ცოცხალი უჯრედის შემადგენლობაში შედის იგივე ქიმიური ელემენტები, რომლებიც უსულო ბუნების ნაწილია. დ.ი.მენდელეევის პერიოდული სისტემის 104 ელემენტიდან 60 უჯრედში აღმოჩნდა.

ისინი იყოფა სამ ჯგუფად:

1. ძირითადი ელემენტებია ჟანგბადი, ნახშირბადი, წყალბადი და აზოტი (უჯრედის შემადგენლობის 98%);
2. ელემენტები, რომლებიც შეადგენენ პროცენტის მეათედს და მეასედს - კალიუმი, ფოსფორი, გოგირდი, მაგნიუმი, რკინა, ქლორი, კალციუმი, ნატრიუმი (სულ 1,9%);
3. ყველა სხვა ელემენტი, რომელიც გვხვდება კიდევ უფრო მცირე რაოდენობით, არის მიკროელემენტები.

უჯრედის მოლეკულური შემადგენლობა რთული და ჰეტეროგენულია. ცალკეული ნაერთები - წყალი და მინერალური მარილები - გვხვდება უსულო ბუნებაშიც; სხვები - ორგანული ნაერთები: ნახშირწყლები, ცხიმები, ცილები, ნუკლეინის მჟავები და სხვა - დამახასიათებელია მხოლოდ ცოცხალი ორგანიზმებისთვის.

არაორგანული ნივთიერებები

წყალი შეადგენს უჯრედის მასის დაახლოებით 80%-ს; ახალგაზრდა სწრაფად მზარდ უჯრედებში - 95% -მდე, მოხუცებში - 60%.

წყლის როლი უჯრედში დიდია.

ის არის მთავარი საშუალება და გამხსნელი, მონაწილეობს ქიმიურ რეაქციებში, ნივთიერებების მოძრაობაში, თერმორეგულაციაში, უჯრედული სტრუქტურების ფორმირებაში, განსაზღვრავს უჯრედის მოცულობას და ელასტიურობას. ნივთიერებების უმეტესობა ორგანიზმში შედის და მისგან გამოიყოფა წყალხსნარში. წყლის ბიოლოგიურ როლს განსაზღვრავს სტრუქტურის სპეციფიკა: მისი მოლეკულების პოლარობა და წყალბადის ბმების წარმოქმნის უნარი, რის გამოც წარმოიქმნება რამდენიმე წყლის მოლეკულის კომპლექსები. თუ წყლის მოლეკულებს შორის მიზიდულობის ენერგია ნაკლებია, ვიდრე წყლის მოლეკულებსა და ნივთიერებას შორის, ის წყალში იხსნება. ასეთ ნივთიერებებს ჰიდროფილურს უწოდებენ (ბერძნულიდან "ჰიდრო" - წყალი, "ფილე" - მე მიყვარს). ეს არის მრავალი მინერალური მარილი, ცილა, ნახშირწყლები და ა.შ. თუ წყლის მოლეკულებს შორის მიზიდულობის ენერგია აღემატება წყლის მოლეკულებსა და ნივთიერებას შორის მიზიდულობის ენერგიას, ასეთი ნივთიერებები უხსნადია (ან ოდნავ ხსნადი), მათ ჰიდროფობიურს უწოდებენ. ბერძნული "ფობოსიდან" - შიში) - ცხიმები, ლიპიდები და ა.შ.

მინერალური მარილები უჯრედის წყალხსნარებში იშლება კატიონებად და ანიონებად, რაც უზრუნველყოფს საჭირო ქიმიური ელემენტების სტაბილურ რაოდენობას და ოსმოსურ წნევას. კათიონებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანია K + , Na + , Ca 2+ , Mg + . ცალკეული კათიონების კონცენტრაცია უჯრედში და უჯრედგარე გარემოში არ არის იგივე. ცოცხალ უჯრედში K-ის კონცენტრაცია მაღალია, Na + დაბალია, ხოლო სისხლის პლაზმაში, პირიქით, მაღალია Na + და დაბალი K +. ეს გამოწვეულია მემბრანების შერჩევითი გამტარიანობით. უჯრედსა და გარემოში იონების კონცენტრაციის განსხვავება უზრუნველყოფს წყლის შემოდინებას გარემოდან უჯრედში და წყლის შეწოვას მცენარეთა ფესვებით. ცალკეული ელემენტების ნაკლებობა - Fe, P, Mg, Co, Zn - ბლოკავს ნუკლეინის მჟავების, ჰემოგლობინის, ცილების და სხვა სასიცოცხლო ნივთიერებების წარმოქმნას და იწვევს სერიოზულ დაავადებებს. ანიონები განსაზღვრავენ pH-უჯრედული გარემოს მუდმივობას (ნეიტრალური და ოდნავ ტუტე). ანიონებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანია HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, Cl -, HCO 3 -

ორგანული ნივთიერებები

ორგანული ნივთიერებები კომპლექსში ქმნიან უჯრედის შემადგენლობის დაახლოებით 20-30%-ს.

ნახშირწყლები- ორგანული ნაერთები, რომლებიც შედგება ნახშირბადის, წყალბადისა და ჟანგბადისგან. ისინი იყოფა მარტივ - მონოსაქარიდებად (ბერძნულიდან "monos" - ერთი) და რთულ - პოლისაქარიდებად (ბერძნულიდან "პოლი" - ბევრი).

მონოსაქარიდები(მათი ზოგადი ფორმულა არის C n H 2n O n) - უფერო ნივთიერებები სასიამოვნო მოტკბო გემოთი, წყალში ძლიერ ხსნადი. ისინი განსხვავდებიან ნახშირბადის ატომების რაოდენობით. მონოსაქარიდებიდან ყველაზე გავრცელებულია ჰექსოზები (C 6 ატომით): გლუკოზა, ფრუქტოზა (ნაყოფში, თაფლში, სისხლში) და გალაქტოზა (რძეში). პენტოზებიდან (5 C ატომით), ყველაზე გავრცელებულია რიბოზა და დეზოქსირიბოზა, რომლებიც ნუკლეინის მჟავების და ატფ-ის ნაწილია.

პოლისაქარიდებიეხება პოლიმერებს - ნაერთებს, რომლებშიც ერთი და იგივე მონომერი ბევრჯერ მეორდება. პოლისაქარიდების მონომერებია მონოსაქარიდები. პოლისაქარიდები წყალში ხსნადია და ბევრს აქვს ტკბილი გემო. მათგან ყველაზე მარტივი დისაქარიდია, რომელიც შედგება ორი მონოსაქარიდისგან. მაგალითად, საქაროზა შედგება გლუკოზისა და ფრუქტოზისგან; რძის შაქარი - გლუკოზისა და გალაქტოზისგან. მონომერების რაოდენობის მატებასთან ერთად მცირდება პოლისაქარიდების ხსნადობა. მაღალი მოლეკულური წონის პოლისაქარიდებიდან გლიკოგენი ყველაზე გავრცელებულია ცხოველებში, ხოლო სახამებელი და ბოჭკოვანი (ცელულოზა) მცენარეებში. ეს უკანასკნელი შედგება 150-200 გლუკოზის მოლეკულისგან.

ნახშირწყლები- ენერგიის ძირითადი წყარო უჯრედული აქტივობის ყველა ფორმისთვის (მოძრაობა, ბიოსინთეზი, სეკრეცია და ა.შ.). უმარტივეს პროდუქტებზე CO 2 და H 2 O დაყოფით, 1 გ ნახშირწყლები გამოყოფს 17,6 კჯ ენერგიას. ნახშირწყლები ასრულებენ სამშენებლო ფუნქციას მცენარეებში (მათი გარსი დამზადებულია ცელულოზისგან) და სარეზერვო ნივთიერებების როლს (მცენარეებში - სახამებელი, ცხოველებში - გლიკოგენი).

ლიპიდები- ეს არის წყალში უხსნადი ცხიმის მსგავსი ნივთიერებები და ცხიმები, რომლებიც შედგება გლიცეროლისა და მაღალი მოლეკულური წონის ცხიმოვანი მჟავებისგან. ცხოველური ცხიმები გვხვდება რძეში, ხორცში, კანქვეშა ქსოვილში. ოთახის ტემპერატურაზე ისინი მყარია. მცენარეებში ცხიმები გვხვდება თესლებში, ხილში და სხვა ორგანოებში. ოთახის ტემპერატურაზე ისინი სითხეებია. ცხიმის მსგავსი ნივთიერებები ქიმიური აგებულებით ცხიმების მსგავსია. ბევრი მათგანია კვერცხის გულში, ტვინის უჯრედებში და სხვა ქსოვილებში.

ლიპიდების როლი განისაზღვრება მათი სტრუქტურული ფუნქციით. ისინი ქმნიან უჯრედის მემბრანებს, რომლებიც ჰიდროფობიურობის გამო ხელს უშლიან უჯრედის შიგთავსის გარემოსთან შერევას. ლიპიდები ასრულებენ ენერგეტიკულ ფუნქციას. CO 2-ზე და H 2 O-ზე დაყოფით, 1 გ ცხიმი გამოყოფს 38,9 კჯ ენერგიას. ისინი ცუდად ატარებენ სითბოს, გროვდებიან კანქვეშა ქსოვილში (და სხვა ორგანოებსა და ქსოვილებში), ასრულებენ დამცავ ფუნქციას და სარეზერვო ნივთიერებების როლს.

ციყვები- ყველაზე სპეციფიკური და ყველაზე მნიშვნელოვანი ორგანიზმისთვის. ისინი მიეკუთვნებიან არაპერიოდულ პოლიმერებს. სხვა პოლიმერებისგან განსხვავებით, მათი მოლეკულები შედგება მსგავსი, მაგრამ არაიდენტური მონომერებისგან - 20 სხვადასხვა ამინომჟავისგან.

თითოეულ ამინომჟავას აქვს თავისი სახელი, განსაკუთრებული სტრუქტურა და თვისებები. მათი ზოგადი ფორმულა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად

ამინომჟავის მოლეკულა შედგება კონკრეტული ნაწილისგან (რადიკალი R) და ნაწილისგან, რომელიც ერთნაირია ყველა ამინომჟავისთვის, მათ შორის ამინო ჯგუფის (-NH 2) ძირითადი თვისებებით და კარბოქსილის ჯგუფის (COOH) მჟავე თვისებებით. მჟავე და ძირითადი ჯგუფების არსებობა ერთ მოლეკულაში განაპირობებს მათ მაღალ რეაქტიულობას. ამ ჯგუფების მეშვეობით ამინომჟავების შეერთება ხდება პოლიმერის - ცილის წარმოქმნაში. ამ შემთხვევაში წყლის მოლეკულა გამოიყოფა ერთი ამინომჟავის ამინო ჯგუფიდან და მეორის კარბოქსილიდან და გამოთავისუფლებული ელექტრონები გაერთიანებულია პეპტიდური ბმის შესაქმნელად. ამიტომ ცილებს პოლიპეპტიდებს უწოდებენ.

ცილის მოლეკულა არის რამდენიმე ათეული ან ასობით ამინომჟავის ჯაჭვი.

ცილის მოლეკულები უზარმაზარია, ამიტომ მათ მაკრომოლეკულებს უწოდებენ. ცილები, ისევე როგორც ამინომჟავები, ძალიან რეაქტიულია და შეუძლიათ მჟავებთან და ტუტეებთან რეაქცია. ისინი განსხვავდებიან ამინომჟავების შემადგენლობით, რაოდენობითა და თანმიმდევრობით (20 ამინომჟავის ასეთი კომბინაციების რაოდენობა თითქმის უსასრულოა). ეს ხსნის ცილების მრავალფეროვნებას.

ცილის მოლეკულების სტრუქტურაში ორგანიზაციის ოთხი დონეა (59)

• პირველადი სტრუქტურა- ამინომჟავების პოლიპეპტიდური ჯაჭვი, რომელიც დაკავშირებულია გარკვეული თანმიმდევრობით კოვალენტური (ძლიერი) პეპტიდური ბმებით.
• მეორადი სტრუქტურა- პოლიპეპტიდური ჯაჭვი გადაუგრიხეს მჭიდრო სპირალში. მასში წარმოიქმნება დაბალი სიმტკიცის წყალბადის ობლიგაციები მეზობელი შემობრუნების პეპტიდურ ობლიგაციებს შორის (და სხვა ატომებს). ისინი ერთად უზრუნველყოფენ საკმაოდ ძლიერ სტრუქტურას.
• მესამეული სტრუქტურაარის უცნაური, მაგრამ სპეციფიკური კონფიგურაცია თითოეული ცილისთვის - გლობული. იგი შენარჩუნებულია სუსტი ჰიდროფობიური ბმების ან შეკრული ძალებით არაპოლარულ რადიკალებს შორის, რომლებიც გვხვდება ბევრ ამინომჟავაში. მათი სიმრავლის გამო, ისინი უზრუნველყოფენ ცილის მაკრომოლეკულის საკმარის სტაბილურობას და მის მობილურობას. ცილების მესამეულ სტრუქტურას ასევე მხარს უჭერს კოვალენტური S - S (es - es) ბმები, რომლებიც წარმოიქმნება გოგირდის შემცველი ამინომჟავის ცისტეინის რადიკალებს შორის, რომლებიც დაშორებულია ერთმანეთისგან.
• მეოთხეული სტრუქტურაარ არის დამახასიათებელი ყველა ცილისთვის. ეს ხდება მაშინ, როდესაც რამდენიმე ცილის მაკრომოლეკულა აერთიანებს კომპლექსებს. მაგალითად, ადამიანის სისხლში ჰემოგლობინი არის ამ ცილის ოთხი მაკრომოლეკულის კომპლექსი.

ცილის მოლეკულების სტრუქტურის ეს სირთულე დაკავშირებულია ამ ბიოპოლიმერების თანდაყოლილ მრავალფეროვან ფუნქციებთან. თუმცა, ცილის მოლეკულების სტრუქტურა დამოკიდებულია გარემოს თვისებებზე.

ცილის ბუნებრივი სტრუქტურის დარღვევას ე.წ დენატურაცია. ეს შეიძლება მოხდეს მაღალი ტემპერატურის, ქიმიკატების, სხივური ენერგიის და სხვა ფაქტორების გავლენის ქვეშ. სუსტი ზემოქმედებით იშლება მხოლოდ მეოთხეული სტრუქტურა, უფრო ძლიერით მესამეული, შემდეგ მეორადი და ცილა რჩება პირველადი სტრუქტურის - პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სახით, ეს პროცესი ნაწილობრივ შექცევადია და დენატურირებულ ცილას შეუძლია აღადგინოს მისი სტრუქტურა.

ცილის როლი უჯრედის სიცოცხლეში უზარმაზარია.

ციყვებიარის სხეულის სამშენებლო მასალა. ისინი მონაწილეობენ უჯრედისა და ცალკეული ქსოვილების (თმის, სისხლძარღვების და ა.შ.) გარსის, ორგანელებისა და გარსების აგებაში. ბევრი ცილა მოქმედებს როგორც კატალიზატორი უჯრედში - ფერმენტები, რომლებიც აჩქარებენ უჯრედულ რეაქციებს ათობით, ასეულობით მილიონჯერ. ცნობილია დაახლოებით ათასი ფერმენტი. ცილის გარდა, მათ შემადგენლობაში შედის ლითონები Mg, Fe, Mn, ვიტამინები და ა.შ.

თითოეული რეაქცია კატალიზებულია თავისი კონკრეტული ფერმენტის მიერ. ამ შემთხვევაში მოქმედებს არა მთელი ფერმენტი, არამედ გარკვეული არე – აქტიური ცენტრი. ის ერგება სუბსტრატს, როგორც საკეტის გასაღები. ფერმენტები მოქმედებენ გარკვეულ ტემპერატურაზე და pH-ზე. სპეციალური კონტრაქტული ცილები უზრუნველყოფენ უჯრედების საავტომობილო ფუნქციებს (ფლაგელატების მოძრაობა, წამწამები, კუნთების შეკუმშვა და ა.შ.). ცალკეული ცილები (სისხლის ჰემოგლობინი) ასრულებენ სატრანსპორტო ფუნქციას, აწვდიან ჟანგბადს სხეულის ყველა ორგანოსა და ქსოვილში. სპეციფიკური ცილები - ანტისხეულები - ასრულებენ დამცავ ფუნქციას, ანეიტრალებენ უცხო ნივთიერებებს. ზოგიერთი ცილა ასრულებს ენერგეტიკულ ფუნქციას. ამინომჟავებამდე და შემდეგ კიდევ უფრო მარტივ ნივთიერებებად დაშლისას 1 გ ცილა გამოყოფს 17,6 კჯ ენერგიას.

Ნუკლეინის მჟავა(ლათინური "ბირთვიდან" - ბირთვი) პირველად აღმოაჩინეს ბირთვში. ისინი ორი ტიპისაა - დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავები(დნმ) და რიბონუკლეინის მჟავები(რნმ). მათი ბიოლოგიური როლი დიდია, ისინი განსაზღვრავენ ცილების სინთეზს და მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გადაცემას ერთი თაობიდან მეორეზე.

დნმ-ის მოლეკულას აქვს რთული სტრუქტურა. იგი შედგება ორი სპირალურად გადაბმული ჯაჭვისგან. ორმაგი სპირალის სიგანე არის 2 ნმ 1, სიგრძე რამდენიმე ათეული და ასობით მიკრონიც კი (ასობით ან ათასობით ჯერ აღემატება ცილის უდიდეს მოლეკულას). დნმ არის პოლიმერი, რომლის მონომერებია ნუკლეოტიდები - ნაერთები, რომლებიც შედგება ფოსფორის მჟავის მოლეკულისგან, ნახშირწყლებისგან - დეზოქსირიბოზასა და აზოტოვანი ფუძისგან. მათი ზოგადი ფორმულა ასეთია:

ფოსფორის მჟავა და ნახშირწყლები ერთნაირია ყველა ნუკლეოტიდისთვის და არსებობს ოთხი ტიპის აზოტოვანი ფუძე: ადენინი, გუანინი, ციტოზინი და თიმინი. ისინი განსაზღვრავენ შესაბამისი ნუკლეოტიდების სახელს:

• ადენილი (A),
• გუანილი (G),
• ციტოსილი (C),
• თიმიდილ (T).

დნმ-ის თითოეული ჯაჭვი არის პოლინუკლეოტიდი, რომელიც შედგება რამდენიმე ათი ათასი ნუკლეოტიდისგან. მასში მეზობელი ნუკლეოტიდები დაკავშირებულია ძლიერი კოვალენტური კავშირით ფოსფორის მჟავასა და დეზოქსირიბოზას შორის.

დნმ-ის მოლეკულების უზარმაზარი ზომით, მათში ოთხი ნუკლეოტიდის კომბინაცია შეიძლება იყოს უსასრულოდ დიდი.

დნმ-ის ორმაგი სპირალის ფორმირებისას ერთი ჯაჭვის აზოტოვანი ფუძეები განლაგებულია მკაცრად განსაზღვრული თანმიმდევრობით მეორეს აზოტოვანი ფუძეების წინააღმდეგ. ამავე დროს, T ყოველთვის ეწინააღმდეგება A-ს და მხოლოდ C არის G-ის წინააღმდეგ. ეს აიხსნება იმით, რომ A და T, ისევე როგორც G და C, მკაცრად შეესაბამება ერთმანეთს, როგორც გატეხილი მინის ორი ნახევარი, და არის დამატებითი ან შემავსებელი(ბერძნულიდან "კომპლიმენტიდან" - დამატება) ერთმანეთს. თუ ცნობილია ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობა დნმ-ის ერთ ჯაჭვში, მაშინ სხვა ჯაჭვის ნუკლეოტიდები შეიძლება დადგინდეს კომპლემენტარობის პრინციპით (იხ. დანართი, ამოცანა 1). კომპლემენტარულ ნუკლეოტიდებს უერთდებიან წყალბადის ბმები.

A-სა და T-ს შორის არის ორი ბმა, G-სა და C-ს შორის - სამი.

დნმ-ის მოლეკულის დუბლირება მისი უნიკალური თვისებაა, რომელიც უზრუნველყოფს მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გადაცემას დედა უჯრედიდან ქალიშვილურ უჯრედებში. დნმ-ის დუბლირების პროცესს ე.წ დნმ-ის რეპლიკაცია.იგი ხორციელდება შემდეგნაირად. უჯრედის გაყოფამდე ცოტა ხნით ადრე დნმ-ის მოლეკულა იხსნება და მისი ორმაგი ჯაჭვი ორ დამოუკიდებელ ჯაჭვად იყოფა ერთი ბოლოდან ფერმენტის მოქმედებით. უჯრედის თავისუფალი ნუკლეოტიდების თითოეულ ნახევარზე, კომპლემენტარობის პრინციპის მიხედვით, აგებულია მეორე ჯაჭვი. შედეგად, ერთი დნმ-ის მოლეკულის ნაცვლად ჩნდება ორი სრულიად იდენტური მოლეკულა.

რნმ- პოლიმერი აგებულებით დნმ-ის ერთი ჯაჭვის მსგავსი, მაგრამ გაცილებით მცირე. რნმ-ის მონომერები არის ნუკლეოტიდები, რომლებიც შედგება ფოსფორის მჟავას, ნახშირწყლების (რიბოზა) და აზოტოვანი ფუძისგან. რნმ-ის სამი აზოტოვანი ბაზა - ადენინი, გუანინი და ციტოზინი - შეესაბამება დნმ-ს და მეოთხე განსხვავებულია. თიმინის ნაცვლად რნმ შეიცავს ურაცილს. რნმ პოლიმერის წარმოქმნა ხდება კოვალენტური ბმების მეშვეობით მეზობელი ნუკლეოტიდების რიბოზასა და ფოსფორის მჟავას შორის. ცნობილია რნმ-ის სამი ტიპი: მესინჯერი რნმ(i-RNA) დნმ-ის მოლეკულიდან გადასცემს ინფორმაციას ცილის სტრუქტურის შესახებ; გადაცემის რნმ(t-RNA) ახორციელებს ამინომჟავების ტრანსპორტირებას ცილების სინთეზის ადგილზე; რიბოსომური რნმ (rRNA) გვხვდება რიბოსომებში და მონაწილეობს ცილის სინთეზში.

ATP- ადენოზინტრიფოსფორის მჟავა მნიშვნელოვანი ორგანული ნაერთია. სტრუქტურულად, ეს არის ნუკლეოტიდი. იგი შედგება აზოტოვანი ფუძე ადენინის, ნახშირწყლების - რიბოზასა და ფოსფორის მჟავას სამი მოლეკულისგან. ATP არის არასტაბილური სტრუქტურა, ფერმენტის გავლენით, ბმა "P" და "O"-ს შორის იშლება, ფოსფორმჟავას მოლეკულა იყოფა და ATP გადადის

როგორც უკვე ვიცით, უჯრედი შედგება ორგანული და არაორგანული ქიმიკატებისაგან. ძირითადი არაორგანული ნივთიერებები, რომლებიც ქმნიან უჯრედს, არის მარილები და წყალი.

წყალი, როგორც სიცოცხლის კომპონენტი

წყალი ყველა ორგანიზმის დომინანტური კომპონენტია. წყლის მნიშვნელოვანი ბიოლოგიური ფუნქციები ხორციელდება მისი მოლეკულების უნიკალური თვისებების გამო, კერძოდ, დიპოლების არსებობის გამო, რაც შესაძლებელს ხდის უჯრედებს შორის წყალბადის ბმების ჩამოყალიბებას.

ცოცხალი არსებების სხეულში წყლის მოლეკულების წყალობით ხდება თერმული სტაბილიზაციისა და თერმორეგულაციის პროცესები. თერმორეგულაციის პროცესი ხდება წყლის მოლეკულების მაღალი სითბური ტევადობის გამო: გარე ტემპერატურის ცვლილებები გავლენას არ ახდენს სხეულის შიგნით ტემპერატურის ცვლილებებზე.

წყლის წყალობით, ადამიანის სხეულის ორგანოები ინარჩუნებენ ელასტიურობას. წყალი ხერხემლიანთა სახსრებისთვის ან პერიკარდიუმის ტომრისთვის აუცილებელი საპოხი სითხეების ერთ-ერთი მთავარი კომპონენტია.

იგი შედის ლორწოს შემადგენლობაში, რაც ხელს უწყობს ნივთიერებების მოძრაობას ნაწლავებში. წყალი ნაღვლის, ცრემლებისა და ნერწყვის კომპონენტია.

მარილები და სხვა არაორგანული ნივთიერებები

ცოცხალი ორგანიზმის უჯრედები, წყლის გარდა, შეიცავს ისეთ არაორგანულ ნივთიერებებს, როგორიცაა მჟავები, ფუძეები და მარილები. Mg2+, H2PO4, K, CA2, Na, C1- ყველაზე მნიშვნელოვანია ორგანიზმის სიცოცხლეში. სუსტი მჟავები უზრუნველყოფს უჯრედის სტაბილური შიდა გარემოს (ოდნავ ტუტე).

იონების კონცენტრაცია უჯრედშორის ნივთიერებაში და უჯრედის შიგნით შეიძლება იყოს განსხვავებული. მაგალითად, Na + იონები კონცენტრირებულია მხოლოდ უჯრედშორის სითხეში, ხოლო K + მხოლოდ უჯრედშია.

უჯრედის შემადგენლობაში გარკვეული იონების რაოდენობის მკვეთრი შემცირება ან ზრდა იწვევს არა მხოლოდ მის დისფუნქციას, არამედ სიკვდილს. მაგალითად, უჯრედში Ca + ოდენობის შემცირება იწვევს უჯრედის შიგნით კრუნჩხვებს და მის შემდგომ სიკვდილს.

ზოგიერთი არაორგანული ნივთიერება ხშირად ურთიერთქმედებს ცხიმებთან, ცილებთან და ნახშირწყლებთან. ასე რომ, ნათელი მაგალითია ორგანული ნაერთები ფოსფორით და გოგირდით.

გოგირდი, რომელიც ცილის მოლეკულების ნაწილია, პასუხისმგებელია ორგანიზმში მოლეკულური ბმების ფორმირებაზე. ფოსფორისა და ორგანული ნივთიერებების სინთეზის წყალობით, ენერგია გამოიყოფა ცილის მოლეკულებიდან.

კალციუმის მარილები

კალციუმის მარილები ხელს უწყობს ძვლოვანი ქსოვილის ნორმალურ განვითარებას, ასევე ტვინისა და ზურგის ტვინის ფუნქციონირებას. ორგანიზმში კალციუმის ცვლა ხდება D ვიტამინის გამო. კალციუმის მარილების სიჭარბე ან ნაკლებობა იწვევს ორგანიზმის ფუნქციის დარღვევას.

მცენარეთა და ცხოველთა უჯრედების ქიმიური შემადგენლობა ძალიან ჰგავს, რაც მიუთითებს მათი წარმოშობის ერთიანობაზე. უჯრედებში 80-ზე მეტი ქიმიური ელემენტია ნაპოვნი.

უჯრედში არსებული ქიმიური ელემენტები იყოფა 3 დიდი ჯგუფი: მაკროელემენტები, მეზოელემენტები, მიკროელემენტები.

მაკრონუტრიენტები მოიცავს ნახშირბადს, ჟანგბადს, წყალბადს და აზოტს. მეზოელემენტებიარის გოგირდი, ფოსფორი, კალიუმი, კალციუმი, რკინა. მიკროელემენტები - თუთია, იოდი, სპილენძი, მანგანუმი და სხვა.

უჯრედის ბიოლოგიურად მნიშვნელოვანი ქიმიური ელემენტები:

აზოტი -ცილების სტრუქტურული კომპონენტი და NA.

წყალბადი- არის წყლის და ყველა ბიოლოგიური ნაერთის ნაწილი.

მაგნიუმი- ააქტიურებს მრავალი ფერმენტის მუშაობას; ქლოროფილის სტრუქტურული კომპონენტი.

კალციუმი- ძვლებისა და კბილების ძირითადი კომპონენტი.

რკინა- შედის ჰემოგლობინში.

იოდი- ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონის ნაწილი.

უჯრედის ნივთიერებები იყოფა ორგანულად(ცილები, ნუკლეინის მჟავები, ლიპიდები, ნახშირწყლები, ATP) და არაორგანული(წყალი და მინერალური მარილები).

წყალიშეადგენს უჯრედის მასის 80%-მდე, თამაშობს მნიშვნელოვანი როლი:

წყალი უჯრედში არის გამხსნელი

· გადააქვს საკვები ნივთიერებები;

წყლით ორგანიზმიდან გამოიყოფა მავნე ნივთიერებები;

წყლის მაღალი სითბოს ტევადობა;

წყლის აორთქლება ხელს უწყობს ცხოველებისა და მცენარეების გაციებას.

ანიჭებს უჯრედს ელასტიურობას.

მინერალები:

მონაწილეობა მიიღოს ჰომეოსტაზის შენარჩუნებაში უჯრედში წყლის ნაკადის რეგულირებით;

კალიუმი და ნატრიუმი უზრუნველყოფს ნივთიერებების გადატანას მემბრანის გასწვრივ და მონაწილეობენ ნერვული იმპულსის წარმოქმნასა და გამტარებაში.

მინერალური მარილები, უპირველეს ყოვლისა, კალციუმის ფოსფატები და კარბონატები, სიმტკიცეს აძლევს ძვლოვან ქსოვილს.

პრობლემის გადაჭრა ადამიანის სისხლის გენეტიკის შესახებ

ცილები, მათი როლი ორგანიზმში

პროტეინი- ყველა უჯრედში ნაპოვნი ორგანული ნივთიერებები, რომლებიც შედგება მონომერებისგან.

პროტეინი- მაღალი მოლეკულური წონის არაპერიოდული პოლიმერი.

მონომერიარის ამინომჟავა (20).

ამინომჟავები შეიცავს ამინოჯგუფს, კარბოქსილის ჯგუფს და რადიკალს. ამინომჟავები ერთმანეთთან დაკავშირებულია პეპტიდური კავშირის შესაქმნელად. ცილები უკიდურესად მრავალფეროვანია, მაგალითად, ადამიანის ორგანიზმში 10 მილიონზე მეტი მათგანია.

ცილების მრავალფეროვნება დამოკიდებულია:

1. სხვადასხვა AK თანმიმდევრობა

2. ზომის მიხედვით

3. კომპოზიციიდან

ცილის სტრუქტურები

ცილის პირველადი სტრუქტურა -ამინომჟავების თანმიმდევრობა, რომლებიც დაკავშირებულია პეპტიდურ ბმასთან (წრფივი სტრუქტურა).

ცილის მეორადი სტრუქტურა -სპირალური სტრუქტურა.

ცილის მესამეული სტრუქტურა- გლობული (გლომერულური სტრუქტურა).

მეოთხეული ცილის სტრუქტურა- შედგება რამდენიმე გლობულისგან. დამახასიათებელია ჰემოგლობინისა და ქლოროფილისთვის.

ცილის თვისებები

1. კომპლემენტარულობა: ცილის უნარი მოერგოს სხვა ნივთიერების ფორმას, როგორიცაა საკეტის გასაღები.

2. დენატურაცია: ცილის ბუნებრივი სტრუქტურის დარღვევა (ტემპერატურა, მჟავიანობა, მარილიანობა, სხვა ნივთიერებების დამატება და ა.შ.). დენატურაციის მაგალითები: კვერცხის მოხარშვისას ცილის თვისებების ცვლილება, ცილის გადასვლა თხევადიდან მყარ მდგომარეობაში.

3. რენატურაცია - ცილის სტრუქტურის აღდგენა, თუ პირველადი სტრუქტურა არ დაირღვა.

ცილის ფუნქციები

1. შენობა: ყველა უჯრედის მემბრანის ფორმირება

2. კატალიზური: ცილები არიან კატალიზატორები; დააჩქაროს ქიმიური რეაქციები

3. ძრავა: აქტინი და მიოზინი კუნთოვანი ბოჭკოების ნაწილია.

4. ტრანსპორტი: ნივთიერებების გადატანა სხეულის სხვადასხვა ქსოვილებსა და ორგანოებში (ჰემოგლობინი არის ცილა, რომელიც სისხლის წითელი უჯრედების ნაწილია)

5. დამცავი: ანტისხეულები, ფიბრინოგენი, თრომბინი - ცილები, რომლებიც მონაწილეობენ იმუნიტეტის განვითარებაში და სისხლის კოაგულაციაში;

6. ენერგია: მონაწილეობა პლასტიკური გაცვლის რეაქციებში ახალი ცილების შესაქმნელად.

7. მარეგულირებელი: ჰორმონის ინსულინის როლი სისხლში შაქრის რეგულირებაში.

8. შენახვა: ორგანიზმში ცილების დაგროვება, როგორც სარეზერვო საკვები ნივთიერებები, მაგალითად, კვერცხში, რძეში, მცენარის თესლში.

უჯრედი არ არის მხოლოდ ყველა ცოცხალი არსების სტრუქტურული ერთეული, სიცოცხლის ერთგვარი აგური, არამედ პატარა ბიოქიმიური ქარხანა, რომელშიც წამის ყოველ ნაწილს სხვადასხვა გარდაქმნები და რეაქციები ხდება. ასე ყალიბდება ორგანიზმის სიცოცხლისა და ზრდისთვის აუცილებელი სტრუქტურული კომპონენტები: უჯრედის მინერალური ნივთიერებები, წყალი და ორგანული ნაერთები. ამიტომ, ძალიან მნიშვნელოვანია ვიცოდეთ, რა მოხდება, თუ რომელიმე მათგანი არ არის საკმარისი. რა როლს თამაშობს სხვადასხვა ნაერთები ცოცხალი სისტემების ამ პაწაწინა, სტრუქტურული ნაწილაკების ცხოვრებაში, რომლებიც შეუიარაღებელი თვალით არ ჩანს? შევეცადოთ გავიგოთ ეს საკითხი.

უჯრედული ნივთიერებების კლასიფიკაცია

ყველა ნაერთები, რომლებიც ქმნიან უჯრედის მასას, ქმნიან მის სტრუქტურულ ნაწილებს და პასუხისმგებელნი არიან მის განვითარებაზე, კვებაზე, სუნთქვაზე, პლასტიკურ და ნორმალურ განვითარებაზე, შეიძლება დაიყოს სამ დიდ ჯგუფად. ეს არის კატეგორიები, როგორიცაა:

• ორგანული;
• უჯრედები (მინერალური მარილები);
• წყალი.

ხშირად ამ უკანასკნელს მოიხსენიებენ არაორგანული კომპონენტების მეორე ჯგუფს. ამ კატეგორიების გარდა, შეგიძლიათ მიუთითოთ ისეთებიც, რომლებიც შედგება მათი კომბინაციით. ეს არის ლითონები, რომლებიც ქმნიან ორგანული ნაერთების მოლეკულას (მაგალითად, ჰემოგლობინის მოლეკულა, რომელიც შეიცავს რკინის იონს, ბუნებით ცილაა).

უჯრედის მინერალები

თუ კონკრეტულად ვსაუბრობთ მინერალურ ან არაორგანულ ნაერთებზე, რომლებიც ქმნიან თითოეულ ცოცხალ ორგანიზმს, მაშინ ისინი ასევე არ არიან იგივე როგორც ბუნებით, ასევე რაოდენობრივი შინაარსით. აქედან გამომდინარე, მათ აქვთ საკუთარი კლასიფიკაცია.

ყველა არაორგანული ნაერთი შეიძლება დაიყოს სამ ჯგუფად.

1. მაკრონუტრიენტები. მათ, ვისი შემცველობაც უჯრედის შიგნით არის არაორგანული ნივთიერებების მთლიანი მასის 0,02%-ზე მეტი. მაგალითები: ნახშირბადი, ჟანგბადი, წყალბადი, აზოტი, მაგნიუმი, კალციუმი, კალიუმი, ქლორი, გოგირდი, ფოსფორი, ნატრიუმი.
2. მიკროელემენტები - 0,02%-ზე ნაკლები. ესენია: თუთია, სპილენძი, ქრომი, სელენი, კობალტი, მანგანუმი, ფტორი, ნიკელი, ვანადიუმი, იოდი, გერმანიუმი.
3. ულტრამიკროელემენტები - შემცველობა 0,0000001%-ზე ნაკლებია. მაგალითები: ოქრო, ცეზიუმი, პლატინი, ვერცხლი, ვერცხლისწყალი და სხვა.

თქვენ ასევე შეგიძლიათ ხაზგასმით აღვნიშნოთ რამდენიმე ელემენტი, რომლებიც არის ორგანული, ანუ ისინი ქმნიან ორგანული ნაერთების საფუძველს, საიდანაც აგებულია ცოცხალი ორგანიზმის სხეული. ეს ისეთი ელემენტებია, როგორიცაა:

• წყალბადი;
• აზოტი;
• ნახშირბადის;
• ჟანგბადი.

ისინი ქმნიან ცილების (სიცოცხლის საფუძველს), ნახშირწყლების, ლიპიდების და სხვა ნივთიერებების მოლეკულებს. თუმცა, მინერალები ასევე პასუხისმგებელნი არიან სხეულის ნორმალურ ფუნქციონირებაზე. უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა გამოითვლება პერიოდული ცხრილიდან ათობით ელემენტში, რომლებიც წარმატებული ცხოვრების გასაღებია. ყველა ატომიდან მხოლოდ 12-ს არ აქვს როლი, ან ის უმნიშვნელოა და არ არის შესწავლილი.

განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ზოგიერთი მარილი, რომელიც ყოველდღიურად უნდა მივიღოთ საკვებთან ერთად საკმარისი რაოდენობით, რათა არ განვითარდეს სხვადასხვა დაავადებები. მცენარეებისთვის ეს არის, მაგალითად, ნატრიუმი, ადამიანებისთვის და ცხოველებისთვის ეს არის კალციუმის მარილები, სუფრის მარილი, როგორც ნატრიუმის და ქლორის წყარო და ა.შ.

წყალი

უჯრედის მინერალური ნივთიერებები გაერთიანებულია წყალთან საერთო ჯგუფში, ამიტომ შეუძლებელია არ ვისაუბროთ მის მნიშვნელობაზე. რა როლს ასრულებს ის ცოცხალი არსებების სხეულში? უზარმაზარი. სტატიის დასაწყისში უჯრედი შევადარეთ ბიოქიმიურ ქარხანას. ასე რომ, ნივთიერებების ყველა ტრანსფორმაცია, რომელიც ხდება ყოველ წამში, ხდება ზუსტად წყლის გარემოში. ეს არის უნივერსალური გამხსნელი და საშუალო ქიმიური ურთიერთქმედების, სინთეზისა და დაშლის პროცესებისთვის.

გარდა ამისა, წყალი შიდა გარემოს ნაწილია:

• ციტოპლაზმა;
• უჯრედის წვენი მცენარეებში;
• სისხლი ცხოველებში და ადამიანებში;
• შარდი;
• სხვა ბიოლოგიური სითხეების ნერწყვი.

დეჰიდრატაცია ნიშნავს სიკვდილს ყველა ორგანიზმისთვის გამონაკლისის გარეშე. წყალი არის საცხოვრებელი გარემო ფლორისა და ფაუნის უზარმაზარი მრავალფეროვნებისთვის. ამიტომ, ძნელია ამ არაორგანული ნივთიერების მნიშვნელობის გადაჭარბება, ის მართლაც უსაზღვროდ დიდია.

მაკრონუტრიენტები და მათი მნიშვნელობა

უჯრედის მინერალურ ნივთიერებებს მისი ნორმალური მუშაობისთვის დიდი მნიშვნელობა აქვს. უპირველეს ყოვლისა, ეს ეხება მაკროელემენტებს. თითოეული მათგანის როლი დეტალურად არის შესწავლილი და დიდი ხანია ჩამოყალიბებული. ჩვენ უკვე ჩამოვთვალეთ რომელი ატომები ქმნიან მაკროელემენტების ჯგუფს, ამიტომ არ გავიმეოროთ. მოკლედ გამოვყოთ მთავარის როლი.

1. კალციუმი. მისი მარილები აუცილებელია ორგანიზმისთვის Ca 2+ იონების მიწოდებისთვის. თავად იონები მონაწილეობენ შეჩერებისა და სისხლის შედედების პროცესებში, უზრუნველყოფენ უჯრედების ეგზოციტოზს, ასევე კუნთების შეკუმშვას, მათ შორის გულის შეკუმშვას. უხსნადი მარილები არის ცხოველებისა და ადამიანების ძლიერი ძვლებისა და კბილების საფუძველი.
2. კალიუმი და ნატრიუმი. შეინარჩუნეთ უჯრედის მდგომარეობა, შექმენით გულის ნატრიუმ-კალიუმის ტუმბო.
3. ქლორი - მონაწილეობს უჯრედის ელექტრონეიტრალურობის უზრუნველყოფაში.
4. ფოსფორი, გოგირდი, აზოტი - მრავალი ორგანული ნაერთის კომპონენტებია და ასევე მონაწილეობენ კუნთების მუშაობაში, ძვლების შემადგენლობაში.

რა თქმა უნდა, თუ თითოეულ ელემენტს უფრო დეტალურად განვიხილავთ, მაშინ ბევრი რამის თქმა შეიძლება სხეულში მის სიჭარბესა და დეფიციტზე. ყოველივე ამის შემდეგ, ორივე საზიანოა და იწვევს სხვადასხვა სახის დაავადებებს.

კვალი ელემენტები

ასევე დიდია უჯრედში მინერალების როლი, რომლებიც მიეკუთვნება მიკროელემენტების ჯგუფს. მიუხედავად იმისა, რომ მათი შემცველობა უჯრედში ძალიან მცირეა, მათ გარეშე ის დიდხანს ვერ იმუშავებს ნორმალურად. ამ კატეგორიის ზემოაღნიშნული ატომებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანია:

• თუთია;
• სპილენძი;
• სელენი;
• ფტორი;
• კობალტი.

იოდის ნორმალური დონე აუცილებელია ფარისებრი ჯირკვლის ფუნქციის შესანარჩუნებლად და ჰორმონების წარმოებისთვის. ფტორი ორგანიზმს სჭირდება კბილის მინანქრის გასამაგრებლად, ხოლო მცენარეებს - ელასტიურობისა და ფოთლების მდიდარი ფერის შესანარჩუნებლად.

თუთია და სპილენძი არის ელემენტები, რომლებიც ქმნიან ბევრ ფერმენტს და ვიტამინს. ისინი მნიშვნელოვანი მონაწილეები არიან სინთეზისა და პლასტიკური გაცვლის პროცესებში.

სელენი აქტიური მონაწილეა რეგულირების პროცესებში, ის არის ენდოკრინული სისტემის ფუნქციონირებისთვის აუცილებელი ელემენტი. კობალტს სხვა სახელი აქვს - ვიტამინი B 12 და ამ ჯგუფის ყველა ნაერთი უაღრესად მნიშვნელოვანია იმუნური სისტემისთვის.

მაშასადამე, უჯრედში მინერალური ნივთიერებების ფუნქციები, რომლებიც წარმოიქმნება მიკროელემენტებით, არანაკლებია, ვიდრე მაკროსტრუქტურები. ამიტომ მნიშვნელოვანია ორივე მათგანის საკმარისი რაოდენობით მოხმარება.

ულტრამიკროელემენტები

უჯრედის მინერალური ნივთიერებები, რომლებიც წარმოიქმნება ულტრამიკროელემენტებით, არ ასრულებენ ისეთ მნიშვნელოვან როლს, როგორც ზემოთ ნახსენები. თუმცა, მათმა ხანგრძლივმა დეფიციტმა შეიძლება გამოიწვიოს ჯანმრთელობისთვის ძალიან უსიამოვნო და ზოგჯერ ძალიან საშიში შედეგების განვითარება.

მაგალითად, ამ ჯგუფში შედის სელენიც. მისი ხანგრძლივი დეფიციტი პროვოცირებს კიბოს სიმსივნეების განვითარებას. ამიტომ, იგი შეუცვლელად ითვლება. მაგრამ ოქრო და ვერცხლი არის ლითონები, რომლებიც უარყოფით გავლენას ახდენენ ბაქტერიებზე, ანადგურებენ მათ. ამიტომ, უჯრედების შიგნით ბაქტერიციდულ როლს ასრულებს.

თუმცა, ზოგადად, უნდა ითქვას, რომ ულტრამიკროელემენტების ფუნქციები მეცნიერთა მიერ ჯერ ბოლომდე არ არის გამჟღავნებული და მათი მნიშვნელობა გაურკვეველი რჩება.

ლითონები და ორგანული ნივთიერებები

ბევრი ლითონი ორგანული მოლეკულების ნაწილია. მაგალითად, მაგნიუმი არის ქლოროფილის კოენზიმი, რომელიც აუცილებელია მცენარეთა ფოტოსინთეზისთვის. რკინა ჰემოგლობინის მოლეკულის ნაწილია, რომლის გარეშე სუნთქვა შეუძლებელია. სპილენძი, თუთია, მანგანუმი და სხვა არის ფერმენტების, ვიტამინებისა და ჰორმონების მოლეკულების ნაწილი.

ცხადია, ყველა ეს ნაერთი მნიშვნელოვანია ორგანიზმისთვის. შეუძლებელია მათი მთლიანად მიკუთვნება მინერალებს, მაგრამ ნაწილობრივ მაინც მოჰყვება.

უჯრედის მინერალური ნივთიერებები და მათი მნიშვნელობა: კლასი 5, ცხრილი

რომ შევაჯამოთ ის, რაც სტატიის დროს ვთქვით, შევადგენთ ზოგად ცხრილს, რომელშიც ავსახავთ რა არის მინერალური ნაერთები და რატომ არის საჭირო ისინი. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს თემის ახსნისას სკოლის მოსწავლეებს, მაგალითად, მეხუთე კლასში.

ამრიგად, უჯრედის მინერალურ ნივთიერებებს და მათ მნიშვნელობას სკოლის მოსწავლეები სწავლის ძირითად ეტაპზე შეისწავლიან.

მინერალური ნაერთების ნაკლებობის შედეგები

როდესაც ვამბობთ, რომ მინერალების როლი უჯრედში მნიშვნელოვანია, უნდა მოვიყვანოთ მაგალითები, რომლებიც ამ ფაქტს ადასტურებს.

ჩვენ ჩამოვთვლით რამდენიმე დაავადებას, რომლებიც ვითარდება სტატიაში მითითებული რომელიმე ნაერთის ნაკლებობით ან სიჭარბით.

1. ჰიპერტენზია.
2. იშემია, გულის უკმარისობა.
3. ჩიყვი და ფარისებრი ჯირკვლის სხვა დაავადებები (ბაზედოვის დაავადება და სხვა).
4. ანემია.
5. არასწორი ზრდა და განვითარება.
6. კიბოს სიმსივნეები.
7. ფლუოროზი და კარიესი.
8. სისხლის დაავადებები.
9. კუნთოვანი და ნერვული სისტემის დარღვევა.
10. საჭმლის მონელების დარღვევა.

რა თქმა უნდა, ეს არ არის სრული სია. ამიტომ, საჭიროა ყურადღებით დავაკვირდეთ, რომ ყოველდღიური დიეტა იყოს სწორი და დაბალანსებული.

გაკვეთილი #2

გაკვეთილის თემა : უჯრედის არაორგანული ნივთიერებები.

გაკვეთილის მიზანი: უჯრედის არაორგანული ნივთიერებების შესახებ ცოდნის გაღრმავება.

გაკვეთილის მიზნები:

საგანმანათლებლო: განვიხილოთ წყლის მოლეკულების სტრუქტურული თავისებურებები უჯრედის ცხოვრებაში მის უმნიშვნელოვანეს როლთან დაკავშირებით, გამოავლინეთ წყლისა და მინერალური მარილების როლი ცოცხალი ორგანიზმების ცხოვრებაში;

განვითარება: გააგრძელოს მოსწავლეთა ლოგიკური აზროვნების განვითარება, გააგრძელოს ინფორმაციის სხვადასხვა წყაროსთან მუშაობის უნარ-ჩვევების ჩამოყალიბება;

საგანმანათლებლო: გააგრძელოს მეცნიერული მსოფლმხედველობის ჩამოყალიბება, ბიოლოგიურად განათლებული პიროვნების აღზრდა; პიროვნების მორალური და იდეოლოგიური საფუძვლების ჩამოყალიბება და განვითარება; გააგრძელოს ეკოლოგიური ცნობიერების ჩამოყალიბება, ბუნების სიყვარულის აღზრდა;

აღჭურვილობა: მულტიმედიური აპლიკაცია სახელმძღვანელოსთვის, პროექტორი, კომპიუტერი, დავალების ბარათები,სქემა "ელემენტები.უჯრედის ნივთიერებები". საცდელი მილები, ჭიქა, ყინული, სპირტიანი ნათურა, სუფრის მარილი, ეთილის სპირტი, საქაროზა, მცენარეული ზეთი.

Ძირითადი ცნებები: დიპოლი, ჰიდროფილურობა, ჰიდროფობიურობა, კათიონები, ანიონები.

გაკვეთილის ტიპი : კომბინირებული

სწავლების მეთოდები: რეპროდუქციული, ნაწილობრივ საძიებო, ექსპერიმენტული.

მოსწავლეებმა უნდა:

Ვიცი ძირითადი ქიმიური ელემენტები და ნაერთები, რომლებიც ქმნიან უჯრედს;

Შეძლებს ახსნას არაორგანული ნივთიერებების მნიშვნელობა სასიცოცხლო პროცესებში.

გაკვეთილის სტრუქტურა

1. საორგანიზაციო მომენტი

მოგესალმებით, მზადება სამუშაოსთვის.

გაკვეთილის დასაწყისში და ბოლოს ტარდება გონებრივი დათბობა. მისი მიზანია მოსწავლეთა ემოციური მდგომარეობის განსაზღვრა. თითოეულ მოსწავლეს ეძლევა ექვსი სახის ფირფიტა - ემოციური მდგომარეობის განსაზღვრის სკალა (სურ. 1). თითოეული მოსწავლე სახის ქვეშ აყენებს ტკიპას, რომლის გამომეტყველებაც მის განწყობას ასახავს.

2. მოსწავლეთა ცოდნის შემოწმება

ტესტი "უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა" (დანართი)

3. მიზნის დასახვა და მოტივაცია

"წყალი! არც გემო გაქვს, არც ფერი, არც სუნი, ვერ დაგიხასიათებ. ადამიანი სიამოვნებს შენით, არ ესმის რა ხარ სინამდვილეში. ვერ იტყვი, რომ შენ ხარ საჭირო სიცოცხლისთვის, შენ თვითონ სიცოცხლე ხარ. თქვენ ყველგან და ყველგან აძლევთ ნეტარების განცდას, რომლის გაგებაც ვერცერთი ჩვენი გრძნობისთვის არ შეიძლება. შენ გვაძლევ ძალას. შენი წყალობა აცოცხლებს ჩვენი გულის გამხმარ შადრევნებს. თქვენ ხართ ყველაზე დიდი სიმდიდრე მსოფლიოში. შენ ხარ სიმდიდრე, რომლის შეშინებაც ადვილად შეიძლება, მაგრამ ჩვენ გვაძლევს ასეთ მარტივ და ძვირფას ბედნიერებას, ”- ეს აღფრთოვანებული ჰიმნი წყალზე დაწერა ფრანგმა მწერალმა და მფრინავმა ანტუან დე სენტ-ეგზიუპერიმ, რომელსაც წყურვილის გრძნობა მოუწია. ცხელ უდაბნოში.

ამ მშვენიერი სიტყვებით ვიწყებთ გაკვეთილს, რომლის მიზანია გავაფართოვოთ წყლის გაგება - ნივთიერება, რომელმაც შექმნა ჩვენი პლანეტა.

1. განახლება

რა მნიშვნელობა აქვს წყალს ადამიანის ცხოვრებაში?

(მოსწავლე პასუხობს წყლის მნიშვნელობას ადამიანის ცხოვრებაში0

1. ახალი მასალის პრეზენტაცია.

წყალი არის ყველაზე გავრცელებული არაორგანული ნივთიერება ცოცხალ ორგანიზმებში, მისი არსებითი კომპონენტი, მრავალი ორგანიზმის ჰაბიტატი და უჯრედის მთავარი გამხსნელი.

მ.დუდნიკის ლექსის სტრიქონები:

ისინი ამბობენ, რომ წყლის ოთხმოცი პროცენტი არის ადამიანი,

წყლიდან დავამატებ მის მშობლიურ მდინარეებს,

წყლიდან დავამატებ წვიმებს, რომლებიც მას დასალევად მისცეს,

წყლიდან დავამატებ, წყაროების უძველესი წყლიდან,

საიდანაც ბაბუები და ბაბუები სვამდნენ.

წყლის შემცველობის მაგალითები სხეულის სხვადასხვა უჯრედებში:

ახალგაზრდა ადამიანის ან ცხოველის სხეულში - უჯრედის მასის 80%;

ძველი ორგანიზმის უჯრედებში - 60%

თავის ტვინში - 85%;

კბილის მინანქრის უჯრედებში - 10-15%.

წყლის 20%-ის დაკარგვით ადამიანი კვდება.

განვიხილოთ წყლის მოლეკულის სტრუქტურა:

H2O - მოლეკულური ფორმულა,

Н–О–Н – სტრუქტურული ფორმულა,

წყლის მოლეკულას აქვს კუთხოვანი სტრუქტურა: ის არის ტოლფერდა სამკუთხედი, რომლის მწვერვალის კუთხეა 104,5°.

წყლის მოლეკულური წონა ორთქლის მდგომარეობაში არის 18 გ/მოლი. თუმცა, თხევადი წყლის მოლეკულური წონა უფრო მაღალია. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ თხევად წყალში არის წყალბადის ბმებით გამოწვეული მოლეკულების ასოციაცია.

რა როლი აქვს წყალს უჯრედში?

მოლეკულების მაღალი პოლარობის გამო, წყალი არის სხვა პოლარული ნაერთების გამხსნელი თანაბარი გარეშე. უფრო მეტი ნივთიერება იხსნება წყალში, ვიდრე ნებისმიერ სხვა სითხეში. ამიტომაც ხდება მრავალი ქიმიური რეაქცია უჯრედის წყლის გარემოში. წყალი ხსნის მეტაბოლურ პროდუქტებს და შლის მათ უჯრედიდან და მთლიანად ორგანიზმიდან.

წყალს აქვს მაღალი სითბოსუნარიანობა, ე.ი. სითბოს შთანთქმის უნარი. საკუთარი ტემპერატურის მინიმალური ცვლილებით, მნიშვნელოვანი რაოდენობით სითბო გამოიყოფა ან შეიწოვება. ამის გამო ის იცავს უჯრედს ტემპერატურის უეცარი ცვლილებებისგან. ვინაიდან დიდი რაოდენობით სითბო იხარჯება წყლის აორთქლებაზე, წყლის აორთქლებით ორგანიზმებს შეუძლიათ დაიცვან თავი გადახურებისგან (მაგალითად, ოფლიანობის დროს).

წყალს აქვს მაღალი თბოგამტარობა. ეს თვისება ქმნის სხეულის ქსოვილებს შორის სითბოს თანაბრად განაწილების უნარს.

წყალი ბუნების ერთ-ერთი მთავარი ნივთიერებაა, რომლის გარეშეც შეუძლებელია მცენარეების, ცხოველებისა და ადამიანების ორგანული სამყაროს განვითარება. სადაც არის, იქ არის სიცოცხლე.

გამოცდილების დემონსტრირება. შეადგინეთ ცხრილი მოსწავლეებთან ერთად.

ა) წყალში გავხსნათ შემდეგი ნივთიერებები: სუფრის მარილი, ეთილის სპირტი, საქაროზა, მცენარეული ზეთი.

რატომ იხსნება ზოგიერთი ნივთიერება წყალში, ზოგი კი არა?

მოცემულია ჰიდროფილური და ჰიდროფობიური ნივთიერებების კონცეფცია.

ჰიდროფილური ნივთიერებები არის ნივთიერებები, რომლებიც წყალში ძალიან ხსნადია.

ჰიდროფობიური ნივთიერებები არის ნივთიერებები, რომლებიც ცუდად იხსნება წყალში.

ბ) ჩაყარეთ ყინულის ნაჭერი ჭიქა წყალში.

რას იტყვით წყლისა და ყინულის სიმკვრივეზე?

სახელმძღვანელოს ჯგუფებში გამოყენებით, თქვენ უნდა შეავსოთ ცხრილი "მინერალური მარილები". სამუშაოს ბოლოს ხდება ცხრილში შეტანილი მონაცემების განხილვა.

ბუფერირება - უჯრედის უნარი შეინარჩუნოს სუსტად ტუტე გარემოს შედარებითი მუდმივობა.

1. შესწავლილი მასალის კონსოლიდაცია.

ბიოლოგიური პრობლემების ჯგუფურად გადაჭრა.

დავალება 1.

ზოგიერთი დაავადების დროს სისხლში შეჰყავთ სუფრის მარილის 0,85%-იანი ხსნარი, რომელსაც ფიზიოლოგიური ხსნარი ეწოდება. გამოთვალეთ: ა) რამდენი გრამი წყალი და მარილი უნდა მიიღოთ 5 კგ მარილის მისაღებად; ბ) რამდენი გრამი მარილი შეჰყავთ ორგანიზმში 400 გ მარილის შეყვანისას.

დავალება 2.

სამედიცინო პრაქტიკაში კალიუმის პერმანგანატის 0,5%-იანი ხსნარი გამოიყენება ჭრილობების დასაბანად და გარგარისთვის. რა მოცულობის გაჯერებული ხსნარი (შეიცავს 6,4 გ ამ მარილს 100 გ წყალში) და სუფთა წყალი უნდა მივიღოთ 1 ლიტრი 0,5% ხსნარის მოსამზადებლად (ρ = 1 გ/სმ. 3 ).

ვარჯიში.

დაწერეთ კინკვაინური თემა: წყალი

1. საშინაო დავალება: პუნქტი 2.3

მოიძიეთ ლიტერატურულ ნაწარმოებებში წყლის თვისებებისა და თვისებების, მისი ბიოლოგიური მნიშვნელობის აღწერის მაგალითები.

სქემა "ელემენტები. უჯრედის ნივთიერებები"

საცნობარო მონახაზი გაკვეთილისთვის