Конспект урока: Химический состав организмов. Неорганические вещества клетки

Элемент

Входит в состав / активирует / регулирует / участвует / обеспечивает

О

• входят в состав воды и органических соединений клетки

H

С

• входит в состав всех органических соединений, бикарбонатной буферной системы клетки, раковин моллюсков

N

• входит в состав белков, нуклеиновых кислот, витаминов

Ca

• входит в состав костной ткани и зубной эмали животных, раковин моллюсков, скелета коралловых полипов
• активирует свёртывание крови, сокращение мышечных волокон

Cu

• обеспечивает перенос кислорода в тканях моллюсков
• входит в состав окислительных ферментов

К, Na

• обеспечивает нормальный сердечный ритм
• участвует в создании мембранных потенциалов клетки, проведении нервного импульса
• регулирует водный обмен, обеспечивает осмотический потенциал

Zn

• входит в состав инсулина

Mg

• входит в состав молекул хлорофилла, костей и зубов
• участвует в работе мышечной, нервной и костной тканей

P

• входит в состав костной ткани и зубной эмали, нуклеиновых кислот, АТФ, фосфолипидов, фосфатной буферной системы

S

• входит в состав аминокислот (цистеин, цистин, метионин), витамина В

Cl

• входит в состав соляной кислоты желудочного сока, плазмы крови
• участвует в создании мембранных потенциалов клетки

F

• входит в состав эмали зубов и костей

Вода — хороший растворитель

По отношению к воде различают:

- гидрофильные вещества — хорошо растворимые, полярные (ионные соединения, моносахариды и дисахариды, аминокислоты, простые спирты, некоторые белки и др.); 

- гидрофобные вещества — практически нерастворимые или нерастворимые в воде, неполярные (полисахариды, липиды, нуклеиновые кислоты, большинство белков и др.).

Вода — основная среда протекания большинства химических реакций

Все реакции в клетке протекают в водных растворах.

Источник водорода и свободного кислорода

Атом Н^* из молекулы H₂O используется для синтеза глюкозы (C₆H₁₂O₆) в процессе фотосинтеза.

Защищает ткани растений и животных от быстрого и сильного повышения температуры

Испарение сопровождается охлаждением (потоотделение у животных, тепловая одышка у собак, транспирация у растений).

Обеспечивает равномерное распределение тепла по всему организму

Устраняется риск возникновения локальных «горячих» точек, которые могут послужить причиной повреждения элементов клетки.

Прозрачность

Обеспечивает возможность фотосинтеза в воде на глубине.

Несжимаемость

Поддерживает постоянную форму организмов (круглые черви, медузы), обеспечивает тургор (напряжённое состояние оболочек живых клеток), защита развивающегося плода у млекопитающих.

Подвижность молекул

Обеспечивает транспорт веществ:

- осмос (явление движения жидкости в сторону высокой концентрации веществ), поступление воды в клетку, ( осмотическое давление — это давление, под действием которого происходит движение жидкости от клетки к клетке на основании разности концентраций растворов);

- плазмолиз (потеря воды клеткой растения),

- деплазмолиз (возвращение клеток растений из состояния плазмолиза в исходное состояние, характеризующееся нормальным тургором).

Вязкость

Уменьшает трение — образование слизей и др. смазывающих жидкостей(синовиальная жидкость, плевральная жидкость, слизь).

Высокое поверхностное натяжение

Обеспечивает адсорбционные процессы:

• передвижение растворов по сосудам растений против силы тяжести,
• движение жидкости по капиллярам кровеносной системы,
• поднятие воды из нижних слоёв почвы при испарении.
• передвижение мелких организмов по поверхности воды.

Расширение при замерзании (каждая молекула воды способна образовывать четыре водородные связи)

Обеспечивает теплоизоляцию организмов в воде в зимнее время (вода имеет максимальную плотность при +4 °С, лёд легче воды, поэтому плавает на её поверхности; самая «тяжёлая вода» при +4 °С, что спасает жизнь водным обитателям зимой).

диссоциированные на ионы   

в твёрдом состоянии

катионы⁺

анионы⁻

Na⁺, K⁺,
Ca²⁺, Mg²⁺

Cl⁻, HCO₃⁻,
HPO₄²⁻, H₂PO₄⁻

Ca₃(PO₄)₂,CaCO₃

• межклеточное вещества костной ткани,
• раковины моллюсков.

Функция

Значение

Работа буферных систем

За счёт буферных систем происходит регуляция заданных параметров кислотно-основного равновесия всех  жидкостных сред организма.

фосфатный буфер:

- анионы фосфорной кислоты;

- рН внутриклеточной среды на уровне 6,9−7,4 (слабокислая).

бикарбонатный буфер:

- анионы угольной кислоты;

- рН внеклеточной среды на уровне 7,4 (нейтральная − слабощелочная).

Активация ферментов

Активаторы и компоненты ферментов, витаминов и гормонов (свёртывание крови).

Структурная

Источник для синтеза органических молекул или внутреннего и наружного скелета организмов.

Создание мембранных потенциалов клеток

Внутри клетки преобладают ионы К⁺, а снаружи — ионы Na⁺и С1⁻. В результате образуется разность потенциалов внешней и внутренней поверхности мембраны клетки, что лежит в основе возникновения нервного и мышечного возбуждения.

Создание осмотического давления

Внутри клетки концентрация ионов солей выше, что обеспечивает поступление в клетку воды, создаёт тургорное давление

Транспорт веществ

Разностью концентрации ионов по разные стороны мембраны обусловлен активный перенос веществ через мембрану.