III. Изучение нового материала

Биологически важные химические элементы.

 Беседа (используем периодическую таблицу Менделеева)

-Какие химические элементы является самыми распространенными на Земле?

(фосфор, магний, кремний, железо, алюминий, натрий, кальций, кислород - эти элементы составляют приблизительно 98% массы земной коры)

Из известных нам более 100 химических элементов в состав живых организмов входят около 80 и только в отношении 24 известно, какие функции они выполняют в клетке.

В состав клеток человека входят химические элементы:

Кислород - более 60%;

Углевод - около 20%;

Водород - около10%;

Азот, кальций, фосфор хлор, калий, сера, натрий, магний - около 5%

Химические элементы, входящие в состав соединений клетки можно разбить на две группы:

Неорганические (вода, соли и т. д.);

Органические (белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты и т.п.)

Неорганические соединения

А) Особенности строения молекулы воды в связи с ее функциями в клетке;

В состав клеток входят ряд относительно простых соединений. От 60% до 95% общей массы организма составляет вода.

Наличие воды – обязательной условие жизненной активности клетки; все физиологические процессы происходят только в водной среде. Для многих организмов вода является также средою обитания. Значение воды определяется её необычными свойствами: малыми размерами молекул, их полярностью и способностью образовывать водородные связи друг с другом.

Важные свойства воды:

- вода является универсальным растворителем для полярных веществ. Это свойство также означает, что вода служит средой для транспорта различных веществ внутри организма;

- вода обладает большой теплоёмкостью; благодаря этому биохимические процессы идут в малом диапазоне температур;

- вода имеет большую теплоту испарения; это используется при терморегуляции у животных (потоотделение) и растений (охлаждение листьев);

- у воды большая теплота плавления; это препятствует образованию кристаллов льда в клетках при понижении температуры;

- плотность льда меньше плотности воды, поэтому он не тонет, и водоёмы промерзают сверху вниз. В противном случае реки и озера холодных и умеренных поясов промёрзли бы за зиму насквозь;

- значительное поверхностное натяжение играет важную роль при движении воды по капиллярам организмов;

- вода является необходимым компонентом метаболических реакций (например, в процессе фотосинтеза).

Б) Значение катионов и анионов в жизнедеятельности клетки

Также в клетке содержится много различных солей в диссоциированом состоянии. Для процессов жизнедеятельности из входящих в состав солей катионов наиболее важны K+, Na+, Ca2+, Mg2+, из анионов – HPO42–, H2PO4–, Cl–, HCO3–.

Вследствие разности потенциалов между внутренней и внешней поверхностью клеточной мембраны, что обуславливает передачу возбуждения по нерву или мышце.

Ионы кальция и магния является активаторами многих ферментов.

Соляная кислота создаёт кислую среду в желудке животных и человека.

Остатки фосфорной кислоты, присоединяясь к белкам клетки, изменяет их физиологическую активность.

Биополимеры.

В состав клеток входят органические соединения: углеводы, белки, липиды, нуклеиновые кислоты. Органическими называют химические соединения, в состав которых входят атомы углерода. Органические соединения, входящие в состав клеток живых организмов - это биологические полимеры (биополимеры.) Биополимером являются белки, нуклеиновые кислоты. Полимер - многозвеньевая цепь, простым звеном которой является - мономер. Мономеры, соединяются между собой в цепи, состоящие из тысяч мономеров.

А) Углеводы.

Углеводами называют вещества с общей формулой Cn(H2O)m. Название «углеводы» говорит о том, что в их молекулах водород и кислород находятся в том же отношении, что и в воде. В животных клетках содержится небольшое количество углеводов, а в растительных – почти 70 % от общего количества органических веществ.

Углеводы делятся на простые (моносахариды) и сложные (дисахариды и полисахариды). Моносахариды имеют общую формулу (CH2O)n, где n изменяется от 3 до 9. Самые распространённые моносахариды – глюкоза и фруктоза, имеющие формулу (CH2O)6.

Все моносахариды играют роль промежуточных продуктов в процессах дыхания и фотосинтеза, участвуют в синтезе нуклеиновых кислот, коферментов, АТФ и полисахаридов, служат источниками энергии, высвобождаемой при окислении в процессе дыхания, имеют сладкий вкус, кристаллизуются и легко растворяются в воде.

Сахароза (тростниковый сахар) наиболее распространена в растениях; это и есть тот самый «сахар», который мы обычно употребляем в пищу.

Крахмал (полимер глюкозы) запасается в клетках в виде так называемых крахмальных зерен

Особенно много крахмала в клубнях картофеля, а также в семенах бобовых и злаков. Эквивалентом крахмала в животном организме является гликоген (у позвоночных он содержится в печени и мышцах). Крахмал и гликоген играют роль резерва пищи и энергии. Хитин близок к целлюлозе; он встречается у некоторых форм грибов, а также как важный компонент наружного скелета некоторых животных Функции углеводов энергетическая (1г углеродов при окислении высвобождает 17,6 кДж Е); метаболическая; запасающая; структурная; защитная