Makroelemente sind nützliche Substanzen für den Körper, deren tägliche Rate für eine Person 200 mg beträgt.

Der Mangel an Makronährstoffen führt zu Stoffwechselstörungen und Funktionsstörungen der meisten Organe und Systeme.

Es gibt ein Sprichwort: Wir sind was wir essen. Aber wenn Sie Ihre Freunde fragen, wann sie das letzte Mal gegessen haben, z. B. Schwefel oder Chlor, können Sie natürlich auch Überraschungen vermeiden. Inzwischen „leben“ fast 60 chemische Elemente im menschlichen Körper, deren Reserven, manchmal ohne es zu merken, aus der Nahrung aufgefüllt werden. Und zu etwa 96 Prozent besteht jeder von uns aus nur vier chemischen Namen, die eine Gruppe von Makronährstoffen darstellen. Und das:

• Sauerstoff (65% in jedem menschlichen Körper);
• Kohlenstoff (18%);
• Wasserstoff (10%);
• Stickstoff (3%).

Die restlichen 4 Prozent sind andere Substanzen aus dem Periodensystem. Sie sind zwar viel kleiner und repräsentieren eine andere Gruppe nützlicher Nährstoffe - Mikroelemente.

Für die gebräuchlichsten chemischen Elemente - Makronährstoffe - ist es üblich, den Namen CHON zu verwenden, der sich aus den Großbuchstaben der Begriffe: Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff in lateinischer Sprache zusammensetzt (Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff).

Die Makroelemente im menschlichen Körper haben der Natur recht große Kräfte entzogen. Es hängt von ihnen ab:

• Bildung von Skelett und Zellen;
• pH-Wert des Körpers;
• richtiger Transport von Nervenimpulsen;
• die Angemessenheit der chemischen Reaktionen.

Als Ergebnis vieler Experimente wurde festgestellt, dass Menschen täglich 12 Mineralien benötigen (Kalzium, Eisen, Phosphor, Jod, Magnesium, Zink, Selen, Kupfer, Mangan, Chrom, Molybdän, Chlor). Aber auch diese 12 können die Funktionen der Nährstoffe nicht ersetzen.

Nährstoffelemente

Fast jedes chemische Element spielt eine wichtige Rolle bei der Existenz allen Lebens auf der Erde, aber nur 20 davon sind die wichtigsten.

Diese Elemente sind unterteilt in:

• 6 Hauptnährstoffe (in fast allen Lebewesen der Erde vertreten und oft in größeren Mengen);
• 5 kleine Nährstoffe (in vielen Lebewesen in relativ geringen Mengen vorhanden);
• Spurenelemente (essentielle Substanzen, die in kleinen Mengen benötigt werden, um die biochemischen Reaktionen aufrechtzuerhalten, von denen das Leben abhängt).

Unter Nährstoffen wird unterschieden:

Die wichtigsten biogenen Elemente oder Organogene sind eine Gruppe von Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor. Kleinere Nährstoffe sind Natrium, Kalium, Magnesium, Kalzium, Chlor.

Sauerstoff (O)

Dies ist der zweite in der Liste der häufigsten Substanzen auf der Erde. Es ist ein Bestandteil von Wasser und macht, wie Sie wissen, etwa 60 Prozent des menschlichen Körpers aus. In gasförmiger Form wird Sauerstoff Teil der Atmosphäre. In dieser Form spielt es eine entscheidende Rolle bei der Unterstützung des Lebens auf der Erde, indem es die Photosynthese (in Pflanzen) und die Atmung (in Tieren und Menschen) fördert.

Kohlenstoff (C)

Kohlenstoff kann auch als Synonym für das Leben betrachtet werden: Die Gewebe aller Lebewesen der Erde enthalten eine Kohlenstoffverbindung. Darüber hinaus trägt die Bildung von Kohlenstoffbindungen zur Entwicklung einer bestimmten Energiemenge bei, die für den Fluss wichtiger chemischer Prozesse auf Zellebene eine wichtige Rolle spielt. Viele kohlenstoffhaltige Verbindungen lassen sich leicht entzünden und setzen Wärme und Licht frei.

Wasserstoff (H)

Dies ist das einfachste und häufigste Element im Universum (insbesondere in Form eines Diatomeengases H2). Wasserstoff ist eine reaktive und brennbare Substanz. Mit Sauerstoff bildet es explosive Gemische. Es hat 3 Isotope.

Stickstoff (N)

Das Element mit der Ordnungszahl 7 ist das Hauptgas in der Erdatmosphäre. Stickstoff ist ein Teil vieler organischer Moleküle, einschließlich Aminosäuren, die Bestandteil von Proteinen und Nukleinsäuren sind, die DNA bilden. Nahezu der gesamte Stickstoff wird im Weltraum produziert - die so genannten planetarischen Nebel, die durch alternde Sterne erzeugt werden, bereichern das Universum mit diesem Makroelement.

Andere Makronährstoffe

Kalium (K)

Kalium (0,25%) ist eine wichtige Substanz, die für die Elektrolytprozesse im Körper verantwortlich ist. In einfachen Worten: Es transportiert die Ladung durch Flüssigkeiten. Es hilft, den Herzschlag zu regulieren und Impulse des Nervensystems zu übertragen. Auch an der Homöostase beteiligt. Ein Mangel eines Elements führt zu Herzproblemen oder sogar zum Stoppen.

Calcium (Ca)

Calcium (1,5%) ist der häufigste Nährstoff im menschlichen Körper - fast alle Reserven dieser Substanz sind in den Geweben der Zähne und Knochen konzentriert. Calcium ist für die Muskelkontraktion und Proteinregulation verantwortlich. Aber der Körper „frisst“ dieses Element von den Knochen (was durch die Entwicklung von Osteoporose gefährlich ist), wenn es sein Defizit in der täglichen Ernährung empfindet.

Wird von Pflanzen zur Bildung von Zellmembranen benötigt. Tiere und Menschen benötigen diesen Makronährstoff, um gesunde Knochen und Zähne zu erhalten. Darüber hinaus spielt Calcium die Rolle des "Moderators" von Prozessen im Zytoplasma von Zellen. In der Natur in der Zusammensetzung vieler Gesteine ​​(Kreide, Kalkstein) dargestellt.

Kalzium beim Menschen:

• Beeinflusst die neuromuskuläre Erregbarkeit - beteiligt sich an der Muskelkontraktion (Hypokalzämie führt zu Krämpfen);
• reguliert die Glykogenolyse (den Abbau von Glykogen zum Zustand der Glukose) in den Muskeln und die Glukoneogenese (die Bildung von Glukose aus Nichtkohlenhydratbildungen) in den Nieren und der Leber;
• reduziert die Permeabilität der Kapillarwände und der Zellmembran, wodurch die entzündungshemmenden und antiallergischen Wirkungen verstärkt werden;
• fördert die Blutgerinnung.

Calciumionen sind wichtige intrazelluläre Botenstoffe, die Insulin und Verdauungsenzyme im Dünndarm beeinflussen.

Die Ca-Absorption hängt vom Phosphorgehalt im Körper ab. Der Calcium- und Phosphataustausch wird hormonell reguliert. Parathyroidhormon (Parathyroidhormon) setzt Ca aus den Knochen ins Blut frei, und Calcitonin (Schilddrüsenhormon) fördert die Ablagerung eines Elements in den Knochen, wodurch seine Konzentration im Blut verringert wird.

Magnesium (Mg)

Magnesium (0,05%) spielt eine wichtige Rolle in der Struktur des Skeletts und der Muskeln.

Es ist Mitglied von mehr als 300 Stoffwechselreaktionen. Typisches intrazelluläres Kation, ein wichtiger Bestandteil von Chlorophyll. Vorhanden im Skelett (70% der Gesamtmenge) und in den Muskeln. Ein wesentlicher Bestandteil von Geweben und Körperflüssigkeiten.

Im menschlichen Körper ist Magnesium für die Muskelentspannung, die Ausscheidung von Toxinen und die Verbesserung der Durchblutung des Herzens verantwortlich. Ein Mangel der Substanz stört die Verdauung und verlangsamt das Wachstum, was zu rascher Ermüdung, Tachykardie, Schlaflosigkeit und PMS bei Frauen führt. Aber ein Übermaß an Makro ist fast immer die Entwicklung der Urolithiasis.

Natrium (Na)

Natrium (0,15%) ist ein Elektrolyt förderndes Element. Es hilft bei der Übertragung von Nervenimpulsen im ganzen Körper und ist auch dafür verantwortlich, den Flüssigkeitsspiegel im Körper zu regulieren und ihn vor dem Austrocknen zu schützen.

Schwefel (S)

Schwefel (0,25%) wird in 2 Aminosäuren gefunden, die Proteine ​​bilden.

Phosphor (P)

Phosphor (1%) ist vorzugsweise in den Knochen konzentriert. Darüber hinaus gibt es ein ATP-Molekül, das Zellen mit Energie versorgt. Dargestellt in Nukleinsäuren, Zellmembranen, Knochen. Wie Calcium ist es für die Entwicklung und den Betrieb des Bewegungsapparates notwendig. Im menschlichen Körper erfüllt eine strukturelle Funktion.

Chlor (Cl)

Chlor (0,15%) wird im Körper normalerweise in Form eines negativen Ions (Chlorid) gefunden. Zu seinen Funktionen gehört die Aufrechterhaltung des Wasserhaushalts im Körper. Bei Raumtemperatur ist Chlor ein giftiges grünes Gas. Starkes Oxidationsmittel geht leicht in chemische Reaktionen über und bildet Chloride.

http://foodandhealth.ru/mineraly/makroelementy/

Die chemische Zusammensetzung der Zelle. Makronährstoffe Gruppe 1 Alle Kohlenhydrate und Lipide enthalten Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff mit Ausnahme von Proteinen und Nukleinsäuren. - Präsentation

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Vortrag zum Thema: "Die chemische Zusammensetzung der Zelle. Makroelemente Gruppe 1 Alle Kohlenhydrate und Lipide enthalten Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff, mit Ausnahme von Proteinen und Nukleinsäuren." - Transkription:

1 Zellchemische Zusammensetzung

2 Makroelemente 1 Gruppe Alle Kohlenhydrate und Lipide enthalten Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff, und die Zusammensetzung der Proteine ​​und Nukleinsäuren umfasst neben all diesen Komponenten auch Stickstoff. Der Anteil dieser 4 Elemente machte 98% der Masse lebender Zellen aus.

3 Makroelemente 2 Gruppe Natrium, Kalium und Chlor sorgen für das Auftreten und die Leitung elektrischer Impulse im Nervengewebe. Die Aufrechterhaltung eines normalen Herzrhythmus hängt von der Konzentration von Natrium, Kalium und Kalzium im Körper ab.

4 Gehalt an Bioelementen in der Zelle Unter den beiden Makroelementengruppen werden Sauerstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel zu einer Gruppe von Bioelementen oder Organogenen zusammengefasst, da sie die Grundlage der meisten organischen Moleküle bilden.

5 Element 1. Sauerstoff (O) 2. Kohlenstoff (C) 3. Wasserstoff (H) 4. Azot (N) 5. Phosphor (P) 6. Schwefel (S) Gehalt in der Zelle, Gew.-% 1,65,0-75 0 2.15.0-18.0 3.8.0-10.0 4.1.0-3.0 5.0.2-1.0 6.0.15-0.2

http://www.myshared.ru/slide/1072773/

Site Biologielehrerin Nizdiminova Elena Anatolyevna

Freitag, 22.02.2019, 00:15 Uhr

Gruppen von chemischen Elementen, aus denen die Zelle besteht.

Makroelemente einer Gruppe

Spurenelemente 2 Gruppen

Spurenelemente 3 Gruppen

Wasserstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff

Schwefel und Phosphor, Kalium, Natrium, Eisen, Calcium, Magnesium, Chlor

Zink, Kupfer, Jod, Fluor usw.

Die Rolle von Makronährstoffen in lebenden Organismen.

In Aminosäuren, Nukleinsäuren und Nukleotiden enthalten. Alle Proteine ​​haben Stickstoff in ihrer Zusammensetzung.

Kofaktor vieler Enzyme, die am Energiestoffwechsel und an der DNA-Synthese beteiligt sind und im Pflanzenorganismus zu den Chlorophyllmolekülen gehören; Magnesium bildet zusammen mit Calciumionen Salze mit Pektinsubstanzen. Im tierischen Körper ist ein Teil der Enzyme, die für das Funktionieren von Muskel-, Nerven- und Knochengewebe notwendig sind.

Beteiligt sich an der Schaffung und Aufrechterhaltung des durch die Arbeit von Natrium- und Kaliumpumpen erzeugten bioelektrischen Potentials der Zellmembran. In einem Pflanzenorganismus sind Natriumionen an der Aufrechterhaltung des osmotischen Potentials von Zellen beteiligt, wodurch die Wasseraufnahme aus dem Boden sichergestellt wird. Im tierischen Organismus beeinflussen Natriumionen die Funktion der Nieren; an der Aufrechterhaltung der Herzfrequenz teilnehmen; zusammen mit Chlorionen sind in den meisten anorganischen Blutsubstanzen enthalten; an der Regulierung des Säure-Basen-Gleichgewichts des Körpers beteiligt sind, sind Teil des Puffersystems des Körpers.

Calcium ina sind an der Regulierung der selektiven Permeabilität der Zellmembran beteiligt, bei der Kombination von DNA mit Proteinen. In einem pflanzlichen Organismus verleihen Calciumionen, die Salze von pektischen Substanzen bilden, den interzellulären Substanzen, die Zellen verbinden, Härte; an der Bildung der Verbindungsplatte zwischen den Zellen teilnehmen. Im Körper des Tieres gehören unlösliche Calciumsalze zu den Knochen von Wirbeltieren, Muscheln von Mollusken, das Skelett von Korallenpolypen, Calciumionen sind an der Gallebildung beteiligt, erhöhen die Reflexerregbarkeit des Rückenmarks und das Zentrum des Speichelflusses Kontraktion der quergestreiften Muskelfasern.

In einem Pflanzenorganismus ist er an der Chlorophyll-Biosynthese beteiligt, bei der Atmung (in die Zusammensetzung der Atmungsenzyme eingehen); in der Photosynthese (Teil der Cytochrom-Elektronenträger in der Lichtphase der Photosynthese). Im tierischen Körper ist es Teil eines Proteins, das Sauerstoff (Hämoglobin) transportiert, und eines Proteins, das Sauerstoff in den Muskeln (Myoglobin) enthält; ein kleiner Rand in Ferritin-Protein in der Leber und Milz.

Beteiligt sich an der Aufrechterhaltung der kolloidalen Eigenschaften des Zytoplasmas der Zelle, an der Schaffung und Aufrechterhaltung des bioelektrischen Potentials auf der Zellmembran; aktiviert die an der Proteinsynthese beteiligten Enzyme, sind Teil der an der Glykolyse beteiligten Enzyme. In der Pflanze ist der Körper an der Regulierung des Wasserhaushalts beteiligt; Eingeschlossen in die an der Photosynthese beteiligten Enzyme. Im Tier ist der Körper an der Aufrechterhaltung der Herzfrequenz beteiligt, an der Durchführung des Nervenimpulses.

Teil der schwefelhaltigen Aminosäuren, Coenzym A; ist an der Bildung der Tertiärstruktur des Proteins (Disulfidbrücken) und an der bakteriellen Photosynthese beteiligt. Anorganische Schwefelverbindungen sind die Energiequelle der Chemosynthese. Im tierischen Körper ist Teil Insulin, Vitamin B1, Biotin.

Eingeschlossen in ATP, Nukleotide, DNA, RNA, Coenzyme NAD, NADP, FAD, Phospholipide, alle Membranstrukturen. Im tierischen Körper in Form von Phosphaten ist ein Teil des Knochengewebes, Zahnschmelz, Phosphorionen bilden das Puffersystem des Körpers.

Chlorionen unterstützen die Elektromineralität der Zelle. In einem Pflanzenorganismus sind Ionen an der Regulation des Turgors beteiligt. Im tierischen Körper nehmen sie an den Erregungs- und Hemmungsprozessen in den Nervenzellen teil, zusammen mit Natriumionen an der Bildung des osmotischen Potentials des Blutplasmas, sie sind Teil der Salzsäure.

Die Rolle einiger Spurenelemente in lebenden Organismen.

Eingeschlossen in Enzyme, die an der alkoholischen Fermentation (in Bakterien) beteiligt sind, Aktivierung der Spaltung von Kohlensäure und Beteiligung an der Synthese von Hormonen (in Pflanzen), Beteiligung am für das normale Wachstum erforderlichen Kohlendioxid (im Blut von Wirbeltieren) und das Enzym, das Peptidbindungen hydrolisiert Eiweißverdauung (bei Tieren).

In den oxidativen Enzymen enthalten. Im Pflanzenkörper ist er an der Synthese von Cytochromen beteiligt, gehört zu den für dunkle Reaktionen der Photosynthese notwendigen Enzymen. Im tierischen Organismus ist es an der Blutbildung, der Hämoglobinsynthese, an Hämocyaninen (Proteinen - Sauerstoffträgern in Wirbellosen) und an der Synthese von Melanin - Hautpigmenten beteiligt.

In der Zusammensetzung von Thyroxin - Schilddrüsenhormon enthalten.

Im tierischen Körper sind unlösliche Calciumsalze Bestandteil der Knochen und des Gewebes der Zähne.

Eingeschlossen in die Enzyme, die an der Atmung beteiligt sind, erhöht die Oxidation von Fettsäuren die Aktivität des Enzyms Carboxylase. Im Pflanzenkörper ist ein Teil der Enzyme beteiligt, die an den dunklen Reaktionen der Photosynthese und der Reduktion von Nitraten beteiligt sind. Im tierischen Körper ist ein Teil der für das Knochenwachstum notwendigen Phosphat-Enzyme.

In einem pflanzlichen Organismus beeinflusst es die Wachstumsprozesse, es fehlen apikale Knospen, Blumen, leitfähige Gewebe sterben ab.

In stickstoffbindenden Bakterien ist es in Enzymen enthalten, die an der Stickstoffbindung beteiligt sind. Im Pflanzenkörper ist ein Teil der Enzyme, die den stomatalen Apparat regulieren, der an der Synthese von Aminosäuren beteiligt ist.

In der Zusammensetzung von Vitamin B1 enthalten, - ein wesentlicher Bestandteil des Enzyms, das am Abbau von PVC beteiligt ist.

Ist der tierische Körper Teil von Vitamin B12 und ist am Hämoglobin-Screening beteiligt, führt der Mangel zu Anämie.

http://nizdiminova.ucoz.ru/index/urok_1/0-17

2.3 Zellchemische Zusammensetzung. Makro- und Spurenelemente

Video-Tutorial 2: Struktur, Eigenschaften und Funktionen organischer Verbindungen Das Konzept von Biopolymeren

Vortrag: Zellchemische Zusammensetzung. Makro- und Spurenelemente. Die Beziehung der Struktur und Funktionen anorganischer und organischer Substanzen

Makronährstoffe mit einem Gehalt von mindestens 0,01%;

Spurenelemente - deren Konzentration weniger als 0,01% beträgt.

In jeder Zelle beträgt der Gehalt an Spurenelementen jeweils weniger als 1%, Makroelemente - mehr als 99%.

Natrium, Kalium und Chlor liefern viele biologische Prozesse - Turgor (interner Zelldruck), das Auftreten von elektrischen Nervenimpulsen.

Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Kohlenstoff. Dies sind die Hauptkomponenten der Zelle.

Phosphor und Schwefel sind wichtige Bestandteile von Peptiden (Proteinen) und Nukleinsäuren.

Kalzium ist die Grundlage aller Skelettformationen - Zähne, Knochen, Muscheln, Zellwände. Es ist auch an Muskelkontraktion und Blutgerinnung beteiligt.

Magnesium ist ein Bestandteil von Chlorophyll. Beteiligt sich an der Proteinsynthese.

Eisen ist ein Bestandteil des Hämoglobins, ist an der Photosynthese beteiligt und bestimmt die Effizienz von Enzymen.

Spurenelemente in sehr geringen Konzentrationen enthalten, wichtig für physiologische Prozesse:

Zink ist ein Bestandteil von Insulin.

Kupfer - beteiligt sich an Photosynthese und Atmung;

Kobalt - ein Bestandteil von Vitamin B12;

Jod - ist an der Regulation des Stoffwechsels beteiligt. Es ist ein wichtiger Bestandteil von Schilddrüsenhormonen;

Fluorid ist ein Bestandteil des Zahnschmelzes.

Ein Ungleichgewicht in der Konzentration von Mikro- und Makronährstoffen führt zu Stoffwechselstörungen, der Entwicklung chronischer Erkrankungen. Calciummangel - Ursache für Rachitis, Eisenanämie, Stickstoffmangel an Proteinen, Jod - Verringerung der Intensität von Stoffwechselprozessen.

Berücksichtigen Sie die Beziehung zwischen organischen und anorganischen Substanzen in der Zelle, ihrer Struktur und Funktion.

Zellen enthalten eine große Menge an Mikro- und Makromolekülen, die verschiedenen chemischen Klassen angehören.

Anorganische Zellmaterie

Wasser Von der Gesamtmasse eines lebenden Organismus macht es den größten Anteil aus - 50-90% und nimmt an fast allen Lebensprozessen teil:

Kapillarprozesse, da sie ein universelles polares Lösungsmittel sind, beeinflussen die Eigenschaften der interstitiellen Flüssigkeit und den Stoffwechsel. In Bezug auf Wasser sind alle chemischen Verbindungen in hydrophile (löslich) und lipophil (fettlöslich) unterteilt.

Die Intensität des Stoffwechsels hängt von seiner Konzentration in der Zelle ab - je mehr Wasser, desto schneller laufen die Prozesse ab. Der Verlust von 12% des Wassers durch den menschlichen Körper - erfordert die Wiederherstellung unter Aufsicht eines Arztes, mit einem Verlust von 20% - der Tod tritt auf.

Mineralsalze In lebenden Systemen in gelöster Form (dissoziierend in Ionen) enthalten und ungelöst. Gelöste Salze sind beteiligt an:

Substanztransfer durch die Membran. Metallkationen stellen eine „Kalium-Natrium-Pumpe“ dar, die den osmotischen Druck der Zelle verändert. Daher dringt Wasser mit darin gelösten Stoffen in die Zelle oder verlässt sie und macht sie unnötig;

die Bildung von Nervenimpulsen elektrochemischer Natur;

sind Teil von Proteinen;

Phosphation - eine Komponente von Nukleinsäuren und ATP;

Carbonat-Ion - unterstützt Ph im Zytoplasma.

Unlösliche Salze in Form ganzer Moleküle bilden Strukturen von Muscheln, Muscheln, Knochen und Zähnen.

Zellorganisches Material

Ein gemeinsames Merkmal von organischem Material ist das Vorhandensein der Kohlenstoffgerüstkette. Dies sind Biopolymere und kleine Moleküle mit einfacher Struktur.

Die wichtigsten Klassen in lebenden Organismen:

Kohlenhydrate. Die Zellen enthalten verschiedene Arten von ihnen - einfache Zucker und unlösliche Polymere (Cellulose). Ihr prozentualer Anteil an der Pflanzentrockenmasse beträgt bis zu 80%, die der Tiere 20%. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Lebenserhaltung von Zellen:

Fruktose und Glukose (Monosaccharide) werden schnell vom Körper aufgenommen, sind im Stoffwechsel enthalten, sind eine Energiequelle.

Ribose und Desoxyribose (Monosaccharide) sind eine der drei Hauptkomponenten von DNA und RNA.

Laktose (bezieht sich auf Disaharam) - wird vom Tierkörper synthetisiert und gehört zur Milch von Säugetieren.

Saccharose (Disaccharid) - eine Energiequelle, wird in Pflanzen gebildet.

Maltose (Disaccharid) - bietet Samenkeimung.

Einfache Zucker übernehmen auch andere Funktionen: Signalisieren, Schützen, Transportieren.
Polymere Kohlenhydrate sind wasserlösliches Glykogen sowie unlösliche Cellulose, Chitin, Stärke. Sie spielen eine wichtige Rolle im Stoffwechsel, führen Struktur-, Lagerungs- und Schutzfunktionen aus.

Lipide oder Fette. Sie sind in Wasser unlöslich, vermischen sich jedoch gut miteinander und lösen sich in unpolaren Flüssigkeiten (nicht sauerstoffhaltig, z. B. Kerosin oder cyclische Kohlenwasserstoffe sind unpolare Lösungsmittel). Um den Körper mit Energie zu versorgen, sind Lipide notwendig - während ihrer Oxidation werden Energie und Wasser gebildet. Fette sind sehr energieeffizient - mit Hilfe von 39 kJ pro Gramm, die während der Oxidation freigesetzt werden, können Sie eine Last von 4 Tonnen auf eine Höhe von 1 m heben und Fett bietet auch eine schützende und isolierende Funktion - bei Tieren trägt die dicke Schicht dazu bei, die Wärme in der kalten Jahreszeit zu speichern. Fettähnliche Substanzen schützen die Federn von Wasservögeln vor Nässe, sorgen für ein gesundes, glänzendes Aussehen und Elastizität der Tierhaare und üben eine Abdeckfunktion auf den Blättern von Pflanzen aus. Einige Hormone haben eine Lipidstruktur. Fette bilden die Basis der Membranstruktur.

Proteine ​​oder Proteine ​​sind Heteropolymere einer biogenen Struktur. Sie bestehen aus Aminosäuren, deren Struktureinheiten: Aminogruppe, Rest und Carboxylgruppe sind. Die Eigenschaften der Aminosäuren und ihre Unterschiede bestimmen die Radikale. Aufgrund der amphoteren Eigenschaften können sie sich untereinander verbinden. Protein kann aus mehreren oder hunderten Aminosäuren bestehen. Insgesamt umfasst die Struktur von Proteinen 20 Aminosäuren, deren Kombinationen die Vielfalt der Formen und Eigenschaften von Proteinen bestimmen. Ungefähr ein Dutzend Aminosäuren sind unverzichtbar - sie werden im tierischen Körper nicht synthetisiert und ihre Aufnahme erfolgt durch pflanzliche Nahrung. Im Verdauungstrakt werden Proteine ​​in einzelne Monomere gespalten, die zur Synthese ihrer eigenen Proteine ​​dienen.

Strukturelle Merkmale von Proteinen:

Primärstruktur - Aminosäurekette;

sekundär - eine zu einer Spirale verdrehte Kette, bei der Wasserstoffbrücken zwischen Spulen gebildet werden;

Tertiär - eine oder mehrere Spiralen, zu einer Kugel geformt und durch schwache Bindungen verbunden;

Quaternär ist nicht in allen Proteinen vorhanden. Dies sind mehrere Kügelchen, die durch nichtkovalente Bindungen miteinander verbunden sind.

Die Stärke von Strukturen kann gebrochen und wieder hergestellt werden, während das Protein vorübergehend seine charakteristischen Eigenschaften und seine biologische Aktivität verliert. Nur die Zerstörung der Primärstruktur ist irreversibel.

Proteine ​​erfüllen viele Funktionen in einer Zelle:

Beschleunigung chemischer Reaktionen (enzymatische oder katalytische Funktion, von denen jede für eine bestimmte Einzelreaktion verantwortlich ist);
Transport - Transfer von Ionen, Sauerstoff und Fettsäuren durch Zellmembranen;

Schutzblutproteine ​​wie Fibrin und Fibrinogen befinden sich in inaktiver Form im Blutplasma und bilden Blutgerinnsel an der verletzungsbedingten Stelle durch Sauerstoff. Antikörper - sorgen für Immunität.

Strukturpeptide sind teilweise oder die Basis von Zellmembranen, Sehnen und anderem Bindegewebe, Haaren, Wolle, Hufen und Nägeln, Flügeln und äußeren Integumenten. Actin und Myosin sorgen für kontraktile Muskelaktivität;

regulatorische Hormonproteine ​​sorgen für humorale Regulation;
Energie - Während des Mangels an Nährstoffen beginnt der Körper, seine eigenen Proteine ​​abzubauen, wodurch der Prozess der eigenen Lebensaktivität gestört wird. Deshalb kann sich der Körper nach einer langen Hungersnot nicht immer ohne ärztliche Hilfe erholen.

Nukleinsäuren. Sie existieren 2 - DNA und RNA. RNA ist von mehreren Arten - Information, Transport und Ribosom. Entdeckt von der Schweizerin Swiss Fisher Ende des 19. Jahrhunderts.

DNA ist Desoxyribonukleinsäure. Enthalten im Kern, Plastiden und Mitochondrien. Strukturell ist es ein lineares Polymer, das eine Doppelhelix komplementärer Nukleotidketten bildet. Das Konzept seiner räumlichen Struktur wurde 1953 von den Amerikanern D. Watson und F. Crick entworfen.

Seine Monomereinheiten sind Nukleotide, die eine grundsätzlich gemeinsame Struktur haben aus:

stickstoffhaltige Base (zur Puringruppe gehörend - Adenin, Guanin, Pyrimidin - Thymin und Cytosin.)

In der Struktur eines Polymermoleküls werden Nukleotide paarweise und komplementär kombiniert, was auf die unterschiedliche Anzahl von Wasserstoffbrückenbindungen zurückzuführen ist: Adenin + Thymin-zwei, Guanin + Cytosin-drei-Wasserstoffbrücken.

Die Reihenfolge der Nukleotide kodiert für die strukturellen Aminosäuresequenzen von Proteinmolekülen. Eine Mutation ist eine Änderung in der Reihenfolge der Nukleotide, da Proteinmoleküle einer anderen Struktur kodiert werden.

RNA-Ribonukleinsäure. Strukturelle Merkmale des Unterschieds zur DNA sind:

anstelle von Thyminnukleotid - Uracil;

Ribose statt Desoxyribose.

Transport-RNA ist eine Polymerkette, die in der Ebene in Form eines Kleeblattes gefaltet ist und deren Hauptfunktion die Abgabe einer Aminosäure an die Ribosomen ist.

Matrix (Messenger) -RNA wird ständig im Zellkern gebildet und ist zu jedem Teil der DNA komplementär. Dies ist eine Strukturmatrix, auf deren Struktur ein Proteinmolekül auf dem Ribosom aufgebaut wird. Vom Gesamtgehalt an RNA-Molekülen beträgt dieser Typ 5%.

Ribosomal - ist für die Herstellung von Proteinmolekülen verantwortlich. Es wird am Nukleolus synthetisiert. Sein in einem Käfig ist 85%.

ATP - Adenosintriphosphatsäure. Dies ist ein Nukleotid, das enthält:

http://cknow.ru/knowbase/168-23-himicheskiy-sostav-kletki-makro-i-mikroelementy.html

Thema 4. "Die chemische Zusammensetzung der Zelle."

Organismen bestehen aus Zellen. Zellen verschiedener Organismen haben eine ähnliche chemische Zusammensetzung. Tabelle 1 zeigt die wichtigsten chemischen Elemente, die in den Zellen lebender Organismen gefunden werden.

Tabelle 1. Der Gehalt an chemischen Elementen in der Zelle

Der Inhalt in der Zelle kann in drei Gruppen von Elementen unterteilt werden. Die erste Gruppe umfasst Sauerstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff. Sie machen fast 98% der gesamten Zellzusammensetzung aus. Die zweite Gruppe umfasst Kalium, Natrium, Kalzium, Schwefel, Phosphor, Magnesium, Eisen, Chlor. Ihr Inhalt in der Zelle beträgt Zehntel und Hundertstel Prozent. Die Elemente dieser beiden Gruppen gehören zu den Makroelementen (aus dem Griechischen. Makro - groß).

Die übrigen Elemente, die in Zellen zu Hundertstel und Tausendstel Prozent dargestellt werden, gehören zur dritten Gruppe. Dies sind Spurenelemente (aus dem Griechischen. Klein - klein).

Elemente, die nur der Natur und der Zelle inhärent sind, werden nicht erkannt. Alle aufgeführten chemischen Elemente sind auch Teil der unbelebten Natur. Dies zeigt die Einheit der belebten und unbelebten Natur an.

Das Fehlen eines Elements kann zu Krankheiten und sogar zum Tod des Organismus führen, da jedes Element eine bestimmte Rolle spielt. Makroelemente der ersten Gruppe bilden die Basis für Biopolymere - Proteine, Kohlenhydrate, Nukleinsäuren und auch Lipide, ohne die ein Leben unmöglich ist. Schwefel ist Teil einiger Proteine, Phosphor ist Teil von Nukleinsäuren, Eisen ist Teil von Hämoglobin und Magnesium ist Teil von Chlorophyll. Calcium spielt eine wichtige Rolle im Stoffwechsel.

Einige der in der Zelle enthaltenen chemischen Elemente sind in der Zusammensetzung anorganischer Substanzen enthalten - Mineralsalze und Wasser.

Mineralsalze befinden sich in der Zelle, üblicherweise in Form von Kationen (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) und Anionen (HPO 2/4, H₂PO - / 4, CI -, NSO₃), dessen Verhältnis die Acidität des Mediums bestimmt, die für die Vitalaktivität von Zellen wichtig ist.

(In vielen Zellen ist das Medium leicht alkalisch und der pH-Wert ändert sich fast nicht, da es immer ein bestimmtes Verhältnis von Kationen und Anionen enthält.)

Von anorganischen Stoffen in der Natur spielt Wasser eine große Rolle.

Ohne Wasser ist das Leben unmöglich. Es ist eine signifikante Masse der meisten Zellen. In menschlichen Gehirnzellen und Embryonen ist viel Wasser enthalten: Wasser macht mehr als 80% aus; In den Zellen des Fettgewebes - nur 40%. Mit dem Alter nimmt der Wassergehalt in den Zellen ab. Eine Person, die 20% Wasser verloren hat, stirbt.

Die einzigartigen Eigenschaften des Wassers bestimmen seine Rolle im Körper. Es ist an der Wärmeregulierung beteiligt, was auf die hohe Wärmekapazität von Wasser zurückzuführen ist - den Verbrauch großer Energiemengen beim Erhitzen. Was bestimmt die hohe Wärmekapazität von Wasser?

In einem Wassermolekül ist ein Sauerstoffatom kovalent an zwei Wasserstoffatome gebunden. Das Wassermolekül ist polar, da das Sauerstoffatom eine teilweise negative Ladung hat und jedes der zwei Wasserstoffatome hat

teilweise positive Ladung. Eine Wasserstoffbrücke bildet sich zwischen dem Sauerstoffatom eines Wassermoleküls und dem Wasserstoffatom eines anderen Moleküls. Wasserstoffbrücken bilden eine Kombination aus einer großen Anzahl von Wassermolekülen. Wenn Wasser erhitzt wird, wird ein erheblicher Teil der Energie für das Aufbrechen von Wasserstoffbrücken aufgewendet, was seine hohe Wärmekapazität bestimmt.

Wasser ist ein gutes Lösungsmittel. Aufgrund der Polarität seiner Moleküle interagieren sie mit positiv und negativ geladenen Ionen und tragen so zur Auflösung der Substanz bei. In Bezug auf Wasser sind alle Substanzen der Zelle in hydrophile und hydrophobe Substanzen unterteilt.

Hydrophile (aus dem Griechischen. Hydro - Water und Phileo - I love) werden Substanzen genannt, die sich in Wasser auflösen. Dazu gehören ionische Verbindungen (z. B. Salze) und einige nichtionische Verbindungen (z. B. Zucker).

Hydrophob (aus dem Griechischen. Wasser - Wasser und Phobos - Angst) sind Substanzen, die in Wasser unlöslich sind. Dazu gehören beispielsweise Lipide.

Wasser spielt eine wichtige Rolle bei den chemischen Reaktionen, die in wässrigen Lösungen in der Zelle stattfinden. Es löst Stoffwechselprodukte auf, die vom Körper nicht benötigt werden, und trägt so zu deren Entfernung aus dem Körper bei. Der hohe Wassergehalt in der Zelle verleiht ihm Elastizität. Wasser fördert die Bewegung verschiedener Substanzen innerhalb der Zelle oder von Zelle zu Zelle.

Die Körper der belebten und unbelebten Natur bestehen aus den gleichen chemischen Elementen. Die Zusammensetzung lebender Organismen umfasst anorganische Substanzen - Wasser und Mineralsalze. Die lebenswichtigen vielfältigen Funktionen von Wasser in einer Zelle beruhen auf den Besonderheiten ihrer Moleküle: ihrer Polarität und ihrer Fähigkeit, Wasserstoffbrücken zu bilden.

ANORGANISCHE ZELLENTEILE

In den Zellen lebender Organismen befinden sich etwa 90 Elemente, von denen etwa 25 in fast allen Zellen vorkommen. Entsprechend dem Zellgehalt werden die chemischen Elemente in drei große Gruppen eingeteilt: Makronährstoffe (99%), Mikroelemente (1%), Ultramikroelemente (weniger als 0,001%).

Makroelemente umfassen Sauerstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff, Phosphor, Kalium, Schwefel, Chlor, Calcium, Magnesium, Natrium, Eisen.
Die Spurenelemente umfassen Mangan, Kupfer, Zink, Jod, Fluor.
Ultramikroelemente umfassen Silber, Gold, Brom, Selen.

Organische Bestandteile der Zelle

Die wichtigste Funktion von Proteinen ist katalytisch. Proteinmoleküle, die die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen in einer Zelle um mehrere Größenordnungen erhöhen, werden Enzyme genannt. Ohne die Beteiligung von Enzymen findet kein biochemischer Prozess im Körper statt.

Derzeit werden über 2000 Enzyme gefunden. Ihre Effizienz ist um ein Vielfaches höher als die Effizienz anorganischer Katalysatoren, die in der Produktion verwendet werden. So ersetzt 1 mg Eisen in der Zusammensetzung des Enzyms Katalase 10 Tonnen anorganisches Eisen. Katalase erhöht die Zersetzungsgeschwindigkeit von Wasserstoffperoxid (H₂Oh!₂) 10 bis 11 mal. Enzymkatalysiert die Bildung von Kohlensäure (CO₂+H₂O = H₂MIT₃), beschleunigt die Reaktion um das 10fache.

Eine wichtige Eigenschaft von Enzymen ist die Spezifität ihrer Wirkung. Jedes Enzym katalysiert nur eine oder eine kleine Gruppe ähnlicher Reaktionen.

Die Substanz, die das Enzym beeinflusst, wird als Substrat bezeichnet. Die Strukturen des Enzymmoleküls und des Substrats müssen genau aufeinander abgestimmt sein. Dies erklärt die Spezifität der Wirkung von Enzymen. Wenn das Substrat mit dem Enzym kombiniert wird, ändert sich die räumliche Struktur des Enzyms.

Die Reihenfolge der Wechselwirkung zwischen dem Enzym und dem Substrat kann schematisch dargestellt werden:

Substrat + Enzym - Enzym-Substrat-Komplex - Enzym + Produkt.

Aus dem Diagramm geht hervor, dass sich das Substrat mit dem Enzym zu einem Enzym-Substrat-Komplex verbindet. In diesem Fall wird das Substrat zu einer neuen Substanz - einem Produkt. In der Endphase wird das Enzym aus dem Produkt freigesetzt und interagiert erneut mit dem nächsten Substratmolekül.

Enzyme funktionieren nur bei einer bestimmten Temperatur, Stoffkonzentration, Säuregehalt des Mediums. Veränderte Bedingungen führen zu einer Änderung der Tertiär- und Quaternärstruktur des Proteinmoleküls und folglich zur Unterdrückung der Aktivität des Enzyms. Wie läuft das? Nur ein bestimmter Teil des Enzymmoleküls, der als aktives Zentrum bezeichnet wird, hat katalytische Aktivität. Das aktive Zentrum enthält 3 bis 12 Aminosäurereste und wird durch Verbiegen der Polypeptidkette gebildet.

Unter dem Einfluss verschiedener Faktoren ändert sich die Struktur des Enzymmoleküls. Dies unterbricht die räumliche Konfiguration des aktiven Zentrums und das Enzym verliert seine Aktivität.

Enzyme sind Proteine, die die Rolle von biologischen Katalysatoren spielen. Dank Enzymen steigt die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen in Zellen um mehrere Größenordnungen. Eine wichtige Eigenschaft von Enzymen ist die Spezifität der Wirkung unter bestimmten Bedingungen.

Nukleinsäuren wurden in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts entdeckt. der Schweizer Biochemiker F. Micher, der aus den Zellkernen eine Substanz mit hohem Stickstoff - und Phosphorgehalt isolierte und sie "Nuklein" nannte (aus dem lateinischen Kern - Kern).

Nukleinsäuren speichern Erbinformationen über die Struktur und Funktionsweise jeder Zelle und aller Lebewesen auf der Erde. Es gibt zwei Arten von Nukleinsäuren - DNA (Desoxyribonukleinsäure) und RNA (Ribonukleinsäure). Nukleinsäuren haben wie Proteine ​​Spezies-Spezifität, das heißt, Organismen jeder Art haben ihren eigenen DNA-Typ. Betrachten Sie die Struktur der Nukleinsäuren, um die Ursachen der Spezifität der Spezies herauszufinden.

Nukleinsäuremoleküle sind sehr lange Ketten, die aus vielen hundert und sogar Millionen Nukleotiden bestehen. Jede Nukleinsäure enthält nur vier Arten von Nukleotiden. Die Funktionen von Nukleinsäuremolekülen hängen von ihrer Struktur, ihren Nukleotiden, ihrer Anzahl in der Kette und der Sequenz der Verbindung im Molekül ab.

Jedes Nukleotid besteht aus drei Komponenten: einer stickstoffhaltigen Base, einem Kohlenhydrat und Phosphorsäure. Jedes DNA-Nukleotid enthält eine von vier Arten von stickstoffhaltigen Basen (Adenin-A, Thymin-T, Guanin-G oder Cytosin-C) sowie Desoxyribose-Kohlenstoff- und Phosphorsäurereste.

Daher unterscheiden sich DNA-Nukleotide nur in der Art der Stickstoffbase.

Ein DNA-Molekül besteht aus einer Vielzahl von Nukleotiden, die in einer bestimmten Sequenz miteinander verkettet sind. Jede Art von DNA-Molekül hat eine eigene Anzahl und Sequenz von Nukleotiden.

DNA-Moleküle sind sehr lang. Beispielsweise wäre ein Brief mit einem Volumen von etwa 820000 Seiten erforderlich, um die Nukleotidsequenz in DNA-Moleküle aus einer einzelnen menschlichen Zelle (46 Chromosomen) zu schreiben. Die Abwechslung von vier Arten von Nukleotiden kann eine unendliche Anzahl von Varianten von DNA-Molekülen bilden. Diese strukturellen Merkmale von DNA-Molekülen ermöglichen es ihnen, eine große Menge an Informationen über alle Anzeichen von Organismen zu speichern.

Im Jahr 1953 wurde ein Modell der Struktur des DNA-Moleküls von dem amerikanischen Biologen J. Watson und dem englischen Physiker F. Crick erstellt. Wissenschaftler haben festgestellt, dass jedes DNA-Molekül aus zwei miteinander verbundenen und spiralförmig verdrehten Ketten besteht. Es hat das Aussehen einer Doppelhelix. In jeder Kette wechseln sich vier Arten von Nukleotiden in einer spezifischen Sequenz ab.

Die Nukleotidzusammensetzung der DNA unterscheidet sich in verschiedenen Arten von Bakterien, Pilzen, Pflanzen und Tieren. Sie ändert sich jedoch nicht mit dem Alter und hängt wenig von Umweltveränderungen ab. Die Nukleotide sind gepaart, das heißt, die Anzahl der Adeninnukleotide in einem beliebigen DNA-Molekül ist gleich der Anzahl der Thymidinnukleotide (A - T) und die Anzahl der Cytosinnukleotide ist gleich der Anzahl der Guaninnukleotide (C - D). Dies beruht auf der Tatsache, dass die Verbindung zweier Ketten in einem DNA-Molekül einer bestimmten Regel folgt: Adenin einer Kette ist immer nur durch zwei Wasserstoffbrückenbindungen mit Thymin der anderen Kette und Guanin - durch drei Wasserstoffbrückenbindungen an Cytosin, dh Nukleotidketten eines Moleküls, gebunden DNA ist komplementär, komplementär.

DNA enthält alle Bakterien, die überwiegende Mehrheit der Viren. Es kommt in den Zellkernen von Tieren, Pilzen und Pflanzen sowie in Mitochondrien und Chloroplasten vor. Im Kern jeder Zelle des menschlichen Körpers befinden sich 6,6 x 10-12 g DNA und im Kern der Keimzellen - zweimal weniger - 3,3 x 10-12 g.

Nukleinsäuremoleküle - DNA und RNA bestehen aus Nukleotiden. Das DNA-Nukleotid enthält eine stickstoffhaltige Base (A, T, G, C), ein Desoxyribose-Kohlenhydrat und einen Rest eines Phosphorsäuremoleküls. Ein DNA-Molekül ist eine Doppelhelix, die aus zwei Ketten besteht, die nach dem Komplementaritätsprinzip durch Wasserstoffbrückenbindungen verbunden sind. DNA-Funktion - Speicherung von Erbinformationen.

In den Zellen aller Organismen befinden sich ATP-Adenosintriphosphatmoleküle. ATP ist eine universelle Zellsubstanz, deren Molekül energiereiche Bindungen aufweist. Ein ATP-Molekül ist eine Art von Nukleotiden, die wie andere Nukleotide aus drei Komponenten bestehen: der stickstoffhaltigen Base - Adenin, der Kohlenhydrat-Ribose, aber statt einer enthält sie drei Reste von Phosphorsäuremolekülen (12). Die in der Figur durch das Symbol angezeigten Bindungen sind energiereich und werden als Hochenergie bezeichnet. Jedes ATP-Molekül enthält zwei makroergische Bindungen.

Wenn die makroergische Bindung unterbrochen wird und das einzelne Phosphorsäuremolekül mit Enzymen gespalten wird, werden 40 kJ / mol Energie freigesetzt, und ATP wird in ADP-Adenosindiphosphorsäure umgewandelt. Bei Entfernung eines weiteren Phosphorsäuremoleküls werden weitere 40 kJ / mol freigesetzt; Es entsteht AMP - Adenosinmonophosphorsäure. Diese Reaktionen sind reversibel, das heißt, AMP kann zu ADP werden, ADP - zu ATP.

ATP-Moleküle werden nicht nur gespalten, sondern auch synthetisiert, sodass ihr Gehalt in der Zelle relativ konstant ist. Der Wert von ATP im Zellleben ist enorm. Diese Moleküle spielen eine führende Rolle im Energiestoffwechsel, um die Vitalaktivität der Zelle und des gesamten Organismus sicherzustellen.

Abb. 12. Schema der Struktur von ATP.

Ein RNA-Molekül ist in der Regel eine einzelne Kette, die aus vier Arten von Nukleotiden besteht - A, U, G und C. Drei Hauptarten von RNA sind bekannt: mRNA, rRNA und tRNA. Der Gehalt an RNA-Molekülen in der Zelle ist nicht konstant, sie sind an der Proteinbiosynthese beteiligt. ATP ist eine universelle energetische Substanz der Zelle, in der es energiereiche Bindungen gibt. ATP spielt eine zentrale Rolle im Energiestoffwechsel in der Zelle. RNA und ATP sind sowohl im Zellkern als auch im Zytoplasma der Zelle enthalten.

Aufgaben und Tests zum Thema "Thema 4." Die chemische Zusammensetzung der Zelle "."

• Zellchemische Zusammensetzung - Zytologie - Zellwissenschaft Allgemeine biologische Muster (Klasse 9–11)

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Nachdem Sie an diesen Themen gearbeitet haben, sollten Sie in der Lage sein:

1. Beschreiben Sie die folgenden Konzepte und erläutern Sie die Beziehungen zwischen ihnen:
   • Polymermonomer;
   • Kohlenhydrat, Monosaccharid, Disaccharid, Polysaccharid;
   • Lipid, Fettsäure, Glycerin;
   • Aminosäure, Peptidbindung, Protein;
   • Katalysator, Enzym, aktives Zentrum;
   • Nukleinsäure, Nukleotid.
2. Nennen Sie die 5-6 Gründe, aus denen Wasser eine wichtige Komponente lebender Systeme darstellt.
3. Nennen Sie die vier Hauptklassen organischer Verbindungen, die in lebenden Organismen enthalten sind. charakterisieren die Rolle eines jeden von ihnen.
4. Erklären Sie, warum enzymgesteuerte Reaktionen von Temperatur, pH-Wert und der Anwesenheit von Coenzymen abhängen.
5. Erzählen Sie von der Rolle von ATP im Energiesektor der Zelle.
6. Nennen Sie die Ausgangsmaterialien, Hauptschritte und Endprodukte der Reaktionen, die durch Licht- und Kohlenstofffixierungsreaktionen verursacht werden.
7. Beschreiben Sie kurz das allgemeine Schema der Zellatmung, aus dem klar hervorgeht, welchen Platz die Glykolyse-Reaktionen, der G.-Krebs-Zyklus (Zitronensäure-Zyklus) und die Elektronentransferkette einnehmen.
8. Vergleichen Sie Atem und Gärung.
9. Beschreiben Sie die Struktur des DNA-Moleküls und erklären Sie, warum die Anzahl der Adeninreste der Anzahl der Thyminreste und die Anzahl der Guaninreste der Anzahl der Cytosinreste entspricht.
10. Erstellen Sie ein kurzes Schema für die Synthese von RNA auf DNA (Transkription) in Prokaryoten.
11. Beschreiben Sie die Eigenschaften des genetischen Codes und erläutern Sie, warum er Triplett sein sollte.
12. Bestimmen Sie anhand dieser DNA-Kette und der Codontabelle die komplementäre Sequenz der Messenger-RNA, geben Sie die Codons der Transport-RNA und die Aminosäuresequenz an, die als Ergebnis der Translation gebildet wird.
13. Listen Sie die Stadien der Proteinsynthese auf Ribosomenebene auf.

Algorithmus zur Lösung von Problemen.

Typ 1. Selbstkopierende DNA.

Einer der DNA-Stränge hat die folgende Nukleotidsequenz:
AGTATSGATATSTSTGTTTTSG.
Welche Nukleotidsequenz hat die zweite Kette desselben Moleküls?

Um die Nukleotidsequenz des zweiten Strangs des DNA-Moleküls zu schreiben, reicht es aus, wenn die Sequenz des ersten Strangs bekannt ist, Thymin durch Adenin, Adenin durch Thymin, Guanin-Cytosin und Cytosin durch Guanin zu ersetzen. Nach einem solchen Ersatz erhalten wir die Reihenfolge:
TATSTGGTSTATGAGTSTAAATG.

Typ 2. Proteinkodierung.

Die Aminosäurekette des Ribonuklease-Proteins hat den folgenden Anfang: Lysin-Glutamin-Threonin-Alanin-Alanin-Alanin-Lysin.
Welche Nukleotidsequenz startet das diesem Protein entsprechende Gen?

Verwenden Sie dazu die Tabelle des genetischen Codes. Für jede Aminosäure finden wir ihre Code-Bezeichnung in Form der entsprechenden drei Nukleotide und schreiben sie aus. Plaziert man diese Tripel in der gleichen Reihenfolge, in der die entsprechenden Aminosäuren liegen, erhält man die Formel für die Struktur des informationellen RNA-Segments. In der Regel gibt es mehrere solcher Tripel, die Wahl wird nach Ihrer Entscheidung getroffen (es wird jedoch nur eines der Tripel genommen). Lösungen können jeweils mehrere sein.
AAACAAATSUGTSGGTSUGTSGAAG

Typ 3. Decodierung von DNA-Molekülen.

Mit welcher Aminosäuresequenz beginnt ein Protein, wenn es mit der folgenden Nukleotidsequenz kodiert wird:
ACGSTsCATSGGTGCGGT.

Nach dem Prinzip der Komplementarität finden wir die Struktur einer Region der Messenger-RNA, die auf einem bestimmten Abschnitt des DNA-Moleküls gebildet wird:
UGTSGGGAATSGGTsTSA.

Dann wenden wir uns der Tabelle des genetischen Codes zu. Für jedes der drei Nukleotide suchen und schreiben wir beginnend mit dem ersten die entsprechende Aminosäure:
Cystein-Glycin-Tyrosin-Arginin-Prolin-.

Ivanova TV, Kalinova G. S., Myagkova A.N. "Allgemeine Biologie". Moskau, "Aufklärung", 2000

• Thema 4. "Die chemische Zusammensetzung der Zelle." §2-§7 S. 7-21
• Thema 5. "Photosynthese". §16-17, S. 44-48
• Thema 6. "Zellatmung." §12-13, S. 34-38
• Thema 7. "Genetische Informationen". §14-15 S. 39-44

http://www.yaklass.ru/materiali?mode=lsnthemethemeid=106

Die Rolle von Spurenelementen im Körper

Kobalt ist Teil von Vitamin B₁₂ und an der Synthese von Hämoglobin beteiligt ist, führt sein Mangel zu Anämie.

1 - Kobalt in der Natur; 2 - Strukturformel von Vitamin B₁₂; 3 - Erythrozyten eines gesunden Menschen und Erythrozyten eines Patienten mit Anämie

Molybdän in der Zusammensetzung von Enzymen ist an der Stickstofffixierung in Bakterien beteiligt und stellt den Stomatalapparat in Pflanzen sicher.

1 - Molybdänit (ein Molybdän enthaltendes Mineral); 2 - stickstoffbindende Bakterien; 3 - stomatales Gerät

Kupfer ist ein Bestandteil des Enzyms, das an der Synthese von Melanin (Hautpigment) beteiligt ist, beeinflusst das Wachstum und die Reproduktion von Pflanzen sowie die Blutbildung in tierischen Organismen.

1 - Kupfer; 2 - Melaninpartikel in den Hautzellen; 3 - Pflanzenwachstum und -entwicklung

Jod in allen Wirbeltieren ist Teil des Schilddrüsenhormons Thyroxin.

1 - Jod; 2 - das Auftreten der Schilddrüse; 3 - Schilddrüsenzellen, die Thyroxin synthetisieren

Bor beeinflusst die Wachstumsprozesse von Pflanzen, sein Mangel führt zum Absterben von Blütenknospen, Blüten und Eierstöcken.

1 - Bor in der Natur; 2 - räumliche Struktur von Bor; 3 - apikale Niere

Zink ist Teil des Hormons der Bauchspeicheldrüse - Insulin und wirkt sich auch auf das Wachstum von Tieren und Pflanzen aus.

1 - die räumliche Struktur von Insulin; 2 - Bauchspeicheldrüse; 3 - Wachstum und Entwicklung von Tieren

In den Organismen von Pflanzen und Mikroorganismen stammen Spurenelemente aus Boden und Wasser; in Organismen von Tieren und Menschen - mit Nahrungsmitteln, als Teil natürlicher Gewässer und mit Luft.

Organismen, die bestimmte Spurenelemente ansammeln können, werden als konzentrierende Organismen bezeichnet.

Algen wie Fucus und Seetang können sich in Organismen mit bis zu 1% Jod anreichern. Für die industrielle Herstellung dieser Mikrozelle werden Algen verwendet.

Kupferkonzentratoren sind Kraken, Tintenfische, Austern und einige andere Mollusken. Kupfer, das Teil des Pigmentes der Atemwege ist - Hämocyanin - spielt in ihrem Blut die gleiche Rolle wie Eisen im menschlichen Blut.

Pflanzen aus der Familie der Hahnenfußgewächse (Hahnenfuß, Einzugsgebiet, Badegefäß usw.) können Lithium anreichern.

Schachtelhalm ist ein Meister unter den Pflanzen hinsichtlich des Gehalts an Silizium. So enthält der Schachtelhalm 9% Kieselsäure und Asche bis zu 96%. Silizium wird in großen Mengen von Meeresorganismen - Diatomeen, Radiolarien, Schwämmen - konzentriert. Silica baute ihre Skelettelemente - Schalen der einfachsten und Skelette einiger Schwämme.

Fehlende oder überschüssige Spurenelemente führen zu Stoffwechselstörungen und zu Erkrankungen bei Mensch und Tier - biogeochemische Endämie.

Ultramikroelemente (lateinisch ultra oben, außen; griechisches mikrós - small und latein elemėntum - Ausgangssubstanz) - chemische Elemente, die in Organismen in vernachlässigbar geringen Konzentrationen enthalten sind. Dazu gehören Gold, Beryllium, Silber und einige andere Elemente.

Ihre physiologische Rolle in lebenden Organismen ist noch nicht vollständig nachgewiesen.

http://biolicey2vrn.ru/index/khimicheskij_sostav_kletki/0-762

Dashkov Maxim Leonidovich, Biologielehrer in Minsk

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1. In welcher Gruppe gehören alle Elemente zu Makroelementen? Elemente nachverfolgen?

a) Eisen, Schwefel, Kobalt; b) Phosphor, Magnesium, Stickstoff; c) Natrium, Sauerstoff, Jod; g) Fluor, Kupfer, Mangan.

Makroelemente umfassen: b) Phosphor, Magnesium und Stickstoff.

Spurenelemente umfassen: d) Fluor, Kupfer, Mangan.

2. Welche chemischen Elemente werden Makronährstoffe genannt? Listen Sie sie auf. Welchen Wert haben Makronährstoffe in lebenden Organismen?

Makronährstoffe sind chemische Elemente, deren Gehalt in lebenden Organismen mehr als 0,01 Gew.-% beträgt. Makroelemente sind Sauerstoff (O), Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H), Stickstoff (N), Calcium (Ca), Phosphor (P), Kalium (K), Schwefel (S), Chlor (Cl), Natrium (Na) ) und Magnesium (Mg). Für Pflanzen ist Makronährstoff auch Silizium (Si).

Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff - die Hauptbestandteile der organischen Verbindungen lebender Organismen. Darüber hinaus sind Sauerstoff und Wasserstoff Teil von Wasser, dessen Massenanteil in lebenden Organismen im Durchschnitt 60-75% beträgt. Molekularer Sauerstoff (O₂) wird von den meisten lebenden Organismen zur Zellatmung verwendet, wobei der Körper die notwendige Energie benötigt. Schwefel ist ein Bestandteil von Proteinen und einigen Aminosäuren, Phosphor ist Bestandteil organischer Verbindungen (z. B. DNA, RNA, ATP), Komponenten des Knochengewebes und Zahnschmelz. Chlor ist Teil der Salzsäure des Magensaftes von Mensch und Tier.

Kalium und Natrium sind an der Erzeugung bioelektrischer Potentiale beteiligt und gewährleisten die Aufrechterhaltung des normalen Rhythmus der Herzaktivität bei Mensch und Tier. Kalium ist auch an der Photosynthese beteiligt. Calcium und Magnesium sind Teil des Knochengewebes, des Zahnschmelzes. Außerdem ist Calcium für die Blutgerinnung und Muskelkontraktion notwendig, es ist Teil der Zellwand der Pflanze und Magnesium ist Teil von Chlorophyll und einer Reihe von Enzymen.

3. Welche Elemente werden als Spurenelemente bezeichnet? Beispiele geben. Welche Rolle spielen Spurenelemente für die Vitalaktivität von Organismen?

Spurenelemente werden als wichtige chemische Elemente bezeichnet, deren Massenanteil in lebenden Organismen 0,01% oder weniger beträgt. Diese Gruppe umfasst Eisen (Fe), Zink (Zn), Kupfer (Cu), Fluor (F), Jod (I), Mangan (Mn), Cobalt (Co), Molybdän (Mo) und einige andere Elemente.

Eisen ist Teil von Hämoglobin, Myoglobin und vielen Enzymen. Es ist an den Prozessen der Zellatmung und der Photosynthese beteiligt. Kupfer ist Teil von Hämocyaninen (respiratorische Pigmente des Blutes und der Hämolymphe einiger Invertebraten) und ist an den Prozessen der Zellatmung, der Photosynthese und der Hämoglobinsynthese beteiligt. Zink ist Teil des Hormons Insulin, einige Enzyme sind an der Synthese von Phytohormonen beteiligt. Fluorid ist Bestandteil des Zahnschmelzes und des Knochengewebes, Jod gehört zu den Hormonen der Schilddrüse (Triiodthyronin und Thyroxin). Mangan ist Teil einer Reihe von Enzymen oder erhöht deren Aktivität, ist an der Bildung von Knochen beteiligt, bei der Photosynthese. Kobalt ist für Blutbildungsprozesse notwendig, es ist ein Teil von Vitamin B₁₂. Molybdän ist an der Bindung von molekularem Stickstoff beteiligt (N₂) Knötchenbakterien.

4. Stellen Sie eine Übereinstimmung zwischen dem chemischen Element und seiner biologischen Funktion her:

1) Calcium

2) Magnesium

3) Kobalt

4) Jod

5) Zink

6) Kupfer

a) an der Synthese von Pflanzenhormonen beteiligt ist, ist Teil Insulin.

b) gehört zu den Schilddrüsenhormonen.

c) ist eine Komponente von Chlorophyll.

g) ist Teil der Hämocyanine einiger Invertebraten.

e) notwendig für Muskelkontraktion und Blutgerinnung.

e) ist Teil von Vitamin B₁₂.

1 - d (Kalzium ist für Muskelkontraktion und Blutgerinnung notwendig);

2 - in (Magnesium ist eine Komponente von Chlorophyll);

3 - e (Kobalt ist Teil von Vitamin B₁₂);

4-b (Jod ist Teil der Schilddrüsenhormone);

5 - a (Zink ist an der Synthese von Pflanzenhormonen beteiligt, ist Teil von Insulin);

6 - g (Kupfer ist Teil der Hämocyanine einiger Invertebraten).

5. Erläutern Sie anhand des Materials zur biologischen Rolle von Makro- und Mikroelementen und den Erkenntnissen, die bei der Untersuchung des menschlichen Körpers in der 9. Klasse erworben wurden, die Folgen eines Mangels an bestimmten chemischen Elementen im menschlichen Körper.

Bei einem Mangel an Kalzium verschlechtert sich beispielsweise der Zustand der Zähne und der Zahnverfall, eine erhöhte Neigung der Knochen zur Verformung und zum Bruch tritt auf, es treten Krämpfe auf und die Blutgerinnung nimmt ab. Ein Mangel an Kalium führt zu Schläfrigkeit, Depression, Muskelschwäche und Herzrhythmusstörungen. Bei Eisenmangel wird eine Abnahme des Hämoglobinspiegels beobachtet, es kommt zu Anämie (Anämie). Bei unzureichender Jodzufuhr wird die Synthese von Triiodthyronin und Thyroxin (Schilddrüsenhormonen) gestört, es kann eine Vergrößerung der Schilddrüse in Form von Struma auftreten, es kommt zu einer schnellen Ermüdung, einer Verschlechterung des Gedächtnisses, einer Abnahme der Aufmerksamkeit, usw. Bei Kindern kann dies zu Verzögerungen führen körperliche und geistige Entwicklung. Bei Kobaltmangel nimmt die Anzahl der Erythrozyten im Blut ab. Fluor-Mangel kann zur Zerstörung und zum Verlust von Zähnen sowie zu Zahnfleischschäden führen.

6. Die Tabelle zeigt den Gehalt der wichtigsten chemischen Elemente in der Erdkruste (in Gew.-%). Vergleichen Sie die Zusammensetzung der Kruste und der lebenden Organismen. Was zeichnet die elementare Zusammensetzung lebender Organismen aus? Welche Tatsachen lassen eine Schlussfolgerung über die Einheit der belebten und unbelebten Natur zu?

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