Неорганические вещества клетки
Простые химические вещества: макро-, мезо-, микроэлемент.
Сложные химические вещества: вода, соли, кислоты и основания.
Буферные системы — всё, что нужно знать для ЕГЭ и ОГЭ
Сложные химические вещества: вода, соли, кислоты и основания.
Буферные системы — всё, что нужно знать для ЕГЭ и ОГЭ
Химические элементы простые неорганические вещества
Подразделяются на группы: макроэлементы, мезоэлементы и микроэлементы.
Макроэлементы (≈98% массы клетки)
Среди них особенно важны органогены — это водород (H), углерод (C), кислород (O) и азот (N).
- Органоген: C (углерод)Образует «каркас» всех органических молекул. Уникален: может соединяться сам с собой.
- Органоген: O (кислород)Составляет воду, органические молекулы и нужен для клеточного дыхания.
- Органоген: N (азот)Важен для белков и ДНК. Без него невозможно образование аминокислот и нуклеотидов.
- Органоген: H (водород)Входит в состав воды и всех органических веществ. Участвует в реакциях переноса энергии.
- Фосфор (P)Входит в состав ДНК, РНК, АТФ (энергетической молекулы)
- Сера (S)Есть в составе некоторых аминокислот (например, цистеина), влияет на структуру белков.
Мезоэлементы (≈1.8% массы клетки)
- Na⁺, K⁺, ClУчаствуют в проводимости нервных импульсов и проницаемости мембран
- Ca²⁺ и PФормируют костную ткань, обеспечивая её прочность
- FeКомпонент гемоглобина для траснспорта кислорода
- MgВходит в хлорофилл у растений и активирует ферменты у животных
Микроэлементы (≈0.02%)
- Цинк (Zn)
- Входит в состав гормона инсулина, который регулирует уровень сахара в крови.
- Участвует в работе ферментов, заживлении ран, укреплении иммунитета.
- Медь (Cu)
- Нужна для образования гемоглобина и правильного кроветворения.
- Участвует в работе дыхательных ферментов и укрепляет соединительную ткань.
- Йод (I)
- Входит в состав тироксина — гормона щитовидной железы.
- Регулирует обмен веществ, рост и развитие организма.
- Фтор (F)
- Укрепляет зубную эмаль и костную ткань.
- Предотвращает развитие кариеса.
Сложные неорганические вещества
Макроэлементы, такие как калий, натрий, кальций, магний, железо и хлор, играют важную роль в регуляции клеточных функций и поддержании здоровья организма.
Вода
Самое распространённое неорганическое вещество в организме.
Вода может поступать извне (экзогенная) или образовываться в организме (эндогенная, например, при расщеплении углеводов).
Вода может поступать извне (экзогенная) или образовываться в организме (эндогенная, например, при расщеплении углеводов).
- Строение молекулы воды
- Химическая формула: H₂O
- Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, соединённых ковалентными полярными связями.
- Полярность: Из-за разницы в электроотрицательности между кислородом и водородом, молекула воды является полярной, с частично отрицательным зарядом на атоме кислорода и частично положительным на атомах водорода
- Химические свойства воды
- Амфотерность: Вода может проявлять как кислотные, так и основные свойства, в зависимости от реагента.
- Гидролиз: Вода участвует в реакциях гидролиза, разлагая вещества на ионы.
- Электролитическая диссоциация: Частично диссоциирует на ионы H⁺ и OH⁻, что определяет её pH.
- Биологическое значение воды
- Растворитель: Вода является универсальным растворителем, обеспечивая среду для биохимических реакций.
- Транспорт веществ: Обеспечивает транспорт питательных веществ и продуктов обмена.
- Терморегуляция: Благодаря высокой теплоёмкости, вода способствует поддержанию стабильной температуры организма.
- Функции воды:
- Растворитель — благодаря дипольному строению, вызывает диссоциацию веществ на ионы, что делает возможными большинство химических реакций.
- Транспортная функция — способствует поступлению веществ в клетку и выведению продуктов обмена.
- Участие в реакциях гидролиза — под действием ферментов молекулы воды присоединяются к веществам, меняя их структуру.
- Связанная вода — окружает белки, поддерживает их конформационную подвижность, необходимую для работы ферментов.
- Терморегуляция — сохраняет стабильную температуру клетки благодаря высокой теплоёмкости.
pH
это мера того, насколько жидкость кислая или щелочная.
Это показатель, который отражает концентрацию ионов водорода (H⁺) в растворе.
Представьте, что у каждой жидкости есть характер:
– она может быть кислой (как лимонный сок),
– нейтральной (как чистая вода),
– или щелочной (как мыльный раствор).
Чтобы это измерить, придумали шкалу от 0 до 14:
Это показатель, который отражает концентрацию ионов водорода (H⁺) в растворе.
Представьте, что у каждой жидкости есть характер:
– она может быть кислой (как лимонный сок),
– нейтральной (как чистая вода),
– или щелочной (как мыльный раствор).
Чтобы это измерить, придумали шкалу от 0 до 14:
- pH = 7 → это нейтральная среда (например, вода).
- pH меньше 7 → это кислая среда (лимон, уксус, желудочный сок).
- pH больше 7 → это щелочная среда (мыло, сода, моющее средство).
Зачем знать pH на ЕГЭ?
В теле человека различные ферменты работают при разном pH. А также pH необходим для поддержания целостного состояния клеток.
Например:
- В желудке — очень кислая среда (pH ≈ 2), для поддержания активности пепсина.
- В тонком кишечнике — щелочная среда (pH ≈ 8), для поддержания активности трипсина.
Если pH слишком сильно меняется — ферменты денатурируют (т.к. все ферменты являются белками) и перестают работать, а это нарушает процессы пищеварения.
Буферные свойства клетки
Буферные свойства — это способность клетки "защищаться" от резких изменений pH.
Почему это важно?
Почему это важно?
- В клетке много ферментов, а они работают только при определённом pH.
- Если среда станет слишком кислой или щелочной — ферменты денатурируют.
- связывать лишние ионы водорода (H⁺), если среда стала слишком кислой,
- отдавать H⁺ , если среда стала слишком щелочной.
Изображения: Unsplash [Dan Cristian Pădureț, Viktor Mindt, 3d illustrations, Maria Kovalets, Marcos Acosta, Sina Bahar, Anne Roston, New Material, Benjamin Smith].
Перед использованием, пожалуйста, ознакомьтесь с Условиями использования Unsplash. Вы можете удалить этот блок.
Перед использованием, пожалуйста, ознакомьтесь с Условиями использования Unsplash. Вы можете удалить этот блок.
