कोशिका की रासायनिक संरचना

कोशिका के रासायनिक तत्व।

सभी कोशिकाएं, संगठन के स्तर की परवाह किए बिना, रासायनिक संरचना में समान हैं। कोशिका में कई हजार पदार्थ होते हैं जो विभिन्न प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रियाओं में शामिल होते हैं। जीवित जीवों में डी.आई. मेंडेलीफ की आवर्त प्रणाली के लगभग 80 रासायनिक तत्व पाए गए। 24 तत्वों के लिए, वे शरीर में जो कार्य करते हैं, वे ज्ञात हैं, ये हैं बायोजेनिक तत्व जीवित पदार्थ में मात्रात्मक सामग्री के अनुसार, तत्वों को तीन श्रेणियों में बांटा गया है:

मैक्रोन्यूट्रिएंट्स:

ओ, सी, एच, एन- जीवित पदार्थ के द्रव्यमान का लगभग 98%, पहले समूह के तत्व;

के, ना, सीए, एमजी, एस, पी, सीएल, एफई - दूसरे समूह के तत्व। (जीवित पदार्थ के द्रव्यमान का 1.9%)।

तत्वों का पता लगाना (Zn, Mn, Cu, Co, Mo और कई अन्य),जिसका हिस्सा 0.001% से 0.000001 तक है। ट्रेस तत्व जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का हिस्सा हैं - एंजाइम, विटामिन और हार्मोन।

अल्ट्रामाइक्रोलेमेंट्स (एयू, यू, रा, आदि),जिसकी सांद्रता 0.000001% से अधिक नहीं है। इस समूह के अधिकांश तत्वों की भूमिका अभी स्पष्ट नहीं हुई है।

जीवित पदार्थ में मैक्रो- और माइक्रोलेमेंट्स विभिन्न रूपों में मौजूद होते हैं रासायनिक यौगिक,जो अकार्बनिक और कार्बनिक पदार्थों में विभाजित हैं .

कोशिका के अकार्बनिक यौगिक।

अकार्बनिक पदार्थों में शामिल हैं: पानी,शरीर के वजन का लगभग 70-80% बनाना; खनिज पदार्थ - 1-1,5%.

पानी. जीवित जीवों में सबसे आम अकार्बनिक यौगिक। इसकी सामग्री व्यापक रूप से भिन्न होती है: दाँत तामचीनी की कोशिकाओं में, पानी वजन से लगभग 10% होता है, और विकासशील भ्रूण की कोशिकाओं में - 90% से अधिक होता है।

जल के बिना जीव का जीवित रहना असम्भव है। यह न केवल जीवित कोशिकाओं का एक आवश्यक घटक है, बल्कि जीवों का आवास भी है। पानी का जैविक महत्व इसके रासायनिक और भौतिक गुणों पर आधारित है।

पानी के रासायनिक और भौतिक गुणों को सबसे पहले पानी के अणुओं के छोटे आकार, उनकी ध्रुवता और हाइड्रोजन बांड द्वारा एक दूसरे के साथ जुड़ने की क्षमता से समझाया जाता है। पानी के एक अणु में, एक ऑक्सीजन परमाणु दो हाइड्रोजन परमाणुओं से सहसंयोजी रूप से बंधा होता है। अणु ध्रुवीय है: एक ऑक्सीजन परमाणु एक छोटा ऋणात्मक आवेश वहन करता है, और दो हाइड्रोजन परमाणु एक छोटा धनात्मक आवेश वहन करते हैं। यह पानी के अणु को द्विध्रुवीय बनाता है। इसलिए, जब पानी के अणु एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, तो उनके बीच हाइड्रोजन बांड स्थापित हो जाते हैं। वे सहसंयोजक से 15-20 गुना कमजोर होते हैं, लेकिन चूंकि प्रत्येक पानी का अणु 4 हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम होता है, इसलिए वे पानी के भौतिक गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। बड़ी ऊष्मा क्षमता, संलयन की ऊष्मा और वाष्पीकरण की ऊष्मा को इस तथ्य से समझाया जाता है कि पानी द्वारा अवशोषित अधिकांश ऊष्मा उसके अणुओं के बीच हाइड्रोजन बंधों को तोड़ने में खर्च होती है। पानी में उच्च तापीय चालकता होती है। पानी व्यावहारिक रूप से संकुचित नहीं होता है, यह स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में पारदर्शी होता है। अंत में, पानी एक ऐसा पदार्थ है जिसका तरल अवस्था में घनत्व ठोस अवस्था की तुलना में अधिक होता है, 4 ° C पर इसका अधिकतम घनत्व होता है, बर्फ का घनत्व कम होता है, यह सतह पर उगता है और जलाशय को जमने से बचाता है।

इसके भौतिक और रासायनिक गुण इसे एक अद्वितीय तरल बनाते हैं और इसके जैविक महत्व को निर्धारित करते हैं। पानी आयनिक (ध्रुवीय) के साथ-साथ कुछ गैर-आयनिक यौगिकों के लिए एक अच्छा विलायक है जिनके अणुओं में आवेशित (ध्रुवीय) समूह होते हैं। पानी में कोई भी ध्रुवीय यौगिक हाइड्रेटेड(पानी के अणुओं से घिरा हुआ), जबकि पानी के अणु कार्बनिक पदार्थों के अणुओं की संरचना के निर्माण में भाग लेते हैं। यदि किसी पदार्थ के अणुओं के प्रति पानी के अणुओं के आकर्षण की ऊर्जा किसी पदार्थ के अणुओं के बीच आकर्षण की ऊर्जा से अधिक होती है, तो पदार्थ घुल जाता है। पानी के संबंध में, हैं: हाइड्रोफिलिक पदार्थ -पदार्थ जो पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं; हाइड्रोफोबिक पदार्थपदार्थ जो पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील हैं। अधिकांश जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं केवल एक जलीय घोल में ही हो सकती हैं; कई पदार्थ कोशिका में प्रवेश करते हैं और इससे जलीय घोल में उत्सर्जित होते हैं। पानी की बड़ी गर्मी क्षमता और तापीय चालकता सेल में गर्मी के समान वितरण में योगदान करती है।

पानी के वाष्पीकरण के दौरान गर्मी के बड़े नुकसान के कारण शरीर ठंडा हो जाता है। आसंजन और सामंजस्य की ताकतों के लिए धन्यवाद, पानी केशिकाओं (पौधों के जहाजों में पानी की आवाजाही सुनिश्चित करने वाले कारकों में से एक) के माध्यम से उठने में सक्षम है। पानी कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं (प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, वसा, आदि का हाइड्रोलाइटिक टूटना) में प्रत्यक्ष भागीदार है। सेल की दीवारों (टगर) की तनाव स्थिति को निर्धारित करता है, और एक सहायक कार्य भी करता है (हाइड्रोस्टैटिक कंकाल, उदाहरण के लिए, राउंडवॉर्म में)।

कोशिका के खनिज।वे मुख्य रूप से लवण द्वारा दर्शाए जाते हैं जो आयनों और उद्धरणों में अलग हो जाते हैं। कोशिका की जीवन प्रक्रियाओं के लिए, सबसे महत्वपूर्ण उद्धरण K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+, आयन HPO 4 2-, Cl -, HCO 3 - हैं। कोशिका और उसके वातावरण में आयनों की सांद्रता भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, बाहरी वातावरण में (रक्त प्लाज्मा, समुद्र का पानी) K + हमेशा कम होता है, और Na + हमेशा कोशिका की तुलना में अधिक होता है। ऐसे कई तंत्र हैं जो कोशिका को प्रोटोप्लास्ट और पर्यावरण में आयनों का एक निश्चित अनुपात बनाए रखने की अनुमति देते हैं।

विभिन्न आयन कोशिका की कई जीवन प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं: उद्धरण K + , Na + , Cl - जीवित जीवों की उत्तेजना प्रदान करते हैं; कई एंजाइमों के सामान्य कामकाज के लिए Mg 2+, Mn 2+, Zn 2+, Ca 2+ और अन्य आवश्यक हैं; प्रकाश संश्लेषण के दौरान कार्बोहाइड्रेट का निर्माण Mg 2+ (क्लोरोफिल का एक अभिन्न अंग) के बिना असंभव है; सेल के बफर गुण (सेल की सामग्री की थोड़ी क्षारीय प्रतिक्रिया को बनाए रखना) कमजोर एसिड (HCO 3 -, HPO 4 -) और कमजोर एसिड (H 2 CO 3) के आयनों द्वारा समर्थित है;

फॉस्फेट बफर सिस्टम:

कम पीएच उच्च पीएच

एचपीओ 4 2- + एच + ←――――――― → एच 2 पीओ 4 -

हाइड्रोफॉस्फेट - आयन डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट - आयन

बाइकार्बोनेट बफर सिस्टम:

कम पीएच उच्च पीएच

एचसीओ 3 - + एच + ←―――――――→ एच 2 सीओ 3

बाइकार्बोनेट - आयन कार्बोनिक एसिड

कुछ अकार्बनिक पदार्थ न केवल भंग अवस्था में, बल्कि ठोस अवस्था में भी कोशिका में निहित होते हैं। उदाहरण के लिए, सीए और पी हड्डी के ऊतकों में, मोलस्क के गोले में डबल कार्बोनिक और फॉस्फेट लवण के रूप में पाए जाते हैं।

कोशिका को बनाने वाले रासायनिक तत्व।

एक जीवित कोशिका की संरचना में डी। और मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली के लगभग 60 रासायनिक तत्व शामिल हैं। इसके अलावा, उनमें से कई के पास सबसे छोटे सीरियल नंबर हैं। और एक रासायनिक तत्व की क्रम संख्या जितनी कम होती है, उतनी ही बार यह वन्यजीवों में पाई जाती है।

कोशिका को बनाने वाले सभी रासायनिक तत्वों को विभाजित किया जा सकता है
घटना से 3 समूह:

1) मैक्रोलेमेंट्स: कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन। कोशिका में इनकी संख्या सबसे अधिक होती है, लगभग 98%। ये तत्व प्रोटीन का हिस्सा हैं।

2) कुलीन तत्व या औसत घटना। उनमें से 8 हैं: उनमें से 5 धातु (सोडियम, पोटेशियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम और लोहा) हैं और 3 अधातु (सल्फर, फास्फोरस और क्लोरीन) हैं। सेल में oligoelements की हिस्सेदारी 1.9% है।

3) ट्रेस तत्व। सेल में उनमें से बहुत कम हैं, 40 से अधिक तत्वों के लिए लगभग 0.1%। ये आयोडीन, जस्ता, तांबा, फ्लोरीन आदि हैं। सूक्ष्म तत्वों की कमी या अनुपस्थिति गंभीर बीमारियों का कारण बन सकती है। उदाहरण के लिए, आयोडीन की कमी से थायरॉयड ग्रंथि की शिथिलता हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप गण्डमाला का विकास होता है।

रासायनिक संरचना के अनुसार, कोशिका में प्रवेश करने वाले पदार्थों को 2 समूहों में विभाजित किया जाता है:

- अकार्बनिक (निर्जीव प्रकृति में भी पाया जाता है)

- कार्बनिक (केवल जीवित जीवों के लिए विशेषता)

पानी . सेल में पानी की मात्रा अधिकतम होती है और 70-80% होती है।

कोशिका में पानी की भूमिका बहुत बड़ी होती है:

1) जल एक सार्वत्रिक विलायक है। विभिन्न कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थ इसमें घुल जाते हैं। विभिन्न पदार्थ पानी में कैसे घुलते हैं, इसके आधार पर पदार्थों के 2 समूह होते हैं:

– हाइड्रोफिलिक(ग्रीक हाइडोर से - पानी, फिलियो - प्यार) - ये ऐसे पदार्थ हैं जो पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। इनमें कई लवण, अम्ल, प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट आदि शामिल हैं।

- हाइड्रोफोबिक(ग्रीक हाइडोर से - पानी, फोबोस - डर) - ये पानी में अघुलनशील या खराब घुलनशील पदार्थ हैं। इनमें वसा और वसा जैसे पदार्थ शामिल हैं।

2) कोशिका में अधिकांश रासायनिक प्रक्रियाएँ केवल जलीय विलयनों में ही आगे बढ़ती हैं। पानी कई रासायनिक इंट्रासेल्युलर प्रतिक्रियाओं (हाइड्रोलिसिस, यानी प्रोटीन, वसा और अन्य पदार्थों का टूटना) में सीधे शामिल होता है।

3) कोशिका का आयतन और लोच उसमें पानी की मात्रा पर निर्भर करता है।

4) पानी की ऊष्मा क्षमता अधिक होती है, यह सेल का थर्मोरेग्यूलेशन प्रदान करता है।

पानी के अणु ध्रुवीय होते हैं और हाइड्रोजन बंधों की उपस्थिति के कारण कई अणुओं के परिसरों का निर्माण करने में सक्षम होते हैं। जब परिवेश का तापमान बढ़ता है, तो गर्मी का कुछ हिस्सा पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड को तोड़ने में खर्च होता है, जबकि आंतरिक वातावरण का तापमान व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रहता है। ठंडा होने पर, पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड फिर से प्रकट होता है, और गर्मी निकलती है।

पानी के अलावा, कोशिका में कमजोर अम्ल, क्षार और कई लवण होते हैं।

नमक सेल में एक अलग अवस्था में हैं। K +, Na + Ca 2+ Mg 2+ और HPO 2-, H 2 PO 4, HCO 3, Cl - कोशिका के जीवन में महत्वपूर्ण हैं। कमजोर एसिड के आयनों की मदद से, सेल के आंतरिक वातावरण की प्रतिक्रिया, तटस्थ (कमजोर क्षारीय) के करीब, लगभग स्थिर स्तर पर बनी रहती है।

कोशिका के अंदर और अंतरकोशिकीय द्रव में आयनों की सांद्रता भिन्न होती है। विशेष रूप से तेज अंतर Na + (मुख्य रूप से अंतरकोशिकीय द्रव में स्थित) और K + (उच्च सांद्रता में कोशिका में निहित) की विशेषता है, जो तंत्रिका और मांसपेशी फाइबर के कामकाज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

कोशिका में विभिन्न लवणों की मात्रा एक निश्चित स्तर पर बनी रहती है। उनकी एकाग्रता में एक महत्वपूर्ण परिवर्तन कोशिका में गंभीर गड़बड़ी और यहां तक ​​कि उसकी मृत्यु का कारण बन सकता है। स्तनधारियों के रक्त में Ca 2+ की कमी से आक्षेप और मृत्यु हो जाती है। हृदय की मांसपेशियों के सामान्य संकुचन के लिए K+, Na + Ca2+ का एक निश्चित अनुपात आवश्यक है। जब इन आयनों का संतुलन बदल जाता है, तो हृदय की मांसपेशियों का काम बाधित हो जाता है।

अक्सर कोशिका में अकार्बनिक पदार्थ प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और वसा के साथ जटिल होते हैं।

पानी। कोशिका को बनाने वाले अकार्बनिक पदार्थों में पानी सबसे महत्वपूर्ण है। इसकी मात्रा कुल कोशिका द्रव्यमान का 60 से 95% तक होती है। पानी सामान्य रूप से कोशिकाओं और जीवित जीवों के जीवन में एक आवश्यक भूमिका निभाता है। उनकी संरचना का हिस्सा होने के अलावा, यह कई जीवों के लिए एक आवास भी है।

एक कोशिका में पानी की भूमिका उसके अद्वितीय रासायनिक और भौतिक गुणों से निर्धारित होती है जो मुख्य रूप से इसके अणुओं के छोटे आकार, इसके अणुओं की ध्रुवीयता और एक दूसरे के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने की उनकी क्षमता से जुड़े होते हैं।

जैविक प्रणालियों के एक घटक के रूप में जल निम्नलिखित महत्वपूर्ण कार्य करता है: कोशिका रासायनिक अकार्बनिक

जल ध्रुवीय पदार्थों जैसे लवण, शर्करा, ऐल्कोहॉल, अम्ल आदि के लिए एक सार्वत्रिक विलायक है। वे पदार्थ जो जल में शीघ्र घुलनशील होते हैं, जलरागी कहलाते हैं। जब कोई पदार्थ घोल में जाता है, तो उसके अणुओं या आयनों को अधिक स्वतंत्र रूप से चलने दिया जाता है; पदार्थ की प्रतिक्रियाशीलता तदनुसार बढ़ जाती है। यही कारण है कि कोशिका में अधिकांश रासायनिक अभिक्रिया जलीय विलयनों में होती है। इसके अणु कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं में शामिल होते हैं, उदाहरण के लिए, पॉलिमर के निर्माण या हाइड्रोलिसिस में। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में, पानी एक इलेक्ट्रॉन दाता, हाइड्रोजन आयनों और मुक्त ऑक्सीजन का स्रोत है।

पानी गैर-ध्रुवीय पदार्थों के साथ घुलता या मिश्रित नहीं होता है, क्योंकि यह उनके साथ हाइड्रोजन बांड नहीं बना सकता है। वे पदार्थ जो जल में अघुलनशील होते हैं, हाइड्रोफोबिक कहलाते हैं। हाइड्रोफोबिक अणु या उनके हिस्से पानी से विकर्षित होते हैं, और इसकी उपस्थिति में एक दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं। इस तरह की बातचीत झिल्लियों की स्थिरता, साथ ही कई प्रोटीन अणुओं, न्यूक्लिक एसिड और कई उप-कोशिकीय संरचनाओं को सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

पानी में उच्च विशिष्ट ताप क्षमता होती है। पानी के अणुओं को एक साथ रखने वाले हाइड्रोजन बांड को तोड़ने में बहुत अधिक ऊर्जा लगती है। यह संपत्ति पर्यावरण में महत्वपूर्ण तापमान में उतार-चढ़ाव के साथ शरीर के थर्मल संतुलन के रखरखाव को सुनिश्चित करती है। इसके अलावा, पानी में उच्च तापीय चालकता होती है, जो शरीर को पूरे आयतन में समान तापमान बनाए रखने की अनुमति देती है।

पानी को वाष्पीकरण की एक उच्च गर्मी की विशेषता है, अर्थात, शरीर को ठंडा करते समय अणुओं की एक महत्वपूर्ण मात्रा में गर्मी को अपने साथ ले जाने की क्षमता। पानी के इस गुण के कारण, जो स्तनधारियों में पसीने के दौरान प्रकट होता है, मगरमच्छों और अन्य जानवरों में सांस की ऊष्मीय कमी, पौधों में वाष्पोत्सर्जन, उनकी अधिकता को रोका जाता है।

पानी में असाधारण रूप से उच्च सतह तनाव होता है। यह गुण सोखना प्रक्रियाओं के लिए, ऊतकों के माध्यम से समाधान की गति (पौधों में रक्त परिसंचरण, आरोही और अवरोही धाराओं) के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। कई छोटे जीवों के लिए, सतह तनाव उन्हें पानी की सतह पर तैरने या सरकने की अनुमति देता है।

पानी कोशिका और शरीर में पदार्थों की गति, पदार्थों के अवशोषण और चयापचय उत्पादों के उत्सर्जन को सुनिश्चित करता है।

पौधों में, पानी कोशिकाओं की गति को निर्धारित करता है, और कुछ जानवरों में यह एक हाइड्रोस्टेटिक कंकाल (गोल और एनेलिड, ईचिनोडर्म) होने के नाते सहायक कार्य करता है।

पानी चिकनाई वाले तरल पदार्थों का एक अभिन्न अंग है (श्लेष - कशेरुकियों के जोड़ों में, फुफ्फुस - फुफ्फुस गुहा में, पेरिकार्डियल - पेरिकार्डियल थैली में) और बलगम (आंतों के माध्यम से पदार्थों की आवाजाही को सुविधाजनक बनाता है, श्लेष्म पर एक नम वातावरण बनाता है) श्वसन पथ की झिल्ली)। यह लार, पित्त, आँसू, शुक्राणु आदि का हिस्सा है।

खनिज लवण। एक जलीय घोल में लवण, धनायनों और आयनों में विघटित हो जाते हैं। धनायन (K+, Na+, Ca 2+, Mg:+, NH4+) और ऋणायन (C 1, H 2P 04 -, HP 042-, HC 03 -, NO32--, SO4 2-) सबसे बड़े महत्व के हैं। सामग्री, लेकिन सेल में आयनों का अनुपात भी।

सतह पर और कोशिका के अंदर धनायनों और आयनों की संख्या के बीच का अंतर एक क्रिया क्षमता का उदय प्रदान करता है, जो तंत्रिका और मांसपेशी उत्तेजना की घटना को रेखांकित करता है। झिल्ली के विभिन्न पक्षों पर आयनों की सांद्रता में अंतर झिल्ली के माध्यम से पदार्थों के सक्रिय हस्तांतरण के साथ-साथ ऊर्जा के रूपांतरण के कारण होता है।

फॉस्फोरिक एसिड आयन एक फॉस्फेट बफर सिस्टम बनाते हैं जो शरीर के इंट्रासेल्युलर वातावरण के पीएच को 6.9 के स्तर पर बनाए रखता है।

कार्बोनिक एसिड और उसके आयन एक बाइकार्बोनेट बफर सिस्टम बनाते हैं जो बाह्य माध्यम (रक्त प्लाज्मा) के पीएच को 7.4 पर बनाए रखता है।

कुछ आयन एंजाइमों की सक्रियता, कोशिका में आसमाटिक दबाव के निर्माण, मांसपेशियों के संकुचन, रक्त जमावट आदि की प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं।

महत्वपूर्ण कार्बनिक पदार्थों (उदाहरण के लिए, फॉस्फोलिपिड्स, एटीपी, न्यूक्लियोटाइड्स, हीमोग्लोबिन, हेमोसायनिन, क्लोरोफिल, आदि) के संश्लेषण के लिए कई उद्धरण और आयन आवश्यक हैं, साथ ही साथ अमीनो एसिड, नाइट्रोजन और सल्फर परमाणुओं के स्रोत हैं।

किसी भी कोशिका में न केवल कार्बनिक पदार्थ होते हैं। इसमें आवर्त सारणी से 70 तत्व शामिल हैं। और उनमें से 24 किसी भी प्रकार की कोशिकाओं में पाए जाते हैं। कोशिका के अकार्बनिक पदार्थ भी पानी और आयनों द्वारा दर्शाए जाते हैं।

सभी तत्वों को उनकी सामग्री के आधार पर तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

• मैक्रोलेमेंट्स - एन, सी, एच, ओ, एमजी, ना, के, सीए, फे, पी, सीएल, एस;
• ट्रेस तत्व - बी, नी, क्यू, जेडएन, एमबी, सह;
• अल्ट्रामाइक्रोलेमेंट्स - यू, रा, एचजी, एयू, पीबी, से।

एक अन्य वर्गीकरण पद्धति के अनुसार, इन समूहों से अलग-अलग जीवों को निकाला जाता है - कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण के लिए आवश्यक पदार्थ: पानी, कार्बन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन।

पानी की कीमत

पानी कोशिका में सबसे महत्वपूर्ण अकार्बनिक पदार्थों में से एक है। किसी भी जीवित प्राणी के लिए इसकी आवश्यकता को शायद ही कम करके आंका जा सकता है, लेकिन कोशिका में इसके सभी कार्यों के बारे में बहुत कम लोग जानते हैं। आइए पानी के उन गुणों के संबंध में उन पर संक्षेप में विचार करें जो इसे अपनी भूमिका को पूरा करने की अनुमति देते हैं।

1. वाष्पोत्सर्जन और पसीना - उच्च ताप क्षमता और अच्छी तापीय चालकता।
2. आकार बनाए रखना - पानी को संपीड़ित करना लगभग असंभव है ताकि इसकी मात्रा बदल जाए।
3. स्नेहन गुण - चिपचिपाहट।
4. अणु के भीतर हाइड्रोजन बांड की नाजुकता के कारण ऑस्मोसिस अणुओं की गतिशीलता है।
5. लसीका, रक्त, गैस्ट्रिक रस और शरीर के अन्य तरल पदार्थ पानी में घुली ऑक्सीजन का उपयोग कर सकते हैं - पानी के अणु ध्रुवीय होते हैं, यह एक अच्छा विलायक है।
6. साइटोप्लाज्म में एक फैलाव माध्यम बना रहता है (दो या दो से अधिक चरणों के समाधान में एक साथ अस्तित्व जो एक दूसरे के साथ मिश्रण नहीं करते हैं) - बड़े अणुओं के आसपास जलयोजन झिल्ली का निर्माण, फिर से पानी के अणुओं की ध्रुवीयता के कारण।

मैक्रोलेमेंट्स, माइक्रोएलेमेंट्स और सेल में उनकी भूमिका

आइए यह समझने के लिए तत्वों के कुछ कार्यों पर विचार करें कि वे सेल के लिए कितने महत्वपूर्ण हैं, हालांकि इसमें उनकी सामग्री छोटी है।

मैग्नीशियम - कई एंजाइमों को डीएनए संश्लेषण और ऊर्जा चयापचय में भाग लेने में मदद करता है।

कैल्शियम - कोशिका झिल्ली की पारगम्यता को नियंत्रित करता है।

पोटेशियम - प्रोटीन संश्लेषण और ग्लाइकोलाइसिस में भाग लेता है, झिल्ली पर आवश्यक बायोइलेक्ट्रिक क्षमता को बनाए रखता है (देखें कि सोडियम-पोटेशियम पंप कैसे काम करता है)।

सल्फर - कुछ अमीनो एसिड का हिस्सा है, उन्हें डाइसल्फ़ाइड ब्रिज (प्रोटीन की तृतीयक संरचना के निर्माण के लिए) बनाने में मदद करता है, रसायन विज्ञान और जीवाणु प्रकाश संश्लेषण में भाग लेता है।

आयरन - प्रकाश संश्लेषण प्रणाली में इलेक्ट्रॉन वाहक एंजाइम का हिस्सा है, हीमोग्लोबिन अणु का केंद्र है।

क्लोरीन - इसके आयन कोशिका को विद्युत रूप से तटस्थ रहने में मदद करते हैं।

ब्रोमीन विटामिन बी1 का हिस्सा है।

कॉपर - उन एंजाइमों का हिस्सा है जो साइटोक्रोम के संश्लेषण में शामिल होते हैं।

जिंक - अल्कोहलिक किण्वन के लिए आवश्यक एंजाइमों में पाया जाता है।

और यह कोशिका के सभी अकार्बनिक पदार्थ नहीं हैं। प्रत्येक पदार्थ की सांद्रता को सही स्तर पर बनाए रखना बहुत महत्वपूर्ण है। आखिरकार, उनकी कमी सेल के कामकाज को काफी बाधित कर सकती है। हालांकि, साथ ही साथ उनकी अधिकता।

कोशिका की संरचना और उसमें होने वाली सभी प्रक्रियाएं एक बहुत बड़ी और जटिल प्रणाली है। उनके नियमन की सभी प्रक्रियाओं और विधियों को विकास की सदियों में विकसित किया गया है, उनमें सब कुछ परिपूर्ण है और उचित परिस्थितियों में, स्थिर और त्रुटियों के बिना काम करता है।

अकार्बनिक पदार्थ जो कोशिका बनाते हैं - वीडियो

जीवविज्ञान- जीवन का विज्ञान। जीव विज्ञान का सबसे महत्वपूर्ण कार्य जीवों की विविधता, संरचना, जीवन गतिविधि, व्यक्तिगत विकास और विकास, पर्यावरण के साथ उनके संबंधों का अध्ययन है।

जीवित प्राणीउनमें कई विशेषताएं हैं जो उन्हें निर्जीव प्रकृति से अलग करती हैं। व्यक्तिगत रूप से, प्रत्येक अंतर बल्कि सशर्त है, इसलिए उन्हें संपूर्ण माना जाना चाहिए।

संकेत जो जीवित पदार्थ को निर्जीव से अलग करते हैं:

1. अगली पीढ़ी को वंशानुगत जानकारी को पुन: पेश करने और स्थानांतरित करने की क्षमता;
2. चयापचय और ऊर्जा;
3. उत्तेजना;
4. विशिष्ट रहने की स्थिति के लिए अनुकूलन;
5. निर्माण सामग्री - बायोपॉलिमर (उनमें से सबसे महत्वपूर्ण प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड हैं);
6. अणुओं से अंगों तक विशेषज्ञता और उनके संगठन की एक उच्च डिग्री;
7. वृद्धि;
8. उम्र बढ़ने;
9. मौत।

जीवित पदार्थ के संगठन के स्तर:

1. आणविक,
2. सेलुलर,
3. कपड़ा,
4. अंग,
5. जीवधारी,
6. जनसंख्या-प्रजाति,
7. बायोजियोसेनोटिक,
8. जीवमंडल

जीवन की विविधता

हमारे ग्रह पर सबसे पहले परमाणु मुक्त कोशिकाएं दिखाई दीं। अधिकांश वैज्ञानिक स्वीकार करते हैं कि नीले-हरे शैवाल और ऑक्सीकरण बैक्टीरिया (सहजीवन सिद्धांत) के साथ प्राचीन आर्कबैक्टीरिया के सहजीवन के परिणामस्वरूप परमाणु जीव दिखाई दिए।

कोशिका विज्ञान

कोशिका विज्ञान- विज्ञान पिंजरा. एककोशिकीय और बहुकोशिकीय जीवों की कोशिकाओं की संरचना और कार्यों का अध्ययन करता है। कोशिका सभी जीवित प्राणियों की संरचना, कार्यप्रणाली, वृद्धि और विकास की एक प्राथमिक इकाई है। इसलिए, कोशिका विज्ञान की विशेषता वाली प्रक्रियाएं और पैटर्न कई अन्य विज्ञानों (शरीर रचना विज्ञान, आनुवंशिकी, भ्रूणविज्ञान, जैव रसायन, आदि) द्वारा अध्ययन की गई प्रक्रियाओं के अंतर्गत आते हैं।

कोशिका के रासायनिक तत्व

रासायनिक तत्व- नाभिक के समान धनात्मक आवेश वाले एक निश्चित प्रकार के परमाणु। कोशिकाओं में लगभग 80 रासायनिक तत्व पाए गए हैं। उन्हें चार समूहों में विभाजित किया जा सकता है:
समूह 1 - कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन (कोशिका की सामग्री का 98%),
समूह 2 - पोटेशियम, सोडियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम, सल्फर, फास्फोरस, क्लोरीन, लोहा (1.9%),
समूह 3 - जस्ता, तांबा, फ्लोरीन, आयोडीन, कोबाल्ट, मोलिब्डेनम, आदि (0.01% से कम),
समूह 4 - सोना, यूरेनियम, रेडियम, आदि (0.00001% से कम)।

अधिकांश मैनुअल में पहले और दूसरे समूह के तत्वों को कहा जाता है मैक्रोन्यूट्रिएंट्स, तीसरे समूह के तत्व हैं तत्वों का पता लगाना, चौथे समूह के तत्व हैं अल्ट्रामाइक्रोलेमेंट्स. मैक्रो- और माइक्रोएलेमेंट्स के लिए, वे जिन प्रक्रियाओं और कार्यों में भाग लेते हैं, उन्हें स्पष्ट किया गया है। अधिकांश अल्ट्रामाइक्रोलेमेंट्स के लिए, जैविक भूमिका की पहचान नहीं की गई है।

रासायनिक तत्व	रासायनिक तत्व युक्त पदार्थ	वे प्रक्रियाएँ जिनमें एक रासायनिक तत्व शामिल होता है
कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन	प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, लिपिड, कार्बोहाइड्रेट और अन्य कार्बनिक पदार्थ	कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण और इन कार्बनिक पदार्थों द्वारा किए गए कार्यों का पूरा परिसर
पोटेशियम, सोडियम	ना+ और के+	झिल्ली के कार्य को सुनिश्चित करना, विशेष रूप से, कोशिका झिल्ली की विद्युत क्षमता को बनाए रखना, Na + / Ka + पंप का संचालन, तंत्रिका आवेगों का संचालन, आयनिक, धनायनिक और आसमाटिक संतुलन
कैल्शियम	सीए +2	रक्त के थक्के जमने की प्रक्रिया में भागीदारी
	कैल्शियम फॉस्फेट, कैल्शियम कार्बोनेट	अस्थि ऊतक, दाँत तामचीनी, मोलस्क के गोले
	कैल्शियम पेक्टेट	पौधों में माध्यिका पटल और कोशिका भित्ति का निर्माण
मैगनीशियम	क्लोरोफिल	प्रकाश संश्लेषण
गंधक	गिलहरी	डाइसल्फ़ाइड सेतुओं के निर्माण के कारण प्रोटीन की स्थानिक संरचना का निर्माण
फास्फोरस	न्यूक्लिक एसिड, एटीपी	न्यूक्लिक एसिड का संश्लेषण
क्लोरीन	सीएल-	कोशिका झिल्ली की विद्युत क्षमता को बनाए रखना, Na + / Ka + -पंप का संचालन, तंत्रिका आवेगों का संचालन, आयनिक, धनायनिक और आसमाटिक संतुलन
	एचसीएल	पेट में पाचक एंजाइमों का सक्रिय होना
लोहा	हीमोग्लोबिन	ऑक्सीजन परिवहन
	साइटोक्रोमेस	प्रकाश संश्लेषण और श्वसन के दौरान इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण
मैंगनीज	डीकार्बोक्सिलेस, डिहाइड्रोजनेज	फैटी एसिड का ऑक्सीकरण, श्वसन और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाओं में भागीदारी
ताँबा	हेमोसायनिन	कुछ अकशेरूकीय में ऑक्सीजन परिवहन
	टायरोसिनेस	मेलेनिन गठन
कोबाल्ट	विटामिन बी 12	आरबीसी गठन
जस्ता	अल्कोहल डिहाइड्रोजनेज	पौधों में अवायवीय श्वसन
	कार्बोनिक एनहाइड्रेज़	कशेरुकी जंतुओं में CO2 परिवहन
एक अधातु तत्त्व	कैल्शियम फ्लोराइड	अस्थि ऊतक, दाँत तामचीनी
आयोडीन	थायरोक्सिन	बेसल चयापचय का विनियमन
मोलिब्डेनम	नाइट्रोजन	नाइट्रोजन नियतन

जीवों में रासायनिक तत्वों के परमाणु बनते हैं अकार्बनिक(पानी, नमक) और कार्बनिक यौगिक(प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, लिपिड, कार्बोहाइड्रेट)। परमाणु स्तर पर, जीवित और निर्जीव पदार्थों के बीच कोई अंतर नहीं है, जीवित पदार्थ के संगठन के अगले, उच्च स्तर पर मतभेद दिखाई देंगे।

पानी

पानीसबसे आम अकार्बनिक यौगिक है। पानी की मात्रा 10% (दांत तामचीनी) से लेकर कोशिका द्रव्यमान (विकासशील भ्रूण) के 90% तक होती है। जल के बिना जीवन असंभव है, जल का जैविक महत्व उसके रासायनिक और भौतिक गुणों से निर्धारित होता है।

पानी के अणु का कोणीय आकार होता है: हाइड्रोजन परमाणु ऑक्सीजन के संबंध में 104.5° का कोण बनाते हैं। अणु का वह भाग जहाँ हाइड्रोजन स्थित है धनावेशित है, जिस भाग में ऑक्सीजन स्थित है वह ऋणात्मक आवेशित है, इस संबंध में जल का अणु द्विध्रुव है। जल द्विध्रुवों के बीच हाइड्रोजन बंध बनते हैं। पानी के भौतिक गुण:पारदर्शी, अधिकतम घनत्व - 4 डिग्री सेल्सियस पर, उच्च ताप क्षमता, व्यावहारिक रूप से सिकुड़ती नहीं है; शुद्ध पानी गर्मी और बिजली का कुचालक है, 0 डिग्री सेल्सियस पर जम जाता है, 100 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है, आदि। पानी के रासायनिक गुण:अच्छा विलायक, हाइड्रेट बनाता है, हाइड्रोलाइटिक अपघटन प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है, कई ऑक्साइड के साथ बातचीत करता है, आदि। पानी में घुलने की क्षमता के संबंध में, हैं: हाइड्रोफिलिक पदार्थ- अत्यधिक घुलनशील हाइड्रोफोबिक पदार्थ- पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील।

पानी का जैविक मूल्य:

1. आंतरिक और अंतःकोशिकीय वातावरण का आधार है,
2. स्थानिक संरचना के रखरखाव को सुनिश्चित करता है,
3. पदार्थों का परिवहन प्रदान करता है,
4. ध्रुवीय अणुओं को हाइड्रेट करता है,
5. विलायक और प्रसार माध्यम के रूप में कार्य करता है,
6. प्रकाश संश्लेषण और हाइड्रोलिसिस की प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है,
7. शरीर को ठंडा रखने में मदद करता है
8. अनेक जीवों का निवास स्थान है,
9. बीज, फल, लार्वा चरणों के प्रवास और वितरण को बढ़ावा देता है,
10. वह वातावरण है जिसमें निषेचन होता है,
11. पौधों में वाष्पोत्सर्जन और बीज अंकुरण प्रदान करता है,
12. शरीर और कई अन्य में गर्मी के समान वितरण में योगदान देता है। अन्य

कोशिका के अन्य अकार्बनिक यौगिक

अन्य अकार्बनिक यौगिकों को मुख्य रूप से लवणों द्वारा दर्शाया जाता है, जिन्हें या तो भंग रूप में (धनानों और आयनों में अलग किया गया) या ठोस रूप में समाहित किया जा सकता है। के +, ना +, सीए 2+, एमजी 2+ (उपरोक्त तालिका देखें) और आयनों एचपीओ 4 2-, सीएल -, एचसीओ 3 - सेल के जीवन के लिए महत्वपूर्ण हैं, जो बफर गुण प्रदान करते हैं कोशिका। बफ़र हो- एक निश्चित स्तर पर पीएच बनाए रखने की क्षमता (पीएच हाइड्रोजन आयनों की एकाग्रता के पारस्परिक का दशमलव लघुगणक है)। 7.0 का पीएच मान एक तटस्थ समाधान से मेल खाता है, 7.0 से नीचे एक अम्लीय समाधान के लिए, और 7.0 से ऊपर एक क्षारीय समाधान से मेल खाता है। कोशिकाओं और ऊतकों को थोड़ा क्षारीय वातावरण की विशेषता होती है। इस थोड़ी क्षारीय प्रतिक्रिया को बनाए रखने के लिए फॉस्फेट (1) और बाइकार्बोनेट (2) बफर सिस्टम जिम्मेदार हैं।