Tableau des substances inorganiques de la biologie vivante. La biologie au Lycée

💖 Vous aimez ça ? Partagez le lien avec vos amis

Les cellules végétales et animales contiennent des substances inorganiques et organiques. Les substances inorganiques comprennent l'eau et les minéraux. Les substances organiques comprennent les protéines, les graisses, les glucides et les acides nucléiques.

Substances inorganiques

Eauest le composé qu’une cellule vivante contient en plus grande quantité. L'eau représente environ 70 % de la masse de la cellule. La plupart des réactions intracellulaires se produisent dans un environnement aqueux. L'eau dans la cellule est à l'état libre et liée.

L'importance de l'eau pour la vie d'une cellule est déterminée par sa structure et ses propriétés. La teneur en eau des cellules peut varier. 95% de l'eau est libre dans la cellule. Il est nécessaire comme solvant pour les substances organiques et inorganiques. Toutes les réactions biochimiques dans une cellule se produisent avec la participation de l'eau. L'eau est utilisée pour éliminer diverses substances de la cellule. L'eau a une conductivité thermique élevée et empêche les fluctuations brusques de température. 5 % de l'eau est dans un état lié, formant des composés faibles avec les protéines.

Minéraux dans la cellule, ils peuvent être à l'état dissocié ou en combinaison avec des substances organiques.

Éléments chimiques, qui participent aux processus métaboliques et ont une activité biologique sont appelés biogéniques.

Cytoplasmecontient environ 70 % d'oxygène, 18 % de carbone, 10 % d'hydrogène, du calcium, de l'azote, du potassium, du phosphore, du magnésium, du soufre, du chlore, du sodium, de l'aluminium et du fer. Ces éléments constituent 99,99 % de la composition de la cellule et sont appelés macroéléments. Par exemple, le calcium et le phosphore font partie des os. Le fer est un composant de l'hémoglobine.

Manganèse, bore, cuivre, zinc, iode, cobalt - microéléments. Ils représentent des millièmes de pour cent de la masse cellulaire. Les microéléments sont nécessaires à la formation d’hormones, d’enzymes et de vitamines. Ils affectent les processus métaboliques du corps. Par exemple, l'iode fait partie de l'hormone thyroïdienne, le cobalt fait partie de la vitamine B 12.

Or, mercure, radium, etc. - ultramicroéléments- constituent des millionièmes de pour cent de la composition de la cellule.

Un manque ou un excès de sels minéraux perturbe les fonctions vitales de l'organisme.

Matière organique

L'oxygène, l'hydrogène, le carbone, l'azote font partie des substances organiques. Les composés organiques sont de grosses molécules appelées polymères. Les polymères sont constitués de nombreuses unités répétitives (monomères). Les composés polymères organiques comprennent les glucides, les graisses, les protéines, les acides nucléiques et l'ATP.

Les glucides

Les glucidessont constitués de carbone, d'hydrogène et d'oxygène.

Monomèresles glucides sont monosaccharides. Les glucides sont divisés en monosaccharides, disaccharides et polysaccharides.

Monosaccharides- les sucres simples de formule (CH 2 O) n, où n est un nombre entier compris entre trois et sept. Selon le nombre d'atomes de carbone dans la molécule, on distingue les trioses (3C), les tétroses (4C), les pentoses (5C), les hexoses (6C) et les heptoses (7C).

TriosesC 3 H 6 O 3 - par exemple, le glycéraldéhyde et la dihydroxyacétone - jouent le rôle de produits intermédiaires dans le processus de respiration et participent à la photosynthèse. Les tétroses C 4 H 8 O 4 se trouvent dans les bactéries. Les pentoses C 5 H 10 O 5 - par exemple le ribose - font partie de l'ARN, le désoxyribose fait partie de l'ADN. Hexoses - C 6 H 12 O 6 - par exemple glucose, fructose, galactose. Le glucose est la source d'énergie de la cellule. Avec le fructose et le galactose, le glucose peut participer à la formation de disaccharides.

Disaccharidesse forment à la suite d'une réaction de condensation entre deux monosaccharides (hexoses) avec perte d'une molécule d'eau.

La formule des disaccharides est C 12 H 22 O 11 Parmi les disaccharides, les plus répandus sont le maltose, le lactose et le saccharose.

Le saccharose, ou sucre de canne, est synthétisé dans les plantes. Le maltose est formé à partir de l'amidon lors de sa digestion chez les animaux. Le lactose, ou sucre du lait, se trouve uniquement dans le lait.

Polysaccharides (simples) se forment à la suite de la réaction de condensation d'un grand nombre de monosaccharides. Les polysaccharides simples comprennent l'amidon (synthétisé dans les plantes), le glycogène (présent dans les cellules hépatiques et les muscles des animaux et des humains), la cellulose (qui forme la paroi cellulaire des plantes).

Polysaccharides complexes se forment à la suite de l’interaction des glucides avec les lipides. Par exemple, les glycolipides font partie des membranes. Les polysaccharides complexes comprennent également des composés de glucides avec des protéines (glycoprotéines). Par exemple, les glycoprotéines font partie du mucus sécrété par les glandes du tractus gastro-intestinal.

Fonctions des glucides :

1. Énergie: Le corps tire 60 % de son énergie de la dégradation des glucides. Lorsque 1 g de glucides est décomposé, 17,6 kJ d'énergie sont libérés.

2. Structurel et support : les glucides font partie de la membrane plasmique, la membrane des cellules végétales et bactériennes.

3. Stockage: les nutriments (glycogène, amidon) sont stockés dans les cellules.

4. Protecteur: les sécrétions (mucus) sécrétées par diverses glandes protègent les parois des organes creux, des bronches, de l'estomac et des intestins des dommages mécaniques, des bactéries nocives et des virus.

5. Participez à photosynthèse.

Graisses et substances apparentées

Graissessont constitués de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Monomères les graisses sont acide gras Et glycérol. Les propriétés des graisses sont déterminées par la composition qualitative des acides gras et leur rapport quantitatif. Les graisses végétales sont liquides (huiles), les graisses animales sont solides (par exemple le saindoux). Les graisses sont insolubles dans l’eau : ce sont des composés hydrophobes. Les graisses se combinent aux protéines pour former des lipoprotéines et aux glucides pour former des glycolipides. Les glycolipides et les lipoprotéines sont des substances semblables à des graisses.

Les substances grasses font partie des membranes cellulaires, des organites membranaires et du tissu nerveux. Les graisses peuvent se combiner avec le glucose et former des glycosides. Par exemple, le glycoside de digitoxine est une substance utilisée dans le traitement des maladies cardiaques.

Fonctions des graisses :

1. Énergie: avec la décomposition complète de 1 g de graisse en dioxyde de carbone et en eau, 38,9 kJ d'énergie sont libérés.

2. De construction: font partie de la membrane cellulaire.

3. Protecteur: une couche de graisse protège le corps de l'hypothermie, des chocs mécaniques et des chocs.

4. Réglementaire : Les hormones stéroïdes régulent les processus métaboliques et la reproduction.

5. Graisse- source eau endogène. Lorsque 100 g de graisse sont oxydés, 107 ml d'eau sont libérés.

Écureuils

Les protéines contiennent du carbone, de l'oxygène, de l'hydrogène et de l'azote. Monomères les écureuils sont acides aminés. Les protéines sont constituées de vingt acides aminés différents. Formule d'acides aminés :

La composition des acides aminés comprend : NH 2 - un groupe amino avec des propriétés basiques ; COOH est un groupe carboxyle et possède des propriétés acides. Les acides aminés diffèrent les uns des autres par leurs radicaux - R. Les acides aminés sont des composés amphotères. Ils sont reliés les uns aux autres dans la molécule protéique par des liaisons peptidiques.

Schéma de condensation des acides aminés (formation d'une liaison peptidique)

Il existe des structures protéiques primaires, secondaires, tertiaires et quaternaires. L'ordre, la quantité et la qualité des acides aminés qui composent une molécule protéique déterminent sa structure primaire. Les protéines ayant une structure primaire peuvent se joindre en hélice à l’aide de liaisons hydrogène et former une structure secondaire. Les chaînes polypeptidiques sont tordues d'une certaine manière en une structure compacte, formant un globule (boule) - c'est la structure tertiaire de la protéine. La plupart des protéines ont une structure tertiaire. Les acides aminés ne sont actifs qu'à la surface du globule. Les protéines qui ont une structure globulaire se combinent pour former une structure quaternaire. Le remplacement d'un acide aminé entraîne une modification des propriétés de la protéine (Fig. 30).

Lorsqu'elle est exposée à des températures élevées, à des acides et à d'autres facteurs, la destruction de la molécule protéique peut se produire. Ce phénomène est appelé dénaturation (Fig. 31). Parfois dénaturé

Riz. trente.Diverses structures de molécules protéiques.

1 - primaire ; 2 - secondaire ; 3 - tertiaire ; 4 - quaternaire (en utilisant l'exemple de l'hémoglobine sanguine).

Riz. 31.Dénaturation des protéines.

1 - molécule protéique avant dénaturation ;

2 - protéine dénaturée ;

3 - restauration de la molécule protéique d'origine.

Lorsque les conditions changent, la protéine baignée peut à nouveau restaurer sa structure. Ce processus est appelé renaturation et n’est possible que lorsque la structure primaire de la protéine n’est pas détruite.

Les protéines peuvent être simples ou complexes. Les protéines simples sont constituées uniquement d'acides aminés : par exemple, albumines, globulines, fibrinogène, myosine.

Les protéines complexes sont constituées d'acides aminés et d'autres composés organiques : par exemple, lipoprotéines, glycoprotéines, nucléoprotéines.

Fonctions des protéines :

1. Énergie. La dégradation de 1 g de protéine libère 17,6 kJ d'énergie.

2. Catalytique. Servir de catalyseurs pour les réactions biochimiques. Les catalyseurs sont des enzymes. Les enzymes accélèrent les réactions biochimiques, mais ne font pas partie des produits finaux. Les enzymes sont strictement spécifiques. Chaque substrat possède sa propre enzyme. Le nom de l'enzyme comprend le nom du substrat et la terminaison «ase» : maltase, ribonucléase. Les enzymes sont actives à une certaine température (35 - 45 O C).

3. De construction. Les protéines font partie des membranes.

4. Transport. Par exemple, l'hémoglobine transporte l'oxygène et le CO 2 dans le sang des vertébrés.

5. Protecteur. Protéger l’organisme des influences néfastes : production d’anticorps.

6. Contractile. En raison de la présence de protéines d'actine et de myosine dans les fibres musculaires, une contraction musculaire se produit.

Acides nucléiques

Il existe deux types d'acides nucléiques : ADN(acide désoxyribonucléique) et ARN(acide ribonucléique). Monomères les acides nucléiques sont nucléotides.

ADN (acide désoxyribonucléique). Le nucléotide d'ADN contient l'une des bases azotées : adénine (A), guanine (G), thymine (T) ou cytosine (C) (Fig. 32), le désoxyribose glucidique et un résidu d'acide phosphorique. La molécule d'ADN est une double hélice construite selon le principe de complémentarité. Les bases azotées suivantes sont complémentaires dans une molécule d'ADN : A = T ; G = C. Deux hélices d'ADN sont reliées par des liaisons hydrogène (Fig. 33).

Riz. 32.Structure nucléotidique.

Riz. 33.Section d'une molécule d'ADN. Connexion complémentaire de nucléotides de chaînes différentes.

L'ADN est capable de s'auto-dupliquer (réplication) (Fig. 34). La réplication commence par la séparation de deux brins complémentaires. Chaque brin est utilisé comme modèle pour former une nouvelle molécule d’ADN. Les enzymes sont impliquées dans le processus de synthèse de l'ADN. Chacune des deux molécules filles comprend nécessairement une ancienne hélice et une nouvelle. La nouvelle molécule d'ADN est absolument identique à l'ancienne en termes de séquence nucléotidique. Cette méthode de réplication garantit une reproduction précise dans les molécules filles des informations enregistrées dans la molécule d'ADN mère.

Riz. 34.Duplication d'une molécule d'ADN.

1 - matrice d'ADN ;

2 - formation de deux nouvelles chaînes basées sur la matrice ;

3 - des molécules d'ADN filles.

Fonctions de l'ADN :

1. Stockage des informations héréditaires.

2. Assurer le transfert de l'information génétique.

3. Présence dans le chromosome en tant que composant structurel.

L'ADN se trouve dans le noyau cellulaire, ainsi que dans les organites cellulaires tels que les mitochondries et les chloroplastes.

ARN (acide ribonucléique). Il existe 3 types d'acides ribonucléiques : ribosomique, transport Et informatif ARN. Un nucléotide d'ARN est constitué de l'une des bases azotées : l'adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C), l'uracile (U), le glucide ribose et un résidu d'acide phosphorique.

ARN ribosomal (ARNr) en combinaison avec les protéines, il fait partie des ribosomes. L'ARNr représente 80 % de tous les ARN d'une cellule. La synthèse des protéines se produit sur les ribosomes.

ARN messager (ARNm) constitue de 1 à 10 % de tout l’ARN de la cellule. La structure de l'ARNm est complémentaire de la section de la molécule d'ADN qui transporte des informations sur la synthèse d'une protéine spécifique. La longueur de l’ARNm dépend de la longueur de la section d’ADN à partir de laquelle les informations ont été lues. L'ARNm transporte des informations sur la synthèse des protéines du noyau au cytoplasme jusqu'au ribosome.

Transfert d'ARN (ARNt) représente environ 10 % de tout l’ARN. Il possède une courte chaîne de nucléotides en forme de trèfle et se trouve dans le cytoplasme. À une extrémité du trèfle se trouve un triplet de nucléotides (un anticodon) qui code pour un acide aminé spécifique. À l’autre extrémité se trouve un triplet de nucléotides auquel est attaché un acide aminé. Chaque acide aminé possède son propre ARNt. L'ARNt transporte les acides aminés vers le site de synthèse des protéines, c'est-à-dire aux ribosomes (Fig. 35).

L'ARN se trouve dans le nucléole, le cytoplasme, les ribosomes, les mitochondries et les plastes.

ATP - Acide adénazine triphosphorique. L'acide adénazine triphosphorique (ATP) est constitué d'une base azotée - adénine, sucre - ribose, Et trois résidus d'acide phosphorique(Fig. 36). La molécule d'ATP accumule une grande quantité d'énergie nécessaire aux processus biochimiques se déroulant dans la cellule. La synthèse de l'ATP se produit dans les mitochondries. La molécule ATP est très instable

actif et capable de séparer une ou deux molécules de phosphate, libérant ainsi une grande quantité d’énergie. Les liaisons dans une molécule d'ATP sont appelées macroergique.

ATP → ADP + P + 40 kJ ADP → AMP + P + 40 kJ

Riz. 35. Structure de l'ARNt.

A, B, C et D - zones de connexion complémentaire au sein d'une chaîne d'ARN ; D - site (centre actif) de connexion avec un acide aminé ; E - site de connexion complémentaire avec la molécule.

Riz. 36.La structure de l'ATP et sa conversion en ADP.

Questions pour la maîtrise de soi

1. Quelles substances présentes dans une cellule sont classées comme inorganiques ?

2. Quelles substances présentes dans une cellule sont classées comme organiques ?

3. Quel est le monomère des glucides ?

4. Quelle structure ont les glucides ?

5. Quelles fonctions remplissent les glucides ?

6. Quel est le monomère des graisses ?

7. Quelle structure ont les graisses ?

8. Quelles fonctions remplissent les graisses ?

9. Qu'est-ce qu'un monomère protéique ? 10.Quelle est la structure des protéines ? 11.Quelles sont les structures des protéines ?

12. Que se passe-t-il lorsqu’une molécule protéique se dénature ?

13.Quelles fonctions remplissent les protéines ?

14.Quels acides nucléiques sont connus ?

15.Qu'est-ce qu'un monomère d'acides nucléiques ?

16.Qu'est-ce qui est inclus dans le nucléotide d'ADN ?

17.Quelle est la structure d’un nucléotide d’ARN ?

18.Quelle est la structure d’une molécule d’ADN ?

19. Quelles fonctions la molécule d’ADN remplit-elle ?

20. Quelle est la structure de l’ARNr ?

21.Quelle est la structure de l’ARNm ?

22.Quelle est la structure de l’ARNt ?

23.Quelles fonctions remplissent les acides ribonucléiques ?

24.Quelle est la structure de l’ATP ?

25.Quelles fonctions l'ATP remplit-il dans une cellule ?

Mots-clés du thème « Composition chimique des cellules »

albumine base azotée

groupe d'acides aminés

composés amphotères

anticodon

bactéries

écureuils

activité biologique catalyseur biologique

réactions biochimiques

maladie

substances

spécificité de l'espèce

vitamines

eau

liaisons hydrogène structure secondaire production d'anticorps galactose à haute température hexoses hémoglobine héparine

composés hydrophobes

glycogène

glycosides

glycoprotéines

glycérol

globule

globulines

glucose

les hormones

guanine

disaccharide de dénaturation du désoxyribose à double hélice

état dissocié

ADN

unité d'information organisme vivant activité vitale animale acides gras tissu adipeux substances grasses graisses

apport excessif de nutriments

spécificité individuelle

source d'énergie

gouttes

groupe carboxyle

acide de qualité

codon de la paroi cellulaire

fluctuation de la température

quantité

complémentarité

produits finaux

os

amidon

lactose

traitement

lipoprotéines

macronutriments

connexions macroergiques

maltose

poids

membrane cellulaire

microéléments

des sels minéraux

myosine

mitochondries

molécule

sucre du lait

monomère

monosaccharide

mucopolysaccharides

mucoprotéines

déficit d'information héréditaire

substances inorganiques tissu nerveux acides nucléiques nucléoprotéines métabolisme des nucléotides processus métaboliques substances organiques pentoses

liaisons peptidiques structure primaire transfert d'oxygène fruits

tissu sous-cutané

polysaccharide polymère

membrane semipermeable

commande

une perte

pénétration de l'eau

pour cent

radical

destruction

pourriture

solvant

usine

diviser

réaction de condensation

renaturation

ribose

ribonucléase

ribosome

ARN

sucre

la coagulation du sang

état libre

état lié

graines

cœur

synthèse des protéines

couche

salive

protéines contractiles

structure

substrat

conductivité thermique

tétrose thymine

spécificité tissulaire

structure tertiaire

trèfle

trios

triolet

glucides du sucre de canne

ultramicroéléments

uracile

parcelle

enzymes

fibrinogène

formule

acide phosphorique photosynthèse fonction fructose

éléments chimiques

chloroplastes

chromosome

cellulose

chaîne

cytosine

cytoplasme

boule de structure quaternaire

thyroïde

éléments

cœur

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'y a pas d'éléments chimiques particuliers qui leur sont propres : c'est là que se manifeste l'unité de la composition chimique de la nature vivante et inanimée.

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

Élément Les fonctions
Oxygène - fait partie de l'eau et de la matière organique.
Carbone - fait partie de toutes les substances organiques.
Hydrogène - fait partie de l'eau et de toutes les substances organiques.
Azote - fait partie des substances organiques ; - les plantes autotrophes sont le produit initial du métabolisme de l'azote et des protéines ; - fait partie de composés non protéiques - pigments (chlorophylle, hémoglobine), ADN, ARN, vitamines.
Phosphore - les composés organiques des plantes contiennent environ 50 % de leur quantité totale dans l'organisme ; - fait partie de l'AMP, de l'ADP, de l'ATP, des nucléotides, des sucres phosphorimérés et de certaines enzymes ; - trouvé sous forme de phosphates dans la sève cellulaire, le tissu osseux et l'émail des dents.
Soufre - participe à la construction des acides aminés (cystéine), des protéines ; - fait partie de la vitamine B1 et de certaines enzymes ; - des composés soufrés se forment dans le foie en tant que produits de détoxification (désinfection) de substances toxiques ; - est important pour les bactéries chimiosynthétiques.
Potassium - est contenu dans les cellules sous forme d'ions K+, ne forme pas de liaisons permanentes avec des composés organiques ; - détermine les propriétés colloïdales du cytoplasme ; - active les enzymes de synthèse des protéines ; - participe à la régulation du rythme de l'activité cardiaque ; - participe à la génération de potentiels biologiques ; - participe aux processus de photosynthèse.
Sodium - est contenu sous forme d'ions Na+ et ne forme pas de complexes avec les éléments constitutifs de la cellule ; - constitue une part importante des minéraux du sang et joue donc un rôle important dans la régulation du métabolisme de l'eau ; - maintient le potentiel osmotique de la cellule, ce qui permet à la plante d'absorber l'eau du sol ; - favorise la polarisation cellulaire, les processus d'irritabilité, participe à la génération de potentiels ; - régule le rythme de l'activité cardiaque ; - participe à la régulation de l'équilibre acido-basique de l'organisme ; - affecte la synthèse des hormones ; - est l’élément principal dans la formation des systèmes tampons de l’organisme.
Calcium - à l'état ionique un antagoniste du K+ ; - fait partie des membranes cellulaires ; - sous forme de sels de pectine, colle les cellules végétales entre elles ; - dans les cellules végétales, il est contenu sous forme de cristaux simples, en forme d'aiguilles ou fusionnés, d'oxalates de calcium ; - fait partie du tissu osseux et de l'émail des dents ; - participe à la formation du squelette externe des algues et des mollusques ; - un élément important du système de coagulation sanguine ; - assure la contractilité des fibres musculaires.
Magnésium - fait partie de la chlorophylle ; - fait partie du tissu osseux et de l'émail des dents ; - active le métabolisme énergétique et la synthèse de l'ADN ; - forme des sels avec les substances pectiques des plantes.
Fer - un composant de tous les types d'hémoglobine ; - participe à la biosynthèse de la chlorophylle ; - participe aux processus de photosynthèse et de respiration en transférant des électrons entrant dans la composition d'enzymes oxydatives (protéines Fe) - cytochromes, catalase, peroxydase, ferrédoxine ; - dans l'organisme humain et animal, elle est stockée dans le foie sous forme de ferritine, une protéine contenant du fer.
Cuivre - composant des pigments respiratoires chez les invertébrés ; - fait partie des oxydases ; - participe aux processus d'hématopoïèse, de synthèse de l'hémoglobine, des cytochromes à la photosynthèse.
Manganèse - fait partie des enzymes ; - participe au développement osseux, à l'assimilation de l'azote et au processus de photosynthèse.
Molybdène - fait partie des enzymes nitrates réductases ; - participe aux processus de fixation de l'azote atmosphérique par les bactéries nodulaires.
Cobalt - fait partie de la vitamine B 12 ; - participe à la fixation de l'azote par les bactéries nodulaires ; - nécessaire à la formation de globules rouges matures.
Bor - affecte la croissance des plantes ; - active les enzymes respiratoires réparatrices.
Zinc - fait partie de près de 100 enzymes, notamment les ADN et ARN polymérases ; - participe à la synthèse des phytohormones.
Fluor - fait partie du tissu osseux et de l'émail des dents.
Chlore - fait partie du suc gastrique HCl.
Iode Contient des hormones thyroïdiennes

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.


La composition d'une cellule vivante comprend les mêmes éléments chimiques qui font partie de la nature inanimée. Sur les 104 éléments du tableau périodique de D. I. Mendeleev, 60 ont été trouvés dans des cellules.

Ils sont répartis en trois groupes :

  1. les principaux éléments sont l'oxygène, le carbone, l'hydrogène et l'azote (98 % de la composition cellulaire) ;
  2. éléments constituant des dixièmes et centièmes de pour cent - potassium, phosphore, soufre, magnésium, fer, chlore, calcium, sodium (au total 1,9%) ;
  3. tous les autres éléments présents en quantités encore plus faibles sont des microéléments.

La composition moléculaire d'une cellule est complexe et hétérogène. Des composés individuels - eau et sels minéraux - se trouvent également dans la nature inanimée ; d'autres - les composés organiques : glucides, graisses, protéines, acides nucléiques, etc. - ne sont caractéristiques que des organismes vivants.

SUBSTANCES INORGANIQUES

L'eau représente environ 80 % de la masse de la cellule ; dans les jeunes cellules à croissance rapide - jusqu'à 95 %, dans les vieilles cellules - 60 %.

Le rôle de l'eau dans la cellule est important.

C'est le principal milieu et solvant, participe à la plupart des réactions chimiques, au mouvement des substances, à la thermorégulation, à la formation de structures cellulaires et détermine le volume et l'élasticité de la cellule. La plupart des substances entrent et sortent du corps dans une solution aqueuse. Le rôle biologique de l'eau est déterminé par la spécificité de sa structure : la polarité de ses molécules et la capacité à former des liaisons hydrogène, grâce auxquelles apparaissent des complexes de plusieurs molécules d'eau. Si l’énergie d’attraction entre les molécules d’eau est inférieure à celle entre les molécules d’eau et une substance, celle-ci se dissout dans l’eau. De telles substances sont appelées hydrophiles (du grec « hydro » - eau, « filet » - amour). Il s'agit de nombreux sels minéraux, protéines, glucides, etc. Si l'énergie d'attraction entre les molécules d'eau est supérieure à l'énergie d'attraction entre les molécules d'eau et une substance, ces substances sont insolubles (ou légèrement solubles), elles sont dites hydrophobes ( du grec « phobos » - peur) - graisses, lipides, etc.

Les sels minéraux présents dans les solutions cellulaires aqueuses se dissocient en cations et anions, fournissant une quantité stable d'éléments chimiques et une pression osmotique nécessaires. Parmi les cations, les plus importants sont K +, Na +, Ca 2+, Mg +. La concentration des cations individuels dans la cellule et dans l’environnement extracellulaire n’est pas la même. Dans une cellule vivante, la concentration de K est élevée, Na + est faible, et dans le plasma sanguin, au contraire, la concentration de Na + est élevée et K + est faible. Cela est dû à la perméabilité sélective des membranes. La différence de concentration d'ions dans la cellule et dans l'environnement assure l'écoulement de l'eau de l'environnement vers la cellule et l'absorption de l'eau par les racines des plantes. Le manque d'éléments individuels - Fe, P, Mg, Co, Zn - bloque la formation d'acides nucléiques, d'hémoglobine, de protéines et d'autres substances vitales et conduit à des maladies graves. Les anions déterminent la constance du pH de l'environnement cellulaire (neutre et légèrement alcalin). Parmi les anions, les plus importants sont HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, Cl -, HCO 3 -

SUBSTANCES ORGANIQUES

Les substances organiques sous forme complexe représentent environ 20 à 30 % de la composition cellulaire.

Les glucides- des composés organiques constitués de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Ils sont divisés en simples - monosaccharides (du grec "monos" - un) et complexes - polysaccharides (du grec "poly" - plusieurs).

Monosaccharides(leur formule générale est C n H 2n O n) - substances incolores au goût sucré agréable, hautement solubles dans l'eau. Ils diffèrent par le nombre d'atomes de carbone. Parmi les monosaccharides, les plus courants sont les hexoses (à 6 atomes de carbone) : le glucose, le fructose (présent dans les fruits, le miel, le sang) et le galactose (présent dans le lait). Parmi les pentoses (à 5 atomes de carbone), les plus courants sont le ribose et le désoxyribose, qui font partie des acides nucléiques et de l'ATP.

Polysaccharides faire référence aux polymères - composés dans lesquels le même monomère est répété plusieurs fois. Les monomères des polysaccharides sont des monosaccharides. Les polysaccharides sont solubles dans l'eau et beaucoup ont un goût sucré. Parmi ceux-ci, les plus simples sont les disaccharides, constitués de deux monosaccharides. Par exemple, le saccharose est constitué de glucose et de fructose ; sucre du lait - du glucose et du galactose. À mesure que le nombre de monomères augmente, la solubilité des polysaccharides diminue. Parmi les polysaccharides de haut poids moléculaire, le glycogène est le plus répandu chez les animaux, tandis que l'amidon et les fibres (cellulose) sont les plus courants chez les plantes. Ce dernier est constitué de 150 à 200 molécules de glucose.

Les glucides- la principale source d'énergie pour toutes les formes d'activité cellulaire (mouvement, biosynthèse, sécrétion, etc.). En se décomposant en produits les plus simples CO 2 et H 2 O, 1 g de glucides libère 17,6 kJ d'énergie. Les glucides remplissent une fonction de construction chez les plantes (leurs coquilles sont constituées de cellulose) et le rôle de substances de stockage (chez les plantes - l'amidon, chez les animaux - le glycogène).

Lipides- Il s'agit de substances et de graisses insolubles dans l'eau, constituées de glycérol et d'acides gras de haut poids moléculaire. Les graisses animales se trouvent dans le lait, la viande et les tissus sous-cutanés. A température ambiante, ils sont solides. Chez les plantes, les graisses se trouvent dans les graines, les fruits et d’autres organes. A température ambiante, ce sont des liquides. Les substances ressemblant à des graisses ont une structure chimique similaire à celle des graisses. Il y en a beaucoup dans le jaune d’œuf, les cellules cérébrales et d’autres tissus.

Le rôle des lipides est déterminé par leur fonction structurelle. Ils constituent les membranes cellulaires qui, en raison de leur hydrophobie, empêchent le mélange du contenu cellulaire avec l'environnement. Les lipides remplissent une fonction énergétique. En se décomposant en CO 2 et H 2 O, 1 g de graisse libère 38,9 kJ d'énergie. Ils conduisent mal la chaleur, s'accumulent dans le tissu sous-cutané (et d'autres organes et tissus), remplissent une fonction protectrice et servent de substances de réserve.

Écureuils- le plus spécifique et le plus important pour l'organisme. Ils appartiennent à des polymères non périodiques. Contrairement à d’autres polymères, leurs molécules sont constituées de monomères similaires mais non identiques : 20 acides aminés différents.

Chaque acide aminé a son propre nom, sa structure et ses propriétés particulières. Leur formule générale peut être représentée comme suit

Une molécule d'acide aminé est constituée d'une partie spécifique (radical R) et d'une partie identique pour tous les acides aminés, dont un groupe amino (- NH 2) aux propriétés basiques et un groupe carboxyle (COOH) aux propriétés acides. La présence de groupes acides et basiques dans une molécule détermine leur haute réactivité. Grâce à ces groupes, les acides aminés sont combinés pour former un polymère – la protéine. Dans ce cas, une molécule d'eau est libérée du groupe amino d'un acide aminé et du carboxyle d'un autre, et les électrons libérés sont combinés pour former une liaison peptidique. Les protéines sont donc appelées polypeptides.

Une molécule protéique est une chaîne de plusieurs dizaines ou centaines d’acides aminés.

Les molécules de protéines sont de taille énorme, c'est pourquoi on les appelle macromolécules. Les protéines, comme les acides aminés, sont très réactives et peuvent réagir avec les acides et les alcalis. Ils diffèrent par la composition, la quantité et la séquence d'acides aminés (le nombre de telles combinaisons de 20 acides aminés est presque infini). Ceci explique la diversité des protéines.

Il existe quatre niveaux d'organisation dans la structure des molécules protéiques (59)

  • Structure primaire- une chaîne polypeptidique d'acides aminés liés dans une certaine séquence par des liaisons peptidiques covalentes (fortes).
  • Structure secondaire- une chaîne polypeptidique tordue en spirale serrée. Dans celui-ci, des liaisons hydrogène de faible résistance apparaissent entre les liaisons peptidiques des spires voisines (et d'autres atomes). Ensemble, ils forment une structure assez solide.
  • Structure tertiaire représente une configuration bizarre mais spécifique pour chaque protéine - un globule. Il est maintenu par des liaisons hydrophobes de faible résistance ou des forces d'adhésion entre les radicaux non polaires, que l'on retrouve dans de nombreux acides aminés. De par leur abondance, ils assurent une stabilité suffisante de la macromolécule protéique et sa mobilité. La structure tertiaire des protéines est également maintenue grâce aux liaisons covalentes S - S (es - es) qui se forment entre les radicaux distants de l'acide aminé soufré - la cystéine.
  • Structure quaternaire pas typique de toutes les protéines. Cela se produit lorsque plusieurs macromolécules protéiques se combinent pour former des complexes. Par exemple, l'hémoglobine dans le sang humain est un complexe de quatre macromolécules de cette protéine.

Cette complexité de la structure des molécules protéiques est associée à la diversité des fonctions inhérentes à ces biopolymères. Cependant, la structure des molécules protéiques dépend des propriétés de l’environnement.

La violation de la structure naturelle d'une protéine est appelée dénaturation. Cela peut se produire sous l’influence de la chaleur, de produits chimiques, de l’énergie radiante et d’autres facteurs. Avec un impact faible, seule la structure quaternaire se désintègre, avec une structure plus forte - la tertiaire, puis la secondaire, et la protéine reste sous la forme d'une structure primaire - une chaîne polypeptidique. Ce processus est partiellement réversible et la protéine dénaturée est capable de restaurer sa structure.

Le rôle des protéines dans la vie d’une cellule est énorme.

Écureuils- C'est le matériau de construction du corps. Ils participent à la construction de la coque, des organites et des membranes de la cellule et des tissus individuels (cheveux, vaisseaux sanguins…). De nombreuses protéines agissent comme des catalyseurs dans la cellule : des enzymes qui accélèrent les réactions cellulaires des dizaines, voire des centaines de millions de fois. Environ un millier d’enzymes sont connues. En plus des protéines, leur composition comprend des métaux Mg, Fe, Mn, des vitamines, etc.

Chaque réaction est catalysée par sa propre enzyme spécifique. Dans ce cas, ce n'est pas l'ensemble de l'enzyme qui agit, mais une certaine région - le centre actif. Il s'insère dans le substrat comme une clé dans une serrure. Les enzymes fonctionnent à une certaine température et pH de l'environnement. Des protéines contractiles spéciales assurent les fonctions motrices des cellules (mouvement des flagelles, des ciliés, contraction musculaire, etc.). Les protéines individuelles (hémoglobine sanguine) remplissent une fonction de transport, fournissant de l'oxygène à tous les organes et tissus du corps. Des protéines spécifiques - les anticorps - remplissent une fonction protectrice en neutralisant les substances étrangères. Certaines protéines remplissent une fonction énergétique. Décomposé en acides aminés puis en substances encore plus simples, 1 g de protéine libère 17,6 kJ d'énergie.

Acides nucléiques(du latin « noyau » - noyau) ont été découverts pour la première fois dans le noyau. Ils sont de deux types - acides désoxyribonucléiques(ADN) et acides ribonucléiques(ARN). Leur rôle biologique est important : ils déterminent la synthèse des protéines et le transfert des informations héréditaires d'une génération à l'autre.

La molécule d'ADN a une structure complexe. Il se compose de deux chaînes torsadées en spirale. La largeur de la double hélice est de 2 nm 1 , la longueur est de plusieurs dizaines voire centaines de micromicrons (des centaines ou des milliers de fois plus grosses que la plus grosse molécule protéique). L'ADN est un polymère dont les monomères sont des nucléotides - des composés constitués d'une molécule d'acide phosphorique, d'un glucide - le désoxyribose et d'une base azotée. Leur formule générale est la suivante :

L'acide phosphorique et les glucides sont les mêmes dans tous les nucléotides, et les bases azotées sont de quatre types : l'adénine, la guanine, la cytosine et la thymine. Ils déterminent le nom des nucléotides correspondants :

  • adényle (A),
  • guanyle (G),
  • cytosyle (C),
  • thymidyle (T).

Chaque brin d'ADN est un polynucléotide constitué de plusieurs dizaines de milliers de nucléotides. Dans celui-ci, les nucléotides voisins sont reliés par une forte liaison covalente entre l'acide phosphorique et le désoxyribose.

Compte tenu de la taille énorme des molécules d’ADN, la combinaison de quatre nucléotides qu’elles contiennent peut être infiniment grande.

Lorsqu'une double hélice d'ADN se forme, les bases azotées d'une chaîne sont disposées dans un ordre strictement défini en face des bases azotées de l'autre. Dans ce cas, T est toujours contre A, et seul C est contre G. Cela s'explique par le fait que A et T, ainsi que G et C, se correspondent strictement, comme deux moitiés de verre brisé, et sont complémentaire ou complémentaire(du grec « complément » - addition) les uns aux autres. Si la séquence des nucléotides dans une chaîne d'ADN est connue, alors, selon le principe de complémentarité, il est possible de déterminer les nucléotides de l'autre chaîne (voir Annexe, tâche 1). Les nucléotides complémentaires sont reliés par des liaisons hydrogène.

Il existe deux connexions entre A et T et trois entre G et C.

Le doublement de la molécule d'ADN est sa caractéristique unique, qui assure le transfert des informations héréditaires de la cellule mère aux cellules filles. Le processus de doublement de l’ADN est appelé Réduplication de l'ADN. Elle s'effectue de la manière suivante. Peu avant la division cellulaire, la molécule d'ADN se déroule et son double brin, sous l'action d'une enzyme, est divisé à une extrémité en deux chaînes indépendantes. Sur chaque moitié des nucléotides libres de la cellule, selon le principe de complémentarité, une deuxième chaîne se construit. En conséquence, au lieu d’une molécule d’ADN, deux molécules complètement identiques apparaissent.

ARN- un polymère de structure similaire à un brin d'ADN, mais de taille beaucoup plus petite. Les monomères d'ARN sont des nucléotides constitués d'acide phosphorique, d'un glucide (ribose) et d'une base azotée. Trois bases azotées de l'ARN – l'adénine, la guanine et la cytosine – correspondent à celles de l'ADN, mais la quatrième est différente. Au lieu de la thymine, l'ARN contient de l'uracile. La formation d'un polymère d'ARN se produit grâce à des liaisons covalentes entre le ribose et l'acide phosphorique des nucléotides voisins. Trois types d'ARN sont connus : ARN messager(i-ARN) transmet des informations sur la structure de la protéine à partir de la molécule d'ADN ; transfert d'ARN(ARNt) transporte les acides aminés vers le site de synthèse des protéines ; L'ARN ribosomal (ARN-r) est contenu dans les ribosomes et participe à la synthèse des protéines.

ATP- L'acide adénosine triphosphorique est un composé organique important. Sa structure est un nucléotide. Il contient la base azotée adénine, le glucide ribose et trois molécules d'acide phosphorique. L'ATP est une structure instable ; sous l'influence de l'enzyme, la liaison entre « P » et « O » est rompue, une molécule d'acide phosphorique est divisée et l'ATP entre dans

Substances inorganiques qui composent la cellule

Le but de la leçon : étudier la composition chimique de la cellule, identifier le rôle des substances inorganiques.

Objectifs de la leçon:

éducatif: montrer la variété d'éléments et de composés chimiques qui composent les organismes vivants, leur importance dans le processus de la vie ;

développement: continuer à développer les compétences de travail indépendant avec le manuel, la capacité de mettre en évidence l'essentiel, de formuler des conclusions ;

éducatif: cultiver une attitude responsable dans l’accomplissement des tâches assignées.

Équipement: projecteur multimédia, présentation, polycopiés.

Plan de cours

I. Moment organisationnel.

Salutations; – préparer le public au travail ; – disponibilité des étudiants.

II. Motivation pour les activités d'apprentissage.

– Voici un ensemble de mots : cuivre, protéines, fer, glucides, graisses, vitamines, magnésium, or, soufre, calcium, phosphore.

– En quels deux groupes ces mots peuvent-ils être divisés selon leur signification ? Expliquez votre réponse. (Organiques et inorganiques ; substances chimiques et éléments chimiques).

– Combien d’entre vous peuvent nommer le rôle de certaines substances ou éléments dans la vie des organismes vivants ?

– Fixez le but et les objectifs de notre leçon, en fonction du titre du sujet.

III. Présentation du nouveau matériel.

Présentation. La présentation comprend 3 leçons sur ce sujet. Nous commençons à travailler avec la clé deuxième diapositive : suivez le lien hypertexte vers la leçon souhaitée.

3ème diapositive : conversation selon le schéma « Contenu des éléments chimiques dans le corps humain » :

– La cellule contient environ 80 éléments chimiques différents que l’on retrouve dans les objets inanimés. Qu'est-ce que cela signifie? (sur le point commun de la nature vivante et inanimée). 27 éléments remplissent des fonctions spécifiques, le reste pénètre dans le corps avec de la nourriture, de l'eau et de l'air.

– Nommez quels éléments chimiques et en quelles quantités sont contenus dans le corps humain ?

– Tous les composés chimiques présents dans les organismes vivants sont divisés en groupes.

– A l'aide du tableau, réaliser un schéma « Les principaux groupes d'éléments chimiques dans la nature » (voir tableau « Éléments qui composent les cellules des organismes vivants », voir Tableau 1 ). L'oxygène, l'hydrogène, le carbone, l'azote, le soufre et le phosphore sont des composants nécessaires aux molécules de polymères biologiques (protéines, acides nucléiques) ; ils sont souvent appelés bioéléments.

Schème

Diapositive 5 : Commencez à remplir le tableau - une synthèse de référence dans votre cahier (ce tableau sera complété dans les cours suivants, voir tableau 2 ).

– Parmi tous les composés chimiques contenus dans les organismes vivants, l’eau représente 75 à 85 % du poids corporel.

– Pourquoi cette quantité d’eau est-elle nécessaire ? Quelles fonctions l’eau remplit-elle dans un organisme vivant ?

– Vous savez déjà que la structure et les fonctions sont interconnectées. Examinons de plus près la structure de la molécule d'eau pour découvrir pourquoi l'eau possède ces propriétés. Au fur et à mesure de votre explication, vous remplissez un résumé à l’appui dans votre cahier (voir diapositive 5).

Diapositives 6 à 7 démontrer les caractéristiques structurelles de la molécule d’eau et ses propriétés.

– Parmi les composés inorganiques qui composent les organismes, les sels d’acides minéraux et les cations et anions correspondants sont de la plus haute importance. Bien que les besoins en minéraux des humains et des animaux s'expriment en dizaines, voire en millièmes de grammes, l'absence de tout élément biologiquement important dans l'alimentation entraîne des maladies graves.

– Remplissez le tableau, colonne « Sels minéraux », en utilisant le matériel du manuel pp. 104 – 107. ( Diapositive 8 Cliquez sur le lien hypertexte pour vérifier le travail terminé).

– Donner des exemples prouvant le rôle des sels minéraux dans la vie des organismes vivants.

IV. Consolidation du nouveau matériel :

    plusieurs élèves (combien d'ordinateurs y a-t-il dans la classe) effectuent le test interactif 1 « Substances inorganiques des cellules » ;

    le reste le fait tâches pour entraîner la réflexion et la capacité de tirer des conclusions(Polycopié) :

Il existe un certain lien entre les deux premiers termes. Il existe le même lien entre le quatrième et l’un des concepts ci-dessous. Trouve le:

1. Iode : glande thyroïde = fluorure : ___________________

a) Pancréas b) l'émail des dents c) acide nucléique d) glandes surrénales

2. Fer : hémoglobine = __________ : chlorophylle :

a) cobalt b) cuivre c) iode d) magnésium

3. Exécuter dictée numérique « Molécules ». 1. Les liaisons hydrogène sont les liaisons les plus faibles d'une molécule (1). 2. Structure et composition ne font qu’un (0). 3. La composition détermine toujours la structure (0). 4. La composition et la structure d'une molécule déterminent ses propriétés (1). 5. La polarité des molécules d’eau explique sa capacité à se réchauffer et à se refroidir lentement (0). 6. L’atome d’oxygène dans une molécule d’eau porte une charge positive. (0)

V. Résumé de la leçon.

– Avez-vous atteint les buts et objectifs de la leçon ? Quelles nouvelles choses avez-vous découvertes dans cette leçon ?

Littérature:

    La biologie. 9e année : plans de cours basés sur le manuel de S.G. Mamontov, V.B. Zakharova, N.I. Sonina / auteur. – comp. M.M. Gumenyuk. Volgograd : Enseignant, 2006.

    Lerner G.I. Biologie générale. Tests de cours et devoirs. 10 – 11 années/ – M. : Aquarium, 1998.

    Mamontov S.G., Zakharov V.B., Sonin N.I. La biologie. Modèles généraux. 9e année : Manuel. pour l'enseignement général cahier de texte établissements. – M. : Outarde, 2000.

    CD Ensemble de ressources pédagogiques numériques pour le manuel Teremov A.V., Petrosova R.A., Nikishov A.I. La biologie. Modes de vie généraux : 9e année. éd. humanitaire. Centre VLADOS, 2003. Physikon LLC, 2007.

dire aux amis