Сказка о химическом составе клетки

Тема урока: Химический состав клетки.

Цель: изучить химический состав клетки, выявить роль органических и неорганических веществ.

Задачи:

— образовательные: знать о химическом составе клетки, а так же о роли органических веществ в жизнедеятельности клетки.

— развивающие: анализировать, сравнивать и обобщать факты; устанавливать причинно-следственные связи; определять органические веществ в клетках растений с помощью опытов; уметь организовать совместную деятельность на конечный результат; уметь выражать свои мысли.

— воспитательные: осознанно достигать поставленной цели; воспитывать положительное отношение к совместному труду.

Планируемые результаты учебного занятия:

Предметные:

— знать химический состав клетки;

— рассмотреть многообразие веществ и их роль в клетке;

— уметь отличать органические вещества от неорганических.

Метапредметные:

— регулятивные: — самостоятельно определять цель учебной деятельности, искать пути решения проблемы и средства достижения цели;

— участвовать в коллективном обсуждении проблемы, интересоваться чужим мнением, высказывать свое;

— коммуникативные: — обсуждать в рабочей группе информацию;

— слушать товарища и обосновывать свое мнение;

— выражать свои мысли и идеи.

— познавательные: — работать с учебником;

— находить отличия;

— составлять схемы-опоры;

— работать с информационными текстами;

— объяснять значения новых слов;

— сравнивать и выделять признаки;

— уметь использовать графические организаторы, символы, схемы для структурирования информации.

Личностные:

— осознавать неполноту знаний, проявлять интерес к новому содержанию;

— устанавливать связь между целью деятельности и ее результатом;

— оценивать собственный вклад в работу группы.

Формирование УУД:

Познавательные УУД

1. Продолжить формирование умения работать с учебником.

2. Продолжить формирование умения находить отличия, составлять схемы-опоры, работать с информационными текстами, объяснять значения новых слов, сравнивать и выделять признаки.

3. Продолжить формирование навыков использовать графические организаторы, символы, схемы для структурирования информации.

Коммуникативные УУД

1. Продолжить формирование умения самостоятельно организовывать учебное взаимодействие при работе в группе (паре).

2. Продолжить формирование умения слушать товарища и обосновывать свое мнение.

3. Продолжить формирование умения выражать свои мысли и идеи.

Регулятивные УУД

1. Продолжить формирование умения самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности (формулировка вопроса урока), выдвигать версии.

2. Продолжить формирование умения участвовать в коллективном обсуждении проблемы, интересоваться чужим мнением, высказывать свое.

3. Продолжить формирование умения определять критерии изучения химического состава клетки.

4. Продолжить формирование навыков в диалоге с учителем совершенствовать самостоятельно выработанные критерии оценки.

5. Продолжить формирование умения работать по плану, сверять свои действия с целью и при необходимости исправлять ошибки самостоятельно.

6. Продолжить обучение основам самоконтроля, самооценки и взаимооценки.

Личностные УУД

1. Создание условий к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и самопознанию.

2. Осознавать неполноту знаний, проявлять интерес к новому содержанию

3. Устанавливать связь между целью деятельности и ее результатом

4. Оценивать собственный вклад в работу группы.

Формы работы: индивидуальная, фронтальная, групповая.

Методы: частично-поисковый.

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний.

Дополните схему.

Химический состав клетки

______________ ________________

Можем это сделать?

Почему?

Определите тему урока.

Тема урока «Химический состав клетки».

Какие вещества входят в состав клетки?

Что должны сделать, чтобы ответить на этот вопрос?

Как вы будете достигать поставленной цели? (Изучить химический состав клетки)

План.

1. Изучить информацию о хим. составе клетки.

2. Выяснить, какое значение имеют хим. вещества для живых организмов.

3. Научиться применять полученные знания.

1. Активизация познавательной активности.

Цель поставлена, план построен. Но прежде, чем приступить к изучению хим. состава клетки вспомним, какое строение имеет клетка.

Задание 1.

Установите соответствие (индивидуально на доске)

Часть клетки	Значение
1.Пластиды	а) содержит наследственную информацию
2. Ядро	б) состоит из целлюлозы (клетчатки), служит каркасом растительной клетки
3. Цитоплазма	в) полости, заполненные клеточным соком
4.Клеточная стенка	г) образуют органические вещества, придают окраску органам растения
5. Вакуоль	д) содержит поры, пропускает одни вещества внутрь клетки и выводит из нее другие
6. Клеточная мембрана	е) обеспечивает перемещение веществ в клетке

Ответ: 1- г, 2- а, 3- е, 4- б, 5- в, 6- д

Задание 2.

Сделайте подписи к рисунку (индивидуально на карточках с последующей взаимопроверкой). Цифры на карточках совпадают с номерами в первом задании.

Что общего между растительной и животной клеткой? (мембрана, ядро, цитоплазма)

Оказывается кроме сходства в строении, для всех клеток характерен и сходный химический состав.

Вещества, из которых состоят клетки разнообразны. Из 109, имеющихся в природе химических элементов в составе клеток можно найти 80. Но большинство этих элементов встречается в виде химических веществ.

Все вещества клетки можно разделить на органические и неорганические

— органические

— неорганические

почему так назвали? Подберите однокоренные слова к слову органические?

Запись определения в тетрадь.

Органические вещества — это вещества, которые создаются живыми организмами. Название органические соединения появилось на ранней стадии развития химии. Считалось, что для синтеза органических веществ необходима особая «жизненная сила», присущая только живому.

Неорганические вещества — это вещества, которые создаются неживой природой (формулируют самостоятельно по образцу).

1. Открытие новых знаний.

— Какие же органические вещества содержатся в клетках живых организмов?

— Чтобы ответить на этот вопрос, работая в парах, проведем несколько опытов.

Опыты.

1) раздавите семя подсолнечника. Что осталось на листе бумаги (пятно – это жир). Почему вы так думаете? (вода высыхает, а жир — нет).

Человек с давних пор использует растения, в которых содержится в большом количестве жир. Эти растения называют масличными.

Какие масличные растения вам известны?

Как вы думаете, в каких частях растения чаще всего накапливается жир?

Почему именно в семенах наибольшее накапливание жира?

Роль жира в клетках: жир накапливается для питания зародыша семени при прорастании семян (данные заносятся в таблицу 1) .

2) промыть мешочек с мукой и капнуть йод — синеет

Картошка- йод — синеет

Вещество, которое мы обнаружили — крахмал. Кроме крахмала и сахара в состав клеток растений входит целлюлоза или клетчатка.

Где в клетке мы ее обнаружим? (клеточная оболочка)

Как вы думаете, а какую роль это вещество играет? (Придает прочность и упругость различным частям растений) (данные заносятся в таблицу 1).

3) что осталось в марле — клейкая масса. Когда сомкнете пальцы что чувствуете? (пальцы склеиваются). Правильно, это выделяется из теста белок – клейковина. Он содержится в клетках пшеницы, ржи и других злаков. Белки входят в состав всей клеточных мембран — хороший строительный материал (данные заносятся в таблицу 1).

Белки, жиры, углеводы мы получаем из пищевых продуктов животного и растительного происхождения. Одни продукты содержат больше белков, другие — жиров, третьи- углеводов.

Рассмотрите схему. Назовите продукты богатые белками, жирами,

углеводами. Самостоятельно заполните третью графу таблицы.

Схема 1.

— Какие же неорганические вещества содержатся в клетках живых организмов?

Я заранее взяла два листа капусты одинаковой массы. Один из них высушила.

Как вы думаете, зачем? (Правильно, что бы испарилась вода из клеток растения)

Теперь давайте мы взвесим оба листа и посмотрим, сколько же там было воды. — Какую функцию выполняет вода в клетках живого организма? Вспомните, слезы и пот — соленые, виноград — сладкий?

Вода растворяет и выводит ненужные вещества (в таблицу)

Из чего человек получает воду? (пьем, в продуктах питания)

(данные заносятся в таблицу 1).

Кроме воды в состав клеток живых организмов входят минеральные соли. Какие соли и зачем? Работа с таблицей 2 «Значение минеральных солей для человека»

Таблица 2.

Сделайте вывод: зачем нужны органические и неорганические вещества живым организмам? Сравниваем с выводом автора с.27

1. Самостоятельное применение знаний. Рефлексия.

Соотнесение таблицы с образцом.

Вещества клетки	Значение	Как попадают в организм человека (продукты)
Жиры	Запас питательных веществ	Масло, сыр, орехи, мясо
Углеводы	Прочность, упругость	Тыква, картофель, пшеница, хлеб, морковь, мед
Белки	Строительный материал	Горох, арахис, яйца, рыба, сыр
Вода	Растворитель	С пищей, пьем
Минеральные соли	Необходимы для нормальной работы организма	С пищей

1. Рефлексия.

— Какую тему изучали?

— Какую цель ставили?

— Удалось ли нам достичь цели?

— Какие методы использовали для достижения поставленной цели?

— Можем ли теперь дополнить схему?

Химический состав клетки

органические неорганические

белки жиры углеводы вода мин. соли

— Как бы вы оценили свою деятельность на уроке?

— Какие отметки вы бы поставили?

1. Д/з.

§6, в рабочей тетради задание 4-6 на странице 19.

На выбор:

1. Изучите этикетки продуктов питания растительного происхождения и найдите информацию о содержании белков, жиров и углеводов. Выясните, какие продукты наиболее богаты этими веществами. Результаты исследования запишите в тетрадь.

2. Используя Интернет или дополнительную литературу, проведите исследование и сделайте краткие сообщения о том, какие масличные растения используют люди в разных странах?

3. Используя Интернет или дополнительную литературу, проведите исследование и сделайте краткие сообщения о том, какие растения используют люди в разных странах для производства сахара, кроме сахарного тростника и сахарной свеклы?

Урок биологии в 5 классе «Химический состав клетки»

Тема урока: Химический состав клетки.

Тип урока: Урок открытия новых знаний.

Технология построения урока: развивающее обучение, здоровьесберегающие технологии.

Цель: изучить химический состав клетки, выявить роль органических и неорганических веществ.

Задачи:

— образовательные: знать о химическом составе клетки, а так же о роли органических веществ в жизнедеятельности клетки.

— развивающие: анализировать, сравнивать и обобщать факты; устанавливать причинно-следственные связи; определять органические веществ в клетках растений с помощью опытов; уметь организовать совместную деятельность на конечный результат; уметь выражать свои мысли.

— воспитательные: осознанно достигать поставленной цели; воспитывать положительное отношение к совместному труду.

Планируемые результаты учебного занятия:

Предметные:

— знать химический состав клетки;

— рассмотреть многообразие веществ и их роль в клетке;

— уметь отличать органические вещества от неорганических.

Метапредметные:

— регулятивные: — самостоятельно определять цель учебной деятельности, искать пути решения проблемы и средства достижения цели;

— участвовать в коллективном обсуждении проблемы, интересоваться чужим мнением, высказывать свое;

— коммуникативные: — обсуждать информацию;

— слушать товарища и обосновывать свое мнение;

— выражать свои мысли и идеи.

— познавательные: — работать с учебником;

— находить отличия;

— составлять схемы-опоры;

— работать с информационными текстами;

— объяснять значения новых слов;

— сравнивать и выделять признаки;

— уметь использовать символы, схемы для структурирования информации.

Личностные:

— осознавать неполноту знаний, проявлять интерес к новому содержанию;

— устанавливать связь между целью деятельности и ее результатом;

— оценивать собственный вклад в работу класса.

Формирование УУД:

Познавательные УУД

1. Продолжить формирование умения работать с учебником.

2. Продолжить формирование умения находить отличия, составлять схемы-опоры, работать с информационными текстами, объяснять значения новых слов, сравнивать и выделять признаки.

3. Продолжить формирование навыков использовать символы, схемы для структурирования информации.

Коммуникативные УУД

1. Продолжить формирование умения слушать товарища и обосновывать свое мнение.

2. Продолжить формирование умения выражать свои мысли и идеи.

Регулятивные УУД

1. Продолжить формирование умения самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности (формулировка вопроса урока), выдвигать версии.

2. Продолжить формирование умения участвовать в коллективном обсуждении проблемы, интересоваться чужим мнением, высказывать свое.

3. Продолжить формирование умения определять критерии изучения химического состава клетки.

4. Продолжить формирование навыков в диалоге с учителем совершенствовать самостоятельно выработанные критерии оценки.

5. Продолжить формирование умения работать по плану, сверять свои действия с целью и при необходимости исправлять ошибки самостоятельно.

6. Продолжить обучение основам самоконтроля, самооценки и взаимооценки.

Личностные УУД

1. Создание условий к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и самопознанию.

2. Осознавать неполноту знаний, проявлять интерес к новому содержанию

3. Устанавливать связь между целью деятельности и ее результатом

4. Оценивать собственный вклад в работу класса.

Формы работы: индивидуальная, фронтальная, групповая.

Методы: частично-поисковый.

Информационно-технологические ресурсы: учебник, , семена подсолнечника, , клубень картофеля, салфетки, мука, кусочек теста, марля, спиртовка, пробирка, держатель, р-р йода, фарфоровая чашка, лист бумаги, стаканчик.

Основные термины и понятия: Химические вещества клетки: неорганические и органические. Минеральные соли. Органические вещества. Белки. Углеводы. Жиры. Нуклеиновые кислоты.

Ход урока

1. Мотивация

Добрый день, ребята!

Давайте посмотрим друг на друга и улыбнёмся. Говорят, «улыбка – это поцелуй души». Присаживайтесь на свои места. Я рада, что у вас хорошее настроение, это значит, что мы с вами сегодня очень дружно и активно поработаем. Не бойтесь говорить и высказывать своё мнение, спорить. Ведь в споре рождается истина.

Сегодня нам предстоит изучить очень интересную тему из курса биологии. Какую? Вы позже назовете сами.

Сейчас я хочу предложить вам послушать стихотворение, которое поможет сформулировать тему сегодняшнего урока.

На нашей планете от края до края

Природа повсюду тебя окружает.

Тела ее массу загадок таят

Из атомов разных веществ состоят.

Лед, облака и капли росы –

Они состоят из обычной воды

Горы, песок и друзы кристаллов

Они состоят из простых минералов.

Растения тоже загадку хранят

Хотите узнать, из чего состоят?

Их корень и листья, плоды, семена

Раскроют нам тайну состава сполна. /Тумбаева Т.Ю. /

Учитель: Догадались о чём пойдёт речь? ( дети отвечают)

Действительно, в стихотворении говориться о веществах, которые входят в состав растений. А какая наука изучает вещества и их превращения? (химия) Какие Вы молодцы!

Все живые организмы состоят из … (клеток). Правильно.

Так какова же тема сегодняшнего урока? (версии детей)

Учитель проговаривает тему урока – Слайд №1 ( Химический состав клетки.)

1. Целеполагание — Слайд№2,

Учитель: Итак, что будет являться объектом нашего исследования?

/Ученики дают свои варианты объекта исследования, учитель корректирует/

А можем ли мы исследовать растение на предмет химического состава и поставить знак равенства. Если в растении мы докажем наличие веществ, то они присутствуют и в клетке.

Объектом исследования являются органы растений

Учитель: ребята как вы думаете какую цель мы можем поставить для нашего урока .

/Ученики дают свои варианты цели, учитель корректирует/

Цель: изучение химического состава растений.

Слайд 3.

IV. Мотивация (3 мин).

Учитель: чтобы достичь своей цели необходимо разработать план действий, т.е. определить задачи, решив которые мы к ней придем.

/Ученики дают свои варианты задач, учитель корректирует/

Задачи:

1. экспериментально выяснить химический состав растений;

А зачем нам знать их химический состав?

2. выявить роль растительных веществ в организме;

Учитель: Откройте свои тетради и запишите тему урока.

Слайдд№4 — Химический состав клетки

V. Актуализация нового материала.

Мы с вами говорили о том, что все живое на Земле имеет клеточное строение, и что их клетки имеют сходное строение.

Оказывается кроме сходства в строении, для всех клеток характерен и сходный химический состав. Химические элементы, из которых состоят организмы входят и в состав объектов неживой природы. Таким образом, живая и неживая природа взаимосвязаны.

Вещества, из которых состоят клетки разнообразны. Из 109, имеющихся в природе химических элементов в составе клеток можно найти 80. Но большинство этих элементов встречается в виде химических веществ.

Вопросы перед параграфом

Ребята у вас на столе приготовлены оценочные таблицы. Вы за весь урок будете оценивать сами себя и тех, кто будет выступать перед вами и даже меня по 3- бальной шкале. Активность на уроке, высказывание своего мнения приветствуется.

Оценка. На какую оценку вы знаете материал сейчас?

5- знаю много 5- Подтвердил свои знания, узнал новое- всё понял

4- знаю, 4 — Понял не всё, надо доработать

3-знаю немного , 3 –Ничего не понял и не разобрался, надо доработать

Фамилия:

В начале урока	В конце урока

Молодцы!

План работы:

1. Изучаем теоритический материал по учебнику

2. Доказываем экспериментально – практически ( группа учеников, заранее подготовлена)

3. Записываем схемой в тетрадь ( Как оформляется схема)

Группа исследователей пересаживается на первую парту и выполняет свой опыт.

Все вещества клетки можно разделить на органические и неорганические?

учебник стр. 40. и ознакомьтесь с текстом

Учитель: Что относиться к неорганическим веществам?

Неорганические вещества – это вода и минеральные соли.

Записываем в схему Слайд №5

( схема оформляется по ходу изучения)

вещества клетки

неорганические вещества органические вещества

вода минер. Соли углеводы жиры белки нуклеиновые соли

Роль в клетке

Опыт

( Итог – Приложение №1)

1.Вода— Вы наверняка слышали, что человек на 80% состоит из воды. В клетках растений также есть вода в среднем около 60%.

Роль воды в клетке:

1. Придаёт клетке упругость

2. Определяет форму

3. Участвует в обмене веществ

(запись в тетрадь)

Ученик – исследователь : Цель моего эксперимента – доказать, что в растениях содержится вода. Объектом были семена пшеницы. После их нагревания на стенках пробирок появились капельки воды. Мы сделали вывод: органы растения содержат воду.

/ученик демонстрирует результат /

( записи в тетради- нагревание)

2.Минеральные соли — составляют около 1% массы клетки, но их значение очень велико. Чаще всего в растительных клетках встречаются соединения азота, фосфора, натрия, калия и других элементов. Некоторые растения способны накапливать разные минеральные вещества:

Роль в клетке6

1. Используются в синтезе органических веществ

2. Участвуют в обмене веществ

Ученик- исследователь : Цель моего эксперимента – доказать, что растения содержат минеральные соли. Объектом исследования были семена подсолнечника. После их сжигания осталась зола. Я доказала, что в состав растений входят минеральные вещества (соли).

/ученик демонстрирует результат учащимся других групп/

( записи в тетради- сгорание )

Вода и минеральные соли входят и в состав неживой природы. О чём это может говорить? (между химическим составом живых организмов и неживой природой существует принципиальное единство)

Органические вещества — вещества, состоящие из углерода, водорода, кислорода и азота. Эти вещества содержатся или производятся живыми организмами. К этим веществам относят белки, жиры, углеводы. Их насчитывается около 10 миллионов.

Как вы думаете, каких веществ в клетках больше органических или неорганических?

А кто из вас прав, мы сейчас узнаем .

Что образуется при сжигании сухих веток, дров? Как изменяется масса при сжигании?

После горения останется зола, ее образуется мало, она легкая (ответы детей).

Правильно, зола состоит из минеральных веществ, которые содержались в клетках растений. При горении сгорели только органические вещества. Следовательно, правы из вас оказались те, кто считал, что органических веществ в клетках больше, чем неорганических.

3.Углеводы –(читаем и записываем)

Роль в клетке:

1. Энергия для жизнедеятельности

2. В составе оболочек придают прочность

3. Запас веществ в клетке

Ученик — исследователь: : Цель моего эксперимента – доказать, что в растениях содержатся углеводы. Я исследовал клубень картофеля на присутствие в нём крахмала. А крахмал – это углевод. После проведенного опыта я доказал , что углевод в клубне картофеля есть, так как крахмал при действии йода синеет. Это качественная реакция.

/ученик демонстрирует результат учащимся /

( записи в тетради- р –р йода на срез клубня)

В каких органах растений мы чаще всего обнаружим крахмал?

Как вы думаете из чего получают сахар? (правильно, из сахарного тростника или свеклы)

А что такое тростник и свекла? (Растения)

Какой вывод мы можем сделать опираясь на эти знания? (Правильно, в клетках растений содержится сахар)

Кроме крахмала и сахара в состав клеток растений входит целлюлоза или клетчатка.

Где в клетке мы ее обнаружим? (клеточная оболочка)

Как вы думаете, а какую роль это вещество играет? (Придает прочность и упругость различным частям растений)

1. Белки- (читаем и записываем)

Роль белка в клетках:

1. Входят в состав клеточных структур

2. Регулируют процессы жизнедеятельности в клетке

3. Запас

Ученик-исследователь : Я исследовала тесто из пшеничной муки . После проведенного эксперимента выяснил, что в семенах пшеницы содержится белок-клейковина. Наш вывод: в растениях есть белки.

/ученик демонстрирует результат учащимся /

( записи в тетради- липкий комочек в марле)

Белки , это очень важные вещества в клетках. Они содержится в клетках пшеницы, ржи и других злаков. Благодаря этому белку человек может из муки получать тесто и печь хлеб и пироги.

1. Жиры – ( читаем и записываем)

Роль жира в клетках:

1. При расщеплении жиров освобождается энергия

Ученик – исследователь: Объектом нашего исследования были семена подсолнечника. После того, как я их раздавил, на листе остались жирные пятна. Я сделал вывод: в семенах растений есть жиры.

/ученик демонстрирует результат учащимся /

( записи в тетради- раздавить семена )

Человек с давних пор использует растения, в которых содержится в большом количестве жир. Эти растения называют масличными.

Какие масличные растения вам известны?

6.Нуклеиновые кислоты (прочитать и записать)

Главная их роль – это хранение и передача наследственной информации

VI. Закрепление

Повторение получившейся схемы.( Приложение №1)

V. Рефлексия.

Оцениваем свою работу после окончания урока. ( Оценочный лист)

Подтвердили ли свои знания, узнали новое – всё понял, не всё понял, доработать

В?Зачем мы с вами изучаем химические вещества, входящие в растения?

Человек может использовать их для восполнения своего организма веществами растительного происхождения Слайд

Проверка уровня понимания учебного материала, психологического состояния учащихся после урока по вопросам:

Ребята по кругу высказываются одним предложением, выбирая начало фразы из рефлексивного экрана на доске:

VI1. Рефлексия. Слайд №

Что удивило вас сегодня на уроке?

Что нового вы узнали?

Чему научились?

Где сможете применить свои знания?

СЛАЙД № Значение для человека

.

V11I. Домашнее задание. Слайд№

Всем:

Параграф §8, вопросы на странице 42,

На выбор:

1. Изучите этикетки продуктов питания растительного происхождения и найдите информацию о содержании белков, жиров и углеводов. Выясните, какие продукты наиболее богаты этими веществами. Результаты исследования запишите в тетрадь.

2. Используя ресурсы Интернета или дополнительную литературу, проведите исследование и сделайте краткое сообщение о том, какие растения используют люди в разных странах для производства сахара, кроме сахарного тростника и сахарной свеклы?

Слайд 21. Всем спасибо за работу. Урок окончен!

Как
вы уже знаете, все живые организмы состоят из клеток. А все клетки состоят из
химических элементов.

На
уроках химии в старших классах вы познакомитесь со всеми известными химическими
элементами и таблицей Менделеева, которую в 1869 году изобрёл русский учёный-химик
Дмитрий Иванович Менделеев.

Сегодня
мы познакомим вас лишь с некоторыми веществами, которые составляют основу живых
организмов.

Земная
кора, например, наполовину состоит из кислорода.

Кислород
— это простое вещество, которое при нормальных условиях представляет собой газ
без цвета, вкуса и запаха.

На
четверть земная кора состоит из кремния. Он обозначается символом Si
(силициум). Кремний входит в состав песка.

Также
в состав земной коры входит алюминий ― лёгкий металл серебристо-белого цвета,
железо, кальций ― щёлочноземельный
металл − и другие элементы.

А
все живые организмы на 98 % состоят из четырёх основных элементов ― углерода,
кислорода, водорода и азота. Относительное содержание этих
химических элементов в живом веществе значительно выше, чем, например, в земной
коре.

Как
видим и живые организмы, и неживая природа содержат одинаковые химические
элементы например кислород. Кстати, у человека массой 70 кг до 40 кг кислорода.
То есть больше половины тела.

Итак,
мы сказали, что все живые организмы на 98 % состоят из четырёх основных
элементов: углерода, кислорода, водорода и азота.

Оставшиеся
2 % массы клетки приходятся на следующие элементы: калий, натрий, кальций,
хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы
(например, цинк и йод) содержатся в очень маленьких количествах.

В
клетках живых существ найдено около 80 химических элементов. Соотношение
химических элементов в живой и неживой природе различно.

Если
мы внимательнее присмотримся к химическому составу живых организмов, то
обнаружим, что разные организмы и даже клетки, выполняющие разные функции,
могут существенно отличаться друг от друга. Например, лютики накапливают литий,
ряска ― радий, а водоросли ― элемент, необходимый для нормального
функционирования нашей щитовидной железы, ― йод.

Поговорим
о биологической роли некоторых химических элементов.

Водород,
кислород, углерод, азот ― это основа органических веществ клетки.

Водород
как отдельный элемент не обладает биологической ценностью. Для организма важны
соединения, в состав которых он входит, а именно: вода, белки, жиры, углеводы, и
др. Наибольшую ценность, конечно, представляет соединение водорода с кислородом
― вода, которая является средой существования всех клеток организма.

Кислород
участвует во многих реакциях организма. Образует «мокрое» вещество клетки ―
воду.

Углерод
― самый важный химический элемент организма.

Благодаря
своим уникальным химическим свойствам он составляет химическую основу жизни.
Образуя связи с другими атомами, он составляет скелет различных по химическому
составу, строению, длине и форме органических молекул. 

Азот ―
простое вещество, газ без цвета, вкуса и запаха. Один из самых распространённых
элементов на Земле.

Чистый
азот сам по себе не обладает какой-либо биологической ролью. Свои основные
функции он выполняет в составе соединений: в составе белков (важных компонентов
всех живых организмов), в составе ДНК (благодаря которой передается вся
информация внутри клетки и по наследству), а также в составе гемоглобина крови.
Гемоглобин — это белок, который связывается с кислородом и обеспечивает его
перенос по кровяному руслу.

Кальций
― мягкий металл серебристо-белого цвета. Он входит
в состав костей и зубов. Участвует в нервной и мышечной деятельности,
свёртываемости крови. У растений входит в состав клеточной стенки.

Фосфор также
входит в состав органических веществ ― в основном, белков и нуклеиновой
кислоты (ДНК). Кроме того, фосфор ― обязательная составляющая костей и
зубной эмали.

Калий входит в состав всех клеток,
обеспечивает проведение нервного импульса, а также регуляцию сердечной
деятельности.

Натрий
зачастую работает вместе с калием. А вместе с хлором натрий поддерживает
осмотическое давление в клетке, которое делает ее прочной и упругой.

Магний
входит в состав хлорофилла, необходимого для процессов фотосинтеза.

Фотосинтез
— это процесс преобразования солнечной энергии в энергию химических связей
органических веществ при участии фотосинтетических пигментов (хлоропластов).
Этот процесс осуществляют зеленые растения.

Железо
мы найдём в составе многих ферментов, которые ускоряют химические реакции в
организме. Также железо находится в гемоглобине крови.

Неживая
природа примерно на четверть состоит из кремния. Он участвует в
формировании костей, а также входит в состав клеточной оболочки растений.

Цинк участвует
в процессе, который регулирует содержание сахара в крови.

Медь
у
некоторых беспозвоночных животных (членистоногих, моллюсков) окрашивает жидкость,
которая выполняет те же функции, что и кровь, в голубой цвет.

Фтор входит
в состав зубной эмали. В нашем организме он накапливается в костной ткани.

Йод
нужен для нормального функционирования щитовидной железы.

Кобальт ―
принимает участие в процессах кроветворения.

Как
мы видим, каждый химический элемент выполняет свою роль в живых организмах. Для
одних функций необходимо высокое содержание определённого элемента, а для
других ― низкое. Но абсолютно все они являются жизненно необходимыми.

Химические
элементы соединяясь между собой, образуют неорганические и органические
вещества.

Неорганические
вещества клетки ― это вода и минеральные соли. Важнейшее
из неорганических веществ − это вода. Больше всего воды содержится в
клетках (от 40 до 95 % общей массы клетки). Вода придаёт клетке упругость,
определяет ее форму, участвует в обмене веществ.

Приблизительно
1–1,5 % общей массы клетки составляют минеральные соли, в частности соли
кальция, калия, фосфора и др.

А
соединения азота, фосфора, кальция и другие неорганические вещества
используются для синтеза органических молекул (белков, нуклеиновых кислот и
др.)

Органические
вещества входят в состав всех живых организмов. К ним относят
углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты и другие вещества.

Белки
играют
важнейшую роль в жизни клеток. Они входят в состав разнообразных клеточных
структур, регулируют процессы жизнедеятельности.

Белки
переносят важные вещества по организму. Например, гемоглобин переносит
кислород из лёгких к клеткам других тканей.

Специфические
белки выполняют защитную функцию. Они защищают организм от вторжения чужеродных
организмов и от повреждения. Например, на проникновение в организм чужеродных
белков реагирует иммунная система.

Белки
также являются источником энергии, при их расщеплении происходит ее выделение.

Углеводы ―
это важная группа органических веществ, в результате расщепления, которых
клетки также получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности. Углеводы
входят в состав оболочек клеток в виде целлюлозы, придавая им прочность.

Запасающие
вещества в клетках ― крахмал и сахара − также относятся к
углеводам.

Жиры
откладываются
в клетках. При их расщеплении также освобождается необходимая живым организмам
энергия.

Химический состав клетки. Жизнедеятельность клеток

В организме человека обнаружено 86 постоянно присутствующих элементов периодической системы Д.И. Менделеева. Из них 25 необходимы для поддержания жизнедеятельности, 18 из которых абсолютно необходимы, а 7 – полезны. На долю четырёх химических элементов – кислорода, водорода, углерода и азота – приходится около 98% массы клетки. Другие элементы присутствуют в ней в незначительных количествах: серы 0,15-0,2%, цинка 0,003%, а йода – всего 0,000001%.

Основные вещества клетки включают молекулы нуклеиновых кислот, белков, жиров, углеводов, воды|воды, кислорода и углекислого газа. В неживой природе эти вещества нигде не встречаются вместе.

Основные вещества клетки =Нуклеиновые кислоты|кислоты + Белки|Белки + Жиры (липиды) +Углеводы + Вода + Кислород + Углекислый газ

Нуклеиновые кислоты|кислоты являются основой молекул дезоксирибонуклеиновой и рибонуклеиновой кислот – хранителей наследственной (генетической) информации, о которых мы скажем чуть позже.

Белки|Белки – основные вещества, необходимые клетке для существования и выполнения своих функций. Они составляют 50% сухой массы клетки. Само понятие “жизнь” в биологическом смысле неразрывно связано с понятием белка|белка – будь то клетка или организм в целом. Белки|Белки – сложные высокомолекулярные вещества, состоящие из аминокислот. Трудно сказать почему, но из всего многообразия аминокислот для построения белковых молекул природа выбрала лишь двадцать (представим их в виде бусин разных цветов), а белки|белки представляют собой бусы, собранные в нужном порядке. При условии, что число аминокислот (бусин) в одной белковой цепи достигает нескольких сотен, число возможных комбинаций белковых молекул (бус) практически неограниченно! Белковая молекула не остаётся в клетке в форме нити бус (это всего лишь первичная структура), она компактно “упаковывается” благодаря химическим и физическим связям, возникающим между атомами аминокислот, по мере синтезирования белковой цепи. Вторичная структура белка|белка похожа на спираль, а третичная – на плотный шарик (глобулу) или шнур (фибриллу). Так называемая четвертичная структура образуется при объединении нескольких белковых молекул между собой и/или с небелковыми молекулами. Например, молекула гемоглобина состоит из гема – частицы небелковой природы, содержащей железо, и глобина – белка|белка.

С учётом биологического назначения, белки|белки можно разделить на три группы:

1) ферменты – биологические катализаторы химических реакций в клетке;

2) специфические белки|белки, производимые “на экспорт” (гормоны, медиаторы и другие);

3) структурные белки|белки, необходимые для восстановления и обновления клеточных элементов.

Из молекул жиров (точнее, из фосфолипидов) состоят всё|все мембраны клетки. Жиры используются организмом как теплоизолятор, предохраняя его от потери тепла. Большое значение имеют жиры и как внутренний резерв для извлечения воды|воды: при “сжигании” 1 кг жира образуется 1,1 кг воды|воды. Кроме того, жиры являются богатейшим источником энергии.

Углеводы, в первую очередь глюкоза и гликоген (полимер глюкозы), являются основным и легко доступным источником энергии. Однако энергетическая ценность жиров в 6 раз выше энергетической ценности гликогена, а запасы жиров в здоровом организме превышают запасы гликогена в печени и мышцах в 30 раз.

Большинство клеток на 70-80% состоят из воды, костные клетки – на 20%. Даже в эмали зубов – самой|самой твёрдой ткани организма – содержится 10% воды|воды. Вода является универсальным растворителем, в ней происходят всё|все биохимические реакции клетки, при участии воды|воды осуществляется теплорегуляция. Вода во многом определяет физические свойства клетки – её объем|объём, упругость, участвует в метаболизме, транспорте питательных веществ, кислорода, углекислого газа, а также в выведении токсичных веществ из организма.

Кислород – мощный природный окислитель – поступает в клетку в процессе преобразования энергии, а углекислый газ является одним из конечных продуктов процесса клеточного дыхания.

Видео по теме : Химический состав клетки

Каждая клетка содержит множество химических элементов, участвующих в различных химических реакциях и жизнедеятельности клеток. Химические процессы, протекающие в клетке — одно из основных условий её жизни, развития и функционирования. Одних химических элементов в клетке больше, других — меньше.

На атомарном уровне различий между органическим и неорганическим миром живой природы нет: живые организмы состоят из тех же атомов, что и тела|тела неживой природы. Однако соотношение разных химических элементов в живых организмах и в земной коре сильно различается. Кроме того, живые организмы могут отличаться от окружающей их среды|среды по изотопному составу химических элементов.

Условно всё|все элементы клетки можно разделить на три группы.

• Макроэлементы
• Микроэлементы
• Ультрамикроэлементы
• Молекулярный состав клетки
• Макроэлементы

К макроэлементам относят кислород (65—75 %), углерод (15—18 %), водород (8—10 %), азот (2,0—3,0 %), калий (0,15—0,4 %), сера|сера (0,15—0,2 %), фосфор (0,2—1,0 %), хлор (0,05—0,1 %), магний (0,02—0,03 %), натрий (0,02—0,03 %), кальций (0,04—2,00 %), железо (0,01—0,015 %). Такие элементы, как C, O, H, N, S, P входят в состав органических соединений.

Углерод — входит в состав всех органических веществ; скелет из атомов углерода составляет их основу. Кроме того, в виде CO2 фиксируется в процессе фотосинтеза и выделяется в ходе дыхания, в виде CO (в низких концентрациях) участвует в регуляции клеточных функций, в виде CaCO3 входит в состав минеральных скелетов.

Кислород — входит в состав практически всех органических веществ клетки. Образуется в ходе фотосинтеза при фотолизе воды|воды. Для аэробных организмов служит окислителем в ходе клеточного дыхания, обеспечивая клетки энергией. В наибольших количествах в живых клетках содержится в составе воды|воды.

Водород — входит в состав всех органических веществ клетки. В наибольших количествах содержится в составе воды|воды. Некоторые бактерии окисляют молекулярный водород для получения энергии.

Азот — входит в состав белков, нуклеиновых кислот и их мономеров — аминокислот и нуклеотидов. Из организма животных выводится в составе аммиака, мочевины, гуанина или мочевой кислоты|кислоты как конечный продукт азотного обмена. В виде оксида азота NO (в низких концентрациях) участвует в регуляции кровяного давления.

Сера|Сера — входит в состав серосодержащих аминокислот, поэтому содержится в большинстве белков. В небольших количествах присутствует в виде сульфат-иона в цитоплазме клеток и межклеточных жидкостях.

Фосфор — входит в состав АТФ, других нуклеотидов и нуклеиновых кислот (в виде остатков фосфорной кислоты|кислоты), в состав костной ткани и зубной эмали (в виде минеральных солей), а также присутствует в цитоплазме и межклеточных жидкостях (в виде фосфат-ионов).

Магний — кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК; поддерживает целостность рибосом и митохондрий, входит в состав хлорофилла. В животных клетках необходим для функционирования мышечных и костных систем.

Кальций — участвует в свёртывании крови, а также служит одним из универсальных вторичных посредников, регулируя важнейшие внутриклеточные процессы (в том числе участвует в поддержании мембранного потенциала, необходим для мышечного сокращения и экзоцитоза). Нерастворимые соли|соли кальция участвуют в формировании костей|костей и зубов позвоночных и минеральных скелетов беспозвоночных.

Натрий — участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, процессах осморегуляции (в том числе в работе почек у человека) и создании буферной системы крови.

Калий — участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, регуляции сокращения сердечной мышцы.Содержится в межклеточных веществах.

Хлор — поддерживает электронейтральность клетки.

К микроэлементам, составляющим от 0,001 % до 0,000001 % массы тела|тела живых существ, относят ванадий, германий, йод (входит в состав тироксина, гормона щитовидной железы), кобальт (витамин В12), марганец, никель, рутений, селен|селён, фтор (зубная эмаль), медь, хром, цинк

Цинк — входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении, в состав инсулина

Медь — входит в состав окислительных ферментов, участвующих в синтезе цитохромов.

Селен|Селён — участвует в регуляторных процессах организма.

Ультрамикроэлементы

Ультрамикроэлементы составляют менее 0,0000001 % в организмах живых существ, к ним относят золото, серебро оказывают бактерицидное воздействие, ртуть подавляет обратное всасывание воды|воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты. Так же к ультрамикроэлементам относят платину и цезий. Некоторые к этой группе относят и селен|селён, при его недостатке развиваются раковые заболевания. Функции ультрамикроэлементов ещё мало|мало понятны.

Химический состав клетки: микро- и макроэлементы

Клетки всех живых организмов имеют сходный химический состав, включающий в себя органические и неорганические вещества. Каждое из таких соединений выполняет в структуре живого определенную функцию, которая связана с их строением.

Химический состав клетки

Большая часть химических элементов, находящихся в Периодической системе Менделеева Д.И., обнаружена внутри живых клеток. Там они находятся не в хаотичном расположении, а образуют органические и неорганические соединения. Хотя соединений неорганического типа внутри «живого» больше, роль органических веществ гораздо значимее!

Областью биологии, занимающейся изучением химического состава клеток, является биохимия. На долю органических веществ выпала функция определения уникальности живого организма на планете.

Макро- и микроэлементы

Все содержащиеся внутри живых клеток элементы объединяют в две большие группы: микроэлементы и макроэлементы.

О микроэлементах

Внутри живых клеток содержится минимальная часть микроэлементов (0,01%), но без этого количества живые организмы не могут полноценно существовать. В категорию микроэлементов относят:

• фтор (формирует зубную эмаль);
• йод (синтезирует гормон щитовидной железы);
• кобальт (составная часть витамина В12);
• медь (участвует в дыхании);
• цинк (входит в состав инсулина);
• магний (входит в состав молекулы хлорофилла у растений);
• кремний (образование коллагеновых волокон);
• литий (регулирует процессы размножения).

Условия окружающей среды определяют концентрацию химических элементов внутри живого организма. К примеру, повышенное содержание меди имеется внутри моллюсков, а железа – в позвоночных организмах.

Про макроэлементы

Внутри живого организма содержание макроэлементов составляет около 99%. Наиболее важная роль из них отводится:

• азоту;
• углероду;
• водороду;
• кислороду.

Это органогенные элементы, так как они образуют главные органические соединения. Остальные (сера, фосфор и прочие) отвечают за происходящие в живом организме процессы.

При избытке либо дефиците в организме микро- и макроэлементов развиваются различные заболевания. Поэтому, периодически следует восполнять концентрацию данных элементов в живом организме, увеличивая или уменьшая их количество в пище.

Неорганические вещества клетки

В категорию неорганических соединений относят минеральные соли и воду.

1. Минеральные соли.
   • Данные вещества представлены в организмах в нерастворенных либо растворенных формах. Их основной функцией служит поддержание буферных свойств цитоплазмы (постоянство слабощелочной реакции внутри цитоплазмы). Также они ответственны за формирование зубов и костей, участвуют в процессах кроветворения. У растений минеральные соли ответственны за интенсивность процесса фотосинтеза и рост.
2. Молекулы воды.
   • Благодаря наличию в ее структуре прочных ковалентных связей, вода обладает ярко выраженными свойствами «растворителя».

Органические вещества клетки

К органическим соединениям, находящимся внутри живого относят:

1. Белки. Данные органические полимеры состоят из аминокислот, образуя в организме первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры строения. Основными их функциями являются: строительная (входят в состав клеточных мембран), защитная (иммунобелки) и транспортная (перенос кислорода гемоглобином).
2. Жиры. Это липидоподобные соединения, обладающие яркими гидрофобными свойствами. При расщеплении 1 г. жира высвобождается значительное количество энергии(38,9 кДж), идущей на поддержание температуры тела и выполнение движений.
3. Углеводы. Данные соединения состоят из углерода, кислорода и водорода. Различают следующие группы углеводов: моносахариды (глюкоза, фруктоза, рибоза), дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза) и полисахариды (крахмал, гликоген, целлюлоза). При их расщеплении выделяется много энергии, необходимой для протекания процессов жизнедеятельности. Также, они способны накапливаться как запасные питательные вещества в виде крахмала и гликогена.
4. Нуклеиновые кислоты. Представлены молекулами рибонуклеиновой (РНК) и дезоксирибонуклеиновой (ДНК) кислот. РНК ответственна за синтез белковых молекул и транспортировку аминокислот. ДНК отвечает за хранение наследственных признаков с их последующей передачей.
5. Аденозинтрифосфорная кислота. Состоит из: трех остатков фосфорной кислоты, аденина (азотистое основание) и рибозы (пятиосновного сахара). Молекулы аденозинтрифосфорной кислоты АТФ отвечают за идущий в митохондриях синтез энергии и ее хранение.

Взаимосвязь строения и функций неорганических и органических веществ

Выполняемые неорганическими и органическими веществами функции тесно связаны с их строением. Так, покрывающая клетку мембрана (оболочка) содержит в своем составе углеводы, белки и липиды. Находящиеся на поверхности клеточной оболочки белки-рецепторы воспринимают сигналы из окружающего пространства, выполняя тем самым рецепторную функцию.

Содержание липидов (жиров) внутри мембран определяет проницаемость оболочки для одних соединений и непроницаемость для других. Углеводы ответственны за синтез молекул АТФ, запасающих энергию. Аналогично связано строение других компонентов клетки с их составом.

Роль химических веществ в клетке и организме человека

Внутри живых организмов каждое химическое вещество играет определенную роль, благодаря чему весь организм способен полноценно жить. Так, присутствие в клетке магния способствует выработке некоторых ферментов и формированию хлорофилла у растений. Кальций формирует прочность зубов и костей человека, а также активирует работу волокон мышц.

Без серы в организме не смогут образовываться белки, а без ионов натрия и калия в клетку не смогут поступать некоторые соединения.

Химический состав клетки

Все организмы на нашей планете состоят из клеток, которые схожи между собой химическим составом. В данной статье мы кратко расскажем о химическом составе клетки, роль различных веществ в жизнедеятельности всего организма, узнаем, какая наука изучает данный вопрос.

Группы элементов химического состава клетки

Наука, которая изучает строение живой клетки, называется цитологией. Химический состав клеток и превращения веществ в организме рассматривает наука биохимия.

Все элементы, входящие в химическую структуру организма, можно условно поделить на три группы:

• макроэлементы;
• микроэлементы;
• ультрамикроэлементы.

К макроэлементам относятся водород, углерод, кислород и азот. На их долю приходится почти 98% массы всех составных элементов. Эти макроэлементы называются органогенными, так как они образуют молекулы органических веществ (белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов).

Микроэлементы имеются в количестве от стотысячных до тысячных долей процента. Например, хром, медь, цинк и другие. И совсем малое содержание в клетке ультрамикроэлементов – миллионные доли процента.

которые читают вместе с этой

В переводе с греческого «макрос» – большой, а «микро» – маленький.

Рис. 1 Содержание химических элементов в клетке

Учёные установили, что каких-либо особенных элементов, которые присущи только лишь живым организмам, нет. Поэтому и живая, и неживая природа состоит из одних и тех же элементов. Этим доказывается их общность и взаимосвязь.

Несмотря на количественное содержание, входящие в состав живого элементы играют важную роль. Поддержание постоянного химического состава в организме является важным условием жизни. Ведь у каждого из химических элементов есть своё значение.

Роль некоторых химических элементов клетки

Макроэлементы углерод, водород, кислород и азот являются основой биополимеров, а именно белков и нуклеиновых кислот, первые три из них входят в состав углеводов и липидов. В состав органических веществ входят также фосфор и сера.

Многие элементы входят в состав жизненно важных веществ, участвуют в обменных процессах. Они являются составными компонентами минеральных солей, которые находятся в виде катионов и анионов, их соотношение определяет кислотность среды. Чаще всего она слабощелочная. Ионы натрия и калия участвуют в проведение нервных импульсов.

Гемоглобин содержит железо, хлорофилл – магний, твердость костям и зубам придают нерастворимые соли кальция.

Рис. 2. Состав клетки

Некоторые химические элементы являются компонентами неорганических веществ, например, воды. Она играет большую роль в жизнедеятельности как растительной, так и животной клетки. Вода является хорошим растворителем, из-за этого все вещества внутри организма делятся на:

• Гидрофильные– растворяются в воде;
• Гидрофобные– не растворяются в воде.

Благодаря наличию воды клетка становится упругой, она способствует перемещению органических веществ в цитоплазме, является участником различных реакция (например, фотосинтеза), участвует в регуляции температурного режима.

Рис. 3. Вещества клетки.

Таблица “Свойства химического состава клетки”

Чтобы наглядно понять, какую роль играют химические элементы, входящие в состав клетки, мы внесли их в следующую таблицу:

Элементы

Значение

Кислород, углерод, водород, азот.

Содержатся в органических веществах и воде.

Составной компонент оболочки у растений, в животном организме находится в составе костей и зубов, принимает активное участие в свёртываемости крови.

Содержится в нуклеиновых кислотах, ферментах, клеточных мембранах в составе фосфолипидов, костной ткани и зубной эмали в соединении с кальцием.

Является основой белков, ферментов и витаминов.

Обеспечивает передачу нервных импульсов, активирует синтез белка, процессы фотосинтеза и роста.

Один из компонентов желудочного сока, провокатор ферментов.

Принимает активное участие в обменных процессах, компонент гормона щитовидной железы.

Обеспечивает передачу импульсов в нервной системе, поддерживает постоянное давление внутри клетки, провоцирует синтез гормонов.

Составной элемент хлорофилла, костной ткани и зубов, провоцирует синтез ДНК и процессы теплоотдачи.

Составная часть гемоглобина, хрусталика, роговицы, участвует в синтезе хлорофилла, транспорте кислорода по организму.

Составная часть процессов кровообразования, фотосинтеза, ускоряет внутриклеточные процессы окисления.

Активизирует фотосинтез, участвует в кровообразовании, обеспечивает высокую урожайность.

Составная часть зубной эмали.

Регулирует рост растений.

Что мы узнали?

Каждая клетка живой природы имеет схожий набор химических элементов. Все химические элементы, входящие в состав живого, присутствуют в неживой природе. Это указывает на общность происхождения и взаимосвязь. В зависимости от содержания в организме выделяют макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы, у каждого из которых есть своя роль.

Химический состав клетки — кратко о свойствах, особенностях и функциях веществ

Изучив живую природу, ученые пришли к выводу, что организмы состоят из тех же атомов, что и тела неживой материи. Соотношение различных веществ в живых телах и земле существенно отличается. В состав клетки входят химические элементы, которые образуют органические и неорганические компоненты. Уникальность химического состава связана с незначительным количеством первых. Их синтез происходит в процессе жизнедеятельности, что обеспечивает нормальное развитие организма. Элементы, входящие в химический состав, классифицируются на 3 группы:

• ультрамикроэлементы;
• микроэлементы;
• макроэлементы.

К ультрамикроэлементам относятся золото, серебро, ртуть. Два первых компонента оказывают на организм бактерицидное воздействие. Ртуть необходима для подавления обратного всасывания воды в канальцах почек. Она воздействует на ферменты. Другие вещества, которые относятся к ультрагруппе:

• платина;
• цезий.

На долю микроэлементов приходится от 0,001% массы тела человека. Группа состоит из кобальта, никеля, селена, меди, цинка, хрома. Особенность цинка заключается в наличии в его составе ферментов, которые способствуют спиртовому брожению. К окислительным ферментам относится медь. Она участвует в синтезе цитохромов. За регуляцию процессов, протекающих в организме, отвечает селен.

Описание макропоказателей

Макроэлементы представлены в виде кислорода, водорода, калия, азота, серы, натрия, железа и других веществ. Некоторые компоненты являются минералами, органическими соединениями. К примеру, углерод состоит из атомов и выделяется при дыхании в виде CO2. В минералах он присутствует в незначительном количестве.

К органическим компонентам относится кислород. Он образуется при фотосинтезе. Аэробными организмами он используется в качестве окислителя при дыхании, обеспечивая их энергией. Особенности строения других макроэлементов:

1. Водород. Находится в органических органоидах. В максимальной концентрации присутствует в воде. Некоторые бактерии способствуют проведению окислительной реакции.
2. Азот. Присутствует в белках, мономерах и нуклеиновых кислотах. У животных он выводится с мочевиной, гуанином, аммиаком. В комплексе с оксидом азота вещество регулирует кровяное давление.
3. Сера. Содержится в аминокислотах и белках. В незначительном количестве присутствует в цитоплазме и межклеточной жидкости.

В АТФ находится фосфор, который способствует укреплению эмали и костей. Его содержание наблюдается в цитоплазме и межклеточной жидкости.

Дополнительные компоненты

За синтез ДНК и энергетический обмен отвечает магний. Он поддерживает целостность внутриклеточных структур, включая митохондрии. У животных магний отвечает за функционирование мышечных масс. С помощью кальция обеспечивается свертываемость крови. Он считается вторичным посредником в регулировке внутриклеточных процессов, обеспечивая:

• поддержку состава мембран;
• образование минеральных скелетов.

За мембранный потенциал отвечает натрий. Одновременно он способствует генерации нервного импульса и осморегуляции почек. К сокращению миокарда приводит калий. Он содержится и в межклеточном пространстве. Хлор поддерживает электронейтральность элементарных тел. В молекулярный состав клеток входят следующие компоненты:

• вода;
• белки;
• углеводы;
• минеральные соли;
• АТФ.

Основная составляющая биополимеров — макроэлементы. Микрокомпоненты принимают активное участие в обменных процессах. Они считаются составными веществами минералов, которые присутствуют в клетках в виде анионов и катионов. За счет их соотношения определяется щелочная среда. Чаще она носит слабый характер, так как концентрация минеральных солей не изменяется.

При нарушении баланса между компонентами клетки развиваются патологические состояния. Для нормализации работы всего организма рекомендуется пройти комплексное обследование. На основе полученных результатов врач ставит диагноз и назначает адекватное лечение.

Частная школа. 9 класс

Биология 9 класс. Углеводы. Липиды. Белки. Аминокислоты. Нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК. Нуклеотиды. АТФ. Конспекты по учебнику. § 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ (Пасечник). Электронная версия. Цитаты использованы в учебных целях.

§ 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ

Химический состав клетки.

По химическому составу клетки разных организмов и даже клетки, выполняющие различные функции в одном многоклеточном организме, могут существенно отличаться друг от друга. В то же время разные клетки включают в себя практически одни и те же химические элементы. Сходство элементарного химического состава клеток разных организмов доказывает единство живой природы. Вместе с тем нет ни одного химического элемента, содержащегося в живых организмах, который не был бы найден в телах неживой природы. Это указывает на общность живой и неживой природы.

Элементы, входящие в состав организмов, могут быть составными частями молекул разнообразных неорганических и органических соединений либо находиться в форме ионов (К + , Na + , Са 2+ , Mg 2+ , Cl — , HCO₃ — , Н₂РO₄ — , SO₄ 2- и др.). Соединения азота, фосфора, кальция и другие неорганические вещества используются для синтеза молекул органических веществ.

Соотношение химических элементов в клетках различно (рис. 4). Так, примерно 98% от массы любой клетки приходится на четыре элемента: кислород (72%), углерод (15%), водород (8%) и азот (3%). Около 2% от массы клетки приходится на следующие восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы содержатся в клетке в крайне малом количестве.

Углерод входит в состав всех органических соединений. Его атомы способны образовывать цепочки практически любой длины. Углеродные цепочки обеспечивают многообразие органических соединений. Многие органические соединения, входящие в состав клеток, характеризуются большим размером молекул. Такие макромолекулы обычно состоят из повторяющихся, сходных по структуре соединений. Эти соединения получили название мономеров (греч. monos — один). Образованную мономерами макромолекулу называют полимером (греч. poly — много). Молекула полимера может состоять из многих тысяч соединённых между собой мономеров, которые могут быть одинаковыми (рис. 5, а) или разными (рис. 5, б).

Полимеры, входящие в состав клеток, называют биологическими полимерами или биополимерами. Свойства биополимеров зависят от строения их молекул: от числа и разнообразия мономерных звеньев.

Роль неорганических и органических веществ в клетке.

Среди неорганических веществ клетки на первом месте по массе стоит вода. Так, в бактериальных и животных клетках её содержание составляет примерно 70%, а в растительных — 90%. В организме человека на долю воды приходится 65%. Вода выполняет множество функций: сохранение объёма и упругости клетки, растворение различных веществ. В клетке большая часть химических реакций протекает в водных растворах. Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.

Углеводы, или сахариды, входят в состав клеток всех живых организмов. Своё название они получили потому, что у большинства из них соотношение водорода и кислорода в молекуле такое же, как и в молекуле воды. Общая формула углеводов — (СН₂O)_n, где n — целое число не меньше 3, например формула глюкозы — С₆Н₁₂О₆. Основная функция углеводов — энергетическая. При их ферментативном расщеплении и окислении выделяется энергия, которая обеспечивает жизнедеятельность организма.

Очень важной является также структурная, или строительная, функция углеводов. Сложные углеводы (полисахариды) входят в состав межклеточного вещества кожи, сухожилий, хрящей, придавая им прочность и эластичность.

Липиды (греч. lipos — жир) — обширная группа жиров и жироподобных веществ, которые содержатся во всех живых клетках. Они практически нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях (бензин, хлороформ, эфир и др.). Наиболее простые и широко распространённые липиды — жиры. Одна из основных функций жиров — энергетическая. Жиры дают энергии в 2 раза больше, чем углеводы, взятые в той же массе. Кроме того, липиды выполняют защитную и регуляторную функции. Многие производные липидов (например, витамины A, D, Е) участвуют в обменных процессах, происходящих в организме, выполняя регуляторную функцию.

Белки — самые многочисленные среди органических веществ. Это наиболее разнообразные, имеющие важнейшее значение биополимеры. Мономерами белков являются аминокислоты. Бесконечное разнообразие белков создаётся за счёт различного сочетания всего 20 аминокислот. Важнейшими функциями белковых молекул являются: структурная (строительная), ферментативная, регуляторная (гормональная) и транспортная.

Нуклеиновые кислоты содержатся во всех клетках, это самые крупные молекулы, которые образуют живые организмы. Нуклеиновые кислоты представляют собой единую систему, направленную на хранение и реализацию наследственной информации через синтез белков в клетке. В клетках имеется два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Они являются биополимерами, состоящими из мономеров — нуклеотидов.

Каждый нуклеотид состоит из трёх компонентов, соединённых химическими связями. Это — азотистое основание, углевод (рибоза или дезоксирибоза) и остаток фосфорной кислоты. Азотистые основания (аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил) определяют тип нуклеотида: адениловый (А), гуаниловый (Г), цитидиловый (Ц), тимидиловый (Т), урациловый (У). Каждая цепь ДНК или РНК является полинуклеотидом, состоящим из нескольких десятков тысяч нуклеотидов.

Нуклеотиды также являются структурной основой целого ряда важных для жизнедеятельности клетки органических веществ. К таким соединениям относятся высокоэнергетические соединения, например аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) — универсальный хранитель и переносчик энергии в клетке.

МОЯ ЛАБОРАТОРИЯ

Все элементы по содержанию в живых организмах разделяют на три группы:

• макроэлементы (до 0,001% от массы клетки);
• микроэлементы (от 0,001 до 0,000001% от массы клетки);
• ультрамикроэлементы (не более 0,000001% от массы клетки).

ВОПРОСЫ и ЗАДАНИЯ:

• 1) Какие химические элементы входят в состав клетки?
• 2) Какова роль воды в клетке?
• 3) Какие функции выполняют углеводы в клетке?
• 4) Какие функции белков вам известны?
• 5) Какова роль нуклеиновых кислот в клетке?
• 6) Какую функцию выполняет АТФ?
• 7) Объясните, почему считают, что углерод составляет химическую основу жизни.

ПОДУМАЙТЕ! Почему можно утверждать, что химический состав клетки служит доказательством единства живой природы и общности живой и неживой природы?

Биология 9 класс. Конспекты по учебнику. § 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ (Пасечник). Электронная версия. Цитаты использованы в учебных целях.

Химический состав клетки

Каждая клетка содержит множество химических элементов, участвующих в различных химических реакциях. Химические процессы, протекающие в клетке — одно из основных условий её жизни, развития и функционирования. Одних химических элементов в клетке больше, других — меньше.

На атомарном уровне различий между органическим и неорганическим миром живой природы нет: живые организмы состоят из тех же атомов, что и тела неживой природы. Однако соотношение разных химических элементов в живых организмах и в земной коре сильно различается. Кроме того, живые организмы могут отличаться от окружающей их среды по изотопному составу химических элементов.

Условно все элементы клетки можно разделить на три группы.

Содержание

Макроэлементы

Углерод — входит в состав всех органических веществ; скелет из атомов углерода составляет их основу. Кроме того, в виде CO₂ фиксируется в процессе фотосинтеза и выделяется в ходе дыхания, в виде CO (в низких концентрациях) участвует в регуляции клеточных функций, в виде CaCO₃ входит в состав минеральных скелетов.

Кислород — входит в состав практически всех органических веществ клетки. Образуется в ходе фотосинтеза при фотолизе воды. Для аэробных организмов служит окислителем в ходе клеточного дыхания, обеспечивая клетки энергией. В наибольших количествах в живых клетках содержится в составе воды.

Водород — входит в состав всех органических веществ клетки. В наибольших количествах содержится в составе воды. Некоторые бактерии окисляют молекулярный водород для получения энергии.

Азот — входит в состав белков, нуклеиновых кислот и их мономеров — аминокислот и нуклеотидов. Из организма животных выводится в составе аммиака, мочевины, гуанина или мочевой кислоты как конечный продукт азотного обмена. В виде оксида азота NO (в низких концентрациях) участвует в регуляции кровяного давления.

Сера — входит в состав серосодержащих аминокислот, поэтому содержится в большинстве белков. В небольших количествах присутствует в виде сульфат-иона в цитоплазме клеток и межклеточных жидкостях.

Фосфор — входит в состав АТФ, других нуклеотидов и нуклеиновых кислот (в виде остатков фосфорной кислоты), в состав костной ткани и зубной эмали (в виде минеральных солей), а также присутствует в цитоплазме и межклеточных жидкостях (в виде фосфат-ионов).

Магний — кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК; поддерживает целостность рибосом и митохондрий, входит в состав хлорофилла. В животных клетках необходим для функционирования мышечных и костных систем.

Кальций — участвует в свёртывании крови, а также служит одним из универсальных вторичных посредников, регулируя важнейшие внутриклеточные процессы (в том числе участвует в поддержании мембранного потенциала, необходим для мышечного сокращения и экзоцитоза). Нерастворимые соли кальция участвуют в формировании костей и зубов позвоночных и минеральных скелетов беспозвоночных.

Натрий — участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, процессах осморегуляции (в том числе в работе почек у человека) и создании буферной системы крови.

Калий — участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, регуляции сокращения сердечной мышцы.Содержится в межклеточных веществах.

Хлор — поддерживает электронейтральность клетки.

Микроэлементы

К микроэлементам, составляющим от 0,001 % до 0,000001 % массы тела живых существ, относят ванадий, германий, йод (входит в состав тироксина, гормона щитовидной железы), кобальт (витамин В12), марганец, никель, рутений, селен, фтор (зубная эмаль), медь, хром, цинк

Цинк — входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении, в состав инсулина

Медь — входит в состав окислительных ферментов, участвующих в синтезе цитохромов.

Селен — участвует в регуляторных процессах организма.

Ультрамикроэлементы

Ультрамикроэлементы составляют менее 0,0000001 % в организмах живых существ, к ним относят золото, серебро оказывают бактерицидное воздействие, ртуть подавляет обратное всасывание воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты. Так же к ультрамикроэлементам относят платину и цезий. Некоторые к этой группе относят и селен, при его недостатке развиваются раковые заболевания. Функции ультрамикроэлементов еще мало понятны.

Молекулярный состав клетки

Соединения
Неорганические		Органические
Вода Минеральные соли	70—80 % 1,0—1,5 %	Белки Углеводы Жиры Нуклеиновые кислоты АТФ, соли и др. вещества	10—20 % 0,2—2,0 % 1—5 % 1,0—2,0 % 0,1—0,5 %

См. также

• Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
• Проверить достоверность указанной в статье информации.
• Исправить статью согласно стилистическим правилам Википедии.
• Проставив сноски, внести более точные указания на источники.
• Добавить иллюстрации.

• Цитология
• Метаболизм

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Химический состав клетки» в других словарях:

Строение и химический состав бактериальной клетки — Общая схема строения бактериальной клетки показана на рисунке 2. Внутренняя организация бактериальной клетки сложна. Каждая систематическая группа микроорганизмов имеет свои специфические особенности строения. Клеточная стенка.… … Биологическая энциклопедия

Строении клетки красных водорослей — Своеобразие внутриклеточного строения красных водорослей складывается как из особенностей обычных клеточных компонентов, так и из наличия специфических внутриклеточных включений. Клеточные оболочки. В клеточных оболочках красных… … Биологическая энциклопедия

Серебро химический элемент — (Argentum, argent, Silber), хим. знак Ag. С. принадлежит к числу металлов, известных человеку еще в глубокой древности. В природе оно встречается как в самородном состоянии, так и в виде соединений с другими телами (с серой, напр. Ag 2S… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Серебро, химический элемент — (Argentum, argent, Silber), хим. знак Ag. С. принадлежит к числу металлов, известных человеку еще в глубокой древности. В природе оно встречается как в самородном состоянии, так и в виде соединений с другими телами (с серой, напр. Ag2S серебряный … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Клетка — У этого термина существуют и другие значения, см. Клетка (значения). Клетки крови человека (РЭМ) … Википедия

Комплексный справочник по Биологии — Термин Биология был предложен выдающимся французким естествоиспытателем и эволюционистом Жаном Батистом Ламарком в 1802 году для обозначения науки о жизни как особым явлении природы. Сегодня биология представляет собой комплекс наук, изучающих… … Википедия

Живая клетка — Клетка элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов (кроме вирусов, о которых нередко говорят как о неклеточных формах жизни), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию,… … Википедия

Клетка (биология) — Клетка элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов (кроме вирусов, о которых нередко говорят как о неклеточных формах жизни), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию,… … Википедия

цитохимия — (цито + химия) раздел цитологии, изучающий химический состав клетки и ее компонентов, а также обменные процессы и химические реакции, которые лежат в основе жизнедеятельности клетки … Большой медицинский словарь

Цитохи́мия — (Цито + химия) раздел цитологии, изучающий химический состав клетки и ее компонентов, а также обменные процессы и химические реакции, которые лежат в основе жизнедеятельности клетки … Медицинская энциклопедия