Почему можно утверждать что химический состав клетки служит
Подробное решение параграф § 6 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. 2014
1. Что такое химический элемент?
Ответ. Химический элемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числом протонов, совпадающим с порядковым (атомным) номером в таблице Менделеева. Каждый химический элемент имеет свои название и символ, которые приводятся в Периодической системе элементов Дмитрия Ивановича Менделеева
2. Сколько химических элементов известно в настоящее время?
Ответ. Химических элементов в природе выявлено около 90. Почему около? Потому, что среди элементов с порядковым номером менее 92 (до урана) в природе отсутствуют технеций (43) и франций (87). Практически нет астата (85).С другой стороны, и нептуний (93) и плутоний (94) (нестабильные трансурановые элементы) обнаруживаются в природе там, где встречаются урановые руды. Все элементы следующие после плутония Pu в периодической системе Д.И.Менделеева в земной коре полностью отсутствуют, хотя некоторые из них несомненно образуются в космосе во время взрывов сверхновых звёзд. Но долго они не живут.
К настоящему времени ученые синтезировали 26 трансурановых элементов, начиная с нептуния (N=93) и заканчивая элементом с номером N=118 (номер элемента соответствует числу протонов в ядре атома и числу электронов вокруг ядра атома).
3. Какие вещества называют неорганическими?
Ответ. Неорганические вещества (неорганические соединения) — химические соединения, не являющиеся органическими, то есть, не содержащие углерода, а также некоторые углеродсодержащие соединения (карбиды, цианиды, карбонаты, оксиды углерода и некоторые другие вещества, которые традиционно относят к неорганическим). Неорганические вещества не имеют характерного для органических веществ углеродного скелета.
4. Какие соединения называют органическими?
Ответ. Органические соединения, органические вещества — класс химических соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов). Органические соединения, кроме углерода, чаще всего содержат элементы водород, кислород, азот, значительно реже — серу, фосфор, галогены и некоторые металлы (порознь или в различных комбинациях).
5. Какие химические связи называют ковалентными?
Ответ. Ковалентная связь (атомная связь, гомеополярная связь) — химическая связь, образованная перекрытием (обобществлением) пары валентных электронных облаков. Обеспечивающие связь электронные облака (электроны) называются общей электронной парой.
Характерные свойства ковалентной связи — направленность, насыщаемость, полярность, поляризуемость — определяют химические и физические свойства соединений.
Направленность связи обусловлена молекулярным строением вещества и геометрической формы их молекулы. Углы между двумя связями называют валентными.
Насыщаемость — способность атомов образовывать ограниченное число ковалентных связей. Количество связей, образуемых атомом, ограничено числом его внешних атомных орбиталей.
Полярность связи обусловлена неравномерным распределением электронной плотности вследствие различий в электроотрицательностях атомов. По этому признаку ковалентные связи подразделяются на неполярные и полярные.
Поляризуемость связи выражается в смещении электронов связи под влиянием внешнего электрического поля, в том числе и другой реагирующей частицы. Поляризуемость определяется подвижностью электронов. Полярность и поляризуемость ковалентных связей определяет реакционную способность молекул по отношению к полярным реагентам.
Электроны тем подвижнее, чем дальше они находятся от ядер.
Вопросы после §6
1. Почему можно утверждать, что химический состав клетки является подтверждением единства живой природы и общности живой и неживой природы?
Ответ. Химические элементы клетки. По химическому составу клетки разных организмов и даже клетки, выполняющие различные функции в одном многоклеточном организме, могут существенно отличаться друг от друга. В то же время разные клетки включают в себя практически одни и те же химические элементы. Сходство элементарного химического состава клеток разных организмов доказывает единство живой природы. Вместе с тем нет ни одного химического элемента, содержащегося в живых организмах, который не был бы найден в телах неживой природы. Это указывает на общность живой и неживой природы.
2. Какие элементы относятся к макроэлементам?
3. В чём разница между микроэлементами и ультрамикроэлементами?
Ответ. Главное различие в процентном содержании: для макроэлементов больше 0.01%, для микроэлементов — менее 0.001%. Ультрамикроэлементы содержатся в еще меньшем объеме — менее 0.0000001%. К ультрамикроэлементам относятся золото, серебро, ртуть, платина, цезий, селен. Функции ультрамикроэлементов на данный момент мало понятны. К микроэлементам относят бром, железо, йод, кобальт, марганец, медь, молибден, селен, фтор, хром, цинк. Чем меньше концентрация вещества в организме, тем труднее определить его биологическую роль.
4. Почему считают, что углерод составляет химическую основу жизни?
Частная школа. 9 класс
Конспекты, контрольные, тесты
§ 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ (Пасечник)
Биология 9 класс. Углеводы. Липиды. Белки. Аминокислоты. Нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК. Нуклеотиды. АТФ. Конспекты по учебнику. § 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ (Пасечник). Электронная версия. Цитаты использованы в учебных целях.
§ 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ
Химический состав клетки.
По химическому составу клетки разных организмов и даже клетки, выполняющие различные функции в одном многоклеточном организме, могут существенно отличаться друг от друга. В то же время разные клетки включают в себя практически одни и те же химические элементы. Сходство элементарного химического состава клеток разных организмов доказывает единство живой природы. Вместе с тем нет ни одного химического элемента, содержащегося в живых организмах, который не был бы найден в телах неживой природы. Это указывает на общность живой и неживой природы.
Соотношение химических элементов в клетках различно (рис. 4). Так, примерно 98% от массы любой клетки приходится на четыре элемента: кислород (72%), углерод (15%), водород (8%) и азот (3%). Около 2% от массы клетки приходится на следующие восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы содержатся в клетке в крайне малом количестве.
Углерод входит в состав всех органических соединений. Его атомы способны образовывать цепочки практически любой длины. Углеродные цепочки обеспечивают многообразие органических соединений. Многие органические соединения, входящие в состав клеток, характеризуются большим размером молекул. Такие макромолекулы обычно состоят из повторяющихся, сходных по структуре соединений. Эти соединения получили название мономеров (греч. monos — один). Образованную мономерами макромолекулу называют полимером (греч. poly — много). Молекула полимера может состоять из многих тысяч соединённых между собой мономеров, которые могут быть одинаковыми (рис. 5, а) или разными (рис. 5, б).
Полимеры, входящие в состав клеток, называют биологическими полимерами или биополимерами. Свойства биополимеров зависят от строения их молекул: от числа и разнообразия мономерных звеньев.
Роль неорганических и органических веществ в клетке.
Среди неорганических веществ клетки на первом месте по массе стоит вода. Так, в бактериальных и животных клетках её содержание составляет примерно 70%, а в растительных — 90%. В организме человека на долю воды приходится 65%. Вода выполняет множество функций: сохранение объёма и упругости клетки, растворение различных веществ. В клетке большая часть химических реакций протекает в водных растворах. Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.
Углеводы, или сахариды, входят в состав клеток всех живых организмов. Своё название они получили потому, что у большинства из них соотношение водорода и кислорода в молекуле такое же, как и в молекуле воды. Общая формула углеводов — (СН2O)n, где n — целое число не меньше 3, например формула глюкозы — С6Н12О6. Основная функция углеводов — энергетическая. При их ферментативном расщеплении и окислении выделяется энергия, которая обеспечивает жизнедеятельность организма.
Очень важной является также структурная, или строительная, функция углеводов. Сложные углеводы (полисахариды) входят в состав межклеточного вещества кожи, сухожилий, хрящей, придавая им прочность и эластичность.
Липиды (греч. lipos — жир) — обширная группа жиров и жироподобных веществ, которые содержатся во всех живых клетках. Они практически нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях (бензин, хлороформ, эфир и др.). Наиболее простые и широко распространённые липиды — жиры. Одна из основных функций жиров — энергетическая. Жиры дают энергии в 2 раза больше, чем углеводы, взятые в той же массе. Кроме того, липиды выполняют защитную и регуляторную функции. Многие производные липидов (например, витамины A, D, Е) участвуют в обменных процессах, происходящих в организме, выполняя регуляторную функцию.
Белки — самые многочисленные среди органических веществ. Это наиболее разнообразные, имеющие важнейшее значение биополимеры. Мономерами белков являются аминокислоты. Бесконечное разнообразие белков создаётся за счёт различного сочетания всего 20 аминокислот. Важнейшими функциями белковых молекул являются: структурная (строительная), ферментативная, регуляторная (гормональная) и транспортная.
Нуклеиновые кислоты содержатся во всех клетках, это самые крупные молекулы, которые образуют живые организмы. Нуклеиновые кислоты представляют собой единую систему, направленную на хранение и реализацию наследственной информации через синтез белков в клетке. В клетках имеется два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Они являются биополимерами, состоящими из мономеров — нуклеотидов.
Каждый нуклеотид состоит из трёх компонентов, соединённых химическими связями. Это — азотистое основание, углевод (рибоза или дезоксирибоза) и остаток фосфорной кислоты. Азотистые основания (аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил) определяют тип нуклеотида: адениловый (А), гуаниловый (Г), цитидиловый (Ц), тимидиловый (Т), урациловый (У). Каждая цепь ДНК или РНК является полинуклеотидом, состоящим из нескольких десятков тысяч нуклеотидов.
Нуклеотиды также являются структурной основой целого ряда важных для жизнедеятельности клетки органических веществ. К таким соединениям относятся высокоэнергетические соединения, например аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) — универсальный хранитель и переносчик энергии в клетке.
МОЯ ЛАБОРАТОРИЯ
Все элементы по содержанию в живых организмах разделяют на три группы:
ВОПРОСЫ и ЗАДАНИЯ:
ПОДУМАЙТЕ! Почему можно утверждать, что химический состав клетки служит доказательством единства живой природы и общности живой и неживой природы?
Биология 9 класс. Конспекты по учебнику. § 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ (Пасечник). Электронная версия. Цитаты использованы в учебных целях.
Почему можно утверждать что химический состав клетки служит
Подробное решение страница стр.70 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Захаров В.Б., Мамонтов С.Г. Углубленный уровень 2015
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
Вопрос 1. Какие химические элементы входят в состав клетки?
На долю таких элементов, как сера, фосфор, калий, натрий, железо, кальций и магний, приходится только 1,8% веществ, входящих в состав Клетки.
Вопрос 2. Приведите примеры биологической роли химических элементов.
Кальций и фосфор являются структурными компонентами межклеточного вещества костной ткани. Помимо этого кальций является одним из факторов свертываемости крови.
Магний является обязательной частью хлорофилла клеток растений. А мод и цинк входят в состав гормонов щитовидной и поджелудочной желез соответственно.
Вопрос 3. Что такое микроэлементы? Приведите примеры и охарактеризуйте их биологическое значение.
Вопрос 4. Какие неорганические вещества входят в состав клетки?
Из неорганических веществ, входящих в состав клетки, наиболее распространенным является вода. В среднем в многоклеточном организме вода составляет до 80% массы тела. Помимо этого, в клетке находятся различные неорганические соли, диссоциированные на ионы. В основном это соли натрия, калия, кальция, фосфаты, карбонаты, хлориды.
Вопрос 5. В чём заключается биологическая роль воды; минеральных солей?
Вода является самым распространенным неорганическим соединением в живых организмах. Ее функции во многом определяются дипольным характером строения ее молекул.
1. Вода — универсальный полярный растворитель: многие химические вещества в присутствии воды диссоциируют на ионы — катионы и анионы.
2. Вода является средой, где протекают различные химические реакции между веществами, находящимися в клетке.
3. Вода выполняет транспортную функцию. Большинство веществ способно проникнуть через клеточную мембрану только в растворенном и воде виде.
4. Вода является важным реагентом реакций гидратации и конечным продуктом многих биохимических реакций, в том числе окисления.
5. Вода выступает как терморегулятор, что обеспечивается ее хорошей теплопроводностью И теплоемкостью и позволяет поддерживать температуру внутри клетки при колебаниях температуры и окружающей среде.
6. Вода является средой для жизни многих живых организмов.
Жизнь без воды невозможна.
Минеральные вещества также имеют важное значение для процессов, происходящих в живых организмах. От концентрации солей в клетке зависят ее буферные свойства — способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию своего содержимого на постоянном уровне.
Вопрос 6. Какие вещества обусловливают буферные свойства клетки?
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Вопрос 1. Каковы отличия вклада различных элементов в организацию живой и неживой природы?
Тела живой и неживой природы состоят из одинаковых химических элементов, что объяснят единство их происхождения. Вклад химических элементов одинаков как для живой, так и для неживой природы.
Вопрос 2. Объясните, как физико-химические свойства воды проявляются в обеспечении процессов жизнедеятельности клетки и целостного организма.
Вода является жидкостью, обладающей уникальным сочетанием целого ряда важных физико-химических свойств.
Молекулы воды обладают высокой полярностью и образуют друг с другом водородные связи. В жидкой воде каждая молекула с помощью водородных связей соединяется с 3 или 4 соседними молекулами. Благодаря огромнейшему количеству водородных связей вода по сравнению с другими жидкостями имеет бóльшую теплоёмкость и теплоту испарения, высокую температуру кипения и плавления, высокую теплопроводность. Наличие таких качеств позволяет воде активно участвовать в терморегуляции.
Вода обладает низкой вязкостью и представляет собой подвижную жидкость. Причиной высокой подвижности воды является очень малое время существования водородных связей. Поэтому в воде постоянно происходит образование и разрушение большого количества водородных связей, что обусловливает данное свойство. Вследствие высокой текучести вода легко циркулирует по различным полостям организма (кровеносным и лимфатическим сосудам, межклеточным пространствам и т.д.).