Leçon 2.

Sujet de la leçon : Substances inorganiques de la cellule.

Le but de la leçon : approfondir les connaissances sur les substances inorganiques de la cellule.

Objectifs de la leçon:

Éducatif: Considérer les caractéristiques structurelles des molécules d'eau en relation avec son rôle le plus important dans la vie d'une cellule, révéler le rôle de l'eau et des sels minéraux dans la vie des organismes vivants ;

Éducatif: Continuer le développement de la pensée logique des élèves, continuer à développer les compétences nécessaires pour travailler avec diverses sources d'information ;

Éducatif: Poursuivre la formation d'une vision scientifique du monde, l'éducation d'un individu possédant des connaissances en biologie ; formation et développement des fondements moraux et idéologiques de l'individu ; poursuivre la formation d'une conscience environnementale, en nourrissant l'amour de la nature ;

Équipement : application multimédia pour le manuel, le projecteur, l'ordinateur, les fiches de tâches,diagramme "Éléments. Substances de la cellule." Tubes à essai, bécher, glace, lampe à alcool, sel de table, alcool éthylique, saccharose, huile végétale.

Concepts de base: dipôle, hydrophilie, hydrophobicité, cations, anions.

Type de cours : combiné

Méthodes d'enseignement : reproductif, partiellement exploratoire, expérimental.

Les étudiants doivent:

Savoir les principaux éléments et composés chimiques qui composent la cellule ;

Être capable de expliquer l'importance des substances inorganiques dans les processus vitaux.

Structure de la leçon

1.Moment organisationnel

Salutations, préparation au travail.

Au début et à la fin du cours, un échauffement psychologique est effectué. Son objectif est de déterminer l'état émotionnel des étudiants. Chaque élève reçoit une assiette à six faces - une échelle permettant de déterminer l'état émotionnel (Fig. 1). Chaque élève coche sous le visage dont l'expression reflète son humeur.

2. Tester les connaissances des étudiants

Test « Composition chimique de la cellule » (Annexe)

3. Fixation d'objectifs et motivation

"Eau! Vous n’avez ni goût, ni couleur, ni odeur, vous ne pouvez être décrit. Une personne vous apprécie sans comprendre ce que vous êtes réellement. On ne peut pas dire que vous êtes nécessaires à la vie, vous êtes la vie elle-même. Vous donnez partout et partout un sentiment de bonheur qui ne peut être compris par aucun de nos sens. Vous nous redonnez nos forces. Ta miséricorde fait revivre les sources asséchées de notre cœur. Vous êtes la plus grande richesse du monde. Vous êtes une richesse qu'on peut facilement faire fuir, mais vous nous donnez un bonheur si simple et si précieux », cet hymne enthousiaste à l'eau a été écrit par l'écrivain et pilote français Antoine de Saint-Exupéry, qui a dû éprouver les affres de la soif au désert chaud.

Avec ces mots merveilleux, nous commençons une leçon dont le but est d'élargir la compréhension de l'eau - la substance qui a créé notre planète.

1. Mise à jour

Quelle est l’importance de l’eau dans la vie humaine ?

(Réponses des élèves sur l'importance de l'eau dans la vie humaine0

1. Présentation du nouveau matériel.

L'eau est la substance inorganique la plus courante dans les organismes vivants, son composant essentiel, l'habitat de nombreux organismes et le principal solvant de la cellule.

Vers du poème de M. Dudnik :

On dit qu'une personne est composée de quatre-vingts pour cent d'eau,

De l'eau, pourrais-je ajouter, de ses rivières natales,

De l'eau, j'ajouterai, de la pluie qui l'a abreuvé,

De l'eau, pourrais-je ajouter, de l'eau ancienne des sources,

À quoi buvaient les grands-pères et les arrière-grands-pères.

Exemples de teneur en eau dans diverses cellules du corps :

Dans un jeune corps humain ou animal – 80 % de la masse cellulaire ;

Dans les cellules du corps ancien – 60%

Dans le cerveau – 85 % ;

Dans les cellules de l'émail dentaire – 10-15%.

Si une personne perd 20 % de son eau, elle meurt.

Considérons la structure d'une molécule d'eau :

H2O – formule moléculaire,

H – O – H – formule développée,

La molécule d’eau a une structure angulaire : c’est un triangle isocèle avec un angle au sommet de 104,5°.

Le poids moléculaire de l’eau à l’état vapeur est de 18 g/mol. Cependant, le poids moléculaire de l’eau liquide s’avère plus élevé. Cela indique que dans l'eau liquide, il existe une association de molécules provoquée par des liaisons hydrogène.

Quel est le rôle de l’eau dans la cellule ?

En raison de la polarité élevée de ses molécules, l’eau est un solvant sans égal pour d’autres composés polaires. Plus de substances se dissolvent dans l’eau que dans tout autre liquide. C'est pourquoi de nombreuses réactions chimiques ont lieu dans le milieu aqueux de la cellule. L'eau dissout les produits métaboliques et les élimine de la cellule et du corps dans son ensemble.

L'eau a une capacité thermique élevée, c'est-à-dire capacité à absorber la chaleur. Avec un changement minime de sa propre température, une quantité importante de chaleur est libérée ou absorbée. Grâce à cela, il protège la cellule des changements brusques de température. Étant donné que l'évaporation de l'eau consomme beaucoup de chaleur, les organismes peuvent se protéger de la surchauffe (par exemple en transpirant).

L'eau a une conductivité thermique élevée. Cette propriété permet de répartir uniformément la chaleur entre les tissus du corps.

L'eau est l'une des principales substances de la nature, sans laquelle le développement du monde organique des plantes, des animaux et des humains est impossible. Là où c'est, il y a la vie.

Démonstration d'expériences. Dressez un tableau avec les élèves.

a) Dissoudre les substances suivantes dans l'eau : sel de table, alcool éthylique, saccharose, huile végétale.

Pourquoi certaines substances se dissolvent-elles dans l’eau et d’autres non ?

Le concept de substances hydrophiles et hydrophobes est donné.

Les substances hydrophiles sont des substances hautement solubles dans l'eau.

Les substances hydrophobes sont des substances peu solubles dans l'eau.

B) Placez un morceau de glace dans un verre d'eau.

Que pouvez-vous dire de la densité de l’eau et de la glace ?

À l'aide du manuel, vous devez remplir en groupe le tableau « Sels minéraux ». A la fin du travail, il y a une discussion sur les données saisies dans le tableau.

La capacité tampon est la capacité d’une cellule à maintenir la constance relative d’un environnement légèrement alcalin.

1. Consolidation du matériel étudié.

Résoudre des problèmes biologiques en groupe.

Tache 1.

Pour certaines maladies, une solution à 0,85 pour cent de sel de table, appelée solution saline, est injectée dans le sang. Calculez : a) combien de grammes d'eau et de sel faut-il prendre pour obtenir 5 kg de solution saline ; b) combien de grammes de sel sont introduits dans le corps lorsque 400 g de solution saline sont perfusés.

Tâche 2.

Dans la pratique médicale, une solution à 0,5 pour cent de permanganate de potassium est utilisée pour laver les plaies et se gargariser. Quel volume de solution saturée (contenant 6,4 g de ce sel dans 100 g d'eau) et d'eau pure faut-il prélever pour préparer 1 litre d'une solution à 0,5 pour cent (ρ = 1 g/cm 3 ).

Exercice.

Écrire un sujet syncwine : l'eau

1. Devoirs : section 2.3

Trouvez dans les œuvres littéraires des exemples de descriptions des propriétés et des qualités de l'eau, sa signification biologique.

Schéma "Éléments. Substances de la cellule"

Notes de base pour la leçon

Eau. Parmi les substances inorganiques qui composent la cellule, la plus importante est l'eau. Sa quantité varie de 60 à 95 % de la masse cellulaire totale. L'eau joue un rôle vital dans la vie des cellules et des organismes vivants en général. Outre le fait qu’il fait partie de leur composition, il constitue également pour de nombreux organismes un habitat.

Le rôle de l'eau dans une cellule est déterminé par ses propriétés chimiques et physiques uniques, associées principalement à la petite taille de ses molécules, à la polarité de ses molécules et à leur capacité à former des liaisons hydrogène entre elles.

L'eau en tant que composant des systèmes biologiques remplit les fonctions essentielles suivantes :

1. Eau- solvant universel pour les substances polaires, telles que les sels, les sucres, les alcools, les acides, etc. Les substances hautement solubles dans l'eau sont appelées hydrophile. Lorsqu'une substance entre en solution, ses molécules ou ions peuvent se déplacer plus librement ; En conséquence, la réactivité de la substance augmente. C’est pour cette raison que la plupart des réactions chimiques dans la cellule se produisent dans des solutions aqueuses. Ses molécules participent à de nombreuses réactions chimiques, par exemple à la formation ou à l'hydrolyse de polymères. Dans le processus de photosynthèse, l’eau est un donneur d’électrons, une source d’ions hydrogène et d’oxygène libre.
2. L'eau ne dissout pas les substances non polaires et ne se mélange pas avec elles, car elle ne peut pas former de liaisons hydrogène avec elles. Les substances insolubles dans l'eau sont appelées hydrophobe. Les molécules hydrophobes ou des parties de celles-ci sont repoussées par l'eau et, en sa présence, elles sont attirées les unes vers les autres. De telles interactions jouent un rôle important en assurant la stabilité des membranes, ainsi que de nombreuses molécules protéiques, acides nucléiques et un certain nombre de structures subcellulaires.
3. L'eau a une spécificité élevée capacité thermique. Rompre les liaisons hydrogène qui maintiennent les molécules d’eau ensemble nécessite l’absorption d’une grande quantité d’énergie. Cette propriété assure le maintien de l'équilibre thermique du corps lors de changements importants de température ambiante. De plus, l'eau est différente conductivité thermique élevée, ce qui permet au corps de maintenir la même température dans tout son volume.
4. L'eau est caractérisée chaleur de vaporisation élevée, c'est-à-dire c'est-à-dire la capacité des molécules à évacuer une quantité importante de chaleur tout en refroidissant le corps. Grâce à cette propriété de l'eau, qui se manifeste lors de la transpiration chez les mammifères, de l'essoufflement thermique chez les crocodiles et autres animaux et de la transpiration chez les plantes, la surchauffe est évitée.
5. C'est une caractéristique exclusive de l'eau tension superficielle élevée. Cette propriété est très importante pour les processus d'adsorption, pour le mouvement des solutions à travers les tissus (circulation sanguine, courants ascendants et descendants dans les plantes). Pour de nombreux petits organismes, la tension superficielle leur permet de flotter sur l’eau ou de glisser sur sa surface.
6. L'eau fournit mouvement de substances dans la cellule et le corps, absorption de substances et excrétion de produits métaboliques.
7. Chez les plantes, l'eau détermine turgescence cellules, et chez certains animaux effectue fonctions supports,étant un squelette hydrostatique (ronds et annélides, échinodermes).
8. L'eau fait partie intégrante fluides lubrifiants(synovial - dans les articulations des vertébrés, pleural - dans la cavité pleurale, péricardique - dans le sac péricardique) et vase(faciliter le mouvement des substances dans les intestins, créer un environnement humide sur les muqueuses des voies respiratoires). Cela fait partie de la salive, de la bile, des larmes, du sperme, etc.

Des sels minéraux. Les substances inorganiques présentes dans la cellule, à l'exception de l'eau, Sels minéraux Precspavlev. Les molécules de sel dans une solution aqueuse se décomposent en cations et anions. Les plus importants sont les cations (K +, Na +, Ca 2+, Mg:+, NH 4 +) et les anions (C1, H 2 P0 4 -, HP0 4 2-, HC0 3 -, NO3 2--, SO 4 2-) Non seulement le contenu, mais aussi le rapport des ions dans la cellule est important.

La différence entre les quantités de cations et d'anions à la surface et à l'intérieur de la cellule assure l'apparition potentiel d'action, ce qui est à l'origine de l'apparition d'une excitation nerveuse et musculaire. La différence de concentrations d'ions sur les différents côtés de la membrane détermine le transfert actif de substances à travers la membrane, ainsi que la conversion d'énergie.

Une cellule est un système d'autorégulation complexe dans lequel des centaines de réactions chimiques se produisent simultanément et dans un certain ordre visant à maintenir son activité vitale, sa croissance et son développement. L'étude de la composition chimique des cellules montre que dans les organismes vivants, il n'existe pas d'éléments chimiques particuliers qui leur sont propres : c'est en cela que se manifeste l'unité de la composition chimique de la nature vivante et non vivante.

Sur les 115 éléments chimiques existants dans la nature, au moins la moitié d'entre eux participent activement aux processus vitaux. De plus, 24 d'entre eux sont obligatoires et se trouvent dans presque tous les types de cellules, et 10 éléments sont de la plus haute importance - l'azote (N), l'hydrogène (H), le carbone (C), l'oxygène (O), le phosphore (P), soufre (S) , sodium (Na), potassium (K), calcium (Ca), magnésium (Mg) - à partir d'eux, les principaux composants de la cellule sont construits.

Selon le pourcentage contenu dans la cellule, les éléments chimiques sont divisés en trois groupes :

· macroéléments, contenu dans la cage - 10 -3 ; l'oxygène, le carbone, l'hydrogène, l'azote, le phosphore, le soufre, le calcium, le potassium, le chlore, le sodium et le magnésium, constituant plus de 99 % de la masse cellulaire ;

· les microéléments, dont la teneur varie de 10 -3 -10 -6 ; fer, manganèse, cuivre, zinc, cobalt, nickel, iode, brome, fluor, bore ; leur douleur représente 1,0 % de la masse cellulaire ;

· ultramicroéléments, étant inférieur à 10 -6 ; or, argent, uranium, béryllium, césium, sélénium, etc. ; au total - moins de 0,1% de la masse cellulaire.

Malgré leur faible teneur dans les organismes vivants, les micro et ultramicroéléments jouent un rôle important : ils font partie de diverses enzymes, vitamines et déterminent ainsi le développement et le fonctionnement normaux des structures cellulaires et de l'organisme dans son ensemble.

Chacun des éléments chimiques présents dans les organismes vivants remplit une fonction importante (tableau 1).

Tableau 1.

FONCTIONS DES ÉLÉMENTS DANS LES ORGANISMES VIVANTS

Les éléments chimiques dans les cellules se trouvent sous forme d'ions, dans la composition de substances inorganiques ou organiques.

Eau et composés inorganiques, leur rôle dans la cellule.

Substances inorganiques (minérales)- ce sont des composés chimiques relativement simples que l'on retrouve aussi bien dans la nature vivante qu'inanimée (dans les minéraux, les eaux naturelles). Parmi les composés inorganiques, l'eau, les sels minéraux, les acides et les bases sont importants.

La teneur moyenne en eau dans les cellules de la plupart des organismes est d'environ 70 % (dans les cellules d'une méduse - 96 %). La quantité d'eau dans différents organes et tissus varie et dépend du niveau de leurs processus métaboliques. Ainsi, chez l'homme, la teneur en eau dans les cellules de l'émail dentaire est de 10 %, celle du tissu osseux de 20 %, du tissu adipeux de 40 %, des reins de 80 %, du cerveau jusqu'à 85 % et dans les cellules embryonnaires jusqu'à 97 %. .

Une teneur aussi élevée en eau témoigne de son rôle important dans les cellules des organismes vivants, en raison de sa structure. Les molécules d'eau sont de petite taille et non linéaires

Riz. 1. Formule d'eau.

structure spatiale. Les atomes d'une molécule sont maintenus ensemble par liaisons covalentes polaires, qui lient un atome d’oxygène à deux atomes d’hydrogène. La polarité des liaisons covalentes, c'est-à-dire la répartition inégale des charges s'explique dans ce cas par la forte électronégativité de l'atome d'oxygène, qui attire les électrons des paires d'électrons communes, ce qui entraîne l'apparition d'une charge partielle négative sur l'atome d'oxygène et d'une charge partielle positive sur l'hydrogène. atomes. Des liaisons hydrogène se forment entre les atomes d'oxygène et d'hydrogène des molécules d'eau voisines, grâce auxquelles, dans des conditions normales, l'eau a son état liquide d'origine. Cependant, les liaisons hydrogène sont environ 20 fois plus faibles que les liaisons covalentes, elles se rompent donc facilement lorsque l'eau s'évapore.

Propriétés de l'eau :

- solvant universel– les composés inorganiques et organiques polaires se dissolvent dans l'eau ; les substances hautement solubles dans l'eau (de nombreux sels minéraux, acides, alcalis, alcools, sucres, vitamines, certaines protéines - albumines, histones) sont appelées polysaccharides, graisses, acides nucléiques, certaines protéines - globulines, fibrillaires), hydrophile ; substances peu ou pas du tout solubles dans l'eau (certains sels, vitamines sont appelés hydrophobe .

- capacité thermique spécifique élevée– la capacité d'absorber la chaleur avec des changements minimes de sa propre température ; Lorsque l’eau s’évapore, rompre les liaisons hydrogène qui maintiennent les molécules ensemble nécessite d’absorber une grande quantité d’énergie. Ainsi, en évaporant l’eau, les organismes peuvent se protéger de la surchauffe.

- conductivité thermique élevée– répartition uniforme de la chaleur entre les tissus corporels.

- tension superficielle élevée– est important pour les processus d’adsorption, pour le mouvement des solutions à travers les tissus (circulation sanguine chez les animaux, courant ascendant chez les plantes), retenant les petits organismes à la surface ou glissant à la surface de l’eau.

- l'eau n'est pratiquement pas comprimée, créant une pression de turgescence, basée sur les phénomènes d'osmose, et déterminant le volume et l'élasticité des cellules et des tissus.

Osmose – pénétration de molécules de solvant (eau) à travers une membrane biologique dans une solution d'une substance. Pression osmotique est la pression avec laquelle le solvant pénètre dans la membrane. L'ampleur de la pression osmotique augmente avec l'augmentation de la concentration de la solution. La pression osmotique des fluides corporels humains est égale à la pression d’une solution de chlorure de sodium à 0,85 %, c’est-à-dire une solution isotonique. Les solutions plus concentrées sont dites hypertoniques et les solutions moins concentrées sont appelées hypotoniques.

L'eau se trouve dans la cellule sous forme libre et liée. L'eau liée - 4 à 5 % - fait partie des structures fibrillaires et se combine avec certaines protéines, formant autour d'elles une enveloppe de solvatation. L'eau gratuite – 95 à 96 % – remplit un certain nombre de fonctions biologiquement importantes.

Fonctions de l'eau :

1) transport – assure le mouvement des substances dans la cellule et le corps, l'absorption

2) métabolique – est le milieu de toutes les réactions biochimiques dans la cellule ;

3) structurel – le cytoplasme cellulaire contient de 60 à 95 % d'eau ; Chez les plantes, l’eau assure la turgescence ; chez les rondes et les annélides, c'est un squelette hydrostatique.

Substances inorganiques.

L’écrasante majorité des substances inorganiques se présentent sous forme de sels, soit dissociés en ions, soit à l’état solide.

Les ions inorganiques sont d'une importance non négligeable pour assurer les processus vitaux de la cellule - ce sont cations(K + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ , NH 3 + ) et anions(Cl -, HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, HCO -, NO 3 -) sels minéraux. La teneur en cations et anions dans la cellule diffère de leur concentration dans l'environnement entourant la cellule, en raison de la régulation active du transfert de substance par la membrane. Ainsi, la constance de la composition chimique d'une cellule vivante est assurée. Avec la mort de la cellule, la concentration de substances dans l'environnement et dans le cytoplasme s'égalise.

Les ions contenus dans le corps sont importants pour maintenir une réaction constante du milieu (pH) dans la cellule et dans les solutions qui l'entourent, c'est-à-dire sont composants des systèmes tampons. Mise en mémoire tampon – la capacité d’une cellule à maintenir à un niveau constant la réaction légèrement alcaline de son contenu. Les anions d'acides faibles et d'alcalis faibles se lient aux ions H + et aux ions hydroxyle (OH -), grâce à quoi la réaction à l'intérieur de la cellule reste pratiquement inchangée. Les propriétés tampons de la cellule dépendent de la concentration en sel. Les systèmes tampons les plus importants chez les mammifères sont le phosphate et le bicarbonate.

Système tampon phosphate– se compose de H 2 PO 4 - et HPO 4 2- et maintient le pH du liquide intracellulaire dans la plage de 6,9 ​​à 7,4. Le principal système tampon de l'environnement extracellulaire (plasma sanguin) est le système bicarbonate, constitué de H 2 CO 3 et HCO 3 et maintenant un pH de 7,4.

Les acides inorganiques et leurs sels sont importants dans la vie des organismes :

L'acide chlorhydrique fait partie du suc gastrique ;

Les résidus d'acide sulfurique, rejoignant les substances étrangères insolubles dans l'eau, les rendent solubles, facilitant ainsi leur élimination de l'organisme ;

Les sels inorganiques de sodium et de potassium des acides nitreux et phosphorique, le sel de calcium de l'acide sulfurique servent de composants de la nutrition minérale des plantes (comme engrais) ;

Les sels de calcium et de phosphore font partie du tissu osseux animal.

Matière organique – de nombreux composés carbonés synthétisés principalement par les organismes vivants.

Le rapport des éléments chimiques dans les corps vivants est différent de celui des objets inanimés. Les plus courants dans la croûte terrestre sont Si, Al, O 2, Na - 90 %. Dans les organismes vivants : H, O, C, N – 98 %. Cette différence est due aux particularités des propriétés chimiques de l'hydrogène, de l'oxygène, du carbone et de l'azote, ce qui fait qu'ils se sont révélés les plus adaptés à la formation de molécules remplissant des fonctions biologiques.

L'hydrogène, l'oxygène, le carbone et l'azote sont capables de former de fortes liaisons covalentes en appariant des électrons appartenant à deux atomes. L'oxygène, le carbone et l'azote forment des liaisons simples et doubles, donnant naissance à une grande variété de composés chimiques. La capacité des atomes de carbone à interagir les uns avec les autres via la formation de liaisons covalentes carbone-carbone est particulièrement importante. Chaque atome de carbone peut former des liaisons covalentes avec quatre atomes de carbone. Les atomes de carbone liés de manière covalente peuvent former la charpente d’innombrables molécules organiques. Parce que les atomes de carbone forment facilement des liaisons covalentes avec l’oxygène, l’azote et le soufre, les molécules organiques atteignent une complexité et une diversité structurelle exceptionnelles.

Les composés organiques représentent en moyenne 20 à 30 % de la masse cellulaire d'un organisme vivant. Il y a: monomères – de petites molécules organiques de faible poids moléculaire qui servent de blocs de construction aux polymères ; polymères – des macromolécules plus grosses et de poids moléculaire élevé.

Les polymères sont des chaînes linéaires ou ramifiées contenant un grand nombre d'unités monomères. Homopolymères– représenté par un type de monomère (cellulose), hétéropolymères– plusieurs monomères différents (protéine, ADN, ARN). Si un groupe de monomères se répète périodiquement dans une molécule, alors un polymère est appelé régulier, en molécules irrégulier il n'y a pas de répétabilité visible des polymères.

Les substances organiques comprennent les biopolymères – protéines, acides nucléiques et glucides ; ainsi que les graisses.

Différents types de cellules contiennent des quantités inégales de certains composés organiques (dans les cellules végétales, les glucides complexes - les polysaccharides - prédominent ; dans les cellules animales - plus de protéines et de graisses). Cependant, chaque groupe de substances organiques dans n’importe quel type de cellule remplit des fonctions similaires.

Informations connexes.

Une cellule est l'unité structurelle élémentaire des organismes vivants. Tous les êtres vivants – qu’il s’agisse d’humains, d’animaux, de plantes, de champignons ou de bactéries – possèdent en leur sein une cellule. Dans le corps d'une personne, il y a beaucoup de ces cellules - des centaines de milliers de cellules composent le corps des mammifères et des reptiles, mais dans le corps d'une personne, il y en a peu - de nombreuses bactéries sont constituées d'une seule cellule. Mais le nombre de cellules n’est pas aussi important que leur présence.

On sait depuis longtemps que les cellules possèdent toutes les propriétés des êtres vivants : elles respirent, se nourrissent, se reproduisent, s'adaptent aux nouvelles conditions et meurent même. Et comme tous les êtres vivants, les cellules contiennent des substances organiques et inorganiques.

Bien plus, car c'est aussi de l'eau, et bien sûr, la plus grande partie de la section appelée « substances inorganiques de la cellule » est allouée à l'eau - elle représente 40 à 98 % du volume total de la cellule.

L'eau dans une cellule remplit de nombreuses fonctions importantes : elle assure l'élasticité de la cellule, la vitesse des réactions chimiques qui s'y déroulent, le mouvement des substances entrantes dans toute la cellule et leur élimination. De plus, de nombreuses substances se dissolvent dans l'eau, elle peut participer à des réactions chimiques, et c'est l'eau qui est responsable de la thermorégulation de tout le corps, car l'eau a une bonne conductivité thermique.

En plus de l'eau, les substances inorganiques de la cellule comprennent également de nombreuses substances minérales, divisées en macroéléments et microéléments.

Les macroéléments comprennent des substances telles que le fer, l'azote, le potassium, le magnésium, le sodium, le soufre, le carbone, le phosphore, le calcium et bien d'autres.

Les oligo-éléments sont majoritairement des métaux lourds comme le bore, le manganèse, le brome, le cuivre, le molybdène, l'iode et le zinc.

Le corps contient également des ultramicroéléments, notamment de l'or, de l'uranium, du mercure, du radium, du sélénium et d'autres.

Toutes les substances inorganiques de la cellule jouent un rôle important. Ainsi, l’azote intervient dans une grande variété de composés, tant protéiques que non protéiques, et contribue à la formation de vitamines, d’acides aminés et de pigments.

Le calcium est un antagoniste du potassium et sert de colle aux cellules végétales.

Le fer est impliqué dans le processus de respiration et fait partie des molécules d'hémoglobine.

Le cuivre est responsable de la formation des cellules sanguines, de la santé cardiaque et du bon appétit.

Le bore est responsable du processus de croissance, notamment chez les plantes.

Le potassium assure les propriétés colloïdales du cytoplasme, la formation de protéines et la fonction cardiaque normale.

Le sodium assure également le bon rythme de l'activité cardiaque.

Le soufre participe à la formation de certains acides aminés.

Le phosphore est impliqué dans la formation d'un grand nombre de composés essentiels, tels que les nucléotides, certaines enzymes, l'AMP, l'ATP, l'ADP.

Et seul le rôle des ultramicroéléments est encore totalement inconnu.

Mais les substances inorganiques de la cellule ne pouvaient à elles seules la rendre complète et vivante. La matière organique est tout aussi importante.

C comprennent les glucides, les lipides, les enzymes, les pigments, les vitamines et les hormones.

Les glucides sont divisés en monosaccharides, disaccharides, polysaccharides et oligosaccharides. Les mono-di- et polysaccharides sont la principale source d'énergie pour les cellules et le corps, mais les oligosaccharides insolubles dans l'eau collent les tissus conjonctifs ensemble et protègent les cellules des influences extérieures néfastes.

Les lipides sont divisés en graisses elles-mêmes et en lipides, substances ressemblant à des graisses qui forment des couches moléculaires orientées.

Les enzymes sont des catalyseurs qui accélèrent les processus biochimiques dans le corps. De plus, les enzymes réduisent la quantité d’énergie consommée pour rendre une molécule réactive.

Les vitamines sont nécessaires pour réguler l’oxydation des acides aminés et des glucides, ainsi que pour une croissance et un développement complets.

Les hormones sont nécessaires à la régulation du fonctionnement du corps.

Cellule

Du point de vue du concept de systèmes vivants selon A. Lehninger.

Une cellule vivante est un système isotherme de molécules organiques capables de s’autoréguler et de s’auto-reproduire, extrayant de l’énergie et des ressources de l’environnement.

Un grand nombre de réactions séquentielles ont lieu dans une cellule, dont la vitesse est régulée par la cellule elle-même.

La cellule se maintient dans un état dynamique stationnaire, loin de l'équilibre avec l'environnement.

Les cellules fonctionnent sur le principe d'une consommation minimale de composants et de processus.

Que. Une cellule est un système ouvert vivant élémentaire capable d’existence, de reproduction et de développement indépendants. C'est l'unité structurelle et fonctionnelle élémentaire de tous les organismes vivants.

Composition chimique des cellules.

Sur les 110 éléments du tableau périodique de Mendeleïev, 86 sont constamment présents dans le corps humain. 25 d’entre eux sont nécessaires à la vie normale, 18 d’entre eux sont absolument nécessaires et 7 sont utiles. Conformément au pourcentage contenu dans la cellule, les éléments chimiques sont divisés en trois groupes :

Macroéléments Les principaux éléments (organogènes) sont l'hydrogène, le carbone, l'oxygène, l'azote. Leur concentration : 98 – 99,9%. Ce sont des composants universels des composés cellulaires organiques.

Microéléments - sodium, magnésium, phosphore, soufre, chlore, potassium, calcium, fer. Leur concentration est de 0,1%.

Ultramicroéléments - bore, silicium, vanadium, manganèse, cobalt, cuivre, zinc, molybdène, sélénium, iode, brome, fluor. Ils affectent le métabolisme. Leur absence est à l'origine de maladies (zinc - diabète sucré, iode - goitre endémique, fer - anémie pernicieuse, etc.).

La médecine moderne connaît les interactions négatives entre les vitamines et les minéraux :

Le zinc réduit l'absorption du cuivre et entre en compétition avec le fer et le calcium pour l'absorption ; (et une carence en zinc provoque un affaiblissement du système immunitaire et un certain nombre de conditions pathologiques de la part des glandes endocrines).

Le calcium et le fer réduisent l'absorption du manganèse ;

La vitamine E ne se combine pas bien avec le fer et la vitamine C ne se combine pas bien avec les vitamines B.

Interaction positive :

La vitamine E et le sélénium, ainsi que le calcium et la vitamine K, agissent en synergie ;

La vitamine D est nécessaire à l’absorption du calcium ;

Le cuivre favorise l’absorption et augmente l’efficacité de l’utilisation du fer dans l’organisme.

Composants inorganiques de la cellule.

Eau– le composant le plus important de la cellule, le milieu de dispersion universel de la matière vivante. Les cellules actives des organismes terrestres sont constituées de 60 à 95 % d’eau. Dans les cellules et tissus au repos (graines, spores), il y a 10 à 20 % d'eau. L'eau dans la cellule se présente sous deux formes : libre et liée aux colloïdes cellulaires. L'eau libre est le solvant et le milieu de dispersion du système colloïdal du protoplasme. C'est 95%. L'eau liée (4 à 5 %) de toute l'eau cellulaire forme de faibles liaisons hydrogène et hydroxyle avec les protéines.

Propriétés de l'eau :

L'eau est un solvant naturel pour les ions minéraux et d'autres substances.

L'eau est la phase dispersive du système colloïdal du protoplasme.

L'eau est le milieu des réactions métaboliques cellulaires, car les processus physiologiques se produisent dans un environnement exclusivement aquatique. Fournit des réactions d'hydrolyse, d'hydratation, de gonflement.

Participe à de nombreuses réactions enzymatiques de la cellule et se forme au cours du métabolisme.

L'eau est une source d'ions hydrogène lors de la photosynthèse des plantes.

Importance biologique de l’eau :

La plupart des réactions biochimiques se produisent uniquement en solution aqueuse ; de nombreuses substances entrent et sortent des cellules sous forme dissoute. Ceci caractérise la fonction de transport de l’eau.

L'eau provoque des réactions d'hydrolyse - la dégradation des protéines, des graisses et des glucides sous l'influence de l'eau.

En raison de la chaleur élevée d’évaporation, le corps est refroidi. Par exemple, la transpiration chez les humains ou la transpiration chez les plantes.

La capacité thermique élevée et la conductivité thermique de l'eau contribuent à la répartition uniforme de la chaleur dans la cellule.

En raison des forces d’adhésion (eau – sol) et de cohésion (eau – eau), l’eau possède la propriété de capillarité.

L'incompressibilité de l'eau détermine l'état de stress des parois cellulaires (turgor) et du squelette hydrostatique des vers ronds.