ترکیبات آلی در سلول حیوانی غالب است. ترکیب شیمیایی سلول های گیاهی و جانوری

پاسخ کتاب های درسی مدرسه

عناصر موجود در طبیعت زنده نیز به طور گسترده در طبیعت بی جان - جو، آب و پوسته زمین پخش می شوند. هیچ عنصری وجود ندارد که منحصراً در موجودات زنده یافت شود. اما نسبت عناصر شیمیایی، سهم آنها در تشکیل موادی که یک موجود زنده و یک بدن بی جان را تشکیل می دهند، به شدت متفاوت است. در یک موجود زنده، بیشتر عناصر به شکل ترکیبات شیمیایی - مواد محلول در آب هستند. فقط موجودات زنده حاوی مواد آلی هستند: پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها و اسیدهای نوکلئیک.

2. آیا ترکیب شیمیایی سلول های گیاهی و جانوری مشابه است؟

ترکیب شیمیاییشبیه سلول های گیاهی و جانوری همه موجودات زنده از عناصر یکسان، ترکیبات معدنی و آلی تشکیل شده اند. با این حال، محتوای عناصر مختلف در سلول های مختلف متفاوت است. هر نوع سلول حاوی تعداد متفاوتی از مولکول های آلی خاص است. کربوهیدرات های پیچیده (فیبر، نشاسته) در سلول های گیاهی غالب هستند، در حالی که در حیوانات پروتئین ها و چربی های بیشتری وجود دارد. هر یک از گروه های مواد آلی (پروتئین ها، کربوهیدرات ها، چربی ها، اسیدهای نوکلئیک) در هر نوع سلولی وظایف خاص خود را انجام می دهند (نوکلئیک اسید - ذخیره و انتقال اطلاعات ارثی، کربوهیدرات ها - انرژی و ...).

3. عناصر رایج در موجودات زنده را فهرست کنید.

سلول حاوی حدود 80 عنصر شیمیایی است. بسته به تعداد عناصر شیمیایی موجود در ترکیب موادی که یک موجود زنده را تشکیل می دهند، مرسوم است که چندین گروه آنها را متمایز کنیم. یک گروه توسط چهار عنصر تشکیل شده است که حدود 98٪ از جرم سلول را تشکیل می دهند: اکسیژن، هیدروژن، کربن و نیتروژن. آنها درشت مغذی نامیده می شوند. اینها ترکیبات غالب همه ترکیبات آلی هستند.

گروه دیگر شامل گوگرد و فسفر، پتاسیم و سدیم، کلسیم و منیزیم، منگنز، آهن و کلر است. آنها در سلول ها در مقادیر کمتر (دهم و صدم درصد) یافت می شوند. هر یک از آنها عملکرد مهمی را در سلول انجام می دهند. به عنوان مثال، کلسیم و فسفر در تشکیل بافت استخوانی نقش دارند و استحکام استخوان را تعیین می کنند. آهن بخشی از هموگلوبین، پروتئینی در گلبول‌های قرمز خون (گلبول‌های قرمز) است که در انتقال اکسیژن از ریه‌ها به بافت‌ها نقش دارد.

4. چه موادی آلی هستند؟

مواد آلی شامل پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، چربی ها، کربوهیدرات ها و همچنین هورمون ها، رنگدانه ها، ATP و برخی دیگر هستند که به طور متوسط ​​20 تا 30 درصد از توده سلولی موجود زنده را تشکیل می دهند.

5. نقش پروتئین ها در سلول چیست؟

در بین مواد آلی سلول، پروتئین ها هم از نظر کمیت و هم از نظر ارزش رتبه اول را به خود اختصاص می دهند. در حیوانات، آنها حدود 50٪ از جرم خشک سلول را تشکیل می دهند.

نقش پروتئین ها در سلول بسیار زیاد و متنوع است. یکی از مهمترین وظایف پروتئین ها ساخت و ساز است: پروتئین ها در تشکیل غشاها و اندامک های غیر غشایی نقش دارند. عملکرد دیگری نیز مهم است - کاتالیزوری: پروتئین های خاص واکنش های شیمیایی رخ داده در سلول را ده ها و صدها هزار بار تسریع می کنند.

عملکرد حرکتی بدن توسط پروتئین های انقباضی تامین می شود. این پروتئین ها در تمام انواع حرکتی که سلول ها و موجودات جانوری قادر به انجام آن هستند، نقش دارند.

وظیفه انتقال پروتئین ها اتصال عناصر شیمیایی (مثلاً اکسیژن) یا به صورت بیولوژیکی است مواد فعال(هورمون ها) و انتقال آنها به بافت ها و اندام های مختلف بدن.

هنگامی که پروتئین ها یا میکروارگانیسم های خارجی وارد بدن می شوند، پروتئین های خاصی در گلبول های سفید (لکوسیت ها) - آنتی بادی ها - تشکیل می شوند. آنها مواد غیرمعمول برای بدن را متصل و خنثی می کنند. این عملکرد محافظتی پروتئین ها است.

پروتئین ها همچنین به عنوان یکی از منابع انرژی در سلول عمل می کنند، یعنی عملکرد انرژی را انجام می دهند.

6. منبع اصلی انرژی کدام مواد هستند؟

منبع اصلی انرژی در سلول های جانوران و گیاهان کربوهیدرات ها هستند. اینها شامل گلوکز، ساکارز، فیبر، نشاسته و غیره است. بدن با سوزاندن گلوکز انرژی لازم را برای فرآیندهای متابولیک در حال انجام در آن دریافت می کند. موجودات زنده می توانند کربوهیدرات ها را به شکل نشاسته (در گیاهان) و گلیکوژن (در حیوانات و قارچ ها) ذخیره کنند. در غده های سیب زمینی، نشاسته می تواند تا 80٪ از جرم را تشکیل دهد، و حیوانات به خصوص کربوهیدرات های زیادی در سلول های کبد و ماهیچه ها دارند - تا 5٪.

کربوهیدرات ها عملکردهای دیگری مانند حمایت و محافظت را نیز انجام می دهند. فیبر بخشی از چوب است، کیتین اسکلت بیرونی حشرات، سخت پوستان و سایر بندپایان را تشکیل می دهد.

7. نقش چربی ها را در بدن شرح دهید.

چربی ها تعدادی عملکرد را در بدن انجام می دهند، به عنوان مثال، آنها به عنوان منبع ذخیره انرژی عمل می کنند. آنها تا 30 درصد از تمام انرژی مورد نیاز بدن را تامین می کنند. آنها چربی ها و عملکرد ساختمانی را انجام می دهند و جزء ضروری در ترکیب غشای سلولی و هسته ای هستند. در برخی از حیوانات، چربی ها به مقدار زیاد انباشته می شوند و به عنوان عایق حرارت عمل می کنند، یعنی از بدن در برابر از دست دادن گرما محافظت می کنند (به عنوان مثال، در نهنگ ها ضخامت لایه چربی به 1 متر می رسد).

چربی ها نیز به عنوان ذخیره داخلی آب از اهمیت بالایی برخوردار هستند: در نتیجه تجزیه 1 کیلوگرم چربی، تا 1.1 کیلوگرم آب تشکیل می شود. این برای حیوانات در خواب زمستانی - سنجاب های زمینی، مارموت ها بسیار مهم است: به دلیل ذخایر چربی زیر جلدی آنها، آنها نمی توانند در این زمان تا دو ماه بنوشند. در هنگام عبور از صحرا، شترها تا دو هفته بدون نوشیدن می روند - آنها آب لازم برای بدن را از کوهان خود خارج می کنند - ظرف های چربی.

8. نقش آب در سلول چیست؟

رایج ترین ترکیب معدنی موجود در موجودات زنده آب است. محتوای آن به طور گسترده ای متفاوت است: در سلول های مینای دندان - حدود 10٪ و در سلول های جنین در حال رشد - بیش از 90٪. به طور متوسط، در یک موجود چند سلولی، آب حدود 80 درصد وزن بدن را تشکیل می دهد. اول از همه، آب تعیین می کند مشخصات فیزیکیسلول ها، حجم آن، کشش. از آنجایی که آب حلال خوبی است، واکنش های شیمیایی متعددی در محیط آبی انجام می شود. و آب خود در بسیاری از دگرگونی های شیمیایی دخیل است.

آب به دفع مواد زائد از بدن کمک می کند مواد مضرکه در نتیجه متابولیسم (عملکرد دفعی) شکل می گیرد، حرکت اکسیژن را تقویت می کند. دی اکسید کربنو مواد مغذیدر سراسر بدن (عملکرد حمل و نقل).

آب رسانایی گرمایی خوب و ظرفیت گرمایی بالایی دارد. زمانی که دما تغییر می کند محیطآب گرما را جذب یا آزاد می کند. در نتیجه دمای داخل سلول بدون تغییر باقی می ماند یا نوسانات آن بسیار کمتر از محیط اطراف سلول است (عملکرد تنظیم کننده گرما).

9. کربوهیدرات هایی را که می شناسید نام ببرید.

کربوهیدرات ها شامل ترکیبات آلی طبیعی زیر هستند: گلوکز، فروکتوز، ساکارز، مالتوز، لاکتوز، کیتین، نشاسته، گلیکوژن و سلولز.

10. اسیدهای نوکلئیک چه نقشی در سلول دارند؟

اسیدهای نوکلئیک مسئول ذخیره و انتقال صفات ارثی از والدین به فرزندان هستند. آنها بخشی از کروموزوم ها هستند - ساختارهای ویژه ای که در هسته سلول قرار دارند. اسیدهای نوکلئیک در سیتوپلاسم و اندامک های آن نیز یافت می شوند.

11. ترکیب شیمیایی موجودات زنده چگونه است؟

رایج ترین عناصر موجود در موجودات زنده اکسیژن، کربن، هیدروژن و نیتروژن هستند. ترکیب موجودات زنده شامل مواد آلی (پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها، اسیدهای نوکلئیک) و مواد معدنی (آب، نمک های معدنی) است.

آنها 20-30 درصد از توده سلولی را تشکیل می دهند. اینها شامل پلیمرهای زیستی - پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها، چربی ها، ATP و غیره است.

AT انواع متفاوتسلول ها شامل مقدار نامساوی ترکیبات آلی هستند. کربوهیدرات های پیچیده در سلول های گیاهی، پروتئین ها و چربی ها در حیوانات غالب هستند. با این وجود، هر گروه از مواد آلی در هر نوع سلولی وظایف زیر را انجام می دهد: تأمین انرژی، مصالح ساختمانی، حمل اطلاعات و غیره.

سنجاب هادر بین مواد آلی سلول، پروتئین ها از نظر کمیت و ارزش جایگاه اول را به خود اختصاص می دهند. در حیوانات، 50 درصد از جرم خشک سلول را تشکیل می دهند.

در بدن انسان، انواع مختلفی از مولکول های پروتئینی وجود دارد که با یکدیگر و با پروتئین های موجودات دیگر متفاوت هستند.

پیوند پپتیدی:

هنگامی که ترکیب می شوند، مولکول ها تشکیل می شوند: دی پپتید، تری پپتید یا پلی پپتید. این ترکیبی از 20 اسید آمینه یا بیشتر است. ترتیب تبدیل اسیدهای آمینه در یک مولکول متنوع ترین است. این امکان وجود انواعی را فراهم می کند که در نیاز و ویژگی های مولکول های پروتئین متفاوت هستند.

توالی اسیدهای آمینه در یک مولکول ساختار نامیده می شود.

اولیه - خطی.

ثانویه - مارپیچ.

سوم - گلبول ها.

کواترنر - ارتباط گلبول ها (هموگلوبین).

از دست دادن مولکول سازمان ساختاریدناتوراسیون نامیده می شود. این در اثر تغییر دما، pH، تابش ایجاد می شود. با یک ضربه خفیف، مولکول می تواند خواص خود را بازیابی کند. در پزشکی (آنتی بیوتیک ها) استفاده می شود.

عملکرد پروتئین ها در سلول متفاوت است. مهمترین آنها ساخت و ساز است. پروتئین ها در تشکیل تمام غشای سلولی اندامک ها نقش دارند. عملکرد کاتالیزوری بسیار مهم است - همه آنزیم ها پروتئین هستند. عملکرد موتورپروتئین های انقباضی را فراهم می کند. حمل و نقل - شامل اتصال عناصر شیمیایی و انتقال آنها به بافت است. عملکرد محافظتی توسط پروتئین های ویژه - آنتی بادی های تشکیل شده در لکوسیت ها ارائه می شود. پروتئین ها به عنوان منبع انرژی عمل می کنند - با تجزیه کامل 1 گرم پروتئین، 11.6 کیلوژول آزاد می شود.

کربوهیدرات هااینها ترکیبات کربن، هیدروژن و اکسیژن هستند. توسط قندها نشان داده شده است. سلول حاوی حداکثر 5٪ است. غنی ترین - سلول های گیاهی - تا 90٪ از جرم (سیب زمینی، برنج). آنها به ساده و پیچیده تقسیم می شوند. ساده - تک قند (گلوکز) C 6 H 12 O 6، شکر انگور، فروکتوز. دیهارا - (ساکارز) C] 2 H 22 O 11 چغندر و نیشکر. پلی شکر (سلولز، نشاسته) (C 6 H 10 O 5) n.

کربوهیدرات ها عمدتاً وظایف ساختمانی و انرژی را انجام می دهند. هنگامی که 1 گرم کربوهیدرات اکسید می شود، 17.6 کیلوژول آزاد می شود. نشاسته و گلیکوژن به عنوان ذخیره انرژی سلول عمل می کنند.

لیپیدهااینها چربی ها و موادی مانند چربی در سلول هستند. آنها استرهای گلیسرول و اسیدهای اشباع و غیر اشباع با وزن مولکولی بالا هستند. آنها می توانند جامد و مایع باشند - روغن. گیاهان حاوی 5-15 درصد ماده خشک در دانه ها هستند.

عملکرد اصلی انرژی است - وقتی 1 گرم چربی تقسیم می شود، 38.9 کیلوژول آزاد می شود. چربی ها ذخایر مواد مغذی هستند. چربی ها عملکرد ساختمانی را انجام می دهند، عایق حرارت خوبی هستند.

اسیدهای نوکلئیک.اینها ترکیبات آلی پیچیده هستند. آنها از C، H 2، O 2، N 2، P تشکیل شده اند. موجود در هسته و سیتوپلاسم.

الف) DNA یک پلی نوکلئوتید بیولوژیکی است که از دو زنجیره نوکلئوتید تشکیل شده است. نوکلئوتیدها - از 4 باز نیتروژن تشکیل شده است: 2 پورین - آدنین و والین، 2 پیریمدین سیتوزین و گوانین، و همچنین قند - دئوکسی ریبوز و یک باقیمانده اسید فسفریک.

در هر زنجیره، نوکلئوتیدها با پیوندهای کووالانسی به هم متصل می شوند. زنجیره ای از نوکلئوتیدها مارپیچ را تشکیل می دهند. یک مارپیچ از DNA مملو از پروتئین ها یک ساختار - یک کروموزوم را تشکیل می دهد.

ب) RNA پلیمری است که مونومرهای آن نوکلئوتیدهای نزدیک به DNA، بازهای نیتروژنی - A، G، C هستند. به جای تیمین، Uration وجود دارد. کربوهیدرات RNA ریبوز است، باقیمانده اسید فسفریک وجود دارد.

RNA های دو رشته ای حامل اطلاعات ژنتیکی هستند. تک رشته ای - حاوی اطلاعاتی در مورد توالی اسیدهای آمینه در پروتئین است. چندین RNA تک رشته ای وجود دارد:

ریبوزومی - 3-5 هزار نوکلئوتید؛

اطلاعاتی - 300-30000 نوکلئوتید.

حمل و نقل - 76-85 نوکلئوتید.

سنتز پروتئین بر روی ریبوزوم ها با مشارکت انواع RNA انجام می شود.

سوالات تستی

1. سلول - یک موجود زنده یا بخشی از آن؟

2. ترکیب اولیه سلول ها.

3. آب و مواد معدنی.

4. مواد آلیسلول ها.

مواد آلی در سلولآنها 20-30 درصد از توده سلولی را تشکیل می دهند. اینها شامل پلیمرهای زیستی - پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها، چربی ها، ATP و غیره است. انواع مختلف سلول ها حاوی مقادیر متفاوتی از ترکیبات آلی هستند. کربوهیدرات های پیچیده در سلول های گیاهی، پروتئین ها و چربی ها در حیوانات غالب هستند. با این وجود، هر گروه از مواد آلی در هر نوع سلولی وظایف زیر را انجام می دهد: تأمین انرژی، مصالح ساختمانی، حمل اطلاعات و غیره. سنجاب هادر بین مواد آلی سلول، پروتئین ها از نظر کمیت و ارزش جایگاه اول را به خود اختصاص می دهند. در حیوانات، 50 درصد از جرم خشک سلول را تشکیل می دهند. در بدن انسان، انواع مختلفی از مولکول های پروتئینی وجود دارد که با یکدیگر و با پروتئین های موجودات دیگر متفاوت هستند، با وجود تنوع و پیچیدگی بسیار زیاد ساختار، پروتئین ها از 20 اسید آمینه ساخته می شوند: اسیدهای آمینه دارای خواص آمفوتریک هستند، بنابراین آنها با یکدیگر تعامل دارند:

پیوند پپتیدی:

هنگامی که ترکیب می شوند، مولکول ها تشکیل می شوند: دی پپتید، تری پپتید یا پلی پپتید. این ترکیبی از 20 اسید آمینه یا بیشتر است. ترتیب تبدیل اسیدهای آمینه در یک مولکول متنوع ترین است. اجازه هستی می دهد
انواعی که در نیاز و خواص مولکول های پروتئین متفاوت هستند. توالی اسیدهای آمینه در یک مولکول ساختار نامیده می شود. اولیه - خطی. ثانویه - مارپیچ. سوم - گلبول ها. کواترنر - ارتباط گلبول ها (هموگلوبین). از دست دادن سازماندهی ساختاری توسط یک مولکول، دناتوراسیون نامیده می شود. این در اثر تغییر دما، pH، تابش ایجاد می شود. با یک ضربه خفیف، مولکول می تواند خواص خود را بازیابی کند. در پزشکی (آنتی بیوتیک ها) استفاده می شود. عملکرد پروتئین ها در سلول متفاوت است. مهمترین آنها ساخت و ساز است. پروتئین ها در تشکیل تمام غشای سلولی اندامک ها نقش دارند. عملکرد کاتالیزوری بسیار مهم است - همه آنزیم ها پروتئین هستند. عملکرد حرکتی توسط پروتئین های انقباضی تامین می شود. حمل و نقل - شامل اتصال عناصر شیمیایی و انتقال آنها به بافت است. عملکرد محافظتی توسط پروتئین های ویژه - آنتی بادی های تشکیل شده در لکوسیت ها ارائه می شود. پروتئین ها به عنوان منبع انرژی عمل می کنند - با تجزیه کامل 1 گرم پروتئین، 11.6 کیلوژول آزاد می شود. کربوهیدرات هااینها ترکیبات کربن، هیدروژن و اکسیژن هستند. توسط قندها نشان داده شده است. سلول حاوی حداکثر 5٪ است. غنی ترین - سلول های گیاهی - تا 90٪ از جرم (سیب زمینی، برنج). آنها به ساده و پیچیده تقسیم می شوند. ساده - تک قند (گلوکز) C 6 H 12 O 6، شکر انگور، فروکتوز. دیهارا - (ساکارز) C] 2 H 22 O 11 چغندر و نیشکر. پلی شکر (سلولز، نشاسته) (C 6 H 10 O 5) n. کربوهیدرات ها عمدتاً وظایف ساختمانی و انرژی را انجام می دهند. هنگامی که 1 گرم کربوهیدرات اکسید می شود، 17.6 کیلوژول آزاد می شود. نشاسته و گلیکوژن به عنوان ذخیره انرژی سلول عمل می کنند. لیپیدهااینها چربی ها و موادی مانند چربی در سلول هستند. آنها استرهای گلیسرول و اسیدهای اشباع و غیر اشباع با وزن مولکولی بالا هستند. آنها می توانند جامد و مایع باشند - روغن. گیاهان حاوی 5-15 درصد ماده خشک در دانه ها هستند. عملکرد اصلی انرژی است - وقتی 1 گرم چربی تقسیم می شود، 38.9 کیلوژول آزاد می شود. چربی ها ذخایر مواد مغذی هستند. چربی ها عملکرد ساختمانی را انجام می دهند، عایق حرارت خوبی هستند. اسیدهای نوکلئیک.اینها ترکیبات آلی پیچیده هستند. آنها از C، H 2، O 2، N 2، P تشکیل شده اند. موجود در هسته و سیتوپلاسم.
الف) DNA یک پلی نوکلئوتید بیولوژیکی است که از دو زنجیره نوکلئوتید تشکیل شده است. نوکلئوتیدها - از 4 باز نیتروژن تشکیل شده است: 2 پورین - آدنین و والین، 2 پیریمدین سیتوزین و گوانین، و همچنین قند - دئوکسی ریبوز و یک باقیمانده اسید فسفریک. در هر زنجیره، نوکلئوتیدها با پیوندهای کووالانسی به هم متصل می شوند. زنجیره ای از نوکلئوتیدها مارپیچ را تشکیل می دهند. یک مارپیچ از DNA مملو از پروتئین ها یک ساختار - یک کروموزوم را تشکیل می دهد. ب) RNA پلیمری است که مونومرهای آن نوکلئوتیدهای نزدیک به DNA، بازهای نیتروژنی - A، G، C هستند. به جای تیمین، Uration وجود دارد. کربوهیدرات RNA ریبوز است، باقیمانده اسید فسفریک وجود دارد.

RNA های دو رشته ای حامل اطلاعات ژنتیکی هستند. تک رشته ای - حاوی اطلاعاتی در مورد توالی اسیدهای آمینه در پروتئین است. چندین RNA تک رشته ای وجود دارد: - ریبوزومی - 3-5 هزار نوکلئوتید. - اطلاعات - 300-30000 نوکلئوتید. - حمل و نقل - 76-85 نوکلئوتید. سنتز پروتئین بر روی ریبوزوم ها با مشارکت انواع RNA انجام می شود.

سوالات تستی

1. سلول - یک موجود زنده یا بخشی از آن؟ 2. ترکیب اولیه سلول ها. 3. آب و مواد معدنی. 4. مواد آلی سلول. 5. پروتئین ها. 6. کربوهیدرات ها، چربی ها. 7. DNA. 8. RNA.

مبحث 2.2 ساختار و عملکرد سلول

سوالات تستی

1. منظور از سطح سازمان سلولی چیست؟ 2. ویژگی های پروکاریوت ها و یوکاریوت ها. 3. ساختار پروکاریوت ها. 4. مورفولوژی پروکاریوت ها. 5. ساختار یوکاریوت ها. 6. ساختار و وظایف هسته. 7. کاریوتایپ و ویژگی های آن. 8. ساختار و عملکرد هسته. مبحث 2.2.1 کمپلکس گلژی، لیزوزوم، میتوکندری،

ریبوزوم ها، مرکز سلولی؛ اندامک های حرکتی

سیتوپلاسم- این محیط نیمه مایع داخلی سلول است که تمام فرآیندهای بیوشیمیایی در آن انجام می شود. این شامل ساختارها - ارگانوئیدها است و بین آنها ارتباط برقرار می کند. اندامک ها در دوره های مختلف زندگی سلولی دارای ویژگی های ساختاری و رفتاری منظمی هستند و عملکردهای خاصی را انجام می دهند. اندامک های مشخصه همه سلول ها وجود دارد - میتوکندری، مرکز سلولی، دستگاه گلژی، ریبوزوم ها، ER، لیزوزوم ها. اندامک های حرکتی - تاژک ها و مژک ها از ویژگی های موجودات تک سلولی هستند. مواد مختلفی در سیتوپلاسم - آخال ها رسوب می کنند. اینها ساختارهای دائمی هستند که در روند زندگی به وجود می آیند. آخال های متراکم گرانول هستند، آخال های مایع واکوئل هستند. اندازه آنها توسط فعالیت حیاتی سلول ها تعیین می شود. اساس سازماندهی ساختاری سلول، اصل ساختار غشایی است. این بدان معنی است که سلول عمدتاً از غشاء ساخته شده است. همه غشاها ساختار مشابهی دارند. مدل پذیرفته شده به عنوان یک ساختار مایع-موزاییک در نظر گرفته می شود: غشاء توسط دو ردیف لیپید تشکیل شده است که در آن مولکول های پروتئین در اعماق مختلف غوطه ور شده اند. غشای سیتوپلاسمی خارجیدر تمام سلول ها وجود دارد و سیتوپلاسم را از آن جدا می کند محیط خارجیتشکیل سطح سلول سطح سلول ناهمگن است، خواص فیزیولوژیکی آن متفاوت است. سلول از استحکام و خاصیت ارتجاعی بالایی برخوردار است. در غشای سیتوپلاسمی منافذی وجود دارد که از آنها عبور مولکول های مواد انجام می شود. ورود مواد به سلول فرآیندی است که نیاز به انرژی دارد. غشای سلولی دارای خاصیت نیمه نفوذ پذیری است. مکانیسم نیمه تراوا اسمز است. علاوه بر اسمز، مواد شیمیاییو اجسام جامدمی تواند به دلیل برجستگی ها به داخل سلول نفوذ کند - اینها پینوستوز و فاگوسیتوز هستند. غشای سیتوپلاسمی همچنین ارتباط بین سلول‌ها را در بافت‌های موجودات چند سلولی به دلیل چین‌خوردگی‌ها و برآمدگی‌های متعدد فراهم می‌کند.

سوال 1.
این سلول حاوی حدود 80 عنصر شیمیایی از سیستم تناوبی D.I. Mendeleev است. همه این عناصر در طبیعت بی جان نیز یافت می شود که یکی از دلایل مشترک بودن طبیعت بی جان و بی جان است. با این حال، نسبت عناصر شیمیایی در موجودات زنده با اجسام بی جان متفاوت است. در یک موجود زنده، بیشتر عناصر به شکل ترکیبات شیمیایی - مواد محلول در آب هستند، فقط موجودات زنده حاوی مواد آلی هستند: پروتئین، چربی، کربوهیدرات و اسیدهای نوکلئیک.

سوال 2.
ترکیب شیمیاییسلول های گیاهی و حیوانی مشابه هستند. همه موجودات زنده از عناصر یکسان، ترکیبات معدنی و آلی تشکیل شده اند. اما محتوای عناصر مختلف در سلول های مختلف متفاوت است. هر نوع سلول حاوی تعداد متفاوتی از مولکول های آلی خاص است. در سلول های گیاهی، کربوهیدرات های پیچیده (فیبر، نشاسته) غالب هستند، در حیوانات پروتئین ها و چربی های بیشتری وجود دارد. هر یک از گروه های مواد آلی (پروتئین ها، کربوهیدرات ها، چربی ها، اسیدهای نوکلئیک) در هر نوع سلولی وظایف خاص خود را انجام می دهند (ذخیره اسید نوکلئیک و انتقال اطلاعات ارثی، کربوهیدرات ها - انرژی و غیره).

سوال 3.
بسیاری از عناصر سیستم تناوبی مندلیف در سلول یافت شده است. عملکرد 27 مورد از آنها تعریف شده است. متداول ترین آنها کربن، هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن، فسفر و گوگرد است. آنها 99 درصد از کل توده سلولی را تشکیل می دهند.
عناصر شیمیایی تشکیل دهنده سلول ها به سه گروه تقسیم می شوند: درشت مغذی ها, عناصر کمیاب, اولترامیکرو عناصر.
1. درشت مغذی ها: C، H، N، Ca، K، Mg، Na، Fe، S، P، C1. این عناصر بیش از 99 درصد از کل توده سلولی را تشکیل می دهند. برخی از آنها بسیار متمرکز هستند. 65 تا 75 درصد اکسیژن را تشکیل می دهد. کربن - 15-18٪؛ نیتروژن - 1.5-3٪.
2. عناصر کمیاب: Cu، B، Co، Mo، Mn، Ni، Br، I و دیگران. سهم آنها در سلول در کل بیش از 0.1٪ است. غلظت هر یک از 0.001٪ تجاوز نمی کند. اینها یون های فلزی هستند که بخشی از مواد فعال بیولوژیکی (هورمون ها، آنزیم ها و غیره) هستند. به عنوان مثال، کبالت بخشی از ویتامین BO، C، H، N، Ca، K، Mg، Na، Fe 12 است که در خون سازی نقش دارد و فلوئور در سلول های مینای دندان است.
3. الترا میکروالمان هااورانیوم، طلا، بریلیم، جیوه، سزیم، سلنیوم و غیره. غلظت آنها از 0.000001٪ تجاوز نمی کند. نقش فیزیولوژیکی بسیاری از آنها ثابت نشده است.

سوال 4.
ترکیبات آلی به طور متوسط ​​10 درصد از جرم یک سلول یک موجود زنده را تشکیل می دهند. اینها شامل پلیمرهای بیولوژیکی - پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و کربوهیدرات ها، و همچنین چربی ها و تعدادی مولکول کوچک است.

سوال 5.
سنجاب ها- مواد آلی پلیمری با مولکولی بالا که ساختار و فعالیت حیاتی سلول و ارگانیسم را به طور کلی تعیین می کنند. پروتئین ها 10-18 درصد از کل توده سلولی را تشکیل می دهند.
پروتئین ها وظایف زیر را انجام می دهند:
آنزیمی (به عنوان مثال، آمیلاز، کربوهیدرات ها را تجزیه می کند).
ساختاری (به عنوان مثال، آنها بخشی از غشای سلولی هستند).
گیرنده (به عنوان مثال، رودوپسین، بینایی بهتر را تقویت می کند).
حمل و نقل (به عنوان مثال، هموگلوبین، حامل اکسیژن یا دی اکسید کربن)؛
محافظ (به عنوان مثال، ایمونوگلوبولین ها، در تشکیل ایمنی نقش دارند).
موتور (به عنوان مثال، اکتین، میوزین، در انقباض فیبرهای عضلانی نقش دارند).
هورمونی (به عنوان مثال، انسولین، گلوکز را به گلیکوژن تبدیل می کند).
انرژی (هنگام تقسیم 1 گرم پروتئین، 4.2 کیلو کالری انرژی آزاد می شود).

سوال 6.
کربوهیدرات ها نقش منبع اصلی انرژی در سلول را ایفا می کنند. در فرآیند اکسیداسیون 1 گرم کربوهیدرات، 17.6 کیلوژول انرژی آزاد می شود. نشاسته در گیاهان و گلیکوژن در حیوانات، که در سلول ها رسوب می کنند، به عنوان یک ذخیره انرژی عمل می کنند. موجودات زنده می توانند کربوهیدرات ها را به شکل نشاسته (در گیاهان) و گلیکوژن (در حیوانات و قارچ ها) ذخیره کنند. در غده های سیب زمینی، نشاسته می تواند تا 80٪ جرم را تشکیل دهد، و حیوانات به ویژه کربوهیدرات های زیادی در سلول های کبد و ماهیچه ها دارند - تا 5٪.
کربوهیدرات ها عملکردهای دیگری مانند حمایت و محافظت را نیز انجام می دهند. به عنوان مثال، سلولز دیواره های سلول های گیاهی را تشکیل می دهد: یک پلی ساکارید پیچیده کیتین- جزء ساختاری اصلی اسکلت خارجی بندپایان. کیتین همچنین عملکرد ساختمانی را در قارچ ها انجام می دهد. آنها در DNA، RNA و ATP به شکل دئوکسی ریبوز و ریبوز وجود دارند.

سوال 7.
چربی ها چندین عملکرد را در بدن انجام می دهند:
ساختاری (در ساخت غشا شرکت کنید)؛
انرژی (زمانی که بدن 1 گرم چربی را تجزیه می کند، 9.2 کیلو کالری انرژی آزاد می شود - 2.5 برابر بیشتر از زمانی که همان مقدار کربوهیدرات تجزیه می شود).
محافظ (از اتلاف حرارت، آسیب مکانیکی)؛
چربی منبع آب درون زا است (وقتی 10 گرم چربی اکسید می شود، 11 گرم آب آزاد می شود). این برای حیوانات در خواب زمستانی - سنجاب های زمینی، مارموت ها بسیار مهم است: به دلیل ذخایر چربی زیر جلدی، آنها نمی توانند در این زمان تا دو ماه بنوشند. در هنگام عبور از صحرا، شترها تا دو هفته بدون نوشیدن می روند - آنها آب لازم برای بدن را از قوزهای خود استخراج می کنند - ظرف های چربی.
تنظیم متابولیسم (به عنوان مثال، هورمون های استروئیدی - کورتیکوسترون، و غیره).

سوال 8.
رایج ترین ترکیب معدنی موجود در موجودات زنده آب است. محتویات و سلول های آن نوع مختلفبه طور گسترده ای متفاوت است: در سلول های مینای دندان، آب حدود 10٪ است و در سلول های جنین در حال تکثیر - بیش از 90٪. در بدن یک چتر دریایی، آب تا 98 درصد است. اما به طور متوسط، در یک موجود چند سلولی، آب حدود 80 درصد وزن بدن را تشکیل می دهد. توابع اصلی آن به شرح زیر است:
1. حلال جهانی.
2. محیطی که واکنش های بیوشیمیایی در آن انجام می شود.
3. خواص فیزیولوژیکی سلول (کشسانی، حجم آن) را تعیین می کند.
4. در واکنش های شیمیایی شرکت می کند.
5. تعادل حرارتی سلول و کل ارگانیسم را به دلیل ظرفیت حرارتی بالا و هدایت حرارتی حفظ می کند.
6. وسیله اصلی حمل و نقل مواد.

سوال 9.
کربوهیدرات ها شامل ترکیبات آلی طبیعی زیر هستند: گلوکز، فروکتوز، ساکارز، مالتوز، لاکتوز، ریبوز، دئوکسی ریبوز، کیتین، نشاسته، گلیکوژن و سلولز.

سوال 10.
معنی اسیدهای نوکلئیکبسیار بزرگ ویژگی های ساختار شیمیایی آنها امکان ذخیره، انتقال به سیتوپلاسم و به ارث بردن اطلاعات مربوط به ساختار مولکول های پروتئینی که در هر سلول سنتز می شوند را به سلول های دختر فراهم می کند. آنها بخشی از کروموزوم ها هستند - ساختارهای ویژه ای که در هسته سلول قرار دارند. اسیدهای نوکلئیک در سیتوپلاسم و اندامک های آن نیز یافت می شوند.

سوال 11.
سیلیکون، آلومینیوم، اکسیژن و سدیم رایج ترین در پوسته زمین هستند (حدود 90 درصد). در موجودات زنده حدود 98 درصد جرم از چهار عنصر هیدروژن، اکسیژن، کربن و نیتروژن تشکیل شده است. این تفاوت به دلیل ویژگی هاست خواص شیمیاییاز این عناصر، در نتیجه مشخص شد که برای تشکیل مولکول هایی که انجام می دهند مناسب ترین هستند. عملکردهای بیولوژیکی. هیدروژن، اکسیژن، کربن و نیتروژن قادر به تشکیل پیوندهای شیمیایی قوی هستند که در نتیجه انواع مختلفی از ترکیبات شیمیایی. ترکیب موجودات زنده شامل مواد آلی (پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها، اسیدهای نوکلئیک) و مواد معدنی (آب، نمک های معدنی) است.

ترکیبات آلی به طور متوسط ​​20 تا 30 درصد از توده سلولی موجود زنده را تشکیل می دهند. اینها شامل پلیمرهای بیولوژیکی - پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و کربوهیدرات ها، و همچنین چربی ها و تعدادی از مولکول های کوچک - هورمون ها، رنگدانه ها، ATP و بسیاری دیگر است.

انواع مختلف سلول ها حاوی مقادیر متفاوتی از ترکیبات آلی هستند. در سلول های گیاهی، کربوهیدرات های پیچیده - پلی ساکاریدها غالب هستند، در حیوانات - پروتئین ها و چربی های بیشتری. با این حال، هر یک از گروه های مواد آلی در هر نوع سلولی عملکردهای مشابهی را انجام می دهند.

لیپیدها - به اصطلاح چربی ها و مواد مشابه چربی (لیپویدها). مشخصه مواد موجود در اینجا حلالیت در حلالهای آلی و نامحلول بودن (نسبی) در آب است.

چربی های گیاهی را که دارای قوام مایع در دمای اتاق هستند و حیوانات - جامد را تشخیص دهید.

عملکردهای لیپید:

ساختاری - فسفولیپیدها بخشی از غشای سلولی هستند.

ذخیره سازی - چربی ها در سلول های مهره داران انباشته می شوند.

انرژی - یک سوم انرژی مصرف شده توسط سلول های مهره داران در حالت استراحت در نتیجه اکسیداسیون چربی ها تشکیل می شود که به عنوان منبع آب نیز استفاده می شود.

محافظ - لایه چربی زیر پوست بدن را از آسیب مکانیکی محافظت می کند.

عایق حرارتی - چربی زیر پوست به گرم نگه داشتن کمک می کند.

عایق الکتریکی - میلین که توسط سلول های شوان ترشح می شود، برخی از نورون ها را جدا می کند، که بارها انتقال تکانه های عصبی را تسریع می کند.

مواد مغذی - اسیدهای صفراوی و ویتامین D از استروئیدها تشکیل می شوند.

روان کننده - موم ها پوست، پشم، پرهای حیوانات را می پوشانند و آنها را از آب محافظت می کنند. برگ های بسیاری از گیاهان با یک پوشش مومی پوشانده شده است. موم توسط زنبورها در ساخت لانه زنبوری استفاده می شود.

هورمون های هورمونی - هورمون آدرنال - کورتیزون و هورمون های جنسی ماهیتی لیپیدی دارند، مولکول های آنها حاوی اسیدهای چرب نیستند.

با تقسیم 1 گرم چربی، 38.9 کیلوژول انرژی آزاد می شود.

کربوهیدرات ها

کربوهیدرات ها از کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده اند. کربوهیدرات های زیر وجود دارد. هنگام تقسیم 1 گرم از یک ماده، 17.6 کیلوژول انرژی آزاد می شود.

مونوساکاریدها، یا کربوهیدرات های ساده که بسته به محتوای اتم های کربن به آنها تریوز، پنتوز، هگزوز و ... می گویند. هگزوز - گلوکز - به عنوان منبع اصلی انرژی در سلول عمل می کند.

پلی ساکاریدها- پلیمرهایی که مونومرهای آنها مونوساکاریدهای هگزوز هستند. شناخته شده ترین دی ساکاریدها (دو مونومر) ساکارز و لاکتوز هستند. مهم ترین پلی ساکاریدها نشاسته و گلیکوژن هستند که به عنوان مواد ذخیره برای سلول های گیاهی و جانوری و همچنین سلولز، مهمترین جزء ساختاری سلول های گیاهی عمل می کنند.

گیاهان دارای تنوع بیشتری از کربوهیدرات ها نسبت به حیوانات هستند، زیرا قادر به سنتز آنها در نور در طول فتوسنتز هستند. مهمترین وظایف کربوهیدرات ها در سلول: انرژی، ساختاری و ذخیره سازی.

نقش انرژی این است که کربوهیدرات ها به عنوان منبع انرژی در سلول های گیاهی و جانوری عمل می کنند. ساختاری - دیواره سلولی در گیاهان تقریباً به طور کامل از پلی ساکارید سلولز تشکیل شده است. ذخیره سازی - نشاسته به عنوان محصول ذخیره گیاهان عمل می کند. در فرآیند فتوسنتز در طول فصل رشد تجمع می یابد و در تعدادی از گیاهان در غده ها، پیازها و ... رسوب می کند. در سلول های جانوری این نقش توسط گلیکوژن که عمدتاً در کبد رسوب می کند، ایفا می کند.

سنجاب ها

در بین مواد آلی سلول، پروتئین ها هم از نظر کمیت و هم از نظر ارزش، مقام اول را به خود اختصاص می دهند. در حیوانات، آنها حدود 50٪ از جرم خشک سلول را تشکیل می دهند. در بدن انسان حدود 5 میلیون نوع مولکول پروتئین وجود دارد که نه تنها با یکدیگر، بلکه با پروتئین های موجودات دیگر نیز تفاوت دارند. با وجود چنین تنوع و پیچیدگی ساختار، پروتئین ها تنها از 20 اسید آمینه مختلف ساخته می شوند. بخشی از پروتئین هایی که سلول های اندام ها و بافت ها را تشکیل می دهند و همچنین اسیدهای آمینه ای که وارد بدن می شوند، اما در سنتز پروتئین استفاده نمی شوند، با آزاد شدن 17.6 کیلوژول انرژی به ازای هر 1 گرم ماده، دچار پوسیدگی می شوند.

پروتئین ها عملکردهای مختلفی را در بدن انجام می دهند: ساختمان سازی (آنها بخشی از ساختارهای مختلف ساختاری هستند). محافظ (پروتئین های خاص - آنتی بادی ها - قادر به اتصال و خنثی کردن میکروارگانیسم ها و پروتئین های خارجی هستند) و غیره. علاوه بر این، پروتئین ها در لخته شدن خون نقش دارند، از خونریزی شدید جلوگیری می کنند، عملکردهای تنظیمی، سیگنالینگ، حرکتی، انرژی، انتقال را انجام می دهند. مواد موجود در بدن).

عملکرد کاتالیزوری پروتئین ها از اهمیت استثنایی برخوردار است. اصطلاح «کاتالیز» به معنای «آزاد کردن»، «رهایی» است. موادی که به عنوان کاتالیزور طبقه بندی می شوند، دگرگونی های شیمیایی را تسریع می کنند و ترکیب خود کاتالیزورها پس از واکنش مانند قبل از واکنش باقی می ماند.

آنزیم ها

همه آنزیم هایی که به عنوان کاتالیزور عمل می کنند، مواد پروتئینی هستند؛ آنها واکنش های شیمیایی را که در سلول اتفاق می افتد ده ها و صدها هزار بار تسریع می کنند. فعالیت کاتالیزوری آنزیم نه با کل مولکول آن، بلکه تنها توسط بخش کوچکی از آن - مرکز فعال، که عملکرد آن بسیار خاص است، تعیین می شود. ممکن است چندین مرکز فعال در یک مولکول آنزیم وجود داشته باشد.

برخی از مولکول های آنزیم می توانند فقط از پروتئین (به عنوان مثال، پپسین) - یک جزئی یا ساده تشکیل شوند. بقیه شامل دو جزء هستند: یک پروتئین (آپوآنزیم) و یک مولکول آلی کوچک - یک کوآنزیم. مشخص شده است که ویتامین ها به عنوان کوآنزیم در سلول عمل می کنند. اگر در نظر بگیریم که هیچ واکنشی در یک سلول نمی تواند بدون مشارکت آنزیم ها انجام شود، آشکار می شود که ویتامین ها برای عملکرد طبیعی سلول و کل ارگانیسم اهمیت زیادی دارند. کمبود ویتامین ها باعث کاهش فعالیت آنزیم هایی می شود که در آنها گنجانده شده اند.

فعالیت آنزیم ها به طور مستقیم به عملکرد تعدادی از عوامل بستگی دارد: دما، اسیدیته (PH محیط)، و همچنین غلظت مولکول های بستر (ماده ای که روی آن اثر می کنند)، خود آنزیم ها و کوآنزیم ها (ویتامین ها و ... سایر موادی که کوآنزیم ها را می سازند).

عمل انواع مواد فعال بیولوژیکی مانند هورمون ها، داروها، محرک های رشد گیاه، مواد سمی و غیره می تواند این یا آن فرآیند آنزیمی را تحریک یا مهار کند.

ویتامین ها

ویتامین ها - مواد آلی با وزن مولکولی کم فعال بیولوژیکی - در بیشتر موارد به عنوان اجزای آنزیم در متابولیسم و ​​تبدیل انرژی نقش دارند.

نیاز روزانه انسان به ویتامین ها میلی گرم و حتی میکروگرم است. بیش از 20 ویتامین مختلف شناخته شده است.

منبع ویتامین ها برای انسان غذا است، عمدتاً با منشاء گیاهی، در برخی موارد - و حیوانی (ویتامین D، A). برخی از ویتامین ها در بدن انسان سنتز می شوند.

کمبود ویتامین ها باعث بیماری - هیپوویتامینوز، فقدان کامل آنها - بری بری و بیش از حد - هیپرویتامینوز می شود.

هورمون ها

هورمون ها - مواد تولید شده توسط غدد درون ریز و برخی سلول های عصبی - هورمون های عصبی. هورمون ها می توانند در واکنش های بیوشیمیایی وارد شوند و فرآیندهای متابولیک (متابولیسم و ​​انرژی) را تنظیم کنند.

ویژگی های مشخصه هورمون ها عبارتند از: 1) فعالیت بیولوژیکی بالا؛ 2) ویژگی بالا (سیگنال های هورمونی در "سلول های هدف")؛ 3) دور بودن عمل (انتقال هورمون ها توسط خون به فاصله ای به سلول های هدف)؛ 4) زمان وجود نسبتاً کوتاه در بدن (چند دقیقه یا چند ساعت).

اسیدهای نوکلئیک

دو نوع اسید نوکلئیک وجود دارد: DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید) و RNA (اسید ریبونوکلئیک).

ATP - اسید آدنوزین تری فسفریک، یک نوکلئوتید متشکل از پایه نیتروژنی آدنین، یک کربوهیدرات ریبوز و سه مولکول اسید فسفریک.

ساختار ناپایدار است، تحت تأثیر آنزیم ها به ADP - اسید آدنوزین دی فسفریک (یک مولکول اسید فسفریک جدا می شود) با آزاد شدن 40 کیلوژول انرژی عبور می کند. ATP تنها منبع انرژی برای تمام واکنش های سلولی است.

ویژگی های ساختار شیمیایی اسیدهای نوکلئیک امکان ذخیره، انتقال و به ارث بردن اطلاعات مربوط به ساختار مولکول های پروتئینی که در هر بافت در مرحله خاصی از رشد فردی سنتز می شوند را به سلول های دختر فراهم می کند.

اسیدهای نوکلئیک حفظ پایدار اطلاعات ارثی را تضمین می کنند و تشکیل پروتئین های آنزیمی مربوطه خود را کنترل می کنند و پروتئین های آنزیمی ویژگی های اصلی متابولیسم سلولی را تعیین می کنند.