Hüceyrə cədvəlində kimyəvi maddələrin funksiyaları. Hüceyrənin kimyəvi tərkibi. Su və qeyri-üzvi maddələrin hüceyrə həyatında rolu

Hüceyrə canlının elementar vahididir, orqanizmin bütün xüsusiyyətlərinə malikdir: çoxalmaq, böyümək, maddələr mübadiləsi və enerji mübadiləsi. mühit, qıcıqlanma, daimi kimyəvi tükənmə.
Makroelementlər hüceyrədəki miqdarı bədən çəkisinin 0,001%-i qədər olan elementlərdir. Məsələn, oksigen, karbon, azot, fosfor, hidrogen, kükürd, dəmir, natrium, kalsium və s.
Mikroelementlər hüceyrədəki miqdarı bədən çəkisinin 0,001%-dən 0,000001%-ə qədər olan elementlərdir. Buna misal olaraq bor, mis, kobalt, sink, yod və s.
Ultramikroelementlər hüceyrədəki tərkibi bədən çəkisinin 0,000001%-dən çox olmayan elementlərdir. Nümunə olaraq qızıl, civə, sezium, selenium və s.

2. “Hüceyrə maddələri”nin diaqramını qurun.

3. Nə deyir? elmi fakt Canlı və cansız təbiətin elementar kimyəvi tərkibi arasında oxşarlıqlar varmı?
Bu, canlı və cansız təbiətin ümumiliyindən xəbər verir.

Qeyri-üzvi maddələr. Suyun rolu və minerallar hüceyrə həyatında.
1. Anlayışların təriflərini verin.
Qeyri-üzvi maddələr su, mineral duzlar, həm canlı, həm də cansız orqanizmlərdə mövcud olan turşular, anionlar və kationlar.
Su ən çox yayılmışlardan biridir qeyri-üzvi maddələr təbiətdə, molekulu iki hidrogen atomundan və bir oksigen atomundan ibarətdir.

2. “Suyun quruluşu”nun diaqramını çəkin.

3. Su molekullarının hansı struktur xüsusiyyətləri onu verir unikal xassələri, hansı olmadan həyat mümkün deyil?
Su molekulunun quruluşu bir dipol təşkil edən iki hidrogen atomu və bir oksigen atomundan ibarətdir, yəni suyun iki qütbü "+" və "-" Bu, onun membran divarları vasitəsilə keçiriciliyinə kömək edir kimyəvi maddələri həll edin. Bundan əlavə, su dipolları bir-birinə hidrogen bağları ilə bağlanır ki, bu da onun müxtəlif birləşmə vəziyyətlərində olmasını, həmçinin müxtəlif maddələri həll etmək və ya həll etməmək qabiliyyətini təmin edir.

4. “Su və mineralların hüceyrədə rolu” cədvəlini doldurun.

5. Nisbi sabitliyin mənası nədir? daxili mühit onun həyat proseslərini təmin edən hüceyrələr?
Hüceyrənin daxili mühitinin sabitliyinə homeostaz deyilir. Homeostazın pozulması hüceyrənin zədələnməsinə və ya ölümünə səbəb olur enerji mübadiləsi, bunlar maddələr mübadiləsinin iki komponentidir və bu prosesin pozulması bütün orqanizmin zədələnməsinə və ya ölümünə səbəb olur.

6. Məqsəd nədir tampon sistemləri canlı orqanizmlər və onların fəaliyyət prinsipi nədir?
Tampon sistemləri mühitin müəyyən bir pH dəyərini (turşuluq göstəricisi) saxlayır bioloji mayelər. İş prinsipi ondan ibarətdir ki, mühitin pH-sı bu mühitdəki protonların konsentrasiyasından asılıdır (H+). Tampon sistemi protonları xaricdən ətraf mühitə daxil olmasından və ya əksinə, ətraf mühitdən çıxarılmasından asılı olaraq udmaq və ya vermək qabiliyyətinə malikdir, halbuki pH dəyişməyəcək. Canlı bir orqanizmdə tampon sistemlərinin olması zəruridir, çünki ətraf mühit şəraitinin dəyişməsi səbəbindən pH çox dəyişə bilər və əksər fermentlər yalnız müəyyən bir pH dəyərində işləyir.
Bufer sistemlərinin nümunələri:
karbonat-hidrokarbonat (Na2SO3 və NaHCO3 qarışığı)
fosfat (K2HPO4 və KH2PO4 qarışığı).

Üzvi maddələr. Karbohidratların, lipidlərin və zülalların hüceyrə həyatında rolu.
1. Anlayışların təriflərini verin.
Üzvi maddələr mütləq karbon ehtiva edən maddələrdir; onlar canlı orqanizmlərin bir hissəsidir və yalnız onların iştirakı ilə əmələ gəlir.
Zülallar bir peptid bağı ilə bir zəncirə bağlanmış alfa amin turşularından ibarət yüksək molekulyar çəkili üzvi maddələrdir.
Lipidlər təbii üzvi birləşmələrin böyük bir qrupudur, o cümlədən yağlar və yağa bənzər maddələr. Sadə lipid molekulları spirtdən ibarətdir və yağ turşuları, kompleks - spirtdən, yüksək molekullu yağ turşularından və digər komponentlərdən.
Karbohidratlar tərkibində karbonil və bir neçə hidroksil qrupu olan üzvi maddələrdir və başqa cür şəkər adlanır.

2. “Hüceyrənin üzvi maddələrinin quruluşu və funksiyaları” çatışmayan məlumatlarla cədvəli doldurun.

3. Zülalın denaturasiyası dedikdə nə başa düşülür?
Protein denatürasiyası zülalın təbii strukturunun itirilməsidir.

Nuklein turşuları, ATP və hüceyrənin digər üzvi birləşmələri.
1. Anlayışların təriflərini verin.
Nuklein turşuları monomerlərdən - nukleotidlərdən ibarət biopolimerlərdir.
ATP azotlu əsas adenindən, karbohidrat ribozadan və üç fosfor turşusu qalığından ibarət birləşmədir.
Nukleotid bir fosfat qrupu, beş karbonlu şəkər (pentoza) və azotlu əsasdan ibarət bir nuklein turşusu monomeridir.
Makroergik bağ, ATP-də fosfor turşusu qalıqları arasında bir əlaqədir.
Komplementarlıq nukleotidlərin məkan qarşılıqlı uyğunluğudur.

2. Nuklein turşularının biopolimer olduğunu sübut edin.
Nuklein turşuları çoxlu sayda təkrarlanan nukleotidlərdən ibarətdir və kütləsi 10000-dən bir neçə milyon karbon vahidinə qədərdir.

3. Nukleotid molekulunun struktur xüsusiyyətlərini təsvir edin.
Nukleotid üç komponentdən ibarət birləşmədir: fosfor turşusu qalığı, beş karbonlu şəkər (riboza) və azotlu birləşmələrdən biri (adenin, guanin, sitozin, timin və ya urasil).

4. DNT molekulunun quruluşu necədir?
DNT, birinin dezoksiribozu ilə digər nukleotidin fosfor turşusu qalığı arasındakı kovalent bağlar sayəsində ardıcıl olaraq bir-birinə bağlı olan çoxlu nukleotidlərdən ibarət ikiqat sarmaldır. Bir zəncirin onurğasının bir tərəfində yerləşən azotlu əsaslar tamamlayıcılıq prinsipinə əsasən ikinci zəncirin azotlu əsasları ilə H rabitələri ilə birləşir.

5. Tamamlayıcılıq prinsipini tətbiq edərək, DNT-nin ikinci zəncirini qurun.
T-A-T-C-A-G-A-C-C-T-A-C
A-T-A-G-T-C-T-G-G-A-T-G.

6. Hüceyrədə DNT-nin əsas funksiyaları hansılardır?
Dörd növ nukleotidin köməyi ilə hər şey DNT-də yazılır mühim informasiya sonrakı nəsillərə ötürülən bir orqanizm haqqında hüceyrədə.

7. RNT molekulu DNT molekulundan nə ilə fərqlənir?
RNT DNT-dən kiçik tək zəncirdir. Nukleotidlər DNT-də olduğu kimi dezoksiriboza deyil, şəkər ribozunu ehtiva edir. Azotlu əsas, timin əvəzinə urasildir.

8. DNT və RNT molekullarının strukturlarında ümumi nə var?
Həm RNT, həm də DNT nukleotidlərdən ibarət biopolimerlərdir. Nukleotidlərin quruluşunda ümumi olan şey fosfor turşusu qalığının və adenin, quanin və sitozin əsaslarının olmasıdır.

9. “RNT-nin növləri və onların hüceyrədəki funksiyaları” cədvəlini doldurun.

10. ATP nədir? Onun hüceyrədəki rolu nədir?
ATP - adenozin trifosfat, yüksək enerjili birləşmə. Onun funksiyaları hüceyrədə universal enerji anbarı və daşıyıcısıdır.

11. ATP molekulunun quruluşu necədir?
ATP üç fosfor turşusu qalığından, riboza və adenindən ibarətdir.

12. Vitaminlər hansılardır? Onlar hansı iki böyük qrupa bölünürlər?
Vitaminlər oynayan bioloji aktiv üzvi birləşmələrdir mühüm rol metabolik proseslərdə. Onlar suda həll olunan (C, B1, B2 və s.) və yağda həll olunan (A, E və s.) bölünür.

13. “Vitaminlər və onların insan orqanizmindəki rolu” cədvəlini doldurun.

Hüceyrə deyilir elementar vahid canlı orqanizmlərin strukturları. Bütün canlıların - insanlar, heyvanlar, bitkilər, göbələklər və ya bakteriya olsun - öz nüvəsində bir hüceyrə var. Kiminsə bədənində bu hüceyrələr çoxdur - yüz minlərlə hüceyrə məməlilərin və sürünənlərin bədənini təşkil edir, amma kiminsə bədənində azdır - bir çox bakteriya yalnız bir hüceyrədən ibarətdir. Ancaq hüceyrələrin sayı onların mövcudluğu qədər vacib deyil.

Hüceyrələrin canlıların bütün xüsusiyyətlərinə malik olduğu çoxdan məlumdur: nəfəs alır, qidalanır, çoxalır, yeni şəraitə uyğunlaşır və hətta ölür. Və bütün canlılar kimi hüceyrələrdə də üzvi və qeyri-üzvi maddələr var.

Daha çox, çünki həm su, həm də təbii ki, ən böyük hissəsidir"Hüceyrənin qeyri-üzvi maddələri" adlanan bölmə suya ayrılır - bu, hüceyrənin ümumi həcminin 40-98% -ni təşkil edir.

Hüceyrədəki su bir çox vacib funksiyaları yerinə yetirir: hüceyrənin elastikliyini, orada gedən kimyəvi reaksiyaların sürətini, daxil olan maddələrin hüceyrə boyunca hərəkətini və onların çıxarılmasını təmin edir. Bundan əlavə, bir çox maddə suda həll olunur, kimyəvi reaksiyalarda iştirak edə bilər və suyun yaxşı istilik keçiriciliyinə malik olduğu üçün bütün bədənin termorequlyasiyasından məsul olan sudur.

Hüceyrənin qeyri-üzvi maddələrinə su ilə yanaşı, makro və mikroelementlərə bölünən bir çox mineral maddələr də daxildir.

Makroelementlərə dəmir, azot, kalium, maqnezium, natrium, kükürd, karbon, fosfor, kalsium və bir çox başqa maddələr daxildir.

Mikroelementlər əsasən bor, manqan, brom, mis, molibden, yod və sink kimi ağır metallardır.

Orqanizmdə həmçinin ultramikroelementlər, o cümlədən qızıl, uran, civə, radium, selenium və s.

Hüceyrənin bütün qeyri-üzvi maddələri öz mühüm rolunu oynayır. Beləliklə, azot çox müxtəlif birləşmələrdə - həm zülal, həm də qeyri-zülalda iştirak edir və vitaminlərin, amin turşularının və piqmentlərin əmələ gəlməsinə kömək edir.

Kalsium kalium antaqonistidir və bitki hüceyrələri üçün yapışqan rolunu oynayır.

Dəmir tənəffüs prosesində iştirak edir və hemoglobin molekullarının bir hissəsidir.

Mis qan hüceyrələrinin meydana gəlməsindən, ürək sağlamlığından və yaxşı iştahdan məsuldur.

Bor xüsusilə bitkilərdə böyümə prosesindən məsuldur.

Kalium sitoplazmanın kolloid xüsusiyyətlərini, zülalların əmələ gəlməsini və ürəyin normal fəaliyyətini təmin edir.

Natrium həmçinin ürək fəaliyyətinin düzgün ritmini təmin edir.

Kükürd bəzi amin turşularının əmələ gəlməsində iştirak edir.

Fosfor nukleotidlər, bəzi fermentlər, AMP, ATP, ADP kimi çox sayda əsas birləşmələrin meydana gəlməsində iştirak edir.

Və yalnız ultramikroelementlərin rolu hələ də tamamilə məlum deyil.

Ancaq hüceyrənin qeyri-üzvi maddələri onu tam və canlı edə bilməzdi. Üzvi maddələr də eyni dərəcədə vacibdir.

C-yə karbohidratlar, lipidlər, fermentlər, piqmentlər, vitaminlər və hormonlar daxildir.

Karbohidratlar monosaxaridlərə, disakaridlərə, polisaxaridlərə və oliqosakaridlərə bölünür. Mono-di- və polisaxaridlər hüceyrə və orqanizm üçün əsas enerji mənbəyidir, lakin suda həll olmayan oliqosakkaridlər yapışqandır. birləşdirici toxuma və hüceyrələri mənfi xarici təsirlərdən qoruyur.

Lipidlər yağların özlərinə və lipoidlərə - yönümlü molekulyar təbəqələr meydana gətirən yağ kimi maddələrə bölünür.

Fermentlər orqanizmdə biokimyəvi prosesləri sürətləndirən katalizatorlardır. Bundan əlavə, fermentlər bir molekulun reaktivliyini yaratmaq üçün sərf olunan enerjinin miqdarını azaldır.

Vitaminlər amin turşularının və karbohidratların oksidləşməsini tənzimləmək, həmçinin tam böyümə və inkişaf üçün lazımdır.

Hormonlar orqanizmin fəaliyyətini tənzimləmək üçün lazımdır.

Su. Hüceyrəni təşkil edən qeyri-üzvi maddələrdən ən mühümü sudur. Onun miqdarı ümumi hüceyrə kütləsinin 60-95%-i arasında dəyişir. Su hüceyrələrin və ümumiyyətlə canlı orqanizmlərin həyatında mühüm rol oynayır. Onların tərkibinə daxil olması ilə yanaşı, bir çox orqanizmlər üçün də yaşayış yeridir.

Hüceyrədə suyun rolu onun unikal kimyəvi tərkibi ilə müəyyən edilir və fiziki xassələri, əsasən molekulların kiçik ölçüləri, molekullarının polaritesi və bir-biri ilə hidrogen bağları yaratmaq qabiliyyəti ilə əlaqələndirilir.

Bioloji sistemlərin tərkib hissəsi kimi su aşağıdakıları yerinə yetirir: əsas funksiyalar:

Su- universal həlledici qütblü maddələr üçün, məsələn, duzlar, şəkərlər, spirtlər, turşular və s. Suda çox həll olunan maddələr adlanır. hidrofilik. Maddə məhlula daxil olduqda, onun molekulları və ya ionları daha sərbəst hərəkət edə bilir; Müvafiq olaraq, maddənin reaktivliyi artır. Hüceyrədəki kimyəvi reaksiyaların əksəriyyəti məhz bu səbəbdən baş verir sulu məhlullar. Onun molekulları bir çox kimyəvi reaksiyalarda, məsələn, polimerlərin əmələ gəlməsində və ya hidrolizində iştirak edir. Fotosintez prosesində su elektron donor, hidrogen ionları və sərbəst oksigen mənbəyidir.
Su qütb olmayan maddələri həll etmir və onlarla qarışmır, çünki onlarla hidrogen bağı yarada bilməz. Suda həll olunmayan maddələrə deyilir hidrofobik. Hidrofobik molekullar və ya onların hissələri su ilə itələnir və onun iştirakı ilə bir-birinə cəlb olunurlar. Belə qarşılıqlı təsirlər membranların, eləcə də bir çox zülal molekullarının, nuklein turşularının və bir sıra hüceyrəaltı strukturların dayanıqlığının təmin edilməsində mühüm rol oynayır.
Su yüksək spesifikliyə malikdir istilik tutumu. Su molekullarını bir arada tutan hidrogen bağlarını qırmaq üçün udmaq lazımdır çoxlu sayda enerji. Bu xüsusiyyət ətraf mühitdə əhəmiyyətli temperatur dəyişiklikləri zamanı bədənin istilik tarazlığının saxlanmasını təmin edir. Bundan əlavə, su fərqlidir yüksək istilik keçiriciliyi, bədənin bütün həcmi boyunca eyni temperaturu saxlamağa imkan verir.
Su ilə xarakterizə olunur yüksək buxarlanma istiliyi, yəni. e. molekulların eyni zamanda bədəni soyudarkən əhəmiyyətli miqdarda istilik daşıma qabiliyyəti. Suyun məməlilərdə tərləmə, timsahlarda və digər heyvanlarda termal nəfəs darlığı, bitkilərdə transpirasiya zamanı özünü göstərən bu xüsusiyyəti sayəsində həddindən artıq istiləşmənin qarşısı alınır.
Bu, yalnız suya xasdır yüksək səth gərginliyi. Bu xüsusiyyət adsorbsiya prosesləri, məhlulların toxumalar vasitəsilə hərəkəti (bitkilərdə qan dövranı, yüksələn və enən cərəyanlar) üçün çox vacibdir. Bir çox kiçik orqanizmlər üçün səthi gərginlik onlara su üzərində üzməyə və ya onun səthində sürüşməyə imkan verir.
Su təmin edir maddələrin hərəkəti hüceyrədə və bədəndə maddələrin udulması və metabolik məhsulların atılması.
Bitkilərdə su müəyyən edir turgor hüceyrələri və bəzi heyvanlarda həyata keçirir dəstək funksiyaları, hidrostatik skelet olmaqla (dəyirmi və annelidlər, exinodermlər).
Su ayrılmaz bir hissəsidir sürtkü mayeləri(sinovial - onurğalıların oynaqlarında, plevral - içəridə plevra boşluğu, perikardial - perikardial kisədə) və lil(maddələrin bağırsaqlar vasitəsilə hərəkətini asanlaşdırmaq, selikli qişalarda nəmli mühit yaratmaq tənəffüs sistemi). O, tüpürcək, öd, göz yaşı, sperma və s.

Mineral duzlar. Sudan başqa hüceyrədəki qeyri-üzvi maddələr, prespavlevy mineral duzlar. Sulu məhlulda olan duz molekulları kationlara və anionlara parçalanır. Ən vacibləri kationlar (K +, Na +, Ca 2+, Mg:+, NH 4 +) və anionlardır (C1, H 2 P0 4 -, HP0 4 2-, HC0 3 -, NO3 2--, SO 4 2-) Hüceyrədəki ionların təkcə tərkibi deyil, həm də nisbəti əhəmiyyətlidir.

Hüceyrənin səthində və içərisində olan kation və anionların miqdarı arasındakı fərq, meydana gəlməsini təmin edir fəaliyyət potensialı, sinir və əzələ həyəcanının meydana gəlməsinin əsasını təşkil edən. Membranın müxtəlif tərəflərində ion konsentrasiyalarının fərqi maddələrin membrandan aktiv şəkildə ötürülməsini, həmçinin enerji çevrilməsini müəyyən edir.

Hüceyrə təkcə bütün canlıların struktur vahidi, həyatın bir növ tikinti bloku deyil, həm də saniyənin hər saniyəsində müxtəlif çevrilmələrin və reaksiyaların baş verdiyi kiçik biokimyəvi fabrikdir. Bədənin həyatı və inkişafı üçün zəruri komponentlər belə formalaşır. struktur komponentləri: hüceyrə mineralları, su və üzvi birləşmələr. Buna görə də, onlardan biri kifayət etmədikdə nə olacağını bilmək çox vacibdir. Canlı sistemlərin adi gözlə görünməyən bu kiçik struktur hissəciklərinin həyatında müxtəlif birləşmələr hansı rol oynayır? Gəlin bu məsələni anlamağa çalışaq.

Hüceyrə maddələrinin təsnifatı

Hüceyrənin kütləsini təşkil edən, onun struktur hissələrini təşkil edən və inkişafı, qidalanması, tənəffüsü, plastik və normal inkişafına cavabdeh olan bütün birləşmələri üç böyük qrupa bölmək olar. Bunlar kimi kateqoriyalardır:

üzvi;
hüceyrələr (mineral duzlar);
su.

Çox vaxt sonuncu qeyri-üzvi komponentlərin ikinci qrupu kimi təsnif edilir. Bu kateqoriyalara əlavə olaraq onların birləşməsindən ibarət olanları da müəyyən edə bilərik. Bunlar üzvi birləşmələrin molekulunun bir hissəsi olan metallardır (məsələn, tərkibində dəmir ionu olan hemoglobin molekulu təbiətdə zülaldır).

Hüceyrə mineralları

Əgər konkret olaraq hər bir canlı orqanizmi təşkil edən mineral və ya qeyri-üzvi birləşmələr haqqında danışırıqsa, deməli, onlar da təbiət və kəmiyyət baxımından fərqlidirlər. Buna görə də onların öz təsnifatı var.

Bütün qeyri-üzvi birləşmələri üç qrupa bölmək olar.

Makroelementlər. Hüceyrə daxilində tərkibi qeyri-üzvi maddələrin ümumi kütləsinin 0,02% -dən çox olanlar. Nümunələr: karbon, oksigen, hidrogen, azot, maqnezium, kalsium, kalium, xlor, kükürd, fosfor, natrium.
Mikroelementlər - 0,02% -dən azdır. Bunlara sink, mis, xrom, selen, kobalt, manqan, flüor, nikel, vanadium, yod, germanium daxildir.
Ultramikroelementlər - tərkibi 0,0000001% -dən azdır. Nümunələr: qızıl, sezium, platin, gümüş, civə və digərləri.

Xüsusilə orqanogen olan bir neçə elementi vurğulaya bilərsiniz, yəni canlı orqanizmin cəsədinin qurulduğu üzvi birləşmələrin əsasını təşkil edir. Bunlar kimi elementlərdir:

hidrogen;
azot;
karbon;
oksigen.

Onlar zülalların (həyatın əsası), karbohidratların, lipidlərin və digər maddələrin molekullarını qururlar. Bununla belə, minerallar bədənin normal fəaliyyətinə də cavabdehdir. Kimyəvi birləşmə Hüceyrə uğurlu həyatın açarı olan dövri cədvəldən onlarla elementi ehtiva edir. Bütün atomlardan yalnız təxminən 12-si ümumiyyətlə rol oynamır və ya əhəmiyyətsizdir və öyrənilmir.

Bəzi duzlar xüsusilə vacibdir, inkişaf etməmək üçün bədənə hər gün kifayət qədər miqdarda qida verilməlidir. müxtəlif xəstəliklər. Bitkilər üçün bu, məsələn, insanlar və heyvanlar üçün natrium, bu kalsium duzlarıdır; duz natrium və xlor mənbəyi kimi və s.

Su

Hüceyrənin mineral maddələri su ilə ümumi qrup halında birləşdiyindən onun əhəmiyyəti haqqında danışmamaq mümkün deyil. Canlıların orqanizmində hansı rol oynayır? Böyük. Məqalənin əvvəlində hüceyrəni biokimyəvi fabriklə müqayisə etdik. Beləliklə, hər saniyə baş verən maddələrin bütün çevrilmələri su mühitində həyata keçirilir. Kimyəvi qarşılıqlı təsirlər, sintez və parçalanma prosesləri üçün universal həlledici və mühitdir.

Bundan əlavə, su daxili mühitin bir hissəsidir:

sitoplazma;
bitkilərdə hüceyrə şirəsi;
heyvanlarda və insanlarda qan;
sidik;
tüpürcək və digər bioloji mayelər.

Susuzlaşdırma istisnasız olaraq bütün orqanizmlər üçün ölüm deməkdir. Su flora və faunanın çoxlu sayda müxtəlif nümayəndələri üçün yaşayış mühitidir. Buna görə də, bu qeyri-üzvi maddənin əhəmiyyətini qiymətləndirmək çətindir; o, həqiqətən sonsuzdur.

Makronutrientlər və onların əhəmiyyəti

Onun üçün hüceyrə mineralları normal əməliyyat böyük əhəmiyyət kəsb edir. İlk növbədə bu, makroelementlərə aiddir. Onların hər birinin rolu ətraflı öyrənilmiş və çoxdan müəyyən edilmişdir. Yuxarıda hansı atomların makroelementlər qrupunu təşkil etdiyini qeyd etdik, ona görə də özümüzü təkrar etməyəcəyik. Əsas olanların rolunu qısaca qeyd edək.

kalsium. Onun duzları orqanizmə Ca 2+ ionlarının verilməsi üçün lazımdır. İonların özləri qanın dayandırılması və laxtalanması, hüceyrə ekzositozu, həmçinin ürək daralması da daxil olmaqla əzələ daralmalarında iştirak edir. Həll olunmayan duzlar - əsas güclü sümüklər heyvan və insan dişləri.
Kalium və natrium. Onlar hüceyrənin vəziyyətini qoruyur və ürək üçün natrium-kalium pompası meydana gətirirlər.
Xlor - hüceyrənin elektrik neytrallığının təmin edilməsində iştirak edir.
Fosfor, kükürd, azot bir çox üzvi birləşmələrin tərkib hissəsidir, həmçinin əzələ işində və sümük tərkibində iştirak edir.

Əlbəttə ki, hər bir elementi daha ətraflı nəzərdən keçirsək, onda həm bədəndə artıqlığı, həm də çatışmazlığı haqqında çox şey söyləmək olar. Axı, hər ikisi zərərlidir və müxtəlif xəstəliklərə səbəb olur.

Mikroelementlər

Mikroelementlər qrupuna aid olan mineralların hüceyrədə rolu da böyükdür. Onların tərkibinin hüceyrədə çox az olmasına baxmayaraq, onlarsız uzun müddət normal fəaliyyət göstərə bilməyəcək. Bu kateqoriyada yuxarıda sadalanan bütün atomlardan ən əhəmiyyətliləri bunlardır:

sink;
mis;
selenium;
flüor;
kobalt.

Normal yod səviyyələri funksiyanı qorumaq üçün lazımdır qalxanvarı vəzi və hormon istehsalı. Bədənin diş minasını gücləndirmək üçün flüora ehtiyacı var və bitkilərin yarpaqların elastikliyini və zəngin rəngini qorumaq üçün lazımdır.

Sink və mis bir çox ferment və vitamində olan elementlərdir. Onlar sintez və plastik mübadiləsi proseslərinin mühüm iştirakçılarıdır.

Selenium - aktiv iştirakçı tənzimləmə prosesləri, iş üçün lazımdır endokrin sistemi element. Kobaltın başqa adı var - vitamin B 12 və bu qrupdakı bütün birləşmələr immunitet sistemi üçün son dərəcə vacibdir.

Buna görə də hüceyrədə mikroelementlərin əmələ gətirdiyi mineral maddələrin funksiyaları makrostrukturların yerinə yetirdiyi funksiyalardan heç də az deyil. Buna görə də hər ikisini kifayət qədər miqdarda istehlak etmək vacibdir.

Ultramikroelementlər

Hüceyrənin ultramikroelementlərdən əmələ gələn mineral maddələri yuxarıda qeyd olunanlar qədər əhəmiyyətli rol oynamır. Lakin onların uzunmüddətli çatışmazlığı sağlamlıq üçün çox xoşagəlməz və bəzən çox təhlükəli nəticələrin inkişafına səbəb ola bilər.

Məsələn, selenium da bu qrupa aiddir. Onun uzunmüddətli olmaması inkişafa səbəb olur xərçəngli şişlər. Buna görə də əvəzedilməz hesab olunur. Amma qızıl və gümüş bakteriyalara mənfi təsir göstərən, onları məhv edən metallardır. Buna görə də hüceyrələrin içərisində bakterisid rolunu oynayırlar.

Bununla belə, ümumiyyətlə, demək lazımdır ki, ultramikroelementlərin funksiyaları alimlər tərəfindən hələ tam olaraq aşkar edilməmişdir və onların əhəmiyyəti hələ də qeyri-müəyyən olaraq qalır.

Metallar və üzvi maddələr

Bir çox metal üzvi molekullarda olur. Məsələn, maqnezium bitki fotosintezi üçün lazım olan xlorofilin koenzimidir. Dəmir hemoglobin molekulunun bir hissəsidir, onsuz nəfəs almaq mümkün deyil. Mis, sink, manqan və başqaları fermentlərin, vitaminlərin və hormonların molekullarının bir hissəsidir.

Aydındır ki, bütün bu birləşmələr orqanizm üçün vacibdir. Onları tamamilə mineral kimi təsnif etmək mümkün deyil, lakin hələ də qismən olmalıdır.

Hüceyrə mineralları və onların əhəmiyyəti: 5-ci dərəcəli, cədvəl

Məqalə zamanı dediklərimizi ümumiləşdirmək üçün ümumi bir cədvəl tərtib edəcəyik, orada hansı mineral birləşmələrin olduğunu və nə üçün lazım olduğunu əks etdirəcəyik. Bu mövzunu məktəblilərə izah edərkən, məsələn, beşinci sinifdə istifadə edilə bilər.

Beləliklə, hüceyrənin mineral maddələri və onların əhəmiyyəti məktəblilər tərəfindən təhsilin əsas pilləsində öyrəniləcək.

Mineral birləşmələrin çatışmazlığının nəticələri

Mineralların hüceyrədəki rolunun önəmli olduğunu deyərkən, bu həqiqəti sübut edən misallar verməliyik.

Məqalədə müəyyən edilmiş birləşmələrdən hər hansı birinin çatışmazlığı və ya artıqlığı ilə inkişaf edən bəzi xəstəlikləri sadalayaq.

Hipertoniya.
İşemiya, ürək çatışmazlığı.
Zob və tiroid bezinin digər xəstəlikləri (Graves xəstəliyi və s.).
Anemiya.
Yanlış böyümə və inkişaf.
Xərçəng şişləri.
Flüoroz və kariyes.
Qan xəstəlikləri.
Əzələ və sinir sisteminin pozulması.
Həzmsizlik.

Təbii ki, bu çox uzaqdır tam siyahı. Buna görə də gündəlik pəhrizin düzgün və balanslı olmasını diqqətlə təmin etmək lazımdır.

Canlı hüceyrənin tərkibinə cansız təbiətin bir hissəsi olan eyni kimyəvi elementlər daxildir. 104 elementdən ibarətdir Dövri Cədvəl D.I.Mendeleyev hüceyrələrdə 60 tapdı.

Onlar üç qrupa bölünür:

əsas elementlər oksigen, karbon, hidrogen və azotdur (hüceyrə tərkibinin 98%-i);
faizin onda birini və yüzdə birini təşkil edən elementlər - kalium, fosfor, kükürd, maqnezium, dəmir, xlor, kalsium, natrium (cəmi 1,9%);
daha kiçik miqdarda mövcud olan bütün digər elementlər mikroelementlərdir.

Hüceyrənin molekulyar tərkibi mürəkkəb və heterojendir. Fərdi birləşmələr - su və mineral duzlar da cansız təbiətdə olur; digərləri - üzvi birləşmələr: karbohidratlar, yağlar, zülallar, nuklein turşuları və s. - yalnız canlı orqanizmlər üçün xarakterikdir.

QEYRİQANİK MADDƏLƏR

Su hüceyrə kütləsinin təxminən 80%-ni təşkil edir; gənc sürətlə böyüyən hüceyrələrdə - 95% -ə qədər, köhnə hüceyrələrdə - 60%.

Hüceyrədə suyun rolu böyükdür.

Əsas mühit və həlledicidir, əksər kimyəvi reaksiyalarda, maddələrin hərəkətində, termorequlyasiyada, hüceyrə strukturlarının formalaşmasında iştirak edir, hüceyrənin həcmini və elastikliyini müəyyən edir. Əksər maddələr bədənə sulu məhlulda daxil olur və çıxır. Bioloji rol su onun strukturunun spesifikliyi ilə müəyyən edilir: molekullarının polaritesi və hidrogen bağları yaratmaq qabiliyyəti, bunun sayəsində bir neçə su molekulunun kompleksləri yaranır. Su molekulları arasındakı cazibə enerjisi su ilə maddənin molekulları arasındakı cazibə enerjisindən azdırsa, suda həll olur. Belə maddələrə hidrofilik deyilir (yunan dilindən "hidro" - su, "file" - sevgi). Bunlar bir çox mineral duzlar, zülallar, karbohidratlar və s. Əgər su molekulları arasında cazibə enerjisi su və maddə molekulları arasındakı cazibə enerjisindən böyükdürsə, belə maddələr həll olunmur (və ya az həll olunur), onlara hidrofobik deyilir ( yunan dilindən "phobos" - qorxu) - yağlar, lipidlər və s.

Sulu hüceyrə məhlullarında olan mineral duzlar kationlara və anionlara ayrılaraq, sabit miqdarda lazımi miqdarda təmin edir. kimyəvi elementlər və osmotik təzyiq. Kationlardan ən mühümləri K+, Na+, Ca 2+, Mg+-dır. Hüceyrədə və hüceyrədənkənar mühitdə fərdi kationların konsentrasiyası eyni deyil. Canlı hüceyrədə K-nin konsentrasiyası yüksək, Na+ az, qan plazmasında isə əksinə, Na+ yüksək, K+ isə aşağı olur. Bu, membranların seçici keçiriciliyi ilə bağlıdır. Hüceyrədə və ətraf mühitdə ionların konsentrasiyasının fərqli olması suyun ətraf mühitdən hüceyrəyə axmasını və suyun bitki kökləri tərəfindən sorulmasını təmin edir. Fərdi elementlərin - Fe, P, Mg, Co, Zn çatışmazlığı nuklein turşularının, hemoglobinin, zülalların və digər həyati maddələrin əmələ gəlməsini maneə törədir və ciddi xəstəliklər. Anionlar pH-hüceyrə mühitinin sabitliyini təyin edir (neytral və bir qədər qələvi). Anionlardan ən vacibləri HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, Cl -, HCO 3 -

ÜZVİ MADDƏLƏR

Kompleksdəki üzvi maddələr hüceyrə tərkibinin təxminən 20-30% -ni təşkil edir.

Karbohidratlar- karbon, hidrogen və oksigendən ibarət üzvi birləşmələr. Onlar sadə - monosaxaridlərə (yunan dilindən "monos" - bir) və mürəkkəb - polisaxaridlərə (yunan "poli" dən - çoxlu) bölünür.

Monosakkaridlər(onların ümumi formula C n H 2n O n) xoş şirin dadı olan, suda çox həll olunan rəngsiz maddələrdir. Onlar karbon atomlarının sayına görə fərqlənirlər. Monosaxaridlərdən ən çox yayılmışları heksozlardır (6 C atomu ilə): qlükoza, fruktoza (meyvələrdə, balda, qanda olur) və qalaktoza (süddə olur). Pentozalardan (5 C atomu ilə) ən çox yayılmışları nuklein turşularının və ATP-nin bir hissəsi olan riboza və dezoksiribozadır.

Polisaxaridlər polimerlərə - eyni monomerin dəfələrlə təkrarlandığı birləşmələrə aiddir. Polisaxaridlərin monomerləri monosaxaridlərdir. Polisaxaridlər suda həll olunur və bir çoxunun şirin dadı var. Bunlardan ən sadəsi iki monosaxariddən ibarət olan disaxaridlərdir. Məsələn, saxaroza qlükoza və fruktozadan ibarətdir; süd şəkəri- qlükoza və qalaktozadan. Monomerlərin sayı artdıqca polisaxaridlərin həllolma qabiliyyəti azalır. Yüksək molekullu polisaxaridlərdən heyvanlarda qlikogen, bitkilərdə isə nişasta və lif (selüloz) ən çox yayılmışdır. Sonuncu 150-200 qlükoza molekulundan ibarətdir.

Karbohidratlar- hüceyrə fəaliyyətinin bütün formaları (hərəkət, biosintez, ifrazat və s.) üçün əsas enerji mənbəyidir. Ən sadə məhsullara parçalanaraq CO 2 və H 2 O, 1 q karbohidrat 17,6 kJ enerji buraxır. Karbohidratlar bitkilərdə tikinti funksiyasını (onların qabıqları sellülozadan ibarətdir) və saxlama maddələrinin (bitkilərdə - nişasta, heyvanlarda - qlikogen) rolunu yerinə yetirir.

Lipidlər- Bunlar qliserin və yüksək molekullu yağ turşularından ibarət suda həll olunmayan yağa bənzər maddələr və yağlardır. Heyvan yağları süddə, ətdə, dərialtı toxuma. Otaq temperaturunda onlar bərkdirlər. Bitkilərdə yağlar toxumlarda, meyvələrdə və digər orqanlarda olur. Otaq temperaturunda onlar maye olurlar. Yağa bənzər maddələr kimyəvi quruluşa görə yağlara bənzəyir. Yumurtaların sarısında, beyin hüceyrələrində və digər toxumalarda onların çoxu var.

Lipidlərin rolu onların struktur funksiyası ilə müəyyən edilir. Hüceyrə membranlarını təşkil edirlər ki, bu da hidrofobikliyinə görə hüceyrə tərkibinin ətraf mühitlə qarışmasının qarşısını alır. Lipidlər enerji funksiyasını yerinə yetirir. CO 2 və H 2 O-ya parçalanaraq, 1 q yağ 38,9 kJ enerji buraxır. Onlar istiliyi zəif aparır, dərialtı toxumada (və digər orqan və toxumalarda) toplanır, qoruyucu funksiya və ehtiyat maddələrin rolu.

dələlər- orqanizm üçün ən spesifik və vacib olan. Onlar dövri olmayan polimerlərə aiddir. Digər polimerlərdən fərqli olaraq, onların molekulları oxşar, lakin eyni olmayan monomerlərdən - 20 müxtəlif amin turşusundan ibarətdir.

Hər bir amin turşusunun öz adı, xüsusi quruluşu və xüsusiyyətləri vardır. Onların ümumi formulunu aşağıdakı kimi təqdim etmək olar

Amin turşusu molekulu müəyyən hissədən (radikal R) və bütün amin turşuları üçün eyni olan hissədən, o cümlədən əsas xassələrə malik amin qrupu (- NH 2) və turşu xassələri olan karboksil qrupundan (COOH) ibarətdir. Bir molekulda turşu və əsas qrupların olması onların yüksək reaktivliyini müəyyən edir. Bu qruplar vasitəsilə amin turşuları birləşərək polimer - zülal əmələ gətirir. Bu zaman bir amin turşusunun amin qrupundan və digərinin karboksilindən su molekulu ayrılır və ayrılan elektronlar birləşərək peptid bağı əmələ gətirir. Buna görə də zülallara polipeptidlər deyilir.

Zülal molekulu bir neçə onlarla və ya yüzlərlə amin turşusundan ibarət zəncirdir.

Zülal molekulları nəhəng ölçülərə malikdir, buna görə də onlara makromolekullar deyilir. Zülallar, amin turşuları kimi, yüksək reaktivdir və turşular və qələvilərlə reaksiya verə bilər. Onlar amin turşularının tərkibinə, miqdarına və ardıcıllığına görə fərqlənirlər (20 amin turşusunun belə birləşmələrinin sayı demək olar ki, sonsuzdur). Bu, zülalların müxtəlifliyini izah edir.

Zülal molekullarının strukturunda dörd təşkilat səviyyəsi vardır (59)

İlkin quruluş- kovalent (güclü) peptid bağları ilə müəyyən bir ardıcıllıqla bağlanmış amin turşularının polipeptid zənciri.
İkinci dərəcəli quruluş- sıx bir spiralə bükülmüş bir polipeptid zənciri. Orada qonşu növbələrin (və digər atomların) peptid bağları arasında aşağı güclü hidrogen bağları yaranır. Birlikdə kifayət qədər güclü bir quruluş təmin edirlər.
Üçüncü quruluş hər bir zülal üçün qəribə, lakin spesifik konfiqurasiyanı təmsil edir - kürəcik. Bir çox amin turşularında olan qeyri-qütblü radikallar arasında aşağı güclü hidrofobik bağlar və ya birləşdirici qüvvələr tərəfindən tutulur. Bolluğuna görə onlar zülal makromolekulunun kifayət qədər sabitliyini və onun hərəkətliliyini təmin edir. Zülalların üçüncü quruluşu, həmçinin kükürd tərkibli amin turşusunun - sisteinin uzaq radikalları arasında yaranan kovalent S - S (es - es) bağları hesabına saxlanılır.
Dördüncü quruluş bütün zülallar üçün xarakterik deyil. Bu, bir neçə protein makromolekulunun birləşərək komplekslər əmələ gətirdiyi zaman baş verir. Məsələn, insan qanındakı hemoglobin bu zülalın dörd makromolekulundan ibarət kompleksdir.

Zülal molekullarının strukturunun bu mürəkkəbliyi bu biopolimerlərə xas olan funksiyaların müxtəlifliyi ilə bağlıdır. Lakin zülal molekullarının quruluşu ətraf mühitin xüsusiyyətlərindən asılıdır.

Zülalın təbii quruluşunun pozulması deyilir denaturasiya. Təsiri altında baş verə bilər yüksək temperatur, kimyəvi maddələr, parlaq enerji və digər amillər. Zəif təsirlə, yalnız dördüncü struktur parçalanır, daha güclüsü ilə - üçüncü, sonra ikincili və zülal ilkin bir quruluş şəklində qalır - bir polipeptid zənciri Bu proses qismən geri çevrilir və denatürləşdirilmiş protein strukturunu bərpa etməyə qadirdir.

Hüceyrənin həyatında zülalın rolu çox böyükdür.

dələlər- Bu, bədənin tikinti materialıdır. Onlar hüceyrənin və ayrı-ayrı toxumaların (saç, qan damarları və s.) qabığının, orqanellələrinin və membranlarının qurulmasında iştirak edirlər. Bir çox zülal hüceyrədə katalizator rolunu oynayır - hüceyrə reaksiyalarını onlarla və ya yüz milyonlarla dəfə sürətləndirən fermentlər. Minə yaxın ferment məlumdur. Onların tərkibinə zülaldan əlavə metallar Mg, Fe, Mn, vitaminlər və s.

Hər bir reaksiya öz xüsusi fermenti ilə katalizlənir. Bu vəziyyətdə, bütün ferment deyil, müəyyən bir bölgə - aktiv mərkəz fəaliyyət göstərir. Kiliddəki açar kimi substrata uyğun gəlir. Fermentlər müəyyən bir temperaturda və ətraf mühitin pH-da fəaliyyət göstərir. Xüsusi kontraktil zülallar təmin edir motor funksiyaları hüceyrələr (bayraqcıqların, kirpiklərin hərəkəti, əzələlərin daralması və s.). Fərdi zülallar (qan hemoglobini) bədənin bütün orqan və toxumalarına oksigeni çatdıraraq nəqliyyat funksiyasını yerinə yetirir. Xüsusi zülallar - antikorlar - qoruyucu funksiyanı yerinə yetirir, yad maddələri zərərsizləşdirir. Bəzi zülallar enerji funksiyasını yerinə yetirir. Amin turşularına və daha sonra daha çox parçalanma sadə maddələr, 1 q protein 17,6 kJ enerji buraxır.

Nuklein turşuları(latınca “nüvə” - nüvədən) ilk dəfə nüvədə kəşf edilmişdir. Onlar iki növdür - deoksiribonuklein turşuları(DNT) və ribonuklein turşuları(RNT). Onların bioloji rolu böyükdür, onlar zülalların sintezini və irsi məlumatların bir nəsildən digərinə ötürülməsini müəyyən edirlər.

DNT molekulu var mürəkkəb quruluş. İki spiral şəklində bükülmüş zəncirdən ibarətdir. İkiqat spiralın eni 2 nm 1, uzunluğu bir neçə onlarla və hətta yüzlərlə mikromikrondur (ən böyük protein molekulundan yüzlərlə və ya minlərlə dəfə böyükdür). DNT, monomerləri nukleotidlər olan bir polimerdir - fosfor turşusu molekulundan, bir karbohidratdan - dezoksiribozadan və azotlu əsasdan ibarət birləşmələr. Onların ümumi formulası aşağıdakı kimidir:

Fosfor turşusu və karbohidrat bütün nukleotidlərdə eynidir və azotlu əsaslar dörd növdür: adenin, guanin, sitozin və timin. Onlar müvafiq nukleotidlərin adını təyin edirlər:

adenil (A),
guanil (G),
sitosil (C),
timidil (T).

Hər bir DNT ipi bir neçə on minlərlə nukleotiddən ibarət polinükleotiddir. Onda qonşu nukleotidlər fosfor turşusu və dezoksiriboza arasında güclü kovalent əlaqə ilə bağlanır.

DNT molekullarının nəhəng ölçüsünü nəzərə alsaq, onlarda dörd nukleotidin birləşməsi sonsuz böyük ola bilər.

Bir DNT ikiqat sarmal meydana gəldikdə, bir zəncirin azotlu əsasları digərinin azotlu əsaslarının əksinə ciddi şəkildə müəyyən edilmiş qaydada düzülür. Bu halda T həmişə A, yalnız C isə G əleyhinədir. Bu onunla izah olunur ki, A və T, eləcə də G və C iki yarım kimi bir-birinə ciddi şəkildə uyğun gəlir. sınıq şüşə, və əlavə və ya tamamlayıcı(yunan dilindən "tamamlayıcı" - əlavə) bir-birinə. Əgər bir DNT zəncirindəki nukleotidlərin ardıcıllığı məlumdursa, onda tamamlayıcılıq prinsipindən istifadə etməklə başqa zəncirin nukleotidlərini təyin etmək mümkündür (bax: Əlavə, Tapşırıq 1). Tamamlayıcı nukleotidlər hidrogen bağlarından istifadə edərək bağlanır.

A və T arasında iki, G və C arasında isə üç əlaqə var.

DNT molekulunun ikiqat artması onun unikal xüsusiyyətidir ki, bu da irsi məlumatların ana hüceyrədən qız hüceyrələrə ötürülməsini təmin edir. DNT-nin ikiqat artması prosesi adlanır DNT reduplikasiyası. Aşağıdakı kimi həyata keçirilir. Hüceyrə bölünməsindən qısa müddət əvvəl DNT molekulu açılır və onun qoşa zəncirbəndi bir fermentin təsiri ilə bir ucundan iki müstəqil zəncirə bölünür. Hüceyrənin sərbəst nukleotidlərinin hər yarısında tamamlayıcılıq prinsipinə əsasən ikinci zəncir qurulur. Nəticədə bir DNT molekulunun yerinə iki tamamilə eyni molekul meydana çıxır.

RNT- strukturuna görə DNT-nin bir zəncirinə bənzər, lakin ölçüsündən xeyli kiçik olan polimer. RNT monomerləri fosfor turşusu, karbohidrat (riboza) və azotlu əsasdan ibarət nukleotidlərdir. RNT-nin üç azotlu əsası - adenin, guanin və sitozin - DNT-yə uyğundur, lakin dördüncüsü fərqlidir. RNT timin əvəzinə urasil ehtiva edir. RNT polimerinin əmələ gəlməsi qonşu nukleotidlərin riboza və fosfor turşusu arasındakı kovalent bağlar vasitəsilə baş verir. Üç növ RNT məlumdur: xəbərçi RNT(i-RNT) DNT molekulundan zülalın strukturu haqqında məlumat ötürür; transfer RNT(tRNT) amin turşularını zülal sintezi yerinə nəql edir; ribosomal RNT (r-RNT) ribosomların tərkibində olur və zülal sintezində iştirak edir.

ATP- adenozin trifosfor turşusu mühüm üzvi birləşmədir. Onun quruluşu bir nukleotiddir. Azotlu əsas adenindən, karbohidrat ribozadan və üç molekul fosfor turşusundan ibarətdir. ATP qeyri-sabit bir quruluşdur, fermentin təsiri altında "P" və "O" arasındakı əlaqə pozulur, fosfor turşusu molekulu parçalanır və ATP daxil olur.