Минеральные вещества и их роль в клетке 10 класс кратко

Обновлено: 02.07.2024

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

К макроэлементам относят натрий, калий, кальций, магний, хлор, кремний, серу, железо и др.
К микроэлементам относятся вещества, содержание которых в продуктах ничтожно мало — это йод, цинк, медь, фтор, бром, марганец и др. Несмотря на малое содержание, микроэлементы исключительно важны для питания человека.
Наряду с органическими веществами — белками, углеводами, жирами — в клетках живых организмов содержатся соединения, составляющие обширную группу минеральных веществ. К ним относятся вода и различные соли, которые, находясь в растворенном состоянии, диссоциируют (распадаются) с образованием ионов: катионов (положительно заряженных) и анионов (отрицательно заряженных).

Минеральные вещества входят в состав всех клеток, тканей, костей; они поддерживают кислотно-щелочное равновесие в организме и оказывают большое влияние на обмен веществ.
Минеральные вещества в зависимости от их содержания в продуктах или организме человека условно подразделяют на макроэлементы и микроэлементы.

Многие минеральные вещества являются незаменимыми структурными элементами организма – кальция и фосфор слагают основную массу минерального вещества костей и зубов, натрий и хлор являются основными ионами плазмы, а калий, в больших количествах содержится внутри живых клеток.

Поддержание постоянства внутренней среды (гомеостаза) организма и осмотического давления на мембранах клетки, предусматривает в первую очередь поддержание качественного и количественного содержания минеральных веществ в тканях органах на физиологическом уровне. Даже небольшие отклонения от нормы могут повлечь самые тяжелые последствия для здоровья организма или отдельно взятой клетки
Вся совокупность макро и микроэлементов обеспечивает процессы роста и развития организма. Минеральные вещества играют важную роль в регуляции иммунных процессов, поддерживают целостность клеточных мембран, обеспечивают дыхание тканей.

Неорганические ионы: катионы и анионы
Катионы – калий, натрий, магний и кальций.
Анионы – хлорид анион, гидрокарбонат анион, гидрофосфат анион, дигидрофосфат анион, карбонат анион, фосфат анион и нитрат анион.
Рассмотрим значение ионов.
Ионы, располагаясь по разные стороны клеточных мембран, образуют так называемый трансмембранный потенциал. Многие ионы неравномерно распределены между клеткой и окружающей средой. Так, концентрация ионов калия (К+) в клетке в 20–30 раз выше, чем в окружающей среде; а концентрация ионов натрия (Na+) в десять раз ниже в клетке, чем в окружающей среде.
Благодаря существованию градиентов концентрации, осуществляются многие жизненно важные процессы, такие как сокращение мышечных волокон, возбуждение нервных клеток, перенос веществ через мембрану.
Катионы влияют на вязкость и текучесть цитоплазмы. Ионы калия уменьшают вязкость и увеличивают текучесть, ионы кальция (Са2+) обладают противоположным действием на цитоплазму клетки.
Анионы слабых кислот – гидрокарбонат анион (НСО3-), гидрофосфат анион (НРО42-) – участвуют в поддержании кислотно-щелочного баланса клетки, то есть pH среды. По своей реакции растворы могут быть кислыми, нейтральными и основными.

рН среды и роль ионов в его поддержании
Значение pH в клетке примерно равняется 7.
Изменение pH в ту или иную сторону губительно действует на клетку, поскольку сразу же изменяются биохимические процессы, проходящие в клетке.
Постоянство pH клетки поддерживается благодаря буферным свойствам её содержимого. Буферным называют раствор, который поддерживает постоянное значение pH среды. Обычно буферная система состоит из сильного и слабого электролита: соли и слабого основания или слабой кислоты, которые её образуют
Действие буферного раствора заключается в том, что он противостоит изменениям pH среды. Изменение pH среды может возникнуть вследствие концентрирования раствора или разбавления его водой, кислотой или щелочью. Когда кислотность, то есть концентрация ионов водорода возрастает, свободные анионы, источником которых служит соль, взаимодействуют с протонами и удаляют их из раствора.

рН среды и роль ионов в его поддержании
Когда кислотность снижается, то усиливается тенденция к освобождению протонов. Таким образом поддерживается pH на определенном уровне, то есть поддерживается концентрация протонов на определенном постоянном уровне.
Некоторые органические соединения, в частности белки, также обладают буферными свойствами.
Катионы магния, кальция, железа, цинка, кобальта, марганца входят в состав ферментов и витаминов
Катионы металлов входят в состав гормонов.
Цинк входит в состав инсулина. Инсулин – это гормон поджелудочной железы, который регулирует уровень глюкозы в крови.
Магний входит в состав хлорофилла.
Железо входит в состав гемоглобина.
При недостатке этих катионов нарушается процессы жизнедеятельности клетки

Буферная система крови
В организме человека всегда имеются определенные условия для сдвига нормальной реакции среды ткани, например, крови, в сторону ацидоза (закисления) или алкалоза (раскисления – смещения рН в большую сторону).
В кровь поступают различные продукты, например, молочная кислота, фосфорная кислота, сернистая кислота, образующиеся в результате окисления фосфорорганических соединений либо серосодержащих белков. При этом реакция крови, может сдвигаться в сторону кислых продуктов.
При употреблении мясных продуктов, в кровь поступают кислые соединения. При употреблении растительной пищи, в кровь поступают основания.
Тем не менее, pH крови остается на определенном постоянном уровне.
В крови имеются буферные системы, которые поддерживают pH на определенном уровне.
К буферным системам крови относятся:
- карбонатная буферная система,
- фосфатная буферная система,
- буферная система гемоглобина,
- буферная система белков плазмы

Для нормальной жизнедеятельности организмов требуются минеральные соли. В клетке они находятся в твёрдом или в растворённом виде. Растворённые соли диссоциированы на ионы. Наиболее важными являются катионы металлов: калия K + , натрия Na + , кальция Ca 2 + , магния Mg 2 + , и анионы: Cl − , H 2 PO 4 − , HPO 4 2 − , HCO 3 − , CO 3 2 − .

Роль минеральных солей в клетке разная. Так, ионы калия и натрия обеспечивают возбудимость клеток. Внутри клетки больше ионов K + , а снаружи всегда больше содержание Na + , что приводит к возникновению разности потенциалов на клеточной мембране, обеспечивает раздражимость клеток и передачу возбуждения по нервам или мышцам. Перенос ионов через мембрану клетки осуществляется натрий-калиевым насосом и происходит с затратами АТФ (активный транспорт).

4 (26).jpg

Ионы кальция участвуют в регуляции мышечных сокращений, необходимы для процесса свёртывания крови. Твёрдые соли кальция входят в состав костной ткани, содержатся в раковинах моллюсков и панцирях ракообразных.

Катионы многих металлов (магния, кальция, железа, меди, кобальта, цинка, марганца и др.) необходимы для синтеза некоторых ферментов, гормонов и витаминов.

Анионы фосфорной и угольной кислот образуют буферные системы, поддерживающие на постоянном уровне содержание ионов водорода в клетке (рН среды). Анионы HPO 4 2 − и H 2 PO 4 − (фосфатная буферная система) обеспечивают рН цитоплазмы клеток в пределах \(6,9\)–\(7,4\). Анионы H CO 3 − и CO 3 2 − (бикарбонатная буферная система) поддерживают значение рН плазмы крови \(7,4\).

Фосфаты входят в состав костной и зубной ткани. Хлорид-ионы необходимы для образования соляной кислоты, содержащейся в желудочном соке, а сульфат ионы — для синтеза некоторых аминокислот.

Недостаток минеральных солей приводит к нарушению процессов обмена веществ и негативно сказывается на жизнедеятельности клетки.

Ми­не­раль­ные ве­ще­ства со­став­ля­ют от 1 до 1,5% от сырой массы клет­ки, и на­хо­дят­ся в клет­ке в виде солей дис­со­ци­и­ро­ван­ных на ионы, либо в твер­дом со­сто­я­нии (рис. 1).


Рис. 1. Хи­ми­че­ский со­став кле­ток живых ор­га­низ­мов

В ци­то­плаз­ме любой клет­ки на­хо­дят­ся кри­стал­ли­че­ские вклю­че­ния, ко­то­рые пред­став­ле­ны сла­бо­рас­тво­ри­мы­ми со­ля­ми каль­ция и фос­фо­ра; кроме них могут на­хо­дить­ся оксид крем­ния и дру­гие неор­га­ни­че­ские со­еди­не­ния, ко­то­рые участ­ву­ют в об­ра­зо­ва­нии опор­ных струк­тур клет­ки – в слу­чае ми­не­раль­но­го ске­ле­та ра­дио­ля­рий – и ор­га­низ­ма, то есть об­ра­зу­ют ми­не­раль­ное ве­ще­ство кост­ной ткани.

2. Неорганические ионы: катионы и анионы

Неор­га­ни­че­ские ионы, име­ю­щие зна­че­ние для жиз­не­де­я­тель­но­сти клет­ки (рис. 2).


Рис. 2. Фор­му­лы ос­нов­ных ионов клет­ки

Ка­ти­о­ны – калий, на­трий, маг­ний и каль­ций.

Ани­о­ны – хло­рид анион, гид­ро­кар­бо­нат анион, гид­ро­фос­фат анион, ди­гид­ро­фос­фат анион, кар­бо­нат анион, фос­фат анион и нит­рат анион.

Рас­смот­рим зна­че­ние ионов.

Ионы, рас­по­ла­га­ясь по раз­ные сто­ро­ны кле­точ­ных мем­бран, об­ра­зу­ют так на­зы­ва­е­мый транс­мем­бран­ный по­тен­ци­ал. Мно­гие ионы нерав­но­мер­но рас­пре­де­ле­ны между клет­кой и окру­жа­ю­щей сре­дой. Так, кон­цен­тра­ция ионов калия (К+) в клет­ке в 20–30 раз выше, чем в окру­жа­ю­щей среде; а кон­цен­тра­ция ионов на­трия (Na+) в де­сять раз ниже в клет­ке, чем в окру­жа­ю­щей среде.

Бла­го­да­ря су­ще­ство­ва­нию гра­ди­ен­тов кон­цен­тра­ции, осу­ществ­ля­ют­ся мно­гие жиз­нен­но важ­ные про­цес­сы, такие как со­кра­ще­ние мы­шеч­ных во­ло­кон, воз­буж­де­ние нерв­ных кле­ток, пе­ре­нос ве­ществ через мем­бра­ну.

Ка­ти­о­ны вли­я­ют на вяз­кость и те­ку­честь ци­то­плаз­мы. Ионы калия умень­ша­ют вяз­кость и уве­ли­чи­ва­ют те­ку­честь, ионы каль­ция (Са2+) об­ла­да­ют про­ти­во­по­лож­ным дей­стви­ем на ци­то­плаз­му клет­ки.

Ани­о­ны сла­бых кис­лот – гид­ро­кар­бо­нат анион (НСО3-), гид­ро­фос­фат анион (НРО42-) – участ­ву­ют в под­дер­жа­нии кис­лот­но-ще­лоч­но­го ба­лан­са клет­ки, то есть pH среды. По своей ре­ак­ции рас­тво­ры могут быть кис­лы­ми, ней­траль­ны­ми и ос­нов­ны­ми.

Кис­лот­ность или ос­нов­ность рас­тво­ра опре­де­ля­ет­ся кон­цен­тра­ци­ей в нем ионов во­до­ро­да (рис. 3).


Рис. 3. Опре­де­ле­ние кис­лот­но­сти рас­тво­ра при по­мо­щи уни­вер­саль­но­го ин­ди­ка­то­ра

Эту кон­цен­тра­цию вы­ра­жа­ют с по­мо­щью во­до­род­но­го по­ка­за­те­ля pH, про­тя­жен­ность шкалы от 0 до 14. Ней­траль­ная среда pH – около 7. Кис­лая – мень­ше 7. Ос­нов­ная – боль­ше 7. Быст­ро опре­де­лить pH среды можно с по­мо­щью ин­ди­ка­тор­ных бу­ма­жек, или по­ло­сок (см. видео).

Мы опус­ка­ем ин­ди­ка­тор­ную бу­маж­ку в рас­твор, затем по­лос­ку вы­ни­ма­ем и сразу же срав­ни­ва­ем окра­ши­ва­ние ин­ди­ка­тор­ной зоны по­лос­ки с цве­та­ми стан­дарт­ной шкалы срав­не­ния, ко­то­рая вхо­дит в ком­плект, оце­ни­вая схо­жесть окра­ши­ва­ния и опре­де­ляя зна­че­ние pH (см. видео).

3. рН среды и роль ионов в его поддержании

Зна­че­ние pH в клет­ке при­мер­но рав­ня­ет­ся 7.

Из­ме­не­ние pH в ту или иную сто­ро­ну гу­би­тель­но дей­ству­ет на клет­ку, по­сколь­ку сразу же из­ме­ня­ют­ся био­хи­ми­че­ские про­цес­сы, про­хо­дя­щие в клет­ке.

По­сто­ян­ство pH клет­ки под­дер­жи­ва­ет­ся бла­го­да­ря бу­фер­ным свой­ствам её со­дер­жи­мо­го. Бу­фер­ным на­зы­ва­ют рас­твор, ко­то­рый под­дер­жи­ва­ет по­сто­ян­ное зна­че­ние pH среды. Обыч­но бу­фер­ная си­сте­ма со­сто­ит из силь­но­го и сла­бо­го элек­тро­ли­та: соли и сла­бо­го ос­но­ва­ния или сла­бой кис­ло­ты, ко­то­рые её об­ра­зу­ют (Ис­точ­ник).

Дей­ствие бу­фер­но­го рас­тво­ра за­клю­ча­ет­ся в том, что он про­ти­во­сто­ит из­ме­не­ни­ям pH среды. Из­ме­не­ние pH среды может воз­ник­нуть вслед­ствие кон­цен­три­ро­ва­ния рас­тво­ра или раз­бав­ле­ния его водой, кис­ло­той или ще­ло­чью. Когда кис­лот­ность, то есть кон­цен­тра­ция ионов во­до­ро­да воз­рас­та­ет, сво­бод­ные ани­о­ны, ис­точ­ни­ком ко­то­рых слу­жит соль, вза­и­мо­дей­ству­ют с про­то­на­ми и уда­ля­ют их из рас­тво­ра. Когда кис­лот­ность сни­жа­ет­ся, то уси­ли­ва­ет­ся тен­ден­ция к осво­бож­де­нию про­то­нов. Таким об­ра­зом под­дер­жи­ва­ет­ся pH на опре­де­лен­ном уровне, то есть под­дер­жи­ва­ет­ся кон­цен­тра­ция про­то­нов на опре­де­лен­ном по­сто­ян­ном уровне.

Неко­то­рые ор­га­ни­че­ские со­еди­не­ния, в част­но­сти белки, также об­ла­да­ют бу­фер­ны­ми свой­ства­ми.

Ка­ти­о­ны маг­ния, каль­ция, же­ле­за, цинка, ко­баль­та, мар­ган­ца вхо­дят в со­став фер­мен­тов и ви­та­ми­нов (см. видео).

Ка­ти­о­ны ме­тал­лов вхо­дят в со­став гор­мо­нов.

Цинк вхо­дит в со­став ин­су­ли­на. Ин­су­лин – это гор­мон под­же­лу­доч­ной же­ле­зы, ко­то­рый ре­гу­ли­ру­ет уро­вень глю­ко­зы в крови.

Маг­ний вхо­дит в со­став хло­ро­фил­ла.

Же­ле­зо вхо­дит в со­став ге­мо­гло­би­на.

При недо­стат­ке этих ка­ти­о­нов на­ру­ша­ет­ся про­цес­сы жиз­не­де­я­тель­но­сти клет­ки.

4. Ионы металлов как кофакторы

Зна­че­ние ионов на­трия и калия

Ионы на­трия и калия рас­пре­де­ле­ны по всему объ­е­му ор­га­низ­ма, при этом ионы на­трия вхо­дят, в ос­нов­ном, в со­став меж­кле­точ­ной жид­ко­сти, а ионы калия со­дер­жат­ся внут­ри кле­ток: 95% ионов калия со­дер­жат­ся внут­ри кле­ток, а 95% ионов на­трия со­дер­жат­ся в меж­кле­точ­ных жид­ко­стях (рис. 4).


С иона­ми на­трия свя­за­но ос­мо­ти­че­ское дав­ле­ние жид­ко­стей, удер­жа­ние воды тка­ня­ми, а также пе­ре­нос, или транс­порт таких ве­ществ как ами­но­кис­ло­ты и са­ха­ра через мем­бра­ну.

Зна­че­ние каль­ция в ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка

Каль­ций яв­ля­ет­ся одним из самых рас­про­стра­нен­ных эле­мен­тов в ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка. Ос­нов­ная масса каль­ция вхо­дит в со­став ко­стей и зубов. Фрак­ция вне­кост­но­го каль­ция со­став­ля­ет 1% от об­ще­го ко­ли­че­ства каль­ция в ор­га­низ­ме. Вне­кост­ный каль­ций вли­я­ет на свер­ты­ва­е­мость крови, а также нерв­но-мы­шеч­ную воз­бу­ди­мость и со­кра­ще­ние мы­шеч­ных во­ло­кон.

Фос­фат­ная бу­фер­ная си­сте­ма

Фос­фат­ная бу­фер­ная си­сте­ма иг­ра­ет роль в под­дер­жа­нии кис­лот­но-ще­лоч­но­го ба­лан­са ор­га­низ­ма, кроме этого она под­дер­жи­ва­ет ба­ланс в про­све­те ка­наль­цев почек, а также внут­ри­кле­точ­ной жид­ко­сти.

Фос­фат­ная бу­фер­ная си­сте­ма со­сто­ит из ди­гид­ро­фос­фа­та и гид­ро­фос­фа­та. Гид­ро­фос­фат свя­зы­ва­ет, то есть ней­тра­ли­зу­ет про­тон. Ди­гид­ро­фос­фат вы­сво­бож­да­ет про­тон и вза­и­мо­дей­ству­ет с по­сту­пив­ши­ми в кровь ще­лоч­ны­ми про­дук­та­ми.

Фос­фат­ная бу­фер­ная си­сте­ма вхо­дит в бу­фер­ную си­сте­му крови (Рис. 5).


Бу­фер­ная си­сте­ма крови

В ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка все­гда име­ют­ся опре­де­лен­ные усло­вия для сдви­га нор­маль­ной ре­ак­ции среды ткани, на­при­мер, крови, в сто­ро­ну аци­до­за (за­кис­ле­ния) или ал­ка­ло­за (рас­кис­ле­ния – сме­ще­ния рН в боль­шую сто­ро­ну).

В кровь по­сту­па­ют раз­лич­ные про­дук­ты, на­при­мер, мо­лоч­ная кис­ло­та, фос­фор­ная кис­ло­та, сер­ни­стая кис­ло­та, об­ра­зу­ю­щи­е­ся в ре­зуль­та­те окис­ле­ния фос­фор­ор­га­ни­че­ских со­еди­не­ний либо се­ро­со­дер­жа­щих бел­ков. При этом ре­ак­ция крови, может сдви­гать­ся в сто­ро­ну кис­лых про­дук­тов.

При упо­треб­ле­нии мяс­ных про­дук­тов, в кровь по­сту­па­ют кис­лые со­еди­не­ния. При упо­треб­ле­нии рас­ти­тель­ной пищи, в кровь по­сту­па­ют ос­но­ва­ния.

Тем не менее, pH крови оста­ет­ся на опре­де­лен­ном по­сто­ян­ном уровне.

В крови име­ют­ся бу­фер­ные си­сте­мы, ко­то­рые под­дер­жи­ва­ют pH на опре­де­лен­ном уровне.

К бу­фер­ным си­сте­мам крови от­но­сят­ся:

- кар­бо­нат­ная бу­фер­ная си­сте­ма,

- фос­фат­ная бу­фер­ная си­сте­ма,

- бу­фер­ная си­сте­ма ге­мо­гло­би­на,

- бу­фер­ная си­сте­ма бел­ков плаз­мы (Рис. 6).

Вза­и­мо­дей­ствие этих бу­фер­ных си­стем со­зда­ет опре­де­лен­ное по­сто­ян­ное pH крови.


Таким об­ра­зом, се­год­ня мы с вами рас­смот­ре­ли ми­не­раль­ные ве­ще­ства и их роль в жиз­не­де­я­тель­но­сти клет­ки.


Анионы – хлорид анион, гидрокарбонат анион, гидрофосфат анион, дигидрофосфат анион, карбонат анион, фосфат анион и нитрат анион.

Рассмотрим значение ионов.

Ионы, располагаясь по разные стороны клеточных мембран, образуют так называемый трансмембранный потенциал . Многие ионы неравномерно распределены между клеткой и окружающей средой. Так, концентрация ионов калия (К + ) в клетке в 20–30 раз выше, чем в окружающей среде; а концентрация ионов натрия (Na + ) в десять раз ниже в клетке, чем в окружающей среде.

Градиент концентрации К+ К+ Na+

  • Катионы влияют на вязкость и текучесть цитоплазмы.

Ионы калия(К ) уменьшают вязкость и увеличивают текучесть,

ионы кальция (Са 2+ ) обладают противоположным действием на цитоплазму клетки.

рН среды и роль ионов в его поддержании

Значение pH в клетке примерно равняется 7.

Изменение pH в ту или иную сторону губительно действует на клетку, поскольку сразу же изменяются биохимические процессы, проходящие в клетке.

Постоянство pH клетки поддерживается благодаря буферным свойствам её содержимого.

Буферным называют раствор, который поддерживает постоянное значение pH среды . Обычно буферная система состоит из сильного и слабого электролита: соли и слабого основания или слабой кислоты, которые её образуют

Действие буферного раствора заключается в том, что он противостоит изменениям pH среды. Изменение pH среды может возникнуть вследствие концентрирования раствора или разбавления его водой, кислотой или щелочью.

рН среды и роль ионов в его поддержании Когда кислотность, то есть концентрация ионов водорода возрастает, свободные анионы, источником которых служит соль, взаимодействуют с протонами и удаляют их из раствора. Когда кислотность снижается, то усиливается тенденция к освобождению протонов. Таким образом поддерживается pH на определенном уровне, то есть поддерживается концентрация протонов на определенном постоянном уровне.

рН среды и роль ионов в его поддержании

рН среды и роль ионов в его поддержании

Некоторые органические соединения, в частности белки, также обладают буферными свойствами.

Катионы магния, кальция, железа, цинка, кобальта, марганца входят в состав ферментов и витаминов

Катионы металлов входят в состав гормонов.

Цинк входит в состав инсулина. Инсулин – это гормон поджелудочной железы, который регулирует уровень глюкозы в крови.

Магний входит в состав хлорофилла.

Железо входит в состав гемоглобина.

При недостатке этих катионов нарушается процессы жизнедеятельности клетки

Буферная система крови В организме человека всегда имеются определенные условия для сдвига нормальной реакции среды ткани, например, крови, в сторону ацидоза (закисления) или алкалоза (раскисления – смещения рН в большую сторону). В кровь поступают различные продукты, например, молочная кислота, фосфорная кислота, сернистая кислота, образующиеся в результате окисления фосфорорганических соединений либо серосодержащих белков. При этом реакция крови, может сдвигаться в сторону кислых продуктов. При употреблении мясных продуктов, в кровь поступают кислые соединения. При употреблении растительной пищи, в кровь поступают основания. Тем не менее, pH крови остается на определенном постоянном уровне. В крови имеются буферные системы , которые поддерживают pH на определенном уровне. К буферным системам крови относятся: - карбонатная буферная система, - фосфатная буферная система, - буферная система гемоглобина, - буферная система белков плазмы

Буферная система крови

В организме человека всегда имеются определенные условия для сдвига нормальной реакции среды ткани, например, крови, в сторону ацидоза (закисления) или алкалоза (раскисления – смещения рН в большую сторону).

В кровь поступают различные продукты, например, молочная кислота, фосфорная кислота, сернистая кислота, образующиеся в результате окисления фосфорорганических соединений либо серосодержащих белков. При этом реакция крови, может сдвигаться в сторону кислых продуктов.

При употреблении мясных продуктов, в кровь поступают кислые соединения. При употреблении растительной пищи, в кровь поступают основания.

Тем не менее, pH крови остается на определенном постоянном уровне.

В крови имеются буферные системы , которые поддерживают pH на определенном уровне.

К буферным системам крови относятся:

- карбонатная буферная система,

- фосфатная буферная система,

- буферная система гемоглобина,

- буферная система белков плазмы

Спасибо за внимание

Спасибо за внимание


-75%

Минеральные вещества и их роль в клетке


1. Какие вещества называются минеральными?
2. Какой процесс называется диссоциацией?
3. Что такое ионы?


Минеральные вещества клетки.

Большая часть минеральных веществ клетки находится в виде солей, диссоциированных на ионы, либо в твердом состоянии.

В цитоплазме практически любой клетки имеются кристаллические включения, состоящие, как правило, из слаборастворимых солей кальция и фосфора. Кроме них могут содержаться двуокись кремния и другие неорганические вещества.

Они используются для образования опорных структур клетки (например, минеральный скелет радиолярий) и организма: минерального вещества костной ткани (соли кальция и фосфора), раковин моллюсков (соли кальция), хитина (соли кальция) и др.

Неорганические ионы, имеющие немаловажное значение для обеспечения процессов жизнедеятельности клетки, представлены катионами (К+, Na+Са2+-, Mgг2+, NH3+ и анионами (С1-, НРО42- , Н2РО4-, НСО3-, N03-, РО43-, СО32-|) минеральных солей. Концентрация катионов и анионов в клетке и в окружающей ее среде различна. В результате образуется разность потенциалов между содержимым клетки и окружающей ее средой, обеспечивающая такие важные процессы, как раздражимость и передача возбуждения по нерву или мышце.

Значение рН в клетках примерно равно 7,0. Изменение его на одну-две единицы губительно для клетки.

Постоянство рН в клетках поддерживается благодаря буферным свойствам их содержимого.

Буферным называют раствор, содержащий смесь какой-либо слабой кислоты и ее растворимой соли. Когда кислотность (концентрация ионов Н+) увеличивается, свободные анионы, источником которых является соль, легко соединяются со свободными ионами Н+ и удаляют их из раствора. Когда кислотность снижается, высвобождаются дополнительные ионы Н+. Так в буферном растворе поддерживается относительно постоянная концентрация ионов Н+.

Некоторые органические соединения, в частности белки, также имеют буферные свойства.

Являясь компонентами буферных систем организма, ионы определяют их свойства — способность поддерживать рН на постоянном уровне (близко к нейтральной реакции), несмотря на то что в процессе обмена веществ непрерывно образуются кислые и щелочные продукты. Так, фосфатная буферная система млекопитающих, состоящая из НРО|42- и Н2РО-4, поддерживает рН внутриклеточной жидкости в пределах 6,9—7,4, Главной буферной системой внеклеточной среды (плазмы крови) служит бикарбонатная система, состоящая из Н2С03 и НСО4- и поддерживающая рН на уровне 7,4.

Соединения азота, фосфора, кальция и другие неорганические вещества используются для синтеза органических молекул (аминокислот, белков, нуклеиновых кислот и др.).

Ионы некоторых металлов (Мg, Са, Zе, Си, Мn, Мо, Вr, Со) являются компонентами многих ферментов, гормонов и витаминов или активируют их. Например, ион Fе входит в состав гемоглобина крови, ион Zn — гормона инсулина. При их недостатке нарушаются важнейшие процессы жизнедеятельности клетки.

Буферная система.

1. В каком виде минеральные вещества представлены в живых организмах?
2. Какова роль неорганических ионов в клетке?
3. Какова роль ионов в буферных системах организма?
4. Почему недостаток или отсутствие ионов некоторых металлов приводит к нарушению жизнедеятельности клеток?

Важную роль для жизнедеятельности организмов играют неорганические кислоты и их соли. Так, соляная кислота входит в состав желудочного сока и создает условия для переваривания белков пищи. Остатки серной кислоты способствуют выведению из организма нерастворимых в воде веществ.


Онлайн библиотека с учениками и книгами, плани-конспекти уроковс Биологии 10 класса, книги и учебники согласно календарного плана планирование Биологии 10 класса


Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.

Читайте также: