Unsur materi anorganik hidup sel. Komposisi kimia sel

Komposisi kimia sel

Unsur kimia sel.

Semua sel, terlepas dari tingkat organisasinya, memiliki komposisi kimia yang serupa. Sel mengandung beberapa ribu zat yang terlibat dalam berbagai reaksi kimia. Pada organisme hidup, sekitar 80 unsur kimia dari sistem periodik D.I. Mendeleev ditemukan. Untuk 24 elemen, fungsi yang mereka lakukan dalam tubuh diketahui, ini adalah: biogenik elemen. Menurut konten kuantitatif dalam materi hidup, unsur dibagi menjadi tiga kategori:

Makronutrien:

O, C, H, N- sekitar 98% dari massa materi hidup, elemen dari kelompok pertama;

K, Na, Ca, Mg, S, P, Cl, F e - elemen dari grup ke-2. (1,9% dari massa materi hidup).

elemen jejak (Zn, Mn, Cu, Co, Mo dan banyak lainnya), yang bagiannya berkisar antara 0,001% sampai dengan 0,000001. Elemen jejak adalah bagian dari zat aktif biologis - enzim, vitamin, dan hormon.

Ultramikroelemen (Au, U, Ra, dll.), yang konsentrasinya tidak melebihi 0,000001%. Peran sebagian besar elemen kelompok ini belum dijelaskan.

Unsur makro dan mikro terdapat pada makhluk hidup dalam bentuk berbagai senyawa kimia, yang dibagi menjadi zat anorganik dan organik .

Senyawa anorganik sel

Zat anorganik antara lain: air, membentuk sekitar 70-80% dari berat badan; mineral - 1-1,5%.

Air. Senyawa anorganik yang paling umum dalam organisme hidup. Isinya sangat bervariasi: dalam sel-sel email gigi, air sekitar 10% beratnya, dan dalam sel-sel embrio yang sedang berkembang - lebih dari 90%.

Hidup tidak mungkin tanpa air. Ini bukan hanya komponen penting dari sel hidup, tetapi juga habitat organisme. Signifikansi biologis air didasarkan pada sifat kimia dan fisiknya.

Sifat kimia dan fisik air dijelaskan, pertama-tama, oleh ukuran kecil molekul air, polaritasnya, dan kemampuan untuk bergabung satu sama lain melalui ikatan hidrogen. Dalam molekul air, satu atom oksigen terikat secara kovalen dengan dua atom hidrogen. Molekulnya polar: atom oksigen membawa muatan negatif kecil, dan dua atom hidrogen membawa muatan positif kecil. Ini membuat molekul air menjadi dipol. Oleh karena itu, ketika molekul air berinteraksi satu sama lain, ikatan hidrogen terbentuk di antara mereka. Mereka 15-20 kali lebih lemah daripada kovalen, tetapi karena setiap molekul air mampu membentuk 4 ikatan hidrogen, mereka secara signifikan mempengaruhi sifat fisik air. Kapasitas panas yang besar, panas peleburan dan panas penguapan dijelaskan oleh fakta bahwa sebagian besar panas yang diserap oleh air dihabiskan untuk memutuskan ikatan hidrogen antara molekul-molekulnya. Air memiliki konduktivitas termal yang tinggi. Air praktis tidak memampatkan, itu transparan di bagian spektrum yang terlihat. Akhirnya, air adalah zat yang kerapatannya dalam keadaan cair lebih besar daripada dalam keadaan padat, pada 4 ° C ia memiliki kerapatan maksimum, es memiliki kerapatan yang lebih rendah, ia naik ke permukaan dan melindungi reservoir dari pembekuan.

Sifat fisik dan kimianya menjadikannya cairan yang unik dan menentukan signifikansi biologisnya. Air adalah pelarut yang baik untuk senyawa ionik (polar) serta beberapa senyawa non-ionik yang mengandung gugus bermuatan (polar) dalam molekulnya. Senyawa polar apa pun dalam air terhidrasi(dikelilingi oleh molekul air), sedangkan molekul air ikut serta dalam pembentukan struktur molekul zat organik. Jika energi tarik-menarik molekul air terhadap molekul-molekul suatu zat lebih besar daripada energi tarik-menarik antar molekul-molekul suatu zat, maka zat tersebut larut. Dalam kaitannya dengan air, ada: zat hidrofilik - zat yang sangat larut dalam air; zat hidrofobik Zat yang praktis tidak larut dalam air. Kebanyakan reaksi biokimia hanya dapat berlangsung dalam larutan berair; banyak zat masuk ke dalam sel dan dikeluarkan darinya dalam larutan berair. Kapasitas panas yang besar dan konduktivitas termal air berkontribusi pada distribusi panas yang seragam di dalam sel.

Karena hilangnya panas yang besar selama penguapan air, tubuh didinginkan. Berkat kekuatan adhesi dan kohesi, air dapat naik melalui kapiler (salah satu faktor yang memastikan pergerakan air di pembuluh tanaman). Air adalah peserta langsung dalam banyak reaksi kimia (penguraian hidrolitik protein, karbohidrat, lemak, dll.). Menentukan keadaan stres dinding sel (turgor), dan juga melakukan fungsi pendukung (kerangka hidrostatik, misalnya, pada cacing gelang).

Mineral sel. Mereka terutama diwakili oleh garam yang terdisosiasi menjadi anion dan kation. Untuk proses kehidupan sel, kation yang paling penting adalah K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+, anion HPO 4 2-, Cl -, HCO 3 -. Konsentrasi ion dalam sel dan lingkungannya berbeda. Misalnya, di lingkungan luar (plasma darah, air laut) K+ selalu lebih sedikit, dan Na+ selalu lebih banyak daripada di dalam sel. Ada sejumlah mekanisme yang memungkinkan sel untuk mempertahankan rasio ion tertentu dalam protoplas dan lingkungan.

Berbagai ion mengambil bagian dalam banyak proses kehidupan sel: kation K + , Na + , Cl - memberikan rangsangan organisme hidup; kation Mg 2+ , Mn 2+ , Zn 2+ , Ca 2+ dan lainnya diperlukan untuk fungsi normal banyak enzim; pembentukan karbohidrat selama fotosintesis tidak mungkin tanpa Mg 2+ (bagian integral dari klorofil); sifat penyangga sel (mempertahankan reaksi sedikit basa dari isi sel) didukung oleh anion asam lemah (HCO 3 -, HPO 4 -) dan asam lemah (H 2 CO 3);

Sistem penyangga fosfat:

pH rendah pH tinggi

HPO 4 2- + H + →H 2 PO 4 -

Hidrofosfat - ion Dihidrogen fosfat - ion

Sistem Penyangga Bikarbonat:

pH rendah pH tinggi

HCO 3 - + H + → H 2 CO 3

Bikarbonat - ion Asam karbonat

Beberapa zat anorganik yang terkandung dalam sel tidak hanya dalam keadaan terlarut, tetapi juga dalam keadaan padat. Misalnya, Ca dan P ditemukan dalam jaringan tulang, pada cangkang moluska dalam bentuk garam karbonat dan fosfat ganda.

Unsur-unsur kimia yang menyusun sel.

Komposisi sel hidup mencakup sekitar 60 unsur kimia dari sistem periodik D. dan Mendeleev. Apalagi banyak dari mereka memiliki nomor seri terkecil. Dan semakin rendah nomor seri suatu unsur kimia, semakin sering ditemukan pada satwa liar.

Semua unsur kimia yang menyusun sel dapat dibagi menjadi:
3 kelompok berdasarkan kejadian:

1) unsur makro: karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Jumlah mereka di dalam sel adalah yang terbesar, sekitar 98%. Unsur-unsur ini adalah bagian dari protein.

2) oligoelemen atau kejadian rata-rata. Ada 8 di antaranya: 5 di antaranya logam (natrium, kalium, kalsium, magnesium, dan besi) dan 3 non-logam (sulfur, fosfor, dan klorin). Bagian oligoelemen dalam sel menyumbang 1,9%.

3) elemen jejak. Ada sangat sedikit dari mereka di dalam sel, sekitar 0,1% untuk lebih dari 40 elemen. Ini adalah yodium, seng, tembaga, fluor, dll. Kekurangan atau tidak adanya unsur mikro dapat menyebabkan penyakit serius. Misalnya, kekurangan yodium menyebabkan disfungsi kelenjar tiroid, yang mengakibatkan perkembangan gondok.

Menurut komposisi kimianya, zat yang masuk ke dalam sel dibagi menjadi 2 kelompok:

- Anorganik (juga ditemukan di alam mati)

– Organik (karakteristik hanya untuk organisme hidup)

Air . Jumlah air dalam sel maksimum dan 70-80%.

Peran air dalam sel sangat besar:

1) Air adalah pelarut universal. Berbagai zat organik dan anorganik larut di dalamnya. Tergantung pada bagaimana zat yang berbeda larut dalam air, ada 2 kelompok zat:

– hidrofilik(dari bahasa Yunani hydor - air, phileo - cinta) - ini adalah zat yang sangat larut dalam air. Ini termasuk banyak garam, asam, protein, karbohidrat, dll.

– hidrofobik(dari bahasa Yunani hydor - air, phobos - ketakutan) - ini adalah zat yang tidak larut atau kurang larut dalam air. Ini termasuk lemak dan zat seperti lemak.

2) Sebagian besar proses kimia dalam sel hanya berlangsung dalam larutan berair. Air terlibat langsung dalam banyak reaksi kimia intraseluler (hidrolisis, yaitu pemecahan protein, lemak, dan zat lainnya).

3) Volume dan elastisitas sel tergantung pada jumlah air di dalamnya.

4) Air memiliki kapasitas panas yang tinggi, menyediakan termoregulasi sel.

Molekul air bersifat polar dan mampu membentuk kompleks beberapa molekul karena terjadinya ikatan hidrogen. Ketika suhu lingkungan naik, sebagian panas dihabiskan untuk memutuskan ikatan hidrogen antara molekul air, sedangkan suhu lingkungan internal praktis tidak berubah. Ketika didinginkan, ikatan hidrogen antara molekul air muncul kembali, dan panas dilepaskan.

Selain air, sel mengandung asam lemah, basa, dan banyak garam.

garam dalam sel berada dalam keadaan terdisosiasi. K +, Na + Ca 2+ Mg 2+ dan HPO 2-, H 2 PO 4, HCO 3, Cl - penting dalam kehidupan sel. Dengan bantuan anion asam lemah, reaksi lingkungan internal sel, mendekati netral (basa lemah), dipertahankan pada tingkat yang hampir konstan.

Konsentrasi ion di dalam sel dan di dalam cairan antar sel berbeda. Perbedaan yang sangat tajam adalah karakteristik Na + (terletak terutama dalam cairan antar sel) dan K + (terkandung dalam sel dalam konsentrasi tinggi), yang memainkan peran penting dalam fungsi serat saraf dan otot.

Kandungan berbagai garam dalam sel dipertahankan pada tingkat tertentu. Perubahan signifikan dalam konsentrasi mereka dapat menyebabkan gangguan serius pada sel, dan bahkan kematiannya. Penurunan konsentrasi Ca 2+ dalam darah mamalia menyebabkan kejang dan kematian. Untuk kontraksi normal otot jantung, diperlukan rasio K + , Na + Ca 2+ tertentu. Ketika keseimbangan ion-ion ini berubah, kerja otot jantung terganggu.

Seringkali zat anorganik dalam sel membentuk kompleks dengan protein, karbohidrat, dan lemak.

Air. Dari zat anorganik yang menyusun sel, air adalah yang paling penting. Jumlahnya adalah dari 60 hingga 95% dari total massa sel. Air memainkan peran penting dalam kehidupan sel dan organisme hidup pada umumnya. Selain menjadi bagian dari komposisi mereka, bagi banyak organisme itu juga merupakan habitat.

Peran air dalam sel ditentukan oleh sifat kimia dan fisiknya yang unik yang terkait terutama dengan ukuran kecil molekulnya, dengan polaritas molekulnya dan dengan kemampuannya untuk membentuk ikatan hidrogen satu sama lain.

Air sebagai komponen sistem biologis melakukan fungsi penting berikut: kimia sel anorganik

Air adalah pelarut universal untuk zat polar, seperti garam, gula, alkohol, asam, dll. Zat yang mudah larut dalam air disebut hidrofilik. Ketika suatu zat masuk ke dalam larutan, molekul atau ionnya dibiarkan bergerak lebih bebas; reaktivitas zat meningkat sesuai. Karena alasan inilah sebagian besar reaksi kimia dalam sel berlangsung dalam larutan berair. Molekulnya terlibat dalam banyak reaksi kimia, misalnya, dalam pembentukan atau hidrolisis polimer. Dalam proses fotosintesis, air merupakan donor elektron, sumber ion hidrogen dan oksigen bebas.

Air tidak larut atau bercampur dengan zat non-polar, karena tidak dapat membentuk ikatan hidrogen dengan mereka. Zat yang tidak larut dalam air disebut hidrofobik. Molekul hidrofobik atau bagian-bagiannya ditolak oleh air, dan di hadapannya tertarik satu sama lain. Interaksi tersebut memainkan peran penting dalam memastikan stabilitas membran, serta banyak molekul protein, asam nukleat, dan sejumlah struktur subseluler.

Air memiliki kapasitas panas spesifik yang tinggi. Dibutuhkan banyak energi untuk memutuskan ikatan hidrogen yang menyatukan molekul air. Properti ini memastikan pemeliharaan keseimbangan termal tubuh dengan fluktuasi suhu yang signifikan di lingkungan. Selain itu, air memiliki konduktivitas termal yang tinggi, yang memungkinkan tubuh mempertahankan suhu yang sama di seluruh volumenya.

Air dicirikan oleh panas penguapan yang tinggi, yaitu kemampuan molekul untuk membawa sejumlah besar panas bersama mereka saat mendinginkan tubuh. Karena sifat air ini, yang dimanifestasikan selama berkeringat pada mamalia, sesak napas termal pada buaya dan hewan lain, transpirasi pada tanaman, kepanasan mereka dicegah.

Air memiliki tegangan permukaan yang sangat tinggi. Sifat ini sangat penting untuk proses adsorpsi, untuk pergerakan larutan melalui jaringan (sirkulasi darah, arus naik dan turun pada tanaman). Bagi banyak organisme kecil, tegangan permukaan memungkinkan mereka mengapung atau meluncur di permukaan air.

Air memastikan pergerakan zat dalam sel dan tubuh, penyerapan zat dan ekskresi produk metabolisme.

Pada tumbuhan, air menentukan turgor sel, dan pada beberapa hewan ia melakukan fungsi pendukung, menjadi kerangka hidrostatik (bulat dan annelida, echinodermata).

Air adalah bagian integral dari cairan pelumas (sinovial - di persendian vertebrata, pleura - di rongga pleura, perikardial - di kantung perikardial) dan lendir (memfasilitasi pergerakan zat melalui usus, menciptakan lingkungan lembab pada lendir membran saluran pernapasan). Ini adalah bagian dari air liur, empedu, air mata, sperma, dll.

garam mineral. garam dalam larutan air terurai menjadi kation dan anion. Kation (K+, Na+, Ca 2+, Mg:+, NH4+) dan anion (C 1, H 2P 04 -, HP 042-, HC 03 -, NO32--, SO4 2-) adalah yang paling penting. konten, tetapi juga rasio ion dalam sel.

Perbedaan jumlah kation dan anion di permukaan dan di dalam sel memberikan timbulnya potensial aksi yang mendasari terjadinya eksitasi saraf dan otot. Perbedaan konsentrasi ion pada sisi membran yang berbeda disebabkan oleh transfer aktif zat melalui membran, serta konversi energi.

Anion asam fosfat menciptakan sistem buffer fosfat yang mempertahankan pH lingkungan intraseluler tubuh pada tingkat 6,9.

Asam karbonat dan anionnya membentuk sistem buffer bikarbonat yang mempertahankan pH media ekstraseluler (plasma darah) pada 7,4.

Beberapa ion terlibat dalam aktivasi enzim, penciptaan tekanan osmotik dalam sel, dalam proses kontraksi otot, pembekuan darah, dll.

Sejumlah kation dan anion diperlukan untuk sintesis zat organik penting (misalnya, fosfolipid, ATP, nukleotida, hemoglobin, hemosianin, klorofil, dll.), serta asam amino, yang menjadi sumber atom nitrogen dan belerang.

Setiap sel tidak hanya mengandung zat organik. Ini terdiri dari 70 elemen dari tabel periodik. Dan 24 di antaranya ditemukan dalam sel jenis apa pun. Zat anorganik sel juga diwakili oleh air dan ion.

Semua elemen dapat dibagi menjadi tiga kelompok tergantung pada isinya:

unsur makro - N, C, H, O, Mg, Na, K, Ca, Fe, P, Cl, S;
elemen jejak - B, Ni, Cu, Zn, Mb, Co;
elemen ultramikro - U, Ra, Hg, Au, Pb, Se.

Menurut metode klasifikasi lain, organel dikeluarkan secara terpisah dari kelompok-kelompok ini - zat yang diperlukan untuk sintesis bahan organik: air, karbon, oksigen, dan nitrogen.

Nilai air

Air adalah salah satu zat anorganik terpenting di dalam sel. Kebutuhannya untuk setiap makhluk hidup hampir tidak dapat ditaksir terlalu tinggi, tetapi hanya sedikit orang yang tahu tentang semua fungsinya di dalam sel. Mari kita pertimbangkan secara singkat mereka sehubungan dengan sifat-sifat air yang memungkinkannya memenuhi perannya.

Transpirasi dan keringat - kapasitas panas tinggi dan konduktivitas termal yang baik.
Mempertahankan bentuknya - hampir tidak mungkin untuk mengompres air sehingga mengubah volumenya.
Sifat pelumas - viskositas.
Osmosis adalah mobilitas molekul karena rapuhnya ikatan hidrogen di dalam molekul.
Getah bening, darah, jus lambung dan cairan tubuh lainnya dapat menggunakan oksigen terlarut dalam air - molekul air bersifat polar, itu adalah pelarut yang baik.
Media dispersi dipertahankan dalam sitoplasma (keberadaan simultan dalam larutan dua atau lebih fase yang tidak bercampur satu sama lain) - pembentukan membran hidrasi di sekitar molekul besar, sekali lagi karena polaritas molekul air.

Unsur makro, unsur mikro dan perannya dalam sel

Pertimbangkan beberapa fungsi elemen untuk memahami betapa pentingnya mereka bagi sel, meskipun isinya kecil.

Magnesium - membantu banyak enzim untuk berpartisipasi dalam sintesis DNA dan metabolisme energi.

Kalsium - mengatur permeabilitas membran sel.

Kalium - berpartisipasi dalam sintesis protein dan glikolisis, mempertahankan potensi bioelektrik yang diperlukan pada membran (lihat cara kerja pompa natrium-kalium).

Sulfur - adalah bagian dari beberapa asam amino, membantu mereka membuat jembatan disulfida (untuk pembentukan struktur tersier protein), berpartisipasi dalam kemosintesis dan fotosintesis bakteri.

Besi - merupakan bagian dari enzim pembawa elektron dalam sistem fotosintesis, merupakan pusat molekul hemoglobin.

Klorin - ionnya membantu sel tetap netral secara elektrik.

Brom adalah bagian dari vitamin B1.

Tembaga - adalah bagian dari enzim yang terlibat dalam sintesis sitokrom.

Seng - ditemukan dalam enzim yang diperlukan untuk fermentasi alkohol.

Dan ini tidak semua zat anorganik sel. Sangat penting untuk menjaga konsentrasi setiap zat pada tingkat yang tepat. Bagaimanapun, kekurangan mereka dapat secara signifikan mengganggu fungsi sel. Namun, juga kelebihan mereka.

Struktur sel dan semua proses yang terjadi di dalamnya merupakan sistem yang sangat besar dan kompleks. Semua proses dan metode pengaturannya telah dikembangkan selama berabad-abad evolusi, semuanya disempurnakan di dalamnya dan, dalam kondisi yang tepat, bekerja secara stabil dan tanpa kesalahan.

Zat anorganik yang membentuk sel - video

Biologi- ilmu kehidupan. Tugas terpenting biologi adalah mempelajari keanekaragaman, struktur, aktivitas kehidupan, perkembangan individu dan evolusi organisme hidup, hubungannya dengan lingkungan.

Organisme hidup memiliki sejumlah fitur yang membedakan mereka dari alam mati. Secara individual, masing-masing perbedaan agak bersyarat, sehingga harus dipertimbangkan secara keseluruhan.

Tanda-tanda yang membedakan makhluk hidup dari benda mati:

kemampuan untuk mereproduksi dan mentransfer informasi turun-temurun ke generasi berikutnya;
metabolisme dan energi;
sifat dpt dirangsang;
adaptasi dengan kondisi kehidupan tertentu;
bahan bangunan - biopolimer (yang paling penting adalah protein dan asam nukleat);
spesialisasi dari molekul ke organ dan tingkat organisasi yang tinggi;
pertumbuhan;
penuaan;
kematian.

Tingkat organisasi makhluk hidup:

molekuler,
seluler,
kain,
organ,
organisme,
populasi-spesies,
biogeosenosis,
biosfer.

Keanekaragaman kehidupan

Sel bebas nuklir adalah yang pertama muncul di planet kita. Sebagian besar ilmuwan menerima bahwa organisme nuklir muncul sebagai hasil simbiosis archaebacteria purba dengan ganggang biru-hijau dan bakteri pengoksidasi (teori simbiogenesis).

Sitologi

Sitologi- ilmu tentang kurungan. Mempelajari struktur dan fungsi sel organisme uniseluler dan multiseluler. Sel adalah unit dasar dari struktur, fungsi, pertumbuhan dan perkembangan semua makhluk hidup. Oleh karena itu, proses dan pola karakteristik sitologi mendasari proses yang dipelajari oleh banyak ilmu lain (anatomi, genetika, embriologi, biokimia, dll.).

Unsur kimia sel

unsur kimia- jenis atom tertentu dengan muatan positif inti yang sama. Sekitar 80 unsur kimia telah ditemukan di dalam sel. Mereka dapat dibagi menjadi empat kelompok:
Grup 1 - karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen (98% dari isi sel),
kelompok 2 - kalium, natrium, kalsium, magnesium, belerang, fosfor, klorin, besi (1,9%),
kelompok 3 - seng, tembaga, fluor, yodium, kobalt, molibdenum, dll. (kurang dari 0,01%),
Kelompok 4 - emas, uranium, radium, dll. (kurang dari 0,00001%).

Elemen kelompok pertama dan kedua di sebagian besar manual disebut makronutrien, unsur-unsur golongan ketiga adalah elemen jejak, unsur-unsur golongan keempat adalah elemen ultramikro. Untuk elemen makro dan mikro, proses dan fungsi di mana mereka berpartisipasi telah diklarifikasi. Untuk sebagian besar elemen ultramikro, peran biologis belum diidentifikasi.

unsur kimia	Zat yang mengandung unsur kimia	Proses yang melibatkan unsur kimia
Karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen	Protein, asam nukleat, lipid, karbohidrat, dan zat organik lainnya	Sintesis zat organik dan seluruh kompleks fungsi yang dilakukan oleh zat organik ini
Kalium, natrium	Na+ dan K+	Menjamin fungsi membran, khususnya menjaga potensial listrik membran sel, pengoperasian pompa Na + / Ka +, konduksi impuls saraf, keseimbangan anionik, kationik dan osmotik
Kalsium	Ca +2	Partisipasi dalam proses pembekuan darah
	kalsium fosfat, kalsium karbonat	Jaringan tulang, email gigi, cangkang moluska
	kalsium pektat	Pembentukan lamina median dan dinding sel pada tumbuhan
Magnesium	Klorofil	Fotosintesis
Sulfur	tupai	Pembentukan struktur spasial protein karena pembentukan jembatan disulfida
Fosfor	Asam nukleat, ATP	Sintesis asam nukleat
Klorin	Cl-	Mempertahankan potensial listrik membran sel, pengoperasian pompa Na + /Ka +, konduksi impuls saraf, keseimbangan anionik, kationik dan osmotik
Klorin	HCl	Aktivasi enzim pencernaan di perut
Besi	Hemoglobin	Transportasi oksigen
Besi	sitokrom	Transfer elektron selama fotosintesis dan respirasi
mangan	Dekarboksilase, dehidrogenase	Oksidasi asam lemak, partisipasi dalam proses respirasi dan fotosintesis
Tembaga	hemosianin	Transportasi oksigen pada beberapa invertebrata
Tembaga	Tirosinase	pembentukan melanin
Kobalt	Vitamin B12	pembentukan sel darah merah
Seng	Alkohol dehidrogenase	Respirasi anaerob pada tumbuhan
Seng	karbonat anhidrase	Transportasi CO2 pada vertebrata
Fluor	kalsium fluorida	Jaringan tulang, email gigi
Yodium	tiroksin	regulasi metabolisme basal
molibdenum	nitrogenase	Fiksasi nitrogen

Atom unsur kimia dalam organisme hidup membentuk anorganik(air, garam) dan senyawa organik(protein, asam nukleat, lipid, karbohidrat). Pada tingkat atom, tidak ada perbedaan antara materi hidup dan tak hidup, perbedaan akan muncul pada tingkat organisasi materi hidup berikutnya yang lebih tinggi.

Air

Air merupakan senyawa anorganik yang paling umum. Kandungan air berkisar dari 10% (enamel gigi) hingga 90% dari massa sel (embrio yang sedang berkembang). Kehidupan tidak mungkin tanpa air, signifikansi biologis air ditentukan oleh sifat kimia dan fisiknya.

Molekul air memiliki bentuk sudut: atom hidrogen membentuk sudut 104,5° terhadap oksigen. Bagian dari molekul tempat hidrogen berada bermuatan positif, bagian tempat oksigen berada bermuatan negatif, sehubungan dengan ini, molekul air adalah dipol. Ikatan hidrogen terbentuk antara dipol air. Sifat fisik air: transparan, kepadatan maksimum - pada 4 °C, kapasitas panas tinggi, praktis tidak menyusut; air murni adalah penghantar panas dan listrik yang buruk, membeku pada 0 °C, mendidih pada 100 °C, dll. Sifat kimia air: pelarut yang baik, membentuk hidrat, masuk ke dalam reaksi dekomposisi hidrolitik, berinteraksi dengan banyak oksida, dll. Dalam kaitannya dengan kemampuan larut dalam air, ada: zat hidrofilik- sangat larut zat hidrofobik- Praktis tidak larut dalam air.

Nilai biologis air:

adalah dasar dari lingkungan internal dan intraseluler,
memastikan pemeliharaan struktur ruang,
menyediakan transportasi zat,
menghidrasi molekul polar,
berfungsi sebagai pelarut dan media difusi,
berpartisipasi dalam reaksi fotosintesis dan hidrolisis,
membantu mendinginkan tubuh
merupakan habitat bagi banyak organisme,
mempromosikan migrasi dan distribusi benih, buah, tahap larva,
adalah lingkungan tempat terjadinya fertilisasi,
pada tumbuhan menyediakan transpirasi dan perkecambahan biji,
berkontribusi pada distribusi panas yang seragam dalam tubuh dan banyak lainnya. yang lain

Senyawa anorganik lain dari sel

Senyawa anorganik lainnya diwakili terutama oleh garam, yang dapat terkandung baik dalam bentuk terlarut (terdisosiasi menjadi kation dan anion) atau dalam bentuk padat. Kation K + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ (lihat tabel di atas) dan anion HPO 4 2– , Cl – , HCO 3 – penting untuk kehidupan sel, menyediakan sifat buffer dari sel. penyangga- kemampuan untuk mempertahankan pH pada tingkat tertentu (pH adalah logaritma desimal kebalikan dari konsentrasi ion hidrogen). Nilai pH 7,0 sesuai dengan larutan netral, di bawah 7,0 untuk larutan asam, dan di atas 7,0 untuk larutan basa. Sel dan jaringan dicirikan oleh lingkungan yang sedikit basa. Sistem buffer fosfat (1) dan bikarbonat (2) bertanggung jawab untuk mempertahankan reaksi yang sedikit basa ini.

Portal untuk siswa. Latihan mandiri