تحتوي الخلية على معظم ما. ما هي المواد الكارهة للماء

الدرس 1. التركيب الكيميائيالخلايا. المواد العضوية وغير العضوية. الغرض: التعرف مواد كيميائيةالخلايا. الخطة: 1. العناصر الكيميائية. 1. العناصر الكيميائية. 2. المواد العضوية للخلية 2. المواد العضوية للخلية 3. المواد غير العضوية للخلية 3. المواد غير العضوية للخلية

1. العناصر الكيميائية. الاكثر انتشارا العناصر الكيميائية: kk ee ss lol oooh rr oooh ddt ((((OOOO 2222)))) ، yyy lol her rr oooh ddt ((((SSSS)))) ، aapa zaz oooh tttt ((((NNNN 2222)))) ، wwwvv ooo ddt ooo rr ooo ddt ((((NNNN 2222)))) في جسم الإنسان وزنه 70 كجم. يشمل: 4 5.5 كجم. أكسجين (O 2) ، 12.6 كجم. كربون (C) ، 7 كجم من الهيدروجين (H 2) ، 2.1 كجم من النيتروجين (N 2) ، 1.4 كجم من الكالسيوم (Ca) ، 700 جرام من الفوسفور (P). كل ما تبقى لحساب 700 غرام. (البوتاسيوم ، الكبريت ، الصوديوم ، الكلور ، المغنيسيوم ، الحديد ، الزنك ، الرصاص ، الزرنيخ ، الذهب ، القصدير ، إلخ) * 109 عنصر كيميائي معروف. * 80 منهم جزء من الخلية.

الأكثر شيوعا مادة غير عضويةفي الكائن الحي هو الماء. متوسط ​​محتوى الماء في الدماغ هو -85٪ في العظام - 20٪ ، مينا الأسنان - 10٪. جسم قنديل البحر -95٪ ماء (H 2 O) ماء (H 2 O) 1-يحدد حجم ومرونة الخلية ، 2-يشارك في التفاعلات الكيميائية. تحدث التفاعلات الكيميائية فقط في البيئة المائية. 3-يشارك في الانسحاب مواد مؤذيةمن الجسد. 4-يعزز حركة الأكسجين. ثاني أكسيد الكربونو العناصر الغذائيةعلى الجسم. الى الخلف

يشكل ما يصل إلى 1٪ من كتلة الخلية أكثر أملاح الصوديوم والبوتاسيوم شيوعًا. المتطلبات اليوميةشخص في ملح الطعام- 9 جرام. الأملاح المعدنية: 1- توفر أداء وظائف الجسم مثل التهيج. 2-تقوية العظام وأصداف الرخويات. الى الخلف

البروتين هو المادة الأساسية للخلية. إذا تمت إزالة كل الماء من الخلية ، فإن 50٪ من كتلتها الجافة عبارة عن بروتينات. الشعر والأظافر والمخالب والريش والحوافر وسم الأفعى بروتين. البروتينات البروتينات 1-المشاركة في تكوين النواة ، سيتوبلازم الخلية ، عضياتها. يحمل الهيموجلوبين المكون من 2 بروتين الأكسجين ويعطي اللون الأحمر للدم. 3-حركة العضلات 4- حماية الجسم من الالتهابات. 5-عودة تخثر الدم

جلوكوز ، سكروز ، سكر نتناوله كل يوم ، ألياف ، نشا - كربوهيدرات. في درنات البطاطس تصل إلى 80٪ من الكربوهيدرات ، وفي خلايا الكبد وعضلات الكربوهيدرات - ما يصل إلى 5٪. الكربوهيدرات الكربوهيدرات 1- الوظيفة الرئيسية - الطاقة. 2- تخزن الحيوانات الكربوهيدرات على شكل جليكوجين ، نباتات على شكل نشا. 3-داعمة ووقائية (وهي جزء من أغشية الخلايا للنباتات - الألياف ، وتشكل الهيكل العظمي الخارجي للحشرات والقشريات - الكيتين.)

الدهون - تعطي 30٪ من كل الطاقة ضروري للجسم. الحوت لديه طبقة من الدهون تساوي مترًا واحدًا. 1 كجم من الدهون ينتج 1.1 كجم من الماء. حيوانات السبات الدب ، سنجاب الأرض. الغرير بسبب احتياطيات الدهون لا يمكن شربه لمدة شهرين. قد لا تشرب الجمال التي تعبر الصحراء لمدة أسبوعين. الدهون الدهون 1- مصدر احتياطي للطاقة 2- وظيفة الدعم. هم المكون الرئيسي للخلوية و الأغشية النووية. 3- احتياطي ماء داخلي. 4- عازل حراري. يحمي الجسم من فقدان الحرارة. الى الخلف

بيانات الأكسجين العامة. الأكسجين جزء من كل شيء حيوي المواد العضوية: البروتينات والدهون والكربوهيدرات. عمليات الحياة العديدة والمهمة للغاية ، مثل التنفس وأكسدة الأحماض الأمينية والدهون والكربوهيدرات ، مستحيلة بدون الأكسجين. الى الخلف

كربون. البيانات المشتركة. الكربون هو أحد العناصر الرئيسية التي تدخل في بناء جسم الإنسان. بفضل الكربون لتشكيل السلاسل ، توجد جميع المركبات العضوية. الكربوهيدرات والبروتينات والدهون والفيتامينات - في كل منها يلعب الكربون الدور الأول. ومع ذلك ، فإن الكربون الحر ، على شكل السخام وأول أكسيد الكربون ، سام للإنسان ؛ ويمكن أن يتسبب التلامس المطول مع غبار الفحم في الإصابة بسرطان الجلد ، والذي كان يُطلق عليه فيما مضى "مرض اكتساح المداخن". يعتبر أول أكسيد الكربون شديد السمية ، وينجم تأثيره السام عن حقيقة أنه يتحد بسهولة مع الهيموجلوبين في الدم ويجعله غير قادر على نقل الأكسجين من الرئتين إلى الأنسجة. الى الخلف

بيانات عامة عن النيتروجين. النيتروجين هو أحد العناصر الرئيسية المشاركة في بناء جسم الإنسان. في الكائنات الحية ، يوجد في شكل العديد من المركبات العضوية: الأحماض الأمينية ، الببتيدات ، قواعد البيورين التي تشكل الحمض النووي ، وكذلك في شكل نيتروجين حر. يدخل الجسم بالهواء المستنشق. الى الخلف

تحتوي الخلية على عدة آلاف من المواد التي تشارك في مجموعة متنوعة من التفاعلات الكيميائية. العمليات الكيميائيةالتدفق في الخلية هو أحد الشروط الرئيسية لحياتها وتطورها وعملها.

المكونات الرئيسية للخلية = الأحماض النووية + البروتينات + الدهون (الدهون) + الكربوهيدرات + الماء + الأكسجين + ثاني أكسيد الكربون.

في الطبيعة غير الحية ، لا توجد هذه المواد معًا في أي مكان.
وفقًا للمحتوى الكمي في الأنظمة الحية ، يتم تقسيم جميع العناصر الكيميائية إلى ثلاث مجموعات.

1. المغذيات الكبيرة المقدار. تمثل العناصر الرئيسية أو البيولوجية المنشأ ، التي تمثل أكثر من 95٪ من كتلة الخلية ، جزءًا من جميع المواد العضوية تقريبًا في الخلية: الكربون ، والأكسجين ، والهيدروجين ، والنيتروجين. وكذلك حيوية عناصر مهمةبكمية تصل إلى 0.001٪ من وزن الجسم - كالسيوم ، فوسفور ، كبريت ، بوتاسيوم ، كلور ، صوديوم ، مغنيسيوم وحديد.

2. أثر العناصر - عناصر مقدارها من 0.001٪ إلى 0.000001٪ من وزن الجسم: زنك ، نحاس.

3. عناصر فائقة الصغر - عناصر كيميائية لا تزيد كميتها عن 0.000001٪ من وزن الجسم. وتشمل الذهب والفضة تأثير مبيد للجراثيم ، والزئبق يمنع إعادة امتصاص الماء في الأنابيب الكلوية ، مما يؤثر على الإنزيمات. يتم تضمين البلاتين والسيزيوم هنا أيضًا. يشمل البعض أيضًا السيلينيوم في هذه المجموعة ؛ مع نقصه ، يتطور السرطان.

المواد الكيميائية التي تتكون منها الخلية:

غير عضوية - مركبات توجد أيضًا في الطبيعة غير الحية: في المعادن والمياه الطبيعية ؛
- عضوي - مركبات كيميائيةتحتوي على ذرات الكربون. المركبات العضوية متنوعة للغاية ، لكن أربع فئات منها فقط لها صفة عالمية الأهمية البيولوجية: البروتينات ، الدهون (الدهون) ، الكربوهيدرات ، الأحماض النووية ، ATP.

المركبات غير العضوية

المياه هي واحدة من أكثرها شيوعًا و مواد مهمةعلى الأرض. تذوب المواد في الماء أكثر من أي سائل آخر. هذا هو السبب في وجود الكثير في البيئة المائية للخلية تفاعلات كيميائية. يذيب الماء منتجات التمثيل الغذائي ويزيلها من الخلية والجسم ككل. يتمتع الماء بموصلية حرارية عالية ، مما يجعل من الممكن توزيع الحرارة بالتساوي بين أنسجة الجسم.
يتمتع الماء بسعة حرارية عالية ، أي القدرة على امتصاص الحرارة بأقل تغيير في درجة حرارتها. نتيجة لذلك ، فإنه يحمي الخلية من التغيرات المفاجئة في درجة الحرارة.

تم العثور على الأملاح المعدنية في الخلية ، كقاعدة عامة ، في شكل كاتيونات (K + ، Na + ، Ca2 + ، Mg2 +) والأنيونات (HPO42- ، H2PO4- ، Cl- ، HCO3) ، النسبة التي تحدد حموضة متوسط ​​، وهو أمر مهم لحياة الخلية. (في العديد من الخلايا ، تكون البيئة قلوية قليلاً ولا يتغير الأس الهيدروجيني فيها ، حيث يتم الحفاظ على نسبة معينة من الكاتيونات والأنيونات فيها باستمرار.)

مركبات العضوية

يتم توزيع الكربوهيدرات على نطاق واسع في الخلايا الحية. تتكون الكربوهيدرات من الكربون والهيدروجين والأكسجين.
الدهون هي مواد شبيهة بالدهون. في الخلية أثناء أكسدة الدهون تتشكل عدد كبير منالطاقة المستخدمة في عمليات مختلفة. يمكن أن تتراكم الدهون في الخلايا وتعمل كمخزن للطاقة.

البروتينات - إلزامي مكونكل الخلايا. تحتوي هذه البوليمرات الحيوية على 20 نوعًا من المونومرات. هذه المونومرات هي أحماض أمينية. يحدث تكوين جزيئات البروتين الخطية نتيجة لمزيج الأحماض الأمينية مع بعضها البعض. تقترب مجموعة الكربوكسيل لأحد الأحماض الأمينية من المجموعة الأمينية الأخرى ، وعندما ينقسم جزيء الماء ، تظهر رابطة تساهمية قوية ، تسمى رابطة الببتيد ، بين بقايا الأحماض الأمينية. مركب يتكون من عدد كبير من الأحماض الأمينية يسمى عديد الببتيد. كل بروتين هو عديد ببتيد في التكوين.

احماض نووية. هناك نوعان من الأحماض النووية في الخلايا: الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA). تؤدي الأحماض النووية أهم الوظائف في الخلية وظائف بيولوجية. يخزن الحمض النووي المعلومات الوراثية حول جميع خصائص الخلية والكائن الحي ككل. تشارك أنواع مختلفة من الحمض النووي الريبي في تنفيذ المعلومات الوراثية من خلال تخليق البروتين.

خاصة دورا هامايلعب نوكليوتيد الأدينيل دورًا في الطاقة الحيوية للخلايا ، حيث يتم إرفاق بقايا حمض الفوسفوريك - حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك (ATP). تستخدم جميع الخلايا طاقة ATP لعمليات التخليق الحيوي ، والحركة ، وإنتاج الحرارة ، والنبضات العصبية ، أي لجميع عمليات الحياة. ATP هو مجمع عالمي للطاقة البيولوجية. يتم تخزين الطاقة الضوئية للشمس والطاقة الموجودة في الطعام المستهلك في جزيئات ATP.

كان بعض الأشخاص في المدرسة محظوظين في فصل الكيمياء ليس فقط لكتابة اختبارات مملة وحساب الكتلة المولية أو الإشارة إلى التكافؤ ، ولكن أيضًا لمشاهدة كيفية إجراء المعلم للتجارب. دائمًا ، كجزء من التجربة ، كما لو كان لون السوائل في أنابيب الاختبار بفعل السحر ، يتغير بشكل غير متوقع ، ويمكن لشيء آخر أن ينفجر أو يحترق بشكل جميل. ربما لم تكن التجارب مذهلة ، لكنها لا تزال مثيرة للاهتمام والتي تستخدم ماء و المواد الكارهة للماء. بالمناسبة ، ما هو ولماذا هم فضوليون؟

الخصائص الفيزيائية

في دروس الكيمياء ، مرورًا بالعنصر التالي من الجدول الدوري ، وكذلك جميع المواد الأساسية ، تحدثنا بالضرورة عن خصائص مختلفة. بما في ذلك المتضررين الخصائص الفيزيائية: الكثافة ، بوصة الظروف الطبيعيةنقطة الانصهار والغليان والصلابة واللون والتوصيل الكهربائي والتوصيل الحراري وغيرها الكثير. في بعض الأحيان كان هناك حديث عن خصائص مثل الكره للماء أو الماء ، لكن كقاعدة عامة ، لا يتحدثون عن هذا بشكل منفصل. وفي الوقت نفسه ، هذه مجموعة مثيرة للاهتمام من المواد التي يمكن مواجهتها بسهولة الحياة اليومية. لذلك سيكون من المفيد معرفة المزيد عنها.

المواد الكارهة للماء

يمكن بسهولة أخذ الأمثلة من الحياة. لذلك ، لا يمكنك خلط الماء بالزيت - الجميع يعرف ذلك. إنه ببساطة لا يذوب ، لكنه يظل عائمًا على شكل فقاعات أو فيلم على السطح ، لأن كثافته أقل. ولكن لماذا هذا وما هي المواد الأخرى الكارهة للماء الموجودة؟

عادة ما تحتوي هذه المجموعة على الدهون وبعض البروتينات والسيليكون. يأتي اسم المواد من الكلمات اليونانية hydor - الماء و phobos - الخوف ، لكن هذا لا يعني أن الجزيئات خائفة. إنها فقط صغيرة أو غير قابلة للذوبان تمامًا ، وتسمى أيضًا غير قطبية. لا يوجد كاره للماء مطلقًا ، حتى تلك المواد التي يبدو أنها لا تتفاعل مع الماء على الإطلاق ، لا تزال تمتصه ، وإن كان بكميات ضئيلة. من الناحية العملية ، يبدو ملامسة مثل هذه المادة مع H 2 O وكأنه فيلم أو قطرات ، أو يبقى السائل على السطح ويأخذ شكل كرة ، نظرًا لأنه يحتوي على أصغر مساحة سطح ويوفر الحد الأدنى من التلامس.

تنسب الخصائص الكارهة للماء إلى مواد معينة. ويرجع ذلك إلى معدل الجذب المنخفض لكيفية حدوث ذلك ، على سبيل المثال ، مع الهيدروكربونات.

المواد المحبة للماء

اسم هذه المجموعة ، كما قد تتخيل ، يأتي أيضًا من الكلمات اليونانية. لكن في هذه الحالة ، الجزء الثاني من المحبة هو الحب ، وهذا يميز تمامًا علاقة هذه المواد بالماء - "التفاهم المتبادل" الكامل وقابلية الذوبان الممتازة. هذه المجموعة ، التي تسمى أحيانًا "القطبية" ، تشمل الكحوليات البسيطة والسكريات والأحماض الأمينية وما إلى ذلك. وبناءً على ذلك ، فإنها تتمتع بمثل هذه الخصائص ، نظرًا لأن لديها طاقة جذب عالية لجزيء الماء. بالمعنى الدقيق للكلمة ، بشكل عام ، جميع المواد محبة للماء بدرجة أكبر أو أقل.

البرمائيات

ولكن هل من الممكن أن تحتوي المواد الكارهة للماء في نفس الوقت على خصائص محبة للماء؟ اتضح نعم! تسمى هذه المجموعة من المواد ثنائي المحبب أو برمائي. اتضح أن نفس الجزيء يمكن أن يحتوي في بنيته على عناصر قابلة للذوبان - قطبية ، وطاردة للماء - غير قطبية. تحتوي هذه الخصائص ، على سبيل المثال ، على بعض البروتينات والدهون والمواد الخافضة للتوتر السطحي والبوليمرات والببتيدات. عند التفاعل مع الماء ، فإنها تشكل العديد من الهياكل فوق الجزيئية: الطبقات الأحادية ، الجسيمات الشحمية ، المذيلات ، الأغشية ثنائية الطبقة ، الحويصلات ، إلخ. في هذه الحالة ، تبين أن المجموعات القطبية موجهة نحو السائل.

المعنى والتطبيق في الحياة

بالإضافة إلى تفاعل الماء والزيت ، يمكن للمرء أن يجد الكثير من الأدلة على أن المواد الكارهة للماء توجد في كل مكان تقريبًا. وبالتالي ، فإن الأسطح النظيفة للمعادن وأشباه الموصلات وكذلك جلد الحيوان وأوراق النبات وغطاء الكيتين الحشري لها خصائص مماثلة.

في الطبيعة ، كلا النوعين من المواد مهمان. وبالتالي ، يتم استخدام المواد المائية في النقل في كائنات الحيوانات والنباتات ، كما يتم إفراز المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي باستخدام محاليل السوائل البيولوجية. المواد غير القطبية لها أهمية كبيرة في التكوين أغشية الخلايامع نفاذية انتقائية. هذا هو السبب في أن هذه الخصائص تلعب دورًا مهمًا في مسار العمليات البيولوجية.

في السنوات الاخيرةيقوم العلماء بتطوير مواد جديدة كارهة للماء لحمايتهم مواد متعددةمن الترطيب والتلوث ، وبالتالي إنشاء أسطح ذاتية التنظيف. الملابس والمنتجات المعدنية ومواد البناء وزجاج السيارات - هناك العديد من مجالات التطبيق. ستؤدي الدراسة الإضافية لهذا الموضوع إلى تطوير مواد متعددة الكراهية والتي ستصبح أساسًا للأسطح المقاومة للأوساخ. من خلال إنشاء مثل هذه المواد ، يمكن للأشخاص توفير الوقت والمال والموارد ، وسيكون من الممكن أيضًا تقليل درجة منتجات التنظيف. لذا فإن المزيد من التطورات ستفيد الجميع.