"Биология", Сивоглазов В.И., Плешаков А.А.
Клетка состоит из химических элементов и веществ. Одни из них, например вода и минеральные соли, относят к неорганическим, другие — белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты — к органическим. Вода помогает веществам растворяться и перемещаться, соли поддерживают работу клетки, а органические соединения образуют её части, дают энергию и хранят наследственную информацию.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Химический элемент — вид атомов с определённым зарядом ядра. В клетке особенно часто встречаются кислород, углерод, водород и азот. Это понятие помогает понять, из каких атомов построены клеточные вещества.
Неорганические вещества — вода и минеральные соли, входящие в состав клетки и обеспечивающие её жизнедеятельность. Они не относятся к основным сложным углеродсодержащим соединениям. Их значение связано с растворением веществ, поддержанием среды и участием в реакциях.
Органические вещества — сложные углеродсодержащие соединения клетки. К ним относят белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Они нужны для построения клетки, получения энергии и хранения наследственной информации.
Минеральные соли — неорганические вещества, которые могут быть растворены в клеточной жидкости или находиться в твёрдом состоянии. Они нужны клетке даже в небольших количествах. Соли поддерживают постоянство внутренней среды и влияют на работу клеточных веществ.
В клетке преобладают кислород, углерод, водород и азот, потому что из них построены вода и многие органические соединения. Важны также фосфор, сера, кальций, калий, натрий и другие элементы. Состав клетки связан с окружающей средой: клетка получает вещества из воды, воздуха или пищи, а затем использует их для построения своих частей.
Вода составляет значительную часть клетки, потому что она входит в состав клеточной жидкости и хорошо растворяет многие вещества. Благодаря этому растворённые частицы могут перемещаться и встречаться друг с другом. Вода сама участвует в химических реакциях, поэтому при её недостатке замедляются обмен веществ и работа клетки.
Минеральные соли встречаются в клетке в виде растворённых частиц, а иногда образуют твёрдые соединения. Растворённые соли помогают сохранять нужное содержание воды и других веществ внутри клетки. Поэтому они поддерживают постоянство внутренней среды, а также влияют на работу белков и клеточных структур.
Органические вещества отличаются от неорганических сложным строением и наличием углерода в составе большинства таких соединений. Они образуются в организмах или поступают с пищей и используются клеткой как материал для построения. Без них невозможно обновление клеточных частей и выполнение жизненных функций.
Белки входят в состав клеточных структур и участвуют во множестве реакций. Жиры образуют часть клеточных оболочек и могут откладываться как запас энергии, углеводы дают энергию для быстрой работы и тоже могут запасаться. Нуклеиновые кислоты хранят и передают наследственную информацию, то есть инструкции о признаках и работе клетки.
В таблице удобно сравнивать вещества по трём вопросам: к какой группе они относятся, какую работу выполняют и где проявляется их значение. При подготовке к уроку сначала найдите представителя, затем свяжите его с функцией. Одна группа может иметь несколько функций, поэтому указанные роли являются основными.
| Группа веществ | Представители | Роль в клетке | Где встречаются или на что влияют |
|---|---|---|---|
| Вода | H₂O | Растворитель, среда и участник реакций | Клеточная жидкость, перемещение веществ |
| Минеральные соли | Соли калия, натрия, кальция, фосфатов | Поддерживают постоянство внутренней среды | Раствор клеточной жидкости, твёрдые клеточные структуры |
| Белки | Разные белковые молекулы | Строительная функция, участие в реакциях | Клеточные структуры и ферменты |
| Жиры | Жировые соединения | Запас энергии, строительная функция | Клеточные оболочки и запасы питательных веществ |
| Углеводы | Глюкоза, крахмал | Источник и запас энергии | Клеточная жидкость, запасающие органы и клетки |
| Нуклеиновые кислоты | ДНК и РНК | Хранение и передача наследственной информации | Клеточные структуры, связанные с наследственностью |
Условие: распределите вещества клетки на органические и неорганические: вода, белок, минеральные соли, жир, крахмал. Нужно определить группу каждого вещества не по его названию, а по составу и роли. Сначала вспомним основные представители двух групп.
Ответ: неорганические вещества — вода и минеральные соли; органические вещества — белок, жир и крахмал.
Условие: объясните, почему при недостатке воды нарушается работа клетки. Ищем не одно последствие, а связь между свойствами воды и клеточными процессами. Для этого перечислим главные функции воды.
Ответ: вода нужна как растворитель, среда для перемещения веществ и участник реакций, поэтому её недостаток нарушает работу клетки.
Условие: установите соответствие: белок, жир, углевод, нуклеиновая кислота; строительная функция, запас энергетической энергии, быстрый источник энергии, хранение наследственной информации. Одно вещество может иметь дополнительные функции, но выбираем его главное значение в условии.
Ответ: белок — строительная функция; жир — запас энергетической энергии; углевод — быстрый источник энергии; нуклеиновая кислота — хранение наследственной информации.
Ошибка 1. Считать органические вещества только веществами живых организмов, а неорганические — только веществами неживой природы. Так думают из-за упрощённого примера, но группы различают по составу и строению. Проверьте себя: белок, жир и крахмал органические, а вода и соли неорганические.
Ошибка 2. Отождествлять химический элемент и простое вещество. Ошибка возникает потому, что оба понятия связаны с атомами. Вспомните: элемент — это вид атомов, а вещество состоит из определённых частиц.
Ошибка 3. Считать воду второстепенной частью клетки. Такое представление появляется, если замечать только клеточные структуры, но вода растворяет вещества и участвует в реакциях. Проверка проста: назовите хотя бы две клеточные функции воды.
Ошибка 4. Называть все органические вещества источниками энергии. Углеводы и жиры действительно дают или запасают энергию, однако белки прежде всего строят клетку, а нуклеиновые кислоты связаны с наследственной информацией. Для проверки сопоставьте каждое вещество с его основной функцией.
Для понимания темы нужны знания об атоме, молекуле, химическом элементе и простом веществе. Химический состав помогает объяснить строение клетки, работу органоидов и обмен веществ. Позже эти знания пригодятся при изучении питания, пищеварения, наследственности и влияния среды на организмы.
Почему вода относится к неорганическим веществам?
Вода не относится к сложным углеродсодержащим соединениям, характерным для органических веществ. Она является неорганическим веществом, хотя входит в состав всех клеток и необходима для их работы.
Чем химический элемент отличается от вещества?
Химический элемент — это вид атомов с определённым зарядом ядра, например кислород или углерод. Вещество состоит из частиц, образованных атомами одного или разных элементов.
Почему клетке нужны минеральные соли, если их количество невелико?
Минеральные соли участвуют в важных процессах даже в небольшом количестве. Они помогают поддерживать постоянство внутренней среды клетки, влияют на работу белков и обеспечивают правильное протекание реакций.
Какие органические вещества входят в состав клетки?
К основным органическим веществам клетки относятся белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Они выполняют строительную, энергетическую и информационную функции.
Почему белки нельзя заменить углеводами или жирами?
У белков особое строение и множество функций: они входят в состав клеточных структур и помогают протекать химическим реакциям. Углеводы и жиры главным образом дают или запасают энергию, поэтому полностью заменить белки не могут.
§ 9. Химический состав клетки
