ไซโตพลาสซึม องค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกายภาพ ไซโตพลาสซึมในคำจำกัดความทางชีววิทยาคืออะไร - โครงสร้างของเซลล์ยูคาริโอต
คำถามที่ 1. คุณลักษณะของการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของโมเลกุลน้ำที่กำหนดความสำคัญทางชีวภาพมีอะไรบ้าง
โมเลกุลของน้ำคือไดโพล ซึ่งเป็นโครงสร้างที่มีอะตอมไฮโดรเจน 2 อะตอมอยู่ที่ขั้วบวก และอะตอมออกซิเจน 1 อะตอมที่ขั้วลบ ขั้วบวกและขั้วลบของโมเลกุลน้ำต่างกันจะดึงดูดกัน สิ่งนี้นำไปสู่การก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนซึ่งช่วยให้มั่นใจถึงความจุความร้อนสูงของน้ำตลอดจนลักษณะเฉพาะของกระบวนการเปลี่ยนสถานะการรวมตัว (การหลอมการระเหย) นอกจากนี้ไดโพล H20 ยังโต้ตอบกับโมเลกุลใดๆ ที่มีประจุในบริเวณนั้นด้วย สิ่งนี้กำหนดคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของน้ำในฐานะตัวทำละลายสากลของสารอินทรีย์และอนินทรีย์
คำถามที่ 2. บทบาททางชีวภาพของน้ำคืออะไร?
น้ำทำหน้าที่สำคัญหลายประการในเซลล์:
ทำหน้าที่เป็นตัวทำละลายสากล
คือสภาพแวดล้อมสำหรับกระบวนการส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นในเซลล์
มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางชีวเคมีหลายอย่าง - การไฮโดรไลซิสของสารอินทรีย์, การปล่อยพลังงานระหว่างการสลาย ATP, การสังเคราะห์ด้วยแสง ฯลฯ ;
ความจุความร้อนสูงและการนำความร้อนของน้ำทำให้สิ่งมีชีวิต (รวมถึงสัตว์เลือดอุ่น) ง่ายขึ้นเพื่อรักษาสมดุลทางความร้อนกับสิ่งแวดล้อม
ความเข้มข้นของการระเหยสูงช่วยปกป้องสิ่งมีชีวิตจากความร้อนสูงเกินไป
การอัดน้ำไม่ได้เกือบทั้งหมดทำให้มั่นใจได้ถึงการรักษารูปร่างของเซลล์แต่ละเซลล์และสิ่งมีชีวิตทั้งหมด
ความหนืดให้คุณสมบัติการหล่อลื่นของน้ำ
แรงตึงผิวสูงช่วยให้การขนส่งสารในภาชนะพืชสะดวกยิ่งขึ้น คำถามที่ 3. สารอะไรที่เรียกว่าชอบน้ำ? ไม่ชอบน้ำ?
สารที่ชอบน้ำคือสารที่ละลายได้ดีในน้ำ ซึ่งรวมถึงเกลือ กรดอะมิโน น้ำตาล โปรตีน แอลกอฮอล์เชิงเดี่ยว ตามกฎแล้วโมเลกุลของพวกมันมีพื้นที่ที่มีประจุ (กลุ่มแอลกอฮอล์ หมู่อะมิโน ฯลฯ ); บ่อยครั้งเมื่อสารที่ชอบน้ำละลายจะเกิดอนุภาคที่มีประจุ - ไอออน ในทางกลับกัน สารที่ไม่ชอบน้ำจะมีได้ไม่ดีหรือละลายในน้ำไม่ได้เลย ซึ่งรวมถึงไขมันและสารประกอบคล้ายไขมันเป็นหลัก รวมถึงโพลีแซ็กคาไรด์ (ไคติน เซลลูโลส)
คำถามที่ 4. สารอะไรช่วยรักษา pH ของเซลล์ให้คงที่?
ความสามารถในการรักษาสมดุลของกรด-เบส เช่น การรักษาค่า pH ให้คงที่ มั่นใจได้ด้วยคุณสมบัติที่เรียกว่าบัฟเฟอร์ของเซลล์ ซึ่งหมายความว่าเมื่อเติมกรดหรือด่างจำนวนเล็กน้อย ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน (หรือที่เรียกว่า pH) ในไซโตพลาสซึมยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเลย ผลกระทบนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากการมีอยู่ของไอออนที่มีประจุลบในเซลล์ ซึ่งเป็นสารตกค้างของกรดอ่อน (โดยหลักๆ คือ HCO3 และ HPO2|4) เมื่อทำให้เป็นกรด (H + ไอออนส่วนเกิน) ไอออนเหล่านี้สามารถเปลี่ยนเป็น H 2 C0 3 และ H 2 P0 4 ตามลำดับ ในทางตรงกันข้าม หากขาด H + (การทำให้เป็นด่างของไซโตพลาสซึม) HCO3 และ HPO2|4 จะสามารถสูญเสียไฮโดรเจนไอออนบางส่วนได้ คุณสมบัติการบัฟเฟอร์ของเซลล์มีความสำคัญมาก เนื่องจากสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพส่วนใหญ่ (โดยเฉพาะโปรตีนของเอนไซม์) สามารถทำปฏิกิริยาได้ที่ระดับ pH ที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดเท่านั้น
คำถามที่ 5. บอกเราเกี่ยวกับบทบาทของเกลือแร่ในชีวิตของเซลล์
เกลือแร่และองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบเกี่ยวข้องกับกระบวนการเซลล์หลายอย่าง ดังนั้นสารตกค้างของกรดอ่อน (HCO3, HPO2|4) จึงมีคุณสมบัติในการบัฟเฟอร์ การเคลื่อนที่ของไอออน Na +, K +, Ca 2+, C1 ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์รองรับปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าทั้งหมดที่สังเกตได้ในสิ่งมีชีวิต (ขึ้นอยู่กับการปล่อยปลาไฟฟ้า) ปราศจากมัน เส้นใยกล้ามเนื้อไม่สามารถหดตัวได้ และเนื้อเยื่อประสาทไม่สามารถส่งสัญญาณได้ กรดฟอสฟอริกตกค้างเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์และฟอสโฟลิปิด แคลเซียมและแมกนีเซียมฟอสเฟตเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของกระดูก และแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นพื้นฐานของเปลือกหอย
การบัฟเฟอร์และการออสโมซิสเกลือในสิ่งมีชีวิตอยู่ในสถานะละลายในรูปของไอออน - ไอออนบวกที่มีประจุบวกและไอออนที่มีประจุลบ
ความเข้มข้นของแคตไอออนและแอนไอออนในเซลล์และในสภาพแวดล้อมไม่เท่ากัน เซลล์ประกอบด้วยโพแทสเซียมค่อนข้างมากและมีโซเดียมน้อยมาก ในสภาพแวดล้อมภายนอกเซลล์ เช่น ในพลาสมาในเลือด น้ำทะเลในทางกลับกันมีโซเดียมมากและโพแทสเซียมน้อย ความหงุดหงิดของเซลล์ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนความเข้มข้นของไอออน Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+ ความแตกต่างของความเข้มข้นของไอออน ด้านที่แตกต่างกันเมมเบรนช่วยให้มั่นใจได้ถึงการถ่ายเทสารผ่านเมมเบรน
ในเนื้อเยื่อของสัตว์หลายเซลล์ Ca 2+ เป็นส่วนหนึ่งของสารระหว่างเซลล์ซึ่งช่วยให้เซลล์ทำงานร่วมกันและการจัดเรียงตามลำดับ แรงดันออสโมติกในเซลล์และคุณสมบัติการบัฟเฟอร์ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของเกลือ
กันชน คือความสามารถของเซลล์ในการรักษาปฏิกิริยาอัลคาไลน์เล็กน้อยของเนื้อหาให้อยู่ในระดับคงที่
มีระบบบัฟเฟอร์สองระบบ:
1) ระบบบัฟเฟอร์ฟอสเฟต - แอนไอออนของกรดฟอสฟอริกจะรักษาค่า pH ของสภาพแวดล้อมภายในเซลล์ไว้ที่ 6.9
2) ระบบบัฟเฟอร์ไบคาร์บอเนต - แอนไอออนของกรดคาร์บอนิกจะรักษา pH ของสภาพแวดล้อมภายนอกเซลล์ไว้ที่ 7.4
ให้เราพิจารณาสมการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น โซลูชั่นบัฟเฟอร์.
หากความเข้มข้นของเซลล์เพิ่มขึ้นเอช+ จากนั้นไฮโดรเจนไอออนบวกจะรวมไอออนคาร์บอเนต:
เมื่อความเข้มข้นของไฮดรอกไซด์แอนไอออนเพิ่มขึ้น การจับกันจะเกิดขึ้น:
H + OH – + H 2 O
วิธีนี้จะทำให้ไอออนของคาร์บอเนตสามารถรักษาสภาพแวดล้อมให้คงที่ได้
ออสโมติกเรียกปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในระบบที่ประกอบด้วยสารละลาย 2 ชนิดแยกจากกันด้วยเยื่อกึ่งซึมผ่านได้ ใน เซลล์พืชบทบาทของภาพยนตร์แบบกึ่งซึมผ่านได้นั้นดำเนินการโดยชั้นขอบเขตของไซโตพลาสซึม: พลาสมาเลมมาและโทโนพลาสต์
Plasmalemma คือเยื่อหุ้มชั้นนอกของไซโตพลาสซึมที่อยู่ติดกัน เยื่อหุ้มเซลล์- Tonoplast เป็นเยื่อหุ้มชั้นในของไซโตพลาสซึมที่อยู่รอบแวคิวโอล แวคิวโอลเป็นโพรงในไซโตพลาสซึมที่เต็มไปด้วยน้ำนมของเซลล์ซึ่งเป็นสารละลายคาร์โบไฮเดรตที่เป็นน้ำ กรดอินทรีย์,เกลือ,โปรตีนน้ำหนักโมเลกุลต่ำ,เม็ดสี
ความเข้มข้นของสารในน้ำนมของเซลล์และใน สภาพแวดล้อมภายนอก(ในดิน แหล่งน้ำ) มักจะไม่เหมือนกัน หากความเข้มข้นของสารในเซลล์สูงกว่าในสภาพแวดล้อมภายนอก น้ำจากสิ่งแวดล้อมจะเข้าสู่เซลล์เข้าสู่แวคิวโอลอย่างแม่นยำยิ่งขึ้นในอัตราที่เร็วกว่าไปในทิศทางตรงกันข้าม เมื่อปริมาตรของเซลล์น้ำนมเพิ่มขึ้นเนื่องจากการที่น้ำเข้าไปในเซลล์ความดันบนไซโตพลาสซึมซึ่งพอดีกับเมมเบรนก็เพิ่มขึ้น เมื่อเซลล์มีน้ำอิ่มตัวโดยสมบูรณ์ เซลล์จะมีปริมาตรสูงสุด ภาวะตึงเครียดภายในเซลล์เกิดจาก เนื้อหาสูงน้ำและความดันที่กำลังพัฒนาของเนื้อหาของเซลล์บนเปลือกเรียกว่า turgor ช่วยให้มั่นใจว่าอวัยวะต่างๆ จะคงรูปร่างไว้ (เช่น ใบไม้ ลำต้นที่ไม่ทำให้เป็นไม้) และตำแหน่งในอวกาศ เช่นเดียวกับความต้านทานต่อการกระทำของ ปัจจัยทางกล การสูญเสียน้ำสัมพันธ์กับความขุ่นและการเหี่ยวแห้งที่ลดลง
หากเซลล์อยู่ในสารละลายไฮเปอร์โทนิก ซึ่งมีความเข้มข้นมากกว่าความเข้มข้นของน้ำนมของเซลล์ อัตราการแพร่กระจายของน้ำจากน้ำนมของเซลล์จะเกินอัตราการแพร่กระจายของน้ำเข้าสู่เซลล์จากสารละลายโดยรอบ เนื่องจากการปล่อยน้ำออกจากเซลล์ ปริมาตรของน้ำนมในเซลล์จึงลดลง และปริมาณน้ำเลี้ยงเซลล์ลดลง ปริมาตรของเซลล์แวคิวโอลลดลงจะมาพร้อมกับการแยกไซโตพลาสซึมออกจากเยื่อหุ้มเซลล์ - เกิดขึ้น พลาสโมไลซิส.
ในระหว่างพลาสโมไลซิสรูปร่างของโปรโตพลาสต์พลาสโมไลซ์จะเปลี่ยนไป ในระยะแรก โปรโตพลาสต์จะล่าช้าอยู่หลังผนังเซลล์ในบางตำแหน่งเท่านั้น โดยส่วนใหญ่มักอยู่ที่มุม พลาสโมไลซิสในรูปแบบนี้เรียกว่าเชิงมุม
จากนั้นโปรโตพลาสต์ยังคงล้าหลังผนังเซลล์ โดยคงการสัมผัสกับพวกมันในบางจุด พื้นผิวของโปรโตพลาสต์ระหว่างจุดเหล่านี้จะมีรูปร่างเว้า ในขั้นตอนนี้ พลาสโมไลซิสเรียกว่าเว้า โปรโตพลาสต์จะค่อยๆ แยกตัวออกจากผนังเซลล์ไปทั่วทั้งพื้นผิวและกลายเป็นรูปร่างโค้งมน พลาสโมไลซิสประเภทนี้เรียกว่าพลาสโมไลซิสนูน
หากวางเซลล์พลาสโมไลซ์ไว้ในสารละลายไฮโปโทนิกซึ่งมีความเข้มข้นน้อยกว่าความเข้มข้นของน้ำนมในเซลล์ น้ำจากสารละลายโดยรอบจะเข้าสู่แวคิวโอล อันเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของปริมาตรของแวคิวโอลความดันของน้ำนมเซลล์บนไซโตพลาสซึมจะเพิ่มขึ้นซึ่งเริ่มเข้าใกล้ผนังเซลล์จนกระทั่งเข้าสู่ตำแหน่งเดิม - มันจะเกิดขึ้น พลาสโมไลซิส
ภารกิจที่ 3
หลังจากอ่านข้อความที่ให้ไว้แล้ว ให้ตอบคำถามต่อไปนี้
1) การกำหนดความจุบัฟเฟอร์
2) ความเข้มข้นของแอนไอออนตัวใดที่กำหนดคุณสมบัติการบัฟเฟอร์ของเซลล์?
3) บทบาทของการบัฟเฟอร์ในเซลล์
4) สมการปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในระบบบัฟเฟอร์ไบคาร์บอเนต (บนกระดานแม่เหล็ก)
5) คำจำกัดความของการออสโมซิส (ยกตัวอย่าง)
6) การกำหนดสไลด์พลาสโมไลซิสและดีพลาสโมไลซิส
ทดสอบงานในหัวข้อ
“สารอนินทรีย์ของเซลล์”
เลือกหนึ่งคำตอบที่ถูกต้องจากตัวเลือกที่กำหนด:
1.
องค์ประกอบทางเคมีใดที่อยู่ในเซลล์จัดเป็นองค์ประกอบหลัก
ก) Zn, I, F, Br;
c) Ni, Cu, I, Br.
ง) Au, Ag, Ra, U.
2.
หน้าที่ของน้ำในเซลล์มีอะไรบ้าง?
ค) แหล่งพลังงาน
d) การส่งกระแสประสาท
3.
ไอออนใดที่ประกอบเป็นเฮโมโกลบิน?
ก) มก. 2+;
4. การส่งแรงกระตุ้นผ่านเส้นประสาทหรือกล้ามเนื้ออธิบายได้โดย:
ก) ความแตกต่างของความเข้มข้นของโซเดียมและโพแทสเซียมไอออนภายในและภายนอกเซลล์
b) การแตกพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำ
c) การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจน
d) การนำความร้อนของน้ำ
5 - สารต่อไปนี้เป็นสารที่ชอบน้ำ:
ก) แป้ง
ง) เซลลูโลส
6. โมเลกุลคลอโรฟิลล์ประกอบด้วยไอออน
ง) นา+
7.
ในขณะเดียวกันก็เป็นส่วนหนึ่งของเนื้อเยื่อกระดูกและกรดนิวคลีอิก:
b) ฟอสฟอรัส
ค) แคลเซียม
8 - เด็กจะเป็นโรคกระดูกอ่อนโดยมีความบกพร่องของ:
ก) แมงกานีสและเหล็ก
b) แคลเซียมและฟอสฟอรัส
c) ทองแดงและสังกะสี
d) ซัลเฟอร์และไนโตรเจน
9 - องค์ประกอบของน้ำย่อยประกอบด้วย:
10.
น้ำส่วนใหญ่บรรจุอยู่ในเซลล์:
ก) ตัวอ่อน;
ข) หนุ่มน้อย;
ค) ชายชรา
ง) ผู้ใหญ่
11.
องค์ประกอบทางเคมีใดที่มีอยู่ในเซลล์จัดเป็นองค์ประกอบขนาดเล็ก?
ก) S, Na, Ca, K;
c) Ni, Cu, I, Br.
ง) P, S, Cl, นา
12.
องค์ประกอบของน้ำย่อยประกอบด้วย
ก) กรดซัลฟิวริก
ข) กรดไฮโดรคลอริก;
วี) กรดคาร์บอนิก.
d) กรดฟอสฟอริก
13.
แร่ธาตุในเซลล์มีหน้าที่อะไร?
ก) การถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรม
b) สภาพแวดล้อมสำหรับปฏิกิริยาเคมี
ค) แหล่งพลังงาน
d) รักษาแรงดันออสโมติกของเซลล์
14.
ไอออนอะไรส่งผลต่อการแข็งตัวของเลือด?
ก) มก. 2+;
15 - เตารีดรวมอยู่ใน:
c) เฮโมโกลบิน
ง) คลอโรฟิลล์
16.
มีน้ำอยู่ในเซลล์น้อยลง:
ก) เนื้อเยื่อกระดูก
b) เนื้อเยื่อประสาท;
วี) เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ.
d) เนื้อเยื่อไขมัน
17.
สารที่ละลายน้ำได้ไม่ดีเรียกว่า:
ก) ชอบน้ำ;
b) ไม่ชอบน้ำ;
c) แอมฟิฟิลิก
d) แอมโฟเทอริก
18.
บัฟเฟอร์ในเซลล์ได้มาจากไอออน:
ก) นา +, K +;
b) ดังนั้น 4 2-, Cl -;
ค) HCO 3 -, CO 3 2-
ง) มก. 2+; เฟ 2+
19.
น้ำเป็นพื้นฐานของชีวิต เพราะ... เธอ:
ก) สามารถมีได้สามสถานะ (ของเหลว ของแข็ง และก๊าซ)
b) เป็นตัวทำละลายที่รับประกันทั้งการไหลเข้าของสารเข้าสู่เซลล์และการกำจัดผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมออกจากเซลล์
c) ทำให้พื้นผิวเย็นลงระหว่างการระเหย
d) มีคุณสมบัติเป็นการนำความร้อน
20 - สารต่อไปนี้ไม่ชอบน้ำ:
d) โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต
ตัวอย่างคำตอบ
“คุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีของเซลล์” - สารละลาย ไอออนของโลหะ องค์ประกอบทางเคมีของเซลล์ ออกซิเจน อัตราส่วนของสารอินทรีย์และอนินทรีย์ในเซลล์ แร่ธาตุในกรง เซลล์. วิทยานิพนธ์. พันธะไฮโดรเจน คาร์บอน. น้ำ. ประเภทของน้ำ ส่วนประกอบทางเคมีเซลล์. รายการสมุดบันทึก กลุ่ม องค์ประกอบทางเคมี- คุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีของเซลล์ สุนัข. น้ำในร่างกายกระจายไม่สม่ำเสมอ
“องค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างของเซลล์” - กรดนิวคลีอิก เซลล์ ศาสตร์. องค์ประกอบทางเคมีเซลล์. องค์ประกอบทางเคมี ไขมัน ศูนย์เซลลูลาร์ แหล่งพลังงานหลัก ไมโตคอนเดรีย. กระรอก กายวิภาคศาสตร์ การจัดเก็บข้อมูลทางพันธุกรรม เมมเบรน ไรโบโซม โครงสร้างและองค์ประกอบทางเคมีของเซลล์ กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง โครงสร้างของเซลล์ ทำงานกับโน้ตบุ๊ก
“สารอนินทรีย์ของเซลล์” - องค์ประกอบที่ประกอบเป็นเซลล์ องค์ประกอบขนาดเล็ก เนื้อหา สารประกอบเคมีในกรง เนื้อหาใน เซลล์ที่แตกต่างกัน- องค์ประกอบทางชีวภาพ องค์ประกอบทางเคมีของเซลล์ ธาตุอัลตราไมโคร ออกซิเจน หน้าที่ของน้ำ องค์ประกอบทางเคมี 80 ชนิด แมกนีเซียม. องค์ประกอบมาโคร
“ชีววิทยา “องค์ประกอบทางเคมีของเซลล์”” - สัญญาณของปฏิกิริยา องค์ประกอบทางชีวภาพ แผนการเรียน. ความแตกต่างระหว่างการดำรงชีวิตและ ธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต- C เป็นพื้นฐานของสารอินทรีย์ทั้งหมด Cu-เอนไซม์ฮีโมไซยานิน, การสังเคราะห์ฮีโมโกลบิน, การสังเคราะห์ด้วยแสง ออกซิเจน องค์ประกอบทางเคมีของเซลล์ องค์ประกอบขนาดเล็ก ตอบคำถาม. องค์ประกอบมาโคร องค์ประกอบอัลตราไมโคร สังกะสี. องค์ประกอบของร่างกายมนุษย์
“สารของเซลล์” - ประวัติความเป็นมาของการค้นพบวิตามิน วิตามิน. ไวรัสและแบคทีเรีย ATP และสารอินทรีย์อื่นๆ ของเซลล์ ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ. ฟังก์ชันเอทีพี- ชีวิตของไวรัส วิตามินในชีวิตของเซลล์ การจำแนกประเภทที่ทันสมัยวิตามิน วงจรชีวิตแบคทีเรีย ภาพถ่ายไมโครโฟโต้ของไวรัส ATP เกิดขึ้นได้อย่างไรและที่ไหน วิตามินและสารคล้ายวิตามิน ความหมายของไวรัส STM เป็นรูปแท่ง เอทีพี. โครงสร้างของไวรัส
“บทเรียน “องค์ประกอบทางเคมีของเซลล์”” - เอนไซม์ คุณสมบัติของโมเลกุลโปรตีน การบัฟเฟอร์ pH ไขมัน RNA เป็นสายเดี่ยว สารอนินทรีย์- กรดนิวคลีอิก. คาร์โบไฮเดรต หลักการของการเสริมกัน ระดับโมเลกุล- นิวคลีโอไทด์ กระรอก ประเภทของอาร์เอ็นเอ DNA เป็นเกลียวคู่ โมเลกุลไฮโดรเจน การจำลองแบบ องค์ประกอบทางเคมีของเซลล์ โครงสร้างโปรตีน องค์ประกอบเบื้องต้นของเซลล์
ระดับโมเลกุลของการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต
นี่คือระดับต่ำสุดของการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต ซึ่งแสดงโดยแต่ละโมเลกุลของสารอินทรีย์และอนินทรีย์ที่ประกอบเป็นเซลล์ต่างๆ ของร่างกาย ชีวิตสามารถแสดงเป็นลำดับชั้นของสสารในองค์กรได้ ในสิ่งมีชีวิต ธาตุต่างๆ จะก่อตัวเป็นโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนมาก ซึ่งจะกลายเป็นเซลล์ และจากสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเหล่านั้น กิจกรรมที่สำคัญของระบบสิ่งมีชีวิตทั้งหมดนั้นแสดงออกมาในปฏิกิริยาของโมเลกุลของสารเคมีต่างๆ
การจัดระเบียบทางเคมีของเซลล์ องค์ประกอบองค์ประกอบของเซลล์ สารอนินทรีย์: น้ำและเกลือแร่
คำถามพื้นฐานของทฤษฎี
องค์ประกอบองค์ประกอบของเซลล์
องค์ประกอบทางเคมีมากกว่า 80 รายการถูกค้นพบในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต โดย 27 รายการในนั้นทำหน้าที่เฉพาะ
สารอาหารหลัก |
องค์ประกอบขนาดเล็ก |
องค์ประกอบอัลตราไมโคร |
99 % |
10 -3 % |
10 -6 % |
98% - ทางชีวภาพ: O, C, H, N K, Na, Ca, Mg, Fe, Cl, S, P |
B, Mn, Zn, Cu, Co, F, I, Br, Mo |
U, Au, Be, Hg, Se, Ra, Cs |
สิ่งมีชีวิตบางชนิดเป็นตัวสะสมอย่างเข้มข้นขององค์ประกอบบางอย่าง: แบคทีเรียสามารถสะสมแมงกานีส, สาหร่ายทะเล - ไอโอดีน, แหน - เรเดียม, หอยและสัตว์น้ำที่มีเปลือกแข็ง - ทองแดง, สัตว์มีกระดูกสันหลัง - เหล็ก
องค์ประกอบทางเคมีแต่ละองค์ประกอบมีประสิทธิภาพ ฟังก์ชั่นที่สำคัญในกรง
องค์ประกอบ |
|
เขา |
รวมอยู่ในน้ำ |
ซี, โอ, เอช, เอ็น |
เป็นส่วนหนึ่งของโปรตีน ลิพิด กรดนิวคลีอิก โพลีแซ็กคาไรด์ |
เค, นา, คลี |
ตรวจสอบการนำกระแสประสาท |
แคลิฟอร์เนีย |
ส่วนประกอบของกระดูก ฟัน จำเป็นต่อการหดตัวของกล้ามเนื้อ ส่วนประกอบของการแข็งตัวของเลือด สื่อกลางในกลไกการออกฤทธิ์ของฮอร์โมน |
มก |
เป็นส่วนประกอบโครงสร้างของคลอโรฟิลล์ รองรับการทำงานของไรโบโซมและไมโตคอนเดรีย |
เฟ |
องค์ประกอบโครงสร้างของเฮโมโกลบิน, ไมโอโกลบิน |
ส |
เป็นส่วนหนึ่งของกรดอะมิโนและโปรตีนที่ประกอบด้วยกำมะถัน |
ป |
ส่วนหนึ่งของกรดนิวคลีอิกและเนื้อเยื่อกระดูก |
บี |
จำเป็นสำหรับพืชบางชนิด |
Mn, Zn, Cu |
ตัวกระตุ้นของเอนไซม์ส่งผลต่อกระบวนการหายใจของเนื้อเยื่อ |
สังกะสี |
เป็นส่วนหนึ่งของอินซูลิน |
ลูกบาศ์ก |
เป็นส่วนหนึ่งของเอนไซม์ออกซิเดชั่นขนส่งออกซิเจนในเนื้อเยื่อของหอย |
บริษัท |
เป็นส่วนหนึ่งของวิตามินบี 12 |
เอฟ |
เป็นส่วนหนึ่งของเคลือบฟัน |
ฉัน |
เป็นส่วนหนึ่งของไทรอกซีน |
สารเคมีของเซลล์
โครงสร้างอันเป็นเอกลักษณ์ของน้ำ สมบัติ และบทบาทต่อสัตว์ป่า
โครงสร้างและคุณสมบัติของน้ำ |
|
1. โมเลกุลของน้ำมีขนาดเล็ก โมเลกุลของน้ำไม่เป็นเชิงเส้น |
1. น้ำเป็นสื่อกลางในการไหล ปฏิกิริยาทางชีวเคมีในเซลล์ 2. น้ำคือผู้บริจาคอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นแหล่งของไฮโดรเจนไอออนและออกซิเจนอิสระในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง 3. น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการไฮโดรไลซิสของโมเลกุลขนาดใหญ่เป็นโมโนเมอร์ เช่น ในการย่อยอาหาร 4. น้ำเป็นตัวกำหนด pH ของสิ่งแวดล้อม ซึ่งกำหนดโดยความเข้มข้นของ H + และ OH - |
2. ขั้วโมเลกุลของน้ำ - ไดโพล |
5. น้ำเป็นตัวทำละลายสากลสำหรับสารมีขั้ว ขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายในน้ำ สารทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นที่ชอบน้ำ (ละลายน้ำได้) และไม่ชอบน้ำ (ไม่ละลายน้ำ) 6. น้ำเป็นสื่อในการลำเลียงสาร |
3. ความสามารถในการสร้างพันธะไฮโดรเจน การเคลื่อนที่ของโมเลกุลของน้ำ … - พันธะไฮโดรเจน |
7. น้ำมีค่าการนำความร้อนสูงและความจุความร้อนสูง และทำหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิในสิ่งมีชีวิต (เนื่องจากต้องใช้ E จำนวนมากในการทำลายพันธะไฮโดรเจน) 8. เมื่อน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง มันจะขยายตัว (เนื่องจากพันธะไฮโดรเจนจำนวนมากเกิดขึ้น) น้ำแข็งจะเบากว่าน้ำ ลอยอยู่บนผิวน้ำ "น้ำที่หนักที่สุด" อยู่ที่ t +4 0 ซึ่งช่วยชีวิตผู้อยู่อาศัยในน้ำในฤดูหนาว |
4. แรงยึดเกาะระหว่างโมเลกุลป้องกันไม่ให้น้ำอัดตัว |
9. น้ำทำหน้าที่รักษารูปร่างของสิ่งมีชีวิต (โครงกระดูกอุทกสถิต แรงดันเทอร์กอร์) 10. น้ำเป็นสารหล่อลื่นในระบบชีวภาพ (ของเหลวในไขข้อ, ของเหลวในเยื่อหุ้มปอด, เมือก) |
เกลือแร่ความหมายของพวกเขา
เกลือแร่พบได้ในเซลล์ที่แยกตัวออกเป็นไอออนหรืออยู่ในสถานะของแข็ง
โมเลกุลของเกลือในสารละลายที่เป็นน้ำจะแตกตัวออกเป็นแคตไอออนและแอนไอออน ความหมายของพวกเขา:
1. ความแตกต่างระหว่างปริมาณแคตไอออนและแอนไอออนบนพื้นผิวและภายในเซลล์ทำให้มั่นใจได้ว่าศักยภาพในการดำเนินการจะเกิดขึ้น ซึ่งเป็นเหตุให้เกิดการกระตุ้นประสาทและกล้ามเนื้อ
2. ความแตกต่างของความเข้มข้นของไอออนในแต่ละด้านของเมมเบรนมีหน้าที่ในการถ่ายโอนสารผ่านเมมเบรน
3. คุณสมบัติการบัฟเฟอร์ของเซลล์ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของเกลือภายในเซลล์
คุณสมบัติบัฟเฟอร์ของเซลล์ |
|
↓ |
↓ |
ระบบบัฟเฟอร์ฟอสเฟต |
ระบบบัฟเฟอร์ไบคาร์บอเนต |
แอนไอออนของกรดฟอสฟอริก(เอช 2 โร 4, เอ็นโร 4 2-) |
แอนไอออนของกรดคาร์บอนิก(สสส.3 -) |
ค่า pH ภายในเซลล์สิ่งแวดล้อมในระดับ 6,9 |
ค่า pH นอกเซลล์สิ่งแวดล้อมในระดับ 7,4 |
4. มีส่วนร่วมในการกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ การสร้างแรงดันออสโมติกในเซลล์ ในกระบวนการหดตัวของกล้ามเนื้อ การแข็งตัวของเลือด เป็นต้น
ดังนั้นการทำงานของเกลือแร่ในเซลล์คือการรักษาให้คงที่ สภาพแวดล้อมภายในและในกระบวนการชีวิต
ในสถานะของแข็งเกลือแร่ Ca 3 (PO 4) 2 (แคลเซียมฟอสเฟต) เป็นส่วนหนึ่งของสารระหว่างเซลล์ของเนื้อเยื่อกระดูกและเปลือกหอยเพื่อให้มั่นใจถึงความแข็งแกร่งของการก่อตัวเหล่านี้