Неорганические вещества презентация по биологии. Презентация «Неорганические вещества в составе клетки. Строение молекулы воды

Презентация на тему "Неорганические вещества клетки" по биологии в формате powerpoint. В данной презентации для школьников 10 класса подробно рассказывается о химическом составе клетке, значении воды и ионов солей в клетке. Автор презентации: учитель биологии, Борзунова Ольга Анатольевна.

Фрагменты из презентации

Единство химического состава живой материи

• Макроэлементы (до 0,001%)
• А) 98%(от всех макроэлементов)- O,H, N, C
• Б)от 0,1 до 0,001%- K Mg Na Ca Fe S P Cl
• Микроэлементы (от 0,001 до 0,000001%) - Ионы тяжелых металлов, входящих в состав ферментов, гормонов и др.- B Co Cu Mo Zn J Br и др.
• Ультрамикроэлементы (менее 0,000001%) - Их роль в организме не всегда установлена- U(уран) Au(золото) Hg (ртуть) Be(бериллий) Se (селен)

Биогенные элементы

Биогенные элементы – химические элементы которые входят в состав клеток и выполняют биологические функции (H, O, N, C, P, S)

В живых организмах важную роль играют три типа химических связей

1. Ионная связь, которая образуется тогда, когда атом отдает другому атому один из нескольких электронов.
2. Ковалентная связь, образующаяся при возникновении у двух атомов обобществленной пары электронов – по одному электрону от каждого атома.
3. Водородная связь, в образовании которой участвует водородный атом, соединенный с каким-нибудь другим атомом ковалентной полярной связью. В сравнении с ионной или ковалентной связью одиночная водородная связь – слабая. Она легко рвется, но множество таких связей способно породить силу, на которой в прямом смысле и «держится» все живое.

Вода

• Вода – одно из самых распространенных веществ на Земле, она покрывает большую часть земной поверхности и входит в состав всех живых организмов.
• Среди веществ клетки на первом месте по массе стоит вода. Содержание воды в разных клетках колеблется от 60 до 98%.

Высокое содержание воды в клетке - важнейшее условие ее деятельности.

• При потере большей части воды многие организмы гибнут, а ряд одноклеточных и даже многоклеточных организмов временно утрачивают все признаки жизни (анабиоз):
• При потере воды до 2% массы тела (1-1,5 л) появляется жажда, при утрате 6-8% наступает полуобморочное состояние,
• При нехватке 10% появляются галлюцинации, нарушается глотание.
• При потере воды в объеме 12 % от массы тела, человек погибает.

Строение молекулы воды

• Вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода и при этом электронейтральна. Но электрический заряд внутри молекулы распределен неравномерно. Следовательно, частица воды – диполь.
• Свойства воды довольно необычны и связаны с малыми размерами молекулы воды, с полярностью ее молекул и с их способностью соединяться друг с другом водородными связями.

Значение воды в клетке

1. Вода – хороший растворитель

• Вода превосходный растворитель полярных веществ (соли, сахара, простые спирты). Растворимые вещества в воде называются гидрофильными.
• Абсолютно неполярные вещества типа жиров или масел вода не растворяет и не смешивается с ними, поскольку она не может образовывать с ними водородные связи. Нерастворимые в воде вещества называются гидрофобными.

Транспортная. Вода обеспечивает передвижение веществ в клетку, из клетки, а также внутри самой клетки и организме.

Метаболическая. Вода является средой для всех биохимических реакций в клетке.

• реакции гидролиза
• В процессе фотосинтеза вода является донором электронов и источником атомов водорода. Она же является источником свободного кислорода. Фотолиз воды – расщепление воды под действием света до Н+ и О2

Структурная.

• Цитоплазма клеток содержит от 60 до 95 % воды. У растений вода определяет тургор клеток, а у некото­рых животных выполняет опорные функции, являясь гидростатическим скелетом (круглые и кольчатые черви, иглокожие).
• Вода участвует в образовании смазывающих жидкостей (синовиальная в суставах позвоночных; плевральная в плевральной полости, перикардиальная в околосердечной сумке) и слизей (которые облегчают передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей). Она входит в состав слюны, желчи, слез, спермы и др.

Теплорегуляция. Вода обладает высокой удельной теплоемкостью. Это свойство обеспечивает поддержание теплового баланса организма при значительных перепадах температуры в окружающей среде. Кроме того, вода обладает высокой теплопроводностью, что позволяет организму поддерживать одинаковую температуру во всем его объеме.

Минеральные соли клетки

Молекулы солей в водном растворе распадаются на катионы и анионы.

Значение ионов солей

• Разность между количеством катионов и анионов на поверхности и внутри клетки обеспечивает возникновение потенциала действия, что лежит в основе возникновения нервного и мышечного возбуждения.
• Разностью концентрации ионов по разные стороны мембраны обусловлен активный перенос веществ через мембрану, а также преобразование энергии.
• Сцепление клеток между собой (Ca2+)
• Буферность клетки – способность поддерживать pH на постоянном уровне (7,0)
• Ионы некоторых металлов являются компонентами многих ферментов, гормонов и витаминов (Fe в состав гемоглобина крови, Zn – гормона инсулина, Mg – в состав хлорофилла)
• Соединения азота, фосфора, кальция и др. неорганические вещества используются для синтеза органических молекул (аминокислот, белков, нуклеиновых кислот и др.)

Макроэлементы (до 0,001%) микроэлементы (от 0,001 до 0,000001%) ультрамикроэлементы (менее 0,000001%) Кислород (65-75) Углерод (15-18) Азот (1,5-3) Водород (8-10) Фосфор (0,2-1,00) Калий (0,15-0,4) Сера (0,15-0,2) Железо (0,01-0,15) Магний (0,02-0,03) Натрий (0,02- 0,03) Кальций (0,04-2,00) Бор Кобальт Медь Молибден Цинк Ванадий Йод Бром Уран Радий Золото Ртуть Бериллий Цезий Селен Элементы, входящие в состав клеток организма, %

Элемент Значение для клетки и организма H – водород Входит в состав воды и органических молекул C – углерод Главный элемент органических молекул, способен образовывать прочные ковалентные связи, как с другими атомами углерода, так и атомами других элементов N – азот Структурный компонент белков и нуклеиновых кислот O – кислород Входит в состав воды и органических веществ P – фосфор Входит в состав костной ткани, нуклеиновых кислот; АТФ; фосфолипиды входят в структуру клеточных мембран S – сера Входит в состав белков и других органических молекул (витаминов и ферментов)

Na+ – натрий Главный внеклеточный положительный ион. Обеспечивает проведение нервных импульсов, поддерживает осмотическое давление в клетке, стимулирует синтез гормонов Mg2+ – магний Структурный компонент хлорофилла, активизирует образование многих ферментов. Cl- – хлор Содержится в костях, зубах, активизирует синтез ДНК, энергетический обмен Преобладающий отрицательный ион в организме животных. Является компонентом желудочного сока в виде соляной кислоты, активизирует ферменты K+ – калий Преобладающий положительный ион внутри клетки. Обуславливает проведение нервных импульсов, активатор ферментов белкового синтеза, процессов фотосинтеза, роста растений. Ca2+ – кальций У растений входит в состав оболочки клетки. Основной компонент костей и зубов. Активизирует сокращение мышечных волокон и свёртывание крови

Mn – марганец Необходим организмам в следовых количествах. Повышает урожайность растений, активизирует процесс фотосинтеза, влияет на процессы кроветворения Fe – железо Входит в состав многих органических веществ, например, белка крови – гемоглобина, белка мышц – миоглобина, хрусталика и роговицы глаз, активатор ферментов, участвует в синтезе хлорофилла. Обеспечивает транспорт кислорода к тканям и органам Co – кобальт Входит в состав витамина B12 Cu+2 – медь Входит в состав ферментов. Участвует в процессах кроветворения, фотосинтеза, катализирует внутриклеточные процессы Zn – цинк Входит в состав гормона инсулина и ферментов B – бор Необходим некоторым растениям. Влияет на их ростовые процессы I – йод Входит в состав гормона щитовидной железы – тироксина, влияет на обмен веществ F – фтор Входит в состав эмали зубов, при недостатке развивается кариес, при избытке –флюороз

Неорганические вещества в % Органические вещества в % Вода…………………………… Другие неорганические вещества…..……………… ….1,0-1,5 Белки…………………………10-20 Липиды………………………..1-5 Углеводы………………………0,2-2,0 Нуклеиновые кислоты………1,0-2,0 АТФ и другие низкомолекулярные органические соединения……………………0,1-0,5

Свойства воды: Не имеет вкуса, цвета и запаха Обладает плотностью и вязкостью Обладает плотностью и вязкостью t зам – 0 C, t кип – 100 С t зам – 0 C, t кип – 100 С Обладает дипольным свойством Обладает дипольным свойством Универсальный растворитель Универсальный растворитель

краткое содержание других презентаций

«Биология «Химический состав клетки»» - Признаки реакции. Cu -ферменты гемоцианины, синтез гемоглобина, фотосинтез. Кислород. Макроэлементы. Ультрамикроэлементы. Цинк. Ответить на вопросы. Различия живой и неживой природы. План урока. C -основа всех органических веществ. Состав человеческого тела. Микроэлементы. Биогенные элементы. Химический состав клетки.

«Урок «Химический состав клетки»» - Структура белка. ДНК – двойная спираль. Репликация. Ферменты. Углеводы. Элементарный состав клетки. Нуклеотид. Молекулярный уровень. Виды РНК. Нуклеиновые кислоты. РНК – одиночная цепочка. Неорганические вещества. Химический состав клетки. Липиды. Молекула водорода. Белки. РН буферность. Свойства белковой молекулы. Принцип комплементарности.

«Неорганические вещества клетки» - Элементы, входящие в состав клетки. Кислород. 80 химических элементов. Макроэлементы. Содержание химических соединений в клетке. Ультрамикроэлементы. Магний. Микроэлементы. Химический состав клетки. Биогенные элементы. Функции воды. Содержание в разных клетках.

«Химический состав клетки» - Вода играет важную роль в жизни клетки. Кристаллы щавелевокислого кальция. Мономер. Углеводы. Углерод. Микроэлементы. Полимер. Гомеостаз. Часть. Способность верблюдов хорошо переносить жару. Липиды. Функции углеводов. Функции минеральных веществ. Аммиак. Работа с терминами. Укажите лишнее химическое соединение. В клетках каких организмов содержится в десятки раз больше углеводов. Функции воды в клетке.

«Вещества клетки» - Роль витаминов в жизни человека. Витамины в жизнедеятельности клетки. Как и где образуется АТФ. Функция АТФ. Витамин. Значение вирусов. Нарушения, связанные с недостатком или избытком витаминов. Интересные факты. АТФ и другие органические вещества клетки. Строение вирусов. Современная классификация витаминов. Витамины и витаминоподобные вещества. Открытие вирусов. АТФ. Микрофотографии вирусов. Жизнь вирусов.

«Особенности химического состава клетки» - Особенности химического состава клетки. Кислород. Собаки. Водородные связи. Виды воды. Раствор. Тезисы. Ионы металлов. Группы химических элементов. Углерод. Химические компоненты клетки. Минеральные вещества в клетке. Записи в тетради. Вода. Вода в организме распределена неравномерно. Соотношение органических и неорганических веществ в клетке. Химические элементы клетки. Клетки.

Неорганические вещества клетки

Тема: «Строение и состав клетки»,

биология 10-11 класс

В состав клетки входят примерно 80 химических элементов системы Менделеева. Все эти элементы встречаются и в неживой природе .

Классификация химических элементов клетки

Химические элементы клетки

Микроэлементы

Макроэлементы

Ультрамикро -

элементы

ионы тяжелых

металлов,

входящих в состав

ферментов, гормонов

99% всей массы

концентрация

в клетке

0,000001%

клетки

O, C, H, N, S, P,

K, Mg, Na, Ca, Fe, Cl.

содержаться в больших количествах, в сумме составляют более 99% массы живого организма. Это кислород (О), водород (Н), углерод (С), азот ( N ), сера ( S ), фосфор (F) , натрий (Na) , калий (K) , хлор (Cl) , кальций (Ca) , магний (Mg) .

а) H, O, C, N - 98%

• + S, P - биоэлементы, образуют органические соединения.

б ) K, Na, Ca, Mg, Fe, Cl - около 2%

• K, Na, Cl – проницаемость клеточных мембран, проведение нервного импульса.
• P, Ca – формирование костной ткани, прочность костей.
• Ca - обеспечивает свертываемость крови.
• Fe – входит в состав гемоглобина.
• Mg - входит в состав хлорофилла у растений, в состав ферментов у животных.

• Часть элементов содержится в организмах в крайне низких концентрациях (не выше тысячной доли процента). Это биогенные микроэлементы. Их функции и роль весьма разнообразны.

• К ним относятся преимущественно ионы тяжелых металлов, входящие в состав ферментов, гормонов и других у жизненно важных веществ. В организме эти элементы содержатся в очень небольших количествах: от 0,001 до 0,000001%; в числе таких элементов бор, кобальт, медь, молибден, цинк, ванадий, йод, бром и др.

• Zn входит в состав инсулина – гормона поджелудочной железы, усиливает активность половых желез.
• Cu обеспечивает рост тканей, входит в состав ферментов.
• I входит в состав тироксина – гормона щитовидной железы.
• Zn входит в состав инсулина - гормона поджелудочной железы.
• F входит в состав эмали зубов.
• Co входит в состав витамина В12
• Mn обеспечивает обмен веществ.
• B отвечает за процесс роста.
• Mo отвечает за использование железа, за задержку фтора в организме.

• Концентрация их не превышает 0,000001%. Физиологическая роль большинства этих элементов в организмах растений, животных и в клетках бактерий пока не установлена.К ним относятся уран, радий, золото, ртуть, бериллий, цезий, селен и другие редкие элементы.

• Ультрамикроэлементы составляют менее оказывают бактерицидное воздействие, ртуть подавляет обратное всасывание воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты.
• Некоторые к этой группе относят и селен, при его недостатке развиваются раковые заболевания. Функции ультрамикроэлементов еще мало понятны.

• При недостатке кальция развивается остеопороз (мягкость, пористость костей), замедление роста скелета. Необходимо употреблять молочные продукты.
• При недостатке магния мускульные судороги, потеря жидкости организмом. Продукты: овощи, фасоль, орехи, молоко, фрукты.
• При недостатке хлора - сухость кожи. Продукты: вода, поваренная соль.
• При недостатке натрия – головная боль, слабая память, потеря аппетита. Продукты: помидоры, абрикосы, горох, поваренная соль.
• При недостатке калия –аритмия сердечных сокращений, внезапная смерть при увеличении нагрузок. Продукты – бананы, сухофрукты, картофель, помидоры, кабачки.

• Фосфор – внешние признаки недостаточности неизвестны. Содержится в рыбе, молочных продуктах, грецких орехах, гречке.

• При недостатке железа развивается анемия. Необходимо употреблять печень, мясо, зеленые листья овощей.
• При недостатке фтора – разрушение зубов. Продукты- рыба, вода.
• При недостатке цинка – повреждения кожи. Продукты – мясо, морские продукты.
• При недостатке йода развивается зоб. Необходимо употреблять хурму, морепродукты, йодированную соль.

Строение молекулы воды.

Молекула воды – диполь

Схема образования связей между отдельными диполями воды

• Вода определяет физические свойства клетки - ее объем, упругость.
• Многие химические процессы протекают только в водном растворе.
• Вода может находиться в трёх агрегатных состояниях
• Вода - хороший растворитель: многие вещества поступают в клетку из внешней среды в водном растворе, и в водном же растворе отработанные продукты выводятся из клетки.
• Вода обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью.
• Вода обладает уникальным свойством: при охлаждении ее от +4 до 0 градусов, она расширяется. Поэтому лед оказывается легче жидкой воды и остается на ее поверхности. Это очень важно для организмов, обитающих в водной среде.
• Вода может быть хорошим смазочным материалом.

«Свойства воды и ее биологическая роль»

Свойства воды

Роль в жизнедеятельности клетки.

1. Способность растворять в себе вещества.

-все биохимические реакции протекают в водных растворах;

-среда для транспорта различных веществ (гомеостаз);

2. Высокая теплоемкость и теплопроводность.

-поддержание теплового равновесия;

Равномерное распределение тепла между всеми частями организма.

3. Высокая интенсивность испарения.

-приводит к быстрой потере тепла,

-предохраняет от перегрева

4.Несжимаемость воды

-поддержание формы клетки.

5. Высокая сила поверхности натяжения воды

Обеспечивает восходящий и нисходящий транспорт веществ в растениях и движение крови в капиллярах.

Среди веществ клетки на первом месте по массе стоит вода. Содержание воды в разных клетках колеблется от 60 до 98%. Это зависит от:

1. типа клеток

Кости – 20%

Зубная эмаль – 10%

Нейрон – 85%

2. интенсивности обмена веществ .

• в клетках эмбриона

- 90-95%,

• в старых организмах

– 60%

Высокое содержание воды в клетке - важнейшее условие ее деятельности .

• При потере большей части воды многие организмы гибнут, а ряд одноклеточных и даже многоклеточных организмов временно утрачивают все признаки жизни (анабиоз):

• При потере воды до 2% массы тела (1-1,5 л) появляется жажда, при утрате 6-8% наступает полуобморочное состояние,
• При нехватке 10% появляются галлюцинации, нарушается глотание.
• При потере воды в объеме 12 % от массы тела, человек погибает.

Значение воды в клетке

• Вода – хороший растворитель

Вода превосходный растворитель полярных веществ (соли, сахара, простые спирты). Растворимые вещества в воде называются гидрофильными.

Абсолютно неполярные вещества типа жиров или масел вода не растворяет и не смешивается с ними, поскольку она не может образовывать с ними водородные связи. Нерастворимые в воде вещества называются гидрофобными .

Значение воды в клетке

2.Транспортная.

Вода обеспечивает передвижение веществ в клетку, из клетки, а также внутри самой клетки и организме.

3. Метаболическая.

Вода является средой для всех биохимических реакций в клетке.

а) реакции гидролиза

б) В процессе фотосинтеза вода является донором электронов и источником атомов водорода. Она же является источником свободного кислорода. Фотолиз воды – расщепление воды под действием света до Н+ и О 2

Значение воды в клетке

б) Вода участвует в образовании смазывающих жидкостей (синовиальная в суставах позвоночных; плевральная в плевральной полости, перикардиальная в околосердечной сумке) и слизей (которые облегчают передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей). Она входит в состав слюны, желчи, слез, и др.

Значение воды в клетке

4. Структурная .

а) Цитоплазма клеток содержит от 60 до 95 % воды. У растений вода определяет тургор клеток, а у некото­рых животных выполняет опорные функции, являясь гидростатическим скелетом (круглые и кольчатые черви, иглокожие).

Значение воды в клетке

5. Теплорегуляция.

Вода обладает высокой удельной теплоемкостью. Это свойство обеспечивает поддержание теплового баланса организма при значительных перепадах температуры в окружающей среде. Кроме того, вода обладает высокой теплопроводностью, что позволяет организму поддерживать одинаковую температуру во всем его объеме .

Минеральные соли

в ионном состоянии

в твёрдом виде

катионы

анионы

К + , Ca 2+ , Na + , Mg 2+

С l - , HCO 3 - ,

H 2 PO 4 2- , HPO 4 2-

Вещества

Соединения азота

Местонахождение и преобразование

Соединения фосфора

Свойства

В клетках растений ионы аммония и нитратов восстанавливаются и включаются в синтез аминокислот. У животных аминокислоты идут на построение собственных белков. При отмирании организмов включаются в круговорот веществ в форме свободного азота.

Входят в состав белков, аминокислот, нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) и АТФ

Соли фтора- фосфаты,- находясь в почве, растворяются корневыми выделениями растений и усваиваются. Остатки фосфорной кислоты при отмирании организмов минерализуются, образуя соли.

Соединения калия

Входят в состав всех мембранных структур; нуклеиновых кислот, ДНК, РНК, АТФ, ферментов тканей (костной)

Соединения кальция

Калий содержится во всех клетках в виде ионов калия, концентрация которых намного выше, чем в окружающей среде. После отмирания возвращается в окружающую среду в виде ионов калия.

"Калиевый насос" клетки способствует проникновению через мембрану. Активизирует жизнедеятельность клетки, проведение возбуждения и импульсов.

Кальций содержится в клетках в виде ионов и кристаллов солей.

Образует межклеточное вещество и кристаллы в клетках растений. Входит в состав костей, раковин, известковых скелетов.

Катионы в клетке

Важнейшие катионы К + , Na + , Ca 2+ и др.

На внешней поверхности мембраны всегда больше Na + чем на внутренней, и меньше К + , чем на внутренней. Данные катионы обеспечивают возбудимость клетки и проведение нервного импульса.

Концентрация ионов в клетке и окружающей ее среде различны.

сокращение мышечных волокон

возбуждение нервных клеток

Анионы в клетке

Важнейшие анионы: Н 2 РО 4 - , НРО 4 2- , НСО 3 -, С l -

Буферность – способность поддерживать рН на определенном уровне.

Величина рН, равная 7,0 соответствует нейтральному, ниже 7,0 – кислому, выше 7,0 – щелочному раствору. В клетке рН = 7,4.

Ионы

Na + – натрий

Главный внеклеточный положительный ион. Обеспечивает проведение нервных импульсов, поддерживает осмотическое давление в клетке, стимулирует синтез гормонов

Mg 2+ – магний

Структурный компонент хлорофилла, активизирует образование многих ферментов.

Cl- – хлор

Содержится в костях, зубах, активизирует синтез ДНК, энергетический обмен Преобладающий отрицательный ион в организме животных. Является компонентом желудочного сока в виде соляной кислоты, активизирует ферменты

K + – калий

Преобладающий положительный ион внутри клетки. Обуславливает проведение нервных импульсов, активатор ферментов белкового синтеза, процессов фотосинтеза, роста растений.

Ca 2+ – кальций

У растений входит в состав оболочки клетки. Основной компонент костей и зубов. Активизирует сокращение мышечных волокон и свёртывание крови