Презентация "Химический состав клетки. Вода и ее роль в жизнедеятельности клетки. Минеральные вещества"

Химический состав клетки. Вода и ее роль в жизнедеятельности клетки. Минеральные вещества. Учитель биологии МБОУ «СОШ №56» Кузнецова Надежда Петровна Элементы, входящие в состав клетки

Макроэлементы 99% всей массы клетки O, C, H, N S, P, K, Mg, Na, Ca, Fe, Cl

Микроэлементы концентрация в клетке 0,001%-0,000001 ионы тяжелых металлов, входящих в состав ферментов, гормонов Cu, Zn, I, F

Ультрамикро- элементы концентрация в клетке ˃0,000001% Au, Ra, Cs, Be, U, Hg, Se

Биогенные элементы

• O Кислород
• C Углерод
• H Водород
• N Азот
• S Сера
• P Фосфор

Функции химических элементов в клетке

Элемент	Функция
1) О, Н	Входят в состав воды и биологических веществ
2) С, О, Н, N	входят в состав белков, жиров, липидов, нуклеиновых кислот, полисахаридов.
3) K, Na, Cl	проводят нервные импульсы.
4) Ca	компонент костей, зубов, необходим для мышечного сокращения, компонент свертывания крови, посредник в механизме действия гормонов.
5) Mg	структурный компонент хлорофилла, поддерживает работу рибосом и митохондрий
6) Fe	структурный компонент гемоглобина, миоглобина.
7) S	в составе серосодержащих аминокислот, белков.
8) P	в составе нуклеиновых кислот, костной ткани.
9) B	необходим некоторым растениям
10) Mn, Zn, Cu	активаторы ферментов, влияют на процессы тканевого дыхания
11) Co	входит в состав витамина В12
12) F	состав эмали зубов
13) I	состав тироксина

Минеральные вещества Особенности строения минеральных солей

• а)в диссоциированном состоянии в виде катионов: К+, Na+, Ca2+, Mg 2+
в виде анионов: H2PO-4, Cl-, HCO-3,
• б) в связанном с органическими веществами состоянии обеспечивают многие функции

Функции минеральных солей Влияют на:

• Кислотно –щелочное равновесие (буферность) в организме
• Осмотическое давление, поступление воды в клетку.
В связанном с органическими веществами состоянии обеспечивают многие функции:
• Железо участвует в построении молекулы гемоглобина;
• Магний входит в состав хлорофилла;
• Медь входит в состав многих окислительных ферментов;
• Йод содержится в составе молекул тироксина;
• Натрий и калий обеспечивают электрический заряд на мембранах нервных волокон;
• Кобальт входит в состав витамина В12

Буферность – способность поддерживать слабощелочную реакцию (рН) внутриклеточного содержимого на постоянном уровне.

Буферные системы организма

• Фосфатная буферная система поддерживает рН внутриклеточной жидкости в пределах 6,9 – 7,4
• Состоит из ионов НРО2-4 и Н2РО- 4
• Бикарбонатная буферная система поддерживает рН внеклеточной среды (плазма крови) на уровне 7,2
• Состоит из ионов НСО- 3

Формы воды в клетке

Свободная

• Межклеточные пространства
• Сосуды
• Вакуоли
• Полости органов

Связанная

• Клеточные структуры
• Молекулы белка
• Мембраны
• Волокна

Количество воды в клетке

• Первое место среди химических соединений
• В клетках развивающегося зародыша -90%
• В клетках мышечной ткани – 76 %
• В клетках костной ткани – 20 %

Количество воды в клетке

• В молодом организме человека и животного – 80 % от массы клетки;
• В клетках старого организма – 60 %;
• В головном мозге – 85%;
• В клетках эмали зубов –10 -15 %.
• При потере 20% воды у человека наступает смерть.

Функции воды

• Обеспечивает тургор клетки
• Участвует в терморегуляции
• Равномерно распределяет тепло по клетке (высокая теплопроводность)
• Способствует перемещению веществ по клетке
• Участвует в химических реакциях, происходящих в клетке
• Является универсальным растворитель для орг. и неорг. веществ
• Является средой для протекания химических реакций

Вещества Вещества Гидрофильные Гидрофобные Особенности строения молекулы воды

Н+

Н+

О--

Строение молекулы

+

-

Диполь

Образование водородной связи

- -

Н

Н

О

+

+

- -

Н

Н

О

+

+

- -

Н

Н

О

+

+

- -

Н

Н

О

+

+

Механизм растворения веществ в воде

1. Образование водородных связей

(спирты образуют с диполями воды водородные связи)

2.Ионный механизм

(разрушаются кристаллические решетки растворимых солей, например, NaCI)

3. Донорно-акцепторный механизм

(так растворяются аминокислоты , аммиак)

Заполните таблицу «Свойства воды и ее биологическая роль»

Свойства воды	Роль в жизнедеятельности клетки

Свойства воды и ее биологическая роль

Свойства воды	Роль в жизнедеятельности клетки
1. Способность растворять в себе вещества.	-все биохимические реакции протекают в водных растворах; -среда для транспорта различных веществ (гомеостаз);
2. Высокая теплоемкость и теплопроводность.	-поддержание теплового равновесия; Равномерное распределение тепла между всеми частями организма.
3. Высокая интенсивность испарения.	-приводит к быстрой потере тепла, -предохраняет от перегрева
4.Несжимаемость воды	-поддержание формы клетки.
5. Высокая сила поверхности натяжения воды	Обеспечивает восходящий и нисходящий транспорт веществ в растениях и движение крови в капиллярах.

Высокая теплоемкость и теплопроводность

• идеальная жидкость для поддержания теплового равновесия организма –
для термостабильности
• круговорот воды в природе - один из элементов формирования погоды и климата в целом.

Прозрачность в видимом участке спектра

• возможность фотосинтеза на небольшой глубине и, следовательно, возможность существования связанных с ним пищевых цепей

Практическая полная несжимаемость

• благодаря силам межмолекулярного сцепления поддерживается форма организмов (тургорное давление, гидростатический скелет, амниотическая жидкость).

Подвижность молекул

• вследствие слабости водородных связей возможно проявление осмоса

Вязкость

• благодаря наличию водородных связей вода обладает смазывающими свойствами (синовиальная жидкость в суставах, плевральная жидкость).

Благодаря полярности молекул:

• самый распространенный в природе растворитель
• среда протекания многих химических реакций в организме
• образует гидратационную оболочку вокруг макромолекул (является дисперсионной средой в коллоидной системе цитоплазмы).

Оптимальная для биосистем значение силы поверхностного натяжения

• водные растворы являются средством передвижения веществ в организме, которое определяется силами межмолекулярного сцепления.

Расширение при замерзании

• лед легче воды, он образуется на поверхности водоемов и выполняет функцию теплоизоляции – защищает от холода находящиеся в воде организмы

Дайте определение

• Гидрофильные вещества –
• Гидрофобные вещества-
• Теплоемкость-
• Теплопроводность-
• Сила поверхностного натяжения -

Проверим

• Вещества, хорошо растворимые в воде.
• Вещества, плохо или вовсе нерастворимые в воде
• Способность поглощать тепловую энергию при минимальном повышении собственной температуры.
• Способность обеспечивать равномерное распределение тепла по организму.
• Сила, обусловленная взаимным притяжением молекул жидкости, направленная по касательной к ее поверхности.

Ответить на вопросы

• Перечислите свойства воды.
• Какова роль воды в клетке?
• Строение молекулы воды.