Cell- ang elementarya na yunit ng buhay sa Earth. Taglay nito ang lahat ng katangian ng isang buhay na organismo: ito ay lumalaki, nagpaparami, nakikipagpalitan ng mga sangkap at enerhiya sa kapaligiran, at tumutugon sa panlabas na stimuli. Ang simula ng biological evolution ay nauugnay sa hitsura sa Earth mga anyo ng cell buhay. Ang mga unicellular na organismo ay mga selula na hiwalay sa isa't isa. Ang katawan ng lahat ng multicellular na organismo - mga hayop at halaman - ay binuo mula sa mas malaki o mas kaunting bilang ng mga selula, na isang uri ng mga bloke na bumubuo sa isang kumplikadong organismo. Hindi alintana kung ang isang cell ay isang integral na sistema ng pamumuhay - isang hiwalay na organismo o bumubuo lamang ng isang bahagi nito, ito ay pinagkalooban ng isang hanay ng mga katangian at katangian na karaniwan sa lahat ng mga selula.

Kemikal na komposisyon ng cell

Humigit-kumulang 60 elemento ng periodic table ni Mendeleev, na matatagpuan din sa walang buhay na kalikasan, ay natagpuan sa mga selula. Ito ay isa sa mga patunay ng pagkakatulad ng buhay at walang buhay na kalikasan. Ang pinakakaraniwan sa mga buhay na organismo hydrogen, oxygen, carbon At nitrogen, na bumubuo ng halos 98% ng masa ng cell. Ito ay dahil sa mga kakaibang katangian ng kemikal ng hydrogen, oxygen, carbon at nitrogen, bilang isang resulta kung saan sila ay naging pinaka-angkop para sa pagbuo ng mga molekula na nagsasagawa ng mga biological function. Ang apat na elementong ito ay may kakayahang bumuo ng napakalakas na covalent bond sa pamamagitan ng pagpapares ng mga electron na kabilang sa dalawang atomo. Ang mga covalently bonded na carbon atom ay maaaring bumuo ng mga balangkas ng hindi mabilang na iba't ibang mga organikong molekula. Dahil ang mga carbon atom ay madaling bumuo ng mga covalent bond na may oxygen, hydrogen, nitrogen, at sulfur, ang mga organikong molekula ay nakakamit ng pambihirang kumplikado at pagkakaiba-iba ng istruktura.

Bilang karagdagan sa apat na pangunahing elemento, ang cell ay naglalaman ng kapansin-pansing dami (ika-10 at ika-100 na bahagi ng isang porsyento) bakal, potasa, sosa, kaltsyum, magnesiyo, chlorine, posporus At asupre. Lahat ng iba pang elemento ( sink, tanso, yodo, fluorine, kobalt, mangganeso atbp.) ay naroroon sa cell sa napakaliit na dami at samakatuwid ay tinatawag na microelements.

Ang mga elemento ng kemikal ay bahagi ng inorganic at mga organikong compound. Kabilang sa mga inorganikong compound ang tubig, mga mineral na asing-gamot, carbon dioxide, mga acid at mga base. Ang mga organikong compound ay mga ardilya, mga nucleic acid, carbohydrates, mga taba(lipids) at lipoids.

Ang ilang mga protina ay naglalaman asupre. Isang mahalagang bahagi ang mga nucleic acid ay posporus. Ang molekula ng hemoglobin ay naglalaman ng bakal, magnesiyo nakikilahok sa pagbuo ng molekula chlorophyll. Ang mga microelement, sa kabila ng kanilang napakababang nilalaman sa mga buhay na organismo, ay may mahalagang papel sa mga proseso ng buhay. yodo ay bahagi ng thyroid hormone - thyroxine, kobalt– Ang bitamina B 12 ay naglalaman ng hormone ng islet na bahagi ng pancreas – insulin – sink. Sa ilang isda, pinapalitan ng tanso ang bakal sa mga molekula ng pigment na nagdadala ng oxygen.

Mga di-organikong sangkap

Tubig

Ang H 2 O ay ang pinakakaraniwang tambalan sa mga buhay na organismo. Ang nilalaman nito sa iba't ibang mga selula ay lubos na nag-iiba: mula 10% sa enamel ng ngipin hanggang 98% sa katawan ng isang dikya, ngunit sa karaniwan ay bumubuo ito ng halos 80% ng timbang ng katawan. Ang napakahalagang papel ng tubig sa pagsuporta sa mga proseso ng buhay ay dahil sa mga katangiang physicochemical nito. Ang polarity ng mga molekula at ang kakayahang bumuo ng mga hydrogen bond ay ginagawang magandang solvent ang tubig marami mga sangkap. Karamihan mga reaksiyong kemikal na nagaganap sa cell ay maaari lamang mangyari sa may tubig na solusyon. Ang tubig ay kasangkot din sa maraming pagbabagong kemikal.

Ang kabuuang bilang ng mga hydrogen bond sa pagitan ng mga molekula ng tubig ay nag-iiba depende sa t °. Sa t ° Kapag natunaw ang yelo, humigit-kumulang 15% ng mga hydrogen bond ay nawasak, sa t° 40°C - kalahati. Sa paglipat sa gas na estado, ang lahat ng mga bono ng hydrogen ay nawasak. Ipinapaliwanag nito ang mataas na tiyak na kapasidad ng init ng tubig. Kapag ang temperatura ng panlabas na kapaligiran ay nagbabago, ang tubig ay sumisipsip o naglalabas ng init dahil sa pagkalagot o bagong pagbuo ng mga hydrogen bond. Sa ganitong paraan, ang mga pagbabago sa temperatura sa loob ng cell ay lumalabas na mas maliit kaysa sa in kapaligiran. Ang mataas na init ng pagsingaw ay sumasailalim sa mahusay na mekanismo ng paglipat ng init sa mga halaman at hayop.

Ang tubig bilang isang solvent ay nakikibahagi sa mga phenomena ng osmosis, na gumaganap ng mahalagang papel sa buhay ng mga selula ng katawan. Ang Osmosis ay ang pagtagos ng mga solvent molecule sa pamamagitan ng isang semi-permeable membrane sa isang solusyon ng isang substance. Ang mga semi-permeable na lamad ay yaong nagpapahintulot sa mga solvent na molekula na dumaan, ngunit hindi pinapayagan ang mga solute na molekula (o mga ion) na dumaan. Samakatuwid, ang osmosis ay ang one-way diffusion ng mga molekula ng tubig sa direksyon ng solusyon.

Mga mineral na asin

Karamihan ng mga di-organikong sangkap ang mga selula ay nasa anyo ng mga asin sa isang dissociated o solid na estado. Ang konsentrasyon ng mga cation at anion sa cell at sa kapaligiran nito ay hindi pareho. Ang cell ay naglalaman ng medyo maraming K at maraming Na. Sa extracellular na kapaligiran, halimbawa sa plasma ng dugo, sa tubig dagat, sa kabaligtaran, mayroong maraming sodium at kaunting potasa. Ang pagkamayamutin ng cell ay nakasalalay sa ratio ng mga konsentrasyon ng Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ ions. Sa mga tisyu ng mga multicellular na hayop, ang K ay bahagi ng multicellular substance na nagsisiguro sa pagkakaisa ng mga cell at ang kanilang ordered arrangement. Ang osmotic pressure sa cell at ang mga buffering properties nito ay higit na nakadepende sa konsentrasyon ng mga salts. Ang buffering ay ang kakayahan ng isang cell na mapanatili ang bahagyang alkaline na reaksyon ng mga nilalaman nito sa isang pare-parehong antas. Ang buffering sa loob ng cell ay pangunahing ibinibigay ng H 2 PO 4 at HPO 4 2- ions. Sa mga extracellular fluid at sa dugo, ang papel ng isang buffer ay ginagampanan ng H 2 CO 3 at HCO 3 -. Ang mga anion ay nagbubuklod sa mga H ions at hydroxide ions (OH -), dahil sa kung saan ang reaksyon sa loob ng cell ng mga extracellular fluid ay nananatiling halos hindi nagbabago. Ang mga hindi matutunaw na mineral na asing-gamot (halimbawa, Ca phosphate) ay nagbibigay ng lakas tissue ng buto vertebrates at mollusk shell.

Organikong cell matter

Mga ardilya

Kabilang sa mga organikong sangkap ng cell, ang mga protina ay nasa unang lugar kapwa sa dami (10–12% ng kabuuang masa ng cell) at sa kahalagahan. Ang mga protina ay mga high-molecular polymers (na may molekular na timbang mula 6000 hanggang 1 milyon pataas), ang mga monomer nito ay mga amino acid. Gumagamit ang mga buhay na organismo ng 20 amino acid, bagama't marami pa. Ang komposisyon ng anumang amino acid ay kinabibilangan ng isang amino group (-NH 2), na may mga pangunahing katangian, at isang carboxyl group (-COOH), na may acidic na mga katangian. Ang dalawang amino acid ay pinagsama sa isang molekula sa pamamagitan ng pagtatatag ng isang HN-CO bond, na naglalabas ng isang molekula ng tubig. Ang bono sa pagitan ng amino group ng isang amino acid at ng carboxyl group ng isa pa ay tinatawag na peptide bond. Ang mga protina ay mga polypeptide na naglalaman ng sampu at daan-daang mga amino acid. Ang mga molekula ng iba't ibang mga protina ay naiiba sa bawat isa sa molekular na timbang, bilang, komposisyon ng mga amino acid at ang pagkakasunud-sunod ng kanilang lokasyon sa polypeptide chain. Kaya't malinaw na ang mga protina ay lubhang magkakaiba;

Ang isang kadena ng mga yunit ng amino acid na konektado ng covalently ng mga peptide bond sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod ay tinatawag na pangunahing istraktura ng protina. Sa mga selula, ang mga protina ay parang mga hibla o mga bola (globules). Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na sa natural na protina ang polypeptide chain ay inilatag sa isang mahigpit na tinukoy na paraan, depende sa kemikal na istraktura ng mga constituent amino acids nito.

Una, ang polypeptide chain ay natitiklop sa isang spiral. Ang pagkahumaling ay nangyayari sa pagitan ng mga atomo ng mga kalapit na pagliko at ang mga bono ng hydrogen ay nabuo, lalo na, sa pagitan ng mga pangkat ng NH at CO na matatagpuan sa mga katabing pagliko. Ang isang kadena ng mga amino acid, na baluktot sa anyo ng isang spiral, ay bumubuo sa pangalawang istraktura ng protina. Bilang resulta ng karagdagang pagtiklop ng helix, isang pagsasaayos na tiyak sa bawat protina ang lumitaw, na tinatawag na tertiary na istraktura. Ang istrukturang tersiyaryo ay dahil sa pagkilos ng mga puwersa ng pagkakaisa sa pagitan ng mga hydrophobic radical na matatagpuan sa ilang mga amino acid at mga covalent bond sa pagitan ng mga pangkat ng SH ng amino acid cysteine ​​​​( S-S-koneksyon). Ang bilang ng mga amino acid na may hydrophobic radical at cysteine, pati na rin ang pagkakasunud-sunod ng kanilang pag-aayos sa polypeptide chain, ay tiyak sa bawat protina. Dahil dito, ang mga tampok ng tertiary na istraktura ng isang protina ay tinutukoy ng pangunahing istraktura nito. Ang protina ay nagpapakita ng biological na aktibidad lamang sa anyo ng isang tertiary na istraktura. Samakatuwid, ang pagpapalit ng kahit isang amino acid sa isang polypeptide chain ay maaaring humantong sa pagbabago sa configuration ng protina at sa pagbaba o pagkawala ng biological activity nito.

Sa ilang mga kaso, ang mga molekula ng protina ay nagsasama sa isa't isa at maaari lamang gawin ang kanilang pag-andar sa anyo ng mga complex. Kaya, ang hemoglobin ay isang kumplikado ng apat na molekula at sa form na ito lamang ito ay may kakayahang mag-attach at maghatid ng oxygen. Batay sa kanilang komposisyon, ang mga protina ay nahahati sa dalawang pangunahing klase - simple at kumplikado. Ang mga simpleng protina ay binubuo lamang ng mga amino acid, nucleic acid (nucleotides), lipids (lipoproteins), Me (metalloproteins), P (phosphoproteins).

Ang mga pag-andar ng mga protina sa isang cell ay lubhang magkakaibang. Ang isa sa pinakamahalaga ay ang pag-andar ng konstruksiyon: ang mga protina ay kasangkot sa pagbuo ng lahat mga lamad ng cell at cell organelles, pati na rin sa loob mga istruktura ng cellular. Ang enzymatic (catalytic) na papel ng mga protina ay napakahalaga. Pinapabilis ng mga enzyme ang mga reaksiyong kemikal na nagaganap sa selula ng 10 at 100 milyong beses. Ang pag-andar ng motor ay ibinibigay ng mga espesyal na protina ng contractile. Ang mga protina na ito ay kasangkot sa lahat ng uri ng paggalaw na kayang gawin ng mga selula at organismo: ang pagkutitap ng cilia at ang paghampas ng flagella sa protozoa, pag-urong ng kalamnan sa mga hayop, paggalaw ng mga dahon sa mga halaman, atbp. Ang tungkulin ng transportasyon ng mga protina ay upang ilakip ang mga elemento ng kemikal (halimbawa, ang hemoglobin ay nagdaragdag ng O) o biologically aktibong sangkap(mga hormone) at dinadala ang mga ito sa mga tisyu at organo ng katawan. Ang pag-andar ng proteksiyon ay ipinahayag sa anyo ng paggawa ng mga espesyal na protina, na tinatawag na mga antibodies, bilang tugon sa pagtagos ng mga dayuhang protina o mga selula sa katawan. Ang mga antibodies ay nagbubuklod at nag-neutralize sa mga dayuhang sangkap. Ang mga protina ay may mahalagang papel bilang mga mapagkukunan ng enerhiya. Sa kumpletong paghahati 1g. 17.6 kJ (~4.2 kcal) ng mga protina ang inilabas.

Mga karbohidrat

Carbohydrates o saccharides - organikong bagay na may pangkalahatang pormula (CH 2 O) n. Karamihan sa mga carbohydrate ay may dobleng bilang ng mga H atom mas maraming numero O mga atomo, tulad ng sa mga molekula ng tubig. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga sangkap na ito ay tinawag na carbohydrates. Sa isang buhay na cell, ang mga carbohydrate ay matatagpuan sa dami na hindi hihigit sa 1-2, minsan 5% (sa atay, sa mga kalamnan). Ang mga cell ng halaman ay ang pinakamayaman sa carbohydrates, kung saan ang kanilang nilalaman sa ilang mga kaso ay umabot sa 90% ng dry matter mass (mga buto, patatas tubers, atbp.).

Ang mga karbohidrat ay simple at kumplikado. Ang mga simpleng carbohydrates ay tinatawag na monosaccharides. Depende sa bilang ng mga carbohydrate atoms sa molekula, ang monosaccharides ay tinatawag na trioses, tetroses, pentoses o hexoses. Sa anim na carbon monosaccharides - hexoses - ang pinakamahalaga ay glucose, fructose at galactose. Ang glucose ay nakapaloob sa dugo (0.1-0.12%). Ang pentoses ribose at deoxyribose ay matatagpuan sa mga nucleic acid at ATP. Kung ang dalawang monosaccharides ay pinagsama sa isang molekula, ang tambalan ay tinatawag na disaccharide. Ang table sugar, na nakuha mula sa cane o sugar beets, ay binubuo ng isang molekula ng glucose at isang molekula ng fructose, asukal sa gatas - ng glucose at galactose.

Ang mga kumplikadong carbohydrates na nabuo mula sa maraming monosaccharides ay tinatawag na polysaccharides. Ang monomer ng polysaccharides tulad ng starch, glycogen, cellulose ay glucose. Ang mga karbohidrat ay gumaganap ng dalawang pangunahing pag-andar: pagbuo at enerhiya. Binubuo ng selulusa ang mga dingding ng mga selula ng halaman. Ang kumplikadong polysaccharide chitin ay nagsisilbing pangunahing bahagi ng istruktura ng exoskeleton ng mga arthropod. Ang chitin ay gumaganap din ng isang function ng konstruksiyon sa fungi. Ang mga karbohidrat ay gumaganap ng papel ng pangunahing mapagkukunan ng enerhiya sa cell. Sa panahon ng oksihenasyon ng 1 g ng carbohydrates, 17.6 kJ (~4.2 kcal) ang inilalabas. Ang starch sa mga halaman at glycogen sa mga hayop ay idineposito sa mga selula at nagsisilbing isang reserbang enerhiya.

Mga nucleic acid

Ang kahalagahan ng mga nucleic acid sa isang cell ay napakahusay. Ang mga kakaibang katangian ng kanilang kemikal na istraktura ay nagbibigay ng posibilidad ng pag-iimbak, paglilipat at pagmamana sa mga cell ng anak na babae ng impormasyon tungkol sa istraktura ng mga molekula ng protina na na-synthesize sa bawat tisyu sa isang tiyak na yugto ng indibidwal na pag-unlad. Dahil ang karamihan sa mga katangian at katangian ng mga selula ay dahil sa mga protina, malinaw na ang katatagan ng mga nucleic acid ay ang pinakamahalagang kondisyon normal na paggana ng mga selula at buong organismo. Anumang mga pagbabago sa istraktura ng mga cell o ang aktibidad ng mga proseso ng physiological sa kanila, kaya nakakaapekto sa mahahalagang aktibidad. Ang pag-aaral ng istraktura ng mga nucleic acid ay napakahalaga para sa pag-unawa sa pagmamana ng mga katangian sa mga organismo at ang mga pattern ng paggana ng parehong indibidwal na mga cell at mga cellular system- mga tisyu at organo.

Mayroong 2 uri ng nucleic acid - DNA at RNA. Ang DNA ay isang polimer na binubuo ng dalawang nucleotide helice na nakaayos upang bumuo ng double helix. Ang mga monomer ng mga molekula ng DNA ay mga nucleotide na binubuo ng isang nitrogenous base (adenine, thymine, guanine o cytosine), isang carbohydrate (deoxyribose) at isang residue ng phosphoric acid. Ang mga nitrogenous base sa molekula ng DNA ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng hindi pantay na bilang ng mga H-bond at nakaayos sa mga pares: ang adenine (A) ay palaging laban sa thymine (T), guanine (G) laban sa cytosine (C).

Ang mga nucleotide ay konektado sa isa't isa hindi random, ngunit pili. Ang kakayahang pumili ng interaksyon ng adenine sa thymine at guanine sa cytosine ay tinatawag na complementarity. Ang pantulong na pakikipag-ugnayan ng ilang mga nucleotide ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng mga kakaiba ng spatial na pag-aayos ng mga atomo sa kanilang mga molekula, na nagpapahintulot sa kanila na lumapit at bumuo ng mga H-bond. Sa isang polynucleotide chain, ang mga kalapit na nucleotide ay naka-link sa isa't isa sa pamamagitan ng isang asukal (deoxyribose) at isang phosphoric acid residue. Ang RNA, tulad ng DNA, ay isang polimer na ang mga monomer ay mga nucleotides. Ang mga nitrogenous base ng tatlong nucleotides ay kapareho ng mga bumubuo sa DNA (A, G, C); ang ikaapat - uracil (U) - ay nasa molekula ng RNA sa halip na thymine. Ang mga nucleotide ng RNA ay naiiba sa mga nucleotide ng DNA sa istraktura ng carbohydrate na nilalaman nito (ribose sa halip na deoxyribose).

Sa isang chain ng RNA, ang mga nucleotide ay pinagsama sa pamamagitan ng pagbuo ng mga covalent bond sa pagitan ng ribose ng isang nucleotide at ang phosphoric acid residue ng isa pa. Ang istraktura ay naiiba sa pagitan ng dalawang-stranded na RNA. Ang mga double-stranded na RNA ay ang mga tagapag-ingat ng genetic na impormasyon sa isang bilang ng mga virus, i.e. Ginagawa nila ang mga function ng chromosome. Ang single-stranded RNA ay naglilipat ng impormasyon tungkol sa istruktura ng mga protina mula sa chromosome patungo sa lugar ng kanilang synthesis at nakikilahok sa synthesis ng protina.

Mayroong ilang mga uri ng single-stranded RNA. Ang kanilang mga pangalan ay tinutukoy ng kanilang function o lokasyon sa cell. Karamihan sa RNA sa cytoplasm (hanggang 80-90%) ay ribosomal RNA (rRNA), na nakapaloob sa mga ribosome. Ang mga molekula ng rRNA ay medyo maliit at binubuo ng isang average ng 10 nucleotides. Isa pang uri ng RNA (mRNA) na nagdadala ng impormasyon tungkol sa pagkakasunud-sunod ng mga amino acid sa mga protina na dapat ma-synthesize sa mga ribosom. Ang laki ng mga RNA na ito ay nakasalalay sa haba ng rehiyon ng DNA kung saan sila na-synthesize. Ang mga transfer RNA ay gumaganap ng ilang mga function. Naghahatid sila ng mga amino acid sa site ng synthesis ng protina, "kilalanin" (sa pamamagitan ng prinsipyo ng complementarity) ang triplet at RNA na naaayon sa inilipat na amino acid, at isinasagawa ang eksaktong oryentasyon ng amino acid sa ribosome.

Mga taba at lipid

Ang mga taba ay mga compound ng high-molecular fatty acids at trihydric alcohol glycerol. Ang mga taba ay hindi natutunaw sa tubig - sila ay hydrophobic. Laging mayroong iba pang kumplikadong hydrophobic fat-like substance na tinatawag na lipoids sa cell. Ang isa sa mga pangunahing pag-andar ng taba ay enerhiya. Sa panahon ng pagkasira ng 1 g ng taba sa CO 2 at H 2 O, ang isang malaking halaga ng enerhiya ay inilabas - 38.9 kJ (~ 9.3 kcal). Ang taba na nilalaman sa cell ay umaabot sa 5-15% ng dry matter weight. Sa buhay na mga selula ng tisyu, ang dami ng taba ay tumataas sa 90%. Pangunahing pag-andar mga taba sa mundo ng hayop (at bahagyang halaman) - pag-iimbak.

Kapag ang 1 g ng taba ay ganap na na-oxidized (sa carbon dioxide at tubig), humigit-kumulang 9 kcal ng enerhiya ang inilalabas. (1 kcal = 1000 cal; calorie (cal, cal) - isang off-system unit ng dami ng trabaho at enerhiya, katumbas ng halaga ng init na kinakailangan para magpainit ng 1 ml ng tubig ng 1 °C sa pamantayan presyon ng atmospera 101.325 kPa; 1 kcal = 4.19 kJ). Kapag ang 1 g ng mga protina o carbohydrates ay na-oxidized (sa katawan), halos 4 kcal/g lamang ang inilalabas. Sa iba't ibang aquatic organism - mula sa single-celled diatoms hanggang sa basking shark - ang taba ay "lumulutang", binabawasan ang average na density ng katawan. Ang density ng mga taba ng hayop ay humigit-kumulang 0.91-0.95 g/cm³. Ang density ng vertebrate bone tissue ay malapit sa 1.7-1.8 g/cm³, at ang average na density ng karamihan sa iba pang mga tissue ay malapit sa 1 g/cm³. Malinaw na kailangan mo ng maraming taba upang "balansehin" ang isang mabigat na balangkas.

Ang mga taba at lipid ay gumaganap din ng isang function ng konstruksiyon: sila ay bahagi ng mga lamad ng cell. Dahil sa mahinang thermal conductivity, ang taba ay may kakayahang proteksiyon. Sa ilang mga hayop (seal, whale) ito ay idineposito sa subcutaneous adipose tissue, na bumubuo ng isang layer hanggang sa 1 m makapal Ang pagbuo ng ilang mga lipoid ay nauuna ang synthesis ng isang bilang ng mga hormone. Dahil dito, ang mga sangkap na ito ay mayroon ding pag-andar ng pag-regulate ng mga proseso ng metabolic.

Ang lahat ng nabubuhay na organismo ay binubuo ng mga selula. Ang katawan ng tao ay mayroon din cellular na istraktura, salamat sa kung saan posible ang paglaki, pagpaparami at pag-unlad nito.

Ang katawan ng tao ay binubuo ng isang malaking bilang ng mga selula iba't ibang hugis at mga sukat, na depende sa function na ginawa. Nag-aaral istraktura at paggana ng cell ikakasal cytology.

Ang bawat cell ay natatakpan ng isang lamad na binubuo ng ilang mga layer ng mga molekula, na nagsisiguro ng pumipili na pagkamatagusin ng mga sangkap. Sa ilalim ng lamad sa cell mayroong isang malapot na semi-likido na sangkap - cytoplasm na may mga organelles.

Mitokondria- mga istasyon ng enerhiya ng cell, ribosom - ang lugar ng pagbuo ng protina, endoplasmic reticulum, na gumaganap ng function ng transporting substance, ang nucleus ay ang lugar ng imbakan para sa namamana na impormasyon, sa loob ng nucleus ay ang nucleolus. Gumagawa ito ng ribonucleic acid. Malapit sa nucleus mayroong isang cell center na kinakailangan para sa paghahati ng cell.

Mga selula ng tao binubuo ng mga organiko at di-organikong sangkap.

Mga di-organikong sangkap:
Tubig - bumubuo ng 80% ng masa ng cell, natutunaw ang mga sangkap, nakikilahok sa mga reaksiyong kemikal;
Ang mga mineral na asing-gamot sa anyo ng mga ion ay kasangkot sa pamamahagi ng tubig sa pagitan ng mga selula at ng intercellular substance. Kinakailangan ang mga ito para sa synthesis ng mahahalagang organikong sangkap.
Organikong bagay:
Ang mga protina ay ang mga pangunahing sangkap ng cell, ang pinaka kumplikadong mga sangkap na matatagpuan sa kalikasan. Ang mga protina ay bahagi ng mga lamad, ang nucleus, at mga organel at gumaganap ng isang istrukturang function sa cell. Mga enzyme - mga protina, mga accelerator ng reaksyon;
Mga taba - gumaganap ng isang function ng enerhiya;
Carbohydrates - din kapag nasira, bumubuo ng isang malaking halaga ng enerhiya, ay lubos na natutunaw sa tubig at samakatuwid, kapag nasira, ang enerhiya ay nabuo nang napakabilis.
Mga nucleic acid - DNA at RNA, tinutukoy nila, iniimbak at ipinapadala ang namamana na impormasyon tungkol sa komposisyon ng mga protina ng cell mula sa mga magulang hanggang sa mga supling.
Ang mga selula ng katawan ng tao ay may isang bilang ng mga mahahalagang katangian at gumaganap ng ilang mga pag-andar:

SA ang mga selula ay nag-metabolize, sinamahan ng synthesis at agnas ng mga organic compound; ang metabolismo ay sinamahan ng conversion ng enerhiya;
Kapag ang mga sangkap ay nabuo sa isang cell, ito ay lumalaki, ang paglaki ng cell ay nauugnay sa isang pagtaas sa kanilang bilang, ito ay nauugnay sa pagpaparami sa pamamagitan ng paghahati;
Ang mga buhay na selula ay may excitability;
Isa sa mga katangiang katangian mga cell - paggalaw.
Cell ng katawan ng tao Ang mga sumusunod na mahahalagang pag-aari ay likas: metabolismo, paglaki, pagpaparami at pagkasabik. Batay sa mga pag-andar na ito, ang paggana ng buong organismo ay isinasagawa.

Kemikal na komposisyon ng cell.

Mga pangunahing katangian at antas ng organisasyon ng buhay na kalikasan

Ang mga antas ng organisasyon ng mga sistema ng pamumuhay ay sumasalamin sa subordination at hierarchy ng istrukturang organisasyon ng buhay:

Molecular genetic - indibidwal na biopolymer (DNA, RNA, protina);

Cellular - isang elementarya na self-reproducing unit ng buhay (prokaryotes, unicellular eukaryotes), tissues, organs;

Organismo - malayang pagkakaroon ng isang indibidwal;

Population-specific - isang elementary evolving unit - isang populasyon;

Biogeocenotic - mga ecosystem na binubuo ng iba't ibang populasyon at kanilang mga tirahan;

Biosphere - ang buong nabubuhay na populasyon ng Earth, na tinitiyak ang sirkulasyon ng mga sangkap sa kalikasan.

Ang kalikasan ay ang buong umiiral na materyal na mundo sa lahat ng pagkakaiba-iba ng mga anyo nito.

Ang pagkakaisa ng kalikasan ay ipinahayag sa kawalang-kinikilingan ng pagkakaroon nito, ang pagkakapareho ng elementong komposisyon, subordination sa pareho pisikal na batas, sa sistematikong katangian ng organisasyon.

Ang iba't ibang natural na sistema, parehong nabubuhay at walang buhay, ay magkakaugnay at nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Ang isang halimbawa ng sistematikong pakikipag-ugnayan ay ang biosphere.

Ang biology ay isang kumplikadong mga agham na nag-aaral sa mga pattern ng pag-unlad at mahahalagang aktibidad ng mga sistema ng buhay, ang mga dahilan para sa kanilang pagkakaiba-iba at kakayahang umangkop sa kapaligiran, ang kaugnayan sa iba pang mga sistema ng buhay at mga bagay ng walang buhay na kalikasan.

Ang object ng biological research ay buhay na kalikasan.

Ang paksa ng pananaliksik sa biology ay:

Pangkalahatan at tiyak na mga pattern ng organisasyon, pag-unlad, metabolismo, paghahatid ng namamana na impormasyon;

Ang pagkakaiba-iba ng mga anyo ng buhay at mga organismo mismo, pati na rin ang kanilang mga relasyon sa kapaligiran.

Ang buong pagkakaiba-iba ng buhay sa Earth ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng proseso ng ebolusyon at ang epekto ng kapaligiran sa mga organismo.

Ang kakanyahan ng buhay ay tinutukoy ng M.V.

Wolkenstein bilang pag-iral sa Earth ng "mga buhay na katawan, na mga bukas na self-regulating at self-reproducing system, na binuo mula sa biopolymers - mga protina at nucleic acid."

Mga pangunahing katangian ng mga sistema ng pamumuhay:

Metabolismo;

Regulasyon sa sarili;

Pagkairita;

Pagkakaiba-iba;

pagmamana;

Pagpaparami;

Kemikal na komposisyon ng cell.

Mga di-organikong sangkap ng cell

Ang Cytology ay isang agham na nag-aaral sa istraktura at paggana ng mga selula. Ang cell ay ang elementary structural at functional unit ng mga buhay na organismo. Ang mga selula ng mga unicellular na organismo ay may lahat ng mga katangian at pag-andar ng mga buhay na sistema.

Mga cell mga multicellular na organismo pinag-iba sa pamamagitan ng istraktura at pag-andar.

Atomic composition: ang cell ay naglalaman ng humigit-kumulang 70 elemento ng Periodic Table of Elements ni Mendeleev, at 24 sa mga ito ay naroroon sa lahat ng uri ng mga cell.

Mga Macroelement - H, O, N, C, microelement - Mg, Na, Ca, Fe, K, P, CI, S, ultramicroelements - Zn, Cu, I, F, Mn, Co, Si, atbp.

Molecular composition: ang cell ay naglalaman ng mga molecule ng inorganic at organic compounds.

Mga di-organikong sangkap ng cell

Ang molekula ng tubig ay may nonlinear spatial na istraktura at may polarity. Ang mga hydrogen bond ay nabuo sa pagitan ng mga indibidwal na molekula, na tumutukoy sa pisikal at kemikal na mga katangian ng tubig.

1. Molekyul ng tubig Fig. 2. Hydrogen bonds sa pagitan ng mga molekula ng tubig

Mga pisikal na katangian ng tubig:

Ang tubig ay maaaring nasa tatlong estado - likido, solid at gas;

Ang tubig ay isang solvent. Ang mga molekula ng tubig sa polar ay natutunaw ang mga molekulang polar ng iba pang mga sangkap. Ang mga sangkap na natutunaw sa tubig ay tinatawag na hydrophilic. Ang mga sangkap na hindi matutunaw sa tubig ay hydrophobic;

Mataas na tiyak na kapasidad ng init. Ang pagsira sa mga bono ng hydrogen na humahawak sa mga molekula ng tubig ay nangangailangan ng pagsipsip ng malaking halaga ng enerhiya.

Tinitiyak ng pag-aari na ito ng tubig ang pagpapanatili ng thermal balance sa katawan;

Mataas na init ng singaw. Upang mag-evaporate ng tubig, medyo maraming enerhiya ang kailangan. Ang kumukulo na punto ng tubig ay mas mataas kaysa sa maraming iba pang mga sangkap. Ang pag-aari na ito ng tubig ay nagpoprotekta sa katawan mula sa sobrang pag-init;

Ang mga molekula ng tubig ay nasa patuloy na paggalaw, nagbanggaan sila sa isa't isa sa likidong yugto, na mahalaga para sa mga proseso ng metabolic;

Pagkakaisa at pag-igting sa ibabaw.

Tinutukoy ng mga hydrogen bond ang lagkit ng tubig at ang pagdirikit ng mga molekula nito sa mga molekula ng iba pang mga sangkap (cohesion).

Salamat sa malagkit na puwersa ng mga molekula, ang isang pelikula ay nilikha sa ibabaw ng tubig, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng pag-igting sa ibabaw;

Densidad. Kapag pinalamig, bumabagal ang paggalaw ng mga molekula ng tubig. Ang bilang ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga molekula ay nagiging maximum. Ang tubig ay may pinakamalaking density sa 4°C. Kapag nagyeyelo, lumalawak ang tubig (kailangan ang espasyo para sa pagbuo ng mga bono ng hydrogen), at bumababa ang density nito, kaya lumulutang ang yelo sa ibabaw ng tubig, na nagpoprotekta sa reservoir mula sa pagyeyelo;

Kakayahang bumuo ng mga istrukturang koloidal.

Ang mga molekula ng tubig ay bumubuo ng isang shell sa paligid ng mga hindi matutunaw na molekula ng ilang mga sangkap, na pumipigil sa pagbuo ng malalaking particle. Ang estadong ito ng mga molekulang ito ay tinatawag na dispersed (nakakalat). Nabubuo ang pinakamaliit na particle ng mga substance na napapalibutan ng mga molekula ng tubig mga koloidal na solusyon(cytoplasm, intercellular fluid).

Biological function ng tubig:

Transport - tinitiyak ng tubig ang paggalaw ng mga sangkap sa cell at katawan, ang pagsipsip ng mga sangkap at ang paglabas ng mga produktong metabolic.

Sa kalikasan, ang tubig ay nagdadala ng mga dumi sa mga lupa at anyong tubig;

Metabolic - tubig ay ang daluyan para sa lahat ng biochemical reaksyon at isang electron donor sa panahon ng photosynthesis ito ay kinakailangan para sa hydrolysis ng macromolecules sa kanilang mga monomer;

Nakikilahok sa edukasyon:

1) lubricating fluid na nagpapababa ng friction (synovial - sa mga joints ng vertebrates, pleural, in pleural cavity, pericardial - sa pericardial sac);

2) mucus, na nagpapadali sa paggalaw ng mga sangkap sa pamamagitan ng mga bituka at lumilikha ng isang basa-basa na kapaligiran sa mauhog lamad ng respiratory tract;

3) pagtatago (laway, luha, apdo, tamud, atbp.) at katas sa katawan.

Mga inorganic na ion.

Ang mga inorganic na ions ng cell ay kinakatawan ng: cation K+, Na+, Ca2+, Mg2+, NH3 at anions Cl-, NOi2-, H2PO4-, HCO3-, HPO42-.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga halaga ng mga cation at anion sa ibabaw at sa loob ng cell ay nagsisiguro sa paglitaw ng isang potensyal na aksyon, na sumasailalim sa nerve at muscle excitation.

Ang mga phosphoric acid anion ay lumikha ng isang phosphate buffer system na nagpapanatili ng pH ng intracellular na kapaligiran ng katawan sa antas na 6-9.

Ang carbonic acid at ang mga anion nito ay lumikha ng bicarbonate buffer system at nagpapanatili ng pH ng extracellular na kapaligiran (blood plasma) sa antas na 4-7.

Ang mga compound ng nitrogen ay nagsisilbing pinagmumulan ng nutrisyon ng mineral, synthesis ng mga protina at nucleic acid.

Ang mga atomo ng posporus ay bahagi ng mga nucleic acid, phospholipid, pati na rin ang mga buto ng mga vertebrates at ang chitinous na takip ng mga arthropod. Ang mga ion ng kaltsyum ay bahagi ng sangkap ng mga buto;

Kemikal na komposisyon ng cell. Mga di-organikong sangkap

Atomic at molekular na komposisyon ng isang cell. Ang isang mikroskopikong cell ay naglalaman ng ilang libong mga sangkap na nakikilahok sa iba't ibang mga reaksiyong kemikal. Mga proseso ng kemikal Ang dumadaloy sa isang cell ay isa sa mga pangunahing kondisyon ng buhay, pag-unlad, at paggana nito.

Ang lahat ng mga selula ng mga organismo ng hayop at halaman, pati na rin ang mga mikroorganismo, ay magkatulad sa komposisyon ng kemikal, na nagpapahiwatig ng pagkakaisa ng organikong mundo.

Ang talahanayan ay nagpapakita ng data sa atomic na komposisyon ng mga cell.

Sa 109 na elemento ng periodic table ni Mendeleev, isang makabuluhang mayorya ang natagpuan sa mga cell. Ang ilang mga elemento ay nakapaloob sa mga cell sa medyo malalaking dami, ang iba sa maliit na dami. Ang nilalaman ng apat na elemento sa cell ay lalong mataas - oxygen, carbon, nitrogen at hydrogen. Sa kabuuan, bumubuo sila ng halos 98% ng kabuuang nilalaman ng cell. Ang susunod na pangkat ay binubuo ng walong elemento, ang nilalaman nito sa isang cell ay kinakalkula sa ikasampu at daan-daang porsyento. Ito ay sulfur, phosphorus, chlorine, potassium, magnesium, sodium, calcium, iron.

Sa kabuuan, umabot sila sa 1.9%. Ang lahat ng iba pang elemento ay nakapaloob sa cell sa napakaliit na dami (mas mababa sa 0.01%).

Kaya, ang cell ay hindi naglalaman ng anumang mga espesyal na elemento na katangian lamang ng buhay na kalikasan. Ito ay nagpapahiwatig ng koneksyon at pagkakaisa ng buhay at walang buhay na kalikasan.

Sa antas ng atomic, walang mga pagkakaiba sa pagitan ng kemikal na komposisyon ng organic at inorganic na mundo. Ang mga pagkakaiba ay matatagpuan sa ibabaw mataas na lebel organisasyon - molekular.

Tulad ng makikita mula sa talahanayan, ang mga buhay na katawan, kasama ang mga sangkap na karaniwan sa walang buhay na kalikasan, ay naglalaman ng maraming mga sangkap na katangian lamang ng mga nabubuhay na organismo.

Tubig. Sa unang lugar sa mga sangkap ng cell ay tubig. Binubuo nito ang halos 80% ng masa ng cell. Ang tubig ang pinakamahalagang bahagi ng selula, hindi lamang sa dami. Ito ay gumaganap ng isang makabuluhang at magkakaibang papel sa buhay ng cell.

Tinutukoy ng tubig ang mga pisikal na katangian ng cell - dami nito, pagkalastiko.

Ang tubig ay may malaking kahalagahan sa pagbuo ng istraktura ng mga molekula ng mga organikong sangkap, lalo na ang istraktura ng mga protina, na kinakailangan upang maisagawa ang kanilang mga pag-andar. Ang kahalagahan ng tubig bilang isang solvent ay mahusay: maraming mga sangkap ang pumapasok sa cell mula sa panlabas na kapaligiran sa isang may tubig na solusyon, at sa isang may tubig na solusyon, ang mga produktong basura ay inalis mula sa cell.

Sa wakas, ang tubig ay isang direktang kalahok sa maraming mga reaksiyong kemikal (ang pagkasira ng mga protina, carbohydrates, taba, atbp.).

Ang adaptasyon ng cell sa paggana sa isang aquatic na kapaligiran ay nangangatwiran na ang buhay sa Earth ay nagmula sa tubig.

Ang biological na papel ng tubig ay natutukoy sa pamamagitan ng kakaibang istraktura ng molekular nito: ang polarity ng mga molekula nito.

Carbohydrates.

Ang mga carbohydrate ay kumplikadong mga organikong compound na naglalaman ng mga atomo ng carbon, oxygen at hydrogen.

Mayroong simple at kumplikadong carbohydrates.

Ang mga simpleng carbohydrates ay tinatawag na monosaccharides. Ang mga kumplikadong karbohidrat ay mga polimer kung saan ang mga monosaccharides ay gumaganap ng papel ng mga monomer.

Dalawang monosaccharides ang bumubuo ng disaccharide, tatlo ang bumubuo ng trisaccharide, at marami ang bumubuo ng polysaccharide.

Ang lahat ng monosaccharides ay walang kulay na mga sangkap, lubos na natutunaw sa tubig. Halos lahat ng mga ito ay may kaaya-ayang matamis na lasa. Ang pinakakaraniwang monosaccharides ay glucose, fructose, ribose at deoxyribose.

2.3 Kemikal na komposisyon ng cell. Macro- at microelement

Ang matamis na lasa ng mga prutas at berry, pati na rin ang pulot, ay nakasalalay sa nilalaman ng glucose at fructose sa kanila. Ang ribose at deoxyribose ay bahagi ng mga nucleic acid (p. 158) at ATP (p.

Ang di- at ​​trisaccharides, tulad ng monosaccharides, ay natutunaw nang mabuti sa tubig at may matamis na lasa. Habang tumataas ang bilang ng mga yunit ng monomer, bumababa ang solubility ng polysaccharides at nawawala ang matamis na lasa.

Sa mga disaccharides, ang beet (o tungkod) at asukal sa gatas ay mahalaga sa mga polysaccharides, starch (sa mga halaman), glycogen (sa mga hayop), at fiber (cellulose) ay laganap.

Ang kahoy ay halos purong selulusa. Ang monomer ng polysaccharides na ito ay glucose.

Biological na papel ng carbohydrates. Ang mga karbohidrat ay gumaganap ng papel ng isang mapagkukunan ng enerhiya na kinakailangan para sa cell upang maisagawa ang iba't ibang anyo ng aktibidad. Para sa aktibidad ng cell - paggalaw, pagtatago, biosynthesis, luminescence, atbp. - kinakailangan ang enerhiya. Ang kumplikado sa istraktura, mayaman sa enerhiya, ang mga karbohidrat ay sumasailalim sa malalim na pagkasira sa cell at, bilang isang resulta, nagiging simple, mahinang enerhiya na mga compound - carbon monoxide (IV) at tubig (CO2 at H20).

Sa prosesong ito, ang enerhiya ay inilabas. Kapag ang 1 g ng carbohydrate ay nasira, 17.6 kJ ang inilabas.

Bilang karagdagan sa enerhiya, ang carbohydrates ay gumaganap din ng isang function ng konstruksiyon. Halimbawa, ang mga dingding ng mga selula ng halaman ay gawa sa selulusa.

Mga lipid. Ang mga lipid ay matatagpuan sa lahat ng mga selula ng hayop at halaman. Ang mga ito ay bahagi ng maraming cellular na istruktura.

Ang mga lipid ay mga organikong sangkap na hindi matutunaw sa tubig, ngunit natutunaw sa gasolina, eter, at acetone.

Sa mga lipid, ang pinakakaraniwan at kilalang-kilala ay mga taba.

Gayunpaman, mayroong mga cell na naglalaman ng halos 90% na taba. Sa mga hayop, ang mga selulang ito ay matatagpuan sa ilalim ng balat, sa mga glandula ng mammary, selyo ng langis. Ang taba ay matatagpuan sa gatas ng lahat ng mga mammal. Ang ilang mga halaman ay may malaking halaga ng taba na puro sa kanilang mga buto at prutas, halimbawa sunflower, abaka, at walnut.

Bilang karagdagan sa mga taba, ang iba pang mga lipid ay naroroon sa mga selula, Halimbawa lecithin, kolesterol. Kasama sa mga lipid ang ilang bitamina (A, O) at mga hormone (halimbawa, mga sex hormone).

Ang biological na kahalagahan ng mga lipid ay mahusay at magkakaibang.

Tandaan natin, una sa lahat, ang kanilang pag-andar sa pagtatayo. Ang mga lipid ay hydrophobic. Ang pinakamanipis na layer ng mga sangkap na ito ay bahagi ng mga lamad ng cell. Ang pinakakaraniwan sa mga lipid, taba, ay may malaking kahalagahan bilang pinagmumulan ng enerhiya. Ang mga taba ay maaaring ma-oxidize sa cell upang maging carbon monoxide (IV) at tubig. Sa panahon ng pagkasira ng taba, dalawang beses na mas maraming enerhiya ang inilabas kaysa sa panahon ng pagkasira ng carbohydrates. Ang mga hayop at halaman ay nag-iimbak ng taba at ginagamit ito sa proseso ng buhay.

Kinakailangang bigyang-pansin pa ang kahulugan. taba bilang pinagmumulan ng tubig. Mula sa 1 kg ng taba, halos 1.1 kg ng tubig ang nabuo sa panahon ng oksihenasyon nito. Ipinapaliwanag nito kung paano nabubuhay ang ilang hayop sa loob ng mahabang panahon nang walang tubig. Ang mga taong willow, halimbawa, na tumatawid sa isang walang tubig na disyerto, ay maaaring hindi uminom ng 10-12 araw.

Ang mga oso, marmot at iba pang mga hayop na naghibernate ay hindi umiinom ng higit sa dalawang buwan. Nakukuha ng mga hayop na ito ang tubig na kailangan para sa buhay bilang resulta ng fat oxidation. Bilang karagdagan sa mga pag-andar ng istruktura at enerhiya, ang mga lipid ay nagsasagawa ng mga proteksiyon na function: ang taba ay may mababang thermal conductivity. Ito ay idineposito sa ilalim ng balat, na bumubuo ng mga makabuluhang akumulasyon sa ilang mga hayop. Kaya, sa isang balyena, ang kapal ng subcutaneous layer ng taba ay umabot sa 1 m, na nagpapahintulot sa hayop na ito na manirahan sa malamig na tubig ng mga polar sea.

Mga biopolymer: mga protina, nucleic acid.

Sa lahat ng mga organikong sangkap, ang bulk ng cell (50-70%) ay binubuo ng mga protina. Ang cell lamad at lahat panloob na istruktura binuo na may partisipasyon ng mga molekula ng protina. Ang mga molekula ng protina ay napakalaki dahil binubuo sila ng maraming daan-daang iba't ibang monomer na bumubuo ng lahat ng uri ng kumbinasyon. Samakatuwid, ang iba't ibang uri ng mga protina at ang kanilang mga katangian ay tunay na walang katapusan.

Ang mga protina ay bahagi ng buhok, balahibo, sungay, fibers ng kalamnan, nutritional

nal na mga sangkap ng mga itlog at buto at marami pang ibang bahagi ng katawan.

Ang isang molekula ng protina ay isang polimer. Ang mga monomer ng mga molekula ng protina ay mga amino acid.

Mahigit sa 150 iba't ibang mga amino acid ang kilala sa kalikasan, ngunit 20 lamang ang karaniwang kasangkot sa pagbuo ng mga protina sa mga buhay na organismo Ang isang mahabang thread ng mga amino acid na sunud-sunod na nakakabit sa isa't isa ay kumakatawan pangunahing istraktura mga molekula ng protina (ipinapakita nito ang kemikal na formula).

Karaniwan ang mahabang sinulid na ito ay mahigpit na nababaluktot sa isang spiral, ang mga pagliko nito ay mahigpit na konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng mga bono ng hydrogen.

Ang isang spirally twisted strand ng isang molekula ay pangalawang istraktura, mga molekula ardilya. Ang ganitong protina ay mahirap nang mabatak. Ang nakapulupot na molekula ng protina pagkatapos ay umiikot sa mas mahigpit na pagsasaayos - tersiyaryong istraktura. Ang ilang mga protina ay may mas kumplikadong anyo - istraktura ng quaternary, halimbawa, hemoglobin. Bilang resulta ng paulit-ulit na pag-ikot, ang mahaba at manipis na thread ng molekula ng protina ay nagiging mas maikli, mas makapal at nagtitipon sa isang siksik na bukol - globule Ang globular protein lamang ang gumaganap ng mga biological function nito sa cell.

Kung ang istraktura ng protina ay nagambala, halimbawa sa pamamagitan ng pag-init o pagkilos ng kemikal, pagkatapos ay mawawala ang mga katangian nito at mag-unwind.

Ang prosesong ito ay tinatawag na denaturation. Kung ang denaturation ay nakakaapekto lamang sa tersiyaryo o pangalawang istraktura, kung gayon ito ay mababaligtad: maaari itong muling i-twist sa isang spiral at magkasya sa tertiary na istraktura (ang phenomenon ng denaturation). Sa kasong ito, ang mga pag-andar ng protina na ito ay naibalik. Ito pinakamahalagang ari-arian pinagbabatayan ng mga protina ang pagkamayamutin ng mga sistema ng pamumuhay, i.e.

ang kakayahan ng mga buhay na selula na tumugon sa panlabas o panloob na stimuli.

Maraming mga protina ang gumaganap ng isang papel mga katalista sa mga reaksiyong kemikal,

dumadaan sa kulungan.

Tinawag sila mga enzyme. Ang mga enzyme ay kasangkot sa paglipat ng mga atomo at molekula, sa pagkasira at pagbuo ng mga protina, taba, carbohydrates at lahat ng iba pang mga compound (i.e. sa cellular metabolism). Walang isang reaksiyong kemikal sa mga buhay na selula at tisyu ang nangyayari nang walang paglahok ng mga enzyme.

Ang lahat ng mga enzyme ay may partikular na pagkilos - pinapabilis nila ang mga proseso o pinabilis ang mga reaksyon sa cell.

Ang mga protina sa isang cell ay gumaganap ng maraming mga pag-andar: nakikilahok sila sa istraktura nito, paglaki at sa lahat ng mahahalagang proseso. Kung walang protina, imposible ang buhay ng cell.

Ang mga nucleic acid ay unang natuklasan sa nuclei ng mga selula, kaya naman nakuha nila ang kanilang pangalan (lat.

puсleus - core). Mayroong dalawang uri ng nucleic acid: deoxyribonucleic acid (dinaglat na DIC) at ribonucleic acid (RIC). Ang mga molekula ng nucleic acid ay pre-

ay napakahabang polymer chain (strands), monomer

Alin ang mga nucleotides.

Ang bawat nucleotide ay naglalaman ng isang molekula ng phosphoric acid at asukal (deoxyribose o ribose), pati na rin ang isa sa apat na nitrogenous base. Ang mga base ng nitrogen sa DNA ay adenine guanine at zumozin, At mi.min,.

Deoxyribonucleic acid (DNA)- ang pinakamahalagang sangkap sa isang buhay na selula. Ang molekula ng DNA ay ang carrier ng namamana na impormasyon ng cell at ng organismo sa kabuuan. Mula sa isang molekula ng DNA ay nabuo chromosome.

Sa bawat organismo biological species isang tiyak na bilang ng mga molekula ng DNA sa bawat cell. Ang pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide sa isang molekula ng DNA ay palaging mahigpit na indibidwal. natatangi hindi lamang para sa bawat biological species, kundi pati na rin para sa mga indibidwal na indibidwal.

Ang pagtitiyak na ito ng mga molekula ng DNA ay nagsisilbing batayan para sa pagtatatag ng pagkakaugnay ng mga organismo.

Ang mga molekula ng DNA sa lahat ng eukaryotes ay matatagpuan sa cell nucleus. Ang mga prokaryote ay walang nucleus, kaya ang kanilang DNA ay matatagpuan sa cytoplasm.

Ang lahat ng nabubuhay na nilalang ay may DNA macromolecules na binuo ayon sa parehong uri. Binubuo ang mga ito ng dalawang polynucleotide chain (strands), na pinagsasama-sama ng hydrogen bonds ng nitrogenous bases ng nucleotides (tulad ng zipper).

Sa anyo ng isang double (pares) na helix, ang molekula ng DNA ay umiikot sa direksyon mula kaliwa hanggang kanan.

Ang pagkakasunud-sunod sa pag-aayos ng mga nucleotide sa molekula ay tumutukoy sa namamana na impormasyon ng cell.

Ang istraktura ng molekula ng DNA ay natuklasan noong 1953 ng isang Amerikanong biochemist

James Watson at English physicist na si Francis Crick.

Para sa pagtuklas na ito, ang mga siyentipiko ay iginawad sa Nobel Prize noong 1962. Pinatunayan nila na ang molekula

Ang DNA ay binubuo ng dalawang polynucleotide chain.

Sa kasong ito, ang mga nucleotide (monomer) ay konektado sa isa't isa hindi random, ngunit pili at pares sa pamamagitan ng nitrogenous compounds. Ang Adenine (A) ay laging nakadaong na may thymine (T), at ang guanine (g) ay laging nakadaong na may cytosine (C). Ang dobleng kadena na ito ay mahigpit na pinaikot sa isang spiral. Ang kakayahan ng mga nucleotide na piliing magkapares ay tinatawag na complementarity(Latin complementus - karagdagan).

Ang pagtitiklop ay nangyayari tulad ng sumusunod.

Sa pakikilahok ng mga espesyal na mekanismo ng cellular (enzymes), ang DNA double helix ay nag-unwinds, ang mga thread ay naghihiwalay (tulad ng isang zipper unfastening), at unti-unting isang komplementaryong kalahati ng kaukulang nucleotides ay idinagdag sa bawat isa sa dalawang chain.

Bilang resulta, sa halip na isang molekula ng DNA, dalawang bagong magkaparehong molekula ang nabuo. Bukod dito, ang bawat bagong nabuong double-stranded na molekula ng DNA ay binubuo ng isang "luma" na kadena ng mga nucleotide at isang "bago".

Dahil ang DNA ang pangunahing tagapagdala ng impormasyon, ang kakayahang mag-duplicate ay nagbibigay-daan, kapag nahati ang isang cell, na ilipat ang namamanang impormasyong iyon sa mga bagong nabuong daughter cell.

Nakaraan12345678Susunod

TINGNAN PA:

Buffering at osmosis.
Ang mga asin sa mga buhay na organismo ay nasa isang dissolved state sa anyo ng mga ions - positively charged cations at negatively charged anion.

Ang konsentrasyon ng mga cation at anion sa cell at sa kapaligiran nito ay hindi pareho. Ang cell ay naglalaman ng medyo maraming potasa at napakakaunting sodium. Sa extracellular na kapaligiran, halimbawa, sa plasma ng dugo at tubig sa dagat, sa kabaligtaran, mayroong maraming sodium at maliit na potasa. Ang pagkamayamutin ng cell ay nakasalalay sa ratio ng mga konsentrasyon ng Na+, K+, Ca2+, Mg2+ ions.

Ang pagkakaiba sa mga konsentrasyon ng ion sa iba't ibang panig ng lamad ay nagsisiguro sa aktibong paglipat ng mga sangkap sa buong lamad.

Sa mga tisyu ng mga multicellular na hayop, ang Ca2+ ay bahagi ng intercellular substance, tinitiyak ang pagkakaisa ng mga cell at ang kanilang ordered arrangement.

Kemikal na komposisyon ng cell

Ang osmotic pressure sa cell at ang mga buffering properties nito ay nakasalalay sa konsentrasyon ng asin.

Buffer ay ang kakayahan ng isang cell na mapanatili ang bahagyang alkaline na reaksyon ng mga nilalaman nito sa isang pare-parehong antas.

Mayroong dalawang buffer system:

1) phosphate buffer system - pinapanatili ng mga phosphoric acid anion ang pH ng intracellular na kapaligiran sa 6.9

2) bicarbonate buffer system - ang mga carbonic acid anion ay nagpapanatili ng pH ng extracellular na kapaligiran sa antas na 7.4.

Isaalang-alang natin ang mga equation ng mga reaksyon na nagaganap sa mga solusyon sa buffer.

Kung tumataas ang konsentrasyon ng cell H+ , pagkatapos ay ang hydrogen cation ay sumali sa carbonate anion:

Habang tumataas ang konsentrasyon ng mga hydroxide anion, nangyayari ang kanilang pagbubuklod:

H + OH–+ H2O.

Sa ganitong paraan, ang carbonate anion ay maaaring mapanatili ang isang palaging kapaligiran.

Osmotic tawag sa mga phenomena na nagaganap sa isang sistema na binubuo ng dalawang solusyon na pinaghihiwalay ng isang semi-permeable membrane.

SA selula ng halaman Ang papel na ginagampanan ng mga semipermeable na pelikula ay ginagampanan ng mga boundary layer ng cytoplasm: plasmalemma at tonoplast.

Ang Plasmalemma ay ang panlabas na lamad ng cytoplasm na katabi ng lamad ng cell. Ang Tonoplast ay ang panloob na lamad ng cytoplasm na nakapalibot sa vacuole. Ang mga vacuole ay mga cavity sa cytoplasm na puno ng cell sap - isang may tubig na solusyon ng carbohydrates, organic acids, salts, mababang molekular na timbang na mga protina, at mga pigment.

Ang konsentrasyon ng mga sangkap sa cell sap at sa panlabas na kapaligiran (lupa, mga anyong tubig) ay karaniwang hindi pareho. Kung ang intracellular na konsentrasyon ng mga sangkap ay mas mataas kaysa sa panlabas na kapaligiran, ang tubig mula sa kapaligiran ay papasok sa cell, mas tiyak sa vacuole, sa mas mabilis na bilis kaysa sa kabaligtaran na direksyon. Sa pagtaas ng dami ng cell sap, dahil sa pagpasok ng tubig sa cell, ang presyon nito sa cytoplasm, na magkasya nang mahigpit sa lamad, ay tumataas. Kapag ang isang cell ay ganap na puspos ng tubig, mayroon itong pinakamataas na dami.

Estado panloob na pag-igting Ang mga cell, dahil sa mataas na nilalaman ng tubig at ang pagbuo ng presyon ng mga nilalaman ng cell sa lamad nito, ay tinatawag na turgor na tinitiyak na ang mga organo ay nagpapanatili ng kanilang hugis (halimbawa, mga dahon, hindi lignified na mga tangkay) at posisyon sa kalawakan, pati na rin ang. ang kanilang paglaban sa pagkilos ng mga mekanikal na kadahilanan. Ang pagkawala ng tubig ay nauugnay sa pagbaba ng turgor at pagkalanta.

Kung ang cell ay nasa hypertonic na solusyon, ang konsentrasyon nito ay mas malaki kaysa sa konsentrasyon ng cell sap, kung gayon ang rate ng diffusion ng tubig mula sa cell sap ay lalampas sa rate ng diffusion ng tubig sa cell mula sa nakapalibot na solusyon.

Dahil sa paglabas ng tubig mula sa cell, ang dami ng cell sap ay nabawasan at bumababa ang turgor. Ang pagbawas sa dami ng cell vacuole ay sinamahan ng paghihiwalay ng cytoplasm mula sa lamad - nangyayari ito plasmolysis.

Sa panahon ng plasmolysis, nagbabago ang hugis ng plasmolyzed protoplast. Sa una, ang protoplast ay nahuhuli sa likod ng cell wall lamang sa ilang mga lugar, kadalasan sa mga sulok. Ang plasmolysis ng form na ito ay tinatawag na angular

Pagkatapos ang protoplast ay patuloy na nahuhuli sa likod ng mga pader ng selula, na pinapanatili ang pakikipag-ugnayan sa kanila sa ilang mga lugar sa pagitan ng mga puntong ito ay may malukong na hugis.

Sa yugtong ito, ang plasmolysis ay tinatawag na malukong Unti-unti, ang protoplast ay humihiwalay mula sa mga pader ng selula sa buong ibabaw at nagiging bilugan. Ang ganitong uri ng plasmolysis ay tinatawag na convex plasmolysis.

Kung ang isang plasmolyzed cell ay inilagay sa isang hypotonic solution, ang konsentrasyon nito ay mas mababa kaysa sa konsentrasyon ng cell sap, ang tubig mula sa nakapalibot na solusyon ay papasok sa vacuole. Bilang isang resulta ng isang pagtaas sa dami ng vacuole, ang presyon ng cell sap sa cytoplasm ay tataas, na nagsisimulang lumapit sa mga pader ng cell hanggang sa makuha ang orihinal na posisyon nito - ito ay mangyayari. deplasmolysis

Gawain Blg. 3

Pagkatapos basahin ang ibinigay na teksto, sagutin ang mga sumusunod na tanong.

1) pagpapasiya ng kapasidad ng buffer

2) ang konsentrasyon kung aling mga anion ang tumutukoy sa mga katangian ng buffering ng cell?

3) ang papel ng buffering sa cell

4) equation ng mga reaksyon na nagaganap sa bikarbonate buffer system(sa magnetic board)

5) kahulugan ng osmosis (magbigay ng mga halimbawa)

6) pagpapasiya ng plasmolysis at deplasmolysis slide

Humigit-kumulang 70 elemento ng kemikal ng D.I. Mendeleev's Periodic Table ang matatagpuan sa isang cell, ngunit ang nilalaman ng mga elementong ito ay makabuluhang naiiba sa kanilang mga konsentrasyon sa kapaligiran, na nagpapatunay sa pagkakaisa ng organikong mundo.

Ang mga elemento ng kemikal na nasa cell ay nahahati sa tatlong malalaking grupo: macroelements, mesoelements (oligoelements) at microelements.

Kabilang dito ang carbon, oxygen, hydrogen at nitrogen, na bahagi ng mga pangunahing organikong sangkap. Ang mga mesoelement ay sulfur, phosphorus, potassium, calcium, sodium, iron, magnesium, chlorine, na may kabuuang 1.9% ng cell mass.

Ang asupre at posporus ay mga bahagi ng pinakamahalagang organikong compound. Ang mga elemento ng kemikal, ang konsentrasyon kung saan sa isang cell ay halos 0.1%, ay inuri bilang mga microelement. Ito ay zinc, yodo, tanso, mangganeso, fluorine, kobalt, atbp.

Ang mga sangkap ng cell ay nahahati sa inorganic at organic.

Kabilang sa mga di-organikong sangkap ang tubig at mga mineral na asing-gamot.

Dahil sa mga katangian ng physicochemical nito, ang tubig sa cell ay isang solvent, isang medium para sa mga reaksyon, isang panimulang sangkap at isang produkto ng mga reaksiyong kemikal, nagsasagawa ng transport at thermoregulatory function, nagbibigay ng cell elasticity, at nagbibigay ng propulsion ng plant cell.

Ang mga mineral na asin sa isang cell ay maaaring nasa dissolved o undissolved states.

Ang mga natutunaw na asin ay naghihiwalay sa mga ion. Ang pinakamahalagang cation ay potassium at sodium, na nagpapadali sa paglipat ng mga sangkap sa buong lamad at kasangkot sa paglitaw at pagpapadaloy ng mga nerve impulses; calcium, na nakikibahagi sa mga proseso ng pag-urong ng mga fibers ng kalamnan at pamumuo ng dugo, magnesium, na bahagi ng chlorophyll, at iron, na bahagi ng isang bilang ng mga protina, kabilang ang hemoglobin. Ang zinc ay bahagi ng molekula ng pancreatic hormone - insulin, ang tanso ay kinakailangan para sa mga proseso ng photosynthesis at respiration.

Ang pinakamahalagang anion ay ang phosphate anion, na bahagi ng ATP at nucleic acid, at ang carbonic acid residue, na nagpapalambot sa mga pagbabago sa pH ng kapaligiran.

Ang kakulangan ng calcium at phosphorus ay humahantong sa rickets, ang kakulangan ng iron ay humahantong sa anemia.

Ang mga organikong sangkap ng cell ay kinakatawan ng carbohydrates, lipids, proteins, nucleic acids, ATP, bitamina at hormones.

Ang mga karbohidrat ay pangunahing binubuo ng tatlong elemento ng kemikal: carbon, oxygen at hydrogen.

Ang kanilang pangkalahatang pormula Cm(H20)n. Mayroong simple at kumplikadong carbohydrates. Ang mga simpleng carbohydrates (monosaccharides) ay naglalaman ng isang molekula ng asukal. Ang mga ito ay inuri ayon sa bilang ng mga carbon atom, tulad ng pentose (C5) at hexose (C6). Kasama sa mga pentose ang ribose at deoxyribose. Ang Ribose ay bahagi ng RNA at ATP. Ang deoxyribose ay isang bahagi ng DNA. Ang mga hexoses ay glucose, fructose, galactose, atbp.

Gumaganap sila ng aktibong bahagi sa metabolismo ng cell at bahagi ng mga kumplikadong carbohydrates - oligosaccharides at polysaccharides. Kasama sa oligosaccharides (disaccharides) ang sucrose (glucose + fructose), lactose o asukal sa gatas (glucose + galactose), atbp.

Ang mga halimbawa ng polysaccharides ay starch, glycogen, cellulose at chitin.

Ang mga karbohidrat ay gumaganap ng plastik (konstruksyon), enerhiya (ang halaga ng enerhiya ng pagkasira ng 1 g ng carbohydrates ay 17.6 kJ), imbakan at suporta sa mga function sa cell. Ang mga karbohidrat ay maaari ding maging bahagi ng mga kumplikadong lipid at protina.

Ang mga lipid ay isang pangkat ng mga hydrophobic substance.

Kabilang dito ang mga taba, wax steroid, phospholipid, atbp.

Ang istraktura ng fat molecule

Ang taba ay isang ester ng trihydric alcohol glycerol at mas mataas na organic (fatty) acids. Sa isang molekula ng taba, maaaring makilala ng isang tao ang isang hydrophilic na bahagi - ang "ulo" (glycerol residue) at isang hydrophobic na bahagi - "tails" (nalalabi mga fatty acid), samakatuwid sa tubig ang molekula ng taba ay nakatuon sa isang mahigpit na tinukoy na paraan: ang hydrophilic na bahagi ay nakadirekta patungo sa tubig, at ang hydrophobic na bahagi ay nakadirekta palayo dito.

Ang mga lipid ay gumaganap ng plastik (konstruksyon), enerhiya (ang halaga ng enerhiya ng pagkasira ng 1 g ng taba ay 38.9 kJ), pag-iimbak, proteksiyon (cushioning) at regulasyon (steroid hormones) na mga function sa cell.

Ang mga protina ay mga biopolymer na ang mga monomer ay mga amino acid.

Ang mga amino acid ay naglalaman ng isang amino group, isang carboxyl group at isang radical. Ang mga amino acid ay naiiba lamang sa kanilang mga radical. Ang mga protina ay naglalaman ng 20 pangunahing amino acid. Ang mga amino acid ay konektado sa isa't isa upang bumuo ng isang peptide bond.

Ang isang kadena ng higit sa 20 amino acid ay tinatawag na polypeptide o protina. Ang mga protina ay bumubuo ng apat na pangunahing istruktura: pangunahin, pangalawa, tersiyaryo at quaternary.

Ang pangunahing istraktura ay isang pagkakasunud-sunod ng mga amino acid na konektado ng isang peptide bond.

Ang pangalawang istraktura ay isang helix, o nakatiklop na istraktura, na pinagsasama-sama ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga atomo ng oxygen at hydrogen ng mga peptide na grupo ng iba't ibang pagliko ng helix o mga fold.

Ang tertiary structure (globule) ay pinagsasama-sama ng hydrophobic, hydrogen, disulfide at iba pang mga bono.

Ang istraktura ng tersiyaryo ng protina

Ang tersiyaryong istraktura ay katangian ng karamihan sa mga protina sa katawan, halimbawa, myoglobin ng kalamnan.

Quaternary na istraktura ng protina.

Ang quaternary na istraktura ay ang pinaka-kumplikado, na nabuo sa pamamagitan ng ilang polypeptide chain na pangunahing konektado sa pamamagitan ng parehong mga bono tulad ng sa tertiary isa.

Quaternary na istraktura ay katangian ng hemoglobin, chlorophyll, atbp.

Ang mga protina ay maaaring simple o kumplikado. Ang mga simpleng protina ay binubuo lamang ng mga amino acid, habang ang mga kumplikadong protina (lipoproteins, chromoproteins, glycoproteins, nucleoproteins, atbp.) ay naglalaman ng mga bahagi ng protina at hindi protina.

Halimbawa, bilang karagdagan sa apat na polypeptide chain ng globin protein, ang hemoglobin ay naglalaman ng isang hindi protina na bahagi - heme, sa gitna kung saan mayroong isang iron ion, na nagbibigay ng hemoglobin ng pulang kulay.

Ang functional na aktibidad ng mga protina ay nakasalalay sa mga kondisyon sa kapaligiran.

Ang pagkawala ng istraktura ng molekula ng protina hanggang sa pangunahing istraktura nito ay tinatawag na denaturation. Ang kabaligtaran na proseso ng pagpapanumbalik ng pangalawa at mas mataas na mga istraktura ay renaturation. Ang kumpletong pagkasira ng isang molekula ng protina ay tinatawag na pagkasira.

Ang mga protina ay gumaganap ng isang bilang ng mga function sa cell: plastic (konstruksyon), catalytic (enzymatic), enerhiya (ang halaga ng enerhiya ng pagkasira ng 1 g ng protina ay 17.6 kJ), signaling (receptor), contractile (motor), transportasyon, proteksiyon, regulasyon, imbakan.

Ang mga nucleic acid ay mga biopolymer na ang mga monomer ay mga nucleotides.

Ang nucleotide ay naglalaman ng nitrogenous base, pentose sugar residue, at orthophosphoric acid residue. Mayroong dalawang uri ng nucleic acid: ribonucleic acid (RNA) at deoxyribonucleic acid (DNA).

Ang DNA ay naglalaman ng apat na uri ng nucleotides: adenine (A), thymine (T), guanine (G), at cytosine (C). Ang mga nucleotide na ito ay naglalaman ng asukal na deoxyribose. Ang mga patakaran ni Chargaff para sa DNA ay:

1) ang bilang ng adenyl nucleotides sa DNA ay katumbas ng bilang ng thymidyl nucleotides (A = T);

2) ang bilang ng guanyl nucleotides sa DNA ay katumbas ng bilang ng cytidyl nucleotides (G = C);

3) ang kabuuan ng adenyl at guanyl nucleotides ay katumbas ng kabuuan ng thymidyl at cytidyl nucleotides (A + G = T + C).

Ang istraktura ng DNA ay natuklasan ni F.

Crick at D. Watson ( Nobel Prize sa pisyolohiya at medisina 1962). Ang molekula ng DNA ay isang double-stranded helix.

Ang cell at ang kemikal na komposisyon nito

Ang mga nucleotide ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng phosphoric acid residues, na bumubuo ng isang phosphodiester bond, habang ang nitrogenous base ay nakadirekta papasok. Ang distansya sa pagitan ng mga nucleotide sa kadena ay 0.34 nm.

Ang mga nucleotide ng iba't ibang mga kadena ay konektado sa bawat isa sa pamamagitan ng mga bono ng hydrogen ayon sa prinsipyo ng complementarity: ang adenine ay konektado sa thymine sa pamamagitan ng dalawang hydrogen bond (A = T), at ang guanine ay konektado sa cytosine ng tatlo (G = C).

Istraktura ng nucleotide

Ang pinakamahalagang pag-aari ng DNA ay ang kakayahang magtiklop (self-duplicate).

Ang pangunahing tungkulin ng DNA ay ang pag-iimbak at paghahatid ng namamana na impormasyon.

Ito ay puro sa nucleus, mitochondria at plastids.

Ang RNA ay naglalaman din ng apat na nucleotides: adenine (A), uracil (U), guanine (G) at cytosine (C). Ang pentose sugar residue sa loob nito ay kinakatawan ng ribose.

Ang RNA ay kadalasang mga single-stranded na molekula. May tatlong uri ng RNA: messenger RNA (i-RNA), transfer RNA (t-RNA) at ribosomal RNA (r-RNA).

Istraktura ng tRNA

Lahat sila ay aktibong bahagi sa proseso ng pagpapatupad ng namamana na impormasyon, na muling isinulat mula sa DNA hanggang sa i-RNA, at sa huli na synthesis ng protina ay isinasagawa na, ang t-RNA sa proseso ng synthesis ng protina ay nagdadala ng mga amino acid sa ribosomes, ang r-RNA ay bahagi ng mga ribosome mismo.

Kemikal na komposisyon ng isang buhay na selula

Ang cell ay naglalaman ng iba't ibang mga kemikal na compound. Ang ilan sa kanila - inorganic - ay matatagpuan din sa walang buhay na kalikasan. Gayunpaman, ang mga selula ay pinakanailalarawan sa pamamagitan ng mga organikong compound, ang mga molekula nito ay may napakakomplikadong istraktura.

Mga inorganikong compound ng cell. Ang tubig at mga asin ay mga di-organikong compound. Karamihan sa mga selula ay naglalaman ng tubig. Ito ay kinakailangan para sa lahat ng mga proseso ng buhay.

Ang tubig ay isang mahusay na solvent. Sa isang may tubig na solusyon, ang pakikipag-ugnayan ng kemikal ng iba't ibang mga sangkap ay nangyayari. Sa isang dissolved state sustansya mula sa intercellular substance ay tumagos sa cell sa pamamagitan ng lamad. Tinutulungan din ng tubig na alisin ang mga sangkap mula sa selula na nabuo bilang resulta ng mga reaksyong nagaganap dito.

Ang pinakamahalagang asin para sa mga proseso ng buhay ng mga selula ay K, Na, Ca, Mg, atbp.

Mga organikong compound ng cell. Ang pangunahing papel sa pagpapatupad ng function ng cell ay kabilang sa mga organic compound. Sa kanila pinakamataas na halaga may mga protina, taba, karbohidrat at nucleic acid.

Ang mga protina ay ang pangunahing at pinaka-kumplikadong sangkap ng anumang buhay na selula.

Ang laki ng isang molekula ng protina ay daan-daang at libu-libong beses na mas malaki kaysa sa mga molekula mga di-organikong compound. Kung walang protina walang buhay. Ang ilang mga protina ay nagpapabilis ng mga reaksiyong kemikal sa pamamagitan ng pagkilos bilang mga katalista. Ang ganitong mga protina ay tinatawag na mga enzyme.

Ang mga taba at carbohydrates ay may hindi gaanong kumplikadong istraktura.

Ang mga ito ang materyal na gusali ng cell at nagsisilbing mapagkukunan ng enerhiya para sa mahahalagang proseso ng katawan.

Ang mga nucleic acid ay nabuo sa cell nucleus. Dito nagmula ang kanilang pangalan (Latin Nucleus - nucleus). Bilang bahagi ng mga chromosome, ang mga nucleic acid ay nakikilahok sa pag-iimbak at paghahatid ng mga namamana na katangian ng cell. Ang mga nucleic acid ay nagbibigay ng pagbuo ng mga protina.

Mga mahahalagang katangian ng cell. Ang pangunahing mahalagang pag-aari ng isang cell ay metabolismo.

Ang mga sustansya at oxygen ay patuloy na ibinibigay sa mga selula mula sa intercellular substance at ang mga produkto ng pagkabulok ay inilabas. Ang mga sangkap na pumapasok sa cell ay nakikilahok sa mga proseso ng biosynthesis. Ang biosynthesis ay ang pagbuo ng mga protina, taba, carbohydrates at ang kanilang mga compound mula sa mas simpleng mga sangkap. Sa panahon ng proseso ng biosynthesis, ang mga sangkap na katangian ng ilang mga selula ng katawan ay nabuo.

Halimbawa, ang mga protina ay na-synthesize sa mga selula ng kalamnan na nagsisiguro ng pag-urong ng kalamnan.

Kasabay ng biosynthesis, ang mga organikong compound ay nabubulok sa mga selula. Bilang resulta ng agnas, ang mga sangkap ng isang mas simpleng istraktura ay nabuo. Karamihan sa reaksyon ng agnas ay nagsasangkot ng oxygen at naglalabas ng enerhiya.

Kemikal na organisasyon ng cell

Ang enerhiya na ito ay ginugugol sa mga proseso ng buhay na nagaganap sa cell. Ang mga proseso ng biosynthesis at decomposition ay bumubuo ng metabolismo, na sinamahan ng mga conversion ng enerhiya.

Ang mga cell ay nailalarawan sa pamamagitan ng paglaki at pagpaparami. Ang mga selula sa katawan ng tao ay nagpaparami sa pamamagitan ng paghahati sa kalahati. Ang bawat isa sa mga nagresultang mga selulang anak na babae ay lumalaki at umabot sa laki ng selula ng ina. Ang mga bagong cell ay gumaganap ng function ng mother cell.

Ang haba ng buhay ng mga cell ay nag-iiba: mula sa ilang oras hanggang sampu-sampung taon.

Ang mga buhay na selula ay may kakayahang tumugon sa pisikal at kemikal na mga pagbabago sa kanilang kapaligiran. Ang pag-aari na ito ng mga cell ay tinatawag na excitability. Kasabay nito, ang mga cell ay lumipat mula sa isang resting state sa isang working state - excitation. Kapag nasasabik sa mga selula, ang bilis ng biosynthesis at pagkasira ng mga sangkap, pagkonsumo ng oxygen, at pagbabago ng temperatura. Sa isang nasasabik na estado, ang iba't ibang mga cell ay gumaganap ng kanilang mga katangian na pag-andar.

Ang mga glandular na selula ay bumubuo at naglalabas ng mga sangkap, ang mga selula ng kalamnan ay nagkontrata, mga selula ng nerbiyos nangyayari ang mahinang signal ng kuryente - isang nerve impulse, na maaaring kumalat sa mga lamad ng cell.

Panloob na kapaligiran ng katawan.

Karamihan sa mga selula sa katawan ay hindi konektado sa panlabas na kapaligiran. Ang kanilang mahahalagang aktibidad ay tinitiyak ng panloob na kapaligiran, na binubuo ng 3 uri ng mga likido: intercellular (tissue) fluid, kung saan ang mga selula ay nasa direktang kontak, dugo at lymph. Ang panloob na kapaligiran ay nagbibigay sa mga selula ng mga sangkap na kinakailangan para sa kanilang mahahalagang pag-andar, at sa pamamagitan nito ay inaalis ang mga nabubulok na produkto.

Ang panloob na kapaligiran ng katawan ay may kamag-anak na pare-pareho ng komposisyon at mga katangian ng physicochemical. Sa ilalim lamang ng kondisyong ito ang mga cell ay maaaring gumana nang normal.

Ang metabolismo, biosynthesis at pagkasira ng mga organikong compound, paglago, pagpaparami, excitability ay ang mga pangunahing mahahalagang katangian ng mga selula.

Ang mga mahahalagang katangian ng mga selula ay tinitiyak ng kamag-anak na katatagan ng komposisyon ng panloob na kapaligiran ng katawan.

Atlas: anatomya at pisyolohiya ng tao. Kumpletuhin ang praktikal na gabay Elena Yuryevna Zigalova

Kemikal na komposisyon ng cell

Kemikal na komposisyon ng cell

Ang komposisyon ng cell ay may kasamang higit sa 100 mga elemento ng kemikal, apat sa kanila ang bumubuo ng halos 98% ng masa, ito mga organogen: oxygen (65–75%), carbon (15–18%), hydrogen (8–10%) at nitrogen (1.5–3.0%). Ang natitirang mga elemento ay nahahati sa tatlong grupo: macroelements - ang kanilang nilalaman sa katawan ay lumampas sa 0.01%)); microelement (0.00001–0.01%) at ultramicroelement (mas mababa sa 0.00001). Ang mga macroelement ay kinabibilangan ng sulfur, phosphorus, chlorine, potassium, sodium, magnesium, calcium. Kabilang sa mga microelement ang iron, zinc, copper, iodine, fluorine, aluminum, copper, manganese, cobalt, atbp. Kabilang sa mga ultramicroelement ang selenium, vanadium, silicon, nickel, lithium, silver, atbp. Sa kabila ng kanilang napakababang nilalaman, ang mga microelement at ultramicroelement ay gumaganap ng isang napakahalagang papel. Pangunahing nakakaapekto ang mga ito sa metabolismo. Kung wala ang mga ito, imposible ang normal na paggana ng bawat cell at ng organismo sa kabuuan.

kanin. 1. Ultramicroscopic na istraktura ng cell. 1 – cytolemma ( lamad ng plasma); 2 - pinocytotic vesicle; 3 – centrosome, cell center (cytocenter); 4 – hyaloplasm; 5 – endoplasmic reticulum: a – lamad ng butil-butil na reticulum; b – ribosom; 6 - koneksyon ng perinuclear space na may mga cavity ng endoplasmic reticulum; 7 – core; 8 - nuclear pores; 9 - non-granular (makinis) endoplasmic reticulum; 10 – nucleolus; 11 - panloob na reticular apparatus (Golgi complex); 12 – secretory vacuoles; 13 – mitochondria; 14 - liposomes; 15 - tatlong magkakasunod na yugto ng phagocytosis; 16 - koneksyon ng lamad ng cell (cytolemma) sa mga lamad ng endoplasmic reticulum

Ang cell ay binubuo ng mga di-organikong at organikong sangkap. Sa mga di-organikong sangkap, ang pinakamalaking dami ng tubig ay naroroon. Ang kamag-anak na dami ng tubig sa cell ay mula 70 hanggang 80%. Ang tubig ay isang unibersal na pantunaw; Sa pakikilahok ng tubig, isinasagawa ang thermoregulation. Ang mga sangkap na natutunaw sa tubig (mga asin, base, acid, protina, carbohydrates, alkohol, atbp.) ay tinatawag na hydrophilic. Ang mga hydrophobic substance (mga taba at tulad ng taba) ay hindi natutunaw sa tubig. Ang iba pang mga inorganic na sangkap (mga asin, acid, base, positibo at negatibong mga ion) ay bumubuo mula 1.0 hanggang 1.5%.

Sa mga organikong sangkap, nangingibabaw ang mga protina (10–20%), taba o lipid (1–5%), carbohydrates (0.2–2.0%), at mga nucleic acid (1–2%). Ang nilalaman ng mababang molekular na timbang na mga sangkap ay hindi hihigit sa 0.5%.

Molecule ardilya ay isang polimer na binubuo ng isang malaking bilang ng mga paulit-ulit na yunit ng mga monomer. Ang mga monomer ng protina ng amino acid (20 sa kanila) ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng mga peptide bond, na bumubuo ng polypeptide chain (ang pangunahing istraktura ng protina). Ito ay umiikot sa isang spiral, na bumubuo, sa turn, ang pangalawang istraktura ng protina. Dahil sa tiyak na spatial na oryentasyon ng polypeptide chain, ang tertiary na istraktura ng protina ay lumitaw, na tumutukoy sa pagtitiyak at biological na aktibidad ng molekula ng protina. Maraming istrukturang tersiyaryo ang nagsasama-sama sa isa't isa upang makabuo ng istrukturang quaternary.

Gumaganap ang mga protina mahahalagang tungkulin. Mga enzyme– ang mga biological catalyst na nagpapataas ng bilis ng mga reaksiyong kemikal sa isang cell ng daan-daang libong milyong beses ay mga protina. Ang mga protina, bilang bahagi ng lahat ng mga istruktura ng cellular, ay gumaganap ng isang plastic (konstruksyon) function. Ang mga paggalaw ng cell ay isinasagawa din ng mga protina. Nagbibigay sila ng transportasyon ng mga sangkap sa cell, sa labas ng cell at sa loob ng cell. Ang proteksiyon na function ng mga protina (antibodies) ay mahalaga. Ang mga protina ay isa sa mga pinagmumulan ng enerhiya.

Mga karbohidrat ay nahahati sa monosaccharides at polysaccharides. Ang huli ay binuo mula sa monosaccharides, na, tulad ng mga amino acid, ay mga monomer. Sa mga monosaccharides sa cell, ang pinakamahalaga ay glucose, fructose (naglalaman ng anim na carbon atoms) at pentose (limang carbon atoms). Ang mga pentose ay bahagi ng mga nucleic acid. Ang mga monosaccharides ay lubos na natutunaw sa tubig. Ang mga polysaccharides ay hindi gaanong natutunaw sa tubig (glycogen sa mga selula ng hayop, starch at cellulose sa mga selula ng halaman Ang mga karbohidrat ay isang mapagkukunan ng enerhiya na pinagsama sa mga protina (glycoproteins), taba (glycolipids) ay kasangkot sa pagbuo ng mga ibabaw ng cell at cell; pakikipag-ugnayan.

SA mga lipid isama ang mga taba at mga sangkap na tulad ng taba. Ang mga fat molecule ay binuo mula sa glycerol at fatty acids. Ang mga sangkap na tulad ng taba ay kinabibilangan ng kolesterol, ilang mga hormone, at lecithin. Ang mga lipid, na siyang mga pangunahing bahagi ng mga lamad ng cell (sila ay inilarawan sa ibaba), sa gayon ay gumaganap ng isang function ng konstruksiyon. Ang mga lipid ay ang pinakamahalagang mapagkukunan ng enerhiya. Kaya, kung ang kumpletong oksihenasyon ng 1 g ng protina o carbohydrates ay naglalabas ng 17.6 kJ ng enerhiya, kung gayon ang kumpletong oksihenasyon ng 1 g ng taba ay naglalabas ng 38.9 kJ. Ang mga lipid ay nagsasagawa ng thermoregulation at nagpoprotekta sa mga organo (mga kapsula ng taba).

Mga nucleic acid ay mga molekulang polimer na nabuo ng mga monomer at nucleotides. Ang isang nucleotide ay binubuo ng purine o pyrimidine base, isang asukal (pentose) at isang phosphoric acid residue. Sa lahat ng mga cell mayroong dalawang uri ng mga nucleic acid: deoxyribonucleic acid (DNA) at ribonucleic acid (RNA), na naiiba sa komposisyon ng mga base at asukal (Talahanayan 1, kanin. 2).

kanin. 2. Spatial na istraktura ng mga nucleic acid (ayon sa B. Alberts et al., bilang susugan). Ako – RNA; II – DNA; ribbons - mga backbone ng asukal sa pospeyt; A, C, G, T, U - nitrogenous base, sala-sala sa pagitan ng mga ito - hydrogen bond

Ang molekula ng DNA ay binubuo ng dalawang polynucleotide chain na pinaikot sa isa't isa sa anyo ng double helix. Ang nitrogenous base ng parehong chain ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng mga pantulong na hydrogen bond. Ang adenine ay pinagsama lamang sa thymine, at cytosine - sa guanine(A – T, G – C). Naglalaman ang DNA ng genetic na impormasyon na tumutukoy sa pagiging tiyak ng mga protina na na-synthesize ng cell, iyon ay, ang pagkakasunud-sunod ng mga amino acid sa polypeptide chain. Ang DNA ay nagpapadala sa pamamagitan ng pagmamana ng lahat ng mga katangian ng isang cell. Ang DNA ay matatagpuan sa nucleus at mitochondria.

Ang isang molekula ng RNA ay nabuo sa pamamagitan ng isang polynucleotide chain. Mayroong tatlong uri ng RNA sa mga selula. Informational, o messenger RNA tRNA (mula sa English messenger - "intermediary"), na naglilipat ng impormasyon tungkol sa nucleotide sequence ng DNA sa mga ribosome (tingnan sa ibaba).

Ilipat ang RNA (tRNA), na nagdadala ng mga amino acid sa mga ribosom. Ribosomal RNA (rRNA), na kasangkot sa pagbuo ng mga ribosom. Ang RNA ay matatagpuan sa nucleus, ribosomes, cytoplasm, mitochondria, at chloroplasts.

Talahanayan 1

Komposisyon ng nucleic acid

Ang mga kemikal na sangkap sa cell, lalo na ang kanilang komposisyon, mula sa isang kemikal na pananaw ay nahahati sa macro- at microelements. Gayunpaman, mayroon ding grupo ng mga ultramicroelement, na kinabibilangan ng mga kemikal na elemento na ang porsyento ay 0.0000001%.

Mag-isa mga kemikal na compound mas marami ang nasa kulungan, mas kaunti ang iba. Gayunpaman, ang lahat ng mga pangunahing elemento ng cell ay nabibilang sa pangkat ng mga macroelement. Malaki ang ibig sabihin ng prefix macro.

Ang isang buhay na organismo sa antas ng atom ay hindi naiiba sa mga bagay na walang buhay na kalikasan. Binubuo ito ng parehong mga atomo bilang mga bagay na walang buhay. Gayunpaman, ang bilang ng mga elemento ng kemikal sa isang buhay na organismo, lalo na ang mga nagbibigay ng mga pangunahing proseso ng buhay, ay mas malaki sa mga terminong porsyento.

Mga kemikal sa cell

Mga ardilya

Ang mga pangunahing sangkap ng cell ay mga protina. Sinasakop nila ang 50% ng masa ng cell. Ang mga protina ay gumaganap ng marami iba't ibang function Sa katawan ng mga nabubuhay na nilalang, ang mga protina ay marami ring iba pang mga sangkap sa kanilang pagkakahawig at pag-andar.

Ayon sa kanilang kemikal na istraktura, ang mga protina ay mga biopolymer na binubuo ng mga amino acid na konektado ng mga peptide bond. Gusto kong tandaan na ang komposisyon ng mga protina ay pangunahing inookupahan ng mga residu ng amino acid.

Ang kemikal na komposisyon ng mga protina ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang pare-pareho ang average na halaga ng nitrogen - humigit-kumulang 16%. Nais kong tandaan na sa ilalim ng impluwensya ng mga tiyak na enzyme, pati na rin sa panahon ng pag-init na may mga acid, ang mga protina ay pumapayag sa hydrolysis. Ito ay isa sa kanilang mga pangunahing tampok.

Mga karbohidrat

Ang mga karbohidrat ay napakalawak sa kalikasan at gumaganap ng isang napakahalagang papel sa buhay ng mga halaman at hayop. Nakikibahagi sila sa iba't ibang proseso metabolismo sa katawan at mga bahagi ng maraming natural na compound.

Depende sa nilalaman, istraktura at mga katangian ng physicochemical, ang mga karbohidrat ay nahahati sa dalawang grupo: simple - ito ay monosaccharides at kumplikado - ang mga produkto ng condensation ng monosaccharides. Sa mga kumplikadong carbohydrates, mayroon ding dalawang grupo: oligosaccharides (ang bilang ng monosaccharide residues ay mula dalawa hanggang sampu) at polysaccharides (ang bilang ng monosaccharide residues ay higit sa sampu).

Mga lipid

Ang mga lipid ay ang pangunahing pinagkukunan ng enerhiya para sa mga organismo. Sa mga nabubuhay na organismo, ang mga lipid ay gumaganap ng hindi bababa sa tatlong pangunahing pag-andar: sila ang pangunahing mga bahagi ng istruktura ng mga lamad, sila ay isang karaniwang reserba ng enerhiya, at sila rin ay gumaganap ng isang proteksiyon na papel sa integument ng mga hayop, halaman at microorganism.

Ang mga kemikal na sangkap sa cell, na kabilang sa klase ng mga lipid, ay may isang espesyal na pag-aari - hindi sila matutunaw sa tubig at bahagyang natutunaw sa mga organikong solvent.

Mga nucleic acid

Dalawang uri ng mahahalagang nucleic acid ang natagpuan sa mga selula ng mga buhay na organismo: deoxyribonucleic acid (DNA) at ribonucleic acid (RNA). Ang mga nucleic acid ay mga kumplikadong compound na naglalaman ng nitrogen.

Sa kaso ng kumpletong hydrolysis, ang mga nucleic acid ay pinaghiwa-hiwalay sa mas maliliit na compound, katulad: nitrogenous bases, carbohydrates at phosphate acid. Sa kaso ng hindi kumpletong hydrolysis ng mga nucleic acid, ang mga nucleoside at nucleotides ay nilikha. Ang pangunahing pag-andar ng mga nucleic acid ay ang pag-iimbak ng genetic na impormasyon at ang transportasyon ng mga biologically active substance.

Ang isang pangkat ng mga macroelement ay ang pangunahing pinagmumulan ng buhay ng cell

Kasama sa pangkat ng mga macroelement ang mga pangunahing elemento ng kemikal tulad ng oxygen, carbon, hydrogen, nitrogen, potassium, phosphorus, sulfur, magnesium, sodium, calcium, chlorine at iba pa. Marami sa kanila, halimbawa, ang posporus, nitrogen, asupre ay bahagi ng iba't ibang mga compound na responsable para sa mga proseso ng buhay ng mga selula ng katawan. Ang bawat isa sa mga elementong ito ay may sariling function, kung wala ito ay imposible ang pagkakaroon ng cell.

• Ang oxygen, halimbawa, ay kasama sa halos lahat ng mga organikong sangkap at compound ng cell. Para sa marami, lalo na mga aerobic na organismo, gumaganap ang oxygen bilang isang ahente ng oxidizing, na nagbibigay ng enerhiya sa mga selula ng organismo na ito sa panahon ng kanilang paghinga. Ang pinakamalaking halaga ng oxygen sa mga buhay na organismo ay matatagpuan sa mga molekula ng tubig.
• Ang carbon ay bahagi din ng maraming mga compound ng cell. Ang mga carbon atom sa CaCO3 molecule ay bumubuo sa batayan ng balangkas ng mga buhay na organismo. Bukod dito, kinokontrol ng carbon mga function ng cellular at gumaganap ng mahalagang papel sa proseso ng photosynthesis ng halaman.
• Ang hydrogen ay matatagpuan sa mga molekula ng tubig sa cell. Ang kanyang ang pangunahing tungkulin sa istraktura ng cell ay maraming microscopic bacteria ang nag-oxidize ng hydrogen upang makakuha ng enerhiya.
• Ang nitrogen ay isa sa mga pangunahing bahagi ng cell. Ang mga atomo nito ay bahagi ng mga nucleic acid, maraming protina at amino acid. Ang nitrogen ay kasangkot sa proseso ng pag-regulate ng presyon ng dugo sa anyo ng N O at pinalabas mula sa buhay na katawan sa ihi.

Ang asupre at posporus ay hindi gaanong mahalaga para sa buhay ng mga organismo. Ang una ay nakapaloob sa maraming amino acid, at samakatuwid ay sa mga protina. At ang posporus ay bumubuo ng batayan ng ATP - ang pangunahing at pinakamalaking mapagkukunan ng enerhiya ng isang buhay na organismo. Bukod dito, ang posporus sa anyo ng mga mineral na asing-gamot ay matatagpuan sa mga tisyu ng ngipin at buto.

Ang kaltsyum at magnesiyo ay mahalagang bahagi ng mga selula ng katawan. Ang kaltsyum ay namumuo ng dugo, kaya mahalaga ito para sa mga nabubuhay na nilalang. Kinokontrol din nito ang maraming proseso ng intracellular. Ang magnesiyo ay kasangkot sa paglikha ng DNA sa katawan, bukod dito, ito ay isang cofactor para sa maraming mga enzyme.

Ang cell ay nangangailangan din ng mga macroelement tulad ng sodium at potassium. Ang sodium ay nagpapanatili ng potensyal ng lamad ng cell, at ang potassium ay kinakailangan para sa mga nerve impulses at normal na paggana ng mga kalamnan ng puso.

Ang kahalagahan ng microelements para sa isang buhay na organismo

Ang lahat ng mga pangunahing sangkap ng cell ay binubuo hindi lamang ng mga macroelement, kundi pati na rin ng mga microelement. Kabilang dito ang zinc, selenium, yodo, tanso at iba pa. Sa cell, bilang bahagi ng mga pangunahing sangkap, matatagpuan ang mga ito sa maliliit na dami, ngunit naglalaro sila mahalagang papel sa mga proseso ng katawan. Ang siliniyum, halimbawa, ay kinokontrol ang maraming mga pangunahing proseso, ang tanso ay isa sa mga sangkap na bumubuo ng maraming mga enzyme, at ang zinc ay ang pangunahing elemento sa komposisyon ng insulin, ang pangunahing hormone ng pancreas.

Kemikal na komposisyon ng isang cell - video

Ang araling video na ito ay nakatuon sa paksang "Cell: istraktura, komposisyong kemikal at aktibidad sa buhay." Ang agham na nag-aaral ng mga selula ay tinatawag na cytology. Sa araling ito ay tatalakayin natin ang istruktura ng pinakamaliit na yunit ng istruktura ng ating katawan, matutunan ang kemikal na komposisyon nito at isaalang-alang kung paano isinasagawa ang mahahalagang tungkulin nito.

Paksa: Pangkalahatang pangkalahatang-ideya ng katawan ng tao

Aralin: Cell: istraktura, komposisyon ng kemikal at mahahalagang tungkulin

Ang katawan ng tao ay isang malaking multicellular na estado. Cell - yunit ng istruktura parehong mga organismo ng halaman at hayop. Ang agham na nag-aaral ng mga selula ay tinatawag na.

Ang mga cell ay lubhang magkakaibang sa anyo, istraktura at pag-andar, ngunit lahat sila ay may isang karaniwang istraktura. Ngunit ang hugis, sukat, at mga tampok ay nakasalalay sa paggana na ginagawa ng organ.

Ang pagkakaroon ng mga cell ay unang iniulat noong 1665 ng namumukod-tanging English physicist, mathematician at microscopist na si Robert Hooke.

kanin. 1.

Mula noong natuklasan ni Hooke, ang mga selula ay naobserbahan sa ilalim ng mikroskopyo sa lahat ng uri ng mga species ng hayop at halaman. At lahat sila ay may isang karaniwang plano sa istraktura. Ngunit sa isang light microscope, tanging ang cytoplasm at nucleus ang makikita. Hitsura electron microscope pinahintulutan ang mga siyentipiko na hindi lamang makita ang iba, kundi pati na rin suriin ang kanilang ultrastructure.

1. Kolesov D.V., Mash R.D., Belyaev I.N. Biology 8 M.: Bustard - p. 32, mga gawain at tanong 2, 3, 5.

2. Ano ang mga pangunahing bahagi ng cell?

3. Sabihin sa amin ang tungkol sa mga cellular organelles.

4. Maghanda ng ulat tungkol sa kasaysayan ng pagkatuklas ng mikroskopyo.