Элементный состав клетки

Казахский национальный медицинский университет имени С.Д.Асфендирова

Kazakh national medical university named after S.D.Asfendiyarov

С.Ж.Асфендияров атындағы

Қазақ ұлттық медицина университеті

«Элементный состав клетки».

Подготовил: студент 1-го курса школы «Общая Медицина» группы 17-027-01

Исмаилов Шахмурат

Содержание

• Введение.
• Сходный химический состав клеток.
• Группы элементов химического состава.
• Макроэлементы.
• Микроэлементы.
• Органические и неорганические вещества клетки.
• Характеристика каждого элемента.
• Вывод.
• Список использованной литературы.

Введение

• Клетка является элементарной живой системой, изучением которой занимается несколько научных дисциплин, в том числе и химия.
• Химия дает следующее определение клетки:

Клетка – это структурно-функциональная элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов, обладающая собственным обменом веществ, в которой протекает множество различных, сложных химических реакций.

Сходный химический состав клеток

Организмы состоят из клеток. Клетки разных организмов обладают сходным химическим составом. В таблице представлены основные химические элементы, обнаруженные в клетках живых организмов.

Элемент

Количество, %

Кислород

Элемент

Углерод

65-75

Водород

Количество, %

Кальций

15-18

Азот

Магний

8-10

0,04-2,00

0,02-0,03

Натрий

1,5-3,0

Фосфор

0,02-0,03

Железо

Калий

0,2-1,0

0,01-0,015

Сера

Цинк

0,15-0,4

Хлор

0,15-0,2

0,0003

Медь

0,0002

Иод

0,05-0,10

0,0001

Фтор

0,0001

Группы элементов химического состава

По содержанию в клетке можно выделить три группы элементов. В первую группу входят кислород, углерод, водород и азот. На их долю приходится почти 98% всего состава клетки. Во вторую группу входят калий, натрий, кальций, сера, фосфор, магний, железо, хлор. Их содержание в клетке составляет десятые и сотые доли процента. Элементы этих двух групп относят к  макроэлементам  (от греч.  макрос  - большой). Остальные элементы, представ ленные в клетке сотыми и тысячными долями процента, входят в третью группу. Это  микроэлементы  (от греч.  микро  - малый). Каких-либо элементов, присущих только живой природе, в клетке не обнаружено. Все перечисленные химические элементы входят и в состав неживой природы. Это указывает на единство живой и неживой природы. Недостаток какого-либо элемента может привести к заболеванию, и даже гибели организма, так как каждый элемент играет определенную роль.

Те химические элементы, которые выполняют какую либо биологическую роль называются биогенными элементами.

Макроэлементы

Макроэлементы - это элементы, которые содержатся в организме человека в относительно больших количествах. К ним относятся натрий, кальций, магний, калий, хлор, фосфор, сера, азот, углерод, кислород, водород.

Микроэлементы

Микроэлементами принято называть химические элементы, которые находятся во всех живых организмах, включая человека, в минимальных (следовых) количествах, то есть в тысячных и менее долях процентов. К ним относятся йод, фтор, бром, марганец, кобальт, медь и др.

Химические элементы

Микроэлементы:

Цинк

Йод

Макроэлементы :

Фтор

Кислород

Бром

Углерод

Водород

Медь

Кобальт

Азот

Марганец

Фосфор

И другие

Калий

Натрий

Сера

Хлор

Магний

Железо

Макроэлемент

Калий

Польза для организма

Составная часть внутриклеточной жидкости, корректирует баланс щелочи и кислот, способствует синтезированию гликогена и протеинов, влияет на функции мышц.

Кальций

Последствия дефицита

Укрепляет кости, зубы, способствует упругости мышц, регулирует свертываемость крови.

Магний

Источники

Артрит, болезни мышц, параличи, нарушение передачи нервных импульсов, аритмия.

Влияет на углеводный обмен, снижает уровень холестерина, придает тонус организму.

Натрий

Остеопороз, судороги, ухудшение состояния волос и ногтей, кровоточивость десен.

Дрожжи, сушеные фрукты, картофель, бобы.

Отруби, орехи, разные сорта капусты.

Контролирует кислотно-щелочной состав, поднимает тонус.

Сера

Нервозность, онемение конечностей, скачки давления, боли в спине, шее, голове.

Фосфор

Способствует выработке энергии и коллагена, регулирует свертываемость крови.

Злаки, фасоль, темно-зеленые овощи, орехи, чернослив, бананы.

Дисгармония кислот и щелочи в организме.

Хлор

Участвует в формировании клеток, гормонов, регулирует обменные процессы и работу мозговых клеток.

Тахикардия, гипертония, запоры, боли в суставах, ухудшение состояния волос.

Оливки, кукуруза, зелень.

Влияет на производство соляной кислоты в желудке, участвует в обмене жидкостей.

Лук, капуста, бобы, яблоки, крыжовник.

Усталость, рассеянность, остеопороз, рахит, спазмы в мышцах.

Дары моря, бобы, капуста, арахис.

Снижение кислотности желудка, гастрит.

Ржаной хлеб, капуста, зелень, бананы.

Микро- элементы

Биологическое воздействие на организм

Возможные заболевания при дефиците витаминов или минеральных веществ

Железо

Йод

Пищевые продукты

В составе гемоглобина; в составе цитохромов, участников окислительных процессов в клетках

Нарушение эритропоэза (образования эритроцитов), анемия, нарушение роста, истощение

Важнейший компонент гормонов щитовидной железы

Фтор

Цинк

Базедова болезнь, замедление развития центральной нервной системы

Бобовые, мясо, грибы, продукты из муки грубого помола

Образование зубной эмали, костной ткани

Селен

Нарушения роста; нарушения процесса минерализации

Компонент (кофактор) более чем ста ферментов; перенос двуокиси углерода; стабильность биологических мембран; заживление ран

Рыба, устрицы, водоросли, внутренности животных, яйца

Нарушение роста, плохое заживление ран, отсуствие аппетита, нарушение вкуса

Существенная часть ферментной системы - глутатион- пероксидазы, защищающей биологические мембраны от повреждающего действия свободных радикалов; функции щитовидной железы; иммунитет

Медь

Рыба, соя, лесные орехи

Анемия, кардиомиопатия, нарушения роста и образование костной ткани

Марганец

Зерна злаковых, мясо, внутренности животных, молочные продукты

Механизмы ферментного катализа (биокатализа); перенос электронов; взаимодействие с железом

Механизмы ферментного катализа (биокатализа)

Рыба, мясо, внутренности животных, орехи

Крайне редко-анемия

Хром

Неизвестны

Молибден

Печень, бобовые, морепродукты, продукты из муки грубого помола

Углеводный обмен

Изменение уровня глюкозы в крови

Орехи, зерна злаковых, бобовые, листовые овощи

Механизмы ферментного катализа (Биокатализа); перенос электронов

Крайне редко-нарушение обмена серосодержащих аминокислот; нарушения функций нервной системы

Мясо, печень, яйца, помидоры, овсяные хлопья, кочанный салат, грибы

Бобовые, злаковые

Органические и неорганические вещества клетки

Органические вещества  — составляют 20-30% состава клетки. Они могут быть  простыми  (аминокислоты, глюкоза, жирные кислоты) и  сложными  (белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты, липиды). Наиболее важное значение имеют белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.

Белки - это основные и наиболее сложные вещества любой клетки. По размерам белковая молекула в сотни и тысячи раз превосходит молекулы неорганических соединений. Белковые молекулы образуются из простых соединений — аминокислот (в естественных белках содержится 20 аминокислот). Объединяясь в различной последовательности и количестве, они образуют большое разнообразие (до 1000) белков. Их роль в жизни клетки огромна: строительный материал организма, катализаторы (белки-ферменты ускоряют химические реакции), транспорт (гемоглобин крови доставляет клеткам кислород и питательные вещества и уносит углекислый газ и продукты распада). Белки выполняют защитную функцию, энергетическую.

Углеводы - органические вещества, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Наиболее простые из них моносахариды — гексоза, фруктоза, глюкоза (содержатся в фруктах, меде), галактоза (в молоке) и полисахариды — состоящие из нескольких простых углеводов. Сюда относятся крахмал, гликоген. Углеводы — основной источник энергии для всех форм клеточной активности (движение, биосинтез, секреция и т. д.) и играют роль запасных веществ.

Липиды - нерастворимые в воде жиры и жироподобные вещества. Они являются основным структурным компонентом биологических мембран. Липиды выполняют энергетическую функцию, в них содержатся жирорастворимые витамины.

Нуклеиновые кислоты - (от латинского слова «нуклеус» — ядро) — образуются в ядре клетки. Они бывают двух типов: дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) и рибонуклеиновые кислоты (РНК). Биологическая роль их очень велика. Они определяют синтез белков и передачу наследственной информации.

Из неорганических веществ клетки вода составляет около 65% ее массы: в молодых быстрорастущих клетках до 95%, в старых — около 60%. Роль воды в клетках очень велика, она является средой и растворителем, участвует в большинстве химических реакций, перемещении веществ, терморегуляции, образовании клеточных структур, определяет объем и упругость клетки.

Большинство веществ поступает в организм и выводится из него в водном растворе.

Содержание минеральных веществ в клетках незначительно, но роль их велика: они поддерживают осмотическое равновесие, регулируют различные биохимические и физиологические процессы. Например, ионы Na и К нужны для образования нервных импульсов, ионы Са нужны для свертывания крови и др.

Список использованной литературы

• Н.Л.Глинка «Общая химия» 1986год г.Ленинград изд. «Химия»
• http://www.calorizator.ru/element
• http://www.yaklass.ru/materiali?mode=lsntheme&themeid=106
• http://bio-faq.ru/bio/bio046.html