Tulad ng biochemistry. Tulad ng alam na natin, lahat ng nabubuhay na organismo ay binubuo ng mga selula. Ang mga cell, naman, ay binubuo ng mga kemikal na elemento. Ang mga kemikal na elemento kung wala ang buhay sa Earth ay magiging imposible ay tinatawag sustansya.
Ang mga biogenic na elemento ay mga elemento ng kemikal, na bahagi ng mga selula ng katawan, pati na rin ang mga elementong iyon kung wala ang mahahalagang aktibidad ng mga selula ay imposible: mga organiko at di-organikong sangkap, polimer at mababang molekular na timbang. Alam ng bawat isa sa atin mula pagkabata na higit sa kalahati ng isang tao ay binubuo ng tubig. Alinsunod dito, ang una at pinakamahalagang sustansya ay tubig.
Mga pangunahing elemento ng kemikal ng mga organismo:
- hydrogen;
- oxygen;
- posporus;
- asupre;
- nitrogen;
- carbon.
Mga inorganikong compound sa mga buhay na organismo:
- carbonates;
- mga phosphate;
- mga ammonium na asin;
- mga sulpate.
Ang mga sumusunod ay maaari ding mauri bilang mga biogenic na elemento: hindi metal:
1) yodo at yodo compounds ay napakahalaga para sa katawan, play ng isang malaking papel sa metabolic proseso. Ang iodine ay bahagi ng thyroxine, isang thyroid hormone.
2) Chlorine. Ang mga anion ng elementong ito ay nagpapanatili ng asin na kapaligiran ng katawan sa isang antas na kinakailangan para sa wastong paggana. Kasama rin sa ilang mga organikong compound.
3) Silicon. Bahagi ng ligaments at cartilage (orthosilicic acid), ito ay nagsisilbing binder sa ilang polysaccharide chain.
4) Siliniyum at mga derivatives nito. Naglalaman ng ilang mga enzyme (selenocestein).
Iba pang mga organikong sangkap na bumubuo sa isang buhay na organismo:
- Acetaldehyde;
- Acetic acid;
- Ang ethanol ay isang produkto at substrate ng mga biochemical reaction.
Parehong mahalaga ang mga sumusunod na koneksyon:
Ang HEM ay isang tambalang bakal na may molekulang paraffin;
Ang Cobalamin ay isang kobalt compound (bitamina B12).
Kaltsyum at magnesiyo- mga pangunahing metal, na, kasama ng bakal madalas na matatagpuan sa mga biological system. Magnesium at ang mga ions nito ay may mahalagang papel para sa paggana ng cell, mas tiyak, ribosomes at synthesis ng protina sa cell. Magnesium ay bahagi din chlorophyll. Ang kaltsyum sa isang buhay na katawan ay maaaring naroroon sa anyo ng mga hindi matutunaw na asin:
- calcium carbonate- ang sangkap kung saan ginawa ang mga shell ng mollusk;
- calcium phosphate- nakikilahok sa pagbuo ng balangkas.
Ang mga enzyme ay naglalaman ng maraming mga metal mula sa ika-4 na yugto ng periodic table:
1) Ang bakal ay kasangkot sa proseso ng saturating na mga cell na may oxygen, bilang bahagi ng hemoglobin.
2) Mga ion ng zinc matatagpuan sa halos lahat ng enzymes.
3) Manganese ay bahagi din ng ilang mga enzyme, ngunit gumaganap ng isang mas mahalagang papel sa pagpapanatili ng isang normal na panlabas na biosphere: tinitiyak nito ang paglabas ng oxygen sa atmospera, at nakikilahok din sa pagbawas ng photochemical ng tubig.
4) Molibdenum ay isang mahalagang bahagi ng nitrodinase, isang enzyme ng nitrogen-fixing bacteria na nagtataguyod ng pagbawas ng panlabas na nitrogen sa ammonia.
5) kobalt- tulad ng nasabi na natin, ay bahagi kobalamin o bitamina B12.
Mga compound na may mababang timbang na molekular na bahagi ng mga buhay na organismo:
- Mga amino acid- Ang mga protina ay gawa sa kanila.
- Mono at oligosaccharides- Binubuo nila ang mga istrukturang tisyu ng mga organismo.
- Mga nucleamide- Ang mga nucleic acid ay binubuo ng mga ito.
- Mga lipid- mga bahagi ng mga lamad ng cell.
Mayroon ding maraming iba pang mga sangkap na aktibong nakikilahok sa buhay ng mga nabubuhay na organismo: mga coenzymes, terpenes at marami pang iba.
Ang cell ay binubuo ng humigit-kumulang 70 pangunahing elemento , na makikita sa periodic table. Sa mga ito lamang 24 matatagpuan sa ganap na lahat ng mga cell.
Ang mga pangunahing elemento ay hydrogen, carbon, oxygen at nitrogen. Ito ang mga pangunahing elemento ng cellular, ngunit ang mga elemento tulad ng potassium, yodo, magnesium, chlorine, iron, calcium at sulfur ay gumaganap din ng isang pantay na mahalagang papel. Ito ay mga macroelement, kung saan ang mga cell ay naglalaman ng medyo maliit na halaga (hanggang sa ikasampu ng isang porsyento).
Mayroong mas kaunting mga microelement sa mga cell (mas mababa sa 0.01% ng masa ng cell). Kabilang dito ang tanso, molibdenum, boron, fluorine, chromium, zinc, silikon at kobalt.
Ang kahulugan at nilalaman ng mga elemento sa mga selula ng mga organismo ay ibinibigay sa talahanayan.
| Elemento | Simbolo | Nilalaman sa % | Kahalagahan para sa mga selula at organismo |
| Oxygen | TUNGKOL SA | 62 | Bahagi ng tubig at organikong bagay; nakikilahok sa cellular respiration |
| Carbon | SA | 20 | Naglalaman ng lahat ng mga organikong sangkap |
| Hydrogen | N | 10 | Bahagi ng tubig at organikong bagay; nakikilahok sa mga proseso ng conversion ng enerhiya |
| Nitrogen | N | 3 | Naglalaman ng mga amino acid, protina, nucleic acid, ATP, chlorophyll, bitamina |
| Kaltsyum | Ca | 2,5 | Bahagi ng cell wall ng mga halaman, buto at ngipin, ay nagpapataas ng pamumuo ng dugo at contractility ng mga fibers ng kalamnan |
| Posporus | R | 1,0 | Bahagi ng tissue ng buto at enamel ng ngipin, mga nucleic acid, ATP, at ilang mga enzyme |
| Sulfur | S | 0,25 | Bahagi ng mga amino acid (cysteine, cystine at methionine), ilang bitamina, ay nakikilahok sa pagbuo ng disulfide bond sa pagbuo ng tersiyaryong istraktura ng mga protina |
| Potassium | SA | 0,25 | Na nilalaman sa cell lamang sa anyo ng mga ions, pinapagana ang mga enzyme ng synthesis ng protina, tinutukoy ang normal na ritmo ng aktibidad ng puso, nakikilahok sa mga proseso ng photosynthesis at ang pagbuo ng mga potensyal na bioelectric. |
| Chlorine | Cl | 0,2 | Ang negatibong ion ay nangingibabaw sa katawan ng mga hayop. Hydrochloric acid na bahagi ng gastric juice |
| Sosa | Na | 0,10 | Nakapaloob sa cell lamang sa anyo ng mga ions, tinutukoy nito ang normal na ritmo ng aktibidad ng puso at nakakaapekto sa synthesis ng mga hormone. |
| Magnesium | Mg | 0,07 | Bahagi ng mga molekula ng chlorophyll, pati na rin ang mga buto at ngipin, ay nagpapagana ng metabolismo ng enerhiya at synthesis ng DNA |
| yodo | 1 | 0,01 | Naglalaman ng mga thyroid hormone |
| bakal | Fe | 0,01 | Ito ay bahagi ng maraming mga enzyme, hemoglobin at myoglobin, nakikilahok sa biosynthesis ng chlorophyll, sa transportasyon ng elektron, sa mga proseso ng paghinga at photosynthesis. |
| tanso | Cu | Mga bakas ng paa | Ito ay bahagi ng hemocyanin sa mga invertebrates, bahagi ng ilang mga enzyme, at kasangkot sa mga proseso ng hematopoiesis, photosynthesis, at hemoglobin synthesis. |
| Manganese | Mn | Mga bakas ng paa | Bahagi ng o pinapataas ang aktibidad ng ilang mga enzyme, nakikilahok sa pagbuo ng buto, nitrogen assimilation at proseso ng photosynthesis |
| Molibdenum | Mo | Mga bakas ng paa | Bahagi ng ilang mga enzyme (nitrate reductase), ay nakikilahok sa mga proseso ng pag-aayos ng atmospheric nitrogen sa pamamagitan ng nodule bacteria |
| kobalt | Co | Mga bakas ng paa | Bahagi ng bitamina B12, nakikilahok sa pag-aayos ng atmospheric nitrogen sa pamamagitan ng nodule bacteria |
| Bor | SA | Mga bakas ng paa | Nakakaapekto sa mga proseso ng paglago ng halaman, pinapagana ang mga reductive respiration enzymes |
| Sink | Zn | Mga bakas ng paa | Bahagi ng ilang mga enzyme na sumisira sa polypeptides, nakikilahok sa synthesis ng mga hormone ng halaman (auxins) at glycolysis |
| Fluorine | F | Mga bakas ng paa | Naglalaman ng enamel ng ngipin at buto |
Biology- agham ng buhay. Ang pinakamahalagang gawain ng biology ay ang pag-aaral ng pagkakaiba-iba, istraktura, aktibidad sa buhay, indibidwal na pag-unlad at ebolusyon ng mga buhay na organismo, ang kanilang mga relasyon sa kanilang kapaligiran.
Mga buhay na organismo may ilang mga katangian na nagpapaiba sa kanila sa walang buhay na kalikasan. Indibidwal, ang bawat isa sa mga pagkakaiba ay medyo arbitrary, kaya dapat silang isaalang-alang sa kumbinasyon.
Mga palatandaan na nag-iiba ng buhay na bagay mula sa walang buhay na bagay:
- ang kakayahang magparami at magpadala ng namamana na impormasyon sa susunod na henerasyon;
- metabolismo at enerhiya;
- excitability;
- kakayahang umangkop sa mga tiyak na kondisyon ng pamumuhay;
- materyal na gusali - biopolymers (ang pinakamahalaga sa kanila ay mga protina at nucleic acid);
- pagdadalubhasa mula sa mga molekula hanggang sa mga organo at isang mataas na antas ng kanilang organisasyon;
- taas;
- pagtanda;
- kamatayan.
Mga antas ng organisasyon ng nabubuhay na bagay:
- molekular,
- cellular,
- tela,
- organ,
- organismo,
- populasyon-species,
- biogeocenotic,
- biosphere.
Pagkakaiba-iba ng buhay
Nuclear-free na mga cell ang unang lumitaw sa ating planeta. Karamihan sa mga siyentipiko ay tinatanggap na ang mga nuklear na organismo ay lumitaw bilang isang resulta ng symbiosis ng sinaunang archaebacteria na may asul-berdeng algae at oxidizing bacteria (ang teorya ng symbiogenesis).
Cytology
Cytology- ang agham ng kulungan. Pinag-aaralan ang istraktura at pag-andar ng mga selula ng unicellular at multicellular na organismo. Ang cell ay ang elementarya na yunit ng istraktura, paggana, paglaki at pag-unlad ng lahat ng nabubuhay na nilalang. Samakatuwid, ang mga proseso at pattern na katangian ng cytology ay sumasailalim sa mga prosesong pinag-aralan ng maraming iba pang mga agham (anatomy, genetics, embryology, biochemistry, atbp.).
Mga elemento ng kemikal ng cell
Elemento ng kemikal- isang tiyak na uri ng atom na may parehong positibong nuclear charge. Humigit-kumulang 80 elemento ng kemikal ang natagpuan sa mga selula. Maaari silang nahahati sa apat na grupo:
Pangkat 1 - carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen (98% ng mga nilalaman ng cell),
Pangkat 2 - potasa, sodium, calcium, magnesium, sulfur, phosphorus, chlorine, iron (1.9%),
Pangkat 3 - sink, tanso, fluorine, yodo, cobalt, molibdenum, atbp. (mas mababa sa 0.01%),
Pangkat 4 - ginto, uranium, radium, atbp. (mas mababa sa 0.00001%).
Ang mga elemento ng una at pangalawang grupo sa karamihan ng mga manwal ay tinatawag macronutrients, mga elemento ng ikatlong pangkat - mga microelement, mga elemento ng ikaapat na pangkat - ultramicroelements. Para sa mga macro- at microelement, nilinaw ang mga proseso at function kung saan sila lumalahok. Para sa karamihan ng mga ultramicroelement, ang isang biological na papel ay hindi natukoy.
| Elemento ng kemikal | Mga sangkap na naglalaman ng elementong kemikal | Mga proseso kung saan kasangkot ang isang kemikal na elemento |
|---|---|---|
| Carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen | Mga protina, nucleic acid, lipid, carbohydrates at iba pang mga organikong sangkap | Synthesis ng mga organikong sangkap at ang buong kumplikadong mga pag-andar na ginagawa ng mga organikong sangkap na ito |
| Potassium, sodium | Na+ at K+ | Tinitiyak ang pag-andar ng lamad, lalo na, ang pagpapanatili ng potensyal na elektrikal ng lamad ng cell, ang pagpapatakbo ng Na + /Ka + pump, ang pagpapadaloy ng mga nerve impulses, anion, cation at osmotic na balanse |
| Kaltsyum | Sa +2 | Pakikilahok sa proseso ng pamumuo ng dugo |
| Calcium phosphate, calcium carbonate | Ang tissue ng buto, enamel ng ngipin, mga shell ng mollusk | |
| Calcium pectate | Ang pagbuo ng median plate at cell wall sa mga halaman | |
| Magnesium | Chlorophyll | Photosynthesis |
| Sulfur | Mga ardilya | Ang pagbuo ng spatial na istraktura ng protina dahil sa pagbuo ng mga tulay na disulfide |
| Posporus | Mga nucleic acid, ATP | Synthesis ng nucleic acid |
| Chlorine | Cl- | Pagpapanatili ng potensyal na elektrikal ng lamad ng cell, ang operasyon ng Na + /Ka + pump, ang pagpapadaloy ng mga nerve impulses, anion, cation at osmotic na balanse |
| HCl | Pag-activate ng digestive enzymes sa gastric juice | |
| bakal | Hemoglobin | Transportasyon ng oxygen |
| Mga cytochrome | Paglipat ng electron sa panahon ng photosynthesis at respiration | |
| Manganese | Decarboxylase, dehydrogenases | Ang oksihenasyon ng mga fatty acid, pakikilahok sa mga proseso ng paghinga at photosynthesis |
| tanso | Hemocyanin | Transportasyon ng oxygen sa ilang invertebrates |
| Tyrosinase | Ang pagbuo ng melanin | |
| kobalt | Bitamina B 12 | Pagbuo ng mga pulang selula ng dugo |
| Sink | Alcohol dehydrogenase | Anaerobic respiration sa mga halaman |
| Carbonic anhydrase | Transportasyon ng CO 2 sa mga vertebrates | |
| Fluorine | Kaltsyum fluoride | Tisiyu ng buto, enamel ng ngipin |
| yodo | Thyroxine | Regulasyon ng basal metabolismo |
| Molibdenum | Nitrogenase | Nitrogen fixation |
Nabubuo ang mga atomo ng mga elemento ng kemikal sa mga buhay na organismo inorganic(tubig, asin) at mga organikong compound(mga protina, nucleic acid, lipid, carbohydrates). Sa antas ng atomic, walang mga pagkakaiba sa pagitan ng buhay at walang buhay na mga bagay na lilitaw sa susunod, mas mataas na antas ng organisasyon ng mga bagay na may buhay.
Tubig
Tubig- ang pinakakaraniwang inorganikong compound. Ang nilalaman ng tubig ay mula 10% (tooth enamel) hanggang 90% ng cell mass (developing embryo). Kung walang tubig, ang buhay ay imposible;
Ang molekula ng tubig ay may isang angular na hugis: ang mga atomo ng hydrogen ay bumubuo ng isang anggulo na 104.5° na may paggalang sa oxygen. Ang bahagi ng molekula kung saan matatagpuan ang hydrogen ay positibong sisingilin, ang bahagi kung saan matatagpuan ang oxygen ay negatibong sisingilin, at samakatuwid ang molekula ng tubig ay isang dipole. Ang mga hydrogen bond ay nabuo sa pagitan ng mga dipoles ng tubig. Mga pisikal na katangian ng tubig: transparent, maximum density sa 4 °C, mataas na kapasidad ng init, halos hindi nag-compress; Ang dalisay na tubig ay nagsasagawa ng init at kuryente nang hindi maganda, nagyeyelo sa 0 °C, kumukulo sa 100 °C, atbp. Mga kemikal na katangian ng tubig: isang mahusay na solvent, bumubuo ng mga hydrates, sumasailalim sa mga reaksyon ng hydrolytic decomposition, nakikipag-ugnayan sa maraming mga oxide, atbp. May kaugnayan sa kakayahang matunaw sa tubig, sila ay nakikilala: mga sangkap na hydrophilic- lubos na natutunaw, mga sangkap na hydrophobic- halos hindi matutunaw sa tubig.
Biological na kahalagahan ng tubig:
- ay ang batayan ng panloob at intracellular na kapaligiran,
- tinitiyak ang pagpapanatili ng spatial na istraktura,
- nagbibigay ng transportasyon ng mga sangkap
- nag-hydrates ng mga polar molecule,
- nagsisilbing solvent at medium para sa diffusion,
- nakikilahok sa mga reaksyon ng photosynthesis at hydrolysis,
- tumutulong sa pagpapalamig ng katawan,
- ay isang tirahan para sa maraming mga organismo,
- nagtataguyod ng paglipat at pamamahagi ng mga buto, prutas, yugto ng larva,
- ay ang kapaligiran kung saan nangyayari ang pagpapabunga,
- sa mga halaman, tinitiyak ang transpiration at pagtubo ng buto,
- nagtataguyod ng pare-parehong pamamahagi ng init sa katawan at marami pang iba. atbp.
Iba pang mga inorganikong compound ng cell
Ang iba pang mga inorganic na compound ay pangunahing kinakatawan ng mga asin, na maaaring matagpuan sa alinman sa dissolved form (dissociated sa mga cation at anion) o solid. Ang mga cation K + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ (tingnan ang talahanayan sa itaas) at ang mga anion HPO 4 2 - , Cl - , HCO 3 - ay mahalaga para sa buhay ng cell, na nagbibigay ng buffering properties ng cell . Buffering- ang kakayahang mapanatili ang pH sa isang tiyak na antas (pH ay ang decimal logarithm ng kapalit ng konsentrasyon ng mga hydrogen ions). Ang halaga ng pH na 7.0 ay tumutugma sa isang neutral na solusyon, mas mababa sa 7.0 sa isang acidic na solusyon, at higit sa 7.0 sa isang alkaline na solusyon. Ang mga cell at tissue ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang bahagyang alkaline na kapaligiran. Ang mga buffer system ng Phosphate (1) at bikarbonate (2) ay responsable para sa pagpapanatili ng bahagyang alkaline na reaksyong ito.
Ang mga selula ng halaman at hayop ay naglalaman ng mga di-organikong at organikong sangkap. Kabilang sa mga di-organikong sangkap ang tubig at mineral. Kasama sa mga organikong sangkap ang mga protina, taba, karbohidrat, at mga nucleic acid.
Mga di-organikong sangkap
Tubigay ang tambalang naglalaman ng isang buhay na selula sa pinakamaraming dami. Ang tubig ay bumubuo ng halos 70% ng masa ng cell. Karamihan sa mga intracellular na reaksyon ay nangyayari sa isang may tubig na kapaligiran. Ang tubig sa cell ay nasa isang libre at nakatali na estado.
Ang kahalagahan ng tubig para sa buhay ng isang cell ay tinutukoy ng istraktura at mga katangian nito. Ang nilalaman ng tubig sa mga cell ay maaaring mag-iba. 95% ng tubig ay libre sa cell. Ito ay kinakailangan bilang isang solvent para sa mga organic at inorganic na sangkap. Ang lahat ng mga biochemical reaksyon sa isang cell ay nangyayari sa partisipasyon ng tubig. Ang tubig ay ginagamit upang alisin ang iba't ibang mga sangkap mula sa cell. Ang tubig ay may mataas na thermal conductivity at pinipigilan ang biglaang pagbabagu-bago ng temperatura. 5% ng tubig ay nasa isang nakatali na estado, na bumubuo ng mga mahihinang compound na may mga protina.
Mga mineral sa cell maaari silang nasa isang dissociated state o kasama ng mga organikong sangkap.
Mga elemento ng kemikal, na nakikilahok sa mga metabolic na proseso at may biological na aktibidad ay tinatawag na biogenic.
Cytoplasmnaglalaman ng humigit-kumulang 70% oxygen, 18% carbon, 10% hydrogen, calcium, nitrogen, potassium, phosphorus, magnesium, sulfur, chlorine, sodium, aluminum, iron. Ang mga elementong ito ay bumubuo ng 99.99% ng komposisyon ng cell at tinatawag macroelements. Halimbawa, ang calcium at phosphorus ay bahagi ng mga buto. Ang iron ay isang bahagi ng hemoglobin.
Manganese, boron, tanso, sink, yodo, kobalt - mga microelement. Binubuo nila ang ikasampu ng isang porsyento ng masa ng cell. Ang mga microelement ay kinakailangan para sa pagbuo ng mga hormone, enzymes, at bitamina. Nakakaapekto sila sa mga proseso ng metabolic sa katawan. Halimbawa, ang iodine ay bahagi ng thyroid hormone, ang cobalt ay bahagi ng bitamina B 12.
Ginto, mercury, radium, atbp. - ultramicroelements- bumubuo ng ika-milyong bahagi ng isang porsyento ng komposisyon ng cell.
Ang kakulangan o labis ng mga mineral na asing-gamot ay nakakagambala sa mahahalagang pag-andar ng katawan.
Organikong bagay
Ang oxygen, hydrogen, carbon, nitrogen ay bahagi ng mga organikong sangkap. Ang mga organikong compound ay malalaking molekula na tinatawag na polimer. Ang mga polimer ay binubuo ng maraming paulit-ulit na mga yunit (monomer). Ang mga organikong polymer compound ay kinabibilangan ng carbohydrates, fats, proteins, nucleic acids, at ATP.
Mga karbohidrat
Mga karbohidratbinubuo ng carbon, hydrogen, oxygen.
Mga monomercarbohydrates ay monosaccharides. Ang mga karbohidrat ay nahahati sa monosaccharides, disaccharides at polysaccharides.
Monosaccharides- mga simpleng asukal na may formula (CH 2 O) n, kung saan ang n ay anumang integer mula tatlo hanggang pito. Depende sa bilang ng mga carbon atom sa molekula, ang trioses (3C), tetroses (4C), pentoses (5C), hexoses (6C), at heptoses (7C) ay nakikilala.
Mga trioseC 3 H 6 O 3 - halimbawa, glyceraldehyde at dihydroxyacetone - gumaganap ng papel ng mga intermediate na produkto sa proseso ng paghinga at kasangkot sa photosynthesis. Ang Tetroses C 4 H 8 O 4 ay matatagpuan sa bacteria. Pentoses C 5 H 10 O 5 - halimbawa, ribose - ay bahagi ng RNA, ang deoxyribose ay bahagi ng DNA. Hexoses - C 6 H 12 O 6 - halimbawa glucose, fructose, galactose. Ang glucose ay ang pinagmumulan ng enerhiya para sa cell. Kasama ng fructose at galactose, ang glucose ay maaaring lumahok sa pagbuo ng disaccharides.
Disaccharidesay nabuo bilang isang resulta ng isang reaksyon ng condensation sa pagitan ng dalawang monosaccharides (hexoses) na may pagkawala ng isang molekula ng tubig.
Ang formula ng disaccharides ay C 12 H 22 O 11 Sa mga disaccharides, ang pinakalaganap ay maltose, lactose at sucrose.
Ang sucrose, o asukal sa tubo, ay na-synthesize sa mga halaman. Ang maltose ay nabuo mula sa almirol sa panahon ng pagtunaw nito sa mga hayop. Ang lactose, o asukal sa gatas, ay matatagpuan lamang sa gatas.
Polysaccharides (simple) ay nabuo bilang isang resulta ng reaksyon ng condensation ng isang malaking bilang ng mga monosaccharides. Ang mga simpleng polysaccharides ay kinabibilangan ng starch (na-synthesize sa mga halaman), glycogen (matatagpuan sa mga selula ng atay at mga kalamnan ng mga hayop at tao), cellulose (bumubuo ng cell wall sa mga halaman).
Mga kumplikadong polysaccharides ay nabuo bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng carbohydrates sa lipids. Halimbawa, ang glycolipids ay bahagi ng mga lamad. Kasama rin sa kumplikadong polysaccharides ang mga compound ng carbohydrates na may mga protina (glycoproteins). Halimbawa, ang mga glycoprotein ay bahagi ng mucus na itinago ng mga glandula ng gastrointestinal tract.
Mga function ng carbohydrates:
1. Enerhiya: Ang katawan ay tumatanggap ng 60% ng enerhiya nito mula sa pagkasira ng mga carbohydrates. Kapag ang 1 g ng carbohydrates ay nasira, 17.6 kJ ng enerhiya ang inilalabas.
2. Structural at suporta: carbohydrates ay bahagi ng plasma lamad, ang lamad ng halaman at bacterial cell.
3. Imbakan: Ang mga sustansya (glycogen, starch) ay nakaimbak sa mga selula.
4. Proteksiyon: Ang mga pagtatago (mucus) na itinago ng iba't ibang mga glandula ay nagpoprotekta sa mga dingding ng mga guwang na organo, bronchi, tiyan, at mga bituka mula sa mekanikal na pinsala, nakakapinsalang bakterya at mga virus.
5. Makilahok sa potosintesis.
Mga taba at mga sangkap na tulad ng taba
Mga tababinubuo ng carbon, hydrogen, oxygen. Mga monomer ang mga taba ay fatty acid At gliserol. Ang mga katangian ng taba ay natutukoy sa pamamagitan ng husay na komposisyon ng mga fatty acid at ang kanilang quantitative ratio. Ang mga taba ng gulay ay likido (mga langis), ang mga taba ng hayop ay solid (halimbawa, mantika). Ang mga taba ay hindi matutunaw sa tubig - sila ay mga hydrophobic compound. Ang mga taba ay pinagsama sa mga protina upang bumuo ng mga lipoprotein, at pinagsama sa mga karbohidrat upang bumuo ng glycolipids. Ang mga glycolipids at lipoprotein ay mga sangkap na tulad ng taba.
Ang mga sangkap na tulad ng taba ay bahagi ng mga lamad ng selula, mga organel ng lamad, at tisyu ng nerbiyos. Ang mga taba ay maaaring pagsamahin sa glucose at bumubuo ng mga glycoside. Halimbawa, ang digitoxin glycoside ay isang sangkap na ginagamit sa paggamot ng sakit sa puso.
Mga function ng taba:
1. Enerhiya: sa kumpletong pagkasira ng 1 g ng taba sa carbon dioxide at tubig, 38.9 kJ ng enerhiya ang pinakawalan.
2. Structural: ay bahagi ng lamad ng cell.
3. Proteksiyon: pinoprotektahan ng isang layer ng taba ang katawan mula sa hypothermia, mechanical shocks at shocks.
4. Regulatoryo: Kinokontrol ng mga steroid na hormone ang mga metabolic na proseso at pagpaparami.
5. Mataba- pinagmulan endogenous na tubig. Kapag ang 100 g ng taba ay na-oxidized, 107 ML ng tubig ang inilabas.
Mga ardilya
Ang mga protina ay naglalaman ng carbon, oxygen, hydrogen, at nitrogen. Mga monomer ang mga ardilya ay mga amino acid. Ang mga protina ay binuo mula sa dalawampung magkakaibang amino acid. Formula ng amino acid:
Ang komposisyon ng mga amino acid ay kinabibilangan ng: NH 2 - isang amino group na may mga pangunahing katangian; Ang COOH ay isang carboxyl group at may acidic na katangian. Ang mga amino acid ay naiiba sa bawat isa sa pamamagitan ng kanilang mga radikal - R. Ang mga amino acid ay mga amphoteric compound. Ang mga ito ay konektado sa isa't isa sa molekula ng protina gamit ang mga peptide bond.
Scheme ng amino acid condensation (pagbuo ng peptide bond)
Mayroong pangunahin, pangalawa, tersiyaryo at quaternary na mga istruktura ng protina. Ang pagkakasunud-sunod, dami at kalidad ng mga amino acid na bumubuo sa isang molekula ng protina ay tumutukoy sa pangunahing istraktura nito. Ang mga protina na may pangunahing istraktura ay maaaring sumali sa isang helix gamit ang mga bono ng hydrogen at bumuo ng isang pangalawang istraktura. Ang mga polypeptide chain ay pinaikot sa isang tiyak na paraan sa isang compact na istraktura, na bumubuo ng isang globule (bola) - ito ang tersiyaryong istraktura ng protina. Karamihan sa mga protina ay may tertiary na istraktura. Ang mga amino acid ay aktibo lamang sa ibabaw ng globule. Ang mga protina na may globular na istraktura ay nagsasama-sama upang bumuo ng isang quaternary na istraktura. Ang pagpapalit ng isang amino acid ay humahantong sa pagbabago sa mga katangian ng protina (Larawan 30).
Kapag nalantad sa mataas na temperatura, mga acid at iba pang mga kadahilanan, ang pagkasira ng molekula ng protina ay maaaring mangyari. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na denaturation (Larawan 31). Minsan na-denatured
kanin. tatlumpu.Iba't ibang mga istraktura ng mga molekula ng protina.
1 - pangunahin; 2 - pangalawa; 3 - tersiyaryo; 4 - quaternary (gamit ang halimbawa ng hemoglobin ng dugo).
kanin. 31.Denaturation ng protina.
1 - molekula ng protina bago ang denaturation;
2 - denatured na protina;
3 - pagpapanumbalik ng orihinal na molekula ng protina.
Kapag nagbago ang mga kondisyon, muling maibabalik ng naligo na protina ang istraktura nito. Ang prosesong ito ay tinatawag na renaturation at posible lamang kapag ang pangunahing istraktura ng protina ay hindi nawasak.
Ang mga protina ay maaaring simple o kumplikado. Ang mga simpleng protina ay binubuo lamang ng mga amino acid: halimbawa, albumin, globulins, fibrinogen, myosin.
Ang mga kumplikadong protina ay binubuo ng mga amino acid at iba pang mga organikong compound: halimbawa, lipoproteins, glycoproteins, nucleoproteins.
Mga function ng protina:
1. Enerhiya. Ang pagkasira ng 1 g ng protina ay naglalabas ng 17.6 kJ ng enerhiya.
2. Catalytic. Maglingkod bilang mga catalyst para sa mga biochemical reaction. Ang mga katalista ay mga enzyme. Pinapabilis ng mga enzyme ang mga biochemical reaction, ngunit hindi bahagi ng mga huling produkto. Ang mga enzyme ay mahigpit na tiyak. Ang bawat substrate ay may sariling enzyme. Kasama sa pangalan ng enzyme ang pangalan ng substrate at ang nagtatapos na "ase": maltase, ribonuclease. Ang mga enzyme ay aktibo sa isang tiyak na temperatura (35 - 45 O C).
3. Structural. Ang mga protina ay bahagi ng mga lamad.
4. Transportasyon. Halimbawa, ang hemoglobin ay nagdadala ng oxygen at CO 2 sa dugo ng mga vertebrates.
5. Protective. Pagprotekta sa katawan mula sa mga nakakapinsalang impluwensya: paggawa ng mga antibodies.
6. Contractile. Dahil sa pagkakaroon ng mga protina ng actin at myosin sa mga fibers ng kalamnan, nangyayari ang pag-urong ng kalamnan.
Mga nucleic acid
Mayroong dalawang uri ng mga nucleic acid: DNA(deoxyribonucleic acid) at RNA(ribonucleic acid). Mga monomer ang mga nucleic acid ay nucleotides.
DNA (deoxyribonucleic acid). Ang DNA nucleotide ay naglalaman ng isa sa mga nitrogenous base: adenine (A), guanine (G), thymine (T) o cytosine (C) (Fig. 32), ang carbohydrate deoxyribose at isang phosphoric acid residue. Ang molekula ng DNA ay isang double helix na binuo ayon sa prinsipyo ng complementarity. Ang mga sumusunod na nitrogenous base ay pantulong sa isang molekula ng DNA: A = T; G = C. Dalawang DNA helice ay konektado sa pamamagitan ng hydrogen bonds (Larawan 33).
kanin. 32.Istraktura ng nucleotide.
kanin. 33.Seksyon ng isang molekula ng DNA. Komplementaryong koneksyon ng mga nucleotide ng iba't ibang mga kadena.
Ang DNA ay may kakayahang magkopya sa sarili (pagtitiklop) (Larawan 34). Ang pagtitiklop ay nagsisimula sa paghihiwalay ng dalawang pantulong na hibla. Ang bawat strand ay ginagamit bilang isang template upang bumuo ng isang bagong molekula ng DNA. Ang mga enzyme ay kasangkot sa proseso ng synthesis ng DNA. Ang bawat isa sa dalawang anak na molekula ay kinakailangang may kasamang isang lumang helix at isang bago. Ang bagong molekula ng DNA ay ganap na magkapareho sa luma sa mga tuntunin ng pagkakasunud-sunod ng nucleotide. Tinitiyak ng pamamaraang ito ng pagtitiklop ang tumpak na pagpaparami sa mga molekula ng anak na babae ng impormasyon na naitala sa molekula ng ina ng DNA.
kanin. 34.Pagdoble ng isang molekula ng DNA.
1 - template ng DNA;
2 - pagbuo ng dalawang bagong chain batay sa matrix;
3 - mga molekula ng DNA ng anak na babae.
Mga function ng DNA:
1. Imbakan ng namamana na impormasyon.
2. Pagtiyak sa paglilipat ng genetic na impormasyon.
3. Presensya sa chromosome bilang isang structural component.
Ang DNA ay matatagpuan sa cell nucleus, gayundin sa mga cell organelles tulad ng mitochondria at chloroplasts.
RNA (ribonucleic acid). Mayroong 3 uri ng ribonucleic acid: ribosomal, transportasyon At impormasyon RNA. Ang isang RNA nucleotide ay binubuo ng isa sa mga nitrogenous base: adenine (A), guanine (G), cytosine (C), uracil (U), ang carbohydrate ribose at isang phosphoric acid residue.
Ribosomal RNA (rRNA) sa kumbinasyon ng protina ito ay bahagi ng ribosomes. Ang rRNA ay bumubuo ng 80% ng lahat ng RNA sa isang cell. Ang synthesis ng protina ay nangyayari sa mga ribosom.
Messenger RNA (mRNA) bumubuo mula 1 hanggang 10% ng lahat ng RNA sa cell. Ang istraktura ng mRNA ay pantulong sa seksyon ng molekula ng DNA na nagdadala ng impormasyon tungkol sa synthesis ng isang partikular na protina. Ang haba ng mRNA ay depende sa haba ng seksyon ng DNA kung saan binasa ang impormasyon. Ang mRNA ay nagdadala ng impormasyon tungkol sa synthesis ng protina mula sa nucleus hanggang sa cytoplasm hanggang sa ribosome.
Ilipat ang RNA (tRNA) bumubuo ng halos 10% ng lahat ng RNA. Mayroon itong maikling kadena ng mga nucleotide sa hugis ng isang trefoil at matatagpuan sa cytoplasm. Sa isang dulo ng trefoil ay isang triplet ng nucleotides (isang anticodon) na nagko-code para sa isang partikular na amino acid. Sa kabilang dulo ay isang triplet ng nucleotides kung saan nakakabit ang isang amino acid. Ang bawat amino acid ay may sariling tRNA. Ang tRNA ay nagdadala ng mga amino acid sa lugar ng synthesis ng protina, i.e. sa ribosomes (Larawan 35).
Ang RNA ay matatagpuan sa nucleolus, cytoplasm, ribosomes, mitochondria at plastids.
ATP - Adenazine triphosphoric acid. Ang adenazine triphosphoric acid (ATP) ay binubuo ng isang nitrogenous base - adenine, asukal - ribose, At tatlong phosphoric acid residues(Larawan 36). Ang molekula ng ATP ay nag-iipon ng malaking halaga ng enerhiya na kinakailangan para sa mga prosesong biochemical na nagaganap sa cell. Ang synthesis ng ATP ay nangyayari sa mitochondria. Ang molekula ng ATP ay napaka hindi matatag
aktibo at may kakayahang maghiwalay ng isa o dalawang molekula ng pospeyt, na naglalabas ng malaking halaga ng enerhiya. Ang mga bono sa isang molekula ng ATP ay tinatawag macroergic.
ATP → ADP + P + 40 kJ ADP → AMP + P + 40 kJ
kanin. 35. Istraktura ng tRNA.
A, B, C at D - mga lugar ng komplementaryong koneksyon sa loob ng isang RNA chain; D - site (aktibong sentro) ng koneksyon sa isang amino acid; E - site ng pantulong na koneksyon sa molekula.
kanin. 36.Ang istraktura ng ATP at ang conversion nito sa ADP.
Mga tanong para sa pagpipigil sa sarili
1. Anong mga sangkap sa isang cell ang nauuri bilang inorganic?
2. Anong mga sangkap sa isang cell ang nauuri bilang organic?
3. Ano ang monomer ng carbohydrates?
4. Anong istraktura mayroon ang carbohydrates?
5. Anong mga function ang ginagawa ng carbohydrates?
6. Ano ang monomer ng taba?
7. Anong istraktura mayroon ang mga taba?
8. Anong mga tungkulin ang ginagawa ng mga taba?
9. Ano ang protina monomer? 10. Anong istraktura mayroon ang mga protina? 11. Anong mga istruktura mayroon ang mga protina?
12. Ano ang mangyayari kapag ang isang molekula ng protina ay nagdenatura?
13. Anong mga function ang ginagawa ng mga protina?
14. Anong mga nucleic acid ang kilala?
15. Ano ang monomer ng mga nucleic acid?
16. Ano ang kasama sa DNA nucleotide?
17. Ano ang istraktura ng isang RNA nucleotide?
18. Ano ang istraktura ng isang molekula ng DNA?
19. Anong mga function ang ginagawa ng molekula ng DNA?
20. Ano ang istraktura ng rRNA?
21. Ano ang istraktura ng mRNA?
22. Ano ang istraktura ng tRNA?
23. Anong mga tungkulin ang ginagawa ng mga ribonucleic acid?
24. Ano ang istraktura ng ATP?
25. Anong mga function ang ginagawa ng ATP sa isang cell?
Mga keyword ng paksang "Kemikal na komposisyon ng mga cell"
nitrogenous base albumin
amino acid pangkat amino acid
amphoteric compound
anticodon
bakterya
mga ardilya
biological na aktibidad biological catalyst
mga reaksyong biochemical
sakit
mga sangkap
pagtitiyak ng mga species
bitamina
tubig
hydrogen bonds pangalawang istraktura produksyon ng antibody mataas na temperatura galactose hexoses hemoglobin heparin
mga hydrophobic compound
glycogen
glycosides
glycoproteins
gliserol
globule
mga globulin
glucose
mga hormone
guanine
double helix deoxyribose denaturation disaccharide
dissociated state
DNA
yunit ng impormasyon buhay na organismo hayop mahahalagang aktibidad fatty acids adipose tissue fat-like substances fats
labis na supply ng nutrients
indibidwal na pagtitiyak
mapagkukunan ng enerhiya
patak
pangkat ng carboxyl
kalidad ng acid
cell wall codon
pagbabagu-bago ng temperatura
dami
complementarity
panghuling produkto
buto
almirol
lactose
paggamot
lipoprotein
macronutrients
mga koneksyon sa macroergic
maltose
timbang
lamad ng cell
mga microelement
mga mineral na asing-gamot
myosin
mitochondria
molekula
asukal sa gatas
monomer
monosaccharide
mucopolysaccharides
mucoproteins
namamana na kakulangan sa impormasyon
inorganic substances nervous tissue nucleic acids nucleoproteins nucleotide metabolism metabolic process organic substances pentoses
peptide bonds pangunahing istraktura oxygen transfer prutas
tisyu sa ilalim ng balat
polymer polysaccharide
semipermeable lamad
utos
isang pagkawala
pagtagos ng tubig
porsyento
radikal
pagkawasak
pagkabulok
pantunaw
halaman
hati
reaksyon ng condensation
renaturation
ribose
ribonuclease
ribosome
RNA
asukal
pamumuo ng dugo
Malayang bansa
estadong nakatali
mga buto
puso
synthesis ng protina
layer
laway
mga contractile na protina
istraktura
substrate
thermal conductivity
tetrose thymine
pagtitiyak ng tissue
tersiyaryong istraktura
shamrock
trioses
triplet
asukal sa tubo carbohydrates
ultramicroelements
uracil
balangkas
mga enzyme
fibrinogen
pormula
phosphoric acid photosynthesis fructose function
mga elemento ng kemikal
mga chloroplast
chromosome
selulusa
kadena
cytosine
cytoplasm
quaternary structure ball
thyroid
mga elemento
core
Depende sa nilalaman ng mga elemento ng kemikal sa cell, nahahati sila sa mga grupo: macroelements, microelements at ultramicroelements.Ang isang hiwalay na pangkat sa mga macroelement ay binubuo ng mga elemento ng organogenic(O, C, H, N), na bumubuo sa mga molekula ng lahat ng mga organikong sangkap.
Macroelements, ang kanilang papel sa cell.Organogenic na elemento - oxygen, carbon, hydrogen at nitrogen ay bumubuo ng ≈98% ng kemikal na nilalaman ng cell. Madali silang bumubuo ng mga covalent bond sa pamamagitan ng pagbabahagi ng dalawang electron (isa mula sa bawat atom) at sa gayon ay bumubuo ng iba't ibang uri ng mga organikong sangkap sa cell.
Ang iba pang mga macroelement sa mga selula ng hayop at tao (potassium, sodium, magnesium, calcium, chlorine, iron) ay mahalaga din, na nagkakahalaga ng halos 1.9%.
Kaya, ang Potassium at Sodium ions ay kinokontrol ang osmotic pressure sa cell, tinutukoy ang normal na ritmo ng aktibidad ng puso, ang paglitaw at pagpapadaloy ng isang nerve impulse. Ang mga ion ng kaltsyum ay nakikibahagi sa pamumuo ng dugo at pag-urong ng fiber ng kalamnan. Ang mga hindi matutunaw na calcium salt ay nakikibahagi sa pagbuo ng mga buto at ngipin.
Ang mga ion ng magnesium ay may mahalagang papel sa paggana ng mga ribosom at mitochondria. Ang bakal ay bahagi ng hemoglobin.
Mga microelement, ang kanilang papel sa cell. Ang biological na papel ng micro- at ultramicroelements ay natutukoy hindi sa kanilang porsyento, ngunit sa pamamagitan ng katotohanan na sila ay bahagi ng enzymes, bitamina at hormones. Halimbawa, ang Cobalt ay bahagi ng bitamina B12, ang Iodine ay bahagi ng hormone thyroxine, ang Copper ay bahagi ng mga enzyme na nagpapagana ng mga proseso ng redox.
Ultramicroelements, ang kanilang papel sa cell. Ang kanilang konsentrasyon ay hindi hihigit sa 0.000001%. Ito ang mga sumusunod na elemento: ginto, pilak, tingga, uranium, selenium, cesium, beryllium, radium, atbp. Ang pisyolohikal na papel ng maraming elemento ng kemikal ay hindi pa naitatag, ngunit kinakailangan ang mga ito para sa normal na paggana ng katawan. Halimbawa, ang kakulangan ng ultramicroelement Selenium ay humahantong sa pag-unlad ng kanser.
Ang buod na impormasyon tungkol sa biological na kahalagahan ng mga pangunahing elemento ng kemikal na nilalaman sa mga selula ng mga buhay na organismo ay ipinakita sa Talahanayan 4.1.
Kapag may kakulangan ng isang mahalagang elemento ng kemikal sa lupa ng isang tiyak na rehiyon, na nagiging sanhi ng kakulangan nito sa katawan ng mga lokal na residente, na tinatawag na endemic na sakit.
Ang lahat ng mga elemento ng kemikal ay nakapaloob sa cell sa anyo ng mga ions o bahagi ng mga kemikal na sangkap.
mesa 4.1 Mga pangunahing elemento ng kemikal ng cell at ang kanilang kahalagahan para sa buhay at aktibidad ng mga organismo
| Elemento | Simbolo | Nilalaman | Kahalagahan para sa mga selula at organismo |
| Carbon | o | 15-18 | |
| Oxygen | N | 65-75 1,5-3,0 | Ang pangunahing bahagi ng istruktura ng lahat ng mga organikong compound ng cell |
| Nitrogen | H | 8-10 | Mahalagang bahagi ng mga amino acid |
| Hydrogen | K | 0.0001 | Ang pangunahing bahagi ng istruktura ng lahat ng mga organikong compound ng cell |
| Posporus | S | 0,15-0,4 | Bahagi ng tissue ng buto at enamel ng ngipin, mga nucleic acid, ATP at ilang mga enzyme |
| Potassium | Cl | 0,15-0,20 | Na nilalaman sa cell lamang sa anyo ng mga ions, pinapagana ang mga enzyme ng synthesis ng protina, tinutukoy ang ritmo ng aktibidad ng puso, at nakikilahok sa mga proseso ng photosynthesis. |
| Sulfur | Ca | 0,05-0,10 | Bahagi ng ilang amino acids, enzymes, bitamina B |
| Chlorine | Mg | 0,04-2,00 | Ang pinakamahalagang negatibong ion sa katawan ng hayop, isang bahagi ng HC1 sa gastric juice |
| Kaltsyum | Na | 0,02-0,03 | Bahagi ng cell wall ng mga halaman, buto at ngipin, ay nagpapagana ng pamumuo ng dugo at pag-urong ng fiber ng kalamnan |
| Magnesium | Fe | 0,02-0,03 | Bahagi ng mga molekula ng chlorophyll, pati na rin ang mga buto at ngipin, ay nagpapagana ng metabolismo ng enerhiya at synthesis ng DNA |
| Sosa | ako | 0,010-0,015 | Nakapaloob sa cell lamang sa anyo ng mga ions, tinutukoy nito ang normal na ritmo ng aktibidad ng puso at nakakaapekto sa synthesis ng mga hormone. |
| bakal | Cu | 0,0001 | Bahagi ng maraming mga enzyme, hemoglobin at myoglobin, ay nakikilahok sa biosynthesis ng chlorophyll, sa mga proseso ng paghinga at photosynthesis |
| yodo | Mn | 0,0002 | Naglalaman ng mga thyroid hormone |
| tanso | Mo | 0.0001 | Ito ay bahagi ng ilang mga enzyme at nakikilahok sa mga proseso ng pagbuo ng dugo, photosynthesis, at hemoglobin synthesis. |
| Manganese | Co | 0,0001 | Ito ay bahagi ng ilang mga enzyme o pinatataas ang kanilang aktibidad, nakikibahagi sa pagbuo ng buto, nitrogen assimilation at proseso ng photosynthesis. |
| Molibdenum | Zn | 0.0001 | Ito ay bahagi ng ilang mga enzyme at nakikilahok sa mga proseso ng pag-aayos ng nitrogen sa atmospera ng mga halaman. |
| kobalt | o | 0,0003 | Bahagi ng bitamina B12, nakikilahok sa pag-aayos ng nitrogen sa atmospera ng mga halaman at pag-unlad ng mga pulang selula ng dugo |
| Sink | N | 15-18 | Bahagi ng ilang mga enzyme, nakikilahok sa synthesis ng mga hormone ng halaman (fuchsin) at alkohol na pagbuburo |
Mga kemikal ng cell