Минеральные соли ( клеточные электролиты )

· в клетке находятся в диссоциированном на катионы и анионы состоянии (могут быть в твёрдом состоянии)

Катионы - К⁺ , Na⁺, Са^{2 +}, Mg²⁺, Fe^{2 +},Сu²⁺ и др.

Анионы (преимущественно слабых и амфотерных кислот) – НСО₃ ^-, Н₂РО₄^-, Сl ^-, NO₂^-, SO₃^-2 и др.

Общие биологические функции солей

1. Сохранение кислотно-щелочного равновесие (буферные свойства - карбонатный и фосфатный буфер)

Буферность - способность клетки сохранять определённую концентрацию водородных ионов - рН (в клетке поддерживается слабощелочная реакция 7,2)

2. Активация ферментов (через аллостерический центр фермента)

3 Участие в создании мембранных потенциалов клеток и потенциалов действия (ос-

нова раздражимости клетки)

4. Участие в работе синапсов и проведении нервного импульса

5. Осмотическое давление и осмотические явления в клетке

6. Поддержание тургора

7. Материал для синтеза металлорганических соединений (пигментов - хлорофилла, гемоглобина и др.)

8. Образование внутреннего и наружного скелета (раковины моллюсков, межклеточное вещество костной ткани, зубы)

· важно не только содержание отдельных ионов, но и их пропорциональные соотношения

Биологические функции отдельных химических элементов

Na - (примерное содержание 0,1 %) - в клетке только в виде ионов Na+

· регуляция частоты сердечных сокращений

· синтез гормонов

К - (0,25 %) - только в виде ионов К+

· активизирует ферменты белкового синтеза

· регуляция сердечной деятельности

· участвует в процессах фотосинтеза

· поступление веществ через мембрану клетки «калиевый насос»

· проведение нервного импульса, создание мембранного потенциала

Са (2, 5%) - в виде ионов или кристаллов солей

· образует межклеточное вещество и кристаллы в клетках растений

· свёртывание крови

· входит в состав костей, зубов, раковин, известковых скелетов коралловых полипов и животных

· активирует сокращение мышечных волокон

· функционирование межнейронных контактов (синапсов)

Mg (0, 07%) - входит в состав молекул хлорофилла, костей, зубов

· активирует энергетический обмен и синтез ДНК

Р (1,0%) - входит в состав костной ткани и зубной эмали

· входит в состав молекул нуклеиновых кислот (ДНК,РНК), АТФ, ферментов

· входит в состав всех мембранных структур

S (0, 25%) - входит в состав аминокислот (цистеина, цистина, метионина), витамина В₁, ферментов

I (0, 01%) - входит в состав гормонов щитовидной железы

Fe (0, 01%) - в составе многих ферментов, гемоглобина, миоглобина

· участвует в синтезе хлорофилла,процессе дыхания, фотосинтеза

Сu (следы) - входит в состав пигментов беспозвоночных (гемоцианина), ферментов

· участвует в кроветворении, фотосинтезе, синтезе гемоглобина

Cl (0, 2%) - преобладающий отрицательный ион в организме животных

· компонент соляной кислоты в желудочном соке

Органические вещества клетки

Углеводы (сахариды)

· Общая формула С_x (H₂O)_y , где x и y могут иметь разные значения

(чаще С_n (H₂O)_n, где n - число С - атомов)

· Самое распространённое в природе органическое вещество (входят в состав клеток всех царств живой природы)

· Больше всего содержится в клетках растений - до 90% сухой массы (клубни картофеля, семена), в животных клетках не более 2 - 5%

· Молекулы построены из трёх элементов С, Н, О

· Разделяются на два класса - моносахариды и полисахариды

Моносахариды (простые сахара)

· Общая формула (СН₂О) _n или С_n (H₂ O)_n, где n-целое число С- атомов от 3 до 9

· Бесцветные, твёрдые, сладкие, гидрофильные, кристаллизуются, имеют постоянную молекулярную массу

· Нельзя подвергнуть гидролизу

· способны к ферментативной полимеризации (конденсации) путём удаления молекулы воды с образованием ди -, три - тетра - и др. полисахаридов

· присуща структурная и пространственная изомерия в зависимости от положения ОН группы у пятого С атома (2 формы - D и L)

· В зависимости от содержания С - атомов имеют названия:

q триозы (С₃ Н₆ О₃) - глицерин и его производные (молочная кислота, пировиноградная кислота - ПВК - играют роль промежуточных продуктов в процессе дыхания, фотосинтезе, углеводном обмене)

q тетрозы (С₄ Н ₈ О₄) - эритроза и др. (встречаются в природе редко, главным образом у бактерий)

q пентозы (С₅ Н₁₀ О₅) - ксилоза, арабиноза, рибоза, рибулоза, дезоксирибоза (молекулы способны к образованию циклических структур) - участвуют в синтезе нуклеиновых кислот, коферментов - НАД, НАДФ, ФАД, синтезе АТФ, полисахаридов, акцептор СО₂ при фотосинтезе

q гексозы (С₆ Н₁₂ О₆) - глюкоза, фруктоза, галактоза, манноза (все гексозы являются по отношению друг к другу структурными изомерами, молекулы образуют циклические структуры: a- и b - изомеры)

- наиболее распространённые моносахариды

- дыхательный субстрат, служат первичными источниками энергии, освобождаемой при дыхании

- участвуют в синтезе олиго - и полисахаридов

Производные моносахаридов

1. Сахарные спирты:

· глицерол (глицерин) - используется при синтезе липидов (жиров)

· маннитол - запасная форма углеводов в некоторых плодах

2. Сахарные кислоты:

· витамин С (аскорбиновая кислота)