Carbohydrate chiếm ưu thế trong thành phần sống của tế bào. chất hữu cơ. Các chất vô cơ của tế bào

Chất hữu cơ trong tế bào Chúng chiếm 20-30% khối lượng tế bào. Chúng bao gồm các chất tạo màng sinh học - protein, axit nucleic, carbohydrate, chất béo, ATP, v.v. Các loại tế bào khác nhau chứa lượng hợp chất hữu cơ khác nhau. Carbohydrate phức tạp chiếm ưu thế trong tế bào thực vật, protein và chất béo chiếm ưu thế trong động vật. Tuy nhiên, mỗi nhóm chất hữu cơ trong bất kỳ loại tế bào nào cũng thực hiện các chức năng sau: cung cấp năng lượng, làm vật liệu xây dựng, mang thông tin, v.v. Những con sóc. Trong số các chất hữu cơ của tế bào, prôtêin chiếm vị trí đầu tiên về số lượng và giá trị. Ở động vật, chúng chiếm 50% khối lượng khô của tế bào. Trong cơ thể người, có rất nhiều loại phân tử protein khác nhau và với protein của các sinh vật khác. chúng tương tác với nhau:

Liên kết peptit:

Khi kết hợp với nhau, các phân tử tạo thành: đipeptit, tripeptit hoặc polypeptit. Nó là một hợp chất của 20 hoặc nhiều axit amin. Thứ tự chuyển hóa của các axit amin trong phân tử là đa dạng nhất. Nó cho phép tồn tại
các biến thể khác nhau về yêu cầu và tính chất của phân tử protein. Trình tự của các axit amin trong một phân tử được gọi là cấu trúc. Sơ cấp - tuyến tính. Thứ cấp - xoắn ốc. Đệ tam - hình cầu. Đệ tứ - liên kết của các hạt cầu (hemoglobin). Sự mất tổ chức cấu trúc của một phân tử được gọi là sự biến tính. Nguyên nhân là do sự thay đổi nhiệt độ, pH, bức xạ. Với một tác động nhẹ, phân tử có thể khôi phục lại các đặc tính của nó. Nó được sử dụng trong y học (thuốc kháng sinh). Các chức năng của protein trong tế bào rất đa dạng. Quan trọng nhất là xây dựng. Protein tham gia vào việc hình thành tất cả các màng tế bào trong các bào quan. Chức năng xúc tác là cực kỳ quan trọng - tất cả các enzym đều là protein. Chức năng vận động được cung cấp bởi các protein co bóp. Vận chuyển - bao gồm việc gắn các nguyên tố hóa học và chuyển chúng đến các mô. Chức năng bảo vệ được cung cấp bởi các protein đặc biệt - kháng thể hình thành trong bạch cầu. Protein đóng vai trò như một nguồn năng lượng - với sự phân hủy hoàn toàn 1 g protein, 11,6 kJ sẽ được giải phóng. Carbohydrate.Đây là các hợp chất của cacbon, hydro và oxy. đại diện bởi các loại đường. Ô chứa tối đa 5%. Loại giàu nhất - tế bào thực vật - chiếm tới 90% khối lượng (khoai tây, gạo). Chúng được chia thành đơn giản và phức tạp. Đơn giản - monosugar (glucozơ) C 6 H 12 O 6, đường nho, fructozơ. Disahara - (sucrose) C] 2 H 22 O 11 củ cải đường và đường mía. Polysugar (xenlulozơ, tinh bột) (C 6 H 10 O 5) n. Carbohydrate thực hiện chủ yếu các chức năng xây dựng và năng lượng. Khi 1 g cacbohydrat bị oxi hóa, 17,6 kJ được giải phóng. Tinh bột và glycogen đóng vai trò là nguồn dự trữ năng lượng của tế bào. Lipit.Đây là chất béo và các chất giống như chất béo trong tế bào. Chúng là este của glixerol và các axit no và không no có khối lượng phân tử cao. Chúng có thể ở thể rắn và lỏng - dầu. Cây chứa trong hạt, từ 5-15% chất khô. Chức năng chính là năng lượng - khi 1 g chất béo được phân chia, 38,9 kJ được giải phóng. Chất béo là kho chứa các chất dinh dưỡng. Chất béo thực hiện chức năng xây dựng, là chất cách nhiệt tốt. Các axit nucleic.Đây là những hợp chất hữu cơ phức tạp. Chúng bao gồm C, H 2, O 2, N 2, P. Chứa trong nhân và tế bào chất.
a) ADN là một polynucleotit sinh học gồm hai chuỗi nuclêôtit. Nucleotides - bao gồm 4 gốc nitơ: 2 purine - Adenine và Valine, 2 pyrimedins Cytosine và Guanine, cũng như đường - deoxyribose và dư lượng axit photphoric. Trong mỗi chuỗi, các nucleotit được nối với nhau bằng liên kết cộng hóa trị. Các chuỗi nucleotide tạo thành các vòng xoắn. Một chuỗi xoắn DNA được đóng gói với các protein tạo thành một cấu trúc - một nhiễm sắc thể. b) ARN là polime, các đơn phân là các nuclêôtit gần với ADN, các bazơ nitơ - A, G, C. Thay vì thymin thì có Uôn. Cacbohydrat của ARN là riboza, có phần dư là axit photphoric.

RNA sợi đôi là chất mang thông tin di truyền. Sợi đơn - mang thông tin về trình tự của các axit amin trong protein. Có một số RNA mạch đơn: - Ribôxôm - 3-5 nghìn nucleotit; - Thông tin - 300-30000 nucleotide; - Vận chuyển - 76-85 nucleotide. Quá trình tổng hợp protein được thực hiện trên ribôxôm với sự tham gia của tất cả các loại ARN.

câu hỏi kiểm tra

1. Tế bào - một sinh vật hay một phần của nó? 2. Thành phần sơ cấp của tế bào. 3. Nước và khoáng chất. 4. Chất hữu cơ của tế bào. 5. Protein. 6. Carbohydrate, chất béo. 7. ADN. 8. ARN.

Chủ đề 2.2 Cấu trúc và chức năng của tế bào

câu hỏi kiểm tra

1. Cấp độ tổ chức tế bào có ý nghĩa như thế nào? 2. Đặc điểm của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực. 3. Cấu trúc của tế bào nhân sơ. 4. Hình thái của sinh vật nhân sơ. 5. Cấu trúc của sinh vật nhân thực. 6. Cấu tạo và chức năng của hạt nhân. 7. Karyotype và các tính năng của nó. 8. Cấu trúc và chức năng của nucleolus. Chủ đề 2.2.1 Phức hợp Golgi, lysosome, ti thể,

ribôxôm, trung tâm tế bào; bào quan chuyển động

Tế bào chất- Đây là môi trường bán lỏng bên trong của tế bào, trong đó diễn ra tất cả các quá trình sinh hoá. Nó chứa các cấu trúc - organoids và giao tiếp giữa chúng. Các bào quan có các đặc điểm thường xuyên về cấu trúc và hành vi trong các thời kỳ khác nhau của đời sống tế bào và thực hiện một số chức năng nhất định. Có các bào quan đặc trưng cho tất cả các tế bào - ti thể, trung tâm tế bào, bộ máy Golgi, ribosome, ER, lysosome. Các bào quan vận động - roi và lông mao là đặc trưng của sinh vật đơn bào. Nhiều chất khác nhau được lắng đọng trong tế bào chất - bao thể. Đây là những cấu trúc vĩnh viễn phát sinh trong quá trình sống. Thể vùi dày đặc là hạt, thể vùi lỏng là không bào. Kích thước của chúng được xác định bởi hoạt động sống của các tế bào. Cơ sở của tổ chức cấu trúc của tế bào là nguyên tắc cấu trúc màng. Điều này có nghĩa là tế bào chủ yếu được xây dựng bằng màng. Tất cả các màng đều có cấu trúc tương tự nhau. Mô hình được chấp nhận được coi là cấu trúc khảm chất lỏng: màng được hình thành bởi hai hàng lipid trong đó các phân tử protein được nhúng ở các độ sâu khác nhau. Màng ngoài tế bào chất Nó có trong tất cả các tế bào và ngăn cách tế bào chất với môi trường bên ngoài, tạo nên bề mặt của tế bào. Bề mặt tế bào không đồng nhất, tính chất sinh lý khác nhau. Tế bào có độ bền và độ đàn hồi cao. Trong màng tế bào chất có các lỗ thông qua đó xảy ra sự di chuyển của các phân tử các chất. Sự xâm nhập của các chất vào tế bào là một quá trình cần năng lượng. Màng tế bào có đặc tính bán thấm. Cơ chế của tính bán thấm là thẩm thấu. Ngoài sự thẩm thấu, các chất hóa học và chất rắn có thể xâm nhập vào tế bào do những chỗ lồi lõm - đây là hiện tượng pinocetosis và hiện tượng thực bào. Màng tế bào chất cũng cung cấp thông tin liên lạc giữa các tế bào trong các mô của sinh vật đa bào do nhiều nếp gấp và hình thành.

Các chất hữu cơ cấu tạo nên tế bào.
Các hợp chất hữu cơ chiếm trung bình 20-30% khối lượng tế bào của một cơ thể sống. Chúng bao gồm các polyme sinh học - protein, axit nucleic và carbohydrate, cũng như chất béo và một số phân tử nhỏ - hormone, sắc tố, ATP và nhiều loại khác. Các loại tế bào khác nhau chứa lượng hợp chất hữu cơ khác nhau. Tế bào thực vật bị chi phối bởi các carbohydrate phức tạp - polysaccharid; ở động vật - nhiều protein và chất béo hơn. Tuy nhiên, mỗi nhóm chất hữu cơ trong bất kỳ loại tế bào nào cũng thực hiện các chức năng tương tự nhau.
Những con sóc. Trong số các chất hữu cơ của tế bào, prôtêin chiếm vị trí hàng đầu cả về số lượng và giá trị. Ở động vật, chúng chiếm khoảng 50% khối lượng khô của tế bào. Trong cơ thể con người, có 5 triệu loại phân tử protein không chỉ khác nhau mà còn với protein của các sinh vật khác.
Mặc dù có cấu trúc đa dạng và phức tạp như vậy nhưng chúng chỉ được xây dựng từ 20 loại axit amin khác nhau.
Protein được phân lập từ các sinh vật sống - động vật, thực vật và vi sinh vật - bao gồm hàng trăm và đôi khi hàng nghìn sự kết hợp của 20 axit amin cơ bản. Thứ tự luân phiên của chúng là đa dạng nhất, điều này có thể làm cho sự tồn tại của một số lượng lớn các phân tử protein khác nhau. Ví dụ, đối với một protein chỉ bao gồm 20 gốc axit amin, về mặt lý thuyết có thể có khoảng 2.1018 biến thể, khác nhau về sự thay thế của các axit amin và do đó về đặc tính của các phân tử protein khác nhau. Trình tự của các axit amin trong một chuỗi polypeptit được gọi là cấu trúc cơ bản của protein. Tuy nhiên, phân tử protein ở dạng chuỗi axit amin nối tiếp với nhau bằng liên kết peptit vẫn chưa có khả năng thực hiện các chức năng cụ thể. Điều này đòi hỏi một tổ chức cấu trúc cao hơn. Bằng cách hình thành các liên kết hydro giữa các gốc cacboxyl và các nhóm amin của các axit amin khác nhau, phân tử protein có dạng xoắn ốc. Đây là cấu trúc thứ cấp của protein. Nhưng ngay cả nó thường là không đủ để có được hoạt động đặc trưng. Chỉ một phân tử có cấu trúc bậc ba mới có thể hoạt động như một chất xúc tác hoặc bất kỳ chất nào khác. Cấu trúc bậc ba được hình thành do sự tương tác của các gốc, đặc biệt là các gốc của axit amin cysteine, có chứa lưu huỳnh. Các nguyên tử lưu huỳnh của hai axit amin nằm ở một khoảng cách nào đó với nhau trong chuỗi polypeptit được kết nối với nhau, tạo thành cái gọi là disulfua, hoặc liên kết 5-3. Do những tương tác này, cũng như các liên kết kém bền khác, chuỗi xoắn protein sẽ cuộn lại và có dạng một quả bóng, hoặc hình cầu. Phương pháp gấp các vòng xoắn polypeptit thành hình cầu được gọi là cấu trúc bậc ba của protein. Nhiều protein có cấu trúc bậc ba có thể hoàn thành vai trò sinh học của chúng trong tế bào. Tuy nhiên, một số chức năng của cơ thể đòi hỏi sự tham gia của các protein với mức độ tổ chức cao hơn. Một tổ chức như vậy được gọi là cấu trúc bậc bốn. Nó là sự liên kết chức năng của một số (hai, ba hoặc nhiều) phân tử protein với một tổ chức bậc ba. Một ví dụ về một loại protein phức tạp như vậy là hemoglobin. Phân tử của nó bao gồm bốn phân tử liên kết với nhau.
Sự mất đi một phân tử protein về tổ chức cấu trúc của nó được gọi là sự biến tính.
Sự biến tính có thể do thay đổi nhiệt độ, mất nước, tiếp xúc với tia X và các ảnh hưởng khác. Đầu tiên, cấu trúc yếu nhất, bậc bốn, bị phá hủy, sau đó là cấu trúc bậc ba, thứ cấp và trong những điều kiện khắc nghiệt nhất, cấu trúc chính. Nếu sự thay đổi điều kiện môi trường không dẫn đến phá hủy cấu trúc sơ cấp của phân tử, thì khi điều kiện môi trường bình thường được phục hồi, cấu trúc của prôtêin cũng được tái tạo lại hoàn toàn. Quá trình này được gọi là sự biến tính. Đặc tính này của protein để khôi phục hoàn toàn cấu trúc đã mất được sử dụng rộng rãi trong ngành y tế và thực phẩm để điều chế một số chế phẩm y tế, chẳng hạn như thuốc kháng sinh, để thu được các chất cô đặc thực phẩm giữ được các đặc tính dinh dưỡng của chúng trong một thời gian dài khi sấy khô.
Các chức năng của protein trong tế bào là vô cùng đa dạng. Một trong những điều quan trọng nhất là chức năng xây dựng: protein tham gia vào việc hình thành tất cả các màng tế bào và các bào quan tế bào, cũng như các cấu trúc ngoại bào. Vai trò xúc tác của protein có tầm quan trọng đặc biệt. Tất cả các enzym đều là những chất có bản chất là protein, chúng đẩy nhanh các phản ứng hóa học diễn ra trong tế bào lên hàng chục, hàng trăm nghìn lần.
Chức năng vận động của cơ thể sống được cung cấp bởi các protein co bóp đặc biệt. Các protein này tham gia vào tất cả các dạng chuyển động mà tế bào và sinh vật có khả năng thực hiện: sự nhấp nháy của lông mao và sự đập của trùng roi ở động vật nguyên sinh, sự co cơ ở động vật đa bào, sự di chuyển của lá ở thực vật, v.v.
Chức năng vận chuyển của protein là gắn các nguyên tố hóa học (ví dụ, oxy) hoặc các chất có hoạt tính sinh học (hormone) và chuyển chúng đến các mô và cơ quan khác nhau của cơ thể.
Khi các protein hoặc vi sinh vật lạ xâm nhập vào cơ thể, các tế bào bạch cầu - bạch cầu - tạo thành các protein đặc biệt - kháng thể. Chúng liên kết và trung hòa các chất không phải là đặc trưng của cơ thể - đây là chức năng bảo vệ.
Protein cũng đóng vai trò là một trong những nguồn năng lượng trong tế bào, tức là chúng thực hiện một chức năng năng lượng. Khi phân hủy hoàn toàn 1 g protein, năng lượng 17,6 kJ được giải phóng.
Carbohydrate. Carbohydrate, hoặc saccharide, là các chất hữu cơ. Hầu hết các cacbohydrat có số nguyên tử hydro gấp đôi số nguyên tử oxy. Do đó, những chất này được gọi là carbohydrate.
Trong tế bào động vật, carbohydrate được tìm thấy với số lượng không quá 1-2, đôi khi là 5%. Tế bào thực vật giàu carbohydrate nhất, trong một số trường hợp, hàm lượng của chúng lên tới 90% khối lượng khô (củ khoai tây, hạt, v.v.).
Carbohydrate rất đơn giản và phức tạp. Carbohydrate đơn giản được gọi là monosaccharide. Tùy thuộc vào số nguyên tử cacbon trong phân tử, monosaccarit được gọi là trioses - 3 nguyên tử, tetroses - 4, pentoses - 5 và hexoses - 6 nguyên tử cacbon. Trong số các monosaccharide sáu carbon - hexoses, quan trọng nhất là glucose, fructose và galactose. Glucose được chứa trong máu (0,1-0,12%). Pentoses - ribose và deoxyribose - là một phần của axit nucleic và ATP. Nếu hai monosaccharide kết hợp trong một phân tử, một hợp chất như vậy được gọi là disaccharide. Đường ăn kiêng, thu được từ mía hoặc củ cải đường, bao gồm một phân tử glucose và một phân tử fructose, đường sữa - glucose và galactose.
Carbohydrate phức tạp được tạo thành bởi nhiều monosaccharid được gọi là polysaccharid. Đơn phân của các polisaccarit như tinh bột, glycogen, xenlulozơ là glucozơ.
Carbohydrate thực hiện hai chức năng chính: xây dựng và năng lượng. Ví dụ, cellulose tạo thành các bức tường của tế bào thực vật; polysaccharide chitin phức tạp là thành phần cấu trúc chính của bộ xương bên ngoài của động vật chân đốt. Chức năng xây dựng của kitin cũng được thực hiện trong nấm. Carbohydrate đóng vai trò là nguồn năng lượng chính trong tế bào. Trong quá trình oxi hóa, 1 g cacbohydrat giải phóng 17,6 kJ. Tinh bột trong thực vật và glycogen ở động vật, lắng đọng trong tế bào, đóng vai trò như một nguồn dự trữ năng lượng.
Chất béo và lipoid. Chất béo (lipid) là hợp chất của axit béo có trọng lượng phân tử cao và glixerol rượu trihydric. Chất béo không hòa tan trong nước - chúng kỵ nước. Luôn luôn có những chất phức tạp giống chất béo kỵ nước khác trong tế bào được gọi là lipoid.
Một trong những chức năng chính của chất béo là năng lượng. Trong quá trình phân hủy 1 g chất béo, một lượng lớn năng lượng được giải phóng - 38,9 kJ. Hàm lượng chất béo trong tế bào từ 5-15% khối lượng chất khô. Trong tế bào mô mỡ, lượng mỡ tăng lên đến 90%. Tích lũy trong tế bào mô mỡ của động vật, trong hạt và quả của thực vật, chất béo đóng vai trò là nguồn năng lượng dự trữ.
Chất béo và lipoid cũng thực hiện chức năng xây dựng, chúng là một phần của màng tế bào. Do dẫn nhiệt kém nên chất béo thực hiện được chức năng của chất cách nhiệt. Ở một số động vật (hải cẩu, cá voi), chất này được lắng đọng trong mô mỡ dưới da, ở cá voi tạo thành một lớp dày tới 1 m. Do đó, các chất này còn có chức năng điều hòa các quá trình trao đổi chất.
Các axit nucleic. Giá trị của axit nucleic trong tế bào rất cao. Đặc điểm cấu trúc hóa học của chúng cung cấp khả năng lưu trữ, chuyển giao và truyền bằng cách thừa kế cho các tế bào con thông tin về cấu trúc của các phân tử protein được tổng hợp trong mỗi mô ở một giai đoạn phát triển nhất định. Vì hầu hết các tính chất và đặc điểm của tế bào là do protein, rõ ràng là sự ổn định của axit nucleic là điều kiện quan trọng nhất cho hoạt động bình thường của tế bào và toàn bộ sinh vật. Bất kỳ thay đổi nào trong cấu trúc của axit nucleic đều kéo theo những thay đổi trong cấu trúc của tế bào hoặc hoạt động của các quá trình sinh lý trong chúng, do đó ảnh hưởng đến khả năng tồn tại. Nghiên cứu về cấu trúc của axit nucleic, lần đầu tiên được thiết lập bởi nhà sinh vật học người Mỹ Watson và nhà vật lý người Anh Crick, là cực kỳ quan trọng để hiểu sự di truyền các đặc điểm ở sinh vật và mô hình hoạt động của cả tế bào riêng lẻ và hệ thống tế bào - mô và Nội tạng.
Có hai loại axit nucleic: DNA và RNA. DNA (axit deoxyribonucleic) là một polyme sinh học bao gồm hai chuỗi polynucleotide kết nối với nhau. Các đơn phân tạo nên mỗi chuỗi DNA là các hợp chất hữu cơ phức tạp, bao gồm các bazơ nitơ - adenin (A) hoặc thymine (T), cytosine (C) hoặc guanin (G); đường năm nguyên tử pentose - deoxyribose, sau đó tên của chính DNA, cũng như phần dư của axit photphoric, được đặt tên. Những hợp chất này được gọi là nucleotide. Trong mỗi sợi, các nucleotide liên kết với nhau để tạo thành liên kết coban giữa deocaribose của một nucleotide và gốc axit photphoric của nucleotide kia. Các nucleotit chỉ có thể kết nối thành từng cặp: gốc nitơ A của một chuỗi polynucleotit luôn được nối bằng hai liên kết hydro với gốc nitơ T của chuỗi polynucleotit đối diện và G bằng ba liên kết hydro với C. Khả năng kết hợp chọn lọc các nucleotit này, dẫn đến sự hình thành các cặp A-T và G-C, được gọi là sự bổ sung.
RNA (axit ribonucleic), giống như DNA, là một polyme có các đơn phân là nucleotide. Các bazơ nitơ của ba nucleotide giống như các base tạo nên DNA (adenin, guanin, cytosine), thứ tư - ura-cil - có trong phân tử RNA thay vì thymine. Các nucleotide RNA khác với các nucleotide DNA trong cấu trúc của carbohydrate của chúng: chúng bao gồm một đường pentose khác - ribose (thay vì deoxyribose). Trong một chuỗi RNA, các nucleotide được tham gia bằng cách hình thành các liên kết cộng hóa trị giữa deoxyribose của một nucleotide và gốc axit photphoric của một nucleotide khác.
ARN mang thông tin về trình tự các axit amin trong protein, tức là về cấu trúc của protein từ nhiễm sắc thể đến nơi tổng hợp chúng và tham gia vào quá trình tổng hợp protein.
Có một số loại RNA. Tên của chúng là do chức năng hoặc vị trí của chúng trong ô. Phần lớn RNA tế bào chất (lên đến 80-90%) là RNA ribosome (rRNA) chứa trong ribosome. Phân tử rRNA tương đối nhỏ và bao gồm 3-5 nghìn nucleotide. Một loại RNA khác là RNA thông tin (mRNA), mang thông tin đến ribosome về trình tự các axit amin trong protein phải được tổng hợp. Kích thước của những RNA này phụ thuộc vào độ dài của đoạn DNA mà chúng được tổng hợp từ đó. Các phân tử mRNA có thể bao gồm 300-30.000 nucleotide. P / - // ((tRNA) vận chuyển bao gồm 76-85 nucleotide và thực hiện một số chức năng. Chúng cung cấp các axit amin đến vị trí tổng hợp protein, "nhận ra" (theo nguyên tắc bổ sung) bộ ba mRNA tương ứng với amino được chuyển axit, thực hiện sự định hướng chính xác của axit amin trên ribôxôm.

Và 33 nhìn vào 31.

Câu trả lời cho sách giáo khoa trường học

Các nguyên tố được tìm thấy trong tự nhiên sống cũng phân bố rộng rãi trong tự nhiên vô tri - khí quyển, nước và vỏ trái đất. Không có nguyên tố nào như vậy chỉ được tìm thấy trong các cơ thể sống. Nhưng tỷ lệ của các nguyên tố hóa học, sự đóng góp của chúng vào việc hình thành các chất tạo nên một cơ thể sống và một cơ thể vô tri, lại khác nhau rõ rệt. Trong cơ thể sống, hầu hết các nguyên tố đều ở dạng hợp chất hóa học - những chất hòa tan trong nước. Chỉ các cơ thể sống mới chứa các chất hữu cơ: protein, chất béo, carbohydrate và axit nucleic.

2. Thành phần hoá học của tế bào thực vật và tế bào động vật có giống nhau không?

Thành phần hóa học của tế bào thực vật và động vật là tương tự nhau. Tất cả các cơ thể sống đều được cấu tạo từ các nguyên tố giống nhau, các hợp chất vô cơ và hữu cơ. Tuy nhiên, nội dung của các nguyên tố khác nhau trong các ô khác nhau lại khác nhau. Mỗi loại tế bào chứa một số lượng phân tử hữu cơ nhất định khác nhau. Carbohydrate phức hợp (chất xơ, tinh bột) chiếm ưu thế trong tế bào thực vật, trong khi ở động vật có nhiều protein và chất béo hơn. Mỗi nhóm chất hữu cơ (protein, carbohydrate, chất béo, axit nucleic) trong bất kỳ loại tế bào nào cũng thực hiện các chức năng riêng (axit nucleic - lưu trữ và truyền thông tin di truyền, carbohydrate - năng lượng, v.v.).

3. Liệt kê các nguyên tố phổ biến nhất trong cơ thể sống.

Tế bào chứa khoảng 80 nguyên tố hóa học. Tùy thuộc vào số lượng các nguyên tố hóa học có trong thành phần của các chất tạo thành cơ thể sống, người ta thường phân biệt một số nhóm của chúng. Một nhóm được hình thành bởi bốn nguyên tố chiếm khoảng 98% khối lượng của tế bào: oxy, hydro, carbon và nitơ. Chúng được gọi là các chất dinh dưỡng đa lượng. Đây là những thành phần chính của tất cả các hợp chất hữu cơ.

Nhóm còn lại bao gồm lưu huỳnh và phốt pho, kali và natri, canxi và magiê, mangan, sắt và clo. Chúng được tìm thấy trong các tế bào với số lượng nhỏ hơn (phần mười và phần trăm của phần trăm). Mỗi người trong số họ thực hiện một chức năng quan trọng trong tế bào. Ví dụ, canxi và phốt pho tham gia vào quá trình hình thành mô xương, quyết định độ chắc khỏe của xương. Sắt là một phần của hemoglobin, một protein trong các tế bào hồng cầu (hồng cầu), tham gia vào quá trình vận chuyển oxy từ phổi đến các mô.

4. Những chất nào là chất hữu cơ?

Các chất hữu cơ bao gồm protein, axit nucleic, chất béo, carbohydrate, cũng như hormone, sắc tố, ATP và một số chất khác. Chúng chiếm trung bình 20-30% khối lượng tế bào của một cơ thể sống.

5. Vai trò của prôtêin đối với tế bào là gì?

Trong số các chất hữu cơ của tế bào, prôtêin chiếm vị trí hàng đầu cả về số lượng và giá trị. Ở động vật, chúng chiếm khoảng 50% khối lượng khô của tế bào.

Vai trò của protein trong tế bào là vô cùng to lớn và đa dạng. Một trong những chức năng quan trọng nhất của protein là xây dựng: protein tham gia vào quá trình hình thành màng và các bào quan không có màng. Một chức năng khác cũng rất quan trọng - xúc tác: các protein nhất định đẩy nhanh các phản ứng hóa học xảy ra trong tế bào lên hàng chục và hàng trăm nghìn lần.

Chức năng vận động của cơ thể được cung cấp bởi các protein co bóp. Những protein này tham gia vào tất cả các loại chuyển động mà tế bào động vật và sinh vật có khả năng thực hiện.

Chức năng vận chuyển của protein là gắn các nguyên tố hóa học (ví dụ, oxy) hoặc các chất có hoạt tính sinh học (hormone) và chuyển chúng đến các mô và cơ quan khác nhau của cơ thể.

Khi các protein hoặc vi sinh vật lạ xâm nhập vào cơ thể, các protein đặc biệt được hình thành trong các tế bào bạch cầu (bạch cầu) - kháng thể. Chúng liên kết và trung hòa các chất không bình thường đối với cơ thể. Đây là chức năng bảo vệ của protein.

Protein cũng đóng vai trò là một trong những nguồn năng lượng trong tế bào, tức là chúng thực hiện một chức năng năng lượng.

6. Những chất nào là nguồn năng lượng chính?

Nguồn năng lượng chính trong tế bào của động vật và thực vật là cacbohydrat. Chúng bao gồm glucose, sucrose, chất xơ, tinh bột, vv Bằng cách “đốt cháy” glucose, cơ thể nhận được năng lượng cần thiết cho quá trình trao đổi chất diễn ra trong đó. Các sinh vật sống có thể dự trữ carbohydrate dưới dạng tinh bột (trong thực vật) và glycogen (trong động vật và nấm). Trong củ khoai tây, tinh bột có thể chiếm tới 80% khối lượng, và động vật thì đặc biệt có rất nhiều carbohydrate trong tế bào gan và cơ - lên đến 5%.

Carbohydrate cũng thực hiện các chức năng khác, chẳng hạn như hỗ trợ và bảo vệ. Chất xơ là một phần của gỗ, kitin tạo thành bộ xương bên ngoài của côn trùng, động vật giáp xác và động vật chân đốt khác.

7. Nêu vai trò của chất béo đối với cơ thể.

Ví dụ, chất béo thực hiện một số chức năng trong cơ thể, chúng đóng vai trò như một nguồn năng lượng dự trữ. Chúng cung cấp cho cơ thể tới 30% tất cả năng lượng cần thiết. Chúng cũng thực hiện chức năng xây dựng, là thành phần thiết yếu trong cấu tạo của màng tế bào và nhân. Ở một số loài động vật, chất béo tích tụ với số lượng lớn và đóng vai trò như một chất cách nhiệt, tức là chúng bảo vệ cơ thể khỏi sự mất nhiệt (ví dụ, ở cá voi, độ dày của lớp mỡ đạt tới 1 m).

Chất béo cũng có tầm quan trọng lớn như một nguồn dự trữ nước bên trong: do sự phân hủy của 1 kg chất béo, có tới 1,1 kg nước được hình thành. Điều này rất quan trọng đối với động vật ngủ đông - sóc đất, kỳ đà: do dự trữ chất béo dưới da của chúng, chúng không thể uống vào thời điểm này trong tối đa hai tháng. Trong các cuộc băng qua sa mạc, lạc đà không uống nước trong tối đa hai tuần - chúng lấy nước cần thiết cho cơ thể từ bướu của chúng - nơi chứa chất béo.

8. Vai trò của nước trong tế bào là gì?

Hợp chất vô cơ phổ biến nhất trong cơ thể sống là nước. Hàm lượng của nó rất khác nhau: trong tế bào men răng - khoảng 10%, và trong tế bào của phôi đang phát triển - hơn 90%. Trung bình ở một sinh vật đa bào, nước chiếm khoảng 80% trọng lượng cơ thể. Trước hết, nước quyết định tính chất vật lý của tế bào, thể tích, tính đàn hồi của nó. Nhiều phản ứng hóa học diễn ra trong môi trường nước, vì nước là một dung môi tốt. Và bản thân nước tham gia vào nhiều quá trình biến đổi hóa học.

Nước giúp loại bỏ các chất không cần thiết và có hại ra khỏi cơ thể từ quá trình trao đổi chất (chức năng bài tiết), thúc đẩy sự di chuyển của oxy, carbon dioxide và các chất dinh dưỡng đi khắp cơ thể (chức năng vận chuyển).

Nước có khả năng dẫn nhiệt tốt và khả năng tỏa nhiệt cao. Khi nhiệt độ môi trường thay đổi, nước sẽ hấp thụ hoặc giải phóng nhiệt. Kết quả là nhiệt độ bên trong tế bào không thay đổi hoặc dao động của nó nhỏ hơn nhiều so với môi trường xung quanh tế bào (chức năng điều nhiệt).

9. Kể tên các loại cacbohydrat mà bạn biết.

Carbohydrate bao gồm các hợp chất hữu cơ tự nhiên sau: glucose, fructose, sucrose, maltose, lactose, kitin, tinh bột, glycogen và cellulose.

10. Axit nucleic có vai trò gì trong tế bào?

Axit nucleic chịu trách nhiệm lưu trữ và truyền các đặc điểm di truyền từ bố mẹ sang con cái. Chúng là một phần của nhiễm sắc thể - cấu trúc đặc biệt nằm trong nhân tế bào. Axit nucleic cũng được tìm thấy trong tế bào chất và các bào quan của nó.

11. Thành phần hóa học của cơ thể sống là gì?

Các nguyên tố phổ biến nhất trong cơ thể sống là oxy, carbon, hydro và nitơ. Thành phần của cơ thể sống bao gồm các chất hữu cơ (protein, chất béo, cacbohydrat, axit nucleic) và các chất vô cơ (nước, muối khoáng).

Các hợp chất hữu cơ chiếm trung bình 20-30% khối lượng tế bào của một cơ thể sống. Chúng bao gồm các polyme sinh học - protein, axit nucleic và carbohydrate, cũng như chất béo và một số phân tử nhỏ - hormone, sắc tố, ATP và nhiều loại khác.

Các loại tế bào khác nhau chứa lượng hợp chất hữu cơ khác nhau. Trong tế bào thực vật, cacbohydrat phức hợp - polysaccharid chiếm ưu thế, ở động vật - nhiều protein và chất béo hơn. Tuy nhiên, mỗi nhóm chất hữu cơ trong bất kỳ loại tế bào nào cũng thực hiện các chức năng tương tự nhau.

Theo quy luật, protein là các enzym đặc hiệu mạnh và điều chỉnh sự trao đổi chất của tế bào.

Axit nucleic đóng vai trò là người giám sát thông tin di truyền. Ngoài ra, axit nucleic kiểm soát sự hình thành các protein enzym thích hợp với số lượng thích hợp và vào đúng thời điểm.

Lipid . Trong số các hợp chất hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp tạo nên cơ thể sống, lipid đóng một vai trò quan trọng, bao gồm chất béo, sáp và các chất giống chất béo khác nhau. Đây là những hợp chất kỵ nước không tan trong nước. Thông thường, tổng hàm lượng lipid trong tế bào dao động từ 5–15% khối lượng chất khô.

Tuy nhiên, trong các tế bào của mô mỡ dưới da, số lượng của chúng tăng lên đến 90%.

Chất béo trung tính phân bố rộng rãi trong tự nhiên, là hợp chất của axit béo trọng lượng phân tử cao và rượu trihydric glycerol.


Mô hình (A) và sơ đồ cấu trúc (B) của một phân tử chất béo trung tính

Trong tế bào chất của tế bào, chất béo trung tính được lắng đọng dưới dạng các giọt chất béo.

Chất béo là một nguồn năng lượng. Khi 1 g chất béo bị oxi hoá thành cacbon đioxit và nước, năng lượng toả ra là 38,9 kJ (khi 1 g glucozơ bị oxi hoá chỉ còn 17 kJ).

Chất béo đóng vai trò là nguồn cung cấp nước trao đổi chất, 1,1 g nước được hình thành từ 1 g chất béo. Sử dụng chất béo dự trữ của chúng, lạc đà hoặc sóc đất ngủ đông có thể làm mà không cần nước trong thời gian dài.

Chất béo chủ yếu được lắng đọng trong các tế bào mô mỡ. Mô này đóng vai trò là kho năng lượng của cơ thể, bảo vệ nó khỏi mất nhiệt và thực hiện chức năng bảo vệ. Trong khoang cơ thể giữa các cơ quan nội tạng của động vật có xương sống, các đệm mỡ đàn hồi được hình thành để bảo vệ các cơ quan khỏi bị hư hại, và mô mỡ dưới da tạo ra một lớp cách nhiệt.

Sáp - chất dẻo có tính chất không thấm nước. Ở côn trùng, chúng đóng vai trò là vật liệu để xây dựng tổ ong. Lớp sáp phủ trên bề mặt lá, thân, quả bảo vệ cây trồng khỏi tác hại cơ học, bức xạ tia cực tím và đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa cân bằng nước.

Điều quan trọng không kém trong cơ thể là chất béo.

Các đại diện của nhóm này - phospholipid - tạo thành cơ sở của tất cả các màng sinh học. Về cấu trúc, phospholipid tương tự như chất béo, nhưng trong phân tử của chúng có một hoặc hai gốc axit béo được thay thế bằng một gốc axit photphoric.

Một chất giống như chất béo - cholesterol. Trong lớp vỏ của tuyến thượng thận, trong tuyến sinh dục và trong nhau thai, các hormone steroid (corticosteroid và hormone sinh dục) được hình thành từ nó. Trong tế bào gan, axit mật được tổng hợp từ cholesterol, cần thiết cho quá trình tiêu hóa chất béo bình thường.

Các chất giống như chất béo còn có các vitamin A, D, E, K tan trong chất béo, có hoạt tính sinh học cao.

cacbohydrat gọi là chất có công thức chung là Сn (H2 O) m. Carbohydrate là một trong những nhóm chất hữu cơ chính của tế bào. Chúng là sản phẩm chính của quá trình quang hợp và là sản phẩm ban đầu của quá trình sinh tổng hợp các chất hữu cơ khác trong thực vật (axit hữu cơ, rượu, axit amin, v.v.), và cũng là một phần của tế bào của tất cả các sinh vật khác. Tế bào động vật chứa 1-2% carbohydrate, trong một số trường hợp, tế bào thực vật chứa 85-90%.

Có ba nhóm carbohydrate:

  • monosaccharide, hoặc đường đơn;
  • oligosaccharides - hợp chất bao gồm 2-10 phân tử đường đơn được nối liên tiếp;
  • polysaccharid bao gồm hơn 10 phân tử đường đơn hoặc các dẫn xuất của chúng.

Monosaccharid, đây là các hợp chất dựa trên một chuỗi cacbon không phân nhánh, trong đó tại một trong các nguyên tử cacbon có một nhóm cacbonyl (C \ u003d 0) và ở tất cả các hợp chất khác - mỗi nguyên tử một nhóm hydroxyl. Tùy thuộc vào chiều dài của khung carbon (số lượng nguyên tử carbon), monosaccharide được chia thành trioses (C3), getroses (C4), pentoses (C5), hexoses (C6), heptoses (C7). Ví dụ về pentose là ribose, deoxyribose, hexose-glucose, fructose, galactose.

Monosaccharid tan tốt trong nước, có vị ngọt. Trong dung dịch nước, monosaccharide, bắt đầu từ pentoses, có dạng vòng.

Oligosaccharid. Sau khi thủy phân, oligosaccharid tạo thành một số phân tử đường đơn. Trong oligosaccharide, các phân tử đường đơn giản được nối với nhau bằng cái gọi là liên kết glycosidic, kết nối nguyên tử cacbon của một phân tử thông qua oxy với nguyên tử cacbon của phân tử khác, ví dụ:

Các oligosaccharide quan trọng nhất là maltose (đường mạch nha), lactose (đường sữa) và sucrose (đường mía hoặc đường củ cải):

glucose + glucose = maltose;
glucose + galactose - lactose;
glucoza + fructoza = sacaroza.

Những loại đường này còn được gọi là disaccharides.

Polysaccharid. Đây là những monome sinh học cao phân tử (lên đến 10.000.000 Da), bao gồm một số lượng lớn các monome - đường đơn và các dẫn xuất của chúng.

Polysaccharid có thể bao gồm các monosaccharid cùng loại hoặc khác loại. Trong trường hợp đầu tiên, chúng được gọi là homopolysaccharid (tinh bột, cellulose, chitin, v.v.), trong trường hợp thứ hai - heteropolysaccharid (heparin).

Polysaccharid có thể là mạch thẳng, không phân nhánh (cellulose) hoặc có nhánh (glycogen). Tất cả các polysaccharid đều không tan trong nước và không có vị ngọt. Một số trong số chúng có thể sưng lên và có chất nhầy.

Các polysaccharid quan trọng nhất là:

  • Xenlulozơ là một polysaccharide mạch thẳng bao gồm một số chuỗi thẳng song song liên kết với nhau bằng liên kết hydro.
  • Tinh bột (ở thực vật) và glycogen (ở động vật, người và nấm) là những polysaccharide dự trữ chính vì một số lý do: không hòa tan trong nước, chúng không có tác dụng thẩm thấu hoặc hóa học đối với tế bào, điều này rất quan trọng khi chúng ở trong một tế bào sống trong một thời gian dài.
  • Chitin được hình thành bởi các phân tử pVD-glucose, trong đó nhóm hydroxyl ở nguyên tử cacbon thứ hai được thay thế bằng nhóm chứa nitơ NHCOCH3. Các chuỗi dài song song của nó, giống như chuỗi cellulose, được bó lại. Chitin là thành phần cấu trúc chính tạo nên sự kết hợp của động vật chân đốt và thành tế bào của nấm.

Chức năng của carbohydrate:

Năng lượng. Glucose là nguồn năng lượng chính được giải phóng trong tế bào của cơ thể sống trong quá trình hô hấp tế bào. Tinh bột và glycogen tạo nên nguồn năng lượng dự trữ trong tế bào.

Cấu trúc. Xenlulo là một phần của màng tế bào của thực vật; kitin đóng vai trò như một thành phần cấu trúc của tổ chức động vật chân đốt và thành tế bào của nhiều loại nấm. Một số oligosaccharid là một phần không thể thiếu của màng tế bào chất của tế bào (dưới dạng glycoprotein và glycolipid), tạo thành glycocalyx. Pentoses tham gia vào quá trình tổng hợp axit nucleic (ribose là một phần của RNA, deoxyribose là một phần của DNA), một số coenzyme (ví dụ, NAD, NADP, coenzyme A, FAD), AMP; tham gia vào quá trình quang hợp (ribulôzơ điphotphat là chất nhận CO2 trong pha tối của quang hợp).

Bảo vệ.Ở động vật, heparin ngăn cản quá trình đông máu; ở thực vật, nướu và chất nhầy, được hình thành khi các mô bị tổn thương, thực hiện chức năng bảo vệ.

Khối 2. Tế bào như một hệ thống sinh học

2.3. Các thành phần hóa học của tế bào. Nguyên tố vĩ mô và vi lượng. Mối quan hệ về cấu trúc và chức năng của các chất phi hữu cơ và hữu cơ (protein, axit nucleic, cacbohydrat, lipit, ATP) tạo nên tế bào. Vai trò của hóa chất đối với tế bào và cơ thể con người.

Thành phần hóa học của tế bào


Hầu hết các nguyên tố hóa học trong Bảng tuần hoàn các nguyên tố của D. I. Mendeleev được phát hiện cho đến nay đều được tìm thấy trong thành phần của các cơ thể sống. Một mặt, chúng không chứa một nguyên tố nào không có trong tự nhiên vô tri, và mặt khác, nồng độ của chúng trong các cơ thể có thiên nhiên vô tri và các sinh vật sống khác nhau đáng kể.
Các nguyên tố hóa học này tạo thành các chất vô cơ và hữu cơ. Mặc dù thực tế là các chất vô cơ chiếm ưu thế trong cơ thể sống, nhưng chính các chất hữu cơ lại quyết định tính độc đáo của thành phần hóa học của chúng và hiện tượng của sự sống nói chung, vì chúng được sinh vật tổng hợp chủ yếu trong quá trình hoạt động sống và đóng một vai trò quan trọng trong các phản ứng.
Nghiên cứu về thành phần hóa học của sinh vật và các phản ứng hóa học xảy ra trong chúng là khoa học hóa sinh.
Cần lưu ý rằng hàm lượng hóa chất trong các tế bào và mô khác nhau có thể khác nhau đáng kể. Ví dụ, trong khi protein chiếm ưu thế trong số các hợp chất hữu cơ trong tế bào động vật, thì cacbohydrat lại chiếm ưu thế trong tế bào thực vật.
Nguyên tố hóa học vỏ trái đất Nước biển Các sinh vật sống
O 49,2 85,8 65-75
TỪ 0,4 0,0035 15-18
H 1,0 10,67 8-10
N 0,04 0,37 1,5-3,0
R 0,1 0,003 0,20-1,0
S 0,15 0,09 0,15-0,2
Đến 2,35 0,04 0,15-0,4
Sa 3,25 0,05 0,04-2,0
Cl 0,2 0,06 0,05-0,1
mg 2,35 0,14 0,02-0,03
Na 2,4 1,14 0,02-0,03
Fe 4,2 0,00015 0,01-0,015
Zn < 0,01 0,00015 0,0003
Cu < 0,01 < 0,00001 0,0002
Tôi < 0,01 0,000015 0,0001
F 0,1 2,07 0,0001

Nguyên tố vĩ mô và vi lượng


Khoảng 80 nguyên tố hóa học được tìm thấy trong các cơ thể sống, tuy nhiên, chỉ 27 nguyên tố trong số này các chức năng của chúng trong tế bào và sinh vật đã được thiết lập. Phần còn lại của các nguyên tố hiện diện với một lượng nhỏ, và dường như đi vào cơ thể bằng thức ăn, nước uống và không khí. Hàm lượng các nguyên tố hóa học trong cơ thể thay đổi đáng kể. Tùy thuộc vào nồng độ, chúng được chia thành các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng.
Nồng độ của mỗi chất dinh dưỡng đa lượng trong cơ thể vượt quá 0,01% và tổng hàm lượng của chúng là 99%. Các chất dinh dưỡng đa lượng bao gồm oxy, carbon, hydro, nitơ, phốt pho, lưu huỳnh, kali, canxi, natri, clo, magiê và sắt. Bốn nguyên tố đầu tiên trong số các nguyên tố được liệt kê (oxy, cacbon, hydro và nitơ) cũng được gọi là chất hữu cơ, vì chúng là một phần của các hợp chất hữu cơ chính. Phốt pho và lưu huỳnh cũng là thành phần của một số chất hữu cơ, chẳng hạn như protein và axit nucleic. Phốt pho cần thiết cho sự hình thành xương và răng.
Nếu không có các chất dinh dưỡng đa lượng còn lại, hoạt động bình thường của cơ thể là không thể. Vì vậy, kali, natri và clo tham gia vào quá trình kích thích tế bào. Kali cũng cần thiết cho nhiều enzym hoạt động và giữ nước trong tế bào. Canxi được tìm thấy trong thành tế bào của thực vật, xương, răng và vỏ động vật thân mềm và cần thiết cho sự co cơ và vận động nội bào. Magiê là một thành phần của chất diệp lục - sắc tố đảm bảo quá trình quang hợp. Nó cũng tham gia vào quá trình sinh tổng hợp protein. Sắt, ngoài vai trò là một phần của hemoglobin, mang oxy trong máu, cần thiết cho quá trình hô hấp và quang hợp, cũng như cho hoạt động của nhiều enzym.
Các nguyên tố dấu vết được chứa trong cơ thể với nồng độ dưới 0,01% và tổng nồng độ của chúng trong tế bào thậm chí không đạt 0,1%. Các nguyên tố vi lượng bao gồm kẽm, đồng, mangan, coban, iốt, flo, ... Kẽm là một phần của phân tử hormone tuyến tụy insulin, đồng cần thiết cho quá trình quang hợp và hô hấp. Coban là một thành phần của vitamin B12, nếu thiếu chất này sẽ dẫn đến thiếu máu. I-ốt cần thiết cho sự tổng hợp hormone tuyến giáp, đảm bảo quá trình trao đổi chất diễn ra bình thường và flo có liên quan đến sự hình thành men răng.
Hàm lượng các nguyên tố hóa học trong các tế bào và sinh vật khác nhau là không giống nhau, phần lớn là do điều kiện môi trường. Như vậy, tế bào của tảo chứa một lượng iốt tương đối lớn, động vật có xương sống - sắt, còn động vật thân mềm và giáp xác - đồng.
Cả sự thiếu hụt và dư thừa hoặc rối loạn chuyển hóa các nguyên tố vĩ mô và vi lượng đều dẫn đến sự phát triển của các bệnh khác nhau. Đặc biệt, thiếu canxi và phốt pho gây ra còi xương, thiếu nitơ gây thiếu đạm trầm trọng, thiếu sắt gây thiếu máu, thiếu iốt gây vi phạm sự hình thành hormone tuyến giáp và giảm tỷ lệ trao đổi chất. Giảm hấp thụ florua với nước và thức ăn ở mức độ lớn gây ra vi phạm sự đổi mới của men răng và kết quả là dễ dẫn đến sâu răng. Chì là chất độc đối với hầu hết tất cả các sinh vật. Sự dư thừa của nó gây ra những tổn thương không thể phục hồi đối với não và hệ thần kinh trung ương, biểu hiện bằng mất thị lực và thính giác, mất ngủ, suy thận, co giật, và cũng có thể dẫn đến tê liệt và các bệnh như ung thư. Nhiễm độc chì cấp tính kèm theo ảo giác đột ngột và kết thúc bằng hôn mê và tử vong.
Sự thiếu hụt các nguyên tố vĩ mô và vi lượng có thể được bù đắp bằng cách tăng hàm lượng của chúng trong thức ăn và nước uống, cũng như bằng cách dùng thuốc. Vì vậy, iốt có trong hải sản và muối iốt, canxi trong vỏ trứng, v.v.

Các chất vô cơ của tế bào

Các yếu tố hóa học của tế bào tạo thành các hợp chất khác nhau - vô cơ và hữu cơ. Các chất vô cơ của tế bào bao gồm nước, muối khoáng, axit, ... và các chất hữu cơ bao gồm protein, axit nucleic, cacbohydrat, lipit, ATP, vitamin, v.v.
Nước (H 2 0) - chất vô cơ phổ biến nhất của tế bào, có những đặc tính lý hóa độc đáo. Nó không có vị, không có màu, không có mùi. Tỷ trọng và độ nhớt của tất cả các chất được ước tính bằng nước. Giống như nhiều chất khác, nước có thể ở ba trạng thái tập hợp: rắn (nước đá), lỏng và khí (hơi nước). Điểm nóng chảy của nước là 0 ° C, điểm sôi là 100 ° C, tuy nhiên, sự hòa tan của các chất khác trong nước có thể làm thay đổi các đặc điểm này. Nhiệt dung của nước cũng khá cao - 4200 kJ / mol.K, giúp nó có thể tham gia vào các quá trình điều nhiệt. Trong phân tử nước, nguyên tử hydro nằm lệch nhau một góc 105 °, trong khi các cặp electron chung bị kéo ra xa bởi nguyên tử oxy âm điện hơn. Điều này quyết định tính chất lưỡng cực của phân tử nước (một đầu của chúng mang điện dương và đầu kia mang điện tích âm) và khả năng hình thành liên kết hydro giữa các phân tử nước. Sự kết dính của các phân tử nước tạo cơ sở cho hiện tượng căng bề mặt, độ mao dẫn và các tính chất của nước như một dung môi vạn năng. Kết quả là, tất cả các chất được chia thành hòa tan trong nước (ưa nước) và không hòa tan trong nó (kỵ nước). Nhờ những đặc tính độc đáo này, người ta đã xác định trước rằng nước đã trở thành cơ sở của sự sống trên Trái đất.
Hàm lượng nước trung bình trong các tế bào của cơ thể không giống nhau và có thể thay đổi theo độ tuổi. Vì vậy, trong phôi thai người một tháng rưỡi, hàm lượng nước trong tế bào đạt 97,5%, ở trẻ 8 tháng tuổi - 83%, ở trẻ sơ sinh giảm xuống còn 74% và ở người lớn là 66%. Tuy nhiên, các tế bào cơ thể khác nhau về hàm lượng nước. Vì vậy, xương chứa khoảng 20% ​​nước, gan - 70% và não - 86%. Nói chung, chúng ta có thể nói rằng nồng độ nước trong tế bào tỷ lệ thuận với cường độ trao đổi chất.
muối khoáng có thể ở trạng thái hòa tan hoặc chưa giải thể. Các muối hòa tan phân ly thành ion - cation và anion. Các cation quan trọng nhất là ion kali và natri, tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển các chất qua màng và tham gia vào quá trình xuất hiện và dẫn truyền xung thần kinh; cũng như các ion canxi, tham gia vào quá trình co các sợi cơ và đông máu; magiê, là một phần của chất diệp lục; sắt, là một phần của một số protein, bao gồm cả hemoglobin. Các anion quan trọng nhất là anion photphat, là một phần của ATP và axit nucleic, và dư lượng axit cacbonic, làm dịu sự dao động của pH của môi trường. Các ion muối khoáng cung cấp cả sự xâm nhập của nước vào tế bào và khả năng giữ nước trong tế bào. Nếu nồng độ muối trong môi trường thấp hơn trong tế bào thì nước sẽ xâm nhập vào tế bào. Ngoài ra, các ion xác định các đặc tính đệm của tế bào chất, tức là khả năng duy trì độ pH kiềm nhẹ không đổi của tế bào chất, mặc dù sự hình thành liên tục của các sản phẩm có tính axit và kiềm trong tế bào.
Các muối không hòa tan (CaCO 3, Ca 3 (P0 4) 2, v.v.) là một phần của xương, răng, vỏ và vỏ của động vật đơn bào và đa bào.
Ngoài ra, các hợp chất vô cơ khác, chẳng hạn như axit và oxit, có thể được tạo ra trong cơ thể sinh vật. Vì vậy, các tế bào thành của dạ dày con người sản xuất axit clohydric, chất này kích hoạt enzym tiêu hóa pepsin, và oxit silic thấm vào thành tế bào của lông đuôi ngựa và tạo thành vỏ tảo cát. Trong những năm gần đây, vai trò của oxit nitric (II) trong việc truyền tín hiệu trong tế bào và cơ thể cũng đã được nghiên cứu.

chất hữu cơ

Đặc điểm chung của các chất hữu cơ của tế bào

Các chất hữu cơ của tế bào có thể được biểu diễn bằng cả những phân tử tương đối đơn giản và những phân tử phức tạp hơn. Trong trường hợp một phân tử phức tạp (đại phân tử) được tạo thành bởi một số lượng đáng kể các phân tử đơn giản lặp lại, nó được gọi là polyme, và các đơn vị cấu trúc được gọi là monome. Tùy thuộc vào việc các đơn vị polyme có lặp lại hay không mà chúng được phân loại là thường xuyên hoặc không đều. Polyme chiếm tới 90% khối lượng chất khô của tế bào. Chúng thuộc về ba loại hợp chất hữu cơ chính - carbohydrate (polysaccharide), protein và axit nucleic. Các polyme thông thường là polysaccharid, trong khi protein và axit nucleic không đều. Trong protein và axit nucleic, trình tự của các đơn phân là cực kỳ quan trọng, vì chúng thực hiện chức năng cung cấp thông tin.

Carbohydrate - đây là những hợp chất hữu cơ, chủ yếu bao gồm ba nguyên tố hóa học - cacbon, hydro và oxy, mặc dù một số carbohydrate cũng chứa nitơ hoặc lưu huỳnh. Công thức chung của cacbohydrat là C m (H 2 0) n. Chúng được chia thành carbohydrate đơn giản và phức tạp.
Carbohydrate đơn giản (monosaccharide) chứa một phân tử đường đơn không thể chia nhỏ thành những đường đơn giản hơn. Đây là những chất kết tinh, có vị ngọt và tan nhiều trong nước. Monosaccharid tham gia tích cực vào quá trình trao đổi chất trong tế bào và là một phần của carbohydrate phức tạp - oligosaccharid và polysaccharid.
Monosaccharide được phân loại theo số nguyên tử cacbon (C 3 -C 9), ví dụ, pentoses (C 5) và hexoses (C 6). Pentoses bao gồm ribose và deoxyribose. Ribose là thành phần cấu tạo của RNA và ATP. Deoxyribose là một thành phần của DNA. Hexoses (C 6 H 12 0 6) là glucose, fructose, galactose, v.v.
Đường glucoza(đường nho) được tìm thấy trong tất cả các sinh vật, kể cả máu người, vì nó là nguồn dự trữ năng lượng. Nó là một phần của nhiều loại đường phức tạp: sucrose, lactose, maltose, tinh bột, cellulose, v.v.
Fructose(đường trái cây) được tìm thấy ở nồng độ cao nhất trong trái cây, mật ong, cây củ cải đường. Nó không chỉ tham gia tích cực vào quá trình trao đổi chất mà còn là một phần của đường sucrose và một số polysaccharide, chẳng hạn như insulin.
Hầu hết các monosaccarit đều có thể cho phản ứng “tráng gương bạc” và khử đồng bằng cách thêm chất lỏng của Fehling (hỗn hợp các dung dịch của đồng (II) sunfat và kali-natri tactrat) và đun sôi.
Oligosaccharide là carbohydrate được tạo thành từ một số gốc monosaccharide. Chúng thường hòa tan nhiều trong nước và có vị ngọt. Tùy thuộc vào số lượng các chất cặn này, người ta phân biệt các disaccharide (hai phần dư), trisaccharide (ba), v.v ... Các disaccharide bao gồm sucrose, lactose, maltose, v.v.
Sucrose (củ cải đường hoặc đường mía) bao gồm dư lượng của glucose và fructose, nó được tìm thấy trong các cơ quan dự trữ của một số loài thực vật. Đặc biệt có rất nhiều đường sucrose trong rễ củ cải đường và mía, từ đó chúng được thu hoạch trong công nghiệp. Nó được dùng làm tiêu chuẩn cho độ ngọt của carbohydrate.
Đường lactose, hoặc đường sữa, được hình thành bởi dư lượng glucose và galactose, có trong sữa mẹ và sữa bò.
Maltose(đường mạch nha) gồm hai gốc glucozơ. Nó được hình thành trong quá trình phân hủy polysaccharid trong hạt thực vật và trong hệ tiêu hóa của con người, và được sử dụng trong sản xuất bia.
Polysaccharide là các monome sinh học mà monome là các gốc mono- hoặc disaccharide. Hầu hết các polysaccharide không hòa tan trong nước và không có vị ngọt. Chúng bao gồm tinh bột, glycogen, cellulose và kitin.
Tinh bột là một chất bột màu trắng không bị nước làm ướt, nhưng tạo thành huyền phù khi pha với nước nóng - một hỗn hợp sền sệt. Tinh bột thực sự được tạo thành từ hai polyme, amyloza ít nhánh hơn và amylopectin nhiều nhánh hơn. Đơn phân của cả amylose và amylopectin là glucose. Tinh bột là chất dự trữ chính của thực vật, chất này tích tụ với số lượng lớn trong hạt, quả, củ, thân rễ và các cơ quan dự trữ khác của thực vật. Phản ứng định tính với tinh bột là phản ứng với iot, trong đó tinh bột chuyển sang màu xanh tím.
Glycogen(tinh bột động vật) là một polysaccharide dự trữ của động vật và nấm, ở người được tích tụ với số lượng lớn nhất trong cơ và gan. Nó cũng không hòa tan trong nước và không có vị ngọt. Đơn phân của glycogen là glucozơ. So với phân tử tinh bột, phân tử glycogen thậm chí còn phân nhánh nhiều hơn.
Xenlulo hoặc chất xơ, - polysaccharide tham chiếu chính của thực vật. Đơn phân của xenlulozơ là glucozơ. Các phân tử xenluloza không phân nhánh tạo thành các bó là một phần của thành tế bào của thực vật và một số loại nấm. Xenlulo là cơ sở của gỗ, nó được sử dụng trong xây dựng, sản xuất hàng dệt, giấy, rượu và nhiều chất hữu cơ. Xenlulozơ trơ về mặt hóa học và không hòa tan trong axit hoặc kiềm. Nó cũng không bị phân hủy bởi các enzym của hệ thống tiêu hóa của con người, nhưng vi khuẩn trong ruột già giúp tiêu hóa nó. Ngoài ra, chất xơ kích thích sự co bóp của các bức tường của đường tiêu hóa, giúp cải thiện công việc của nó.
Chitin là một polysaccharide, đơn phân của nó là một monosaccharide chứa nitơ. Nó là một phần của thành tế bào của nấm và vỏ động vật chân đốt. Trong hệ tiêu hóa của con người cũng không có enzym để tiêu hóa kitin, chỉ một số vi khuẩn mới có.
Chức năng của cacbohydrat. Carbohydrate thực hiện các chức năng nhựa (xây dựng), năng lượng, lưu trữ và hỗ trợ trong tế bào. Chúng tạo nên thành tế bào của thực vật và nấm. Giá trị năng lượng của sự phân hủy 1 g cacbohydrat là 17,2 kJ. Glucose, fructose, sucrose, tinh bột và glycogen là những chất dự trữ. Carbohydrate cũng có thể là một phần của lipid và protein phức tạp, tạo thành glycolipid và glycoprotein, đặc biệt là trong màng tế bào. Không kém phần quan trọng là vai trò của carbohydrate trong việc nhận biết gian bào và nhận biết các tín hiệu môi trường, vì chúng hoạt động như các thụ thể trong thành phần của glycoprotein.
Lipid là một nhóm không đồng nhất về mặt hóa học của các chất có trọng lượng phân tử thấp với đặc tính kỵ nước. Những chất này không tan trong nước, tạo thành nhũ tương trong đó, nhưng dễ tan trong dung môi hữu cơ. Lipid có tính dầu khi chạm vào, nhiều chất trong số chúng để lại dấu vết đặc trưng không khô trên giấy. Cùng với protein và carbohydrate, chúng là một trong những thành phần chính của tế bào. Hàm lượng lipid trong các tế bào khác nhau là không giống nhau, đặc biệt có rất nhiều trong hạt và quả của một số cây, trong gan, tim, máu.
Tùy thuộc vào cấu trúc của phân tử, lipid được chia thành đơn giản và phức tạp. Chất béo đơn giản bao gồm chất béo trung tính (chất béo), sáp, sterol và steroid. Các lipid phức tạp cũng chứa một thành phần khác, không phải lipid. Quan trọng nhất trong số đó là phospholipid, glycolipid, v.v.
Chất béo là dẫn xuất của rượu trihydric glycerol và các axit béo cao hơn. Hầu hết các axit béo chứa 14-22 nguyên tử cacbon. Trong số đó có cả bão hòa và không bão hòa, tức là có chứa liên kết đôi. Trong số các axit béo bão hòa, axit palmitic và axit stearic là phổ biến nhất, và axit béo không bão hòa là oleic. Một số axit béo không bão hòa không được tổng hợp trong cơ thể con người hoặc được tổng hợp không đủ số lượng, do đó không thể thiếu được. Cặn glyxerol tạo thành đầu ưa nước, trong khi cặn axit béo tạo thành đuôi.
Sóc - Đây là những hợp chất cao phân tử, những chất tạo phân tử sinh học, những đơn chất của chúng là những axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptit.
axit amin gọi là hợp chất hữu cơ có nhóm amino, nhóm cacboxyl và gốc. Tổng cộng, khoảng 200 axit amin được tìm thấy trong tự nhiên, chúng khác nhau về các gốc và sự sắp xếp lẫn nhau của các nhóm chức năng, nhưng chỉ 20 trong số chúng có thể là một phần của protein. Các axit amin như vậy được gọi là proteinogenic.
Thật không may, không phải tất cả các axit amin tạo protein đều có thể được tổng hợp trong cơ thể con người, vì vậy chúng được chia thành loại có thể thay thế và không thể thay thế.
Các axit amin không thiết yếu được hình thành trong cơ thể con người với số lượng cần thiết, trong khi những axit amin thiết yếu thì không. Chúng phải đến từ thức ăn, nhưng cũng có thể được tổng hợp một phần bởi các vi sinh vật đường ruột. Có 8 axit amin hoàn toàn không thể thay thế được bao gồm valine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, threonine, tryptophan và phenylalanine. Mặc dù thực tế là hoàn toàn tất cả các axit amin sinh protein được tổng hợp trong thực vật, nhưng protein thực vật là không hoàn chỉnh vì chúng không chứa một bộ axit amin hoàn chỉnh, hơn nữa, sự hiện diện của protein trong các bộ phận sinh dưỡng của thực vật hiếm khi vượt quá 1-2% khối lượng. Vì vậy, cần phải ăn protein không chỉ từ thực vật mà còn có nguồn gốc động vật.
Một chuỗi gồm hai axit amin được liên kết với nhau bằng liên kết peptit được gọi là đipeptit, của ba là tripeptit, ... Trong số các peptit, có các hợp chất quan trọng như hormone (oxytocin, vasopressin), kháng sinh, v.v. Một chuỗi gồm hơn mười axit amin được gọi là polypeptit, và các polypeptit chứa hơn 50 gốc axit amin là protein.
Các mức độ tổ chức cấu trúc của protein. Protein có thể có cấu trúc sơ cấp, thứ cấp, bậc ba và bậc bốn.
Cấu trúc cơ bản của protein là một chuỗi các axit amin được nối với nhau bằng một liên kết peptit. Cấu trúc cơ bản cuối cùng quyết định tính đặc trưng của protein và tính độc nhất của nó, bởi vì ngay cả khi chúng ta giả định rằng protein trung bình chứa 500 gốc axit amin, thì số lượng kết hợp có thể có là 20.500. Do đó, sự thay đổi vị trí của ít nhất một amin axit trong cấu trúc sơ cấp kéo theo sự thay đổi cấu trúc thứ cấp và cao hơn, cũng như các đặc tính của protein nói chung.
Các đặc điểm cấu trúc của protein quyết định sự đóng gói không gian của nó - sự xuất hiện của các cấu trúc bậc hai và bậc ba.
cấu trúc thứ cấp là sự sắp xếp trong không gian của phân tử prôtêin dưới dạng một chuỗi xoắn hoặc các nếp gấp được giữ bởi các liên kết hydro giữa các nguyên tử oxy và hydro của các nhóm peptit thuộc các vòng xoắn hoặc các nếp gấp khác nhau. Nhiều protein chứa nhiều hơn hoặc ít hơn các vùng dài có cấu trúc thứ cấp. Ví dụ, chúng là chất sừng của tóc và móng tay, sợi tơ tằm.
Cấu trúc đại học protein cũng là một dạng đóng gói không gian của chuỗi polypeptit, được giữ bởi các liên kết kỵ nước, hydro, disulfua (S-S) và các liên kết khác. Nó là đặc trưng của hầu hết các protein trong cơ thể, chẳng hạn như myoglobin cơ.
Cấu trúc bậc bốn- phức tạp nhất, được hình thành bởi một số chuỗi polypeptit được kết nối chủ yếu bằng các liên kết giống như ở bậc ba (kỵ nước, ion và hydro), cũng như các tương tác yếu khác. Cấu trúc bậc bốn là đặc trưng của một số protein, chẳng hạn như hemoglobin, chất diệp lục, v.v.
Theo hình dạng của phân tử, protein dạng sợi và hình cầu được phân biệt. Đầu tiên trong số chúng dài ra, chẳng hạn như collagen mô liên kết hoặc keratins ở tóc và móng tay. Protein hình cầu có dạng quả bóng (hạt cầu), giống như myoglobin cơ.
Protein đơn giản và phức tạp. Protein có thể đơn giản hoặc phức tạp. Các protein đơn giản chỉ bao gồm các axit amin, trong khi các protein phức tạp (lipoprotein, chromoprotein, glycoprotein, nucleoprotein, v.v.) chứa các phần protein và không phải protein. Chromoprotein chứa một phần không phải protein có màu. Chúng bao gồm hemoglobin, myoglobin, chlorophyll, cytochromes, v.v.
Vì vậy, trong thành phần của hemoglobin, mỗi chuỗi polypeptide trong số bốn chuỗi polypeptide của protein globin được liên kết với một phần không phải protein - heme, ở trung tâm của nó có một ion sắt, làm cho hemoglobin có màu đỏ. Phần không phải protein của lipoprotein là lipid, aglycoprotein - carbohydrate. Cả lipoprotein và glycoprotein đều là một phần của màng tế bào. Nucleoprotein là phức hợp của protein và axit nucleic (DNA và RNA). Chúng thực hiện các chức năng quan trọng nhất trong quá trình lưu trữ và truyền tải thông tin di truyền.
Tính chất của protein. Nhiều protein hòa tan cao trong nước, nhưng có một số trong số chúng chỉ hòa tan trong dung dịch muối, kiềm, axit hoặc dung môi hữu cơ. Cấu trúc của phân tử protein và hoạt động chức năng của nó phụ thuộc vào điều kiện môi trường. Sự mất đi cấu trúc của một phân tử protein cho đến cấu trúc sơ cấp, được gọi là sự biến tính.
Biến tính xảy ra do sự thay đổi nhiệt độ, pH, áp suất khí quyển, dưới tác dụng của axit, kiềm, muối của kim loại nặng, dung môi hữu cơ, ... Quá trình ngược lại của việc phục hồi các cấu trúc bậc hai và cao hơn được gọi là sự cải tạo, tuy nhiên, nó không phải lúc nào cũng có thể. Sự phá hủy hoàn toàn của một phân tử protein được gọi là sự suy thoái.
Protein thực hiện một số chức năng trong tế bào: nhựa (xây dựng), xúc tác (enzym), năng lượng, tín hiệu (thụ thể), co bóp (vận động), vận chuyển, bảo vệ, điều hòa và dự trữ.
Chức năng xây dựng của protein gắn liền với sự hiện diện của chúng trong màng tế bào và các thành phần cấu trúc của tế bào. Năng lượng - do trong quá trình phân hủy 1 g protein, năng lượng được giải phóng là 17,2 kJ. Các protein thụ thể của màng tham gia tích cực vào việc nhận biết các tín hiệu môi trường và sự truyền dẫn của chúng qua tế bào, cũng như nhận biết giữa các tế bào. Nếu không có protein, sự di chuyển của các tế bào và sinh vật nói chung là không thể, vì chúng tạo nên cơ sở của roi và lông mao, đồng thời cung cấp sự co cơ và chuyển động của các thành phần nội bào. Trong máu của người và nhiều loài động vật, protein hemoglobin mang oxy và một phần carbon dioxide, trong khi các protein khác vận chuyển các ion và điện tử. Vai trò bảo vệ của protein chủ yếu liên quan đến khả năng miễn dịch, vì protein interferon có thể tiêu diệt nhiều loại virus, và protein kháng thể ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn và các tác nhân lạ khác. Có nhiều hormone trong số các protein và peptide, ví dụ, hormone tuyến tụy, insulin, có tác dụng điều chỉnh nồng độ glucose trong máu. Ở một số sinh vật, protein có thể được lưu trữ dự trữ, như trong các loại đậu trong hạt, hoặc protein của trứng gà.
Axit nucleic là những monome sinh học mà monome là nucleotide. Hiện nay, người ta biết đến hai loại axit nucleic: ribonucleic (RNA) và deoxyribonucleic (DNA).
Một nucleotide được hình thành bởi một gốc nitơ, một phần dư lượng đường pentose và một phần dư lượng axit photphoric. Các tính năng của nucleotide chủ yếu được xác định bởi các base nitơ tạo nên thành phần của chúng, do đó, ngay cả khi có điều kiện, nucleotide được chỉ định bằng các chữ cái đầu tiên trong tên của chúng.
Thành phần của nucleotide có thể bao gồm năm bazơ nitơ: adenin (A), guanin (G), thymine (T), uracil (U) và cytosine (C). Các pentose của nucleotide - ribose và deoxyribose - xác định nucleotide nào sẽ được hình thành - ribonucleotide hoặc deoxyribonucleotide. Ribonucleotide là các đơn phân RNA, chúng có thể hoạt động như các phân tử tín hiệu (cAMP) và là một phần của các hợp chất macroergic, chẳng hạn như ATP và các coenzyme, chẳng hạn như NADPH + H +, NADH + H +, FADH 2, v.v. và deoxyribonucleotide là một phần của DNA.
Axit deoxyribonucleic (DNA)- biopolyme mạch kép, các đơn phân của chúng là deoxyribonucleotide. Thành phần của deoxyribonucleotide chỉ bao gồm bốn bazơ nitơ trong số năm có thể - adenine (A), thymine (T), guanine (G) và cytosine (C), cũng như dư lượng deoxyribose và axit photphoric. Các nucleotide trong chuỗi DNA liên kết với nhau thông qua gốc axit orthophosphoric, tạo thành liên kết phosphodiester. Khi một phân tử sợi đôi được hình thành, các bazơ nitơ hướng vào bên trong phân tử. Tuy nhiên, sự kết nối của các chuỗi DNA không xảy ra ngẫu nhiên - các gốc nitơ của các chuỗi khác nhau liên kết với nhau bằng liên kết hydro theo nguyên tắc bổ sung: adenin được kết nối với thymine bằng hai liên kết hydro (A \ u003d T), và guanin và cytosine bằng ba (G≡C).
Đối với cô ấy đã được thiết lập Quy tắc Chargaff :
1. Số nuclêôtit của ADN chứa adenin bằng số nuclêôtit chứa thymin (A = T).
2. Số nuclêôtit của ADN chứa guanin bằng số nuclêôtit chứa xitôzin (G≡C).
3. Tổng các deoxyribonucleotit chứa adenin và guanin bằng tổng các deoxyribonucleotit chứa thymin và cytosin (A + G = T + C).
4. Tỷ lệ giữa tổng deoxyribonucleotide chứa adenin và thymine với tổng số deoxyribonucleotide chứa guanin và cytosine phụ thuộc vào loại sinh vật.
Cấu trúc của DNA đã được giải mã bởi F. Crick và D. Watson (Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học, 1962). Theo mô hình của họ, phân tử DNA là một chuỗi xoắn kép thuận tay phải. Khoảng cách giữa các nucleotit trong một chuỗi ADN là 0,34 nm.
Đặc tính quan trọng nhất của DNA là khả năng nhân đôi (tự nhân đôi). Chức năng chính của DNA là lưu trữ và truyền tải thông tin di truyền, được viết dưới dạng trình tự nucleotide. Sự ổn định của phân tử DNA được duy trì bởi các hệ thống sửa chữa (phục hồi) mạnh mẽ, nhưng ngay cả chúng cũng không thể loại bỏ hoàn toàn các tác động bất lợi, cuối cùng dẫn đến đột biến. DNA của tế bào nhân thực tập trung trong nhân, ti thể và plastids, trong khi tế bào nhân sơ nằm ngay trong tế bào chất. DNA hạt nhân là cơ sở của nhiễm sắc thể, nó được biểu thị bằng các phân tử mở. ADN của ti thể, plastid và sinh vật nhân sơ có dạng hình tròn.
Axit Ribonucleic (RNA)- một sản phẩm sinh học có đơn phân là ribonucleotit. Chúng cũng chứa bốn bazơ nitơ - adenin (A), uracil (U), guanin (G) và cytosine (C), do đó khác với DNA ở một trong các bazơ (uracil được tìm thấy trong RNA thay vì thymine). Phần dư đường pentose trong ribonucleotide được biểu thị bằng ribose. RNA chủ yếu là các phân tử sợi đơn, ngoại trừ một số phân tử virus. Có ba loại RNA chính: thông tin, hoặc khuôn mẫu (mRNA, mRNA), ribosome (rRNA) và vận chuyển (tRNA). Tất cả chúng đều được hình thành trong quá trình phiên mã - viết lại từ phân tử ADN.
mRNA tạo thành phần nhỏ nhất của RNA trong một tế bào (2-4%), được bù đắp bởi sự đa dạng của chúng, vì một tế bào có thể chứa hàng nghìn mRNA khác nhau. Đây là những phân tử sợi đơn là khuôn mẫu để tổng hợp chuỗi polypeptit. Thông tin về cấu trúc của protein được ghi lại trong chúng dưới dạng trình tự các nucleotide, và mỗi axit amin mã hóa một bộ ba nucleotide - một codon.
rRNA là loại RNA có nhiều nhất trong tế bào (lên đến 80%). Trọng lượng phân tử của chúng trung bình từ 3000-5000; được hình thành trong nucleoli và là một phần của bào quan tế bào - ribosome. rRNA cũng có vai trò trong quá trình tổng hợp protein.
tRNA là phân tử RNA nhỏ nhất vì nó chỉ chứa 73-85 nucleotide. Tỷ lệ của chúng trong tổng số lượng RNA tế bào là khoảng 16%. Chức năng của tRNA là vận chuyển các axit amin đến nơi tổng hợp protein (trên ribosome). Hình dạng của phân tử tRNA giống như một chiếc lá cỏ ba lá. Ở một đầu của phân tử có một vị trí để gắn một axit amin và ở một trong các vòng có một bộ ba nucleotide bổ sung cho codon mRNA và xác định axit amin nào mà tRNA sẽ mang - bộ kháng mã.
Tất cả các loại RNA đều tham gia tích cực vào quá trình nhận ra thông tin di truyền, thông tin này được viết lại từ DNA thành mRNA, và quá trình tổng hợp protein sau này được thực hiện. tRNA trong quá trình tổng hợp protein cung cấp các axit amin đến ribosome, và rRNA trực tiếp là một phần của ribosome.
Axit adenosine triphosphoric (ATP) là một nucleotide chứa, ngoài gốc nitơ của adenin và một gốc ribose, ba gốc axit photphoric.
Các liên kết giữa hai gốc phốt pho cuối cùng là macroergic (42 kJ / mol năng lượng được giải phóng trong quá trình phân tách), trong khi liên kết hóa học tiêu chuẩn trong quá trình phân tách cho 12 kJ / mol. Nếu cần năng lượng, liên kết macroergic của ATP bị tách ra, axit adenosine diphosphoric (ADP), cặn phốt pho được hình thành và năng lượng được giải phóng:
ATP + H 2 0 → ADP + H 3 P0 4 + 42 kJ.
ADP cũng có thể bị chia nhỏ để tạo thành AMP (axit adenosine monophosphoric) và dư lượng axit photphoric:
ADP + H 2 0 → AMP + H 3 P0 4 + 42 kJ.
Trong quá trình chuyển hóa năng lượng (trong quá trình hô hấp, lên men), cũng như trong quá trình quang hợp, ADP gắn một phần dư photpho và biến thành ATP. Phản ứng phục hồi ATP được gọi là quá trình phosphoryl hóa. ATP là nguồn năng lượng phổ quát cho mọi quá trình sống của cơ thể sống.
Nghiên cứu về thành phần hóa học của tế bào của tất cả các cơ thể sống đã chỉ ra rằng chúng chứa các nguyên tố hóa học giống nhau, các chất hóa học thực hiện các chức năng giống nhau. Hơn nữa, một đoạn DNA được chuyển từ sinh vật này sang sinh vật khác sẽ hoạt động trong đó, và một protein được tổng hợp bởi vi khuẩn hoặc nấm sẽ hoạt động như một hormone hoặc enzyme trong cơ thể con người. Đây là một trong những minh chứng về sự thống nhất về nguồn gốc của thế giới hữu cơ.
Chất béo thực hiện trong tế bào chủ yếu là chức năng lưu trữ và đóng vai trò như một nguồn năng lượng. Chúng rất giàu mô mỡ dưới da, thực hiện chức năng hấp thụ sốc và cách nhiệt, ở động vật thủy sinh nó còn làm tăng khả năng nổi. Chất béo thực vật chủ yếu chứa các axit béo không bão hòa, do đó chúng ở dạng lỏng và được gọi là dầu. Dầu được tìm thấy trong hạt của nhiều loại thực vật, chẳng hạn như hướng dương, đậu nành, hạt cải dầu, v.v.
Sáp là hỗn hợp phức tạp của axit béo và rượu béo. Ở thực vật, chúng tạo thành một lớp màng trên bề mặt lá, có tác dụng chống lại sự thoát hơi nước, sự xâm nhập của mầm bệnh, ... Ở một số loài động vật, chúng bao phủ cơ thể hoặc xây tổ ong.
Sterol bao gồm một chất béo như cholesterol, một thành phần thiết yếu của màng tế bào, và steroid bao gồm các hormone sinh dục estradiol, testosterone, v.v.
Phospholipid, ngoài gốc glycerol và axit béo, còn chứa một phần dư axit orthophosphoric. Chúng là một phần của màng tế bào và cung cấp các đặc tính rào cản của chúng.
Glycolipid cũng là thành phần của màng, nhưng hàm lượng của chúng ở đó thấp. Phần không phải lipid của glycolipid là carbohydrate.
Chức năng của lipid. Lipid thực hiện chức năng dẻo (xây dựng), năng lượng, dự trữ, bảo vệ và điều hòa trong tế bào, ngoài ra, chúng còn là dung môi cho một số loại vitamin. Nó là một thành phần thiết yếu của màng tế bào. Khi tách 1 g lipit, năng lượng toả ra 38,9 kJ. Chúng được gửi vào khu bảo tồn trong các cơ quan khác nhau của thực vật và động vật. Ngoài ra, mô mỡ dưới da bảo vệ các cơ quan nội tạng khỏi bị hạ thân nhiệt hoặc quá nóng, cũng như sốc. Chức năng điều hòa của lipid là do một số trong số chúng là hormone.

Đang tải...
Đứng đầu