyek képesek katalizálni (egy sejtben milliószorosára felgyorsítják a biokémiai reakciókat).

Funkciók és tulajdonságok:

Az enzimek specifikusak, azaz csak egy bizonyos vegyi anyagot katalizálnak. reakció vagy hasonló.

Szigorúan meghatározott sorrendben cselekszenek.

Az enzimek aktivitása függ a hőmérséklettől, a környezet reakciójától, a koenzimek - nem fehérjevegyületek - jelenlététől, ezek lehetnek vitaminok, ionok, különféle Me. Az enzimhatás optimális hőmérséklete 37-40 fok.

Az enzimaktivitást a következők szabályozzák:

A hőmérséklet emelkedésével felerősödik, kábítószerek, mérgek hatása alatt, és elnyomják.

Az enzimek hiánya vagy hiánya súlyos betegségekhez vezet (a hemofíliát a véralvadásért felelős enzim hiánya okozza).

Az enzimeket a gyógyászatban vakcinák előállítására használják. Az iparban keményítőből cukrot, cukorból alkoholt és egyéb anyagokat állítanak elő.

Szerkezet:

Az aktív helyen a szubsztrát kölcsönhatásba lép az enzimmel, amelyek úgy illeszkednek egymáshoz, mint a „zár kulcsa”.

10) Nukleinsavak: DNS, RNS, ATP.

A DNS-t és az RNS-t először Miescher svájci tudós izolálta 1869-ben a sejtmagból. A nukleinsavak olyan polimerek, amelyek monomerje 2 nukleinbázisból, adeninből és guaninból, valamint 3 pirimidinből, citozinból, uracilból és timinből álló nukleotidokból áll.

I) DNS (dezoxiribonukleinsav).

Watson és Crick megfejtette 1953-ban. 2 szál spirálisan tekeredik egymás körül. A DNS a sejtmagban található.

Egy nukleotid 3 csoportból áll:

1) Szénhidrát – dezoxiribóz.

2) Foszforsav.

3) Nitrogéntartalmú bázisok.

A nukleotidok csak nitrogénbázisukban különböznek egymástól.

C – citidil, G – guanin, T – timidil, A – adenin.

DNS-molekulák összeállítása.

A nukleotidok összekapcsolása egy DNS-szálban kovalens kötéseken keresztül történik az egyik nukleotid szénhidrátján és a szomszédos foszforsav maradékán keresztül.

Két szál összekötése.

A két szál nitrogéntartalmú bázisok közötti hidrogénkötésekkel kapcsolódik egymáshoz. A nitrogéntartalmú bázisok az A-T, G-C komplementaritás elve szerint kombinálódnak. A komplementaritás (kiegészítés) a párosított DNS-szálakban elhelyezkedő nukleotidok szigorú megfeleltetése. A nitrogéntartalmú bázisok tartalmazzák a genetikai kódot.

A DNS tulajdonságai és funkciói:

I) Replikáció (reduplikáció) – önmagának megkettőzése. Az interfázis szintetikus periódusában fordul elő.

1) Az enzim megszakítja a hidrogénkötéseket, és a hélix feltekerődik.

2) Az egyik szálat elválasztják a DNS-molekula másik részétől (minden szálat templátként használnak).

3) A molekulákat a DNS enzim – polimeráz – befolyásolja.

4) Minden DNS-szálat komplementer nukleotidokkal csatolunk.

5) Két DNS-molekula kialakulása.

II) Örökletes információ tárolása nukleotidszekvencia formájában.

III) Transzfer a génbe. inf.

IV) A strukturális DNS szerkezeti komponensként van jelen a kromoszómában.

II) RNS (ribonukleinsav).

Egyetlen láncból álló polimer. Ők: a sejtmagban, citoplazmában, riboszómákban, mitokondriumokban, plasztidokban.

A monomer egy nukleotid, amely 3 csoportból áll:

1) Szénhidrát – ribóz.

2) Foszforsav-maradék.

3) Nitrogénbázis (páratlan) (A, G, C, U - timin helyett).

Az RNS funkciói:örökletes információk átadása és megvalósítása fehérjeszintézis révén.

Az RNS típusai:

1) Információ (mRNS) vagy mátrix (mRNS) Az összes RNS 5%-a.

A transzkripció során szintetizálódik a DNS-molekula egy meghatározott szakaszában - egy génben. Az mRNS információt hordoz. A fehérje szerkezetéről (nukleotid szekvencia) a sejtmagból a citoplazmába a riboszómákba és a fehérjeszintézis mátrixává válik.

2) Riboszomális (riboszomális rRNS) A sejtmagban szintetizált összes RNS 85%-a a kromoszómák része, a riboszóma aktív központját alkotja, ahol a fehérje bioszintézis megtörténik.

3) Transzport (tRNS) Az összes RNS 10%-a, a sejtmagban képződik és átjut a citoplazmába, és aminosavakat szállít a fehérjeszintézis helyére, azaz a riboszómákba. Ezért lóhere levél alakja van:

III) ATP (adenozin-trifoszforsav).

Egy nukleotid, amely 3 csoportból áll:

1) A nitrogéntartalmú bázis az adenin.

2) A szénhidrátmaradék ribóz.

3) Három foszforsav-maradék.

A foszforsavmaradékok közötti kötések energiában gazdagok, és makroelemeknek nevezzük. Ha egy foszforsavmolekulát eltávolítanak, az ATP ADP-vé, két molekula pedig AMP-vé alakul. Ez 40 kJ energiát szabadít fel.

ATP (tri) > ADP (di) > AMP (mono).

Az ATP a mitokondriumokban szintetizálódik a foszforilációs reakció eredményeként.

Egy foszforsav-maradékot adunk az ADP-hez. Mindig jelen vannak a sejtben, annak létfontosságú tevékenységének termékeként.

ATP funkciók: az információ egyetemes őrzője és hordozója.

Bármely sejt nem csak szerves anyagokat tartalmaz. 70 elemet tartalmaz a periódusos rendszerből. És ezek közül 24 bármilyen típusú sejtben található. A sejt szervetlen anyagait víz és ionok is képviselik.

Minden elem három csoportra osztható tartalmuktól függően:

• makroelemek – N, C, H, O, Mg, Na, K, Ca, Fe, P, Cl, S;
• mikroelemek – B, Ni, Cu, Zn, Mb, Co;
• ultramikroelemek – U, Ra, Hg, Au, Pb, Se.

Egy másik osztályozási módszer szerint az organellumokat elválasztják ezektől a csoportoktól - a szerves anyagok szintéziséhez szükséges anyagok: víz, szén, oxigén és nitrogén.

A víz jelentése

A víz az egyik legfontosabb szervetlen anyag a sejtben. Aligha lehet túlbecsülni annak szükségességét bármely élőlény számára, de kevesen ismerik a sejtben betöltött összes funkcióját. Tekintsük ezeket röviden a víz azon tulajdonságaival kapcsolatban, amelyek lehetővé teszik, hogy betöltse szerepét.

1. Párologtatás és izzadás – nagy hőkapacitás és jó hővezető képesség.
2. Formájának megőrzése - szinte lehetetlen összenyomni a vizet úgy, hogy megváltoztassa a térfogatát.
3. Kenési tulajdonságok - viszkozitás.
4. Az ozmózis a molekulák mobilitása a molekulán belüli hidrogénkötések törékenysége miatt.
5. A nyirok, a vér, a gyomornedv és más testnedvek vízben oldott oxigént használhatnak fel – a vízmolekulák polárisak, jó oldószer.
6. A citoplazmában diszperziós közeget tartanak fenn (két vagy több egymással nem keveredő fázis egyidejű jelenléte) - hidratációs héjak kialakulása a nagy molekulák körül, ismét a vízmolekulák polaritása miatt.

Makroelemek, mikroelemek és szerepük a sejtben

Nézzük meg az elemek néhány funkcióját, hogy megértsük, mennyire fontosak a cella számára, még akkor is, ha tartalmuk kicsi.

Magnézium – segít számos enzimnek részt venni a DNS-szintézisben és az energia-anyagcserében.

Kalcium – szabályozza a sejtmembránok permeabilitását.

Kálium - részt vesz a fehérjeszintézisben és a glikolízisben, fenntartja a szükséges bioelektromos potenciált a membránon (lásd, hogyan működik a nátrium-kálium pumpa).

A kén egyes aminosavak része, segít diszulfidhidak létrehozásában (a fehérje harmadlagos szerkezetének kialakításához), részt vesz a kemoszintézisben és a bakteriális fotoszintézisben.

A vas a fotoszintézis rendszerben az elektrontranszfer enzimek része, és a hemoglobinmolekula központja.

Klór – ionjai segítenek a sejtnek elektromosan semlegesnek maradni.

A bróm a B1-vitamin része.

A réz a citokrómok szintézisében részt vevő enzimek része.

Cink – az alkoholos fermentációhoz szükséges enzimekben található.

És ez nem minden szervetlen anyag a sejtben. Nagyon fontos, hogy az egyes anyagok koncentrációját a kívánt szinten tartsuk. Hiszen hiányuk jelentősen megzavarhatja a sejt működését. Azonban a feleslegük is.

A sejt szerkezete és a benne végbemenő összes folyamat egy nagyon nagy és összetett rendszer. Szabályozásuknak minden folyamata és módszere évszázados evolúció során alakult ki, bennük minden tökéletes, megfelelő körülmények között stabilan és hibamentesen működik.

A sejtet alkotó szervetlen anyagok - videó

A sejt kémiai összetétele

A sejt kémiai elemei.

Minden sejt, függetlenül a szervezettség szintjétől, hasonló kémiai összetételű. A sejt több ezer anyagot tartalmaz, amelyek különféle kémiai reakciókban vesznek részt. D. I. Mengyelejev periódusos rendszerének mintegy 80 kémiai elemét fedezték fel élő szervezetekben. 24 elem esetében ismertek azok a funkciók, amelyeket a szervezetben ellátnak, ezek biogén elemeket. Az élő anyagban lévő mennyiségi tartalom alapján az elemeket három kategóriába sorolják:

Makrotápanyagok:

O, C, H, N- az élő anyag tömegének körülbelül 98%-a, az 1. csoport elemei;

K, Na, Ca, Mg, S, P, Cl, F e - a 2. csoport elemei. (az élő anyag tömegének 1,9%-a).

Mikroelemek (Zn, Mn, Cu, Co, Mo és még sokan mások), amelyek aránya 0,001% és 0,000001 között mozog. A mikroelemek a biológiailag aktív anyagok – enzimek, vitaminok és hormonok – részét képezik.

Ultramikroelemek (Au, U, Ra stb.), amelynek koncentrációja nem haladja meg a 0,000001%-ot. E csoport legtöbb elemének szerepe még nem tisztázott.

A makro- és mikroelemek különféle formában vannak jelen az élő anyagokban kémiai vegyületek, amelyek szervetlen és szerves anyagokra oszlanak .

A sejt szervetlen vegyületei.

A szervetlen anyagok közé tartoznak: víz, a testtömeg körülbelül 70-80%-át teszi ki; ásványok - 1-1,5%.

Víz. Az élő szervezetek leggyakoribb szervetlen vegyülete. Tartalma nagyon változó: a fogzománc sejtjeiben a víz körülbelül 10 tömegszázalékot, a fejlődő embrió sejtjeiben pedig több mint 90 százalékot tesz ki.

Víz nélkül az élet lehetetlen. Nemcsak az élő sejtek lényeges alkotóeleme, hanem az élőlények élőhelye is. A víz biológiai jelentősége kémiai és fizikai tulajdonságain alapul.

A víz kémiai és fizikai tulajdonságait mindenekelőtt a vízmolekulák kis mérete, polaritása és hidrogénkötéseken keresztüli összekapcsolódási képessége magyarázza. Egy vízmolekulában egy oxigénatom kovalens kötéssel kapcsolódik két hidrogénatomhoz. A molekula poláris: az oxigénatom kis negatív töltést, a két hidrogénatom kis pozitív töltést hordoz. Ezáltal a vízmolekula dipólussá válik. Ezért amikor a vízmolekulák kölcsönhatásba lépnek egymással, hidrogénkötések jönnek létre közöttük. 15-20-szor gyengébbek, mint a kovalensek, de mivel minden vízmolekula 4 hidrogénkötés kialakítására képes, jelentősen befolyásolják a víz fizikai tulajdonságait. A nagy hőkapacitás, az olvadáshő és a párolgáshő azzal magyarázható, hogy a víz által elnyelt hő nagy részét a molekulái közötti hidrogénkötések megszakítására fordítják. A víz magas hővezető képességgel rendelkezik. A víz gyakorlatilag összenyomhatatlan és átlátszó a spektrum látható részén. Végül a víz olyan anyag, amelynek sűrűsége folyékony halmazállapotban nagyobb, mint szilárd halmazállapotban, 4ºC-on a maximális sűrűsége, a jég sűrűsége kisebb, a felszínre emelkedik és megvédi a tározót a fagyástól.

Fizikai és kémiai tulajdonságai egyedülálló folyadékká teszik, és meghatározzák biológiai jelentőségét. A víz jó oldószer az ionos (poláris) vegyületekhez, valamint néhány olyan nemionos vegyülethez, amelyek molekulái töltött (poláris) csoportokat tartalmaznak. Bármilyen poláris vegyület a vízben hidratált(vízmolekulákkal körülvéve), míg a vízmolekulák részt vesznek a szerves anyagok molekuláinak szerkezetének kialakításában. Ha a vízmolekulák vonzási energiája egy anyag molekuláihoz nagyobb, mint az anyag molekulái közötti vonzás energiája, akkor az anyag feloldódik. A vízzel kapcsolatban vannak: hidrofil anyagok - vízben jól oldódó anyagok; hidrofób anyagok- vízben gyakorlatilag nem oldódó anyagok. A legtöbb biokémiai reakció csak vizes oldatban mehet végbe; Sok anyag vizes oldatban lép be és távozik a sejtből. A víz nagy hőkapacitása és hővezető képessége hozzájárul a hő egyenletes eloszlásához a cellában.

A víz elpárolgása során fellépő nagy hőveszteség miatt a test lehűl. Az adhéziós és kohéziós erőknek köszönhetően a víz a kapillárisokon keresztül képes felemelkedni (az egyik tényező, amely biztosítja a víz mozgását a növények edényeiben). A víz számos kémiai reakció közvetlen résztvevője (fehérjék, szénhidrátok, zsírok hidrolitikus lebontása stb.). Meghatározza a sejtfalak igénybevett állapotát (turgor), és támasztó funkciót is ellát (hidrosztatikus váz pl. orsóférgeknél).

A sejt ásványai. Főleg sók képviselik őket, amelyek anionokká és kationokká disszociálnak. A sejt életfolyamatai számára a legfontosabb kationok a K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+, valamint a HPO 4 2-, Cl -, HCO 3 - anionok. A sejtben és környezetében az ionok koncentrációja eltérő. Például a külső környezetben (vérplazma, tengervíz) a K + mindig kevesebb, a Na + pedig mindig több, mint a sejtben. Számos mechanizmus létezik, amelyek lehetővé teszik a sejt számára, hogy fenntartson egy bizonyos ionarányt a protoplasztban és a külső környezetben.

Különféle ionok vesznek részt a sejtélet számos folyamatában: a K +, Na +, Cl kationok biztosítják az élő szervezetek ingerlékenységét; a Mg 2+, Mn 2+, Zn 2+, Ca 2+ stb. kationok számos enzim normális működéséhez szükségesek; a fotoszintézis során a szénhidrátok képződése lehetetlen Mg 2+ (a klorofill összetevője) nélkül; a sejt puffertulajdonságait (a sejttartalom enyhén lúgos reakcióját fenntartva) gyenge savak (HCO 3 -, HPO 4 -) és gyenge savak (H 2 CO 3) anionjai támogatják;

Foszfát puffer rendszer:

Alacsony pH Magas pH

NPO 4 2- + H + ←―――――――→H 2 PO 4 -

Hidrogén-foszfát - ion Dihidrogén-foszfát - ion

Bikarbonát puffer rendszer:

Alacsony pH Magas pH

HCO 3 - + H + ←―――――――→ H 2 CO 3

Bikarbonát - ion Szénsav

Egyes szervetlen anyagokat a sejt nemcsak oldott, hanem szilárd állapotban is tartalmaz. Például a Ca és P a csontszövetben és a puhatestű héjában kettős szén-dioxid és foszfát sók formájában található meg.

Biológia [Teljes kézikönyv az egységes államvizsgára való felkészüléshez] Lerner Georgy Isaakovich

2.3.1. A sejt szervetlen anyagai

A cella a Mengyelejev-féle periódusos rendszer mintegy 70 elemét tartalmazza, és ezek közül 24 minden sejttípusban megtalálható. A cellában lévő összes elem a cellában lévő tartalmuktól függően csoportokra van osztva:

makrotápanyagok– H, O, N, C,. Mg, Na, Ca, Fe, K, P, Cl, S;

mikroelemek– B, Ni, Cu, Co, Zn, Mb stb.;

ultramikroelemek– U, Ra, Au, Pb, Hg, Se stb.

Sejtet alkotó molekulák szervetlen És organikus kapcsolatokat.

A sejt szervetlen vegyületei - vízÉs szervetlen ionok.

A víz a sejt legfontosabb szervetlen anyaga. Minden biokémiai reakció vizes oldatban megy végbe. A vízmolekula nemlineáris térszerkezettel és polaritással rendelkezik. Az egyes vízmolekulák között hidrogénkötések jönnek létre, amelyek meghatározzák a víz fizikai és kémiai tulajdonságait.

A víz fizikai tulajdonságai: Mivel a vízmolekulák polárisak, a víznek megvan az a tulajdonsága, hogy feloldja más anyagok poláris molekuláit. A vízben oldódó anyagokat ún hidrofil. A vízben oldhatatlan anyagokat ún hidrofób.

A víznek nagy fajlagos hőkapacitása van. A vízmolekulák közötti számos hidrogénkötés megszakításához nagy mennyiségű energiát kell elnyelni. Ne feledje, mennyi idő alatt melegszik fel a vízforraló forrásig. A víznek ez a tulajdonsága biztosítja a test termikus egyensúlyának fenntartását.

A víz elpárologtatásához elég sok energia szükséges. A víz forráspontja magasabb, mint sok más anyagé. A víz ezen tulajdonsága megvédi a testet a túlmelegedéstől.

A víz három halmazállapotú lehet - folyékony, szilárd és gáznemű.

A hidrogénkötések határozzák meg a víz viszkozitását és molekuláinak adhézióját más anyagok molekuláihoz. A molekulák tapadóerejének köszönhetően a víz felszínén film jön létre, amely a következő jellemzőkkel rendelkezik: felületi feszültség.

Lehűléskor a vízmolekulák mozgása lelassul. A molekulák közötti hidrogénkötések száma maximális lesz. A víz 4 C-on éri el legnagyobb sűrűségét?. Amikor a víz megfagy, kitágul (helyre van szüksége a hidrogénkötések kialakulásához), és a sűrűsége csökken. Ezért úszik a jég.

A víz biológiai funkciói. A víz biztosítja az anyagok mozgását a sejtben és a testben, az anyagok felszívódását és az anyagcseretermékek eltávolítását. A természetben a víz salakanyagokat szállít a talajba és a víztestekbe.

A víz az anyagcsere-reakciók aktív résztvevője.

A víz részt vesz a kenőfolyadékok és nyálkahártyák, váladékok és nedvek képződésében a szervezetben. Ezek a folyadékok a gerincesek ízületeiben, a mellhártya üregében és a szívburok zsákjában találhatók.

A víz a nyálka része, amely megkönnyíti az anyagok mozgását a belekben, és nedves környezetet teremt a légutak nyálkahártyáján. Egyes mirigyek és szervek által kiválasztott váladék is vízbázisú: nyál, könny, epe, sperma stb.

Szervetlen ionok. A sejt szervetlen ionjai közé tartoznak a K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+, NH 3 + kationok és a Cl –, NO 3 -, H 2 PO 4 -, NCO 3 -, HPO 4 2- anionok.

A kationok és az anionok száma közötti különbség (Nа + , Ka + , Cl -) a sejt felszínén és belsejében biztosítja az akciós potenciál létrejöttét, amely ideg- és izomingerlés hátterében áll.

Anionok foszfor savak hoznak létre foszfát puffer rendszer, a szervezet intracelluláris környezetének pH-értékét 6-9 szinten tartva.

A szénsav és anionjai bikarbonát pufferrendszert hoznak létre, és 7-4 között tartják az extracelluláris környezet (vérplazma) pH-ját.

A nitrogénvegyületek ásványi táplálékforrásként, fehérjék és nukleinsavak szintézisében szolgálnak. A foszforatomok a nukleinsavak, foszfolipidek, valamint a gerincesek csontjainak és az ízeltlábúak kitines borítójának részei. A kalciumionok a csontok anyagának részét képezik; az izomösszehúzódáshoz és a véralvadáshoz is szükségesek.

PÉLDÁK FELADATORA

A1. A víz polaritása határozza meg annak képességét

1) hőt vezet 3) feloldja a nátrium-kloridot

2) elnyeli a hőt 4) feloldja a glicerint

A2. Angolkóros gyermekeknek olyan gyógyszereket kell adni, amelyek tartalmazzák

1) vas 2) kálium 3) kalcium 4) cink

A3. Az idegimpulzus vezetését ionok biztosítják:

1) kálium és nátrium 3) vas és réz

2) foszfor és nitrogén 4) oxigén és klór

A4. A folyékony fázisban lévő vízmolekulák közötti gyenge kötéseket:

1) kovalens 3) hidrogén

2) hidrofób 4) hidrofil

A5. Hemoglobint tartalmaz

1) foszfor 2) vas 3) kén 4) magnézium

A6. Válassza ki a kémiai elemek egy csoportját, amelyek szükségszerűen szerepelnek a fehérjékben

A7. A hypothyreosisban szenvedő betegek olyan gyógyszereket kapnak, amelyek tartalmazzák

B rész

AZ 1-BEN. Válassza ki a víz funkcióit a ketrecben

1) energia 4) építőipar

2) enzimatikus 5) kenő

3) szállítás 6) hőszabályozó

AT 2. Csak a víz fizikai tulajdonságait válassza ki

1) disszociációs képesség

2) sók hidrolízise

3) sűrűség

4) hővezető képesség

5) elektromos vezetőképesség

6) elektron adományozás

Rész VAL VEL

C1. Milyen fizikai tulajdonságai határozzák meg a víz biológiai jelentőségét?

A szerző Great Soviet Encyclopedia (VK) című könyvéből TSB

A szerző Great Soviet Encyclopedia (IN) című könyvéből TSB

A szerző Great Soviet Encyclopedia (KA) című könyvéből TSB

A szerző Great Soviet Encyclopedia (NOT) című könyvéből TSB

A szerző Great Soviet Encyclopedia (PL) című könyvéből TSB

A szerző Great Soviet Encyclopedia (PO) című könyvéből TSB

A szerző Great Soviet Encyclopedia (ST) című könyvéből TSB

A világ szinte mindenének rövid története című könyvből írta Bryson Bill

A Biológia című könyvből [Teljes kézikönyv az egységes államvizsgára való felkészüléshez] szerző Lerner György Isaakovich

A Pocket Guide to Medical Tests című könyvből szerző Rudnyickij Leonyid Vitalievics

24 CELLS Ez egy cellával kezdődik. Az első sejt osztódik kettővé, kettőből négy lesz, és így tovább. Mindössze 47 megkettőzés után körülbelül 10 ezer billió (10 000 000 000 000 000) sejtje lesz készen arra, hogy személyként életre keljen*.322 És ezek a sejtek pontosan tudják, mit

Az orvosi elemzések és kutatások teljes kézikönyve című könyvből szerző Ingerleib Mihail Boriszovics

2.3. A sejt kémiai szerveződése. A sejtet alkotó szervetlen és szerves anyagok (fehérjék, nukleinsavak, szénhidrátok, lipidek, ATP) szerkezete és funkciói közötti kapcsolat. Az élőlények kapcsolatának igazolása kémiai összetételük elemzése alapján

A Hogyan vigyázz magadra, ha elmúltál 40. Egészség, szépség, karcsúság, energia című könyvből szerző Karpuhina Victoria Vladimirovna

2.3.2. A sejt szerves anyagai. Szénhidrátok, lipidek Szénhidrátok. Általános képlet Сn (H2O)n. Következésképpen a szénhidrátok mindössze három kémiai elemet tartalmaznak Vízben oldódó szénhidrátok Az oldható szénhidrátok funkciói: szállító, védő, jelző,

Dr. Myasnikov Encyclopedia című könyvéből a legfontosabb dolgokról szerző Myasnikov Alekszandr Leonidovics

4.6. Szervetlen anyagok A vérplazmában és a szérumban lévő szervetlen anyagok (kálium, nátrium, kalcium, foszfor, magnézium, vas, klór stb.) meghatározzák a vér fizikai-kémiai tulajdonságait A plazmában lévő szervetlen anyagok mennyisége kb. A test szöveteiben megtalálhatók

A szerző könyvéből

A szerző könyvéből

A szerző könyvéből

6.9. Őssejtek Manapság divat őssejtekről beszélni. Amikor az emberek megkérdezik, mit gondolok erről, a kérdésre egy kérdéssel válaszolok: „Hol? Oroszországban vagy a világban?” Teljesen más a helyzet ezen a területen Oroszországban és a világban. Intenzív kutatások folynak szerte a világon és

A sejt mint biológiai rendszer

A citológia alapjai

Alapfogalmak:

sejtelmélet, citológia, sejt - egy szervezet szerkezeti egysége, élettevékenysége, növekedése és fejlődése, az élőlények osztályozása, prokarióták és eukarióták, a sejt kémiai szerveződése, a pro- és eukarióta sejtek szerkezete, a szerkezet és az eukarióta sejtek közötti kapcsolat sejtszervecskék funkciói, növényi, állati és gombasejtek és baktériumok összehasonlító jellemzői

A sejtkutatás kezdetének 1665-öt tekintik: Robert Hooke angol természettudós, mikroszkóppal vizsgálva egy balsafa egy metszetét, olyan sejteket látott, amelyeket ún. "sejtek". A sejtekkel kapcsolatos elképzelések kialakulása a biológiai tudomány fejlődési folyamatában történt.

A sejttel kapcsolatos elképzelések fejlődésének történetéből:

A sejt fogalmának eredete és kialakulása	1665 – R. Hooke bevezette a „cella” fogalmát; 1680 – A. Leeuwenhoek egysejtű szervezeteket fedezett fel; 1833 – R. Brown sűrű képződményeket fedezett fel a növényi sejtekben, amelyeket ő nevezett el "magok"; 1838 – M. Schleiden arra a következtetésre jutott, hogy minden növényi sejtnek van magja, T. Schwann pedig magokat fedezett fel az állati sejtekben.
A sejtelmélet megjelenése	1838 – T. Schwann és M. Schleiden összefoglalta a sejtről szerzett ismereteit, és megfogalmazta a sejtelmélet alapelveit: minden növényi és állati szervezet olyan sejtekből áll, amelyek szerkezetükben hasonlóak.
A sejtelmélet fejlesztése	1858 – R. Virchow azzal érvelt, hogy minden új sejt csak egy sejtből származik annak osztódása eredményeként; 1858 – K. Baer megállapította, hogy minden élőlény egy sejtből indul ki (az emlős embriója egy sejtből – megtermékenyített petesejtből – fejlődik ki).

Citológia(a görög kytos szóból) – a sejt tudománya. A citológia tudományának sikerei elválaszthatatlanul összefüggenek a kutatási módszerek fejlődésével: a fénymikroszkóp fejlesztésével és az elektronmikroszkóp megjelenésével, a speciális színezékek használatával, amelyek lehetővé teszik a sejtszerkezetek szelektív azonosítását.

A sejtelmélet alapelvei jelen szakaszban a következőképpen fogalmazható meg:

Alapvető rendelkezések	Jellegzetes
1. A sejt a szerkezet, a fejlődés és az élettevékenység alapvető szerkezeti egysége	Minden élőlény sejtekből áll. A többsejtű szervezetek egyetlen megtermékenyített petesejtből fejlődnek ki. A szervezet létfontosságú folyamatai az egyes sejtek létfontosságú tevékenységéből állnak
2. Minden élőlény sejtje hasonló kémiai összetételben, szerkezetben és funkcióban	Minden sejt tartalmaz szerves vegyületeket: szénhidrátokat, lipideket, fehérjéket, nukleinsavakat és szervetlen anyagokat: vizet és sókat. Minden sejtnek van membránja, citoplazmája, sejtmagja és egyéb sejtszerkezete - organellum.Minden sejt képes növekedni, szaporodni, lélegezni, kiválasztani, anyagokat és energiát lebontani, és ingerlékeny.
3. Minden új sejt az eredeti sejtek osztódásából jön létre	A test növekedése a sejtosztódás eredményeként megy végbe, új sejtek csak az eredeti, anyai sejtek osztódása után jönnek létre. A többsejtű élőlényekben a sejtek funkcióra specializálódtak és szöveteket alkotnak

Következtetés: a vírusok kivételével minden szervezet sejtszerkezettel rendelkezik, a sejtek hasonló kémiai összetételűek, a sejtképződés hasonló módon megy végbe, ami minden élőlény eredetének egységét jelzi.

A sejtelmélet megalkotása a biológia legfontosabb eseményévé, az élő természet egységének egyik döntő bizonyítékává vált. A sejtelmélet jelentős hatással volt a biológia, mint tudomány fejlődésére, és olyan tudományágak fejlődésének alapjául szolgált, mint az embriológia, a szövettan és a fiziológia. Lehetővé tette az élet megértésének, az élőlények egyedfejlődésének alapjainak megteremtését, a köztük lévő evolúciós kapcsolat magyarázatát. A sejtelmélet alapelvei napjainkban is megőrizték jelentőségét, bár több mint százötven év alatt új információkhoz jutottak a sejt felépítéséről, élettevékenységéről és fejlődéséről. Vannak sejtek prokarióta és eukarióta. A prokarióta sejtek alkotta organizmusokat ún prokariótákés az eukarióta sejtek által alkotott organizmusok - eukarióták.

Az élőlények osztályozása

Az organizmusok birodalmakra való felosztásának alapja ezen organizmusok táplálkozási módszerei és a sejtek szerkezete.

A sejt kémiai összetétele. Az élőlények összetétele tartalmazza a legtöbb kémiai elemet a periódusos rendszer D.I. Mengyelejev.

Makroelemek - hidrogén, oxigén, szén, nitrogén. Ebbe a csoportba tartozik még a kálium, nátrium, kalcium, kén, foszfor, magnézium, vas, klór (ezeknek az elemeknek a tartalma a sejtben tized és század százalék). Összességében a makrotápanyagok körülbelül 98%-át teszik ki.

Mikroelemek - cink, réz, jód, fluor, molibdén, bór, mangán, kobalt (ezeknek az elemeknek a tartalma a sejtben száz- és ezred százalék).

Ultramikroelemek - arany, platina, higany, cézium (ezeknek az elemeknek a tartalma a sejtben nem haladja meg az ezred százalékot).

A mikroelemek és az ultramikroelemek fontos szerepet töltenek be a szervezetben: a vas a hemoglobin, a jód a pajzsmirigyhormon összetevője, a szelénhiány pedig rákos megbetegedéshez vezet.

KÉMIAI ELEMEK

A kémiai elemek szerves és szervetlen anyagokat alkotnak:

Szerves anyagok Szervetlen anyagok

Szénhidrátok Fehérjék Zsírok ATP Nuklein Ásványok Víz

savas anyagok

A sejt szervetlen anyagai

Víz– az élő sejt egyik legalapvetőbb alkotóeleme, amely a sejt tömegének átlagosan 70-80%-át teszi ki. A sejtben a víz szabad (95%) és kötött (5%) formában található. Amellett, hogy összetételük része, sok élőlény számára élőhely is.

A víz szerepét a sejtben egyedi kémiai és fizikai tulajdonságai határozzák meg, amelyek elsősorban molekuláinak kis méretével, molekulái polaritásával és egymással hidrogénkötések kialakítására való képességével függnek össze. A víz, mint a biológiai rendszerek összetevője, a következő alapvető funkciókat látja el:

1. A víz univerzális oldószere poláris anyagoknak, például sóknak, cukroknak, alkoholoknak, savaknak stb. A vízben jól oldódó anyagokat hidrofilnek nevezzük.

2. A vízmolekulák számos kémiai reakcióban vesznek részt, például polimerek hidrolízisében.

3. A fotoszintézis folyamatában a víz elektrondonor, hidrogénionok és szabad oxigén forrása.

4. A víz nem oldja a nem poláris anyagokat és nem keveredik velük, mivel nem tud velük hidrogénkötést kialakítani. A vízben oldhatatlan anyagokat hidrofóbnak nevezzük.

5. A víz fajlagos hőkapacitása nagy. A vízmolekulákat összetartó hidrogénkötések megszakítása nagy mennyiségű energia elnyelését igényli. Ez a tulajdonság biztosítja a szervezet hőegyensúlyának fenntartását a környezet jelentős hőmérsékleti változásai során.

6. A víz magas hővezető képességgel rendelkezik, ami lehetővé teszi, hogy a test ugyanazt a hőmérsékletet tartsa teljes térfogatában.

7. A vízre jellemző a nagy párolgási hő, vagyis a molekulák azon képessége, hogy jelentős mennyiségű hőt vigyenek el, miközben hűtik a testet. A víz ezen tulajdonságának köszönhetően, amely emlősöknél izzadáskor, krokodiloknál és más állatoknál termikus légszomjnál, valamint növényekben a párologtatásnál nyilvánul meg, a túlmelegedés megakadályozható.

8. A vizet rendkívül nagy felületi feszültség jellemzi. Ennek a tulajdonságnak nagy jelentősége van az oldatok szöveteken keresztüli mozgásában (vérkeringés, a növényekben felszálló és leszálló áramlatok). Sok kis élőlény esetében a felületi feszültség lehetővé teszi, hogy a vízen lebegjenek, vagy átsikljanak a felületén.

9. A víz biztosítja az anyagok mozgását a sejtben és a szervezetben, az anyagok felszívódását és az anyagcseretermékek eltávolítását.

10. Növényekben a víz meghatározza a sejtek turgorát, egyes állatoknál pedig támogató funkciókat lát el, hidrosztatikus vázként (kerek- és anellák, tüskésbőrűek).

11. A víz szerves része a kenőfolyadékoknak (szinoviális - gerincesek ízületeiben, pleurális - a mellhártya üregében, pericardialis - a szívburok zsákjában) és a nyálka (megkönnyíti az anyagok mozgását a belekben, nedves környezetet teremt a légutak nyálkahártyája). Része a nyálnak, epének, könnyeknek stb.

A víz tulajdonságai, funkciói, jelentése

Ásványi sók. A sómolekulák vizes oldatban kationokra és anionokra bomlanak. A legfontosabbak a kationok (K+, Na+, Ca2+, Mg2+, NH4+) és az anionok (Cl-, H2P04 -, HP042-, HC03 -, NO3 2-, SO4 2-) Egyes ionok az enzimek aktiválásában, ill. ozmotikus nyomás létrehozása a sejtben, az izomösszehúzódási folyamatokban, a véralvadásban stb. Számos kationra és anionra van szükség a fontos szerves anyagok (például foszfolipidek, ATP, nukleotidok, hemoglobin, klorofill, stb.) szintéziséhez. stb.), valamint aminosavak, amelyek nitrogén- és kénatomok forrásai. A sósav a gyomornedv része. A kalcium és foszfor sók jelen vannak az állatok és az emberek csontszövetében.

Szerves anyagok. Minden szerves vegyület alapja a szén (C), amely kötéseket képez más atomokkal és csoportjaikkal. Ennek eredményeként összetett kémiai vegyületek képződnek, amelyek szerkezete és funkciója eltérő - makromolekulák (a görög makrókból - nagyok).

A makromolekulák ismétlődő kis molekulatömegű vegyületekből állnak - monomerek(a görög monoszból - egy).

Polimer(a görög poli szóból – sok) – monomerek alkotta makromolekula.

A polimer molekulákban a monomerek lehetnek azonosak vagy eltérőek. Attól függően, hogy milyen monomereket tartalmaznak a polimerek, a polimereket a következő csoportokba osztják:

Polimerek

Rendszeres Szabálytalan

A-A-A-A-A-A- - A-B-A-C- B-A-A-D- C- A-

A-S-D-A-S-D-A-S-D-

Az élő szervezeteket alkotó polimereket ún biopolimerek, amelyek tulajdonságai molekuláik szerkezetétől, a monomerek számától és változatosságától függenek. A biopolimerek univerzálisak, mivel minden élő szervezetben egyetlen terv szerint épülnek fel. A biopolimerek tulajdonságainak sokfélesége a monomerek különböző kombinációinak köszönhető, amelyek különböző változatokat alkotnak. A biopolimerek tulajdonságai csak élő sejtben jelennek meg.

Szénhidrátok vagy szacharidok, - szerves vegyületek, amelyek közé tartozik a szén, a hidrogén és az oxigén. Kémiai összetételük miatt kapták a „szénhidrátok” elnevezést: legtöbbjük általános képlete Cn(H2O)n.

A szénhidrátok összetétele és szerkezete

Monoszacharidok– egyszerű cukrok, amelyek általános képlete (CH2O)n, ahol n=3-9. A monoszacharidok között vannak triózok (3C), tetraózok (4C), pentózok (5C) - ribóz, dezoxiribóz, hexózok (6C) - glükóz, galaktóz. A monoszacharidok vízben jól oldódnak és édes ízűek. A fruktóz a méz része, és megtalálható a gyümölcsökben és a növények zöld részeiben. A glükóz megtalálható a gyümölcsökben, a vérben, a nyirokokban, a fő energiaforrás, a diszacharidok és poliszacharidok része.

Disacharidok– két monoszacharidmolekula kondenzációja során keletkező anyagok egy molekula víz elvesztésével. Növényekben szacharóz (C12H22O11) és maltóz, állatokban laktóz. A szacharóz a szénhidrátok fő szállítási formája a növényekben. A laktóz az emlőmirigyben képződik, és jelen van a tejben.

glükóz + glükóz = maltóz;
glükóz + galaktóz = laktóz;
glükóz + fruktóz = szacharóz.

Tulajdonságaikban a diszacharidok közel állnak a monoszacharidokhoz. Vízben jól oldódnak, édes ízűek.

Poliszacharidok- ezek nagy molekulatömegű szénhidrátok, amelyek nagyszámú monoszacharid molekula kombinálásával keletkeznek Növényekben - keményítő, cellulóz (rost), képlet (C6H10O5)n; állatokban - glikogén, kitin. A cellulóz a növények sejtfalának fő tartóeleme. A keményítő a növények fő tartalék szénhidrátja. A glikogén az állatok tartalék poliszacharidja (a májban és az izmokban halmozódik fel. A kitin az ízeltlábúak integumentumának része, és biztosítja a gombák integumentáris struktúráinak szilárdságát.

Lokalizáció a sejtben és a testben: sejtfal, sejtzárványok, növényi sejtnedv, ízeltlábúak integumentuma.

A szénhidrátok funkciói:

1) Energia. A szénhidrátok az élőlények fő energiaforrásai. Az oxidációs folyamat során 1 g szénhidrátból 17,6 kJ szabadul fel.

2) Strukturális. A növényi sejtfalak cellulózból készülnek. Az ízeltlábúak testborítása és a gombák sejtfala kitinből áll. A szénhidrátok szerves részei, DNS- és RNS-molekulák.

3) Tárolás. Ezt a funkciót a növényekben a keményítő, az állatokban a glikogén látja el. Képesek felhalmozódni a sejtekben, és elfogyaszthatók, amikor energiaigényük felmerül.

4) Védő. A mirigyek szénhidrátot tartalmazó váladékot választanak ki. A váladék megvédi az üreges szervek falát (gyomor, belek) a mechanikai sérülésektől és a patogén baktériumok behatolásától.

Lipidek- ezek zsírszerű anyagok, amelyek többsége zsírsavakból és háromértékű alkoholból áll; Ezek a magasabb zsírsavak és a háromértékű alkohol-glicerin észterei.

A zsírok a legegyszerűbb és legelterjedtebb lipidek. A folyékony zsírokat olajoknak nevezzük. Állatoknál az olajok a tejben találhatók, de gyakrabban a növényekben a magvakban és a gyümölcsökben.

A lipidek összetétele és szerkezete

A szintézis helye a sejtben: a sima endoplazmatikus retikulum membránjain.

Lokalizáció a sejtben és a testben: sejtmembrán, sejtzárványok, szubkután zsírszövet és omentum.

A lipidek funkciói:

1) Energia. A lipidek „energiaraktár”. Amikor 1 g lipid oxidálódik CO2-vé és H2O-vá, 38,9 kJ szabadul fel, ami kétszer annyi, mint a szénhidrátok és a fehérjék.

2) Strukturális. A lipidek részt vesznek a sejtmembránok felépítésében és fontos biológiai vegyületek, például hormonok és vitaminok képződésében.

3) Tárolás. A növények inkább olajokat halmoznak fel, mint zsírokat. A szójabab és a napraforgómag olajban gazdag.

4) Védő- és hőszigetelés. A zsírok nem vezetik jól a hőt. Az állatok bőre alatt rakódnak le; egyes esetekben az ilyen felhalmozódások elérik az 1 m vastagságot, például a bálnákban. A zsírréteg megvédi az állatokat a hipotermiától. A zsírszövet termosztátként működik. A bálnákban emellett más szerepet is betölt - elősegíti a felhajtóerőt. Alacsony hővezető képessége miatt a bőr alatti zsírréteg segít megtartani a hőt, ami lehetővé teszi például, hogy sok állat hideg éghajlaton éljen.

5) Kenő és vízlepergető. A viasz beborítja a bőrt, a gyapjút, a tollakat, rugalmasabbá teszi és védi a nedvességtől. Sok növény levele és termése viaszos bevonattal rendelkezik. Ez a réteg védi a leveleket a nedvességtől a heves esőzések során.

6) Szabályozási. Számos biológiailag aktív anyag (nemi hormonok - tesztoszteron).

férfiak és a progeszteron nőknél), a vitaminok (A, D, E) lipidvegyületek

7) A metabolikus víz forrása. A zsírok oxidációjának egyik terméke a víz, amely

nagyon fontos a sivatagi állatvilág egyes lakói számára, például a tevék számára.

A zsír, amelyet ezek az állatok a púpjaikban tárolnak, vízforrás. Oxidáció 100 g

a zsír körülbelül 105 g vizet ad. Medvék, mormoták és

más állatok a zsírok oxidációja következtében hibernálnak.

8) Az idegsejtek axonjainak mielinhüvelyében a lipidek szigetelők az idegimpulzusok vezetése során.

9) A méhek a viaszt a lépek felépítéséhez használják.

A lipidek komplexeket képezhetnek más biológiai molekulákkal - fehérjékkel és cukrokkal.

A fehérjék, ill fehérjék (a görög protosból - először) - a legtöbb, legváltozatosabb és legfontosabb szerves vegyület. A fehérjék makromolekulák, mert nagyok.

Kémiai összetétel fehérjemolekulák: szén, oxigén, hidrogén, nitrogén, kén, lehet még foszfor, vas, cink, réz.

A fehérjék ismétlődő kis molekulatömegű monomerekből álló polimerek. Az aminosavak fehérjemolekulák monomerei. Körülbelül 200 aminosav található az élő szervezetekben, de ezek közül csak 20 található a fehérjékben. Ezek az úgynevezett bázikus, vagy fehérjeképző aminosavak. 20 aminosav biztosítja a fehérjék változatosságát. A növényekben az összes esszenciális aminosav a fotoszintézis elsődleges termékeiből szintetizálódik. Az emberek és az állatok nem képesek számos aminosavat szintetizálni, és ezeket kész formában kell megkapniuk az élelmiszerrel. Az ilyen aminosavakat esszenciálisnak nevezik. Ezek közé tartozik a lizin, valin, leucin, izoleucin, treonin, fenilalanin, triptofán, metionin, arginin és hisztidin (összesen 10).

Az aminosav szerkezete:

Az egyik aminosav aminocsoportja és egy másik aminosav karboxilcsoportja között kovalens kötés jön létre, amelyet az ún. peptid kötés, a fehérjemolekula pedig az polipeptid.

Oldatban az aminosavak savként és bázisként is működhetnek, azaz amfoter vegyületek. A -COOH karboxilcsoport képes protont adni, savként funkcionálva, az aminocsoport - NH2 - pedig protont fogadni, így bázis tulajdonságait mutatja.

A fehérjék szerkezete. Egy bizonyos környezetben minden fehérjét speciális térszerkezet jellemzi. A térbeli (háromdimenziós) szerkezet jellemzésekor a fehérjemolekulák négy szerveződési szintjét különböztetjük meg.

A fehérje szerkezeti szerveződésének szintjei: a - elsődleges szerkezet - a fehérje aminosavsorrendje; b - másodlagos szerkezet - a polipeptid lánc spirál formájában van csavarva; c - a fehérje harmadlagos szerkezete; d - a hemoglobin kvaterner szerkezete.

A fehérjeszintézis helye a sejtben: riboszómákon.

A fehérjék lokalizációja a sejtben és a testben: jelen van minden organellumban és a citoplazmatikus mátrixban.

A fehérje térszerkezete:

Elsődleges szerkezet fehérje - aminosavak szekvenciája, amelyek peptidkötésekkel kapcsolódnak egymáshoz, és polipeptidláncot alkotnak. A fehérjék minden tulajdonsága és funkciója az elsődleges szerkezettől függ. Egyetlen aminosav cseréje a fehérjemolekulák összetételében vagy elrendeződésük megzavarása általában a fehérje működésének megváltozásával jár.

Másodlagos szerkezet A fehérjemolekulát spiralizációjával érik el: a szekvenciálisan kapcsolódó aminosavakból álló polipeptid lánc spirálba csavarodik, a - CO - és - NH - csoportok között gyenge hidrogénkötések jönnek létre.

Az oktatás során harmadlagos szerkezet a spiralizált fehérjemolekula többszörösen összehajt, és golyót - gömbölyűt - képez. A tercier szerkezet erősségét különféle kötések határozzák meg, például diszulfid kötések (-S-S-), ionos, hidrogénes, hidrofób kölcsönhatások.

Negyedidős szerkezet több, harmadlagos szerkezetű fehérjemolekulából álló vegyület. Kémiai kötések - ionos, hidrogénes, hidrofób kölcsönhatás.

Tehát az elsődleges szerkezet egy lineáris szerkezet, polipeptid lánc formájában; másodlagos – spirális, hidrogénkötések miatt; harmadlagos – gömb alakú; kvaterner - több, harmadlagos szerkezetű fehérjemolekula kombinációja.

Fehérje tulajdonság - denaturáció- a fehérje természetes szerkezetének megsértése, amely reverzibilis, ha az elsődleges szerkezet nem romlik, és visszafordíthatatlan, ha az elsődleges szerkezet megsemmisül.

A környezeti tényezők hatása

(hőmérséklet, vegyszerek, sugárzás stb.)

Fehérje denaturáció (a struktúrák tönkretétele)

Renaturáció– a fehérjeszerkezet teljes helyreállítása.

Különféle kémiai és fizikai tényezők hatására (alkohollal, acetonnal, savakkal, lúgokkal, magas hőmérséklettel, besugárzással, nagy nyomással stb.) a fehérje másodlagos, harmadlagos és kvaterner szerkezetében változás következik be a repedés következtében. hidrogén- és ionkötések. A fehérje természetes szerkezetének felbomlásának folyamatát denaturációnak nevezik. Ebben az esetben a fehérje oldhatóságának csökkenése, a molekulák alakjának és méretének megváltozása, az enzimaktivitás elvesztése stb. A denaturációs folyamat lehet teljes vagy részleges. Egyes esetekben a normál környezeti feltételekre való átállás a fehérje természetes szerkezetének spontán helyreállításával jár együtt. Ezt a folyamatot renaturációnak nevezik.

Egyszerű és összetett fehérjék. Kémiai összetételük alapján a fehérjéket egyszerű és összetett fehérjékre osztják. Az egyszerű fehérjék közé tartoznak a csak aminosavakból álló fehérjék, a komplex fehérjék pedig olyan fehérjéket tartalmaznak, amelyek fehérjerészt és nem fehérjerészt tartalmaznak - fémionokat, foszforsavmaradékokat, szénhidrátokat, lipideket stb.

A fehérjék funkciói:

1) Enzimatikus, vagy katalitikus. A katalizátorok olyan anyagok, amelyek felgyorsítják a kémiai reakciókat. Enzimek- Ezek biokémiai reakciók katalizátorai. Az enzimek tíz- és százezerszeresére gyorsítják fel a szervezet reakcióit. Nagyon specifikusak, mivel mindegyik enzim csak egy specifikus reakciót katalizál.

Enzimek = Biokatalizátorok (a sejtekben lejátszódó kémiai reakciók gyorsítói)

2) Szerkezeti. A fehérjék minden sejtmembrán és organellum részét képezik (például RNS-sel kombinálva a fehérje riboszómákat képez).

3) Energia. Amikor 1 g fehérje végtermékekre bomlik (CO2, H2O és nitrogéntartalmú anyagok), 17,6 kJ szabadul fel.

4) Tárolás. Ezt a funkciót fehérjék - élelmiszer-források (tojásfehérje - albumin,

tejfehérje – kazein, endospermium és petesejtek).

5) Védő. Minden élő sejtnek és szervezetnek van védekező rendszere. Embereknél és állatoknál ez az immunvédelem. Az antitestek limfocitákban képződnek - védőfehérjékben, amelyek semlegesítik az idegen testeket. A védőfunkció egy másik példája a fibrinogén fehérje véralvadása, amely vérrög kialakulásához vezet - egy trombushoz, amely eltömíti az edényt és megállítja a vérzést. A mechanikai védelmet kanos képződmények - szőr, szarv, pata - biztosítják. Ezen formációk összetétele fehérjéket tartalmaz. A növények védőfehérjéket is képeznek, például alkaloidokat, amelyeknek köszönhetően a növényi borítás erősebbé és ellenállóbbá válik.

6) Szabályozó. Sok fehérje hormonokélettani folyamatok szabályozása (az inzulin és a glukagon fehérje jellegű). A hasnyálmirigy sejtjei az inzulin hormont termelik, amely szabályozza a vércukorszintet.

Hasnyálmirigy

Hormon inzulin

Glükóz (a vérben) à Glikogén (májsejtekben)

7) Szállítás. A transzportfehérjék feladata a kémiai elemek vagy biológiailag aktív anyagok megkötése és a szövetekbe, szervekbe történő szállítása.

Hemoglobin (a vörösvértestekben található)

Hemoglobin + oxigén Hemoglobin + szén-dioxid

8) Motor. A kontraktilis fehérjék minden olyan mozgásban részt vesznek, amelyre a sejtek és az organizmusok képesek. Példák: flagellák és csillók mozgása a legegyszerűbb egysejtű állatoknál, izomösszehúzódás többsejtű állatoknál (a miozin és aktin fehérjék biztosítják az izomsejtek összehúzódását), a levelek mozgása növényekben.

9) Jel. A sejtmembránba ágyazott fehérjék jeleket kapnak a

külső környezet és az információ továbbítása a sejtbe. Az ilyen fehérjemolekulák képesek

megváltoztatja harmadlagos szerkezetét a környezeti tényezők hatására.

10) Mérgező(méreganyagok, amelyek védelmet nyújtanak az ellenségekkel és a zsákmányöléssel szemben).

A fehérje funkciók	Jellegzetes
1. Szerkezeti	A fehérjék a sejtmembránok és organellumok részei
2. Energia	Amikor 1 g fehérje oxidálódik, 17,6 kJ szabadul fel
3. Tárolás	Fehérjék – tartalék tápanyag és energia
4. Katalitikus, enzimatikus	A fehérjék olyan enzimek, amelyek felgyorsítják a kémiai reakciókat
5. Szabályozási	Számos fehérje olyan hormon, amely szabályozza a fiziológiai folyamatokat.
6. Szállítás	Különféle anyagok átvitele (hemoglobin + oxigén)
7. Motor	A kontraktilis fehérjék biztosítják a mozgást (a kromoszómák a sejtpólusokhoz)
8. Védő	Védje a testet az idegen testektől
9. Jel	Fogadja a jeleket a külső környezetből és továbbítsa az információkat a cellába
10. Mérgező	A toxinok védelmet nyújtanak az ellenségekkel és a zsákmánygyilkossággal szemben

A fehérjéket ritkán használják energiaforrásként, mert számos más fontos funkciót is ellátnak. A fehérjéket általában akkor használják, ha a források, például a szénhidrátok és zsírok kimerültek. A szénhidrátok és zsírok raktározódnak; Ha az élelmiszerből hiányzik bármilyen szerves vegyület, a szervezet egyes szerves vegyületeket másokká alakíthat át: fehérjéket zsírokká és szénhidrátokká, szénhidrátokat és zsírokat egymásba. A szénhidrátokat és zsírokat azonban nem lehet fehérjékké alakítani.

nézetek