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.
Материал подготовлен совместно с учителем высшей категории
Опыт работы учителем биологии - 23 лет.

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).

К макроэлементам также относятся калий, натрий, кальция, магний, железо, хлор, сера, фосфор.

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.

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.

Вещества клетки

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.

До 98

Содержатся в органических веществах и воде.

Кальций

2 – 3

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

Фосфор

1

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

Сера

0,2 – 0,3

Является основой белков, ферментов и витаминов.

Калий

0,2 – 0,3

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

Хлор

0,2

Один из компонентов желудочного сока, провокатор ферментов.

Йод

0,1

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

Натрий

0,1

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

Магний

0,07

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

Железо

0,01

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

Медь

< 0,01

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

Марганец

< 0,01

Активизирует фотосинтез, участвует в кровообразовании, обеспечивает высокую урожайность.

Фтор

< 0,01

Составная часть зубной эмали.

Бор

< 0,01

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.

Тест по теме

  1. Вопрос 1 из 10

    Наука о строении, химическом составе и функциях клетки называется…

Начать тест(новая вкладка)
Доска почёта
Чтобы попасть сюда - пройдите тест.
    
  • Дима Сучков
    10/10
  • Макс Белый
    8/10
  • Вера Феофилова
    8/10
  • Дарина Михайлова
    10/10
  • Максим Сазин
    10/10
  • Никита Гайтаев
    7/10
  • Ирина Садовая
    10/10
  • Вика Гурина
    10/10
  • Наталия Скоряк
    7/10
  • Nino Mirzoyan
    10/10

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.5. Всего получено оценок: 2684.

Предметы