Конспект: Химический состав и строение клетки — биология

Краткий конспект: Химический состав и строение клетки
1. История изучения клетки
Первые микроскопы появились в конце XVI века в Голландии.
Матиас Шлейден (ботаник) и Теодор Шванн (зоолог) —
создатели клеточной теории (1839).
Рудольф Вирхов дополнил теорию: «Всякая клетка происходит из
другой клетки».
С появлением электронного микроскопа стали известны
ультраструктуры клетки.
Основные положения клеточной теории:
Клетка — элементарная единица живого.
Все клетки сходны по химическому составу и строению.
Клетка образуется только путём деления.
Многоклеточные организмы — системы взаимодействующих
клеток.
5. Сходство строения — доказательство единого происхождения
жизни.
1.
2.
3.
4.
2. Вода — основное вещество клетки
Содержание: 60–80% массы клетки (у человека зависит от возраста).
Строение молекулы воды:
Молекула — диполь (полярная).
Внутри молекулы — ковалентные полярные связи.
Между молекулами — водородные связи (непрочные, но
обеспечивают упругость, тягучесть, капиллярность).
Типы веществ по отношению к воде:
Гидрофильные — хорошо растворяются (сахара, соли,
аминокислоты, спирты).
Гидрофобные — не растворяются (жиры, липиды).
Функции воды в клетке:
1
Функция
Описание
Растворитель
Среда для химических реакций
Терморегуляция
Поглощает и отдаёт тепло, защищает от перегрева
Реагент
Участвует в реакциях гидролиза
Транспортная
Движение веществ по организму (кровь, сосуды растений)
Структурная
Обеспечивает тургор (напряжение клеточных стенок)
Осмотическая
Участвует в осмосе и поддержании давления
Типы растворов:
 Изотонический — концентрация внутри и снаружи равны (0,9%
NaCl).
 Гипотонический — вода поступает в клетку → набухание
(лизис у животных, тургор у растений).
 Гипертонический — вода выходит из клетки → сморщивание
(плазмолиз у растений).
3. Минеральные вещества
В клетке обнаружено около 80 химических элементов.
Группы по содержанию:
Группа
Содержание
Примеры
Макроэлементы
> 0,001%
O, C, H, N (основные), Mg, Na, Ca, Fe, K, P,
Cl, S
Микроэлементы
0,000001–
Zn, Cu, I, Co, Mn, Ni
2
0,001%
Ультрамикроэлементы
< 0,000001%
U, Ra, Au, Hg, Pb, Cs, Se
Важно: содержание элемента не всегда отражает его
биологическую значимость (например, йода очень мало,
но он жизненно необходим).
4. Биологическая роль важнейших элементов
Элемент
Основные функции
Ca
Кости, зубы, свёртывание крови, сокращение мышц, нервная
передача
P
ДНК, АТФ, кости, мембраны (фосфолипиды)
Mg
Работа нервов и сердца, синтез белков
K
Ритм сердца, водный баланс, давление
Na
Водно-солевой баланс, нервные импульсы
Cl
Соляная кислота в желудке, кислотно-щелочное равновесие
S
В составе белков и витамина B₁
C
Основа всех органических веществ
I
Гормоны щитовидной железы (обмен веществ, рост, нервная система)
Cu
Кроветворение, синтез гемоглобина, миелин, меланин, иммунитет
F
Зубная эмаль, кости, кроветворение
Zn
Ферменты, синтез коллагена, зрение, иммунитет
Mn
Окисление жирных кислот, дыхание
3
Элемент
Основные функции
Fe
Гемоглобин, ферменты дыхания, иммунитет
Se
Антиоксидант, защита щитовидной железы, детоксикация
B
Метаболизм Ca, Mg, P, эндокринная система
Cr
Регуляция обмена веществ (в тексте указано дважды — уточнить)
5. Ионы и их роль
В водной среде соли распадаются на катионы (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺)
и анионы (Cl⁻, SO₄²⁻, PO₄³⁻).
Важнейший механизм — натрий-калиевый насос:
Внутри клетки — много K⁺, мало Na⁺.
Снаружи — наоборот.
Нарушение баланса → невозможность возбуждения клетки.
Функции солей:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Активация ферментов.
Буферные системы (бикарбонатная, фосфатная, белковая).
Поддержание кислотно-щелочного равновесия.
Осмотическое давление.
Мембранный потенциал.
Минеральная основа скелета.
Вопросы для самопроверки
Каковы основные положения клеточной теории?
Почему воду называют универсальным растворителем?
Чем отличаются изо-, гипо- и гипертонические растворы?
Назовите макро-, микро- и ультрамикроэлементы.
Какую роль в клетке выполняют ионы калия и натрия?
4
5