Химия клетки

Группы элементов, входящие в состав клетки:

  1. Макроэлементы – до 99% всей массы клетки: O, C, N, H; 0.01 – 0.1%: K, Mg, Na, Ca, Fe, S, P, Cl.
  2. Микроэлементы – 10-6 – 0.01%, ионы тяжелых металлов: кобальт, Cu, Zn, бор, I и др.
  3. Ультрамикроэлементы - < 10-6, роль не установлена: уран, радий, золото, ртуть.

Некоторые организмы интенсивно накапливают неорганические вещества (водоросли – иод, лютики – Li, злаки – кремний, фейхоа – I).

Химические элементы, которые входят в состав клеток и выполняют биологические функции, называются биогенными.

O, C, N, H – белки и нуклеиновые кислоты

Fe – гемоглобин

Mg – хлорофил

Cu – окислительные ферменты

I – тироксин

Na, K – нервные волокна; обеспечивают трансмембранный потенциал

Zn – гормон поджелудочной железы

Кобальт – витамин B12

Ионы в клетке

От концентраций ионов солей зависят буферные свойства цитоплазмы.

Буферность
— это способность клетки сохранять определенную концентрацию водородных ионов.

В клетках pH = 7.2

Некоторые минеральные соли входят в состав костной ткани, раковины моллюсков, тем самым придают прочность - CaCO3, Ca3(PO4)2

Содержание химических соединений в клетке:

  1. Вода — 75-85%
  2. Белки — 10-20%
  3. Жиры — 1-5%
  4. Углеводы — 0.2-2%
  5. Нуклеиновые кислоты — 1-2%
  6. Другие органические вещества (спирты, кислоты, альдегиды) — 0.1-0.5%
  7. Неорганические вещества — 1-1.5%

Роль воды в клетке

Чем больше воды в клетке, тем интенсивнее в ней обмен веществ.

Распределение зарядов в молекуле воды
Нейтральная молекула воды представляет собой диполь

  1. Универсальный растворитель
    Существует три группы веществ по отношению к воде:
    • гидрофобные (жиры)
    • гидрофильные (соли, щелочи, кислоты)
    • амфифильные (фосфолипиды)
  2. Поддерживает тургор
  3. Среда для большинства реакций
  4. Участник многих реакций (гидролиз)
  5. Поддерживает тепловое равновесие (теплоемкость, теплопроводность)
  6. Источник O2 (H2 – восстановитель)
  7. Средство передвижения веществ (кровь, лимфа)

Вода составляет 10-98% от массы клетки.

Растворы делятся на изотонические (0.86% NaCl – кровь), гипертонические (высокий pH – высокая концентрация солей), гипотонические (низкая концентрация солей).

Биология: