Više, drugi - manje.

Na atomskoj razini ne postoje razlike između organskog i anorganskog svijeta žive prirode: živi organizmi sastoje se od istih atoma kao i tijela nežive prirode. Međutim, omjer različitih kemijski elementi u živim organizmima i u Zemljina kora jako varira. Osim toga, živi organizmi mogu se razlikovati od svog okoliša po izotopskom sastavu kemijskih elemenata.

Konvencionalno, svi elementi ćelije mogu se podijeliti u tri skupine.

Makronutrijenti

Cinkov- dio je enzima koji sudjeluju u alkoholnom vrenju i inzulinu

Bakar- dio je oksidativnih enzima uključenih u sintezu citokroma.

Selen- sudjeluje u regulacijskim procesima tijela.

Ultramikroelementi

Ultramikroelementi čine manje od 0,0000001% u organizmima živih bića, uključujući zlato, srebro imaju baktericidni učinak, potiskuju reapsorpciju vode u bubrežnim tubulima, utječu na enzime. Ultramikroelementi također uključuju platinu i cezij. Neki ljudi također ubrajaju selen u ovu skupinu s njegovim nedostatkom, razvijaju se bolesti raka. Funkcije ultramikroelemenata još uvijek su slabo poznate.

Molekularni sastav stanice

vidi također

Zaklada Wikimedia. 2010. godine.

Pogledajte što je "Kemijski sastav stanice" u drugim rječnicima:

Ćelije - iskoristite aktivan kupon za popust u Kozmetici Galerija Akademika ili kupite isplative ćelije uz besplatnu dostavu na akciji Kozmetike Galerija

Opći dijagram strukture bakterijske stanice prikazan je na slici 2. Unutarnja organizacija Bakterijska stanica je složena. Svaka sustavna skupina mikroorganizama ima svoje specifične značajke građevine. Stanične stijenke... ... Biološka enciklopedija

Jedinstvenost unutarstanične strukture crvenih algi sastoji se od karakteristika običnih staničnih komponenti i prisutnosti specifičnih intracelularnih inkluzija. Stanične membrane. U membranama crvenih krvnih zrnaca..... Biološka enciklopedija

- (Argentum, argent, Silber), kemij. Ag znak. S. spada u metale poznato čovjeku još u antičko doba. U prirodi se nalazi iu prirodnom stanju iu obliku spojeva s drugim tijelima (sa sumporom, npr. Ag 2S... ...

- (Argentum, argent, Silber), kemij. Ag znak. S. je jedan od metala poznatih čovjeku od davnina. U prirodi se nalazi iu prirodnom stanju iu obliku spojeva s drugim tijelima (sa sumporom, na primjer Ag2S srebro ... enciklopedijski rječnik F. Brockhaus i I.A. Ephron

Ovaj pojam ima i druga značenja, pogledajte Ćelija (značenja). Ljudske krvne stanice (HBC) ... Wikipedia

Izraz biologija predložio je istaknuti francuski prirodoslovac i evolucionist Jean Baptiste Lamarck 1802. godine kako bi označio znanost o životu kao posebnom fenomenu prirode. Danas je biologija skup znanosti koje proučavaju... ... Wikipedia

Stanica je elementarna jedinica strukture i vitalne aktivnosti svih živih organizama (osim virusa, koji se često nazivaju nestaničnim oblicima života), posjeduje vlastiti metabolizam, sposobna za samostalan život,... ... Wikipedia

- (cito + kemija) dio citologije koji proučava kemijski sastav stanice i njihove komponente, kao i metabolički procesi i kemijske reakcije koje su u osnovi života stanice... Veliki medicinski rječnik

Kao i sva živa bića, ljudsko tijelo sastoji se od stanica. Zahvaljujući staničnoj građi tijela moguć je njegov rast, razmnožavanje, obnova oštećenih organa i tkiva te drugi oblici aktivnosti. Oblik i veličina stanica su različiti i ovise o funkciji koju obavljaju.

Svaka stanica ima dva glavna dijela - citoplazmu i jezgru; citoplazma pak sadrži organele - najmanje strukture stanice koje osiguravaju njezine vitalne funkcije (mitohondriji, ribosomi, stanični centar itd.). U jezgri se prije diobe stanice stvaraju posebna nitasta tjelešca – kromosomi. Vanjska strana stanice prekrivena je membranom koja odvaja jednu stanicu od druge. Prostor između stanica ispunjen je tekućom međustaničnom tvari. Glavna funkcija membrane je da osigurava selektivni ulazak različitih tvari u stanicu i uklanjanje produkata metabolizma iz nje.

Stanice ljudskog tijela sastoje se od raznih anorganskih (voda, mineralne soli) i organskih tvari (ugljikohidrati, masti, bjelančevine i nukleinske kiseline).

Ugljikohidrati se sastoje od ugljika, vodika i kisika; mnogi od njih visoko su topljivi u vodi i glavni su izvori energije za vitalne procese.

Masti nastaju od istih kemijskih elemenata kao i ugljikohidrati; netopljivi su u vodi. Masti su dio staničnih membrana i također služe kao najvažniji izvor energije u tijelu.

Proteini su glavni građevni materijal stanica. Građa proteina je složena: proteinska molekula ima velike veličine a lanac je koji se sastoji od desetaka i stotina jednostavnijih spojeva – aminokiselina. Mnogi proteini služe kao enzimi koji ubrzavaju tijek biokemijskih procesa u stanici.

Nukleinske kiseline proizvedene u stanična jezgra, sastoje se od ugljika, kisika, vodika i fosfora. Postoje dvije vrste nukleinske kiseline:

1) deoksiribonukleinska kiselina (DNK) nalazi se u kromosomima i određuje sastav staničnih proteina i prijenos nasljednih karakteristika i svojstava s roditelja na potomke;

2) ribonukleinska kiselina (RNK) - povezana sa stvaranjem proteina karakterističnih za ovu stanicu.

STANIČNA FIZIOLOGIJA

Živa stanica ima niz svojstava: sposobnost metabolizma i reprodukcije, podražljivost, rast i pokretljivost, na temelju kojih se odvijaju funkcije cijelog organizma.

Citoplazma i jezgra stanice sastoje se od tvari koje u organizam ulaze kroz probavne organe. Tijekom procesa probave dolazi do kemijske razgradnje složenih organskih tvari uz stvaranje jednostavnijih spojeva, koji se krvlju prenose u stanicu. Energija koja se oslobađa tijekom kemijske razgradnje koristi se za održavanje vitalne aktivnosti stanica. Tijekom procesa biosinteze jednostavne tvari koje ulaze u stanicu prerađuju se u složene organske spojeve. Otpadni proizvodi -- ugljični dioksid, voda i drugi spojevi - krv ih odnosi iz stanice do bubrega, pluća i kože, koji ih oslobađaju u vanjsku sredinu. Kao rezultat ovog metabolizma, sastav stanica se stalno ažurira: neke tvari se formiraju u njima, druge se uništavaju.

Stanica, kao elementarna jedinica živog sustava, ima iritabilnost, odnosno sposobnost reagiranja na vanjske i unutarnje utjecaje.

Većina stanica u ljudskom tijelu razmnožava se neizravna podjela. Prije diobe, svaki se kromosom dovršava pomoću tvari prisutnih u jezgri i postaje dvostruki.

Proces neizravne diobe sastoji se od nekoliko faza.

1. Povećanje volumena jezgre; odvajanje kromosoma svakog para jednog od drugog i njihova distribucija kroz stanicu; formiranje diobenog vretena iz staničnog središta.

2. Raspored kromosoma jedan nasuprot drugome u ravnini ekvatora stanice i pričvršćivanje niti vretena na njih.

3. Divergencija uparenih kromosoma od središta do suprotnih polova stanice.

4. Stvaranje dviju jezgri od razilaženih kromosoma, pojava suženja, a potom i pregrade na tijelu stanice.

Kao rezultat ove diobe, između dviju stanica kćeri osigurava se točna raspodjela kromosoma - nositelja nasljednih karakteristika i svojstava organizma.

Stanice mogu rasti, povećavajući se u volumenu, a neke imaju sposobnost kretanja.

Ova video lekcija posvećena je temi "Stanica: struktura, kemijski sastav i vitalne funkcije." Znanost koja proučava stanice zove se citologija. U ovoj lekciji razgovarat ćemo o strukturi najmanje strukturne jedinice našeg tijela, naučiti njegov kemijski sastav i razmotriti kako se provode njegove vitalne funkcije.

Predmet: opći pregled ljudsko tijelo

Lekcija: Stanica: građa, kemijski sastav i vitalne funkcije

Ljudsko tijelo je golema višestanična država. Ćelija - strukturna jedinica kako biljnih tako i životinjskih organizama. Znanost koja proučava stanice zove se.

Stanice su vrlo raznolike u obliku, strukturi i funkciji, ali sve imaju zajedničku strukturu. Ali oblik, veličina i značajke ovise o funkciji koju obavlja organ.

O postojanju stanica prvi je 1665. godine izvijestio izvrsni engleski fizičar, matematičar i mikroskopist Robert Hooke.

Riža. 1.

Od Hookeovog otkrića, stanice su promatrane pod mikroskopom u svim vrstama životinjskih i biljnih vrsta. I svi su imali ukupni plan građevine. Ali svjetlosnim mikroskopom mogli su se vidjeti samo citoplazma i jezgra. Izgled elektronski mikroskop omogućio znanstvenicima ne samo da vide druge, već i ispitati njihovu ultrastrukturu.

1. Kolesov D.V., Mash R.D., Belyaev I.N. Biologija 8 M.: Droplja - str. 32, zadaci i pitanje 2, 3, 5.

2. Koji su glavni dijelovi stanice?

3. Recite nam nešto o staničnim organelama.

4. Pripremite izvješće o povijesti otkrića mikroskopa.

Svi živi organizmi sastoje se od Stanice. Ljudsko tijelo također ima stanična struktura, zahvaljujući čemu je moguć njegov rast, razmnožavanje i razvoj.

Ljudsko tijelo sastoji se od ogromnog broja stanica različite oblike i veličine, koje ovise o funkciji koju obavljaju. studiranje struktura i funkcija stanice je zaručen citologija.

Svaka stanica prekrivena je membranom koja se sastoji od nekoliko slojeva molekula, što osigurava selektivnu propusnost tvari. Ispod membrane u stanici nalazi se viskozna polutekuća tvar – citoplazma s organelama.

Mitohondriji- energetske stanice stanice, ribosomi - mjesto stvaranja proteina, endoplazmatski retikulum, koji obavlja funkciju prijenosa tvari, jezgra - mjesto pohrane nasljednih informacija, unutar jezgre - nukleolus. Proizvodi ribonukleinsku kiselinu. U blizini jezgre nalazi se stanično središte neophodno za diobu stanice.

Ljudske stanice sastoje se od organskih i anorganskih tvari.

Anorganske tvari:
Voda – čini 80% mase stanice, otapa tvari, sudjeluje u kemijskim reakcijama;
Mineralne soli u obliku iona sudjeluju u raspodjeli vode između stanica i međustanične tvari. Oni su neophodni za sintezu vitalnih organskih tvari.
Organska tvar:
Proteini su glavne tvari stanice, najsloženije tvari koje se nalaze u prirodi. Proteini su dio membrana, jezgre, organela i djeluju u stanici strukturna funkcija. Enzimi – proteini, ubrzivači reakcija;
Masti - obavljaju energetsku funkciju dio su membrana;
Ugljikohidrati - također pri razgradnji stvaraju veliku količinu energije, vrlo su topivi u vodi i stoga se pri razgradnji vrlo brzo stvara energija.
Nukleinske kiseline – DNA i RNA, one određuju, pohranjuju i prenose nasljedne informacije o sastavu staničnih bjelančevina od roditelja do potomstva.
Stanice ljudsko tijelo imaju niz vitalnih svojstava i obavljaju određene funkcije:

U stanice se metaboliziraju praćena sintezom i raspadom organski spojevi; metabolizam je popraćen pretvorbom energije;
Kada se u stanici stvaraju tvari, ona raste, rast stanice povezan je s povećanjem njihova broja, to je povezano s razmnožavanjem diobom;
Žive stanice imaju ekscitabilnost;
Jedna od karakterističnih značajki stanice je kretanje.
Stanica ljudskog tijela Sljedeća vitalna svojstva su inherentna: metabolizam, rast, reprodukcija i ekscitabilnost. Na temelju tih funkcija provodi se funkcioniranje cijelog organizma.

Kemijski sastav stanice.

Osnovna svojstva i razine organizacije žive prirode

Razine organizacije živih sustava odražavaju podređenost i hijerarhiju strukturne organizacije života:

Molekularna genetika - pojedinačni biopolimeri (DNA, RNA, proteini);

Stanični - elementarna samoreproduktivna jedinica života (prokarioti, jednostanični eukarioti), tkiva, organi;

Organizam - samostalno postojanje jedinke;

Populacija-vrsta - elementarna evolutivna jedinica - populacija;

Biogeocenotski - ekosustavi koji se sastoje od različitih populacija i njihovih staništa;

Biosfera - cjelokupno živo stanovništvo Zemlje, osiguravajući kruženje tvari u prirodi.

Priroda je cijeli postojeći materijalni svijet u svoj svojoj raznolikosti oblika.

Jedinstvo prirode očituje se u objektivnosti njezina postojanja, zajedničkosti njezina elementarnog sastava, podređenosti istim fizičkim zakonima i sustavnoj organizaciji.

Razni prirodni sustavi, živi i neživi, ​​međusobno su povezani i međusobno djeluju. Primjer sistemske interakcije je biosfera.

Biologija je skup znanosti koje proučavaju obrasce razvoja i vitalne aktivnosti živih sustava, razloge njihove raznolikosti i prilagodljivosti okoliš, odnos s drugim živim sustavima i neživim objektima.

Objekt bioloških istraživanja je živa priroda.

Predmet istraživanja biologije je:

Opći i specifični obrasci organizacije, razvoja, metabolizma, prijenosa nasljednih informacija;

Raznolikost životnih oblika i samih organizama, kao i njihovih odnosa s okolišem.

Cjelokupna raznolikost života na Zemlji objašnjava se evolucijskim procesom i djelovanjem okoliša na organizme.

Suštinu života određuje M.V.

Wolkenstein kao postojanje na Zemlji “živih tijela, koja su otvoreni samoregulirajući i samoreproduktivni sustavi, izgrađeni od biopolimera – proteina i nukleinskih kiselina”.

Osnovna svojstva živih sustava:

Metabolizam;

Samoregulacija;

Razdražljivost;

Varijabilnost;

Nasljedstvo;

Reprodukcija;

Kemijski sastav stanice.

Anorganske tvari stanice

Citologija je znanost koja proučava strukturu i funkciju stanica. Stanica je elementarna strukturna i funkcionalna jedinicaživući organizmi. Stanice jednostanični organizmi sva svojstva i funkcije živih sustava su inherentne.

Stanice višestaničnih organizama razlikuju se po građi i funkciji.

Sastav atoma: stanica sadrži oko 70 elemenata Mendeljejeva periodnog sustava elemenata, a njih 24 prisutna su u svim vrstama stanica.

Makroelementi - H, O, N, C, mikroelementi - Mg, Na, Ca, Fe, K, P, CI, S, ultramikroelementi - Zn, Cu, I, F, Mn, Co, Si itd.

Molekularni sastav: stanica sadrži molekule anorganskih i organskih spojeva.

Anorganske tvari stanice

Molekula vode ima nelinearnu prostornu strukturu i ima polaritet. Između pojedinih molekula stvaraju se vodikove veze koje određuju fizikalnu i Kemijska svojstva voda.

1. Molekula vode Sl. 2. Vodikove veze između molekula vode

Fizička svojstva vode:

Voda može biti u tri stanja – tekućem, čvrstom i plinovitom;

Voda je otapalo. Polarne molekule vode otapaju polarne molekule drugih tvari. Tvari topive u vodi nazivamo hidrofilnim. Tvari koje su netopljive u vodi su hidrofobne;

visoko određena toplina. Razbijanje vodikovih veza koje drže molekule vode zajedno zahtijeva apsorpciju velike količine energije.

Ovo svojstvo vode osigurava održavanje toplinske ravnoteže u tijelu;

Visoka toplina isparavanja. Za isparavanje vode potrebno je dosta energije. Vrelište vode je više nego kod mnogih drugih tvari. Ovo svojstvo vode štiti tijelo od pregrijavanja;

Molekule vode su u stalnom kretanju, međusobno se sudaraju u tekućoj fazi, što je važno za metaboličke procese;

Kohezija i površinska napetost.

Vodikove veze određuju viskoznost vode i adheziju njezinih molekula s molekulama drugih tvari (kohezija).

Zbog sila prianjanja molekula na površini vode stvara se film koji karakterizira površinska napetost;

Gustoća. Kada se ohladi, kretanje molekula vode se usporava. Broj vodikovih veza između molekula postaje maksimalan. Voda ima najveću gustoću na 4°C. Smrzavanjem se voda širi (potreban je prostor za stvaranje vodikovih veza), a gustoća joj se smanjuje pa na površini vode pluta led koji štiti rezervoar od smrzavanja;

Sposobnost stvaranja koloidnih struktura.

Molekule vode stvaraju omotač oko netopivih molekula nekih tvari, sprječavajući stvaranje velikih čestica. Ovo stanje ovih molekula naziva se dispergirano (raspršeno). Najsitnije čestice tvari, okružene molekulama vode, tvore koloidne otopine (citoplazmu, međustanične tekućine).

Biološke funkcije vode:

Transport – voda osigurava kretanje tvari u stanici i tijelu, apsorpciju tvari i izlučivanje produkata metabolizma.

U prirodi voda prenosi otpadne proizvode u tlo i vodena tijela;

Metabolički – voda je medij za sve bio kemijske reakcije i donor elektrona tijekom fotosinteze, neophodan je za hidrolizu makromolekula do njihovih monomera;

U edukaciji sudjeluje:

1) tekućine za podmazivanje koje smanjuju trenje (sinovijalne - u zglobovima kralježnjaka, pleuralne, u pleuralna šupljina, perikardijalni - u perikardijalnoj vrećici);

2) sluz, koja olakšava kretanje tvari kroz crijeva i stvara vlažnu okolinu na sluznicama dišnog trakta;

3) izlučevine (pljuvačka, suze, žuč, sperma itd.) i sokovi u tijelu.

Anorganski ioni.

Anorganske ione stanice predstavljaju: kationi K+, Na+, Ca2+, Mg2+, NH3 i anioni Cl-, NOi2-, H2PO4-, HCO3-, HPO42-.

Razlika između količine kationa i aniona na površini i unutar stanice osigurava pojavu akcijskog potencijala koji je u osnovi živčane i mišićne ekscitacije.

Anioni fosforne kiseline stvaraju sustav fosfatnog pufera koji održava pH unutarstanične okoline tijela na razini 6-9.

Ugljična kiselina i njeni anioni stvaraju bikarbonatni puferski sustav i održavaju pH izvanstanične sredine (krvne plazme) na razini 4-7.

Dušikovi spojevi služe kao izvor mineralna ishrana, sinteza proteina, nukleinskih kiselina.

Atomi fosfora dio su nukleinskih kiselina, fosfolipida, kao i kostiju kralježnjaka i hitinskog pokrova člankonožaca. Ioni kalcija su dio tvari kostiju; također su potrebni za kontrakciju mišića i zgrušavanje krvi.

Kemijski sastav stanice. Anorganske tvari

Atomski i molekularni sastav stanice. Mikroskopska stanica sadrži nekoliko tisuća tvari koje sudjeluju u raznim kemijskim reakcijama. Kemijski procesi koji se odvijaju u stanici jedan su od glavnih uvjeta za njezin život, razvoj i funkcioniranje.

Sve životinjske stanice i biljni organizmi, kao i mikroorganizmi, slični su po kemijskom sastavu, što ukazuje na jedinstvo organskog svijeta.

U tablici su prikazani podaci o atomskom sastavu stanica.

Od 109 elemenata Mendeljejeva periodnog sustava značajna većina pronađena je u stanicama. Neki elementi sadržani su u stanicama u relativno velikim količinama, drugi u malim količinama. Osobito je visok sadržaj četiri elementa u stanici - kisika, ugljika, dušika i vodika. Ukupno čine gotovo 98% ukupnog sadržaja stanice. Sljedeća grupačine osam elemenata, čiji se sadržaj u ćeliji izračunava u desetinkama i stotinkama postotka. To su sumpor, fosfor, klor, kalij, magnezij, natrij, kalcij, željezo.

Ukupno iznose 1,9%. Svi ostali elementi sadržani su u stanici u iznimno malim količinama (manje od 0,01%).

Dakle, stanica ne sadrži nikakve posebne elemente karakteristične samo za živu prirodu. Time se ukazuje na povezanost i jedinstvo žive i nežive prirode.

Na atomskoj razini nema razlika između kemijskog sastava organskog i anorganskog svijeta. Razlike se nalaze na višoj razini organizacije — molekularnoj razini.

Kao što je vidljivo iz tablice, živa tijela, uz tvari uobičajene u neživoj prirodi, sadrže i mnoge tvari svojstvene samo živim organizmima.

Voda. Na prvom mjestu među tvarima stanice je voda. Čini gotovo 80% stanične mase. Voda je najvažnija komponenta stanice, ne samo količinski. Ima značajnu i raznoliku ulogu u životu stanice.

Voda određuje fizikalna svojstva stanice - njen volumen, elastičnost.

Voda je od velike važnosti u formiranju strukture molekula organskih tvari, posebice strukture proteina, koja je neophodna za obavljanje njihovih funkcija. Važnost vode kao otapala je velika: mnoge tvari ulaze u stanicu iz vanjske okoline Vodena otopina a u vodenoj otopini otpadne tvari uklanjaju se iz stanice.

Konačno, voda je izravni sudionik mnogih kemijskih reakcija (razgradnja bjelančevina, ugljikohidrata, masti itd.).

Sposobnost stanice da funkcionira u vodeni okoliš služi kao dokaz da je život na Zemlji nastao u vodi.

Biološka uloga vode određena je osobitošću njezine molekularna struktura: polaritet njegovih molekula.

Ugljikohidrati.

Ugljikohidrati su složeni organski spojevi koji sadrže atome ugljika, kisika i vodika.

Postoje jednostavni i složeni ugljikohidrati.

Jednostavni ugljikohidrati nazivaju se monosaharidi. Složeni ugljikohidrati su polimeri u kojima monosaharidi imaju ulogu monomera.

Dva monosaharida tvore disaharid, tri tvore trisaharid, a mnogi tvore polisaharid.

Svi monosaharidi su bezbojne tvari, vrlo topive u vodi. Gotovo svi imaju ugodan slatki okus. Najčešći monosaharidi su glukoza, fruktoza, riboza i deoksiriboza.

2.3 Kemijski sastav stanice. Makro- i mikroelementi

Slatki okus voća i bobica, kao i meda, ovisi o sadržaju glukoze i fruktoze u njima. Riboza i deoksiriboza dio su nukleinskih kiselina (str. 158) i ATP-a (str.

Di- i trisaharidi, kao i monosaharidi, dobro se otapaju u vodi i imaju sladak okus. Povećanjem broja monomernih jedinica smanjuje se topljivost polisaharida i nestaje slatki okus.

Od disaharida su važni šećer od repe (ili trske) i mliječni šećer, od polisaharida su rasprostranjeni škrob (kod biljaka), glikogen (kod životinja) i vlakna (celuloza).

Drvo je gotovo čista celuloza. Monomer ovih polisaharida je glukoza.

Biološka uloga ugljikohidrata. Ugljikohidrati imaju ulogu izvora energije potrebne stanici za obavljanje različitih oblika aktivnosti. Za aktivnost stanice - kretanje, sekreciju, biosintezu, luminiscenciju itd. - potrebna je energija. Složene strukture, bogati energijom, ugljikohidrati se duboko razgrađuju u stanici i kao rezultat pretvaraju u jednostavne, energetski siromašne spojeve - ugljični monoksid (IV) i vodu (CO2 i H20).

Tijekom tog procesa oslobađa se energija. Pri razgradnji 1 g ugljikohidrata oslobađa se 17,6 kJ.

Ugljikohidrati osim energetske obavljaju i građevnu funkciju. Na primjer, stijenke biljnih stanica građene su od celuloze.

Lipidi. Lipidi se nalaze u svim životinjskim i biljnim stanicama. Oni su dio mnogih staničnih struktura.

Lipidi su organske tvari netopljive u vodi, ali topljive u benzinu, eteru i acetonu.

Od lipida najčešće i poznate su masti.

Postoje, međutim, stanice koje sadrže oko 90% masti. Kod životinja se te stanice nalaze ispod kože, u mliječne žlijezde, uljna brtva. Masti se nalaze u mlijeku svih sisavaca. Neke biljke imaju velike količine masti koncentrirane u sjemenkama i plodovima, na primjer suncokret, konoplja i orah.

Osim masti, stanice sadrže i druge lipide, poput lecitina i kolesterola. Lipidi uključuju neke vitamine (A, O) i hormone (na primjer, spolne hormone).

Biološki značaj lipida je velik i raznolik.

Istaknimo prije svega njihovu gradbenu funkciju. Lipidi su hidrofobni. Najtanji sloj ovih tvari dio je staničnih membrana. Najzastupljeniji od lipida, mast, od velike je važnosti kao izvor energije. Masnoće se u stanici mogu oksidirati u ugljikov monoksid (IV) i vodu. Pri razgradnji masti oslobađa se dvostruko više energije nego pri razgradnji ugljikohidrata. Životinje i biljke pohranjuju masti i koriste ih u procesu života.

Potrebno je dalje primijetiti značenje. masti kao izvor vode. Iz 1 kg masti pri njenoj oksidaciji nastaje gotovo 1,1 kg vode. To objašnjava kako neke životinje mogu preživjeti dosta dugo bez vode. Ljudi vrbe, na primjer, koji prelaze bezvodnu pustinju, ne smiju piti 10-12 dana.

Medvjedi, svisci i druge životinje koje spavaju zimski san ne piju više od dva mjeseca. Ove životinje dobivaju vodu potrebnu za život kao rezultat oksidacije masti. Osim strukturnih i energetskih funkcija, lipidi obavljaju zaštitne funkcije: mast ima nisku toplinsku vodljivost. Taloži se ispod kože, stvarajući značajne nakupine kod nekih životinja. Tako kod kita debljina potkožnog sloja masti doseže 1 m, što ovoj životinji omogućuje život u hladna voda polarnih mora.

Biopolimeri: proteini, nukleinske kiseline.

Od svih organskih tvari glavninu stanice (50-70%) čine bjelančevine. Stanična membrana i sve unutarnje strukture izgrađeno - uz učešće proteinske molekule. Molekule proteina su vrlo velike jer se sastoje od mnogo stotina različitih monomera koji tvore sve vrste kombinacija. Stoga je raznolikost vrsta proteina i njihovih svojstava uistinu beskrajna.

Proteini se nalaze u kosi, perju, rogovima, mišićna vlakna, hranilica-

nalnih tvari jaja i sjemenki i mnogih drugih dijelova tijela.

Proteinska molekula je polimer. Monomeri proteinskih molekula su aminokiseline.

U prirodi je poznato više od 150 različitih aminokiselina, ali samo 20 ih je obično uključeno u izgradnju proteina u živim organizmima primarna struktura molekule proteina (prikazuje njegovu kemijsku formulu).

Obično je ova dugačka nit čvrsto upletena u spiralu, čiji su zavoji međusobno čvrsto povezani vodikovim vezama.

Spiralno uvijena nit molekule je sekundarna struktura, molekule vjeverica. Takav protein je već teško rastegnuti. Zamotana proteinska molekula tada se uvija u još čvršću konfiguraciju - tercijarna struktura. Neki proteini imaju čak i više složenog oblika — kvartarna struktura, primjerice hemoglobin. Kao rezultat takvog ponovljenog uvijanja, duga i tanka nit proteinske molekule postaje kraća, deblja i skuplja se u kompaktnu grudu - kap Samo globularni protein obavlja svoje biološke funkcije u stanici.

Ako se struktura proteina poremeti, na primjer zagrijavanjem ili kemijskim djelovanjem, on gubi svoje kvalitete i odmotava se.

Taj se proces naziva denaturacija. Ako je denaturacija zahvatila samo tercijarnu ili sekundarnu strukturu, tada je reverzibilna: ponovno se može uviti u spiralu i uklopiti u tercijarnu strukturu (fenomen denaturacije). U ovom slučaju, funkcije ovog proteina su obnovljene. Ovo najvažnije svojstvo bjelančevina leži u podražljivosti živih sustava, tj.

sposobnost živih stanica da reagiraju na vanjske ili unutarnje podražaje.

Mnogi proteini igraju ulogu katalizatori u kemijskim reakcijama,

prolazeći u kavezu.

Zovu se enzima. Enzimi sudjeluju u prijenosu atoma i molekula, u razgradnji i izgradnji bjelančevina, masti, ugljikohidrata i svih ostalih spojeva (tj. u staničnom metabolizmu). Niti jedna kemijska reakcija u živim stanicama i tkivima ne odvija se bez sudjelovanja enzima.

Svi enzimi imaju specifično djelovanje - usmjeravaju procese ili ubrzavaju reakcije u stanici.

Bjelančevine u stanici obavljaju brojne funkcije: sudjeluju u njezinoj strukturi, rastu i svim vitalnim procesima. Bez proteina život stanice je nemoguć.

Nukleinske kiseline su prvi put otkrivene u jezgrama stanica, po čemu su i dobile naziv (lat.

pucleus – jezgra). Postoje dvije vrste nukleinskih kiselina: deoksiribonukleinska kiselina (skraćeno DIC) i ribonukleinska kiselina (RIC). Molekule nukleinske kiseline su pre-

su vrlo dugi polimerni lanci (niti), monomeri

koji su nukleotidi.

Svaki nukleotid sadrži jednu molekulu fosforne kiseline i šećera (dezoksiriboze ili riboze), kao i jednu od četiri dušične baze. Dušikove baze u DNK su adenin gvanin i zumozin, I mi.min,.

Dezoksiribonukleinska kiselina (DNK)- najvažnija tvar u živoj stanici. Molekula DNA je nositelj nasljedne informacije stanice i organizma u cjelini. Iz molekule DNA nastaje kromosom.

Organizmi svake biološke vrste imaju određeni broj molekula DNA po stanici. Redoslijed nukleotida u molekuli DNA također je uvijek strogo individualan. jedinstven ne samo za svaku biološku vrstu, već i za pojedinačne jedinke.

Ova specifičnost molekula DNA služi kao osnova za utvrđivanje srodnosti organizama.

Molekule DNA kod svih eukariota nalaze se u jezgri stanice. Prokarioti nemaju jezgru pa se njihova DNK nalazi u citoplazmi.

Sva živa bića imaju makromolekule DNK građene prema istom tipu. Sastoje se od dva polinukleotidna lanca (lanca), koji se drže zajedno vodikovim vezama dušičnih baza nukleotida (poput patentnog zatvarača).

U obliku dvostruke (uparene) spirale, molekula DNA se uvija u smjeru s lijeva na desno.

Redoslijed u rasporedu nukleotida u molekuli određuje nasljednu informaciju stanice.

Strukturu molekule DNA otkrio je 1953. godine američki biokemičar

James Watson i engleski fizičar Francis Crick.

Za ovo otkriće znanstvenici su 1962. godine dobili Nobelovu nagradu. Dokazali su da molekula

DNK se sastoji od dva polinukleotidna lanca.

U ovom slučaju, nukleotidi (monomeri) su međusobno povezani ne nasumično, već selektivno i u parovima preko dušikovih spojeva. Adenin (A) se uvijek spaja s timinom (T), a gvanin (g) uvijek spaja s citozinom (C). Ovaj dvostruki lanac je čvrsto upleten u spiralu. Sposobnost nukleotida da se selektivno sparuju naziva se komplementarnost(latinski complementus - dodatak).

Replikacija se događa na sljedeći način.

Uz sudjelovanje posebnih staničnih mehanizama (enzima), dvostruka spirala DNA se odmotava, niti se odvajaju (poput patentnog zatvarača) i postupno se svakom od dvaju lanaca dodaje komplementarna polovica odgovarajućih nukleotida.

Kao rezultat toga, umjesto jedne molekule DNA, nastaju dvije nove identične molekule. Štoviše, svaka novostvorena dvolančana molekula DNA sastoji se od jednog "starog" lanca nukleotida i jednog "novog".

Budući da je DNK glavni nositelj informacija, njezina sposobnost dupliciranja omogućuje, kada se stanica dijeli, prijenos tih nasljednih informacija na novostvorene stanice kćeri.

Prethodna12345678Sljedeća

VIDI VIŠE:

Puferiranje i osmoza.
Soli u živim organizmima nalaze se u otopljenom stanju u obliku iona – pozitivno nabijenih kationa i negativno nabijenih aniona.

Koncentracija kationa i aniona u stanici i u njezinoj okolini nije ista. Stanica sadrži prilično mnogo kalija i vrlo malo natrija. U izvanstaničnom okruženju, na primjer u krvnoj plazmi, u morska voda, naprotiv, ima puno natrija, a malo kalija. Iritabilnost stanica ovisi o odnosu koncentracija iona Na+, K+, Ca2+, Mg2+.

Razlika u koncentraciji iona na različitim stranama membrane osigurava aktivni prijenos tvari kroz membranu.

U tkivima višestaničnih životinja Ca2+ je dio međustanične tvari koja osigurava koheziju stanica i njihov uredan raspored.

Kemijski sastav stanice

Osmotski tlak u stanici i njezina puferska svojstva ovise o koncentraciji soli.

Pufer je sposobnost stanice da održava blago alkalnu reakciju svog sadržaja na konstantnoj razini.

Postoje dva međuspremnička sustava:

1) fosfatni puferski sustav - anioni fosforne kiseline održavaju pH unutarstaničnog okoliša na 6,9

2) bikarbonatni puferski sustav - anioni ugljične kiseline održavaju pH izvanstaničnog okoliša na razini od 7,4.

Razmotrimo jednadžbe reakcija koje se odvijaju u puferskim otopinama.

Ako se koncentracija stanica poveća H+ , tada se vodikov kation pridružuje karbonatnom anionu:

Povećanjem koncentracije hidroksidnih aniona dolazi do njihovog vezanja:

H + OH–+ H2O.

Na taj način karbonatni anion može održavati stalnu okolinu.

Osmotski nazovite pojave koje se događaju u sustavu koji se sastoji od dvije otopine odvojene polupropusnom membranom.

U biljnoj stanici ulogu polupropusnih filmova imaju granični slojevi citoplazme: plazmalema i tonoplast.

Plazmalema je vanjska membrana citoplazme uz staničnu membranu. Tonoplast je unutarnja citoplazmatska membrana koja okružuje vakuolu. Vakuole su šupljine u citoplazmi ispunjene staničnim sokom – vodenom otopinom ugljikohidrata, organskih kiselina, soli, proteina niske molekularne težine i pigmenata.

Koncentracija tvari u staničnom soku i u vanjskom okolišu (tlo, vodena tijela) obično nije ista. Ako je unutarstanična koncentracija tvari veća nego u vanjskom okolišu, voda iz okoliša će brže ulaziti u stanicu, točnije u vakuolu nego u obrnutom smjeru. S povećanjem volumena staničnog soka, zbog ulaska vode u stanicu, povećava se njezin pritisak na citoplazmu koja tijesno priliježe uz membranu. Kada je stanica potpuno zasićena vodom, ima svoj maksimalni volumen.

Stanje unutarnje napetosti stanice, uzrokovano visokim sadržajem vode i razvojem pritiska staničnog sadržaja na njezinu membranu, naziva se turgor koji osigurava da organi zadrže svoj oblik (na primjer, listovi, neodrvjele stabljike) i položaj u prostoru, kao i njihova otpornost na djelovanje mehaničkih čimbenika. Gubitak vode povezan je sa smanjenjem turgora i venućem.

Ako se stanica nalazi u hipertoničnoj otopini čija je koncentracija veća od koncentracije staničnog soka, tada će brzina difuzije vode iz staničnog soka biti veća od brzine difuzije vode u stanicu iz okolne otopine.

Zbog oslobađanja vode iz stanice smanjuje se volumen staničnog soka i smanjuje se turgor. Smanjenje volumena stanične vakuole popraćeno je odvajanjem citoplazme od membrane - događa se plazmoliza.

Tijekom plazmolize mijenja se oblik plazmoliziranog protoplasta. U početku protoplast zaostaje za staničnom stijenkom samo za na određenim mjestima, najčešće u kutovima. Plazmoliza ovog oblika naziva se kutna

Protoplast tada nastavlja zaostajati stanične stijenke, održavajući vezu s njima na odvojenim mjestima, površina protoplasta između tih točaka ima konkavan oblik.

U ovoj fazi plazmoliza se naziva konkavna. Postupno se protoplast odvaja od staničnih stijenki po cijeloj površini i poprima zaobljen oblik. Ovaj tip plazmolize naziva se konveksna plazmoliza.

Ako se plazmolizirana stanica stavi u hipotoničnu otopinu, čija je koncentracija manja od koncentracije staničnog soka, voda iz okolne otopine će ući u vakuolu. Kao rezultat povećanja volumena vakuole, povećat će se pritisak staničnog soka na citoplazmu, koja se počinje približavati staničnoj stijenci dok ne zauzme svoj prvobitni položaj - to će se dogoditi deplazmoliza

Zadatak br. 3

Nakon čitanja navedenog teksta odgovorite na sljedeća pitanja.

1) određivanje kapaciteta međuspremnika

2) koncentracija kojih aniona određuje puferska svojstva stanice?

3) uloga puferiranja u stanici

4) jednadžba reakcija koje se odvijaju u bikarbonatu međuspremnički sustav(na magnetnoj ploči)

5) definicija osmoze (navesti primjere)

6) određivanje stakalca plazmolize i deplazmolize

U stanici se nalazi oko 70 kemijskih elemenata periodnog sustava D. I. Mendeljejeva, ali se sadržaj tih elemenata značajno razlikuje od njihove koncentracije u okolišu, što dokazuje jedinstvo organskog svijeta.

Kemijski elementi prisutni u stanici dijele se u tri velike skupine: makroelementi, mezoelementi (oligoelementi) i mikroelementi.

To uključuje ugljik, kisik, vodik i dušik, koji su dio glavnih organskih tvari. Mezoelementi su sumpor, fosfor, kalij, kalcij, natrij, željezo, magnezij, klor, koji ukupno čine oko 1,9% stanične mase.

Sumpor i fosfor sastavni su dijelovi najvažnijih organskih spojeva. Kemijski elementi, čija je koncentracija u stanici oko 0,1%, svrstavaju se u mikroelemente. To su cink, jod, bakar, mangan, fluor, kobalt itd.

Stanične tvari dijele se na anorganske i organske.

Anorganske tvari uključuju vodu i mineralne soli.

Zbog svojih fizikalno-kemijskih svojstava voda je u stanici otapalo, medij za reakcije, polazna tvar i produkt kemijskih reakcija, obavlja transportnu i termoregulacijsku funkciju, daje stanici elastičnost i osigurava pogon biljne stanice.

Mineralne soli u stanici mogu biti u otopljenom i neotopljenom stanju.

Topljive soli disociraju na ione. Najvažniji kationi su kalij i natrij koji olakšavaju prijenos tvari kroz membranu i sudjeluju u nastanku i provođenju živčanih impulsa; kalcij koji sudjeluje u procesima kontrakcije mišićnih vlakana i zgrušavanja krvi, magnezij koji je dio klorofila i željezo koji je dio niza proteina, uključujući hemoglobin. Cink je dio molekule hormona gušterače - inzulina, bakar je potreban za procese fotosinteze i disanja.

Najvažniji anioni su fosfatni anion, koji je dio ATP-a i nukleinskih kiselina, te ostatak ugljične kiseline, koji ublažava fluktuacije pH vrijednosti okoliša.

Nedostatak kalcija i fosfora dovodi do rahitisa, nedostatak željeza dovodi do anemije.

Organske tvari stanice predstavljene su ugljikohidratima, lipidima, proteinima, nukleinskim kiselinama, ATP-om, vitaminima i hormonima.

Ugljikohidrati se uglavnom sastoje od tri kemijska elementa: ugljika, kisika i vodika.

Njihova opća formula je Cm(H20)n. Postoje jednostavni i složeni ugljikohidrati. Jednostavni ugljikohidrati (monosaharidi) sadrže jednu molekulu šećera. Klasificiraju se prema broju ugljikovih atoma, kao što su pentoza (C5) i heksoza (C6). Pentoze uključuju ribozu i deoksiribozu. Riboza je dio RNK i ATP. Dezoksiriboza je sastavni dio DNK. Heksoze su glukoza, fruktoza, galaktoza itd.

Aktivno sudjeluju u metabolizmu stanica i dio su složenih ugljikohidrata - oligosaharida i polisaharida. U oligosaharide (disaharide) spadaju saharoza (glukoza + fruktoza), laktoza ili mliječni šećer (glukoza + galaktoza) itd.

Primjeri polisaharida su škrob, glikogen, celuloza i hitin.

Ugljikohidrati vrše plastičnu (konstrukciju), energiju ( energetska vrijednost razgradnja 1 g ugljikohidrata - 17,6 kJ), funkcije skladištenja i potpore. Ugljikohidrati također mogu biti dio složenih lipida i proteina.

Lipidi su skupina hidrofobnih tvari.

To uključuje masti, steroide voska, fosfolipide itd.

Struktura molekule masti

Mast je ester trohidričnog alkohola glicerola i viših organskih (masnih) kiselina. U molekuli masti razlikujemo hidrofilni dio - "glavu" (ostaci glicerola) i hidrofobni dio - "repove" (ostaci masne kiseline), stoga je u vodi molekula masti usmjerena na strogo definiran način: hidrofilni dio je usmjeren prema vodi, a hidrofobni dio od nje.

Lipidi u stanici obavljaju plastičnu (izgradnja), energetsku (energetska vrijednost razgradnje 1 g masti je 38,9 kJ), skladišnu, zaštitnu (amortizaciju) i regulatornu (steroidni hormoni).

Proteini su biopolimeri čiji su monomeri aminokiseline.

Aminokiseline sadrže amino skupinu, karboksilnu skupinu i radikal. Aminokiseline se razlikuju samo po svojim radikalima. Proteini sadrže 20 osnovnih aminokiselina. Aminokiseline su međusobno povezane tvoreći peptidnu vezu.

Lanac od više od 20 aminokiselina naziva se polipeptid ili protein. Proteini tvore četiri glavne strukture: primarnu, sekundarnu, tercijarnu i kvartarnu.

Primarna struktura je niz aminokiselina povezanih peptidnom vezom.

Sekundarna struktura je spirala, ili naborana struktura, koju zajedno drže vodikove veze između atoma kisika i vodika peptidnih skupina različitih zavoja spirale ili nabora.

Tercijarna struktura (globula) se drži na okupu hidrofobnim, vodikovim, disulfidnim i drugim vezama.

Tercijarna struktura proteina

Tercijarna struktura karakteristična je za većinu proteina u tijelu, na primjer, mišićni mioglobin.

Kvartarna struktura proteina.

Kvartarna struktura je najsloženija, sastoji se od nekoliko polipeptidnih lanaca povezanih uglavnom istim vezama kao u tercijarnoj.

Kvartarna struktura karakteristična je za hemoglobin, klorofil itd.

Proteini mogu biti jednostavni i složeni. Jednostavni proteini sastoje se samo od aminokiselina, dok složeni proteini (lipoproteini, kromoproteini, glikoproteini, nukleoproteini itd.) sadrže proteinske i neproteinske dijelove.

Na primjer, osim četiri polipeptidna lanca proteina globina, hemoglobin sadrži neproteinski dio - hem, u čijem središtu se nalazi ion željeza, koji hemoglobinu daje crvenu boju.

Funkcionalna aktivnost proteina ovisi o uvjetima okoliša.

Gubitak strukture proteinske molekule do njezine primarne strukture naziva se denaturacija. Obrnuti proces obnove sekundarnih i viših struktura je renaturacija. Potpuno uništenje proteinske molekule naziva se destrukcija.

Proteini u stanici obavljaju niz funkcija: plastičnu (građevnu), katalitičku (enzimsku), energetsku (energetska vrijednost razgradnje 1 g bjelančevine je 17,6 kJ), signalnu (receptornu), kontraktilnu (motornu), transportnu, zaštitni, regulatorni, skladišni.

Nukleinske kiseline su biopolimeri čiji su monomeri nukleotidi.

Nukleotid sadrži dušikovu bazu, pentozni šećerni ostatak i ortofosfornu kiselinu. Postoje dvije vrste nukleinskih kiselina: ribonukleinska kiselina (RNA) i deoksiribonukleinska kiselina (DNA).

DNK sadrži četiri vrste nukleotida: adenin (A), timin (T), gvanin (G) i citozin (C). Ovi nukleotidi sadrže šećer deoksiribozu. Chargaffova pravila za DNK su:

1) broj adenilnih nukleotida u DNA jednak je broju timidilnih nukleotida (A = T);

2) broj gvanilnih nukleotida u DNA jednak je broju citidilnih nukleotida (G = C);

3) zbroj adenilnih i gvanilnih nukleotida jednak je zbroju timidilnih i citidilnih nukleotida (A + G = T + C).

Strukturu DNK otkrio je F.

Crick i D. Watson ( Nobelova nagrada iz fiziologije i medicine 1962). Molekula DNK je dvolančana spirala.

Stanica i njezin kemijski sastav

Nukleotidi su međusobno povezani preko ostataka fosforne kiseline, tvoreći fosfodiestersku vezu, dok su dušične baze usmjerene prema unutra. Razmak između nukleotida u lancu je 0,34 nm.

Nukleotidi različitih lanaca međusobno su povezani vodikovim vezama po principu komplementarnosti: adenin je povezan s timinom s dvije vodikove veze (A = T), a gvanin s tri (G = C) s citozinom.

Struktura nukleotida

Najvažnije svojstvo DNK je sposobnost repliciranja (samodupliciranja).

Glavna funkcija DNK je pohranjivanje i prijenos nasljednih informacija.

Koncentriran je u jezgri, mitohondrijima i plastidima.

RNK također sadrži četiri nukleotida: adenin (A), uracil (U), gvanin (G) i citozin (C). Pentozni šećerni ostatak u njemu predstavljen je ribozom.

RNA je uglavnom jednolančana molekula. Postoje tri tipa RNA: glasnička RNA (i-RNA), prijenosna RNA (t-RNA) i ribosomska RNA (r-RNA).

Struktura tRNA

Svi oni aktivno sudjeluju u procesu implementacije nasljednih informacija, koje se prepisuju s DNA na i-RNA, a na potonjoj se već provodi sinteza proteina, t-RNA u procesu sinteze proteina dovodi aminokiseline u ribosoma, r-RNA je dio samih ribosoma.

Kemijski sastav žive stanice

Stanica sadrži različite kemijske spojeve. Neki od njih – anorganski – nalaze se i u neživoj prirodi. Međutim, stanice su najkarakterističnije po organskim spojevima, čije molekule imaju vrlo složenu strukturu.

Anorganski spojevi stanice. Voda i soli su anorganski spojevi. Većina stanica sadrži vodu. Neophodan je za sve životne procese.

Voda je dobro otapalo. U vodenoj otopini dolazi do kemijske interakcije različitih tvari. U otopljenom stanju hranjivim tvarima iz međustanične tvari prodiru u stanicu kroz membranu. Voda također pomaže u uklanjanju tvari iz stanice koje nastaju kao rezultat reakcija koje se u njoj odvijaju.

Najvažnije soli za životne procese stanica su K, Na, Ca, Mg itd.

Organski spojevi stanice. Glavnu ulogu u provedbi funkcije stanice imaju organski spojevi. Među njima su od najvećeg značaja proteini, masti, ugljikohidrati i nukleinske kiseline.

Proteini su osnovne i najsloženije tvari svake žive stanice.

Veličina molekule proteina je stotine i tisuće puta veća od molekula anorganskih spojeva. Bez proteina nema života. Neki proteini ubrzavaju kemijske reakcije djelujući kao katalizatori. Takvi proteini nazivaju se enzimi.

Masti i ugljikohidrati imaju manje složenu strukturu.

Oni su građevni materijal stanice i služe kao izvori energije za vitalne procese u tijelu.

Nukleinske kiseline nastaju u jezgri stanice. Odatle i dolazi njihov naziv (latinski Nucleus - jezgra). Kao dio kromosoma, nukleinske kiseline sudjeluju u pohrani i prijenosu nasljednih svojstava stanice. Nukleinske kiseline osiguravaju stvaranje proteina.

Vitalna svojstva stanice. Glavno vitalno svojstvo stanice je metabolizam.

Hranjive tvari i kisik stalno se opskrbljuju stanicama iz međustanične tvari i oslobađaju se produkti raspadanja. Tvari koje ulaze u stanicu sudjeluju u procesima biosinteze. Biosinteza je stvaranje proteina, masti, ugljikohidrata i njihovih spojeva iz više jednostavne tvari. Tijekom procesa biosinteze nastaju tvari svojstvene pojedinim stanicama organizma.

Na primjer, proteini se sintetiziraju u mišićnim stanicama koje osiguravaju kontrakciju mišića.

Istodobno s biosintezom dolazi do razgradnje organskih spojeva u stanicama. Kao rezultat razgradnje nastaje više tvari jednostavna struktura. Većina Reakcija razgradnje odvija se uz sudjelovanje kisika i oslobađanje energije.

Kemijska organizacija stanice

Ta se energija troši na životne procese koji se odvijaju u stanici. Procesi biosinteze i razgradnje čine metabolizam, koji je popraćen pretvorbom energije.

Stanice karakteriziraju rast i razmnožavanje. Stanice u ljudskom tijelu razmnožavaju se dijeljenjem na pola. Svaka od dobivenih stanica kćeri raste i doseže veličinu stanice majke. Nove stanice obavljaju funkciju matične stanice.

Životni vijek stanica je različit: od nekoliko sati do desetaka godina.

Žive stanice sposobne su odgovoriti na fizičke i kemijske promjene njihovu okolinu. Ovo svojstvo stanica naziva se ekscitabilnost. Pritom stanice prelaze iz stanja mirovanja u radno stanje – ekscitacija. Kada se pobuđuje u stanicama, mijenja se brzina biosinteze i razgradnje tvari, potrošnja kisika i temperatura. U pobuđenom stanju različite stanice obavljaju svoje karakteristične funkcije.

Žljezdane stanice stvaraju i luče tvari, mišićne stanice se kontrahiraju, nervne ćelije pojavljuje se slab električni signal - živčani impuls, koji se može širiti kroz stanične membrane.

Unutarnje okruženje tijela.

Većina stanica u tijelu nije povezana s vanjskim okolišem. Njihovu vitalnu aktivnost osigurava unutarnje okruženje koje se sastoji od 3 vrste tekućina: međustanične (tkivne) tekućine s kojom su stanice u izravnom kontaktu, krvi i limfe. Unutarnji okoliš opskrbljuje stanice tvarima potrebnima za njihov životni vijek, a kroz njega se uklanjaju produkti raspadanja.

Unutarnji okoliš tijela ima relativnu postojanost sastava i fizička i kemijska svojstva. Samo pod tim uvjetom stanice mogu normalno funkcionirati.

Metabolizam, biosinteza i razgradnja organskih spojeva, rast, razmnožavanje, ekscitabilnost osnovna su vitalna svojstva stanica.

Vitalna svojstva stanica osigurana su relativnom postojanošću sastava unutarnje okruženje tijelo.

Stanica je osnovna elementarna jedinica svih živih bića, stoga ima sva svojstva živih organizama: visoko uređenu strukturu, prima energiju izvana i koristi je za obavljanje poslova i održavanje reda, metabolizam, aktivan odgovor na podražaje, rast, razvoj, razmnožavanje, umnožavanje i prijenos bioloških informacija potomcima, regeneracija (obnova oštećenih struktura), prilagodba okolišu.

Njemački znanstvenik T. Schwann sredinom 19. stoljeća stvorio je staničnu teoriju, čije su glavne odredbe pokazale da se sva tkiva i organi sastoje od stanica; stanice biljaka i životinja u osnovi su slične jedna drugoj, sve nastaju na isti način; aktivnost organizama je zbroj životnih aktivnosti pojedinih stanica. Veliki utjecaj na daljnji razvoj stanična teorija i općenito veliki njemački znanstvenik R. Virchow utjecao je na teoriju stanice. Ne samo da je objedinio sve brojne različite činjenice, nego je i uvjerljivo pokazao da su stanice trajna struktura i da nastaju samo razmnožavanjem.

Stanična teorija u svojoj modernoj interpretaciji uključuje sljedeće glavne odredbe: stanica je univerzalna elementarna jedinica živih bića; stanice svih organizama temeljno su slične po svojoj građi, funkciji i kemijskom sastavu; stanice se razmnožavaju samo diobom izvorne stanice; višestanični organizmi su složeni stanični ansambli koji tvore integralne sustave.

Zahvaljujući modernim metodama utvrđene su studije dvije glavne vrste stanica: složenije organizirane, visokodiferencirane eukariotske stanice (biljke, životinje i neke protozoe, alge, gljive i lišajevi) i manje složeno organizirane prokariotske stanice (modrozelene alge, aktinomicete, bakterije, spirohete, mikoplazme, rikecije, klamidije).

Za razliku od prokariotske eukariotska stanica ima jezgru omeđenu dvostrukom nuklearnom membranom i velikim brojem membranskih organela.

PAŽNJA!

Stanica je osnovna strukturna i funkcionalna jedinica živih organizama, koja obavlja rast, razvoj, metabolizam i energiju, pohranjuje, obrađuje i implementira genetske informacije. S morfološkog gledišta stanica je složeni sustav biopolimeri odvojeni od vanjsko okruženje plazma membrana (plasmolemma) i sastoji se od jezgre i citoplazme u kojima se nalaze organele i uključci (granule).

Koje vrste stanica postoje?

Stanice su raznolike po obliku, strukturi, kemijskom sastavu i prirodi metabolizma.

Sve su stanice homologne, tj. imaju niz zajedničkih strukturnih značajki o kojima ovisi izvedba osnovnih funkcija. Stanice karakterizira jedinstvo strukture, metabolizma (metabolizma) i kemijskog sastava.

U isto vrijeme razne stanice Također imaju specifične strukture. To je zbog njihove izvedbe posebnih funkcija.

Građa stanice

Ultramikroskopska struktura stanice:

1 - citolema (plazma membrana); 2 - pinocitozne vezikule; 3 - centrosom, stanično središte (citocentar); 4 - hijaloplazma; 5 - endoplazmatski retikulum: a - membrana granularnog retikuluma; b - ribosomi; 6 - veza perinuklearnog prostora sa šupljinama endoplazmatskog retikuluma; 7 - jezgra; 8 - nuklearne pore; 9 - negranularni (glatki) endoplazmatski retikulum; 10 - jezgrica; 11 - unutarnji retikularni aparat (Golgijev kompleks); 12 - sekretorne vakuole; 13 - mitohondrije; 14 - liposomi; 15 - tri uzastopna stupnja fagocitoze; 16 - komunikacija stanična membrana(citoleme) s membranama endoplazmatskog retikuluma.

Kemijski sastav stanice

Stanica sadrži više od 100 kemijskih elemenata, od kojih četiri čine oko 98% mase, a to su organogeni: kisik (65-75%), ugljik (15-18%), vodik (8-10%) i dušik; (1 ,5–3,0%). Ostali elementi podijeljeni su u tri skupine: makroelementi - njihov sadržaj u tijelu prelazi 0,01%); mikroelemenata (0,00001–0,01%) i ultramikroelemenata (manje od 0,00001).

Makroelementi uključuju sumpor, fosfor, klor, kalij, natrij, magnezij, kalcij.

Mikroelementi su željezo, cink, bakar, jod, fluor, aluminij, bakar, mangan, kobalt itd.

Ultramikroelementi uključuju selen, vanadij, silicij, nikal, litij, srebro i druge. Unatoč vrlo niskom sadržaju, mikroelementi i ultramikroelementi imaju vrlo važnu ulogu važna uloga. Oni uglavnom utječu na metabolizam. Bez njih je nemoguće normalno funkcioniranje svake stanice i organizma u cjelini.

Stanica se sastoji od anorganskih i organskih tvari. Među anorganskim tvarima najveća je količina vode. Relativna količina vode u ćeliji je između 70 i 80%. Voda je univerzalno otapalo, u njoj se sve događa biokemijske reakcije u kavezu. Uz sudjelovanje vode provodi se termoregulacija. Tvari koje se otapaju u vodi (soli, baze, kiseline, bjelančevine, ugljikohidrati, alkoholi itd.) nazivamo hidrofilnim. Hidrofobne tvari (masti i tvari slične mastima) ne otapaju se u vodi. ostalo anorganske tvari(soli, kiseline, baze, pozitivne i negativni ioni) u rasponu od 1,0 do 1,5%.

Među organskim tvarima prevladavaju bjelančevine (10-20%), masti ili lipidi (1-5%), ugljikohidrati (0,2-2,0%) i nukleinske kiseline (1-2%). Sadržaj tvari niske molekularne težine ne prelazi 0,5%.

Molekula proteina je polimer koji se sastoji od velike količine ponavljajuće jedinice monomera. Proteinski monomeri aminokiselina (njih 20) međusobno su povezani peptidnim vezama tvoreći polipeptidni lanac (primarna struktura proteina). Uvija se u spiralu, tvoreći zauzvrat sekundarnu strukturu proteina. Zbog specifične prostorne orijentacije polipeptidnog lanca nastaje tercijarna struktura proteina, koja određuje specifičnost i biološku aktivnost proteinske molekule. Nekoliko tercijarnih struktura međusobno se spajaju u kvaternarnu strukturu.

Proteini izvode bitne funkcije. Enzimi - biološki katalizatori koji povećavaju brzinu kemijskih reakcija u stanici stotinama tisuća milijuna puta, su proteini. Proteini, kao dio svih staničnih struktura, obavljaju plastičnu (konstrukcijsku) funkciju. Kretanje stanica također vrše proteini. Oni osiguravaju transport tvari u stanicu, iz stanice i unutar stanice. Važno je zaštitnu funkciju proteini (antitijela). Proteini su jedan od izvora energije Ugljikohidrati se dijele na monosaharide i polisaharide. Potonji su građeni od monosaharida koji su, kao i aminokiseline, monomeri. Od monosaharida u stanici najvažniji su glukoza, fruktoza (sadrži šest ugljikovih atoma) i pentoza (pet ugljikovih atoma). Pentoze su dio nukleinskih kiselina. Monosaharidi su visoko topljivi u vodi. Polisaharidi su slabo topljivi u vodi (glikogen u životinjskim stanicama, škrob i celuloza u biljnim stanicama; složeni ugljikohidrati u kombinaciji s proteinima (glikoproteini), masti (glikolipidi) sudjeluju u formiranju stanične površine i stanice). interakcije.

Lipidi uključuju masti i tvari slične mastima. Molekule masti izgrađene su od glicerola i masnih kiselina. Tvari slične mastima uključuju kolesterol, neke hormone i lecitin. Lipidi, koji su glavni sastojci staničnih membrana, pritom obavljaju građevnu funkciju. Lipidi su najvažniji izvori energije. Dakle, ako se potpunom oksidacijom 1 g proteina ili ugljikohidrata oslobodi 17,6 kJ energije, tada potpunom oksidacijom 1 g masti - 38,9 kJ. Lipidi provode termoregulaciju i štite organe (masne kapsule).

DNK i RNK

Nukleinske kiseline su polimerne molekule sastavljene od nukleotidnih monomera. Nukleotid se sastoji od purinske ili pirimidinske baze, šećera (pentoze) i ostatka fosforne kiseline. U svim stanicama postoje dvije vrste nukleinskih kiselina: dezoksiribonukleinska kiselina (DNA) i ribonukleinska kiselina (RNA), koje se razlikuju po sastavu baza i šećera.

Prostorna struktura nukleinskih kiselina:

(prema B. Alberts i sur., s modifikacijom I - RNA); II - DNK; vrpce - okosnice šećernog fosfata; A, C, G, T, U su dušikove baze, rešetke između njih su vodikove veze.

DNA molekula

Molekula DNA sastoji se od dva polinukleotidna lanca uvijena jedan oko drugoga u obliku dvostruke spirale. Dušikove baze obaju lanaca međusobno su povezane komplementarnim vodikovim vezama. Adenin se spaja samo s timinom, a citozin - s gvaninom (A - T, G - C). DNA sadrži genetsku informaciju koja određuje specifičnost proteina koje stanica sintetizira, odnosno redoslijed aminokiselina u polipeptidnom lancu. DNA prenosi nasljeđem sva svojstva stanice. DNK se nalazi u jezgri i mitohondrijima.

molekula RNA

Molekulu RNK čini jedan polinukleotidni lanac. Postoje tri vrste RNA u stanicama. Informacijska, ili glasnička RNA tRNA (od engleskog glasnika - "posrednik"), koja prenosi informacije o nukleotidnom slijedu DNA u ribosome (vidi dolje). Prijenosna RNA (tRNA), koja prenosi aminokiseline do ribosoma. Ribosomska RNA (rRNA), koja je uključena u stvaranje ribosoma. RNK se nalazi u jezgri, ribosomima, citoplazmi, mitohondrijima i kloroplastima.

Sastav nukleinskih kiselina.