Химический состав клетки.
Химические элементы клетки.
В клетке содержится примерно 70 химических элементов, которые условно делятся на 2 группы:
1.Макроэлементы (C, H, O, N, S, Fe, Ca, Na, P, Ca, K)
2.Макро элементы (Mg, Se, I, Zn)
Химический состав клетки.
I.Неорганические вещества
1.Вода, составляет примерно 70% от массы клетки. рис.0
Значения и функции воды для клетки и организма:
1.Является растворителем
2.Придает клетке упругость и объем (увядание растений)
3.Необходима для поддержания гомеостаза
4.Транспорт веществ
2.Минеральные соли (содержание 1 - 1,5% в клетке)
Значения и функции минеральных веществ в клетке:
1. Металлы минеральных солей входят в состав многих ферментов
2. Растворы минеральных солей являются средой для химических реакций
II.Органические вещества
Особенности:
1.Основной элемент- углерод, который образует скелет органических молекул.
2.Мелкие молекулы органических веществ, называют мономерами (monos – один, meros – часть)
3.Из мономеров построены молекулы полимеров.
*Полимеры – крупные молекулы органических веществ.
Например: глюкоза - мономер крахмала
Основные группы органических веществ:
Углеводы 
Значение и функции углеводов для клетки:
1.Энергетическая (глюкоза, сахароза) при расщеплении 1 г выделяется 17.2 кДж/моль энергии
2.Запасающая (крахмал, гликоген)
3.Защитная, строительная (целлюлоза)
Липиды (жиры)
Молекула жиров состоит из двух частей. Головная часть образована из молекулы глицерина, а хвостовая часть из трех остатков жирных кислот рис.1
Головная часть молекулы гидрофильна («любит воду»), хвостовая часть – гидрофобна («боится воды») рис.2.
Мембраны клеток состоят из двух слоев липидов образуя билипидный слой («би» -2) рис.3. При этом гидрофобные хвосты молекул обращены внутрь мембраны, а гидрофобные головки молекул - наружу.
|
|
Большинство липидов мембран(75-85%) – фосфолипиды. У которых один остаток жирной кислоты заменен на остаток фосфорной кислоты рис.4. Поэтому у фосфолипидов мембран клеток вместо трех хвостиков только два рис.3
Значение жиров для клетки:
1. Строительная. Фосфолипиды входят в состав мембраны клеток.
2. Энергетическая. При окислении 1 грамма жира выделяется 38,9 кДЖ энергии (у белков и углеводов примерно в 2 раза меньше).
3. Запасающая. Накапливается в цитоплазме клеток в виде капелек- временные компоненты клетки. Клетки, специализирующиеся на запасе жира, образуют жировую ткань.
4. Регуляторная - некоторые жиры входят в состав гормонов или являются ими (стероидные гормоны)
5.Передача нервных импульсов. Образуют миелиновую оболочку аксонов
Значение жира и жировой ткани для организма:
1. Подкожная жировая клетчатка обеспечивает
А)механическую и термическая защиту
Б) плавучесть водных животных (у китов толщина жира до 1 метра)
2.Покрывает кожу тонким слоем(кожное сало) что уменьшает теплопотери за счет уменьшения испарения воды. У водоплавающих птиц защищает перья от намокания.
3. Источник метаболической воды(верблюд). При окислении 100 грамм жира образуется 107 мл воды. Примерно 40-45% воды в организме человека -это метаболическая вода
4.Регуляторная. Жиры образуют стероидные гормоны.
Белки (пептиды или протеины)
Белки это полимеры, мономерами которых являются аминокислоты
|
|
В природе существует около 200 видов аминокислот, из них только 20 входят в состав белков всех живых организмов рис.5. Количество аминокислот в 1 молекуле белка может достигать нескольких тысяч
Строение молекулы аминокислот: рис.5.1
Молекула содержит карбоксильную и аминогруппу
Уровни организации белковой молекулына примере молекулы гемоглобина: рис.6
I Первичная структура имеет вид цепочки из аминокислот соединенных пептидной связью в строго определенной последовательности. Белки с первичной структурой называют фибриллярными («фибра» с греч.- нить).
II Вторичная структура имеет вид закрученной спирали. Сохраняет свою форму благодаря водородным связям между аминокислотами разных витков спирали.
III Третичная структура белка имеет сферическую форму, поэтому такие белки называют глобулярными («глобула»- шар).
*белки только с глобулярной структурой выполняют в клетке свои функции.
IV Четвертичная структура - в каждой из четырех глобул одной молекулы гемоглобина содержится неорганический комплекс (гем), содержащий железо. Один гем способен присоединить и транспортировать 1 молекулу О 2. Т.о., одна молекула способна перенести 4 молекулы кислорода.
Функции белков для клетки и организма:
1. Строительная (основная функция)
2. Ферментативная (белки-катализаторы).
3. Транспортная (гемоглобин).
4. Защитная (антитела).
5. Регуляторная (белки-гормоны).
7. Двигательная (сократительные белки мышечных клеток, жгутиков и ресничек).
8. энергетичекая (наблюдается при острой нехватке питательных веществ).