A composição de uma célula viva inclui os mesmos elementos químicos que fazem parte da natureza inanimada. Dos 104 elementos do sistema periódico de D. I. Mendeleev, 60 foram encontrados nas células.

Eles são divididos em três grupos:

1. os principais elementos são oxigênio, carbono, hidrogênio e nitrogênio (98% da composição celular);
2. elementos que compõem décimos e centésimos de um por cento - potássio, fósforo, enxofre, magnésio, ferro, cloro, cálcio, sódio (1,9% no total);
3. todos os outros elementos presentes em quantidades ainda menores são oligoelementos.

A composição molecular da célula é complexa e heterogênea. Compostos separados - água e sais minerais - também são encontrados na natureza inanimada; outros - compostos orgânicos: carboidratos, gorduras, proteínas, ácidos nucléicos, etc. - são característicos apenas de organismos vivos.

SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS

A água compõe cerca de 80% da massa da célula; em células jovens de crescimento rápido - até 95%, em células antigas - 60%.

O papel da água na célula é grande.

É o principal meio e solvente, participa da maioria das reações químicas, movimento de substâncias, termorregulação, formação de estruturas celulares, determina o volume e a elasticidade da célula. A maioria das substâncias entra no corpo e é excretada em uma solução aquosa. O papel biológico da água é determinado pela especificidade da estrutura: a polaridade de suas moléculas e a capacidade de formar ligações de hidrogênio, devido às quais surgem complexos de várias moléculas de água. Se a energia de atração entre as moléculas de água é menor do que entre as moléculas de água e uma substância, ela se dissolve na água. Tais substâncias são chamadas de hidrofílicas (do grego "hidro" - água, "filé" - eu amo). Estes são muitos sais minerais, proteínas, carboidratos, etc. Se a energia de atração entre moléculas de água é maior que a energia de atração entre moléculas de água e uma substância, tais substâncias são insolúveis (ou pouco solúveis), elas são chamadas de hidrofóbicas ( do grego "phobos" - medo) - gorduras, lipídios, etc.

Sais minerais em soluções aquosas da célula dissociam-se em cátions e ânions, fornecendo uma quantidade estável dos elementos químicos necessários e pressão osmótica. Dos cátions, os mais importantes são K + , Na + , Ca 2+ , Mg + . A concentração de cátions individuais na célula e no ambiente extracelular não é a mesma. Em uma célula viva, a concentração de K é alta, Na + é baixa e no plasma sanguíneo, ao contrário, há uma alta concentração de Na + e baixa K +. Isto é devido à permeabilidade seletiva das membranas. A diferença na concentração de íons na célula e no ambiente garante o fluxo de água do ambiente para dentro da célula e a absorção de água pelas raízes das plantas. A falta de elementos individuais - Fe, P, Mg, Co, Zn - bloqueia a formação de ácidos nucléicos, hemoglobina, proteínas e outras substâncias vitais e leva a doenças graves. Os ânions determinam a constância do ambiente da célula de pH (neutro e levemente alcalino). Dos ânions, os mais importantes são HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, Cl -, HCO 3 -

SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS

As substâncias orgânicas no complexo formam cerca de 20-30% da composição celular.

Carboidratos- compostos orgânicos constituídos por carbono, hidrogénio e oxigénio. Eles são divididos em simples - monossacarídeos (do grego "monos" - um) e complexos - polissacarídeos (do grego "poli" - muito).

Monossacarídeos(sua fórmula geral é C n H 2n O n) - substâncias incolores com sabor doce agradável, altamente solúveis em água. Eles diferem no número de átomos de carbono. Dos monossacarídeos, as hexoses (com 6 átomos de C) são as mais comuns: glicose, frutose (encontrada em frutas, mel, sangue) e galactose (encontrada no leite). Das pentoses (com 5 átomos de C), as mais comuns são a ribose e a desoxirribose, que fazem parte dos ácidos nucléicos e do ATP.

Polissacarídeos refere-se a polímeros - compostos em que o mesmo monômero é repetido muitas vezes. Os monômeros de polissacarídeos são monossacarídeos. Os polissacarídeos são solúveis em água e muitos têm um sabor doce. Destes, os dissacarídeos mais simples, constituídos por dois monossacarídeos. Por exemplo, a sacarose é composta de glicose e frutose; açúcar do leite - de glicose e galactose. Com o aumento do número de monômeros, a solubilidade dos polissacarídeos diminui. Dos polissacarídeos de alto peso molecular, o glicogênio é o mais comum em animais, e o amido e a fibra (celulose) em plantas. Este último consiste em 150-200 moléculas de glicose.

Carboidratos- a principal fonte de energia para todas as formas de atividade celular (movimento, biossíntese, secreção, etc.). Dividindo-se nos produtos mais simples CO 2 e H 2 O, 1 g de carboidrato libera 17,6 kJ de energia. Os carboidratos desempenham uma função de construção nas plantas (suas cascas são feitas de celulose) e o papel de substâncias de reserva (nas plantas - amido, nos animais - glicogênio).

Lipídios- São substâncias e gorduras semelhantes a gorduras insolúveis em água, constituídas por glicerol e ácidos gordos de elevado peso molecular. As gorduras animais são encontradas no leite, carne, tecido subcutâneo. À temperatura ambiente, eles são sólidos. Nas plantas, as gorduras são encontradas em sementes, frutas e outros órgãos. À temperatura ambiente, eles são líquidos. As substâncias semelhantes à gordura são semelhantes às gorduras na estrutura química. Existem muitos deles na gema de ovos, células cerebrais e outros tecidos.

O papel dos lipídios é determinado por sua função estrutural. As membranas celulares são compostas por eles, que, devido à sua hidrofobicidade, impedem que o conteúdo da célula se misture com o meio ambiente. Os lipídios desempenham uma função energética. Dividindo-se em CO 2 e H 2 O, 1 g de gordura libera 38,9 kJ de energia. Eles conduzem mal o calor, acumulando-se no tecido subcutâneo (e outros órgãos e tecidos), desempenham uma função protetora e o papel de substâncias de reserva.

Esquilos- o mais específico e importante para o corpo. Eles pertencem a polímeros não periódicos. Ao contrário de outros polímeros, suas moléculas consistem em monômeros semelhantes, mas não idênticos - 20 aminoácidos diferentes.

Cada aminoácido tem seu próprio nome, estrutura especial e propriedades. Sua fórmula geral pode ser representada da seguinte forma

Uma molécula de aminoácido consiste em uma parte específica (radical R) e uma parte que é a mesma para todos os aminoácidos, incluindo um grupo amino (-NH 2) com propriedades básicas e um grupo carboxila (COOH) com propriedades ácidas. A presença de grupos ácidos e básicos em uma molécula determina sua alta reatividade. Por meio desses grupos, ocorre a ligação dos aminoácidos na formação de um polímero - proteína. Nesse caso, uma molécula de água é liberada do grupo amino de um aminoácido e do carboxila de outro, e os elétrons liberados são combinados para formar uma ligação peptídica. Portanto, as proteínas são chamadas de polipeptídeos.

Uma molécula de proteína é uma cadeia de várias dezenas ou centenas de aminoácidos.

As moléculas de proteína são enormes, por isso são chamadas de macromoléculas. As proteínas, como os aminoácidos, são altamente reativas e capazes de reagir com ácidos e álcalis. Eles diferem em composição, quantidade e sequência de aminoácidos (o número de tais combinações de 20 aminoácidos é quase infinito). Isso explica a diversidade de proteínas.

Existem quatro níveis de organização na estrutura das moléculas de proteína (59)

• Estrutura primária- uma cadeia polipeptídica de aminoácidos ligados em uma determinada sequência por ligações peptídicas covalentes (fortes).
• estrutura secundária- uma cadeia polipeptídica torcida em uma hélice apertada. Nele, ligações de hidrogênio de baixa resistência surgem entre as ligações peptídicas de espiras adjacentes (e outros átomos). Juntos, eles fornecem uma estrutura bastante forte.
• Estrutura terciáriaé uma configuração bizarra, mas específica para cada proteína - um glóbulo. Ele é mantido unido por ligações hidrofóbicas fracas ou forças coesivas entre radicais não polares que são encontrados em muitos aminoácidos. Devido à sua multiplicidade, proporcionam estabilidade suficiente da macromolécula proteica e da sua mobilidade. A estrutura terciária das proteínas também é suportada por ligações covalentes S - S (es - es) que surgem entre radicais do aminoácido cisteína contendo enxofre, que estão distantes uns dos outros.
• Estrutura quaternária não é típico para todas as proteínas. Ocorre quando várias macromoléculas de proteínas se combinam para formar complexos. Por exemplo, a hemoglobina do sangue humano é um complexo de quatro macromoléculas dessa proteína.

Essa complexidade da estrutura das moléculas de proteínas está associada a uma variedade de funções inerentes a esses biopolímeros. No entanto, a estrutura das moléculas de proteína depende das propriedades do ambiente.

A violação da estrutura natural da proteína é chamada desnaturação. Pode ocorrer sob a influência de alta temperatura, produtos químicos, energia radiante e outros fatores. Com um impacto fraco, apenas a estrutura quaternária se rompe, com uma mais forte, a terciária, e depois a secundária, e a proteína permanece na forma de uma estrutura primária - uma cadeia polipeptídica. Esse processo é parcialmente reversível e a proteína desnaturada é capaz de restaurar sua estrutura.

O papel da proteína na vida celular é enorme.

Esquilosé o material de construção do corpo. Eles estão envolvidos na construção da casca, organelas e membranas da célula e tecidos individuais (cabelo, vasos sanguíneos, etc.). Muitas proteínas atuam como catalisadores na célula - enzimas que aceleram as reações celulares em dezenas, centenas de milhões de vezes. Cerca de mil enzimas são conhecidas. Além da proteína, sua composição inclui metais Mg, Fe, Mn, vitaminas, etc.

Cada reação é catalisada por sua própria enzima particular. Nesse caso, nem toda a enzima atua, mas uma determinada área - o centro ativo. Ele se encaixa no substrato como uma chave para uma fechadura. As enzimas agem a uma determinada temperatura e pH. Proteínas contráteis especiais fornecem funções motoras das células (movimento de flagelados, ciliados, contração muscular, etc.). Proteínas separadas (hemoglobina do sangue) desempenham uma função de transporte, levando oxigênio a todos os órgãos e tecidos do corpo. Proteínas específicas - anticorpos - desempenham uma função protetora, neutralizando substâncias estranhas. Algumas proteínas desempenham uma função energética. Decomposto em aminoácidos e depois em substâncias ainda mais simples, 1 g de proteína libera 17,6 kJ de energia.

Ácidos nucleicos(do latim "núcleo" - o núcleo) foram descobertos pela primeira vez no núcleo. São de dois tipos - ácidos desoxirribonucleicos(ADN) e ácidos ribonucleicos(ARN). Seu papel biológico é grande, eles determinam a síntese de proteínas e a transferência de informações hereditárias de uma geração para outra.

A molécula de DNA tem uma estrutura complexa. Consiste em duas correntes torcidas em espiral. A largura da dupla hélice é de 2 nm 1 , o comprimento é de várias dezenas e até centenas de mícrons (centenas ou milhares de vezes maiores que a maior molécula de proteína). O DNA é um polímero cujos monômeros são nucleotídeos - compostos constituídos por uma molécula de ácido fosfórico, um carboidrato - desoxirribose e uma base nitrogenada. Sua fórmula geral é a seguinte:

O ácido fosfórico e o carboidrato são os mesmos para todos os nucleotídeos, e existem quatro tipos de bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina e timina. Eles determinam o nome dos nucleotídeos correspondentes:

• adenil (A),
• guanila (G),
• citosil (C),
• timidil (T).

Cada fita de DNA é um polinucleotídeo que consiste em várias dezenas de milhares de nucleotídeos. Nela, os nucleotídeos vizinhos estão ligados por uma forte ligação covalente entre o ácido fosfórico e a desoxirribose.

Com o enorme tamanho das moléculas de DNA, a combinação de quatro nucleotídeos nelas pode ser infinitamente grande.

Durante a formação da dupla hélice de DNA, as bases nitrogenadas de uma fita são dispostas em uma ordem estritamente definida contra as bases nitrogenadas da outra. Ao mesmo tempo, T está sempre contra A, e apenas C está contra G. Isso se explica pelo fato de que A e T, assim como G e C, correspondem estritamente um ao outro, como duas metades de vidro quebrado, e são adicionais ou complementar(do grego "complemento" - adição) entre si. Se a sequência de nucleotídeos em uma fita de DNA é conhecida, então os nucleotídeos de outra fita podem ser estabelecidos pelo princípio da complementaridade (ver Apêndice, tarefa 1). Os nucleotídeos complementares são unidos por ligações de hidrogênio.

Entre A e T existem duas ligações, entre G e C - três.

A duplicação da molécula de DNA é sua característica única, que garante a transferência de informações hereditárias da célula mãe para as células filhas. O processo de duplicação do DNA é chamado Replicação do DNA.É realizado da seguinte forma. Pouco antes da divisão celular, a molécula de DNA se desenrola e sua dupla fita, sob a ação de uma enzima, é dividida de uma extremidade em duas cadeias independentes. Em cada metade dos nucleotídeos livres da célula, de acordo com o princípio da complementaridade, é construída uma segunda cadeia. Como resultado, em vez de uma molécula de DNA, aparecem duas moléculas completamente idênticas.

RNA- um polímero semelhante em estrutura a uma fita de DNA, mas muito menor. Os monômeros de RNA são nucleotídeos constituídos de ácido fosfórico, um carboidrato (ribose) e uma base nitrogenada. As três bases nitrogenadas do RNA - adenina, guanina e citosina - correspondem às do DNA, e a quarta é diferente. Em vez de timina, o RNA contém uracila. A formação do polímero de RNA ocorre através de ligações covalentes entre a ribose e o ácido fosfórico de nucleotídeos adjacentes. Três tipos de RNA são conhecidos: RNA mensageiro(i-RNA) transmite informações sobre a estrutura da proteína a partir da molécula de DNA; RNA de transferência(t-RNA) transporta aminoácidos para o sítio de síntese proteica; O RNA ribossômico (rRNA) é encontrado nos ribossomos e está envolvido na síntese de proteínas.

ATP- o ácido adenosina trifosfórico é um importante composto orgânico. Estruturalmente, é um nucleotídeo. Consiste na base nitrogenada adenina, carboidrato - ribose e três moléculas de ácido fosfórico. O ATP é uma estrutura instável, sob a influência da enzima, a ligação entre "P" e "O" é quebrada, uma molécula de ácido fosfórico é dividida e o ATP passa para

Como já sabemos, a célula é composta de produtos químicos orgânicos e inorgânicos. As principais substâncias inorgânicas que compõem a célula são os sais e a água.

A água como componente da vida

A água é o componente dominante de todos os organismos. Importantes funções biológicas da água são realizadas devido às propriedades únicas de suas moléculas, em particular a presença de dipolos, que possibilitam a formação de ligações de hidrogênio entre as células.

Graças às moléculas de água no corpo dos seres vivos, ocorrem os processos de estabilização térmica e termorregulação. O processo de termorregulação ocorre devido à alta capacidade calorífica das moléculas de água: as mudanças de temperatura externas não afetam as mudanças de temperatura dentro do corpo.

Graças à água, os órgãos do corpo humano mantêm sua elasticidade. A água é um dos principais componentes dos fluidos lubrificantes necessários para as articulações dos vertebrados ou para o saco pericárdico.

Está incluído no muco, o que facilita o movimento de substâncias através dos intestinos. A água é um componente da bile, lágrimas e saliva.

Sais e outras substâncias inorgânicas

As células de um organismo vivo, além da água, contêm substâncias inorgânicas como ácidos, bases e sais. Mg2+, H2PO4, K, CA2, Na, C1- são os mais importantes na vida do organismo. Ácidos fracos garantem um ambiente celular interno estável (ligeiramente alcalino).

A concentração de íons na substância intercelular e dentro da célula pode ser diferente. Assim, por exemplo, os íons Na + estão concentrados apenas no fluido intercelular, enquanto o K + é encontrado exclusivamente na célula.

Uma redução ou aumento acentuado no número de certos íons na composição da célula não apenas leva à sua disfunção, mas também à morte. Por exemplo, uma diminuição na quantidade de Ca + na célula causa convulsões dentro da célula e sua morte adicional.

Algumas substâncias inorgânicas geralmente interagem com gorduras, proteínas e carboidratos. Assim, um exemplo marcante são os compostos orgânicos com fósforo e enxofre.

O enxofre, que faz parte das moléculas de proteínas, é responsável pela formação de ligações moleculares no corpo. Graças à síntese de fósforo e substâncias orgânicas, a energia é liberada das moléculas de proteína.

Sais de cálcio

Os sais de cálcio contribuem para o desenvolvimento normal do tecido ósseo, bem como para o funcionamento do cérebro e da medula espinhal. O metabolismo do cálcio no corpo é realizado devido à vitamina D. O excesso ou a falta de sais de cálcio leva à disfunção do corpo.

A composição química das células vegetais e animais é muito semelhante, o que indica a unidade de sua origem. Mais de 80 elementos químicos foram encontrados nas células.

Os elementos químicos presentes na célula são divididos em 3 grandes grupos: macronutrientes, mesoelementos, microelementos.

Os macronutrientes incluem carbono, oxigênio, hidrogênio e nitrogênio. Mesoelementos são enxofre, fósforo, potássio, cálcio, ferro. Oligoelementos - zinco, iodo, cobre, manganês e outros.

Elementos químicos biologicamente importantes da célula:

Nitrogênio - componente estrutural de proteínas e NA.

Hidrogênio- faz parte da água e de todos os compostos biológicos.

Magnésio- ativa o trabalho de muitas enzimas; componente estrutural da clorofila.

Cálcio- o principal componente dos ossos e dentes.

Ferro- entra na hemoglobina.

Iodo- parte do hormônio da tireóide.

As substâncias da célula são divididas em(proteínas, ácidos nucleicos, lipídios, carboidratos, ATP) e inorgânico(água e sais minerais).

Água compõe até 80% da massa da célula, desempenha papel importante:

a água na célula é um solvente

· transporta nutrientes;

Com a água, as substâncias nocivas são removidas do corpo;

alta capacidade calorífica da água;

A evaporação da água ajuda a resfriar animais e plantas.

Dá elasticidade à célula.

Minerais:

participar na manutenção da homeostase regulando o fluxo de água para dentro da célula;

O potássio e o sódio asseguram o transporte de substâncias através da membrana e estão envolvidos na ocorrência e condução de um impulso nervoso.

Os sais minerais, principalmente fosfatos e carbonatos de cálcio, conferem dureza ao tecido ósseo.

Resolver um problema sobre a genética do sangue humano

Proteínas, seu papel no corpo

Proteína- substâncias orgânicas encontradas em todas as células, que consistem em monômeros.

Proteína- Polímero não periódico de alto peso molecular.

Monômeroé aminoácido (20).

Os aminoácidos contêm um grupo amino, um grupo carboxila e um radical. Os aminoácidos são ligados entre si para formar uma ligação peptídica. As proteínas são extremamente diversas, por exemplo, existem mais de 10 milhões delas no corpo humano.

A diversidade de proteínas depende:

1. sequência AK diferente

2. por tamanho

3. da composição

Estruturas de proteínas

A estrutura primária de uma proteína - uma sequência de aminoácidos ligados por uma ligação peptídica (estrutura linear).

A estrutura secundária de uma proteína - estrutura espiral.

Estrutura terciária de uma proteína- glóbulo (estrutura glomerular).

Estrutura da proteína quaternária- consiste em vários glóbulos. Característica da hemoglobina e da clorofila.

Propriedades da proteína

1. Complementaridade: a capacidade de uma proteína se encaixar em alguma outra substância, como a chave de uma fechadura.

2. Desnaturação: violação da estrutura natural da proteína (temperatura, acidez, salinidade, adição de outras substâncias, etc.). Exemplos de desnaturação: uma mudança nas propriedades da proteína quando os ovos são cozidos, a transição da proteína do estado líquido para o sólido.

3. Renaturação - restauração da estrutura da proteína, caso a estrutura primária não tenha sido alterada.

Funções das proteínas

1. Construção: a formação de todas as membranas celulares

2. Catalítica: as proteínas são catalisadoras; acelerar reações químicas

3. Motor: actina e miosina fazem parte das fibras musculares.

4. Transporte: transferência de substâncias para diversos tecidos e órgãos do corpo (a hemoglobina é uma proteína que faz parte dos glóbulos vermelhos)

5. Protetores: anticorpos, fibrinogênio, trombina - proteínas envolvidas no desenvolvimento da imunidade e coagulação sanguínea;

6. Energia: participar de reações de troca plástica para construir novas proteínas.

7. Regulatório: o papel do hormônio insulina na regulação do açúcar no sangue.

8. Armazenamento: o acúmulo de proteínas no organismo como nutrientes de reserva, por exemplo, em ovos, leite, sementes de plantas.

Uma célula não é apenas uma unidade estrutural de todos os seres vivos, uma espécie de tijolo da vida, mas também uma pequena fábrica bioquímica na qual ocorrem várias transformações e reações a cada fração de segundo. É assim que se formam os componentes estruturais necessários à vida e ao crescimento do organismo: as substâncias minerais da célula, a água e os compostos orgânicos. Portanto, é muito importante saber o que acontecerá se um deles não for suficiente. Que papel desempenham vários compostos na vida dessas minúsculas partículas estruturais de sistemas vivos que não são visíveis a olho nu? Vamos tentar entender essa questão.

Classificação de substâncias celulares

Todos os compostos que compõem a massa da célula, formam suas partes estruturais e são responsáveis ​​pelo seu desenvolvimento, nutrição, respiração, desenvolvimento plástico e normal, podem ser divididos em três grandes grupos. São categorias como:

• orgânico;
• células (sais minerais);
• agua.

Muitas vezes o último é referido ao segundo grupo de componentes inorgânicos. Além dessas categorias, você pode designar aquelas que são compostas por sua combinação. Estes são metais que compõem a molécula de compostos orgânicos (por exemplo, uma molécula de hemoglobina contendo um íon de ferro é proteína por natureza).

Minerais da célula

Se falamos especificamente sobre os compostos minerais ou inorgânicos que compõem cada organismo vivo, eles também não são os mesmos tanto na natureza quanto no conteúdo quantitativo. Portanto, eles têm sua própria classificação.

Todos os compostos inorgânicos podem ser divididos em três grupos.

1. Macronutrientes. Aqueles cujo conteúdo dentro da célula é superior a 0,02% da massa total de substâncias inorgânicas. Exemplos: carbono, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio, magnésio, cálcio, potássio, cloro, enxofre, fósforo, sódio.
2. Oligoelementos - menos de 0,02%. Estes incluem: zinco, cobre, cromo, selênio, cobalto, manganês, flúor, níquel, vanádio, iodo, germânio.
3. Ultramicroelementos - o conteúdo é inferior a 0,0000001%. Exemplos: ouro, césio, platina, prata, mercúrio e alguns outros.

Você também pode destacar vários elementos que são organogênicos, ou seja, formam a base dos compostos orgânicos a partir dos quais o corpo de um organismo vivo é construído. São elementos como:

• hidrogênio;
• azoto;
• carbono;
• oxigênio.

Eles constroem as moléculas de proteínas (a base da vida), carboidratos, lipídios e outras substâncias. No entanto, os minerais também são responsáveis ​​pelo funcionamento normal do corpo. A composição química da célula é calculada em dezenas de elementos da tabela periódica, que são a chave para uma vida bem-sucedida. Apenas cerca de 12 de todos os átomos não desempenham nenhum papel, ou é insignificante e não estudado.

Alguns sais são especialmente importantes, que devem ser ingeridos com alimentos todos os dias em quantidades suficientes para que várias doenças não se desenvolvam. Para as plantas, por exemplo, sódio. Para humanos e animais, são sais de cálcio, sal de mesa como fonte de sódio e cloro, etc.

Água

As substâncias minerais da célula são combinadas com a água em um grupo comum, portanto, é impossível não dizer sobre seu significado. Que papel desempenha no corpo dos seres vivos? Enorme. No início do artigo, comparamos a célula a uma fábrica bioquímica. Assim, todas as transformações de substâncias que ocorrem a cada segundo são realizadas precisamente no meio aquático. É um solvente universal e meio para interações químicas, processos de síntese e decaimento.

Além disso, a água faz parte do ambiente interno:

• citoplasma;
• seiva celular em plantas;
• sangue em animais e humanos;
• urina;
• saliva de outros fluidos biológicos.

Desidratação significa morte para todos os organismos, sem exceção. A água é o ambiente de vida para uma enorme variedade de flora e fauna. Portanto, é difícil superestimar a importância dessa substância inorgânica, ela é realmente infinitamente grande.

Macronutrientes e seu significado

As substâncias minerais de uma jaula para o seu trabalho normal têm a grande importância. Em primeiro lugar, isso se aplica aos macronutrientes. O papel de cada um deles foi estudado em detalhes e foi estabelecido há muito tempo. Já listamos quais átomos compõem o grupo de macroelementos, então não vamos nos repetir. Vamos delinear brevemente o papel dos principais.

1. Cálcio. Seus sais são necessários para o fornecimento de íons Ca 2+ ao corpo. Os próprios íons estão envolvidos nos processos de parada e coagulação do sangue, proporcionam exocitose celular, bem como contrações musculares, inclusive cardíacas. Os sais insolúveis são a base de ossos e dentes fortes de animais e humanos.
2. Potássio e sódio. Manter o estado da célula, formar a bomba de sódio-potássio do coração.
3. Cloro - está envolvido em garantir a eletroneutralidade da célula.
4. Fósforo, enxofre, nitrogênio - são componentes de muitos compostos orgânicos e também participam do trabalho dos músculos, da composição dos ossos.

É claro que, se considerarmos cada elemento com mais detalhes, muito pode ser dito sobre seu excesso no corpo e sobre sua deficiência. Afinal, ambos são prejudiciais e levam a doenças de vários tipos.

Vestigios

O papel dos minerais na célula, que pertencem ao grupo dos microelementos, também é grande. Apesar de seu conteúdo ser muito pequeno na célula, sem eles não poderá funcionar normalmente por muito tempo. Os mais importantes de todos os átomos acima nesta categoria são:

• zinco;
• cobre;
• selênio;
• flúor;
• cobalto.

Um nível normal de iodo é essencial para manter a função da tireóide e a produção de hormônios. O flúor é necessário ao corpo para fortalecer o esmalte dos dentes e as plantas - para manter a elasticidade e a cor rica das folhas.

O zinco e o cobre são elementos que compõem muitas enzimas e vitaminas. São participantes importantes nos processos de síntese e troca plástica.

O selênio é um participante ativo nos processos de regulação; é um elemento necessário para o funcionamento do sistema endócrino. O cobalto, por outro lado, tem outro nome - vitamina B 12, e todos os compostos desse grupo são extremamente importantes para o sistema imunológico.

Portanto, as funções das substâncias minerais na célula, que são formadas por microelementos, não são inferiores às que são desempenhadas por macroestruturas. Portanto, é importante consumir ambos em quantidades suficientes.

Ultramicroelementos

As substâncias minerais da célula, formadas por ultramicroelementos, não desempenham um papel tão significativo quanto os mencionados acima. No entanto, sua deficiência a longo prazo pode levar ao desenvolvimento de consequências muito desagradáveis ​​e às vezes muito perigosas para a saúde.

Por exemplo, o selênio também está incluído neste grupo. Sua deficiência a longo prazo provoca o desenvolvimento de tumores cancerígenos. Por isso, é considerado indispensável. Mas ouro e prata são metais que têm um efeito negativo sobre as bactérias, destruindo-as. Portanto, dentro das células desempenham um papel bactericida.

No entanto, em geral, deve-se dizer que as funções dos ultramicroelementos ainda não foram totalmente divulgadas pelos cientistas, e seu significado permanece obscuro.

Metais e substâncias orgânicas

Muitos metais fazem parte de moléculas orgânicas. Por exemplo, o magnésio é uma coenzima da clorofila, necessária para a fotossíntese das plantas. O ferro faz parte da molécula de hemoglobina, sem a qual é impossível respirar. Cobre, zinco, manganês e outros fazem parte das moléculas de enzimas, vitaminas e hormônios.

Obviamente, todos esses compostos são importantes para o corpo. É impossível atribuí-los completamente aos minerais, mas ainda segue em parte.

Substâncias minerais da célula e seu significado: grau 5, tabela

Para resumir o que dissemos durante o artigo, compilaremos uma tabela geral na qual refletiremos o que são compostos minerais e por que são necessários. Você pode usá-lo ao explicar este tópico para crianças em idade escolar, por exemplo, na quinta série.

Assim, as substâncias minerais da célula e seu significado serão aprendidos pelos alunos no decorrer do estágio principal da educação.

Consequências da falta de compostos minerais

Quando dizemos que o papel dos minerais na célula é importante, devemos dar exemplos que comprovem esse fato.

Listamos algumas doenças que se desenvolvem com falta ou excesso de qualquer um dos compostos indicados no decorrer do artigo.

1. Hipertensão.
2. Isquemia, insuficiência cardíaca.
3. Bócio e outras doenças da glândula tireóide (doença de Basedow e outras).
4. Anemia.
5. Crescimento e desenvolvimento errados.
6. Tumores cancerosos.
7. Fluorose e cárie.
8. Doenças do sangue.
9. Desordem do sistema muscular e nervoso.
10. Indigestão.

Claro, esta não é uma lista completa. Portanto, é necessário monitorar cuidadosamente se a dieta diária é correta e equilibrada.

Lição 2

Tópico da lição : Substâncias inorgânicas da célula.

O objetivo da lição: aprofundar o conhecimento sobre as substâncias inorgânicas da célula.

Lições objetivas:

Educacional: Considere as características estruturais das moléculas de água em conexão com seu papel mais importante na vida da célula, revele o papel da água e dos sais minerais na vida dos organismos vivos;

Em desenvolvimento: Continuar o desenvolvimento do raciocínio lógico dos alunos, continuar a formação de competências para trabalhar com várias fontes de informação;

Educacional: Continuar a formação de uma cosmovisão científica, a educação de uma personalidade biologicamente alfabetizada; a formação e desenvolvimento dos fundamentos morais e ideológicos do indivíduo; continuar a formação da consciência ecológica, a educação do amor pela natureza;

Equipamento : aplicativo multimídia para o livro didático, projetor, computador, cartões de tarefas,esquema "Elementos. Substâncias da célula". Tubos de ensaio, copo, gelo, lâmpada de espírito, sal de mesa, álcool etílico, sacarose, óleo vegetal.

Conceitos Básicos: dipolo, hidrofilicidade, hidrofobicidade, cátions, ânions.

Tipo de lição : combinado

Métodos de ensino : reprodutiva, parcialmente exploratória, experimental.

Os alunos devem:

Conhecer os principais elementos químicos e compostos que compõem a célula;

Ser capaz de explicar a importância das substâncias inorgânicas nos processos vitais.

Estrutura da lição

1. Momento organizacional

Saudações, preparação para o trabalho.

Há um aquecimento mental no início e no final da aula. Seu objetivo é determinar o estado emocional dos alunos. Cada aluno recebe um prato com seis faces - uma escala para determinar o estado emocional (Fig. 1). Cada aluno coloca um carrapato sob o rosto, cuja expressão reflete seu humor.

2. Verificando o conhecimento dos alunos

Teste "Composição química da célula" (Apêndice)

3. Definição de metas e motivação

"Água! Você não tem gosto, nem cor, nem cheiro, não pode ser descrito. Uma pessoa gosta de você, sem entender o que você realmente é. Você não pode dizer que é necessário para a vida, você é a própria vida. Você dá em todos os lugares e em todos os lugares um sentimento de bem-aventurança que não pode ser compreendido por nenhum de nossos sentidos. Você nos devolve a força. Sua misericórdia revive as fontes secas de nossos corações. Você é a maior riqueza do mundo. Você é uma riqueza que pode ser facilmente assustada, mas você nos dá uma felicidade tão simples e preciosa ”, este hino entusiasmado à água foi escrito pelo escritor e piloto francês Antoine de Saint-Exupery, que teve que experimentar as dores da sede em um deserto quente.

Com essas palavras maravilhosas, iniciamos a lição, cujo objetivo é ampliar a compreensão da água - a substância que criou nosso planeta.

1. Atualizar

Qual a importância da água na vida humana?

(O aluno responde sobre a importância da água na vida humana0

1. Apresentação de novo material.

A água é a substância inorgânica mais comum nos organismos vivos, seu componente essencial, habitat para muitos organismos e o principal solvente da célula.

Linhas do poema de M. Dudnik:

Dizem que oitenta por cento da água é homem,

Da água, acrescentarei, seus rios nativos,

Da água, acrescentarei, as chuvas que lhe deram de beber,

Da água, acrescentarei, da antiga água das fontes,

Do qual avós e bisavós bebiam.

Exemplos de conteúdo de água em várias células do corpo:

Em um corpo humano ou animal jovem - 80% da massa celular;

Nas células do organismo antigo - 60%

No cérebro - 85%;

Nas células do esmalte dos dentes - 10-15%.

Com a perda de 20% de água, uma pessoa morre.

Considere a estrutura de uma molécula de água:

H2O - fórmula molecular,

Н–О–Н – fórmula estrutural,

A molécula de água tem uma estrutura angular: é um triângulo isósceles com um ângulo de vértice de 104,5°.

O peso molecular da água no estado de vapor é 18 g/mol. No entanto, o peso molecular da água líquida é maior. Isso indica que na água líquida existe uma associação de moléculas causada por ligações de hidrogênio.

Qual é o papel da água em uma célula?

Devido à alta polaridade das moléculas, a água é o solvente de outros compostos polares sem igual. Mais substâncias se dissolvem na água do que em qualquer outro líquido. É por isso que muitas reações químicas ocorrem no ambiente aquático da célula. A água dissolve os produtos metabólicos e os remove da célula e do corpo como um todo.

A água tem uma alta capacidade de calor, ou seja, capacidade de absorver calor. Com uma mudança mínima em sua própria temperatura, uma quantidade significativa de calor é liberada ou absorvida. Devido a isso, protege a célula de mudanças bruscas de temperatura. Como muito calor é gasto na evaporação da água, ao evaporar a água, os organismos podem se proteger do superaquecimento (por exemplo, durante a transpiração).

A água tem uma alta condutividade térmica. Essa propriedade cria a capacidade de distribuir uniformemente o calor entre os tecidos do corpo.

A água é uma das principais substâncias da natureza, sem a qual o desenvolvimento do mundo orgânico das plantas, animais e humanos é impossível. Onde está, há vida.

Demonstração de experiências. Faça uma planilha com os alunos.

a) Dissolva as seguintes substâncias em água: sal de cozinha, álcool etílico, sacarose, óleo vegetal.

Por que algumas substâncias se dissolvem na água e outras não?

O conceito de substâncias hidrofílicas e hidrofóbicas é dado.

Substâncias hidrofílicas são substâncias que são altamente solúveis em água.

Substâncias hidrofóbicas são substâncias pouco solúveis em água.

b) Coloque um pedaço de gelo em um copo de água.

O que você pode dizer sobre a densidade da água e do gelo?

Usando o livro em grupos, você precisa preencher a tabela "Sais minerais". Ao final do trabalho há uma discussão sobre os dados inseridos na tabela.

Buffering - a capacidade de uma célula para manter a constância relativa de um ambiente fracamente alcalino.

1. Consolidação do material estudado.

Resolução de problemas biológicos em grupo.

Tarefa 1.

Em algumas doenças, uma solução de sal de cozinha a 0,85%, chamada soro fisiológico, é injetada no sangue. Calcule: a) quantos gramas de água e sal você precisa tomar para obter 5 kg de soro fisiológico; b) quantos gramas de sal são introduzidos no corpo quando 400 g de solução salina são infundidos.

Tarefa 2.

Na prática médica, uma solução de permanganato de potássio a 0,5% é usada para lavar feridas e gargarejar. Que volume de solução saturada (contendo 6,4 g deste sal em 100 g de água) e água pura deve ser tomado para preparar 1 litro de uma solução a 0,5% (ρ = 1 g/cm 3 ).

Exercício.

Escreva o tópico cinquain: água

1. Lição de casa: item 2.3

Encontre em obras literárias exemplos de descrição das propriedades e qualidades da água, seu significado biológico.

Esquema "Elementos. Substâncias da célula"

Esquema de referência para a lição