- Mis on keemiline element?
- Milliseid keemilisi orgaanilisi aineid teate?
- Milliseid aineid nimetatakse lihtsateks ja milliseid kompleksseteks?
Kõigi elusorganismide rakud koosnevad samadest keemilistest elementidest. Need samad elemendid sisalduvad ka elutute objektide koostises. Kompositsiooni sarnasus näitab elava ja eluta looduse ühisust.
Rakud sisaldavad kõige rohkem keemilisi elemente, nagu süsinik, vesinik, hapnik ja lämmastik. Koos moodustavad nad kuni 98% raku massist.
Umbes 2% raku massist koosneb järgmisest kaheksast elemendist: kaalium, naatrium, kaltsium, kloor, magneesium, raud, fosfor ja väävel. Ülejäänud keemilised elemendid sisalduvad rakkudes väga väikestes kogustes.
Keemilised elemendid ühinevad üksteisega, moodustades anorgaanilisi ja orgaanilisi aineid.
Raku anorgaanilised ained- see on vesi ja mineraalsoolad. Kõige rohkem sisaldab rakk vett (40–95% selle kogumassist). Vesi annab rakule elastsuse, määrab selle kuju ja osaleb ainevahetuses.
Mida suurem on ainevahetuse kiirus konkreetses rakus, seda rohkem see sisaldab vett.
Ligikaudu 1-1,5% kogu raku massist moodustavad mineraalsoolad, eelkõige kaltsiumi-, kaaliumi-, fosfori- jne soolad. Neid anorgaanilisi aineid kasutatakse orgaaniliste molekulide (valgud, nukleiinhapped jne) sünteesiks. Mineraalide puudumisega on kõige olulisemad protsessid häiritud rakkude elutegevusest.
Orgaaniline aine- komplekssed süsinikku sisaldavad ühendid. Nad on osa kõigist elusorganismidest. Algselt arvati, et orgaanilisi aineid moodustavad ainult elusorganismid, mistõttu neid hakati nimetama orgaanilisteks. Nende hulka kuuluvad süsivesikud, valgud, rasvad, nukleiinhapped ja muud ained.
Süsivesikud– oluline orgaaniliste ainete rühm, mille lagunemise tulemusena saavad rakud eluks vajalikku energiat. Süsivesikud on osa rakumembraanidest, andes neile jõudu. Säilitusaineteks rakkudes on tärklis ja suhkrud, need kuuluvad ka süsivesikute hulka.
Oravad mängivad raku elus olulist rolli. Need on osa erinevatest rakustruktuuridest, reguleerivad elutähtsaid protsesse ja neid saab säilitada ka rakkudes.
Rasvad ladestunud rakkudesse. Rasvade lagundamisel vabaneb elusorganismidele vajalik energia.
Nukleiinhapped mängivad juhtivat rolli päriliku teabe säilitamisel ja järglastele edastamisel.
Rakk on miniatuurne looduslik laboratoorium, kus sünteesitakse ja läbivad muutusi erinevad keemilised ühendid. Erinevate organismide rakkude keemilise koostise sarnasus tõestab eluslooduse ühtsust.
Vasta küsimustele
- Milliseid keemilisi elemente on rakus kõige rohkem?
- Millist rolli mängib vesi rakus?
- Millist rolli mängivad mineraalsoolad rakus?
- Millised ained on klassifitseeritud orgaanilisteks?
- Milline on orgaaniliste ainete tähtsus rakus?
- Mis näitab elava ja eluta looduse ühisust?
Uued mõisted
Anorgaanilised ained. Orgaanilised ained. Süsivesikud. Oravad. Rasvad. Nukleiinhapped.
mõtle!
Miks võrreldakse rakku miniatuurse loodusliku laboriga?
Minu labor
Aastal 1933 õppisid teadlased aastatepikkuse uurimistöö tulemusena saama glükoosist C-vitamiini (askorbiinhapet). Enne seda oli C-vitamiin napp ja kallis toode.
Orgaanilise aine tuvastamiseks taimedes tehke järgmised katsed.
Võtke nisuterad, jahvatage need uhmris jahuks, lisage paar tilka vett ja valmistage taignatükk. Mähi tainas marli sisse, aseta kott veeklaasi ja loputa. Moodustub hägune suspensioon. Valage osa klaasist hägust vedelikku katseklaasi ja tilgutage sinna 2-3 tilka joodilahust. Vedelik muutub siniseks. Võtke tärklis pintsettide otsa ja segage see katseklaasis veega. Valage sellesse katseklaasi 2-3 tilka joodilahust. Ka tärklisega vesi muutub siniseks. See tähendab, et nisuterad sisaldavad tärklist, mis muutub joodiga siniseks. Asetage tilk joodilahust lõigatud kartulimugulale. Näete, et kartulimugul sisaldab ka tärklist.
Uurige järelejäänud tainast marli peal. Näete kleepuvat massi, seda nimetatakse gluteeniks või taimseks valguks.
Võtke mõned päevalilleseemned, koorige need ja purustage need paberile, näete rasvaseid laike. See kinnitab märkimisväärse koguse rasva olemasolu päevalilleseemnetes.
1802. aastal avastasid teadlased uue orgaanilise aine ja nimetasid selle viinamarjasuhkruks või glükoosiks (kreeka sõnast glycis – magus). Glükoosi leidub küpsetes puuviljades ja marjades ning see on osa inimese verest. Elusrakkudel on vaja moodustada keerukamaid süsivesikuid: tärklis, glükogeen, tselluloos.
Tärklis, laialt levinud säilitusaine, koosneb omavahel ühendatud glükoosiühikutest. Tärklise terade kujul koguneb see kartulimugulate, herneseemnete, kaeraterade ja maisi rakkudesse (joonis 8). Inimene kasutab tärklist, ekstraheerides seda kartulist ja maisist.
Riis. 8. Kartulitärklise terad puurides
Glükogeenil on tärklise struktuur sarnane. See toimib säilitusainena mõnede loomade ja inimeste kehas.
Taimerakkudes moodustavad tuhanded omavahel ühendatud glükoosiühikud tselluloosi ehk kiudaineid (ladinakeelsest sõnast tselluloos – rakk). See annab taimerakkude seintele elastsuse ja tugevuse. Tselluloosi võivad lagundada paljud bakterid, seened ja üherakulised mikroorganismid, mistõttu on neil suur roll taimejäänuste lagunemisel.
Peaaegu puhas tselluloos on vatt ja papli kohev. Puhastatud tselluloosist valmistatakse läbipaistev tsellofaankile, aga ka tehiskiud - viskoos (ladina keelest viskoos - viskoosne).
Peaaegu 40% kuivast puidust koosneb tselluloosist. Puidust saadavat tselluloosi kasutavad inimesed laialdaselt paberi tootmisel (pärsia bombakist – puuvill). Paber leiutati Vana-Hiinas, kuid siis valmistati seda puuvilla- ja bambuskiududest. Alles 18. sajandil. Avastati, et puit võib olla mugav lähtematerjal paberi tootmisel. Esimesed puidu tselluloosiks töötlemise tehased rajati alles 19. sajandil.
ja elutu loodus
Värv________________________________________________________________________________
Vorm__________________________________________________________________________________
Suurus___________________________________________________________________________
Kaal____________________________________________________________________________
Too kolm näidet: elava ja eluta looduse kehad, mille kirjeldamisel kasutatakse samu omadusi: mass, kuju, suurus, värvus.
1. Ökoloogia mõiste võttis kasutusele 2. biogeograafia rajaja 3. Bioloogia haru, mis uurib elusorganismide omavahelisi suhteid ja eluta loodusega.4. Viseseisva teadusena hakkas arenema ökoloogia 5. määrab loodusliku valiku liikumise suund 6. Organismi mõjutavad keskkonnategurid 7. Elusorganismide mõjul määratud keskkonnategurite rühm 8. Keskkonnategurite rühm, mille määravad elusorganismide mõju 9. Elu looduse mõjust põhjustatud keskkonnategurite rühm 10. Elu looduse tegur, mis annab tõuke hooajalistele muutustele taimede ja loomade elus. 11. elusorganismide võime määrata oma bioloogilisi rütme olenevalt päeva pikkusest 12. Kõige olulisem ellujäämise tegur 13. Valgus, õhu, vee ja pinnase keemiline koostis, atmosfäärirõhk ja temperatuur on tegurite hulgas 14 raudteede ehitamine, maa kündmine, kaevanduste loomine viitab teguritele 16. pikaealised taimed 17. lühiealised taimed 18. tundrataimed hõlmavad 19. Poolkõrbe-, stepi- ja kõrbetaimi. 20. Rahvastiku iseloomustav näitaja. 21. Kindlal territooriumil asustavate ja omavahel suhtlevate igat liiki elusorganismide kogum 22. Meie planeedi liigirikkuse poolest rikkaim ökosüsteem 23. orgaanilisi aineid loovate elusorganismide ökoloogiline rühm 24. elustiku ökoloogiline rühm. organismid, kes tarbivad valmisorgaanilisi aineid, kuid ei vii läbi mineraliseerumist 25. ökoloogiline rühm elusorganisme, kes tarbivad valmisorgaanilisi aineid ja aitavad kaasa nende täielikule muutumisele mineraalseteks aineteks 26. kasulik energia liigub järgmisele troofilisele (toitumise) tasemele 27. esimest järku tarbijad 28. teist või kolmandat järku tarbijad 29. elusorganismide koosluste tundlikkuse mõõt teatud tingimuste muutuste suhtes 30. koosluste (ökosüsteemide või biogeotsenooside) võimet säilitada oma püsivust ja seista vastu muutustele keskkonnatingimused 31. madal iseregulatsioonivõime, liigiline mitmekesisus, täiendavate energiaallikate kasutamine ja kõrge tootlikkus on iseloomulikud 32. kunstlikule biotsenoosile, mille ainevahetuse kiirus pindalaühiku kohta on kõrgeim. uute materjalide ringlus ja suurtes kogustes taaskasutatavate jäätmete eraldumine on iseloomulikud 33. põllumaad on hõivatud 34. linnad on hõivatud 35. elusorganismidega asustatud planeedi kest 36. autor. biosfääri uurimine 37. beosfääri ülempiir 38. biosfääri piir ookeani sügavuses. 39 biosfääri alumine piir litosfääris. 40. 1971. aastal loodud rahvusvaheline vabaühendus, mis viib läbi kõige tõhusamaid aktsioone looduse kaitseks.
Raku keemilised elemendid
Elusorganismides pole ainsatki keemilist elementi, mida elutu looduse kehades ei leiduks (mis viitab elusa ja eluta looduse ühisusele).
Erinevad rakud sisaldavad praktiliselt samu keemilisi elemente (mis tõestab eluslooduse ühtsust); ja samal ajal võivad isegi ühe mitmerakulise organismi erinevaid funktsioone täitvad rakud keemilise koostise poolest üksteisest oluliselt erineda.
Praegu teadaolevast enam kui 115 elemendist on rakust leitud umbes 80.
Kõik elemendid jagunevad vastavalt nende sisaldusele elusorganismides kolme rühma:
- makrotoitained- mille sisaldus ületab 0,001% kehamassist.
98% mis tahes raku massist pärineb neljast elemendist (mida mõnikord nimetatakse organogeenid): - hapnik (O) - 75%, süsinik (C) - 15%, vesinik (H) - 8%, lämmastik (N) - 3%. Need elemendid moodustavad orgaaniliste ühendite aluse (ja lisaks on hapnik ja vesinik osa veest, mis sisaldub ka rakus). Umbes 2% rakumassist moodustab veel kaheksa makrotoitained: magneesium (Mg), naatrium (Na), kaltsium (Ca), raud (Fe), kaalium (K), fosfor (P), kloor (Cl), väävel (S); - Ülejäänud keemilised elemendid sisalduvad rakus väga väikestes kogustes: mikroelemendid- need, mille osakaal on 0,000001% kuni 0,001% - boor (B), nikkel (Ni), koobalt (Co), vask (Cu), molübdeen (Mb), tsink (Zn) jne;
- ultramikroelemendid- mille sisaldus ei ületa 0,000001% - uraan (U), raadium (Ra), kuld (Au), elavhõbe (Hg), plii (Pb), tseesium (Cs), seleen (Se) jne.
Elusorganismid on võimelised akumuleerima teatud keemilisi elemente. Näiteks mõned vetikad akumuleerivad joodi, liblikõielised - liitiumi, pardlill - raadium jne.
Rakukemikaalid
Aatomite kujul olevad elemendid on osa molekulidest anorgaaniline Ja orgaaniline rakuühendused.
TO anorgaanilised ühendid sisaldab vett ja mineraalsooli.
Orgaanilised ühendid on iseloomulikud ainult elusorganismidele, samas kui anorgaanilised eksisteerivad ka elutus looduses.
TO orgaanilised ühendid Nende hulka kuuluvad süsinikuühendid, mille molekulmass on 100 kuni mitusada tuhat.
Süsinik on elu keemiline alus. See võib suhelda paljude aatomite ja nende rühmadega, moodustades ahelaid ja rõngaid, mis moodustavad erineva keemilise koostise, struktuuri, pikkuse ja kujuga orgaaniliste molekulide skeleti. Need moodustavad keerukaid keemilisi ühendeid, mis erinevad struktuuri ja funktsioonide poolest. Neid orgaanilisi ühendeid, mis moodustavad elusorganismide rakud, nimetatakse bioloogilised polümeerid, või biopolümeerid. Need moodustavad rohkem kui 97% raku kuivainest.