Какой из химический элементов содержится в клетках в меньшем количестве
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 18 января 2020;
проверки требуют 8 правок.
Химическая организация клетки — совокупность всех веществ, входящих в состав клетки. В состав клетки входит большое количество химических элементов Периодической системы, из которых 86 постоянно присутствуют, 25 необходимы для нормальной жизнедеятельности организма, а 16—18 из них абсолютно необходимы[1][2].
Химические элементы[править | править код]
Органогены (биоэлементы)[править | править код]
Органогены — химические элементы, входящие в состав всех органических соединений и составляющие около 98% массы клетки[1].
| Элемент | % содержание | Функция |
|---|---|---|
| Кислород | 65—75 | Входит в состав большинства органических веществ клетки. Образуется в ходе фотосинтеза при фотолизе воды. Для аэробных организмов служит окислителем в ходе клеточного дыхания, обеспечивая клетки энергией. В наибольших количествах в живых клетках содержится в составе воды. |
| Углерод | 15—18 | Входит в состав всех органических веществ; скелет из атомов углерода составляет их основу. Кроме того, в виде CO2 фиксируется в процессе фотосинтеза и выделяется в ходе дыхания, в виде CO (в низких концентрациях) участвует в регуляции клеточных функций, в виде CaCO3 входит в состав минеральных скелетов. |
| Водород | 8—10 | Входит в состав всех органических веществ клетки. В наибольших количествах содержится в составе воды. Некоторые бактерии окисляют молекулярный водород для получения энергии. |
| Азот | 2—3 | Входит в состав аминокислот, белков (в том числе ферментов и гемоглобина), нуклеиновых кислот, хлорофилла, некоторых витаминов. |
Макроэлементы[править | править код]
Элементы, представленные в клетке в меньшем количестве — десятые и сотые доли процента[1].
| Элемент | % содержание | Функция |
|---|---|---|
| Кальций | 0,04—2,00 | Содержится в мембране клетки, межклеточном веществе и костях. Участвует в регуляции внутриклеточных процессов, поддержания мембранного потенциала, передаче нервных импульсов, необходим для мышечного сокращения и экзоцитоза, участвует в свертывании крови. Нерастворимые соли кальция участвуют в формировании костей и зубов позвоночных и минеральных скелетов беспозвоночных. |
| Фосфор | 0,2—1,0 | Входит в состав АТФ в виде остатка фосфорной кислоты (PO43-). Содержится в костной ткани и зубной эмали (в виде минеральных солей), а также присутствует в цитоплазме и межклеточных жидкостях (в виде фосфат-ионов). |
| Алюминий | 0,01-0,02% | Снижает активность ряда ферментов (щелочной фосфатазы, лактатдегидрогеназы, каталазы и др.); также участвует в регуляции функций нервной системы |
| Железо | 0,15-0,2% | Входит в состав гемоглобина крови, повышает тонус организма и потенцию. Необходимо для нормального функционирования иммунной системы |
| Йод | 0,01% | Входит в состав гормонов щитовидной железы (тироксина, трийодтиронина). |
| Калий | 0,15—0,4 | Участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, регуляции сокращения сердечной мышцы. Содержится в межклеточных веществах. Участвует в фотосинтезе. |
| Сера | 0,15—0,2 | Содержится в некоторых аминокислотах, ферментах, тиамине. В небольших количествах присутствует в виде сульфат-иона в цитоплазме клеток и межклеточных жидкостях. |
| Хлор | 0,05—0,1 | Участвует в формировании осмотического потенциала плазмы крови и других жидкостей в виде аниона. Содержится в желудочном соке. |
| Натрий | 0,02—0,03 | Участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, процессах осморегуляции(в том числе в работе почек у человека) и создании буферной системы крови. |
| Магний | 0,02—0,03 | Кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК; поддерживает целостность рибосом и митохондрий, входит в состав хлорофилла. В животных клетках необходим для функционирования мышечных и костных систем. |
Микроэлементы[править | править код]
К микроэлементам, составляющим от 0,001 % до 0,000001 % массы тела живых существ, относят рубидий, кадмий, барий, олово, свинец (необходим для усваивания железа), ванадий, германий, кобальт (витамин В12), марганец, никель, рутений, селен, фтор (зубная эмаль), медь, хром, галлий, цинк, молибден (участвует в связывании атмосферного азота), бор (влияет на ростковые процессы у растений), а также — кремний и стронций.
Ультрамикроэлементы[править | править код]
Ультрамикроэлементы составляют менее 0,000001 % в организмах живых существ, к ним относят золото, серебро, которые оказывают бактерицидное воздействие, ртуть, подавляющую обратное всасывание воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты. Также к ультрамикроэлементам относят селен, мышьяк, платину и цезий, бериллий, радий, уран, палладий, ниобий, ксенон, аргон, криптон, гелий, неон, полоний, радон, актиний, таллий, торий, иридий, и некоторые другие. Функции ультрамикроэлементов ещё малопонятны.
Вода[править | править код]
Вода является универсальным растворителем органических и неорганических веществ; она служит резервуаром для всех биохимических реакций клетки. При участии воды происходит теплорегуляция[3][4].
См. также[править | править код]
- Биологически значимые элементы
- Клетка
- Сравнение строения клеток бактерий, растений, животных и грибов
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
- Билич Г. Л., Крыжановский В. А. Биология. Полный курс: В 4 т. — издание 5-е, дополненное и переработанное. — Оникс, 2009. — С. 20. — 864 с. — ISBN 978-5-488-02311-6.
- Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: в 3т. — Мир, 1993. — Т. 1. — С. 105—112. — 456 с. — ISBN 5-03-003685-7.
Молекулярный уровень. (10-11 класс)
Вариант 1
1.Какой из химических элементов содержится в клетках внаименьшем количестве?
а) азот. б) кислород
в) углерод. г) водород.
2.Какой из химических элементов одновременно входит в состав костной ткани и нуклеиновых кислот?
а) калий. б) фосфор.
в) кальций. г) цинк.
3. Заполните пропуски в тексте:
В молекуле воды ______ атом кислорода _______ связан с _______ атомами водорода. Молекула воды _______, т. к. кислород электроотрицательнее водорода. Между атомом кислорода одной молекулы и атомом _______ другой молекулы воды образуется ________ _________. Полярностью молекул воды обеспечивается ее способность _________ другие полярные соединения. А наличием множества слабых водородных связей обеспечиваются такие ее свойства, как ______________ и ____________. Максимальную плотность вода имеет при ____. Поэтому лед ________воды и плавает на ее поверхности. По отношению к воде все вещества клетки делятся на ___________и ______________. К гидрофильным веществам относятся _______________, а к гидрофобным ____________.
4.Примером активного ионного транспорта является:
а) работа калий-натриевого насоса.
б) диффузия воды через поры клеточной стенки.
в) диффузия кислорода при дыхании.
5. В каком случав правильно написана формула молекулы глюкозы?
а) С5Н12О5
б) С6Н10О6
в) С6Н12О6
г) С6Н12О5
6. Клетки какого из названных организмов наиболее богаты углеводами?
а) клетки мышц человека.
б) клетки клубня картофеля.
в) клетки кожицы лука.
г) подкожная клетчатка медведя.
7. Основным источником энергии для новорожденных млекопитающих является:
а) глюкоза.
б) крахмал.
в) гликоген.
г) лактоза.
8. В каком отделе пищеварительной системы начинается расщепление углеводов?
а) в желудке.
6} в тонком кишечнике.
в) в ротовой полости.
г) в двенадцатиперстной кишке.
9.Изменяемыми частями аминокислоты являются:
а) аминогруппа и карбоксильная группа.
б) радикал.
в) карбоксильная группа.
г) радикал и карбоксильная группа.
10.Первичная структура белка удерживается:
а) водородными связями.
б) пептидными связями.
в) гидрофобными связями.
г) дисульфидными связями.
11.Молекулы белков отличаются друг от друга:
а) последовательностью чередования аминокислот.
б) количеством аминокислот в молекуле.
в) формой третичной структуры.
г) всеми указанными особенностями.
12.Какое из соединений не построено из аминокислот?
а) гемоглобин б) инсулин
в) гликоген г) альбумин
13. Какие белки способствуют отторжению органов и тканей при их пересадке от одного организма другому?
а) транспортные белки.
б) ферменты.
в) иммуноглобулины.
г) строительные белки.
14.В процессе биохимических реакций ферменты:
а) ускоряют реакции и сами при этом не изменяются.
б) ускоряют реакции и изменяются в результате реакции.
в) замедляют химические реакции, не изменяясь.
г) замедляют химические реакции, изменяясь.
В1. Какие особенности строения и свойств молекул воды определяют ее функции в клетке?
А) способность образовывать водородные связи
Б) наличие в молекулах богатых энергией связей
В) полярность молекулы
Г) способность к образованию ионных связей
Д) способность образовывать пептидные связи
Е) способность взаимодействовать с положительно и
отрицательно заряженными ионами.
В2. Выберите функции нуклеиновых кислот в клетке.
А) транспорт кислорода и углекислого газа
Б) хранение и передача наследственной информации
В) кодирование последовательности аминокислот в молекуле
белка
Г) сокращение мышечного волокна
Д) передача нервного импульса
Е) транспорт аминокислот к месту синтеза белка.
С1. Укажите номера предложений, в которых допущены ошибки. Объясните их.
Углеводы представляют собой соединения углерода и водорода.
Различают три основных класса углеводов – моносахариды, дисахариды, и полисахариды.
Наиболее распространенные моносахариды – сахароза и лактоза.
Они растворимы в воде и обладают сладким вкусом.
При расщеплении 1 г глюкозы выделяется 35,2 кДж энергии.
С2. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены, объясните их.
Информационная РНК синтезируется на молекуле ДНК.
Ее длина не зависит от объема копируемой информации.
Количество иРНК в клетке составляет 85% от всего количества РНК в клетке.
В клетке существует три вида тРНК.
Каждая тРНК присоединяет определенную аминокислоту и транспортируете к рибосомам.
У эукариот тРНК намного длиннее, чем иРНК.
С3. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны. Объясните их.
Все присутствующие в организме белки – ферменты.
Каждый фермент ускоряет течение нескольких химических реакций.
Активный центр фермента строго соответствует конфигурации субстрата, с которым он взаимодействует.
Активность ферментов не зависит от таких факторов, как температура, рН среды и других факторов.
Молекулярный уровень (10-11класс)
Вариант 2
1. Если цепь ДНК содержит 28% нуклеотида А, то чему, примерно должно равняться количество нуклеотида Г?
а) 28% б) 14% в) 22% г) 44%
2. Какая из гипотез в большей степени подтверждает, что ДНК является генетическим материалом клетки?
а) ДНК состоит из четырех видов нуклеотидов, поэтому способна хранить информацию.
б) в соматических клетках количество ДНК вдвое больше, чем в гаметах.
в) у каждой особи ДНК индивидуальна по своей нуклеотидной последовательности.
г) азотистых оснований Т примерно столько же, сколько оснований А
3. Какая из молекул РНК самая длинная?
а) т-РНК. б) р-РНК. в) и-РНК.
4. В каком случае правильно названы все отличия и-РНК от ДНК?
а) одноцепочечная содержит дезоксирибозу, хранит информацию.
б) двуцепочная, содержит рибозу, предает информацию.
в) одноцепочная, содержит рибозу, передает информацию.
г) двуцепочная, содержит дезоксирибозу, хранит информацию.
5. В реакцию с аминокислотами вступает:
а) т-РНК
б) и-РНК
в) р-РНК
г) ДНК
6.Выберите правильные утверждения.
а) мономеры белков играют самостоятельную роль в организме. б) большинство химических реакций в организме идет при участии ферментов.
в) АТФ — производное тиминового нуклеотида и фосфорной кислоты.
г) в молекуле АТФ — два остатка фосфорной кислоты.
д) энергия солнца превращается в химическую энергию молекулы АТФ.
е) АТФ в больших количествах содержится в мышечных и нервных клетках.
7.Закончите фразы.
а) К продуктам биосинтеза относятся __________, из которых синтезируются собственные белки.
б) Большинство веществ клетки подвергаются ___________ расщеплению.
в) К адениловому нуклеотиду присоединяются ______ остатка _____________ кислоты, при этом образуется
г) АТФ — это
д) Ионный баланс, половое созревание, различные физиологические состояния регулируются _________.
е) Вещества, которые организм не синтезирует сам, но необходимые для нормальной жизнедеятельности называются
ж) Недостаток витаминов является причиной
8.Каков из приведенных фактов согласуется со свойствамиДНК, как носительницей наследственной информации?
а) ДНК построена из двух нуклеотидных цепей.
б) количество адениловых нуклеотидов равно количеству тиминовых нуклеотидов, а количество цитозиновых нуклеотидов равно количеству гуаниновых нуклеотидов.
в) у всех представителей данного биологического вида химический состав ДНК почти идентичен.
г) все факты подтверждают названное свойство ДНК.
9. Из перечисленных ниже углеводов в состав растительных клеток входят:
а) хитин
б) крахмал
в) молочный сахар
г) гликоген.
10. От последовательности аминокислот в молекуле белка зависит:
а) сложность белковой молекулы.
б) количественный аминокислотный состав молекулы белка.
в) индивидуальность белков организма.
г) размеры молекул.
11. Информация о последовательности аминокислот в молекуле белка переносится к месту синтеза:
а) молекулой ДНК.
б) молекулой т-РНК.
в) молекулой р-РНК.
г) молекулой и-РНК.
12.Какие из перечисленных соединений являются азотсодержащими (выпишите)
Белки, АТФ, крахмал, глюкоза, ДНК, РНК.
13. Если цепь ДНК представляет собой последовательность нуклеотидов, показанную ниже, то как будет выглядеть комплементарная ей цепь?
ААТ — ГЦГ — ТГГ — ЦТА — ЦЦЦ.
…. — … — … — … — …
14.Мономерами ДНК и РНК являются:
а) азотистые основания.
б) дезоксирибоза и рибоза.
в) азотистые основания и фосфатные группы.
г) нуклеотиды.
В1. Вода как среда жизни обладает следующими свойствами:
А) высокой плотностью
Б) низкой плотностью
В) высокой освещенностью
Г) уменьшением количества света с глубиной
Д) высоким содержанием кислорода
Е) обилием воздуха
В2. По каким признакам можно узнать молекулу ДНК?
А) состоит из одной полинуклеотидной нити
Б) состоит из двух полинуклеотидных нитей, закрученных в
спираль
В) имеет нуклеотиды А, У, Ц, Г
Г) является хранителем наследственной информации
Д) имеет нуклеотиды А, Т, Ц, Г
Е) передает наследственную информацию из ядра к рибосоме
С1. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны. Объясните их.
Все присутствующие в организме белки – ферменты.
Каждый фермент ускоряет течение нескольких химических реакций.
Активный центр фермента строго соответствует конфигурации субстрата, с которым он взаимодействует.
Активность ферментов не зависит от таких факторов, как температура, рН среды и других факторов.
С2. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, и объясните их.
Вода – одно из самых распространенных органических веществ на Земле.
В клетках костной ткани около 20% воды, а в клетках мозга 85%.
Свойства воды определяются структурой ее молекул.
Ионные связи между атомами водорода и кислорода обеспечивают полярность воды и ее способность растворять неполярные соединения.
Между атомами кислорода одной молекулы воды и атомом водорода другой молекулы образуется сильная водородная связь, чем объясняется высокая температура кипения воды.
С3. Укажите номера предложений, в которых допущены ошибки. Объясните их.
Углеводы представляют собой соединения углерода и водорода.
Различают три основных класса углеводов – моносахариды, дисахариды, и полисахариды.
Наиболее распространенные моносахариды – сахароза и лактоза.
Они растворимы в воде и обладают сладким вкусом.
При расщеплении 1 г глюкозы выделяется 35,2 кДж энергии.