Éléments qui composent une cellule. Éléments chimiques dans les cellules des organismes vivants. Importance biologique de l'eau

Aujourd'hui, nous allons examiner la cellule et les microéléments qu'elle contient. Le pourcentage de contenu dans la cellule sera également décrit en détail par nos soins. Parlons d’abord du concept même de « cellule ».

Tout ce qui nous entoure et nous-mêmes sommes une sorte de constructeur. Tout est constitué de minuscules particules qui ne peuvent être vues sans un équipement spécial appelé microscope. Une cellule est une cavité contenant une solution aqueuse de produits chimiques, entourée d'une membrane. Avant d'examiner les microéléments ( pourcentage dans une cellule et autres problématiques), il faut comprendre : la cellule est capable de survivre seule et possède un certain nombre de caractéristiques :

• métabolisme;
• auto-reproduction et ainsi de suite.

La dernière chose qui mérite d'être mentionnée est que la cytologie s'occupe de l'étude des éléments structurels élémentaires, c'est-à-dire des cellules.

Composition atomique

DANS tableau périodique Dmitri Ivanovitch Mendeleev, il existe plus d'une centaine d'éléments et la cellule humaine en contient plus de la moitié. De plus, une vingtaine de ces éléments sont nécessaires à la vie de l’organisme ; on les retrouve dans presque tous ses types. Notre principale question concerne les microéléments, le pourcentage dans la cellule. Mais il faut aussi savoir que les éléments, selon leur pourcentage de contenu dans une cellule, peuvent être divisés en classes :

• macroéléments;
• microéléments;
• ultramicroéléments.

Si nous prenons tous les microéléments, leur pourcentage dans le montant total ne dépasse pas trois pour cent. Ces éléments comprennent les suivants :

• magnésium;
• chlore;
• sodium;
• potassium;
• calcium;
• fer;
• soufre;
• phosphore.

Comme vous pouvez le constater, il n'y en a que huit, comparés aux macroéléments, qui n'en sont que 4, et leur pourcentage total dépasse 90. Le groupe des ultramicroéléments comprend de nombreux éléments et leur pourcentage total ne dépasse pas 0,1.

Microéléments

Passons maintenant aux microéléments.

Le pourcentage de microéléments dans la cellule est le suivant :

Comme vous pouvez le constater, ces chiffres sont très faibles. Dans le tableau, nous avons examiné le pourcentage de microéléments dans la cellule, mais quelle est leur fonction. Nous avons mis en évidence certains éléments séparément, mais parlons maintenant brièvement du reste. Ainsi, le sodium remplit plusieurs fonctions, notamment :

• assurer un rythme cardiaque normal;
• création du potentiel de la membrane cellulaire;
• à l'aide de cet élément, des influx nerveux sont réalisés ;
• maintenir l’équilibre eau-sel.

Le pourcentage d'oligoéléments (potassium, soufre et chlore) dans la cellule est inférieur à 1 pour cent. Cependant, ces éléments remplissent de nombreuses fonctions nécessaires :

• le potassium est le cation principal, il assure, comme le sodium, une fonction cardiaque normale et participe à la synthèse des protéines ;
• le soufre est un élément constitutif des acides aminés, de la vitamine B1 et d'autres enzymes ;
• Le chlore est un anion extracellulaire qui fait partie de l'acide gastrique.

Magnésium

Nous avons examiné tous les microéléments. Le pourcentage dans la cellule est également présenté dans le tableau ci-dessus. Mais pourquoi le magnésium est-il nécessaire et quelles fonctions remplit-il ? Nous allons traiter de cela maintenant.

On peut le trouver dans presque toutes les cellules humaines. Pourquoi? C'est le magnésium qui participe à la plupart des réactions biochimiques, il y en a plus de 300. Le premier objectif principal est de participer à la création d'énergie, c'est-à-dire d'ATP. Ceci est très important, car l’ATP agit comme une station énergétique à la fois pour les cellules et pour le corps en général.

La deuxième fonction est d’aider à l’absorption de certaines substances et à la synthèse des protéines. La troisième fonction est la régulation des éléments suivants dans le corps :

• sodium;
• calcium.

Ceci est nécessaire au bon fonctionnement du cœur et système nerveux, la prévention maladie coronarienne cœurs.

Calcium

Nous avons examiné le pourcentage de microéléments : le tableau montre que le calcium ne représente que 0,02 % de tous les éléments. Cependant, sa signification est également grande. Donc:

• le calcium fait partie des parois cellulaires ;
• une partie du tissu osseux et de l'émail des dents;
• le calcium peut activer la coagulation du sang ;
• fait partie de la coquille de nombreux invertébrés ;
• sert de médiateur à l’intérieur des cellules et régule divers processus ;
• coordonne le rythme cardiaque ;
• régule la pression artérielle;
• participe au fonctionnement du système nerveux ;
• maintient l'équilibre acido-basique dans notre corps;
• empêche les virus de pénétrer dans les cellules, etc.

Fer

Cet élément est simplement nécessaire au fonctionnement normal de l’organisme. C'est lui qui aide à transporter l'oxygène vers tous les organes et tissus. Cet élément fait également partie des enzymes, de l'hémoglobine et de la myoglobine. Le fer est impliqué dans le processus de respiration et de photosynthèse des plantes.

Phosphore

L'élément est nécessaire à l'organisme pour de nombreuses raisons. Les principaux :

• formation des dents;
• formation osseuse;
• fait partie de nombreuses enzymes;
• participe à la régénération des cellules et des tissus ;
• production de molécules d’ATP, réserves d’énergie essentielles à l’organisme ;
• aide à la fonction rénale;
• régulation des contractions musculaires.

Tous les organismes vivants, à l'exception des virus, sont constitués de cellules. Voyons ce que c'est et quelle est sa structure.

Qu'est-ce qu'une cellule ?

C'est l'unité structurelle de base des êtres vivants. Elle a son propre métabolisme. Une cellule peut également exister en tant qu'organisme indépendant : par exemple les ciliés, les amibes, les chlamydomonas, etc. Cette structure est constituée d'une variété de substances, à la fois organiques et inorganiques. Toutes les substances chimiques d’une cellule jouent un certain rôle dans sa structure et son métabolisme.

Éléments chimiques

Il existe environ 70 éléments chimiques différents dans la cellule, mais les principaux sont l'oxygène, le carbone, l'hydrogène, le potassium, le phosphore, l'azote, le soufre, le chlore, le sodium, le magnésium, le calcium, le fer, le zinc et le cuivre. Les trois premiers représentent la base de tout composés organiques. Tous les éléments chimiques de la cellule jouent un certain rôle.

Oxygène

La quantité de cet élément représente 65 à 75 pour cent de la masse de la cellule entière. Il fait partie de presque tous les composés organiques, ainsi que de l'eau, c'est pourquoi sa teneur est si élevée. Cet élément remplit une fonction très importante dans les cellules des organismes : l'oxygène sert d'agent oxydant dans le processus de respiration cellulaire, à la suite duquel l'énergie est synthétisée.

Carbone

Cet élément, comme l'hydrogène, se retrouve dans toutes les substances organiques. DANS composition chimique les cellules en représentent environ 15 à 18 pour cent. Le carbone sous forme de CO participe aux processus de régulation des fonctions cellulaires, et il participe également à la photosynthèse sous forme de CO 2.

Hydrogène

La cellule contient environ 8 à 10 pour cent de cet élément. Sa plus grande quantité se trouve dans les molécules d’eau. Les cellules de certaines bactéries oxydent l’hydrogène moléculaire pour synthétiser de l’énergie.

Potassium

La composition chimique de la cellule comprend environ 0,15 à 0,4 % de cet élément chimique. Il performe très rôle important, participant aux processus de génération d'une impulsion nerveuse. C'est pourquoi il est recommandé d'utiliser des médicaments contenant du potassium pour renforcer le système nerveux. Cet élément contribue également à maintenir le potentiel membranaire de la cellule.

Phosphore

La quantité de cet élément dans la cellule est de 0,2 à 1 % de son poids total. Il fait partie des molécules d'ATP, ainsi que de certains lipides. Le phosphore est présent dans la substance intercellulaire et dans le cytoplasme sous forme d'ions. Sa concentration élevée est observée dans les cellules des tissus musculaires et osseux. De plus, les composés inorganiques contenant cet élément sont utilisés par la cellule pour synthétiser des substances organiques.

Azote

Cet élément est inclus dans la composition chimique de la cellule à hauteur de 2 à 3 %. On le trouve dans les protéines acides nucléiques ah, les acides aminés et les nucléotides.

Soufre

Il fait partie de nombreuses protéines, car on le trouve dans les acides aminés soufrés. Il est présent en faibles concentrations dans le cytoplasme et la substance intercellulaire sous forme d'ions.

Chlore

Contient en quantité de 0,05 à 0,1%. Maintient la neutralité électrique de la cellule.

Sodium

Cet élément est présent dans la cellule à raison de 0,02 à 0,03 %. Il remplit les mêmes fonctions que le potassium et participe également aux processus d'osmorégulation.

Calcium

La quantité de cet élément chimique est de 0,04 à 2 %. Le calcium est impliqué dans le processus de maintien du potentiel membranaire de la cellule et d'exocytose, c'est-à-dire la libération de certaines substances (hormones, protéines, etc.).

Magnésium

La composition chimique de la cellule comprend 0,02 à 0,03 % de cet élément. Il participe au métabolisme énergétique et à la synthèse de l'ADN, est un composant des enzymes, de la chlorophylle, et se trouve dans les ribosomes et les mitochondries.

Fer

La quantité de cet élément est de 0,01 à 0,015 %. Cependant, il y en a beaucoup plus dans les globules rouges, puisqu’ils constituent la base de l’hémoglobine.

Zinc

Contenu dans l'insuline, ainsi que dans de nombreuses enzymes.

Cuivre

Cet élément est l'un des composants des enzymes oxydatives qui participent à la synthèse des cytochromes.

Écureuils

Ce sont les composés les plus complexes de la cellule, les principales substances qui la composent. Ils sont constitués d'acides aminés reliés dans un certain ordre en une chaîne, puis torsadés en boule dont la forme est spécifique à chaque type de protéine. Ces substances remplissent de nombreuses fonctions importantes dans la vie cellulaire. L’une des plus importantes est la fonction enzymatique. Les protéines agissent comme des catalyseurs naturels, accélérant le processus de réaction chimique des centaines de milliers de fois - sans elles, la dégradation et la synthèse de toute substance sont impossibles. Chaque type d'enzyme ne participe qu'à une réaction spécifique et ne peut entrer dans une autre. Les protéines remplissent également une fonction protectrice. Les substances de ce groupe qui protègent la cellule des protéines étrangères qui y pénètrent sont appelées anticorps. Ces substances protègent également l’ensemble du corps contre les virus et bactéries pathogènes. De plus, ces connexions remplissent une fonction de transport. Cela réside dans le fait qu'il existe des protéines transporteuses dans les membranes qui transportent certaines substances à l'extérieur ou à l'intérieur de la cellule. La fonction plastique de ces substances est également très importante. Ils sont les principaux Matériau de construction, qui constitue la cellule, ses membranes et ses organites. Parfois, les protéines remplissent également une fonction énergétique : avec un manque de graisses et de glucides, la cellule décompose ces substances.

Lipides

Ce groupe de substances comprend les graisses et les phospholipides. Les premiers constituent la principale source d’énergie. Ils peuvent également s'accumuler comme substances de réserve en cas de famine de l'organisme. Ces derniers constituent le composant principal des membranes cellulaires.

Les glucides

La substance la plus courante dans ce groupe est le glucose. Lui et les glucides simples similaires remplissent une fonction énergétique. Les glucides comprennent également les polysaccharides, dont les molécules sont constituées de milliers de molécules unies - les monosaccharides. Ils remplissent principalement un rôle structurel en faisant partie des membranes. Les principaux polysaccharides des cellules végétales sont l'amidon et la cellulose, et ceux des animaux sont le glycogène.

Acides nucléiques

À ce groupe composants chimiques comprend l'ADN, l'ARN et l'ATP.

ADN

Cette substance remplit la fonction la plus importante : elle est responsable du stockage et de la transmission héréditaire de l'information génétique. L'ADN se trouve dans les chromosomes du noyau. Les macromolécules de cette substance sont formées de nucléotides, qui, à leur tour, sont constitués d'une base azotée représentée par des purines et des pyrimidines, des hydrocarbures et des résidus d'acide phosphorique. Il en existe quatre types : adényle, guanyle, thymidyle et cytidyle. Le nom du nucléotide dépend des purines qui entrent dans sa composition : celles-ci peuvent être l'adénine, la guanine, la thymine et la cytosine. La molécule d’ADN a la forme de deux chaînes torsadées en spirale.

ARN

Ce composé remplit la fonction de mise en œuvre des informations contenues dans l'ADN grâce à la synthèse de protéines dont la composition est cryptée. Cette substance est très similaire à l’acide nucléique décrit ci-dessus. Leur principale différence est que l’ARN est constitué d’une seule chaîne et non de deux. Les nucléotides d'ARN contiennent également la base azotée uracile au lieu de la thymine et du ribose. Par conséquent, cette substance est formée de nucléotides tels que l'adényle, le guanyle, l'uridyle et le cytidyle.

ATP

Toute énergie obtenue par les cellules végétales lors de la photosynthèse ou par les animaux grâce à l'oxydation des graisses et des glucides est finalement stockée dans l'ATP, dont la cellule la reçoit en cas de besoin.

Tutoriel vidéo 2 : Structure, propriétés et fonctions des composés organiques Concept de biopolymères

Conférence: Composition chimique de la cellule. Macro et microéléments. La relation entre la structure et les fonctions des substances inorganiques et organiques

Composition chimique de la cellule

Il a été découvert que les cellules des organismes vivants contiennent en permanence environ 80 éléments chimiques sous forme de composés insolubles et d'ions. Tous sont répartis en 2 grands groupes selon leur concentration :

des macroéléments dont la teneur n'est pas inférieure à 0,01 % ;

microéléments – concentration inférieure à 0,01%.

Dans n'importe quelle cellule, la teneur en microéléments est inférieure à 1 % et celle en macroéléments, respectivement, supérieure à 99 %.

Macronutriments :

Le sodium, le potassium et le chlore assurent de nombreux processus biologiques - turgescence (pression cellulaire interne), apparition d'influx électriques nerveux.

Azote, oxygène, hydrogène, carbone. Ce sont les principaux composants de la cellule.

Le phosphore et le soufre sont des composants importants des peptides (protéines) et des acides nucléiques.

Le calcium est la base de toutes les formations squelettiques - dents, os, coquilles, parois cellulaires. Également impliqué dans la contraction musculaire et la coagulation sanguine.

Le magnésium est un composant de la chlorophylle. Participe à la synthèse des protéines.

Le fer est un composant de l'hémoglobine, participe à la photosynthèse et détermine les performances des enzymes.

Microéléments Contenus en très faibles concentrations, ils sont importants pour les processus physiologiques :

Le zinc est un composant de l'insuline ;

Cuivre – participe à la photosynthèse et à la respiration ;

Le cobalt est un composant de la vitamine B12 ;

Iode – participe à la régulation du métabolisme. C'est un composant important des hormones glande thyroïde;

Le fluor est un composant de l'émail des dents.

Un déséquilibre dans la concentration des micro et macroéléments entraîne des troubles métaboliques et le développement de maladies chroniques. Le manque de calcium est la cause du rachitisme, le fer est la cause de l'anémie, l'azote est une carence en protéines, l'iode est une diminution de l'intensité des processus métaboliques.

Considérons le lien entre les substances organiques et inorganiques dans la cellule, leur structure et leurs fonctions.

Les cellules contiennent un grand nombre de micro et macromolécules appartenant à différentes classes chimiques.

Substances inorganiques de la cellule

Eau. Il représente le plus grand pourcentage de la masse totale d'un organisme vivant - 50 à 90 % et participe à presque tous les processus vitaux :

thermorégulation;

les processus capillaires, puisqu'il s'agit d'un solvant polaire universel, affectent les propriétés du liquide interstitiel et le taux métabolique. Par rapport à l'eau, tous les composés chimiques sont divisés en hydrophiles (solubles) et lipophiles (solubles dans les graisses).

L'intensité du métabolisme dépend de sa concentration dans la cellule - plus il y a d'eau, plus les processus se produisent rapidement. Perte de 12% d'eau corps humain– nécessite une restauration sous contrôle médical, avec une perte de 20% – le décès survient.

Des sels minéraux. Contenu dans les systèmes vivants sous forme dissoute (dissociée en ions) et non dissoute. Les sels dissous interviennent dans :

transfert de substances à travers la membrane. Les cations métalliques fournissent une « pompe potassium-sodium », modifiant la pression osmotique de la cellule. De ce fait, l'eau contenant des substances dissoutes se précipite dans la cellule ou en sort, emportant les substances inutiles ;

la formation d'influx nerveux de nature électrochimique;

contraction musculaire;

la coagulation du sang;

font partie des protéines;

ion phosphate – un composant des acides nucléiques et de l'ATP ;

ion carbonate – maintient le Ph dans le cytoplasme.

Les sels insolubles sous forme de molécules entières forment les structures des coquilles, des coquilles, des os et des dents.

Matière cellulaire organique

Caractéristique générale des substances organiques– présence d’une chaîne squelettique carbonée. Ce sont des biopolymères et de petites molécules de structure simple.

Les principales classes retrouvées dans les organismes vivants :

Les glucides. Il en existe différents types présents dans les cellules - sucres simples et des polymères insolubles (cellulose). DANS pourcentage leur part dans la matière sèche des plantes peut atteindre 80 %, celle des animaux – 20 %. Ils jouent un rôle important dans le maintien de la vie des cellules :

Le fructose et le glucose (monosaccharides) sont rapidement absorbés par l'organisme, entrent dans le métabolisme et constituent une source d'énergie.

Le ribose et le désoxyribose (monosaccharides) sont l'un des trois principaux composants de l'ADN et de l'ARN.

Le lactose (appartient aux disaccharides) est synthétisé par le corps animal et fait partie du lait des mammifères.

Le saccharose (disaccharide) est une source d'énergie produite par les plantes.

Maltose (disaccharide) – assure la germination des graines.

Aussi, les sucres simples remplissent d'autres fonctions : signalisation, protection, transport.
Les glucides polymères sont du glycogène soluble dans l’eau, ainsi que de la cellulose, de la chitine et de l’amidon insolubles. Ils jouent un rôle important dans le métabolisme et remplissent des fonctions structurelles, de stockage et de protection.

Lipides ou graisses. Ils sont insolubles dans l'eau, mais se mélangent bien entre eux et se dissolvent dans les liquides non polaires (ceux qui ne contiennent pas d'oxygène, par exemple - le kérosène ou les hydrocarbures cycliques sont des solvants non polaires). Les lipides sont nécessaires à l'organisme pour lui fournir de l'énergie : leur oxydation produit de l'énergie et de l'eau. Les graisses sont très économes en énergie - à l'aide des 39 kJ par gramme libérés lors de l'oxydation, vous pouvez soulever une charge pesant 4 tonnes à une hauteur de 1 m. De plus, la graisse assure une fonction de protection et d'isolation thermique - chez les animaux, sa couche épaisse aide à retenir la chaleur pendant la saison froide. Les substances grasses protègent les plumes de la sauvagine de l'humidité, confèrent un aspect brillant et sain aux poils des animaux et remplissent une fonction couvrante sur les feuilles des plantes. Certaines hormones ont une structure lipidique. Les graisses constituent la base de la structure des membranes.

Protéines ou protéines sont des hétéropolymères de structure biogénique. Ils sont constitués d’acides aminés dont les unités structurelles sont : un groupe amino, un radical et un groupe carboxyle. Les propriétés des acides aminés et leurs différences les uns par rapport aux autres sont déterminées par les radicaux. Grâce à leurs propriétés amphotères, ils peuvent former des liens entre eux. Une protéine peut être constituée de plusieurs ou de centaines d’acides aminés. Au total, la structure des protéines comprend 20 acides aminés ; leurs combinaisons déterminent la variété des formes et des propriétés des protéines. Une douzaine d'acides aminés sont considérés comme essentiels : ils ne sont pas synthétisés dans le corps animal et leur apport est assuré par les aliments végétaux. Dans le tractus gastro-intestinal, les protéines sont décomposées en monomères individuels, qui sont utilisés pour synthétiser leurs propres protéines.

Caractéristiques structurelles des protéines :

structure primaire – chaîne d’acides aminés ;

secondaire - une chaîne tordue en spirale, où des liaisons hydrogène se forment entre les spires;

tertiaire - une spirale ou plusieurs d'entre elles, repliées en globule et reliées par des liaisons faibles ;

Le quaternaire n'existe pas dans toutes les protéines. Ce sont plusieurs globules reliés par des liaisons non covalentes.

La résistance des structures peut être endommagée puis restaurée, tandis que la protéine perd temporairement sa propriétés caractéristiques et l'activité biologique. Seule la destruction de la structure primaire est irréversible.

Les protéines remplissent de nombreuses fonctions dans la cellule :

accélération des réactions chimiques (fonction enzymatique ou catalytique, chacune d'elles étant responsable d'une réaction unique spécifique) ;
transport – transfert d’ions, d’oxygène, Les acides grasà travers les membranes cellulaires ;

protecteur– les protéines sanguines telles que la fibrine et le fibrinogène sont présentes dans le plasma sanguin sous forme inactive forme, en place les plaies sous l'influence de l'oxygène forment des caillots sanguins. Les anticorps confèrent l'immunité.

de construction– les peptides font partie ou constituent la base des membranes cellulaires, des tendons et autres tissus conjonctifs, des cheveux, de la laine, des sabots et des ongles, des ailes et du tégument externe. L'actine et la myosine assurent l'activité contractile musculaire ;

réglementaire– les protéines hormonales assurent la régulation humorale ;
énergie – pendant l’absence nutriments le corps commence à décomposer ses propres protéines, perturbant ainsi le processus de sa propre activité vitale. C'est pourquoi, après une longue période de faim, le corps ne peut pas toujours récupérer sans aide médicale.

Acides nucléiques. Il y en a 2 : l'ADN et l'ARN. Il existe plusieurs types d’ARN : messager, de transport et ribosomal. Découvert par le Suisse F. Fischer à la fin du 19ème siècle.

L'ADN est l'acide désoxyribonucléique. Contenu dans le noyau, les plastes et les mitochondries. Structurellement, c'est un polymère linéaire qui forme une double hélice à partir de chaînes complémentaires de nucléotides. L'idée de sa structure spatiale a été créée en 1953 par les Américains D. Watson et F. Crick.

Ses unités monomères sont des nucléotides, qui ont fondamentalement structure générale depuis:

des groupes phosphates ;

désoxyribose;

base azotée (appartenant au groupe des purines - adénine, guanine, pyrimidines - thymine et cytosine.)

Dans la structure d'une molécule polymère, les nucléotides sont combinés par paires et de manière complémentaire, ce qui est dû à différents montants liaisons hydrogène : adénine + thymine – deux, guanine + cytosine – trois liaisons hydrogène.

L'ordre des nucléotides code pour les séquences structurelles des acides aminés dans les molécules protéiques. Une mutation est un changement dans l’ordre des nucléotides, puisque des molécules protéiques de structure différente seront codées.

L'ARN est l'acide ribonucléique. Caractéristiques structurelles ses différences avec l'ADN sont :

au lieu du nucléotide thymine - uracile ;

ribose au lieu du désoxyribose.

Transfert d'ARN est une chaîne polymère pliée dans un plan en forme de feuille de trèfle ; sa fonction principale est l'apport d'acides aminés aux ribosomes.

ARN messager (messager) se forme constamment dans le noyau, complémentaire de toute section d'ADN. Il s'agit d'une matrice structurale ; en fonction de sa structure, elle sera assemblée sur le ribosome molécule de protéine. Sur le contenu total des molécules d'ARN, ce type représente 5 %.

Ribosomique- responsable du processus de composition d'une molécule protéique. Synthétisé dans le nucléole. Il y en a 85% dans la cage.

ATP – acide adénosine triphosphorique. Il s'agit d'un nucléotide contenant :

3 résidus d'acide phosphorique ;

À la suite de processus chimiques en cascade, la respiration est synthétisée dans les mitochondries. La fonction principale est énergétique, une liaison chimique il contient presque autant d’énergie que celle obtenue par l’oxydation de 1 g de graisse.

Cellules d'organismes vivants selon leur composition chimique diffèrent considérablement de l'environnement inanimé environnant à la fois par la structure des composés chimiques et par l'ensemble et le contenu des éléments chimiques. Au total, environ 90 éléments chimiques sont présents (découverts à ce jour) dans les organismes vivants, qui, selon leur contenu, sont répartis en 3 groupes principaux : macronutriments , microéléments Et ultramicroéléments .

Macroéléments.

Macronutriments V quantités importantes présents dans les organismes vivants, allant de centièmes de pour cent à des dizaines de pour cent. Si le contenu d'un substance chimique dans le corps dépasse 0,005 % du poids corporel, une telle substance est classée comme macronutriment. Ils font partie des principaux tissus : le sang, les os et les muscles. Il s'agit par exemple des éléments chimiques suivants : hydrogène, oxygène, carbone, azote, phosphore, soufre, sodium, calcium, potassium, chlore. Les macroéléments représentent au total environ 99 % de la masse des cellules vivantes, la majorité (98 %) étant l'hydrogène, l'oxygène, le carbone et l'azote.

Le tableau ci-dessous présente les principaux macronutriments présents dans l'organisme :

Les quatre éléments les plus courants dans les organismes vivants (hydrogène, oxygène, carbone, azote, comme mentionné précédemment) sont caractérisés par une chose : propriété générale. Il manque à ces éléments un ou plusieurs électrons sur l’orbite externe pour former des liaisons électroniques stables. Ainsi, il manque à l’atome d’hydrogène un électron sur son orbite externe pour former une liaison électronique stable ; les atomes d’oxygène, d’azote et de carbone ont respectivement besoin de deux, trois et quatre électrons. À cet égard, ces éléments chimiques se forment facilement des liaisons covalentes en raison de l'appariement des électrons, et peuvent facilement interagir les uns avec les autres, remplissant leur coquilles électroniques. De plus, l’oxygène, le carbone et l’azote peuvent former non seulement des liaisons simples mais aussi des liaisons doubles. En conséquence, le nombre de composés chimiques pouvant être formés à partir de ces éléments augmente considérablement.

De plus, le carbone, l’hydrogène et l’oxygène sont les éléments les plus légers pouvant former des liaisons covalentes. Par conséquent, ils se sont révélés les plus appropriés pour la formation de composés qui composent la matière vivante. Une autre chose doit être notée séparément propriété importante atomes de carbone - la capacité de former des liaisons covalentes avec quatre autres atomes de carbone à la fois. Grâce à cette capacité, des charpentes sont créées à partir d'un grand nombre de molécules organiques différentes.

Microéléments.

Même si le contenu microéléments ne dépasse pas 0,005 % pour chaque élément individuel, et au total ils ne constituent qu'environ 1 % de la masse cellulaire ; les microéléments sont nécessaires à la vie des organismes. S'ils sont absents ou insuffisants, des problèmes peuvent survenir. diverses maladies. De nombreux microéléments font partie des groupes d’enzymes non protéiques et sont nécessaires à leur fonction catalytique.
Par exemple, le fer est partie intégrante l'hème, qui fait partie des cytochromes, qui sont des composants de la chaîne de transport des électrons, et l'hémoglobine, une protéine qui assure le transport de l'oxygène des poumons vers les tissus. La carence en fer dans le corps humain provoque le développement de l'anémie. Et le manque d'iode, qui fait partie de l'hormone thyroïdienne - la thyroxine, entraîne des maladies associées à une carence en cette hormone, telles que le goitre endémique ou le crétinisme.

Des exemples de microéléments sont présentés dans le tableau ci-dessous :

Ultramicroéléments.

Au groupe ultramicroéléments comprend des éléments dont le contenu dans l'organisme est extrêmement faible (moins de 10-12%). Il s'agit notamment du brome, de l'or, du sélénium, de l'argent, du vanadium et de nombreux autres éléments. La plupart d’entre eux sont également nécessaires au fonctionnement normal des organismes vivants. Par exemple, un manque de sélénium peut conduire au cancer, et un manque de bore est à l’origine de certaines maladies des plantes. De nombreux éléments de ce groupe, ainsi que des microéléments, font partie des enzymes.

Plus, d'autres - moins.

Au niveau atomique, il n'y a aucune différence entre le monde organique et inorganique de la nature vivante : les organismes vivants sont constitués des mêmes atomes que les corps. nature inanimée. Cependant, le rapport des différents éléments chimiques dans les organismes vivants et dans la croûte terrestre varie grandement. De plus, les organismes vivants peuvent différer de leur environnement par la composition isotopique des éléments chimiques.

Classiquement, tous les éléments de la cellule peuvent être divisés en trois groupes.

Macronutriments

Zinc- fait partie des enzymes impliquées dans la fermentation alcoolique et l'insuline

Cuivre- fait partie des enzymes oxydatives impliquées dans la synthèse des cytochromes.

Sélénium- participe aux processus de régulation de l'organisme.

Ultramicroéléments

Les ultramicroéléments représentent moins de 0,0000001% dans les organismes des êtres vivants, notamment l'or, l'argent a un effet bactéricide, supprime la réabsorption de l'eau dans les tubules rénaux, affectant les enzymes. Les ultramicroéléments comprennent également le platine et le césium. Certaines personnes incluent également le sélénium dans ce groupe ; avec sa carence, le cancer se développe. Les fonctions des ultramicroéléments sont encore mal comprises.

Composition moléculaire de la cellule

voir également

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Voyez ce qu'est « Composition chimique d'une cellule » dans d'autres dictionnaires :

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