Kjemiske elementer i cellen.
- Forebygging
Celler av levende organismer i deres kjemiske sammensetning er signifikant forskjellig fra det omgivende livløse miljøet og strukturen av kjemiske forbindelser, og settet og innholdet av kjemiske elementer. Totalt er ca 90 kjemiske elementer tilstede (funnet i dag) i levende organismer, som, avhengig av innholdet, er delt inn i tre hovedgrupper: makronæringsstoffer, mikroelementer og ultramikroder.
Makronæringsstoffer.
Makroelementer i betydelige mengder er representert i levende organismer, som strekker seg fra hundre prosent av prosent til ti prosent. Hvis innholdet av kjemikalier i kroppen overskrider 0,005% kroppsvekt, refereres dette stoffet til makroelementer. De er en del av de viktigste vevene: blod, bein og muskler. Disse inkluderer for eksempel følgende kjemiske elementer: hydrogen, oksygen, karbon, nitrogen, fosfor, svovel, natrium, kalsium, kalium, klor. Makroelementer utgjør om lag 99% av levende celler, med flertallet (98%) av hydrogen, oksygen, karbon og nitrogen.
Tabellen nedenfor viser de viktigste makronæringsstoffene i kroppen:
For alle fire av de vanligste elementene i levende organismer (hydrogen, oksygen, karbon, nitrogen, som det ble sagt tidligere), er en felles egenskap karakteristisk. Disse elementene mangler en eller flere elektroner i den ytre bane for å danne stabile elektroniske bindinger. Således mangler hydrogenatomet for dannelsen av en stabil elektronbinding en elektron i henholdsvis den ytre bane, oksygenatomer, nitrogen og karbon - to, tre og fire elektroner. I denne forbindelse danner disse kjemiske elementene enkelt kovalente bindinger på grunn av sammenkobling av elektroner, og kan lett samhandle med hverandre og fylle deres ytre elektronskjell. I tillegg kan oksygen, karbon og nitrogen dannes ikke bare enkeltbindinger, men også dobbeltbindinger. Som et resultat øker antallet kjemiske forbindelser som kan dannes fra disse elementene betydelig.
I tillegg er karbon, hydrogen og oksygen - den letteste blant elementene som er i stand til å danne kovalente bindinger. Derfor viste de seg å være den mest egnede for dannelsen av forbindelser som utgjør levende materie. Det bør noteres separat en annen viktig egenskap av karbonatomer - evnen til å danne kovalente bindinger med fire andre karbonatomer samtidig. Takket være denne egenskapen er skjelettene skapt fra et stort utvalg av organiske molekyler.
Sporelementer
Selv om innholdet av sporstoffer ikke overstiger 0,005% for hvert enkelt element, og totalt sett utgjør de kun ca 1% av cellens masse, er sporelementer nødvendige for livets livsviktige aktivitet. I fravær eller mangel på innhold kan ulike sykdommer forekomme. Mange sporstoffer er en del av ikke-protein-enzymgrupper og er nødvendige for gjennomføring av deres katalytiske funksjon.
For eksempel er jern en integrert del av heme, som er en del av cytokromer, som er komponenter i elektronoverføringskjeden, og hemoglobin, et protein som transporterer oksygen fra lungene til vevet. Jernmangel i menneskekroppen forårsaker utvikling av anemi. Mangel på jod, som er en del av skjoldbruskhormonet thyroksin, fører til forekomsten av sykdommer forbundet med mangel på dette hormonet, som endemisk goiter eller kretinisme.
Eksempler på sporelementer er presentert i tabellen nedenfor:
2.3 Cell kjemisk sammensetning. Makro og sporstoffer
Videooppgave 2: Struktur, egenskaper og funksjoner av organiske forbindelser. Begrepet biopolymerer
Forelesning: Cellekjemisk sammensetning. Makro og sporstoffer. Forholdet mellom strukturen og funksjonene til uorganiske og organiske stoffer
makronæringsstoffer hvis innhold ikke er lavere enn 0,01%;
sporstoffer - konsentrasjonen er mindre enn 0,01%.
I en celle er innholdet av sporstoffer mindre enn 1%, makroelementer, henholdsvis - mer enn 99%.
Natrium, kalium og klor gir mange biologiske prosesser - turgor (intern celletrykk), utseendet av nerveimpulser.
Nitrogen, oksygen, hydrogen, karbon. Dette er hovedkomponentene til cellen.
Fosfor og svovel er viktige komponenter av peptider (proteiner) og nukleinsyrer.
Kalsium er grunnlaget for eventuelle skjelettformasjoner - tenner, bein, skall, cellevegger. Det deltar også i muskelkontraksjon og blodkoagulasjon.
Magnesium er en komponent av klorofyll. Deltar i syntese av proteiner.
Jern er en komponent av hemoglobin, er involvert i fotosyntese, bestemmer effektiviteten av enzymer.
Sporelementer inneholdt i svært lave konsentrasjoner, viktig for fysiologiske prosesser:
Sink er en bestanddel av insulin;
Kobber - deltar i fotosyntese og respirasjon;
Kobolt - en komponent av vitamin B12;
Jod - er involvert i regulering av metabolisme. Det er en viktig komponent i skjoldbruskhormoner;
Fluor er en komponent av tannemalje.
Ubalanse i konsentrasjonen av mikro- og makronæringsstoffer fører til metabolske sykdommer, utviklingen av kroniske sykdommer. Kalsiummangel - årsaken til rickets, jern-anemi, nitrogen - mangel på proteiner, jod - en reduksjon i intensiteten av metabolske prosesser.
Vurder forholdet mellom organiske og uorganiske stoffer i cellen, deres struktur og funksjon.
Cellene inneholder en stor mengde mikro- og makromolekyler som tilhører ulike kjemiske klasser.
Uorganisk cellemasse
Vann. Av den totale massen av en levende organisme, utgjør den den største prosentandelen - 50-90% og deltar i nesten alle livsprosesser:
kapillære prosesser, da det er et universelt polært løsningsmiddel, påvirker egenskapene til interstitialvæske, metabolisk hastighet. I forhold til vann er alle kjemiske forbindelser delt inn i hydrofil (løselig) og lipofil (løselig i fett).
Intensiteten av metabolisme avhenger av konsentrasjonen i cellen - jo mer vann, jo raskere går prosessene. Tapet på 12% av vann i menneskekroppen - krever restaurering under oppsyn av en lege, med et tap på 20% - døden oppstår.
Mineralsalter. Inneholdt i levende systemer i oppløst form (dissocierende i ioner) og uoppløst. Oppløste salter er involvert i:
stoffoverføring gjennom membranen. Metalkatjoner gir en "kaliumnatriumpumpe", som endrer cellens osmotiske trykk. På grunn av dette renner vann med stoffer oppløst i det i cellen eller forlater det, unngår unødvendig;
dannelsen av nerveimpulser av en elektrokjemisk natur;
er en del av proteiner;
fosfat ion - en komponent av nukleinsyrer og ATP;
karbonat ion - støtter Ph i cytoplasma.
Uoppløselige salter i form av hele molekyler danner strukturer av skall, skall, bein, tenner.
Cell organisk materiale
Et vanlig trekk ved organisk materiale er nærværet av karbonskjelettkjeden. Disse er biopolymerer og små molekyler med enkel struktur.
Hovedklassene som er tilgjengelige i levende organismer:
Karbohydrater. Cellene inneholder forskjellige typer - enkle sukker og uoppløselige polymerer (cellulose). I prosent av andelene i anleggets tørrstoff er opptil 80%, dyr - 20%. De spiller en viktig rolle i cellens livsstøtte:
Fruktose og glukose (monosakkarider) absorberes raskt av kroppen, er inkludert i stoffskiftet, er en kilde til energi.
Ribose og deoksyribose (monosakkarider) er en av de tre hovedkomponentene i DNA og RNA.
Laktose (refererer til disaharam) - syntetisert av dyrets kropp, er en del av melken av pattedyr.
Sukrose (disakkarid) - en energikilde, dannes i planter.
Maltose (disakkarid) - gir frøspiring.
Enkelte sukkerarter utfører også andre funksjoner: signal, beskyttende, transport.
Polymerkarbohydrater er vannløselig glykogen, så vel som uoppløselig cellulose, kitin, stivelse. De spiller en viktig rolle i stoffskiftet, utfører strukturelle, lagring, beskyttende funksjoner.
Lipider eller fettstoffer. De er uoppløselige i vann, men blander seg godt med hverandre og oppløses i ikke-polare væsker (som ikke inneholder oksygen, for eksempel petroleum eller cykliske hydrokarboner er ikke-polare løsningsmidler). Lipider er nødvendige i kroppen for å gi det energi - under oksidasjon blir energi og vann dannet. Fettene er svært energieffektive - ved hjelp av 39 kJ per gram frigjort under oksidasjon, kan du løfte en last som veier 4 tonn til en høyde på 1 m. Fett gir også en beskyttende og isolerende funksjon. I dyr bidrar det tykke laget til å bevare varmen i koldsesongen. Fettlignende stoffer beskytter fjærene av vannfugler fra å bli våte, gi et sunt skinnende utseende og elastisitet av dyrehår, utfør en dekkfunksjon på plantens blad. Noen hormoner har en lipidstruktur. Fett danner grunnlaget for membranstrukturen.
Proteiner eller proteiner er heteropolymerer av en biogen struktur. De består av aminosyrer, hvis strukturelle enheter er: aminogruppe, radikal og karboksylgruppe. Egenskapene til aminosyrer og deres forskjeller fra hverandre bestemmer radikaler. På grunn av amfotere egenskaper kan de danne bindinger mellom seg selv. Protein kan bestå av flere eller hundrevis av aminosyrer. Samlet inneholder proteinkonstruksjonen 20 aminosyrer, deres kombinasjoner bestemmer forskjellige former og egenskaper av proteiner. Omtrent et dusin aminosyrer er uunnværlige - de syntetiseres ikke i dyrkroppen, og deres inntak blir levert av plantefôr. I fordøyelseskanalen er proteinene delt inn i individuelle monomerer som brukes til å syntetisere sine egne proteiner.
Strukturelle egenskaper av proteiner:
primær struktur - aminosyre kjede;
sekundær - en kjede vridd i en spiral der hydrogenbindinger dannes mellom spiraler;
tertiær - en spiral eller flere av dem, rullet inn i en kule og forbundet med svake bindinger;
Kvartær eksisterer ikke i alle proteiner. Disse er flere globuler forbundet med ikke-kovalente bindinger.
Styrken på strukturer kan brytes, og deretter gjenopprettes, mens proteinet midlertidig mister sine karakteristiske egenskaper og biologisk aktivitet. Bare ødeleggelsen av den primære strukturen er irreversibel.
Proteiner utfører mange funksjoner i en celle:
akselerasjon av kjemiske reaksjoner (enzymatisk eller katalytisk funksjon, som hver er ansvarlig for en bestemt enkeltreaksjon);
transport - overføring av ioner, oksygen, fettsyrer gjennom cellemembraner;
beskyttende blodproteiner som fibrin og fibrinogen, er tilstede i blodplasmaet i en inaktiv form, danner blodpropper på stedet for skade på grunn av oksygen. Antistoffer - gi immunitet.
strukturelle peptider er delvis eller er grunnlaget for cellemembraner, sener og annet bindevev, hår, ull, hover og negler, vinger og ytre integrasjoner. Actin og myosin gir kontraktil muskelaktivitet;
regulatoriske hormonproteiner gir humoral regulering;
energi - under mangel på næringsstoffer begynner kroppen å bryte ned sine egne proteiner, forstyrre prosessen med sin egen livsviktige aktivitet. Det er derfor, etter en lang hungersnød, kan kroppen ikke alltid gjenopprette uten medisinsk hjelp.
Nukleinsyrer. De eksisterer 2 - DNA og RNA. RNA er av flere typer - informasjons-, transport- og ribosomal. Oppdaget av den sveitsiske sveitsiske F. Fisher i slutten av 1800-tallet.
DNA er deoksyribonukleinsyre. Inneholdt i kjernen, plastider og mitokondrier. Strukturelt er det en lineær polymer som danner en dobbelt helix av komplementære nukleotidkjeder. Konseptet med sin romlige struktur ble opprettet i 1953 av amerikanerne D. Watson og F. Crick.
Dens monomere enheter er nukleotider som har en fundamentalt felles struktur fra:
nitrogenholdig base (tilhørende purin-gruppen - adenin, guanin, pyrimidin-tymin og cytosin.)
I strukturen av et polymermolekyl kombineres nukleotider i par og komplementært, hvilket skyldes forskjellig antall hydrogenbindinger: adenin + tymin - to, guanin + cytosin - tre hydrogenbindinger.
Nukleotidens rekkefølge koder for strukturelle aminosyresekvenser av proteinmolekyler. En mutasjon er en endring i rekkefølgen av nukleotider, siden proteinmolekyler av en annen struktur vil bli kodet.
RNA-ribonukleinsyre. Strukturelle egenskaper av forskjellen fra DNA er:
i stedet for tyminukleotid - uracil;
ribose i stedet for deoksyribose.
Transport RNA er en polymerkjede som er foldet i form av et kløverblad i flyet. Hovedfunksjonen er levering av en aminosyre til ribosomer.
Matrix (messenger) RNA blir konstant dannet i kjernen, komplementær til hvilken som helst del av DNA'et. Dette er en strukturell matrise, på grunnlag av dens struktur vil et proteinmolekyl samles på ribosomet. Av det totale innholdet av RNA-molekyler er denne typen 5%.
Ribosomal - er ansvarlig for prosessen med å lage proteinmolekyl. Det er syntetisert på nukleolus. Dens i et bur er 85%.
ATP-adenosintrifosfatsyre. Dette er et nukleotid som inneholder:
Å spore elementer inkluderer
Spar tid og ikke se annonser med Knowledge Plus
Spar tid og ikke se annonser med Knowledge Plus
Svaret
Svaret er gitt
nikitasapper
Koble Knowledge Plus for å få tilgang til alle svarene. Raskt uten reklame og pauser!
Ikke gå glipp av det viktige - koble Knowledge Plus til å se svaret akkurat nå.
Se videoen for å få tilgang til svaret
Å nei!
Response Views er over
Koble Knowledge Plus for å få tilgang til alle svarene. Raskt uten reklame og pauser!
Ikke gå glipp av det viktige - koble Knowledge Plus til å se svaret akkurat nå.
Cell kjemisk sammensetning
Grupper av elementer av den kjemiske sammensetningen av cellen
Vitenskapen som studerer de bestanddelene og strukturen til en levende celle kalles cytologi.
Alle elementer som inngår i kroppens kjemiske struktur, kan deles inn i tre grupper:
- makronæringsstoffer;
- sporstoffer;
- ultramicro-elementer.
Makroelementer inkluderer hydrogen, karbon, oksygen og nitrogen. Nesten 98% av alle bestanddelene faller på sin andel.
Sporelementer er i antall tiendedeler og hundre prosent av prosent. Og et svært lavt innhold av ultramikroelementer - hundre og tusendelen prosent.
Oversatt fra gresk, "makro" er stor, og "mikro" er liten.
Fig. 1 Innhold av kjemiske elementer i cellen
Forskere har funnet ut at det ikke er noen spesielle elementer som er unike for levende organismer. Derfor, den levende, består den livløse naturen av de samme elementene. Dette viser deres forhold.
Til tross for det kjemiske elementets kvantitative innhold, fører fraværet eller reduksjonen av minst en av dem til hele organismenes død. Tross alt har hver av dem sin egen betydning.
Rollen av den kjemiske sammensetningen av cellen
Macroelements er grunnlaget for biopolymerer, nemlig proteiner, karbohydrater, nukleinsyrer og lipider.
Sporelementer er en del av viktige organiske stoffer involvert i metabolske prosesser. De er bestanddeler av mineralsalter, som er i form av kationer og anioner, deres forhold bestemmer det alkaliske miljøet. Oftest er det litt alkalisk, fordi forholdet mellom mineralsalter ikke endres.
Hemoglobin inneholder jern, klorofyll - magnesium, proteiner - svovel, nukleinsyrer - fosfor, metabolisme oppstår med tilstrekkelig mengde kalsium.
Fig. 2. Cellesammensetning
Noen kjemiske elementer er komponenter av uorganiske stoffer, for eksempel vann. Det spiller en viktig rolle i den livlige aktiviteten til både plante- og dyreceller. Vann er et godt løsemiddel, på grunn av dette er alle stoffer inne i kroppen delt inn i:
- Hydrofiloppløselig i vann;
- Hydrofobe - oppløses ikke i vann.
På grunn av forekomsten av vann blir cellen elastisk, den fremmer bevegelsen av organiske stoffer i cytoplasma.
Fig. 3. Cellstoffer.
Tabell "Egenskaper av den kjemiske sammensetningen av cellen"
For å tydelig forstå hvilke kjemiske elementer som er en del av cellen, har vi listet dem i følgende tabell:
Hvilke kjemiske elementer er relatert til makro og mikronæringsstoffer i cellen?
Hvilke kjemiske elementer er relatert til makro og mikronæringsstoffer i cellen?
Macroelements (en stor prosentandel av kroppen i henhold til innholdet) inneholder følgende kjemiske elementer:
- oksygen (0,2%), svovel (0,2%), fosfor (1%), klor (0, 2%), 1%), resten - magnesium, kalsium, natrium.
Å spore elementer (en liten prosentandel av kroppsinnholdet) inkluderer slike kjemiske elementer:
- kobolt, sink, vanadium, fluor, selen, kobber, krom, nikkel, germanium, jod, ruthenium.
Cell kjemisk sammensetning
En celle er en elementær enhet av livet på jorden. Den har alle egenskapene til en levende organisme: den vokser, multipliserer, utveksler stoffer og energi med miljøet, reagerer på ytre stimuli. Begynnelsen av den biologiske utviklingen er forbundet med utseendet av cellulære livsformer på jorden. Unicellular organismer er celler som eksisterer separat fra hverandre. Kroppen til alle multisellene - dyr og planter - er bygget av et større eller mindre antall celler, som er en slags blokker som utgjør en kompleks organisme. Uansett om en celle er et komplett levende system - en egen organisme eller bare en del av den, er den utstyrt med et sett av funksjoner og egenskaper som er felles for alle celler.
Cell kjemisk sammensetning
Omtrent 60 elementer i det periodiske bordet av Mendeleev ble funnet i cellene, som også finnes i livløs natur. Dette er en av bevisene for allsidighet av animert og livløs natur. I levende organismer er de vanligste hydrogen, oksygen, karbon og nitrogen, som utgjør ca. 98% av massen av celler. Dette skyldes egenartene av de kjemiske egenskapene til hydrogen, oksygen, karbon og nitrogen, som et resultat av hvilke de viste seg å være de mest egnede for dannelsen av molekyler som utfører biologiske funksjoner. Disse fire elementene er i stand til å danne svært sterke kovalente bindinger gjennom parring av elektroner som tilhører to atomer. Kovalent bundet karbonatomer kan danne stillaser av utallige forskjellige organiske molekyler. Siden karbonatomer enkelt danner kovalente bindinger med oksygen, hydrogen, nitrogen og også svovel, oppnår organiske molekyler eksepsjonell kompleksitet og strukturdiversitet.
I tillegg til de fire hovedelementene i cellen inneholder merkbare mengder (10 og 100 prosent fra prosent) jern, kalium, natrium, kalsium, magnesium, klor, fosfor og svovel. Alle andre elementer (sink, kobber, jod, fluor, kobolt, mangan, etc.) er i cellen i svært små mengder og kalles derfor mikroelementer.
Kjemiske elementer er en del av uorganiske og organiske forbindelser. Uorganiske forbindelser inkluderer vann, mineralsalter, karbondioksyd, syrer og baser. Organiske forbindelser er proteiner, nukleinsyrer, karbohydrater, fettstoffer (lipider) og lipider. I tillegg til oksygen, hydrogen, karbon og nitrogen, kan andre elementer være inkludert. Noen proteiner inneholder svovel. Nukleinsyrene er fosfor. Hemoglobinmolekylet inneholder jern, magnesium er involvert i konstruksjonen av klorofyllmolekylet. Sporelementer, til tross for det ekstremt lave innholdet i levende organismer, spiller en viktig rolle i prosessene med vital aktivitet. Jod er en del av skjoldbruskhormonet - tyroksin, kobolt - i sammensetningen av vitamin B12 Insulin, et hormon i bukspyttkjertelen, inneholder sink. I noen fisk opptar kobber stedet for jern i molekylene av oksygenbærende pigmenter.
vann
H2O - den vanligste forbindelsen i levende organismer. Innholdet i forskjellige celler varierer innenfor ganske store grenser: fra 10% i tannemalje til 98% i en maneter, men i gjennomsnitt er det omtrent 80% kroppsvekt. Den ekstremt viktige rollen av vann for å sikre prosessene med vital aktivitet skyldes dens fysisk-kjemiske egenskaper. Polariteten av molekyler og evnen til å danne hydrogenbindinger gjør vann til et godt løsningsmiddel for et stort antall stoffer. De fleste kjemiske reaksjonene som finner sted i en celle, kan bare forekomme i en vandig løsning. Vann er involvert i mange kjemiske transformasjoner.
Det totale antall hydrogenbindinger mellom vannmolekyler varierer med t °. Ved t ° ødelegger smeltingen av is ca 15% av hydrogenbindingene, ved t ° 40 ° ½. Under overgangen til gassformen blir alle hydrogenbindinger ødelagt. Dette forklarer den høye spesifikke vannvarmen. Med en endring i t ° av det ytre miljøet absorberer eller frigjør vann varme på grunn av ruptur eller re-dannelse av hydrogenbindinger. På denne måten er t oscillasjoner inne i cellen mindre enn i miljøet. Den høye fordampningsvarmen ligger under den effektive varmeoverføringsmekanismen i planter og dyr.
Vann som løsemiddel deltar i fenomenene osmose, som spiller en viktig rolle i den livlige aktiviteten til en organismecelle. Osmose refererer til penetrering av løsningsmiddelmolekyler gjennom en semi-permeabel membran i en oppløsning av en substans. Semi-permeable membraner kalles membraner som passerer gjennom løsningsmiddelmolekyler, men passerer ikke molekyler (eller ioner) av et løsemiddel. Derfor er osmose ensidig diffusjon av vannmolekyler i retning av løsningen.
Mineralsalter
De fleste av de uorganiske cellene er i form av salter i dissosiert eller i fast tilstand. Konsentrasjonen av kationer og anioner i cellen og i omgivelsene varierer. Cellen inneholder ganske mye K og mye Na. I det ekstracellulære miljøet, for eksempel i blodplasma, i sjøvann, tvert imot, er det mye natrium og ikke nok kalium. Irritabiliteten til cellen avhenger av forholdet mellom konsentrasjonene av ioner Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+. I vev av multicellulære dyr er K inkludert i sammensetningen av en multicellulær substans som sikrer kohesjonen av celler og deres ordnede arrangement. Det osmotiske trykket i cellen og dets bufferegenskaper er i stor grad avhengig av saltkonsentrasjonen. Buffring er evnen til en celle til å opprettholde en svakt alkalisk reaksjon av innholdet på et konstant nivå. Buffering inne i cellen er hovedsakelig gitt av H ioner2RO4 og NRA4 2-. I ekstracellulære væsker og i blodet spiller H en rolle som en buffer.2CO3 og NSO3 -. Anioner binder H ioner og hydroksidioner (OH -), takket være at reaksjonen i cellen av ekstracellulære væsker forblir nesten uendret. Uoppløselige mineralsalter (for eksempel kalsiumfosfat) gir styrken til beinvev fra vertebrater og bløtdyrskjell.
Cell organisk materiale
proteiner
Blant organiske stoffer er celler proteiner i utgangspunktet, både i mengde (10-12% av den totale cellemassen) og i verdi. Proteiner er høymolekylære polymerer (med en molekylvekt på fra 6000 til 1 million og over), hvis monomerer er aminosyrer. Levende organismer bruker 20 aminosyrer, selv om de eksisterer mye mer. Sammensetningen av en hvilken som helst aminosyre innbefatter en aminogruppe (-NH2), som har basiske egenskaper, og en karboksylgruppe (-COOH), som har sure egenskaper. To aminosyrer kombineres i et molekyl ved å etablere HN-CO bindingen med frigjøring av et vannmolekyl. Bindingen mellom aminogruppen av en aminosyre og karboksylen av den andre kalles peptid. Proteiner er polypeptider som inneholder tenner og hundrevis av aminosyrer. Molekyler av forskjellige proteiner avviger fra hverandre i molekylvekt, antall, sammensetning av aminosyrer og sekvensen av deres arrangement i polypeptidkjeden. Det er derfor klart at proteiner varierer i enormt mangfold, og deres antall i alle arter av levende organismer anslås å være 10 10 - 10 12.
En kjede av aminosyre-enheter koblet med kovalente peptidbindinger i en spesifikk sekvens kalles proteinets primære struktur. I celler har proteiner formen av spiralformede fibrene eller kuler (globuler). Dette forklares ved det faktum at i et naturlig protein legges polypeptidkjeden på en strengt definert måte, avhengig av den kjemiske strukturen av dets bestanddeler av aminosyrer.
I begynnelsen blir polypeptidkjeden oppviklet. Attraksjon oppstår mellom atomene i nabostillingene og hydrogenbindinger dannes spesielt mellom NH- og CO-gruppene som er lokalisert på nabobåndene. En kjede av aminosyrer, vridd i en spiral, danner den sekundære strukturen av proteinet. Som et resultat av den videre foldingen av helixen oppstår et spesifikt for hver proteinkonfigurasjon, kalt den tertiære struktur. Den tertiære strukturen skyldes virkningen av adhesjonskrefter mellom hydrofobe radikaler som er tilstede i noen aminosyrer og kovalente bindinger mellom SH-gruppene i aminosyre-cystein (S-S-bindinger). Mengden av aminosyrer ved hydrofobe radikaler og cystein, så vel som rekkefølgen av deres plassering i polypeptidkjeden, er spesifikke for hvert protein. Derfor er egenskapene til den tertiære struktur av et protein bestemt av dets primære struktur. Proteinet utviser kun biologisk aktivitet i form av en tertiær struktur. Derfor kan utskifting av jevn en aminosyre i polypeptidkjeden føre til en endring i konfigurasjonen av proteinet og til en reduksjon eller tap av dets biologiske aktivitet.
I noen tilfeller kan proteinmolekyler kombinere med hverandre og kan utføre sin funksjon bare i form av komplekser. Så, hemoglobin er et kompleks av fire molekyler, og bare i denne form er det i stand til å feste og transportere O. slike aggregater representerer proteinets kvaternære struktur. I sammensetning er proteiner delt inn i to hovedklasser - enkelt og komplekst. Enkle proteiner består bare av aminosyrer, nukleinsyrer (nukleotider), lipider (lipoproteiner), Me (metalloproteider), P (fosfoproteiner).
Funksjonene av proteiner i cellen er ekstremt varierte. En av de viktigste er bygningsfunksjonen: proteiner deltar i dannelsen av alle cellemembraner og celleorganoider, samt intracellulære strukturer. Den enzymatiske (katalytiske) rollen av proteiner er ekstremt viktig. Enzymer akselererer de kjemiske reaksjonene som forekommer i cellen, 10 ki og 100 millioner ganger. Motorfunksjonen leveres av spesielle kontraktile proteiner. Disse proteinene er involvert i alle typer bevegelser som celler og organismer er i stand til: cilia flimrer og slår flagella i protozoer, muskel sammentrekning i dyr, bladbevegelse i planter etc. Transportfunksjonen av proteiner er å feste kjemiske elementer (for eksempel hemoglobin fester O) eller biologisk aktive stoffer (hormoner) og overføre dem til kroppens vev og organer. Beskyttelsesfunksjonen uttrykkes i form av produksjon av spesifikke proteiner, kalt antistoffer, som svar på penetrasjon av fremmede proteiner eller celler inn i kroppen. Antistoffer binder og nøytraliserer fremmede stoffer. Proteiner spiller en viktig rolle som kilder til energi. Med full splitting 1g. protein tildeles 17,6 kJ (
karbohydrater
Karbohydrater, eller sakkarider - Organiske stoffer med den generelle formel (СН2O)n. For de fleste karbohydrater er antallet H-atomer dobbelt så mange O-atomer som i vannmolekyler. Derfor ble disse stoffene kalt karbohydrater. I en levende celle er karbohydrater i mengder som ikke overstiger 1-2, noen ganger 5% (i leveren, i musklene). Planteceller er rikest i karbohydrater, hvor innholdet i noen tilfeller når 90% av tørrvekten (frø, potetknolde, etc.).
Karbohydrater er enkle og komplekse. Enkle karbohydrater kalles monosakkarider. Avhengig av antall karbohydratatomer i et molekyl, kalles monosakkarider trioser, tetroser, pentoser eller heksoser. Av de seks karbonmonosakkaridene - heksoser - glukose, fruktose og galaktose er de viktigste. Glukose er inneholdt i blodet (0,1-0,12%). Pentoseer av ribose og deoksyribose er en del av nukleinsyrer og ATP. Hvis to monosakkarider kombineres i ett molekyl, kalles denne forbindelsen et disakkarid. Mat sukker, oppnådd fra sukkerrør eller sukkerroer, består av ett glukose molekyl og ett fruktose molekyl, melkesukker - fra glukose og galaktose.
Komplekse karbohydrater dannet av mange monosakkarider kalles polysakkarider. Monomeren av slike polysakkarider som stivelse, glykogen, cellulose, er glukose. Karbohydrater utfører to hovedfunksjoner: konstruksjon og energi. Cellulose danner veggene av planteceller. Det komplekse polysakkaridchitin er den viktigste strukturelle komponenten av det ytre skjelettet av leddyr. Chitin har også en byggfunksjon i sopp. Karbohydrater spiller rollen som den viktigste energikilden i cellen. I prosessen med oksydasjon av 1 g karbohydrater frigjøres 17,6 kJ (
4,2 kcal). Stivelse i planter og glykogen i dyr deponeres i cellene og tjener som energibesparelse.
Nukleinsyrer
Verdien av nukleinsyrer i cellen er meget stor. Egenhetene i deres kjemiske struktur gjør det mulig å lagre, overføre og overføre ved arvelighet til datterceller informasjon om strukturen av proteinmolekyler som syntetiseres i hvert vev i et bestemt stadium av individuell utvikling. Siden de fleste egenskaper og tegn på celler skyldes proteiner, er det klart at stabiliteten av nukleinsyrer er den viktigste betingelsen for normal funksjon av celler og hele organismer. Eventuelle endringer i cellens struktur eller aktiviteten av fysiologiske prosesser i dem, og påvirker dermed den vitale aktiviteten. Studien av strukturen av nukleinsyrer er ekstremt viktig for å forstå arv av tegn i organismer og lovene som regulerer funksjonen til både individuelle celler og cellesystemer - vev og organer.
Det er 2 typer nukleinsyrer - DNA og RNA. DNA er en polymer som består av to nukleotid-helikser, innelukket på en slik måte at en dobbelt helix dannes. Monomerene av DNA-molekyler er nukleotider som består av en nitrogenbasert base (adenin, tymin, guanin eller cytosin), et karbohydrat (deoksyribose) og en fosforsyrerest. Nitrogen baser i DNA-molekylet er sammenkoblet med et ulikt antall H-bindinger og er ordnet i par: adenin (A) er alltid mot tymin (T), guanin (G) mot cytosin (C).
Nukleotider er ikke koblet til hverandre ved en tilfeldighet, men selektivt. Evnen til selektivt å interagere med adenintymin og guanin med cytosin kalles komplementaritet. Den komplementære samspillet mellom visse nukleotider er forklart av egenartene i den romlige arrangementen av atomer i deres molekyler, som tillater dem å konvergere og danne H-bindinger. I polynukleotidkjeden er tilstøtende nukleotider koblet sammen via sukker (deoksyribose) og en fosforsyrerest. RNA så vel som DNA er en polymer hvis monomerer er nukleotider. Nitrogenbasene av de tre nukleotidene er de samme som de som er en del av DNA (A, G, C); Den fjerde uracil (V) er tilstede i RNA-molekylet i stedet for tymin. RNA-nukleotidene er forskjellige fra DNA-nukleotider og i strukturen av karbohydratet (ribose i stedet for deoksyribose).
I en kjede av RNA er nukleotider forbundet ved å danne kovalente bindinger mellom ribosen av ett nukleotid og fosforsyre-resten av en annen. I struktur utmerkes tostrengede RNAer. Tostrengede RNAer er varemottagere av genetisk informasjon for et antall virus, dvs. de utfører funksjonene av kromosomer. Enkeltstrengede RNAer overfører informasjon om strukturen av proteiner fra kromosomet til syntesestedet og deltar i syntese av proteiner.
Det finnes flere typer enkeltstrenget RNA. Deres navn skyldes funksjonen eller plasseringen i cellen. Det meste av cytoplasmatisk RNA (opptil 80-90%) er ribosomalt RNA (rRNA) som finnes i ribosomene. RRNA-molekyler er relativt små og består i gjennomsnitt av 10 nukleotider. En annen type RNA (mRNA) som bærer informasjon om sekvensen av aminosyrer i proteiner som må syntetiseres til ribosomer. Størrelsen på disse RNAene avhenger av lengden av DNA-regionen som de ble syntetisert på. Transport RNA utfører flere funksjoner. De leverer aminosyrer til stedet for proteinsyntese, de "gjenkjenner" (i henhold til komplementaritetsprinsippet) en triplett og RNA som tilsvarer den overførte aminosyren, utfører nøyaktig orientering av aminosyren på ribosomet.
Fett og lipider
Fett er forbindelser av høymolekylære fettsyrer og glycerintriatomisk alkohol. Fett oppløses ikke i vann - de er hydrofobe. Det er alltid andre komplekse hydrofobe fettlignende stoffer som kalles lipoider i cellen. En av fettens hovedfunksjoner er energi. Under spalting av 1 g fett til MED2 og H2Om mye energi frigjøres - 38,9 kJ (
9,3 kcal). Fettinnholdet i cellen varierer fra 5-15 vekt% tørrstoff. I levende vevsceller øker mengden fett til 90%. Hovedfunksjonen til fett i dyret (og delvis - planten) verden - lagring.
Med full oksidasjon av 1 g fett (til karbondioksid og vann) frigjøres ca 9 kcal energi. (1 kcal = 1000 kalorier, kalorier, kalorier, kalorier, kalorier, kalorier, kalorier, kalorier, kalorier, kalorier, kalorier, kalorier og kalorier). Når oksygen (i kroppen) 1 g proteiner eller karbohydrater frigjøres, er det bare ca 4 kcal / g. I en rekke vannlevende organismer - fra enkeltcellede diatomer til gigantiske haier - vil fett flyte, noe som reduserer kroppens gjennomsnittlige tetthet. Tettheten av animalsk fett er ca. 0,91-0,95 g / cm3. Vertebrat bein tetthet ligger nær 1,7-1,8 g / cm³, og gjennomsnittlig tetthet av de fleste andre vev er nær 1 g / cm³. Det er klart at fett er nødvendig ganske mye for å "balansere" det store skjelettet.
Fett og lipider utfører en bygningsfunksjon: de er en del av cellemembranen. På grunn av sin dårlige varmeledningsevne har fett beskyttelsesfunksjon. I noen dyr (sel, hval) blir den avsatt i det subkutane fettvev, og danner et lag opptil 1 m tykt. Dannelsen av noen lipoider foregår i syntese av en rekke hormoner. Følgelig er disse stoffene iboende i funksjonen av regulering av metabolske prosesser.
Makro og sporstoffer
Omtrent 80 kjemiske elementer finnes i levende organismer, men bare for 27 av disse elementene blir deres funksjoner i cellen og organismen etablert. De gjenværende elementene er til stede i små mengder, og tilsynelatende, gå inn i kroppen med mat, vann og luft.
Avhengig av konsentrasjonen, er de delt inn i makronæringsstoffer og mikroelementer.
Konsentrasjonen av hver av makroelementene i kroppen overskrider 0,01%, og deres totale innhold er 99%. Macroelements inkluderer oksygen, karbon, hydrogen, nitrogen, fosfor, svovel, kalium, kalsium, natrium, klor, magnesium og jern. De fire første nevnte elementene (oksygen, karbon, hydrogen og nitrogen) kalles også organogene, siden de er en del av de viktigste organiske forbindelser. Fosfor og svovel er også komponenter av en rekke organiske stoffer, som proteiner og nukleinsyrer. Fosfor er nødvendig for dannelse av bein og tenner.
Uten de resterende makronæringsstoffer umuliggjorde kroppens normale funksjon.
Så, kalium, natrium og klor er involvert i prosessene for celle excitering. Kalsium er en del av celleveggene av planter, ben, tenner og skall av bløtdyr, det kreves for sammentrekning av muskelceller og blodkoagulasjon. Magnesium er en komponent av klorofyll - pigmentet som sikrer strømmen av fotosyntese. Han deltar også i biosyntesen av protein og nukleinsyrer. Jern er en del av hemoglobin, og er nødvendig for mange enzymer.
Sporelementer finnes i kroppen i konsentrasjoner på mindre enn 0,01%, og deres totale konsentrasjon i cellen når ikke 0,1%. Mikroelementer inkluderer sink, kobber, mangan, kobolt, jod, fluor, etc.
Sink er en del av bukspyttkjertelhormonmolekylet, insulin, kobber er nødvendig for fotosyntese og respirasjon. Kobolt er en komponent av vitamin B12, fravær som fører til anemi. Jod er nødvendig for syntese av skjoldbruskkjertelhormoner, og sikrer en normal strøm av metabolisme, og fluor er forbundet med dannelsen av tannemalje.
Både mangel og overskudd eller nedsatt metabolisme av makro- og mikroelementer fører til utvikling av ulike sykdommer.
Spesielt kalsium og fosformangel forårsaker rickets, nitrogen mangel - alvorlig proteinmangel, jernmangel - anemi, mangel på jod - svekket skjoldbruskhormondannelse og redusert metabolisk hastighet, redusert fluorinntak - karies. Bly er giftig for nesten alle organismer.
Mangelen på makro- og mikroelementer kan kompenseres ved å øke innholdet i mat og drikkevann, samt ved å ta medisiner.
De kjemiske elementene i cellen danner forskjellige forbindelser - uorganisk og organisk.
Den kjemiske sammensetningen av cellen. Mikro og makroelementer
Den kjemiske sammensetningen av cellen. Mikro og makroelementer.
Hver celle inneholder mange kjemiske elementer involvert i ulike kjemiske reaksjoner. Kjemiske prosesser, flyter i et bur - en av de grunnleggende forholdene i hennes liv, utvikling og funksjon. Noen kjemiske elementer i cellen mer, andre - mindre.
Konvensjonelt kan alle cellens elementer deles inn i tre grupper:
Makronæringsstoffer (> 0,01%)
Sporelementer (fra 0,001% til 0,000001%)
Ultramicro-elementer (mindre enn 0.0000001%)
makronæringsstoffer
Makronæringsstoffer - kjemiske elementer som utgjør kjøttet av levende organismer.
Disse inkluderer: (Biogen): karbon, oksygen, hydrogen, nitrogen, svovel, fosfor, magnesium, kalsium, natrium, kalium.
funksjoner:
Innhold i levende organismer komp. mer enn 0,01%
De fleste makronæringsstoffer går inn i kroppen med mat
Nødvendig daglig rate -> 200mg. (Kalium, kalsium, magnesium, natrium, svovel, klor)
Ligger i muskel, ben, bindevev og blod.
Ansvarlig for normal syre-base utvikling.
Oppretthold osmotisk trykk.
Mangel på makronæringsstoffer kan føre til forverring av menneskers helse.
Årsaken kan være: underernæring, dårlig økologi, massivt tap av mineralelementer, på grunn av sykdom eller medisinering.
Sporelementer - kjemiske elementer involvert i biokjemiske prosesser.
Disse inkluderer: vanadium, jod, kobolt, mangan, nikkel, selen, fluor, kobber, krom, sink.
^ Grunnleggende sporelementer - oksygen, nitrogen, karbon, hydrogen - er byggemateriale og har den største andelen. De resterende sporelementene finnes i små mengder, men deres effekt på menneskers helse er ikke mindre.
funksjoner:
Delta i prosesser med beindannelse, bloddannelse, muskelkontraksjon.
Nødvendig daglig rate -
Emne 2.2. Kjemisk cellesammensetning. - 10-11 klasse, Syvozlazov (arbeidsbok del 1)
1. Gi definisjonene av begreper.
Et element er et sett med atomer med samme nukleare ladning og antall protoner som faller sammen med ordinært (atom) nummer i periodisk tabell.
Sporelement - et element som er i kroppen i svært lave konsentrasjoner.
Makroelement - et element som er i kroppen i høye konsentrasjoner.
Bioelement - et kjemisk element som er involvert i celleaktivitet, danner grunnlaget for biomolekyler.
Cell elemental sammensetning er prosentandelen av kjemiske elementer i en celle.
2. Hva er et bevis på samfunnet av levende og livløs natur?
Den kjemiske sammensetningens enhet. Det er ingen elementer som bare er karakteristiske for livløs natur.
3. Fyll ut bordet.
ELEMENTS SAMMENSETNING AV CELLS
4. Gi eksempler på organiske stoffer hvis molekyler består av tre, fire og fem makronæringsstoffer.
3 elementer: karbohydrater og lipider.
4 elementer: ekorn.
5 elementer: nukleinsyrer, proteiner.
5. Fyll ut bordet.
BIOLOGISK ROLL AV ELEMENTER
6. Studer i § 2.2 avsnittet "De eksterne faktorers rolle i dannelsen av den kjemiske sammensetningen av levende natur" og svar på spørsmålet: "Hva er biokjemiske endemier og hva er årsakene til opprinnelsen deres?"
Biokjemiske endemier er sykdommer i planter, dyr og mennesker, forårsaket av akutt mangel eller overskudd av et element i et bestemt område.
7. Hva er de kjente sykdommene knyttet til mangel på mikronæringsstoffer?
Jodmangel - endemisk goiter. Redusert tyroksinsyntese og den resulterende proliferasjonen av skjoldbruskvæv.
Jernmangel - jernmangel anemi.
8. Husk på hvilke grunnlag kjemiske elementer fordeles på makro-, mikro- og ultramikroelementer. Gi din egen, alternative klassifisering av kjemiske elementer (for eksempel ved funksjoner i en levende celle).
Mikro-, makro- og ultra-mikronæringsstoffer er delt i henhold til et tegn basert på prosentandelen i en celle. I tillegg er det mulig å klassifisere elementer i henhold til funksjonene som regulerer aktiviteten til visse organsystemer: nervøs, muskulær, sirkulasjons- og kardiovaskulær, fordøyelsessystemet etc.
9. Velg riktig svar.
Test 1.
Hvilke kjemiske elementer danner størstedelen av organiske stoffer?
2) C, O, H, N;
Test 2.
Makroelementene gjelder ikke:
4) mangan.
Test 3.
Levende organismer trenger nitrogen, som det tjener:
1) en komponent av proteiner og nukleinsyrer; 10. Bestem symptomet hvor alle elementene som er oppført nedenfor, unntatt ett, blir kombinert i en gruppe. Understreket dette "ekstra" elementet.
Oksygen, hydrogen, svovel, jern, karbon, fosfor, nitrogen. Inkludert i DNA bare. Og resten er alt i proteiner.
11. Forklar opprinnelsen og den generelle betydningen av ordet (term), basert på betydningen av røttene som gjør det opp.
12. Velg et begrep og forklar hvordan dens nåværende verdi tilsvarer den opprinnelige verdien av sine røtter.
Betegnelsen som er valgt er organogen.
Overholdelse: Begrepet svarer i prinsippet til den opprinnelige betydningen, men i dag er det en mer presis definisjon. Tidligere var verdien slik at elementene kun er involvert i bygging av vev og organer. Nå har det blitt funnet at biologisk viktige elementer ikke bare danner kjemiske molekyler i celler, etc., men også regulerer alle prosesser i celler, vev og organer. De er en del av hormoner, vitaminer, enzymer og andre biomolekyler.
13. Formuler og skriv ned de grunnleggende ideene i § 2.2.
Elementets sammensetning er prosentandelen av kjemiske elementer i cellen. Cellelementer klassifiseres vanligvis, avhengig av prosentandelen, på mikro-, makro- og ultramikroelementer. De elementene som er involvert i vital vital aktivitet, danner grunnlaget for biomolekyler, kalt bioelementer.
Macroelements inkluderer: C N H O. De er hovedkomponentene i alle organiske forbindelser i cellen. I tillegg er P S K Ca Na Fe Cl Mg - inkludert i alle større biomolekyler. Uten dem er kroppens funksjon umulig. Mangel på dem fører til døden.
Å spore elementer: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni I Se Br F B, etc. De er også nødvendige for kroppens normale funksjon, men ikke så kritisk. Mangel på dem forårsaker sykdom. De er en del av biologisk aktive forbindelser, påvirker stoffskiftet.
Det er ultramikroelementer: Au Ag Be og andre. Den fysiologiske rollen er ikke fullt etablert. Men de er viktige for cellen.
Det er begrepet "biokjemisk endemi" - sykdommer av planter, dyr og mennesker, forårsaket av akutt mangel eller overskudd av noe element i et bestemt område. For eksempel, endemisk goiter (jodmangel).
Med mangel på et element på grunn av mating, kan sykdom eller plager også forekomme. For eksempel, med mangel på jern-anemi. Med mangel på kalsium - hyppige brudd, tap av hår, tenner, muskelsmerter.
I.2. Den kjemiske sammensetningen av cellen. Mikro og makroelementer
Vanligvis er 70-80% av cellemassen vann, hvor forskjellige salter og organiske forbindelser med lav molekylvekt oppløses. De mest karakteristiske komponentene i cellen er proteiner og nukleinsyrer. Noen proteiner er strukturelle komponenter i cellen, andre er enzymer, dvs. katalysatorer som bestemmer hastigheten og retningen av kjemiske reaksjoner som forekommer i celler. Nukleinsyrer tjener som bærere av arvelig informasjon, som implementeres i prosessen med intracellulær proteinsyntese. Ofte inneholder celler en viss mengde reservestoffer som tjener som matreserver. Planteceller lagrer hovedsakelig stivelse, en polymer form av karbohydrater. I celler i leveren og musklene lagres en annen karbohydratpolymer - glykogen. Fettprodukter lagres også ofte, selv om enkelte fett har en annen funksjon, nemlig de er de viktigste strukturelle komponentene. Proteiner i celler (med unntak av frøceller) lagres vanligvis ikke. Det er ikke mulig å beskrive den typiske sammensetningen av cellen, hovedsakelig fordi det er store forskjeller i mengden lagret mat og vann. Leverceller inneholder for eksempel 70% vann, 17% protein, 5% fett, 2% karbohydrater og 0,1% nukleinsyrer; De resterende 6% er salter og organiske forbindelser med lav molekylvekt, spesielt aminosyrer. Planteceller inneholder vanligvis mindre protein, betydelig mer karbohydrater og litt mer vann; unntak er celler som er i ro. Hvilekorns hvilekorn, som er kilden til næringsstoffer til embryoet, inneholder ca 12% proteiner (hovedsakelig lagret protein), 2% fett og 72% karbohydrater. Mengden vann når normalt nivå (70-80%) bare i begynnelsen av kornspiring. Hver celle inneholder mange kjemiske elementer involvert i ulike kjemiske reaksjoner. Kjemiske prosesser som forekommer i en celle, er en av de grunnleggende betingelsene for liv, utvikling og funksjon. Noen kjemiske elementer i cellen mer, andre - mindre. På atomnivå er det ingen forskjeller mellom de organiske og uorganiske verdenene av levende natur: levende organismer består av de samme atomene som kroppene av livløs natur. Imidlertid varierer forholdet mellom forskjellige kjemiske elementer i levende organismer og i jordskorpen sterkt. I tillegg kan levende organismer avvike fra deres omgivelser i isotopblandingen av kjemiske elementer. Konvensjonelt kan alle cellens elementer deles inn i tre grupper:
Makronæringsstoffer. Makroelementene inkluderer oksygen (65-75%), karbon (15-18%), hydrogen (8-10%), nitrogen (2,0-3,0%), kalium (0,15-0,4%), svovel (0,15-0,2%), fosfor (0,2-1,0%), klor (0,05-0,1%), magnesium (0,02-0,03%), natrium (0,02-0,03%), kalsium (0,04-2,00%), jern (0,01-0,0155%). Elementer som C, O, H, N, S, P er en del av organiske forbindelser. Karbon - er en del av alle organiske stoffer; skjelettet av karbonatomer er deres grunnlag. I tillegg er i form av CO2 fastgjort i prosessen med fotosyntese og frigjort under respirasjon, i form av CO (i lave konsentrasjoner) deltar i reguleringen av cellulære funksjoner, i form av CaCO3 er en del av mineralskelettene. Oksygen - er en del av nesten alle organiske stoffer i cellen. Det dannes i løpet av fotosyntese under fotolysen av vann. For aerobiske organismer tjener det som et oksidasjonsmiddel under cellulær respirasjon, og gir celler med energi. I de største mengdene i levende celler er det inneholdt i sammensetningen av vann. Hydrogen - er en del av alle organiske stoffer i cellen. I de største mengdene som finnes i sammensetningen av vann. Noen bakterier oksiderer molekylært hydrogen for energi. Nitrogen - er en del av proteiner, nukleinsyrer og deres monomerer - aminosyrer og nukleotider. Fra dyr av dyr er avledet i sammensetningen av ammoniakk, urea, guanin eller urinsyre som sluttproduktet av nitrogenmetabolisme. I form av nitrogenoksid NO (i lave konsentrasjoner) er involvert i regulering av blodtrykk. Svovel - en del av de svovelholdige aminosyrene finnes derfor i de fleste proteiner. I små mengder finnes det som sulfat-ion i cytoplasma av celler og ekstracellulære væsker. Fosfor - er en del av ATP, andre nukleotider og nukleinsyrer (i form av fosforsyrerester), i sammensetningen av beinvev og tannemalje (i form av mineralsalter) og også tilstede i cytoplasma og intercellulære væsker (i form av fosfationer). Magnesium er en kofaktor av mange enzymer involvert i energi metabolisme og DNA syntese; opprettholder integriteten til ribosomer og mitokondrier, er en del av klorofyll. I dyreceller er det nødvendig for funksjon av muskel- og beinsystemer. Kalsium er involvert i blodkoagulasjon og fungerer også som en av de universelle sekundære mediatorene, som regulerer de viktigste intracellulære prosessene (inkludert deltakelse i vedlikehold av membranpotensial, som er nødvendig for muskelkontraksjon og eksocytose). Uoppløselige kalsiumsalter er involvert i dannelsen av bein og tenner av vertebrat og mineralskelett av hvirvelløse dyr. Natrium er involvert i vedlikehold av membranpotensial, generering av nerveimpulser, prosesser for osmoregulering (inkludert nyrene i mennesker) og opprettelse av et bufferblodsystem. Kalium er involvert i vedlikehold av membranpotensial, generering av nerveimpulser, regulering av hjertemuskulær sammentrekning. Behandlet i ekstracellulære stoffer. Klor - opprettholder elektroneutralitet av cellen.
Sporelementer: Sporelementer som består av 0,001% til 0,000001% av kroppsvekten til levende ting, er vanadium, germanium, jod (del av tyroksin, skjoldbruskhormon), kobolt (vitamin B12), mangan, nikkel, ruthenium, selen, fluor (tann emalje), kobber, krom, sink. Zink - er en del av enzymer involvert i alkoholholdig gjæring, er en del av insulin. Kobber - er en del av oksidative enzymer involvert i syntese av cytokromer. Selen - er involvert i regulatoriske prosesser i kroppen.
Ultra-mikroelementer. Ultramicroelements utgjør mindre enn 0.0000001% i levende organismer, inkludert gull, sølv har en bakteriedrepende effekt, kvikksølv hemmer reabsorpsjonen av vann i nyrene, som påvirker enzymer. Platina og cesium tilhører også ultramikroder. Noen av denne gruppen inneholder også selen, med mangel på å utvikle kreft. Funksjonene til ultramicroelements er fortsatt dårlig forstått. Molekylær sammensetning av cellen (fane №1)