Nutrisi makro

• Hipoglikemia

Unsur-unsur signifikan secara biologis (sebagai lawan dari elemen inert biologis) adalah elemen kimia yang diperlukan bagi tubuh manusia atau hewan untuk memastikan aktivitas kehidupan yang normal. Mereka dibagi menjadi makronutrien (kandungan yang dalam organisme hidup lebih dari 0,001%) dan elemen jejak (konten kurang dari 0,001%).

Konten

Penggunaan istilah "mineral" dalam kaitannya dengan unsur-unsur signifikan secara biologis

Mikro dan makronutrien (kecuali oksigen, hidrogen, karbon, dan nitrogen) masuk ke tubuh, sebagai aturan, saat makan. Untuk sebutan mereka dalam bahasa Inggris ada istilah mineral Dietary.

Pada akhir abad ke-20, produsen obat-obatan dan suplemen diet Rusia mulai menggunakan istilah mineral untuk merujuk pada makro dan unsur mikro, menelusuri mineral diet berbahasa Inggris. Dari sudut pandang ilmiah, penggunaan istilah "mineral" seperti itu tidak benar, dalam bahasa Rusia, kata mineral harus digunakan hanya untuk menunjuk tubuh alami geologis dengan struktur kristal. Namun, pabrikan disebut-sebut. "Aditif biologis", mungkin untuk tujuan promosi, mulai menyebut produk mereka kompleks vitamin-mineral.

Nutrisi makro

Unsur-unsur ini membentuk daging organisme hidup. Asupan makronutrien harian yang disarankan adalah lebih dari 200 mg. Makronutrien, sebagai suatu peraturan, memasuki tubuh manusia dengan makanan.

Unsur nutrisi

Makronutrien ini disebut unsur biogenik (organogenik) atau makronutrien (makronutrien bahasa Inggris). Zat organik seperti protein, lemak, karbohidrat, enzim, vitamin dan hormon sebagian besar dibangun dari zat gizi makro. Untuk penunjukan makronutrien, akronim CHNOPS kadang-kadang digunakan, yang terdiri dari penunjukan unsur-unsur kimia yang sesuai dalam tabel periodik.

Makronutrien lainnya

Dosis harian yang disarankan> 200 mg:

Melacak elemen

Istilah "unsur mikro" sangat populer dalam literatur ilmiah medis, biologi dan pertanian di pertengahan abad ke-20. Secara khusus, bagi ahli agronomi menjadi jelas bahwa bahkan sejumlah “makroelemen” yang memadai dalam pupuk (NP trinitas - nitrogen, fosfor, kalium) tidak menjamin perkembangan normal tanaman.

Elemen jejak disebut elemen yang kandungannya dalam tubuh kecil, tetapi mereka terlibat dalam proses biokimia dan diperlukan untuk organisme hidup. Asupan mikronutrien harian yang direkomendasikan untuk manusia adalah kurang dari 200 mg. Baru-baru ini, produsen suplemen makanan mulai menggunakan istilah mikronutrien, yang dipinjam dari bahasa Eropa (mikronutrien Inggris). Di bawah mikronutrien menggabungkan elemen jejak, vitamin dan beberapa makronutrien (kalium, kalsium, magnesium, natrium).

Mempertahankan keteguhan lingkungan internal (homeostasis) tubuh, terutama melibatkan menjaga kandungan kualitatif dan kuantitatif zat mineral dalam jaringan organ pada tingkat fisiologis.

Elemen penelusuran dasar

Menurut data modern, lebih dari 30 unsur mikro dianggap penting untuk aktivitas vital tanaman, hewan, dan manusia. Di antara mereka (dalam urutan abjad):

Semakin rendah konsentrasi senyawa dalam tubuh, semakin sulit untuk membangun peran biologis elemen tersebut, untuk mengidentifikasi senyawa dalam pembentukannya. Di antara yang tidak diragukan lagi penting termasuk vanadium, silikon, dll.

Kompatibilitas

Dalam proses asimilasi vitamin, unsur mikro dan unsur makro oleh tubuh, antagonisme (interaksi negatif) atau sinergisme (interaksi positif) antara berbagai komponen adalah mungkin.

Kurangnya elemen jejak dalam tubuh

Penyebab utama kekurangan mineral:

• Diet yang tidak benar atau diet monoton, air minum berkualitas buruk.
• Fitur geologis dari berbagai wilayah bumi adalah daerah endemik (tidak menguntungkan).
• Kehilangan banyak mineral karena pendarahan, penyakit Crohn, kolitis ulserativa.
• Penggunaan obat-obatan tertentu yang mengikat atau menyebabkan hilangnya elemen jejak.

Lihat juga

Catatan

Tautan

Wikimedia Foundation. 2010

Lihat apa "Makroelemen" di kamus lain:

ELEMEN MESIN - elemen kimia atau senyawanya digunakan oleh organisme dalam jumlah yang relatif besar: oksigen, hidrogen, karbon, nitrogen, besi, fosfor, kalium, kalsium, sulfur, magnesium, natrium, klorin, dll. Makroelemen terlibat dalam pembangunan...... Kamus ekologis

Makroelemen adalah unsur-unsur kimia yang membentuk zat makanan utama, dan unsur-unsur lain yang ada dalam tubuh dalam jumlah yang relatif besar, di antaranya kalsium, fosfor, zat besi, natrium, dan kalium secara signifikan higienis. Sumber:...... Terminologi resmi

makronutrien - makro makro - [L.G.Sumenko. Kamus Inggris Rusia tentang teknologi informasi. M.: GP ZNIIS, 2003.] Topik teknologi informasi secara umum Sinonim dari macrocell EN makro perintah makro... Buku pegangan penerjemah teknis

makronutrien - status makro sebagai elemen untuk elemen Cheminiai, elemen laburi, dan elemen organisasi pengorganisasian. atitikmenys: angl. unsur makro; makronutrien rus. makronutrien... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

makronutrien - status makroelementai terminų aiškinamasis žodynas

UNSUR MACRO - (dari bahasa Yunani. Makrós besar, panjang dan lat. Elementum ?? zat asli), nama lama dari unsur-unsur kimia yang membentuk sebagian besar materi hidup (99,4%). M. meliputi: oksigen, karbon, hidrogen, nitrogen, kalsium,...... Kamus Kedokteran Hewan

UNSUR MACRO - unsur-unsur kimia yang berasimilasi dengan tanaman dalam jumlah besar, yang kandungannya dinyatakan dalam nilai mulai dari puluhan persen hingga ratusan persen. Selain organogen (C, O, H, N), kelompok M. termasuk Si, K, Ca, Mg, Na, Fe, P, S,... Kamus istilah botani

Makroelemen - elemen kimia yang berasimilasi dengan tanaman dalam jumlah besar, dari n. 10 hingga n. 10 2 berat. % M. utama adalah N, P, K, Ca, Mg, Si, Fe,... Kamus Penjelasan Ilmu Tanah

Makroelemen - elemen yang terkandung dalam makanan, kebutuhan harian yang diukur tidak kurang dari sepersepuluh gram, dimasukkan dalam struktur sel dan senyawa organik, misalnya. natrium, kalium, kalsium, magnesium, fosfor, dll... Glosarium istilah pada fisiologi hewan ternak

makronutrien makanan - elemen kimia yang terkandung dalam produk makanan, kebutuhan sehari-hari yang diukur tidak kurang dari sepersepuluh gram, misalnya. natrium, kalium, kalsium, magnesium, fosfor... Kamus medis besar

Dashkov Maxim Leonidovich, guru biologi di Minsk

Persiapan kualitatif untuk pengujian terpusat, untuk masuk ke Lyceum

+375 29 751-37-35 (MTS) +375 44 761-37-35 (Velcom)

Bagikan dengan teman

Menu utama

Untuk siswa dan guru

Konsultasi Tutor

Situs pencarian

1. Di kelompok mana semua elemen milik elemen makro? Untuk melacak elemen?

a) Besi, belerang, kobalt; b) fosfor, magnesium, nitrogen; c) natrium, oksigen, yodium; g) fluor, tembaga, mangan.

Makroelemen meliputi: b) fosfor, magnesium, dan nitrogen.

Elemen jejak meliputi: d) fluor, tembaga, mangan.

2. Unsur kimia apa yang disebut unsur hara makro? Daftarkan mereka. Apa nilai makronutrien dalam organisme hidup?

Makronutrien adalah unsur kimia yang kandungannya dalam organisme hidup lebih dari 0,01% (berat). Makroelemen adalah oksigen (O), karbon (C), hidrogen (H), nitrogen (N), kalsium (Ca), fosfor (P), kalium (K), belerang (S), klor (Cl), natrium (Na) ) dan magnesium (Mg). Untuk tanaman, makronutrien juga silikon (Si).

Karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen - komponen utama dari senyawa organik organisme hidup. Selain itu, oksigen dan hidrogen adalah bagian dari air, fraksi massa yang dalam organisme hidup rata-rata 60-75%. Oksigen Molekuler (O₂) digunakan oleh sebagian besar organisme hidup untuk respirasi sel, di mana tubuh membutuhkan energi yang diperlukan. Belerang adalah komponen protein dan beberapa asam amino, fosfor adalah bagian dari senyawa organik (misalnya, DNA, RNA, ATP), komponen jaringan tulang, dan enamel gigi. Klorin adalah bagian dari asam hidroklorat jus lambung manusia dan hewan.

Kalium dan natrium terlibat dalam generasi potensi bioelektrik, memastikan pemeliharaan irama normal aktivitas jantung pada manusia dan hewan. Kalium juga terlibat dalam proses fotosintesis. Kalsium dan magnesium adalah bagian dari jaringan tulang, email gigi. Selain itu, kalsium diperlukan untuk pembekuan darah dan kontraksi otot, itu adalah bagian dari dinding sel tanaman, dan magnesium adalah bagian dari klorofil dan sejumlah enzim.

3. Elemen apa yang disebut elemen jejak? Berikan contoh. Apa peran elemen jejak untuk aktivitas vital organisme?

Elemen jejak disebut elemen kimia vital, fraksi massa yang dalam organisme hidup adalah 0,01% atau kurang. Kelompok ini termasuk besi (Fe), seng (Zn), tembaga (Cu), fluor (F), yodium (I), mangan (Mn), kobalt (Co), molibdenum (Mo), dan beberapa elemen lainnya.

Besi adalah bagian dari hemoglobin, mioglobin dan banyak enzim, yang terlibat dalam proses respirasi sel dan fotosintesis. Tembaga adalah bagian dari hemocyanin (pigmen pernapasan darah dan hemolimf dari beberapa invertebrata), berpartisipasi dalam proses respirasi seluler, fotosintesis, sintesis hemoglobin. Seng adalah bagian dari hormon insulin, beberapa enzim, yang terlibat dalam sintesis fitohormon. Fluoride adalah komponen email gigi dan jaringan tulang, yodium adalah bagian dari hormon kelenjar tiroid (triiodothyronine dan thyroxin). Mangan adalah bagian dari sejumlah enzim atau meningkatkan aktivitasnya, terlibat dalam pembentukan tulang, dalam proses fotosintesis. Cobalt diperlukan untuk proses pembentukan darah, itu adalah bagian dari vitamin B₁₂. Molibdenum terlibat dalam pengikatan nitrogen molekul (N₂) bakteri bintil.

4. Membangun korespondensi antara elemen kimia dan fungsi biologisnya:

1) kalsium

2) magnesium

3) kobalt

4) yodium

5) seng

6) tembaga

a) terlibat dalam sintesis hormon tanaman, merupakan bagian dari insulin.

b) adalah bagian dari hormon tiroid.

c) adalah komponen klorofil.

g) adalah bagian dari hemosianin dari beberapa invertebrata.

e) diperlukan untuk kontraksi otot dan pembekuan darah.

e) adalah bagian dari vitamin B₁₂.

1 - d (kalsium diperlukan untuk kontraksi otot dan pembekuan darah);

2 - in (magnesium adalah komponen klorofil);

3 - e (kobalt adalah bagian dari vitamin B₁₂);

4 - b (yodium adalah bagian dari hormon tiroid);

5 - a (seng terlibat dalam sintesis hormon tanaman, adalah bagian dari insulin);

6 - g (tembaga adalah bagian dari hemosianin dari beberapa invertebrata).

5. Berdasarkan materi tentang peran biologis makro dan elemen mikro dan pengetahuan yang diperoleh dalam studi tentang tubuh manusia di kelas 9, jelaskan konsekuensi dari kurangnya unsur-unsur kimia tertentu dalam tubuh manusia.

Sebagai contoh, dengan kekurangan kalsium, kondisi gigi memburuk dan pembusukan gigi berkembang, peningkatan kecenderungan tulang untuk mengalami deformasi dan fraktur terjadi, muncul kejang-kejang, dan pembekuan darah menurun. Kurangnya potasium menyebabkan perkembangan kantuk, depresi, kelemahan otot, aritmia jantung. Dengan kekurangan zat besi terjadi penurunan kadar hemoglobin, anemia (anemia) berkembang. Dengan asupan yodium yang tidak mencukupi, sintesis triiodothyronine dan tiroksin (hormon tiroid) terganggu, pembesaran kelenjar tiroid dalam bentuk gondok dapat terjadi, kelelahan cepat berkembang, ingatan memburuk, berkurangnya perhatian, dll. Kekurangan yodium yang berkepanjangan pada anak dapat menyebabkan perkembangan fisik dan mental. Dengan kekurangan kobalt, jumlah eritrosit dalam darah berkurang. Kekurangan fluor dapat menyebabkan kerusakan dan kehilangan gigi, kerusakan gusi.

6. Tabel menunjukkan kandungan unsur-unsur kimia utama dalam kerak bumi (berdasarkan berat, dalam%). Bandingkan komposisi kerak dan organisme hidup. Apa ciri-ciri komposisi dasar organisme hidup? Fakta apa yang memungkinkan untuk menarik kesimpulan tentang persatuan alam yang hidup dan mati?

Jawabannya

Diverifikasi oleh seorang ahli

Jawabannya diberikan

Americanka

unsur-unsur kimia yang kandungannya dalam tubuh lebih dari 0,005% dari berat badan. Ini adalah hidrogen, karbon, oksigen, nitrogen, natrium, magnesium, fosfor, belerang, klorin, kalium, kalsium.

Hubungkan Knowledge Plus untuk mengakses semua jawaban. Dengan cepat, tanpa iklan dan istirahat!

Jangan lewatkan yang penting - hubungkan Knowledge Plus untuk melihat jawabannya sekarang.

Tonton video untuk mengakses jawabannya

Oh tidak!
Tampilan Tanggapan Sudah Berakhir

Hubungkan Knowledge Plus untuk mengakses semua jawaban. Dengan cepat, tanpa iklan dan istirahat!

Jangan lewatkan yang penting - hubungkan Knowledge Plus untuk melihat jawabannya sekarang.

Nutrisi makro

Makronutrien adalah unsur kimia yang diserap tanaman dalam jumlah besar. Kandungan zat-zat tersebut dalam tanaman bervariasi dari seratus persen hingga beberapa puluh persen.

Isi:

Item

Macroelements terlibat langsung dalam pembangunan senyawa organik dan anorganik dari pabrik, yang merupakan bagian terbesar dari bahan keringnya. Sebagian besar dari mereka diwakili dalam sel oleh ion.

Makronutrien dan senyawanya adalah zat aktif dari berbagai pupuk mineral. Tergantung pada jenis dan bentuknya, mereka digunakan sebagai pupuk utama dan pupuk. Makroelemen meliputi: karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor, kalium, kalsium, magnesium, belerang, dan beberapa lainnya, namun elemen utama nutrisi tanaman adalah nitrogen, fosfor, dan kalium.

Tubuh orang dewasa mengandung sekitar 4 gram zat besi, 100 gram natrium, 140 g kalium, 700 g fosfor dan 1 kg kalsium. Meskipun jumlahnya berbeda, kesimpulannya jelas: zat-zat yang digabungkan dengan nama "elemen makro" sangat penting bagi keberadaan kita. [8] Organisme lain juga sangat membutuhkannya: prokariota, tanaman, hewan.

Para pendukung teori evolusi mengklaim bahwa kebutuhan akan makronutrien ditentukan oleh kondisi di mana kehidupan di Bumi berasal. Ketika tanah terdiri dari batuan padat, atmosfer dipenuhi dengan karbon dioksida, nitrogen, metana, dan uap air, dan bukannya hujan, larutan asam jatuh ke tanah, yaitu, unsur makro adalah satu-satunya matriks berdasarkan bahan organik pertama dan bentuk kehidupan primitif dapat muncul. Oleh karena itu, bahkan sekarang, milyaran tahun kemudian, semua kehidupan di planet kita terus merasakan kebutuhan untuk memperbarui sumber daya internal magnesium, sulfur, nitrogen, dan elemen penting lainnya yang membentuk struktur fisik benda-benda biologis.

Sifat fisik dan kimia

Makro berbeda dalam sifat kimia dan fisik. Diantaranya adalah logam (kalium, kalsium, magnesium, dan lainnya) dan non-logam (fosfor, belerang, nitrogen, dan lainnya).

Beberapa sifat fisik dan kimia makronutrien, menurut data: [2]

Elemen makro

Kondisi fisik dalam kondisi normal

logam perak-putih

logam putih solid

logam perak-putih

kristal kuning yang rapuh

logam perak

Kandungan nutrisi makro di alam

Makroelemen ditemukan di alam di mana-mana: di tanah, bebatuan, tanaman, organisme hidup. Beberapa di antaranya, seperti nitrogen, oksigen, dan karbon, adalah elemen integral dari atmosfer bumi.

Gejala kekurangan nutrisi tertentu pada tanaman, menurut data: [6]

Elemen

Gejala umum

Budaya sensitif

Mengubah warna hijau daun menjadi hijau pucat, kekuningan dan coklat,

Ukuran daun berkurang,

Daunnya sempit dan terletak pada sudut akut batang,

Jumlah buah (biji, biji-bijian) menurun tajam

Putih dan kembang kol,

Memutar ujung-ujung daun pisau

Warna ungu

Tepi daun terbakar,

Pemutihan tunas apikal,

Memutihkan daun muda

Ujung daun ditekuk,

Tepi daun dipilin

Putih dan kembang kol,

Putih dan kembang kol,

Perubahan intensitas warna hijau daun,

Kadar protein rendah

Warna daun berubah menjadi putih,

• Keadaan terikat nitrogen hadir di perairan sungai, lautan, litosfer, atmosfer. Sebagian besar nitrogen di atmosfer terkandung dalam keadaan bebas. Tanpa nitrogen, pembentukan molekul protein tidak mungkin terjadi. [2]
• Fosfor mudah teroksidasi dan dalam hubungan ini tidak ditemukan di alam dalam bentuk murni. Namun, dalam senyawa ditemukan hampir di mana-mana. Ini adalah komponen penting dari protein nabati dan hewani. [2]
• Kalium hadir di tanah dalam bentuk garam. Pada tanaman, itu disimpan terutama di batang. [2]
• Magnesium ada di mana-mana. Dalam batuan masif itu terkandung dalam bentuk aluminat. Tanah mengandung sulfat, karbonat dan klorida, tetapi silikat mendominasi. Berupa ion yang terkandung dalam air laut. [1]
• Kalsium adalah salah satu unsur paling umum di alam. Endapannya dapat ditemukan dalam bentuk kapur, batu kapur, marmer. Pada organisme tanaman ditemukan dalam bentuk fosfat, sulfat, karbonat. [4]
• Sifat serav sangat luas: baik dalam keadaan bebas, maupun dalam bentuk berbagai senyawa. Ini ditemukan di bebatuan dan organisme hidup. [1]
• Besi adalah salah satu logam yang paling umum di bumi, tetapi dalam keadaan bebas hanya ditemukan di meteorit. Dalam mineral yang berasal dari darat, besi hadir dalam sulfida, oksida, silikat, dan banyak senyawa lainnya. [2]

Berperan dalam tanaman

Fungsi biokimia

Hasil tinggi dari tanaman pertanian apa pun hanya mungkin dalam kondisi nutrisi lengkap dan memadai. Selain cahaya, panas dan air, tanaman membutuhkan nutrisi. Komposisi organisme tanaman mencakup lebih dari 70 elemen kimia, 16 di antaranya sangat diperlukan adalah organogen (karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen), elemen jejak abu (fosfor, kalium, kalsium, magnesium, belerang), dan juga besi dan mangan.

Setiap elemen menjalankan fungsinya pada tanaman, dan sangat mustahil untuk mengganti satu elemen dengan elemen lainnya.

Dari atmosfer

• Karbon diserap dari udara oleh daun tanaman dan sedikit oleh akar dari tanah dalam bentuk karbon dioksida (CO).₂). Ini adalah dasar komposisi semua senyawa organik: lemak, protein, karbohidrat dan lain-lain.
• Hidrogen dikonsumsi dalam komposisi air, sangat diperlukan untuk sintesis zat organik.
• Oksigen diserap oleh daun dari udara, oleh akar dari tanah, dan juga dilepaskan dari senyawa lain. Hal ini diperlukan baik untuk respirasi dan untuk sintesis senyawa organik. [7]

Selanjutnya penting

• Nitrogen adalah elemen penting untuk pengembangan tanaman, yaitu, pembentukan zat protein. Kandungannya dalam protein bervariasi dari 15 hingga 19%. Ini adalah bagian dari klorofil, dan karena itu berpartisipasi dalam fotosintesis. Nitrogen ditemukan dalam enzim - katalis berbagai proses dalam organisme. [7]
• Fosfor hadir dalam komposisi inti sel, enzim, phytin, vitamin dan senyawa lain yang sama pentingnya. Berpartisipasi dalam proses konversi karbohidrat dan zat yang mengandung nitrogen. Dalam tanaman, itu terkandung dalam bentuk organik dan mineral. Senyawa mineral - garam asam ortofosfat - digunakan dalam sintesis karbohidrat. Tumbuhan menggunakan senyawa fosfor organik (heksofosfat, fosfatides, nukleoprotein, gula fosfat, phytin). [7]
• Kalium memainkan peran penting dalam metabolisme protein dan karbohidrat, meningkatkan efek penggunaan nitrogen dari bentuk amonia. Nutrisi dengan kalium adalah faktor kuat dalam perkembangan organ tanaman individu. Unsur ini mendukung akumulasi gula dalam getah sel, yang meningkatkan ketahanan tanaman terhadap faktor-faktor alami yang merugikan pada periode musim dingin, berkontribusi pada pengembangan bundel pembuluh darah dan mengentalkan sel. [7]

Makronutrien berikut

• Belerang adalah komponen asam amino - sistein dan metionin, memainkan peran penting baik dalam metabolisme protein dan dalam proses redoks. Efek positif pada pembentukan klorofil, berkontribusi pada pembentukan nodul pada akar tanaman polongan, serta bakteri nodul yang mengasimilasi nitrogen dari atmosfer. [7]
• Kalsium - partisipan dalam metabolisme karbohidrat dan protein, memiliki efek positif pada pertumbuhan akar. Diperlukan secara esensial untuk nutrisi tanaman normal. Kalsifikasi tanah masam dengan kalsium meningkatkan kesuburan tanah. [7]
• Magnesium terlibat dalam fotosintesis, kandungannya dalam klorofil mencapai 10% dari total kandungannya di bagian hijau tanaman. Kebutuhan akan magnesium pada tanaman tidak sama. [7]
• Besi bukan bagian dari klorofil, tetapi berperan dalam proses redoks, yang sangat penting untuk pembentukan klorofil. Berperan besar dalam pernapasan, karena merupakan bagian integral dari enzim pernapasan. Ini diperlukan baik untuk tanaman hijau dan organisme bebas klorin. [7]

Kurangnya (kekurangan) unsur makro pada tanaman

Pada kurangnya makro di tanah, dan akibatnya, di pabrik jelas menunjukkan tanda-tanda eksternal. Sensitivitas masing-masing spesies tanaman terhadap kekurangan makronutrien sangat individual, tetapi ada beberapa tanda yang serupa. Misalnya, ketika ada kekurangan nitrogen, fosfor, kalium, dan magnesium, daun tua dari tingkat yang lebih rendah menderita, sementara kekurangan kalsium, belerang, dan zat besi - organ muda, daun segar, dan titik tumbuh.

Terutama jelas kurangnya gizi dimanifestasikan dalam tanaman berproduksi tinggi.

Kelebihan macronutrients pada tanaman

Keadaan tanaman tidak hanya dipengaruhi oleh kekurangan, tetapi juga oleh kelebihan nutrisi makro. Ini memanifestasikan dirinya terutama di organ tua, dan menghambat pertumbuhan tanaman. Seringkali, tanda-tanda kekurangan dan kelebihan dari elemen yang sama agak mirip. [6]

Elemen kimia sel.

Sel-sel organisme hidup dalam komposisi kimianya secara signifikan berbeda dari lingkungan mati di sekitarnya dan struktur senyawa kimia, serta himpunan dan kandungan unsur-unsur kimia. Secara total, sekitar 90 elemen kimia hadir (ditemukan hari ini) dalam organisme hidup, yang, tergantung pada kontennya, dibagi menjadi 3 kelompok utama: makronutrien, mikro, dan ultrasonik.

Makroelemen.

Makroelemen dalam jumlah yang signifikan terwakili dalam organisme hidup, mulai dari ratusan persen hingga puluhan persen. Jika kandungan zat kimia apa pun dalam tubuh melebihi 0,005% dari berat badan, zat ini disebut sebagai unsur makro. Mereka adalah bagian dari jaringan utama: darah, tulang dan otot. Ini termasuk, misalnya, elemen kimia berikut: hidrogen, oksigen, karbon, nitrogen, fosfor, belerang, natrium, kalsium, kalium, klorin. Total makro sekitar 99% dari massa sel hidup, dengan mayoritas (98%) hidrogen, oksigen, karbon, dan nitrogen.

Tabel di bawah ini menunjukkan makronutrien utama dalam tubuh:

Untuk keempat unsur paling umum dalam organisme hidup (hidrogen, oksigen, karbon, nitrogen, seperti yang dikatakan sebelumnya), satu sifat yang sama adalah karakteristik. Elemen-elemen ini tidak memiliki satu atau lebih elektron di orbit luar untuk membentuk ikatan elektronik yang stabil. Dengan demikian, atom hidrogen untuk pembentukan ikatan elektron yang stabil tidak memiliki satu elektron di orbit luar, atom oksigen, nitrogen dan karbon - masing-masing dua, tiga, dan empat elektron. Dalam hal ini, unsur-unsur kimia ini dengan mudah membentuk ikatan kovalen karena pasangan elektron, dan dapat dengan mudah berinteraksi satu sama lain, mengisi kulit elektron terluarnya. Selain itu, oksigen, karbon, dan nitrogen tidak hanya dapat membentuk ikatan tunggal, tetapi juga ikatan rangkap. Akibatnya, jumlah senyawa kimia yang dapat dibentuk dari unsur-unsur ini meningkat secara signifikan.

Selain itu, karbon, hidrogen, dan oksigen - yang paling ringan di antara unsur-unsur yang mampu membentuk ikatan kovalen. Karena itu, mereka terbukti paling cocok untuk pembentukan senyawa yang membentuk materi hidup. Perlu dicatat secara terpisah sifat penting lain dari atom karbon - kemampuan untuk membentuk ikatan kovalen dengan empat atom karbon lainnya sekaligus. Berkat kemampuan ini, kerangka diciptakan dari berbagai macam molekul organik.

Melacak elemen

Meskipun konten elemen jejak tidak melebihi 0,005% untuk setiap elemen individu, dan secara total mereka hanya sekitar 1% dari massa sel, elemen jejak diperlukan untuk aktivitas vital organisme. Dengan tidak adanya atau kekurangan konten, berbagai penyakit dapat terjadi. Banyak elemen jejak adalah bagian dari kelompok enzim non-protein dan diperlukan untuk implementasi fungsi katalitiknya.
Sebagai contoh, besi adalah bagian integral dari heme, yang merupakan bagian dari sitokrom, yang merupakan komponen rantai transfer elektron, dan hemoglobin, protein yang mengangkut oksigen dari paru-paru ke jaringan. Kekurangan zat besi dalam tubuh manusia menyebabkan perkembangan anemia. Kurangnya yodium, yang merupakan bagian dari hormon tiroid tiroksin, menyebabkan terjadinya penyakit yang berhubungan dengan kekurangan hormon ini, seperti gondok endemik atau kretinisme.

Contoh elemen penelusuran disajikan dalam tabel di bawah ini:

Nutrisi makro

Makroelemen adalah zat yang berguna untuk tubuh, tingkat harian untuk seseorang adalah 200 mg.

Kekurangan makronutrien menyebabkan gangguan metabolisme, disfungsi sebagian besar organ dan sistem.

Ada pepatah: kita adalah apa yang kita makan. Tetapi, tentu saja, jika Anda bertanya kepada teman-teman Anda kapan mereka makan terakhir kali, misalnya belerang atau klorin, Anda tidak dapat menghindari kejutan sebagai balasannya. Dan sementara itu, hampir 60 unsur kimia "hidup" dalam tubuh manusia, yang cadangannya, terkadang tanpa disadari, diisi kembali dari makanan. Dan sekitar 96 persen masing-masing dari kita hanya terdiri dari 4 nama kimia yang mewakili sekelompok nutrisi makro. Dan ini:

• oksigen (65% di setiap tubuh manusia);
• karbon (18%);
• hidrogen (10%);
• nitrogen (3%).

Sisanya 4 persen adalah zat lain dari tabel periodik. Benar, mereka jauh lebih kecil dan mereka mewakili kelompok nutrisi bermanfaat lainnya - unsur mikro.

Untuk unsur-unsur kimia yang paling umum - makronutrien, biasanya digunakan istilah CHON, yang terdiri dari huruf kapital istilah: karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen dalam bahasa Latin (Karbon, Hidrogen, Oksigen, Nitrogen).

Makroelemen dalam tubuh manusia, alam telah menarik kekuatan yang cukup luas. Itu tergantung pada mereka:

• pembentukan kerangka dan sel;
• pH tubuh;
• transportasi impuls saraf yang tepat;
• kecukupan reaksi kimia.

Sebagai hasil dari banyak percobaan, didirikan: setiap hari orang membutuhkan 12 mineral (kalsium, besi, fosfor, yodium, magnesium, seng, selenium, tembaga, mangan, kromium, molibdenum, klorin). Tetapi bahkan 12 ini tidak akan dapat menggantikan fungsi nutrisi.

Unsur nutrisi

Hampir setiap elemen kimia memainkan peran penting dalam keberadaan semua kehidupan di Bumi, tetapi hanya 20 di antaranya yang utama.

Elemen-elemen ini dibagi menjadi:

• 6 nutrisi utama (diwakili di hampir semua makhluk hidup di bumi dan sering dalam jumlah yang cukup besar);
• 5 nutrisi minor (ditemukan dalam banyak makhluk hidup dalam jumlah yang relatif kecil);
• trace element (zat-zat penting yang dibutuhkan dalam jumlah kecil untuk mempertahankan reaksi biokimiawi yang menjadi gantungan hidup).

Di antara nutrisi dibedakan:

Unsur biogenik utama, atau organogen, adalah sekelompok karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, belerang, dan fosfor. Nutrisi kecil diwakili oleh natrium, kalium, magnesium, kalsium, klorin.

Oksigen (O)

Ini adalah yang kedua dalam daftar zat paling umum di Bumi. Ini adalah komponen air, dan, seperti yang Anda tahu, itu merupakan sekitar 60 persen dari tubuh manusia. Dalam bentuk gas, oksigen menjadi bagian dari atmosfer. Dalam bentuk ini, ia memainkan peran yang menentukan dalam mendukung kehidupan di Bumi, mempromosikan fotosintesis (pada tumbuhan) dan respirasi (pada hewan dan manusia).

Karbon (c)

Karbon juga dapat dianggap identik dengan kehidupan: jaringan semua makhluk di planet ini mengandung senyawa karbon. Selain itu, pembentukan ikatan karbon berkontribusi pada pengembangan sejumlah energi, yang memainkan peran penting bagi aliran proses kimia penting di tingkat sel. Banyak senyawa yang mengandung karbon mudah dinyalakan, melepaskan panas dan cahaya.

Hidrogen (H)

Ini adalah elemen termudah dan paling umum di alam semesta (khususnya, dalam bentuk gas diatomik H2). Hidrogen adalah zat yang reaktif dan mudah terbakar. Dengan oksigen membentuk campuran eksplosif. Ini memiliki 3 isotop.

Nitrogen (N)

Unsur dengan nomor atom 7 adalah gas utama di atmosfer Bumi. Nitrogen adalah bagian dari banyak molekul organik, termasuk asam amino, yang merupakan komponen protein dan asam nukleat yang membentuk DNA. Hampir semua nitrogen diproduksi di ruang angkasa - apa yang disebut nebula planetary yang diciptakan oleh bintang-bintang tua memperkaya Semesta dengan unsur makro ini.

Makronutrien lainnya

Kalium (K)

Kalium (0,25%) adalah zat penting yang bertanggung jawab untuk proses elektrolit dalam tubuh. Dengan kata sederhana: ini mengangkut muatan melalui cairan. Ini membantu mengatur detak jantung dan mengirimkan impuls sistem saraf. Juga terlibat dalam homeostasis. Kekurangan elemen menyebabkan masalah jantung, bahkan menghentikannya.

Kalsium (Ca)

Kalsium (1,5%) adalah nutrisi yang paling umum di dalam tubuh manusia - hampir semua cadangan zat ini terkonsentrasi di jaringan gigi dan tulang. Kalsium bertanggung jawab atas kontraksi otot dan regulasi protein. Tetapi tubuh akan "memakan" unsur ini dari tulang (yang berbahaya oleh perkembangan osteoporosis), jika terasa kekurangannya dalam makanan sehari-hari.

Dibutuhkan oleh tanaman untuk pembentukan membran sel. Hewan dan manusia membutuhkan makronutrien ini untuk menjaga kesehatan tulang dan gigi. Selain itu, kalsium berperan sebagai "moderator" proses dalam sitoplasma sel. Di alam, diwakili dalam komposisi banyak batu (kapur, batu kapur).

Kalsium pada manusia:

• mempengaruhi rangsangan neuromuskuler - berpartisipasi dalam kontraksi otot (hipokalsemia menyebabkan kejang);
• mengatur glikogenolisis (penguraian glikogen menjadi keadaan glukosa) dalam otot dan glukoneogenesis (pembentukan glukosa dari formasi non-karbohidrat) di ginjal dan hati;
• mengurangi permeabilitas dinding kapiler dan membran sel, sehingga meningkatkan efek anti-inflamasi dan anti alergi;
• mempromosikan pembekuan darah.

Ion kalsium adalah pembawa pesan intraseluler penting yang memengaruhi insulin dan enzim pencernaan di usus kecil.

Penyerapan Ca tergantung pada kandungan fosfor dalam tubuh. Pertukaran kalsium dan fosfat diatur secara hormonal. Hormon paratiroid (hormon paratiroid) melepaskan Ca dari tulang ke dalam darah, dan kalsitonin (hormon tiroid) mempromosikan pengendapan suatu unsur dalam tulang, yang mengurangi konsentrasinya dalam darah.

Magnesium (Mg)

Magnesium (0,05%) memainkan peran penting dalam struktur kerangka dan otot.

Ini adalah anggota lebih dari 300 reaksi metabolisme. Kation intraseluler yang khas, komponen penting klorofil. Hadir dalam kerangka (70% dari total) dan di otot. Bagian integral dari jaringan dan cairan tubuh.

Dalam tubuh manusia, magnesium bertanggung jawab untuk relaksasi otot, ekskresi racun, dan peningkatan aliran darah ke jantung. Kekurangan zat mengganggu pencernaan dan memperlambat pertumbuhan, menyebabkan kelelahan cepat, takikardia, insomnia, peningkatan PMS pada wanita. Tetapi kelebihan makro hampir selalu merupakan perkembangan urolitiasis.

Sodium (Na)

Sodium (0,15%) adalah elemen yang mempromosikan elektrolit. Ini membantu untuk mengirimkan impuls saraf ke seluruh tubuh dan juga bertanggung jawab untuk mengatur tingkat cairan dalam tubuh, melindunginya dari dehidrasi.

Belerang (S)

Belerang (0,25%) ditemukan dalam 2 asam amino yang membentuk protein.

Fosfor (p)

Fosfor (1%) terkonsentrasi di tulang, lebih disukai. Tetapi di samping itu, ada molekul ATP yang menyediakan energi bagi sel. Disajikan dalam asam nukleat, membran sel, tulang. Seperti kalsium, penting untuk pengembangan dan pengoperasian sistem muskuloskeletal yang tepat. Dalam tubuh manusia melakukan fungsi struktural.

Klorin (Cl)

Klorin (0,15%) biasanya ditemukan dalam tubuh dalam bentuk ion negatif (klorida). Fungsinya termasuk menjaga keseimbangan air dalam tubuh. Pada suhu kamar, klorin adalah gas hijau beracun. Zat pengoksidasi kuat, mudah masuk ke dalam reaksi kimia, membentuk klorida.

Tema 4. "Komposisi kimiawi sel."

Organisme terdiri dari sel. Sel-sel organisme yang berbeda memiliki komposisi kimia yang mirip. Tabel 1 menyajikan elemen kimia utama yang ditemukan dalam sel organisme hidup.

Tabel 1. Kandungan unsur kimia dalam sel

Konten dalam sel dapat dibagi menjadi tiga kelompok elemen. Kelompok pertama meliputi oksigen, karbon, hidrogen dan nitrogen. Mereka menyumbang hampir 98% dari total komposisi sel. Kelompok kedua termasuk kalium, natrium, kalsium, belerang, fosfor, magnesium, zat besi, klorin. Konten mereka dalam sel adalah sepersepuluh dan seratus persen. Elemen-elemen dari dua kelompok ini milik elemen makro (dari bahasa Yunani. Makro - besar).

Unsur-unsur yang tersisa, diwakili dalam sel oleh seratus dan seperseratus persen, milik kelompok ketiga. Ini adalah elemen jejak (dari bahasa Yunani. Mikro - kecil).

Setiap elemen yang melekat hanya di alam, di dalam sel tidak terdeteksi. Semua unsur kimia yang terdaftar juga merupakan bagian dari alam mati. Ini menunjukkan kesatuan sifat hidup dan mati.

Kurangnya elemen apa pun dapat menyebabkan penyakit, dan bahkan kematian organisme, karena setiap elemen memainkan peran tertentu. Makro dari kelompok pertama membentuk dasar biopolimer - protein, karbohidrat, asam nukleat, dan juga lemak, yang tanpanya kehidupan tidak mungkin. Belerang adalah bagian dari beberapa protein, fosfor adalah bagian dari asam nukleat, zat besi adalah bagian dari hemoglobin, dan magnesium adalah bagian dari klorofil. Kalsium memainkan peran penting dalam metabolisme.

Beberapa elemen kimia yang terkandung dalam sel termasuk dalam komposisi zat anorganik - garam mineral dan air.

Garam mineral ada di dalam sel, biasanya dalam bentuk kation (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) dan anion (HPO 2- / 4, H₂PO - / 4, CI -, NSO₃), rasio yang menentukan keasaman medium, yang penting untuk aktivitas vital sel.

(Dalam banyak sel, medianya sedikit basa dan pH-nya hampir tidak berubah, karena selalu mempertahankan rasio kation dan anion tertentu.)

Dari zat anorganik di alam, air memainkan peran besar.

Tanpa air, kehidupan tidak mungkin. Ini adalah massa yang signifikan dari sebagian besar sel. Banyak air terkandung dalam sel otak manusia dan embrio: air lebih dari 80%; dalam sel-sel jaringan adiposa - hanya 40.% Pada usia, kadar air dalam sel menurun. Seseorang yang kehilangan 20% air akan mati.

Sifat unik air menentukan perannya dalam tubuh. Ini berpartisipasi dalam termoregulasi, yang disebabkan oleh kapasitas panas yang tinggi dari air - konsumsi energi dalam jumlah besar ketika dipanaskan. Apa yang menentukan kapasitas panas air yang tinggi?

Dalam molekul air, atom oksigen terikat secara kovalen dengan dua atom hidrogen. Molekul air adalah polar, karena atom oksigen memiliki muatan sebagian negatif, dan masing-masing dari dua atom hidrogen memiliki

sebagian muatan positif. Ikatan hidrogen terbentuk antara atom oksigen dari satu molekul air dan atom hidrogen dari molekul lain. Ikatan hidrogen memberikan kombinasi sejumlah besar molekul air. Ketika air dipanaskan, sebagian besar energi dihabiskan untuk memutus ikatan hidrogen, yang menentukan kapasitas panasnya yang tinggi.

Air adalah pelarut yang baik. Karena polaritas molekulnya berinteraksi dengan ion bermuatan positif dan negatif, sehingga berkontribusi terhadap pembubaran zat. Sehubungan dengan air, semua zat sel dibagi menjadi hidrofilik dan hidrofobik.

Hidrofilik (dari bahasa Yunani. Hidro - air dan phileo - Saya suka) menyebut zat yang larut dalam air. Ini termasuk senyawa ionik (misalnya, garam) dan beberapa senyawa non-ionik (misalnya, gula).

Hidrofobik (dari bahasa Yunani. Hidro - air dan fobos - takut) adalah zat yang tidak larut dalam air. Ini termasuk, misalnya, lipid.

Air memainkan peran penting dalam reaksi kimia yang terjadi dalam sel dalam larutan air. Ini melarutkan produk-produk metabolisme yang tidak dibutuhkan oleh tubuh dan dengan demikian berkontribusi pada pengangkatan mereka dari tubuh. Kandungan air yang tinggi dalam sel memberikannya elastisitas. Air mempromosikan pergerakan berbagai zat di dalam sel atau dari satu sel ke sel lainnya.

Tubuh-tubuh yang hidup dan mati terdiri dari unsur-unsur kimia yang sama. Komposisi organisme hidup meliputi zat anorganik - air dan garam mineral. Berbagai fungsi penting air dalam sel adalah karena kekhasan molekulnya: polaritasnya, kemampuannya membentuk ikatan hidrogen.

KOMPONEN SEL INORGANIK

Sekitar 90 elemen ditemukan dalam sel organisme hidup, dengan sekitar 25 di antaranya ditemukan di hampir semua sel. Menurut konten dalam sel, unsur-unsur kimia dibagi menjadi tiga kelompok besar: makronutrien (99%), unsur mikro (1%), elemen ultramatik (kurang dari 0,001%).

Makroelemen mencakup oksigen, karbon, hidrogen, fosfor, kalium, belerang, klor, kalsium, magnesium, natrium, zat besi.
Unsur-unsur jejak termasuk mangan, tembaga, seng, yodium, fluor.
Ultramicroelements termasuk perak, emas, bromin, selenium.

KOMPONEN ORGANIK SEL

Fungsi protein yang paling penting adalah katalitik. Molekul protein yang meningkatkan kecepatan reaksi kimia dalam sel dengan beberapa urutan besarnya disebut enzim. Tidak ada proses biokimia di dalam tubuh yang terjadi tanpa partisipasi enzim.

Saat ini lebih dari 2000 enzim ditemukan. Efisiensi mereka berkali-kali lebih tinggi daripada efisiensi katalis anorganik yang digunakan dalam produksi. Jadi, 1 mg besi dalam komposisi enzim katalase menggantikan 10 ton besi anorganik. Katalase meningkatkan laju dekomposisi hidrogen peroksida (H₂Oh₂) 10 hingga 11 kali. Enzim mengkatalisis pembentukan asam karbonat (CO₂+H₂O = H₂DENGAN₃), mempercepat reaksi 10 7 kali.

Sifat penting dari enzim adalah kekhasan aksi mereka, masing-masing enzim mengkatalisasi hanya satu atau sekelompok kecil reaksi serupa.

Zat yang mempengaruhi enzim disebut substrat. Struktur molekul enzim dan substrat harus sama persis satu sama lain. Ini menjelaskan kekhasan aksi enzim. Ketika substrat dikombinasikan dengan enzim, struktur spasial enzim berubah.

Urutan interaksi antara enzim dan substrat dapat direpresentasikan secara skematis:

Substrat + Enzim - Kompleks enzim-substrat - Enzim + Produk.

Dari diagram, jelas bahwa substrat bergabung dengan enzim untuk membentuk kompleks enzim-substrat. Dalam hal ini, substrat berubah menjadi zat baru - produk. Pada tahap akhir, enzim dilepaskan dari produk dan sekali lagi berinteraksi dengan molekul substrat berikutnya.

Enzim hanya berfungsi pada suhu tertentu, konsentrasi zat, keasaman medium. Perubahan kondisi menyebabkan perubahan struktur molekul protein tersier dan kuaterner, dan, akibatnya, menekan aktivitas enzim. Bagaimana kabarnya? Hanya bagian tertentu dari molekul enzim, yang disebut pusat aktif, memiliki aktivitas katalitik. Pusat aktif mengandung dari 3 hingga 12 residu asam amino dan terbentuk sebagai akibat dari pembengkokan rantai polipeptida.

Di bawah pengaruh berbagai faktor, struktur molekul enzim berubah. Ini mengganggu konfigurasi spasial dari pusat aktif, dan enzim kehilangan aktivitasnya.

Enzim adalah protein yang berperan sebagai katalis biologis. Berkat enzim, laju reaksi kimia dalam sel meningkat beberapa kali lipat. Sifat penting enzim adalah kekhasan aksi dalam kondisi tertentu.

Asam nukleat ditemukan pada paruh kedua abad ke-19. ahli biokimia Swiss F. Micher, yang mengisolasi suatu zat dengan kandungan nitrogen dan fosfor yang tinggi dari inti sel dan menyebutnya "nuclein" (dari bahasa Latin. nucleus - nucleus).

Asam nukleat menyimpan informasi herediter tentang struktur dan fungsi setiap sel dan semua makhluk hidup di Bumi. Ada dua jenis asam nukleat - DNA (asam deoksiribonukleat) dan RNA (asam ribonukleat). Asam nukleat, seperti protein, memiliki spesifisitas spesies, yaitu organisme dari masing-masing spesies memiliki tipe DNA mereka sendiri. Untuk mengetahui penyebab spesifisitas spesies, pertimbangkan struktur asam nukleat.

Molekul asam nukleat adalah rantai yang sangat panjang yang terdiri dari ratusan bahkan jutaan nukleotida. Asam nukleat apa pun hanya mengandung empat jenis nukleotida. Fungsi-fungsi molekul asam nukleat tergantung pada strukturnya, nukleotida mereka, jumlah mereka dalam rantai dan urutan senyawa dalam molekul.

Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen: basa nitrogen, karbohidrat dan asam fosfat. Setiap nukleotida DNA mengandung satu dari empat jenis basa nitrogen (adenin - A, timin - T, guanin - G atau sitosin - C), serta karbon deoksiribosa dan residu asam fosfat.

Dengan demikian, nukleotida DNA hanya berbeda dalam jenis basa nitrogen.

Molekul DNA terdiri dari berbagai macam nukleotida yang dirantai bersama dalam urutan tertentu. Setiap jenis molekul DNA memiliki jumlah dan urutan nukleotida sendiri.

Molekul DNA sangat panjang. Sebagai contoh, sebuah surat dengan volume sekitar 820000 halaman diperlukan untuk menulis urutan nukleotida dalam molekul DNA dari sel manusia tunggal (46 kromosom). Pergantian empat jenis nukleotida dapat membentuk varian molekul DNA dalam jumlah tak terbatas. Fitur struktural molekul DNA ini memungkinkan mereka untuk menyimpan sejumlah besar informasi tentang semua tanda-tanda organisme.

Pada tahun 1953, model struktur molekul DNA diciptakan oleh ahli biologi Amerika J. Watson dan ahli fisika Inggris F. Crick. Para ilmuwan telah menentukan bahwa setiap molekul DNA terdiri dari dua rantai yang saling berhubungan dan berputar secara spiral. Ini memiliki penampilan heliks ganda. Dalam setiap rantai, empat jenis nukleotida bergantian dalam urutan tertentu.

Komposisi nukleotida DNA berbeda dalam spesies bakteri, jamur, tanaman, dan hewan yang berbeda. Tapi itu tidak berubah seiring bertambahnya usia, sedikit tergantung pada perubahan lingkungan. Nukleotida berpasangan, yaitu, jumlah nukleotida adenin dalam molekul DNA sama dengan jumlah nukleotida timidin (A - T), dan jumlah nukleotida sitosin sama dengan jumlah nukleotida guanin (C - D). Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa hubungan dua rantai satu sama lain dalam molekul DNA mematuhi aturan tertentu, yaitu: adenin dari satu rantai selalu dihubungkan oleh dua ikatan hidrogen hanya dengan timin dari rantai lain, dan guanin - oleh tiga ikatan hidrogen ke sitosin, yaitu rantai nukleotida dari satu molekul DNA saling melengkapi, saling melengkapi.

DNA mengandung semua bakteri, sebagian besar virus. Ini ditemukan di inti sel hewan, jamur dan tanaman, serta di mitokondria dan kloroplas. Dalam nukleus setiap sel tubuh manusia mengandung 6,6 x 10 -12 g DNA, dan dalam nukleus sel kuman - dua kali lebih sedikit - 3,3 x 10 -12 g.

Molekul asam nukleat - DNA dan RNA terdiri dari nukleotida. Nukleotida DNA mengandung basa nitrogen (A, T, G, C), karbohidrat deoksiribosa, dan residu molekul asam fosfat. Molekul DNA adalah heliks ganda yang terdiri dari dua rantai yang dihubungkan oleh ikatan hidrogen sesuai dengan prinsip saling melengkapi. Fungsi DNA - penyimpanan informasi keturunan.

Dalam sel-sel semua organisme ada molekul ATP - adenosin trifosfat. ATP adalah zat sel universal yang molekulnya memiliki ikatan kaya energi. Molekul ATP adalah satu jenis nukleotida, yang, seperti nukleotida lainnya, terdiri dari tiga komponen: basa nitrogen - adenin, karbohidrat - ribosa, tetapi bukannya satu mengandung tiga residu molekul asam fosfat (Gbr. 12). Ikatan yang ditunjukkan pada gambar oleh ikon kaya energi dan disebut energi tinggi. Setiap molekul ATP mengandung dua ikatan makroergik.

Ketika ikatan makroergik terputus dan molekul asam fosfat tunggal terpecah dengan enzim, 40 kJ / mol energi dilepaskan, dan ATP diubah menjadi ADP - asam difosfat adenosin. Dengan penghilangan molekul asam fosfat lain, 40 kJ / mol lainnya dilepaskan; AMP - asam adenosin monofosfat terbentuk. Reaksi-reaksi ini reversibel, yaitu AMP dapat berubah menjadi ADP, ADP - menjadi ATP.

Molekul ATP tidak hanya terbelah, tetapi juga disintesis, sehingga kandungannya dalam sel relatif konstan. Nilai ATP dalam kehidupan sel sangat besar. Molekul-molekul ini memainkan peran utama dalam metabolisme energi yang diperlukan untuk memastikan aktivitas vital sel dan organisme secara keseluruhan.

Fig. 12. Skema struktur ATP.

Molekul RNA, sebagai suatu peraturan, adalah rantai tunggal yang terdiri dari empat jenis nukleotida - A, U, G, dan C. Tiga jenis utama RNA dikenal: mRNA, rRNA, dan tRNA. Kandungan molekul RNA dalam sel tidak konstan, mereka terlibat dalam biosintesis protein. ATP adalah zat energetik universal dari sel, di mana ada ikatan yang kaya energi. ATP memainkan peran sentral dalam metabolisme energi dalam sel. RNA dan ATP terkandung di dalam nukleus dan di sitoplasma sel.

Tugas dan tes pada topik "Topik 4." Komposisi kimia sel "."

• Komposisi kimia sel - Sitologi - ilmu sel Pola biologis umum (kelas 9-11)

Rekomendasi untuk topik tersebut

Setelah mengerjakan topik-topik ini, Anda harus dapat:

1. Jelaskan konsep di bawah ini dan jelaskan hubungan di antara mereka:
   • monomer polimer;
   • karbohidrat, monosakarida, disakarida, polisakarida;
   • lipid, asam lemak, gliserin;
   • asam amino, ikatan peptida, protein;
   • katalis, enzim, pusat aktif;
   • asam nukleat, nukleotida.
2. Tuliskan 5-6 alasan yang menjadikan air sebagai komponen penting dari sistem kehidupan.
3. Sebutkan empat kelas utama senyawa organik yang terkandung dalam organisme hidup; ciri peran masing-masing.
4. Jelaskan mengapa reaksi yang dikontrol enzim bergantung pada suhu, pH, dan keberadaan koenzim.
5. Ceritakan tentang peran ATP dalam sektor energi sel.
6. Sebutkan bahan awal, langkah utama, dan produk akhir dari reaksi yang disebabkan oleh reaksi fiksasi cahaya dan karbon.
7. Berikan deskripsi singkat tentang skema umum respirasi seluler, yang akan menjadi jelas tempat reaksi glikolisis, siklus G. Krebs (siklus asam sitrat) dan rantai transfer elektron.
8. Bandingkan napas dan fermentasi.
9. Jelaskan struktur molekul DNA dan jelaskan mengapa jumlah residu adenin sama dengan jumlah residu timin, dan jumlah residu guanin sama dengan jumlah residu sitosin.
10. Buat skema singkat untuk sintesis RNA pada DNA (transkripsi) pada prokariota.
11. Jelaskan sifat-sifat kode genetik dan jelaskan mengapa itu harus triplet.
12. Berdasarkan rantai DNA ini dan tabel kodon, tentukan urutan pelengkap RNA messenger, tunjukkan kodon-kodon transport RNA dan sekuens asam amino yang terbentuk sebagai hasil terjemahan.
13. Sebutkan tahapan sintesis protein pada tingkat ribosom.

Algoritma untuk memecahkan masalah.

Tipe 1. DNA yang menyalin sendiri.

Salah satu untai DNA memiliki urutan nukleotida berikut:
AGTATSGATATSTSTGTTTTSG.
Apa urutan nukleotida yang dimiliki rantai kedua dari molekul yang sama?

Untuk menulis urutan nukleotida dari untai kedua molekul DNA, ketika urutan untai pertama diketahui, cukup untuk mengganti timin dengan adenin, adenin dengan timin, guanin-sitosin dan sitosin dengan guanin. Setelah melakukan penggantian, kami mendapatkan urutan:
TATSTGGTSTATGAGTSTAAATG.

Jenis 2. Pengkodean protein.

Rantai asam amino dari protein ribonuklease memiliki awal sebagai berikut: lisin-glutamin-threonin-alanin-alanin-alanin-lisin.
Apa urutan nukleotida yang memulai gen yang sesuai dengan protein ini?

Untuk melakukan ini, gunakan tabel kode genetik. Untuk setiap asam amino, kami menemukan kode penandaan dalam bentuk tiga nukleotida yang sesuai dan menuliskannya. Menempatkan tiga kali lipat ini satu demi satu dalam urutan yang sama di mana asam amino yang sesuai pergi, kita mendapatkan formula untuk struktur segmen RNA informasi. Sebagai aturan ada beberapa tiga kali lipat seperti itu, pilihan dibuat sesuai dengan keputusan Anda (tetapi, hanya satu dari tiga kali lipat yang diambil). Solusi, masing-masing, mungkin beberapa.
AAACAAATSUGTSGGTSUGTSGAAG

Tipe 3. Decoding molekul DNA.

Berapakah urutan asam amino yang mengawali suatu protein, jika disandikan dengan urutan nukleotida berikut ini:
ACGSTsCATSGGTGCGGT.

Menurut prinsip saling melengkapi, kami menemukan struktur wilayah messenger RNA yang terbentuk pada segmen tertentu dari molekul DNA:
UGTSGGGAATSGGTsTSA.

Kemudian kita beralih ke tabel kode genetik dan untuk masing-masing dari tiga nukleotida, dimulai dengan yang pertama, kita menemukan dan menuliskan asam amino yang sesuai:
Sistein-glisin-tirosin-arginin-prolin-.

Ivanova TV, Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Biologi Umum". Moskow, "Pencerahan", 2000

• Tema 4. "Komposisi kimiawi sel." §2-§7 hal 7-21
• Topik 5. "Fotosintesis." §16-17 hal. 44-48
• Tema 6. "Respirasi seluler." §12-13 hlm. 34-38
• Topik 7. "Informasi genetik." §14-15 p. 39-44