कोशिकाओं में अम्ल और लवण. खनिज लवणों की संरचना की विशेषताएं
में खनिज लवण जलीय घोलकोशिकाएँ धनायनों और ऋणायनों में विघटित हो जाती हैं; उनमें से कुछ को विभिन्न के साथ कॉम्प्लेक्स में शामिल किया जा सकता है कार्बनिक यौगिक. अकार्बनिक आयनों की सामग्री आमतौर पर कोशिका द्रव्यमान के 1% से अधिक नहीं होती है। पोटेशियम, सोडियम जैसे नमक के धनायन, कोशिका में चिड़चिड़ापन प्रदान करते हैं। कैल्शियम कोशिकाओं के एक-दूसरे से चिपकने को बढ़ावा देता है। कमजोर एसिड आयन साइटोप्लाज्म के बफरिंग गुणों के लिए जिम्मेदार होते हैं, जो कोशिकाओं में कमजोर क्षारीय प्रतिक्रिया को बनाए रखते हैं।
नीचे एक उदाहरण है जैविक भूमिकाकोशिका के सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक तत्व:
कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीजन घटक, पानी, अकार्बनिक एसिड के आयन
सभी कार्बनिक पदार्थों का कार्बन घटक, कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बोनिक एसिड;
हाइड्रोजन पानी का एक घटक, कार्बनिक पदार्थ, एक प्रोटॉन के रूप में, पर्यावरण की अम्लता को नियंत्रित करता है और एक ट्रांसमेम्ब्रेन क्षमता के गठन को सुनिश्चित करता है;
नाइट्रोजन न्यूक्लियोटाइड्स, अमीनो एसिड, प्रकाश संश्लेषण वर्णक और कई विटामिन का एक घटक;
सल्फर अमीनो एसिड (सिस्टीन, सिस्टीन, मेथियोनीन), विटामिन बी 1 और कुछ कोएंजाइम का एक घटक;
फॉस्फोरस न्यूक्लिक एसिड, पायरोफॉस्फेट, फॉस्फोरिक एसिड, न्यूक्लियोटाइड ट्राइफॉस्फेट, कुछ कोएंजाइम का एक घटक;
सेल सिग्नलिंग में शामिल कैल्शियम;
पोटेशियम प्रोटीन संश्लेषण के एंजाइमों की गतिविधि को प्रभावित करता है, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाओं में भाग लेता है;
ऊर्जा चयापचय और डीएनए संश्लेषण का मैग्नीशियम उत्प्रेरक, क्लोरोफिल अणु का हिस्सा है, स्पिंडल सूक्ष्मनलिकाएं के संयोजन के लिए आवश्यक है;
आयरन कई एंजाइमों का एक घटक है, जो श्वसन और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाओं में, क्लोरोफिल के जैवसंश्लेषण में शामिल होता है;
प्रकाश संश्लेषण में शामिल कुछ एंजाइमों का तांबा घटक;
मैंगनीजएक घटक है या कुछ एंजाइमों की गतिविधि को नियंत्रित करता है, नाइट्रोजन के अवशोषण और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में शामिल होता है;
मोलिब्डेनम नाइट्रेट रिडक्टेस का एक घटक, आणविक नाइट्रोजन के निर्धारण में शामिल है;
विटामिन बी 12 का कोबाल्ट घटक, नाइट्रोजन स्थिरीकरण में शामिल है
बोरोन पादप वृद्धि नियामक, रिडक्टिव श्वसन एंजाइमों का उत्प्रेरक;
जिंक कुछ पेप्टाइडेज़ का एक घटक है जो ऑक्सिन (पौधे हार्मोन) और अल्कोहलिक किण्वन के संश्लेषण में शामिल होता है।
न केवल तत्वों की सामग्री आवश्यक है, बल्कि उनका अनुपात भी है। तो कोशिका इसके विपरीत, पर्यावरण (समुद्री पानी, अंतरकोशिकीय द्रव, रक्त) में K + आयनों की उच्च सांद्रता और कम Na + बनाए रखती है।
खनिज तत्वों के मुख्य सबसे महत्वपूर्ण जैविक कार्य:
1. कोशिका में अम्ल-क्षार संतुलन बनाए रखना;
2. साइटोप्लाज्म के बफर गुणों का निर्माण;
3. एंजाइमों का सक्रियण;
4. कोशिका में आसमाटिक दबाव का निर्माण;
5. कोशिकाओं की झिल्ली क्षमता के निर्माण में भागीदारी;
6. आंतरिक एवं बाह्य कंकाल का निर्माण(प्रोटोजोआ, डायटम) .
2. कार्बनिक पदार्थ
जीवित कोशिका के द्रव्यमान का 20 से 30% तक कार्बनिक पदार्थ होते हैं। इनमें से, लगभग 3% कम आणविक भार यौगिकों के कारण होता है: अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड, विटामिन, हार्मोन, रंगद्रव्य और कुछ अन्य पदार्थ। कोशिका के शुष्क पदार्थ का मुख्य भाग कार्बनिक मैक्रोमोलेक्यूल्स से बना होता है: प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, लिपिड और पॉलीसेकेराइड। पशु कोशिकाओं में, एक नियम के रूप में, प्रोटीन प्रबल होते हैं, पौधों की कोशिकाओं में - पॉलीसेकेराइड। प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक कोशिकाओं के बीच इन यौगिकों के अनुपात में कुछ अंतर हैं (तालिका 1)
तालिका नंबर एक
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मिश्रण |
जीवित कोशिका के द्रव्यमान का % |
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जीवाणु |
जानवरों |
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पॉलिसैक्राइड | ||
2.1. गिलहरी- कोशिका का सबसे महत्वपूर्ण अपूरणीय नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक यौगिक। प्रोटीन निकाय जीवित पदार्थ के निर्माण और सभी जीवन प्रक्रियाओं के कार्यान्वयन में निर्णायक भूमिका निभाते हैं। ये जीवन के मुख्य वाहक हैं, इस तथ्य के कारण कि उनमें कई विशेषताएं हैं, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं: संरचना की अटूट विविधता और, साथ ही, इसकी उच्च प्रजाति विशिष्टता; भौतिक और रासायनिक परिवर्तनों की एक विस्तृत श्रृंखला; बाहरी प्रभावों के जवाब में अणु के विन्यास को उलटने और स्वाभाविक रूप से बदलने की क्षमता; अन्य रासायनिक यौगिकों के साथ सुपरमॉलेक्यूलर संरचनाएं, कॉम्प्लेक्स बनाने की प्रवृत्ति; जैविक गतिविधि की उपस्थिति - हार्मोनल, एंजाइमेटिक, रोगजनक, आदि।
प्रोटीन 20 अमीनो एसिड से बने पॉलिमरिक अणु होते हैं * विभिन्न अनुक्रमों में व्यवस्थित होते हैं और एक पेप्टाइड बॉन्ड (सी-एन-सिंगल और सी = एन-डबल) द्वारा जुड़े होते हैं। यदि श्रृंखला में अमीनो एसिड की संख्या बीस से अधिक नहीं है, तो ऐसी श्रृंखला को ऑलिगोपेप्टाइड कहा जाता है, 20 से 50 तक - एक पॉलीपेप्टाइड **, 50 से अधिक - एक प्रोटीन।
प्रोटीन अणुओं का द्रव्यमान 6 हजार से 1 मिलियन या अधिक डाल्टन तक होता है (डाल्टन हाइड्रोजन परमाणु के द्रव्यमान के बराबर आणविक भार की एक इकाई है - (1.674x10 -27 किग्रा)। जीवाणु कोशिकाओं में तीन हजार तक विभिन्न प्रोटीन होते हैं, मानव शरीर में यह विविधता बढ़कर पाँच मिलियन तक पहुँच जाती है।
प्रोटीन में 50-55% कार्बन, 6.5-7.3% हाइड्रोजन, 15-18% नाइट्रोजन, 21-24% ऑक्सीजन, 2.5% तक सल्फर होता है। कुछ प्रोटीनों में फास्फोरस, लोहा, जस्ता, तांबा और अन्य तत्व होते हैं। कोशिका के अन्य तत्वों के विपरीत, अधिकांश प्रोटीन में नाइट्रोजन का एक स्थिर अनुपात (शुष्क पदार्थ का औसत 16%) होता है। नाइट्रोजन द्वारा प्रोटीन की गणना करते समय इस सूचक का उपयोग किया जाता है: (नाइट्रोजन का द्रव्यमान × 6.25)। (100:16=6.25).
प्रोटीन अणुओं में कई संरचनात्मक स्तर होते हैं।
प्राथमिक संरचना पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड का अनुक्रम है।
द्वितीयक संरचना एक α-हेलिक्स या एक मुड़ी हुई β-संरचना है, जो अमीनो एसिड के -C=O और -NH समूहों के बीच बनने वाले इलेक्ट्रोस्टैटिक हाइड्रोजन बांड द्वारा अणु को स्थिर करके बनाई जाती है।
तृतीयक संरचना - अणु का स्थानिक संगठन, प्राथमिक संरचना द्वारा निर्धारित होता है। यह हाइड्रोजन, आयनिक और डाइसल्फ़ाइड (-एस-एस-) बांड द्वारा स्थिर होता है जो सल्फर युक्त अमीनो एसिड के साथ-साथ हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन के बीच बनता है।
केवल दो या दो से अधिक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं से युक्त प्रोटीन में एक चतुर्धातुक संरचना होती है; यह व्यक्तिगत प्रोटीन अणुओं को एक पूरे में मिलाकर बनाई जाती है। प्रोटीन अणुओं के अत्यधिक विशिष्ट कार्य के लिए एक निश्चित स्थानिक संगठन (गोलाकार या तंतुमय) आवश्यक है। अधिकांश प्रोटीन केवल तृतीयक या चतुर्धातुक संरचना द्वारा प्रदान किए गए रूप में सक्रिय होते हैं। द्वितीयक संरचना केवल कुछ संरचनात्मक प्रोटीनों के कामकाज के लिए पर्याप्त है। ये फाइब्रिलर प्रोटीन हैं, और अधिकांश एंजाइम और परिवहन प्रोटीन गोलाकार होते हैं।
जिन प्रोटीनों में केवल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं होती हैं उन्हें सरल (प्रोटीन) कहा जाता है, और जिनमें भिन्न प्रकृति के घटक होते हैं उन्हें जटिल (प्रोटीन) कहा जाता है। उदाहरण के लिए, एक ग्लाइकोप्रोटीन अणु में कार्बोहाइड्रेट का टुकड़ा होता है, एक मेटालोप्रोटीन अणु में धातु आयन होते हैं, आदि।
व्यक्तिगत सॉल्वैंट्स में घुलनशीलता द्वारा: पानी में घुलनशील; में घुलनशील खारा समाधान- एल्ब्यूमिन, अल्कोहल में घुलनशील - एल्ब्यूमिन; क्षार में घुलनशील - ग्लूटेलिन।
अमीनो एसिड स्वाभाविक रूप से उभयधर्मी होते हैं। यदि एक अमीनो एसिड में कई कार्बोक्सिल समूह होते हैं, तो अम्लीय गुण प्रबल होते हैं, यदि कई अमीनो समूह क्षारीय होते हैं। कुछ अमीनो एसिड की प्रबलता के आधार पर, प्रोटीन में मूल या अम्लीय गुण भी हो सकते हैं। गोलाकार प्रोटीन में एक आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु होता है - पीएच मान जिस पर प्रोटीन का कुल चार्ज शून्य होता है। कम pH मान पर, प्रोटीन पर धनात्मक आवेश होता है; उच्च pH मान पर, इसका ऋणात्मक आवेश होता है। चूँकि इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण प्रोटीन अणुओं को एक साथ चिपकने से रोकता है, आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु पर घुलनशीलता न्यूनतम हो जाती है और प्रोटीन अवक्षेपित हो जाता है। उदाहरण के लिए, दूध प्रोटीन कैसिइन का pH 4.7 पर एक आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु होता है। जब लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया दूध को इस मूल्य तक अम्लीकृत करते हैं, तो कैसिइन अवक्षेपित हो जाता है और दूध "जमा हुआ" हो जाता है।
पीएच, तापमान, कुछ अकार्बनिक पदार्थों आदि में परिवर्तन के प्रभाव में प्रोटीन विकृतीकरण तृतीयक और माध्यमिक संरचना का उल्लंघन है। यदि एक ही समय में प्राथमिक संरचना परेशान नहीं होती है, तो जब सामान्य स्थिति बहाल हो जाती है, तो पुनर्वसन होता है - प्रोटीन की तृतीयक संरचना और गतिविधि की सहज बहाली। यह गुण सूखे खाद्य सांद्रणों और चिकित्सा तैयारियों के उत्पादन में बहुत महत्वपूर्ण है जिनमें विकृत प्रोटीन होता है।
*अमीनो एसिड ऐसे यौगिक होते हैं जिनमें एक कार्बोक्सिल और एक कार्बन परमाणु से जुड़ा एक अमीनो समूह होता है, जिससे एक साइड चेन जुड़ी होती है - कोई भी रेडिकल। 200 से अधिक अमीनो एसिड ज्ञात हैं, लेकिन 20 प्रोटीन के निर्माण में शामिल होते हैं, जिन्हें बुनियादी या मौलिक कहा जाता है। रेडिकल के आधार पर, अमीनो एसिड को गैर-ध्रुवीय (अलैनिन, मेथियोनीन, वेलिन, प्रोलिन, ल्यूसीन, आइसोल्यूसीन, ट्रिप्टोफैन, फेनिलएलनिन), ध्रुवीय अपरिवर्तित (एस्पेरेगिन, ग्लूटामाइन, सेरीन, ग्लाइसिन, टायरोसिन, थ्रेओनीन, सिस्टीन) और ध्रुवीय में विभाजित किया जाता है। आवेशित (मूल: आर्जिनिन, हिस्टिडीन, लाइसिन, अम्लीय: एसपारटिक और ग्लूटामिक एसिड)। गैर-ध्रुवीय अमीनो एसिड हाइड्रोफोबिक होते हैं, और उनसे निर्मित प्रोटीन वसा की बूंदों की तरह व्यवहार करते हैं। ध्रुवीय अमीनो एसिड हाइड्रोफिलिक होते हैं।
**पेप्टाइड्स अमीनो एसिड पॉलीकंडेनसेशन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, साथ ही प्रोटीन के अपूर्ण हाइड्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किए जा सकते हैं। वे कोशिका में नियामक कार्य करते हैं। कई हार्मोन (ऑक्सीटोसिन, वैसोप्रेसिन) ऑलिगोपेप्टाइड हैं। यह ब्रैडीकिडिन (दर्द पेप्टाइड) मानव शरीर का एक ओपियेट (प्राकृतिक औषधि - एंडोर्फिन, एनकेफेलिन्स) है, जिसका एनाल्जेसिक प्रभाव होता है। (दवाएं ओपियेट्स को नष्ट कर देती हैं, इसलिए व्यक्ति शरीर में थोड़ी सी भी गड़बड़ी - वापसी) के प्रति बहुत संवेदनशील हो जाता है। पेप्टाइड्स कुछ विषाक्त पदार्थ (डिप्थीरिया), एंटीबायोटिक्स (ग्रैमिसिडिन ए) हैं।
प्रोटीन के कार्य:
1. संरचनात्मक. प्रोटीन सभी कोशिकांगों और कुछ बाह्यकोशिकीय संरचनाओं के लिए निर्माण सामग्री के रूप में काम करते हैं।
2. उत्प्रेरक.अणु की विशेष संरचना या सक्रिय समूहों की उपस्थिति के कारण, कई प्रोटीनों में रासायनिक प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम को उत्प्रेरक रूप से तेज करने की क्षमता होती है। एंजाइम अपनी उच्च विशिष्टता, एक संकीर्ण तापमान सीमा (35 से 45 डिग्री सेल्सियस तक), थोड़ा क्षारीय पीएच और वायुमंडलीय दबाव पर संचालन में अकार्बनिक उत्प्रेरक से भिन्न होते हैं। एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं की दर अकार्बनिक उत्प्रेरकों द्वारा प्रदान की गई प्रतिक्रियाओं की तुलना में बहुत अधिक है।
3. मोटर. विशेष संकुचनशील प्रोटीन सभी प्रकार की कोशिका गति प्रदान करते हैं। प्रोकैरियोट्स के फ्लैगेला का निर्माण फ्लैगेलिन से होता है, और यूकेरियोटिक कोशिकाओं के फ्लैगेला का निर्माण ट्यूबुलिन से होता है।
4. परिवहन. परिवहन प्रोटीन पदार्थों को कोशिका के अंदर और बाहर ले जाते हैं। उदाहरण के लिए, पोरिन प्रोटीन आयन परिवहन को बढ़ावा देते हैं; हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन ले जाता है और एल्ब्यूमिन फैटी एसिड ले जाता है। परिवहन कार्य प्रोटीन द्वारा किया जाता है - प्लाज्मा झिल्ली के वाहक।
5. रक्षात्मक. एंटीबॉडी प्रोटीन शरीर के लिए विदेशी पदार्थों को बांधते हैं और बेअसर करते हैं। एंटीऑक्सीडेंट एंजाइमों का एक समूह (कैटालेज़, सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज़) मुक्त कणों के निर्माण को रोकता है। रक्त इम्युनोग्लोबुलिन, फ़ाइब्रिन, थ्रोम्बिन रक्त के थक्के जमने में शामिल होते हैं और इस तरह रक्तस्राव रोकते हैं। प्रोटीन प्रकृति के प्रोटीन का निर्माण, उदाहरण के लिए, डिप्थीरिया टॉक्सिन या बैसिलस ट्यूरिंगिएन्सिस टॉक्सिन, को कुछ मामलों में सुरक्षा के साधन के रूप में भी माना जा सकता है, हालांकि ये प्रोटीन अक्सर भोजन प्राप्त करने की प्रक्रिया में पीड़ित को नुकसान पहुंचाने का काम करते हैं।
6. नियामक. बहुकोशिकीय जीव के कार्य का नियमन प्रोटीन हार्मोन द्वारा किया जाता है। एंजाइम, रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर को नियंत्रित करते हुए, इंट्रासेल्युलर चयापचय को नियंत्रित करते हैं।
7. संकेत.साइटोप्लाज्मिक झिल्ली में प्रोटीन होते हैं जो अपनी संरचना को बदलकर पर्यावरण में होने वाले परिवर्तनों पर प्रतिक्रिया कर सकते हैं। ये सिग्नलिंग अणु कोशिका में बाहरी सिग्नल संचारित करने के लिए जिम्मेदार होते हैं।
8. ऊर्जा. प्रोटीन ऊर्जा प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाने वाले आरक्षित पदार्थों के भंडार के रूप में काम कर सकते हैं। 1 ग्राम प्रोटीन के टूटने से 17.6 kJ ऊर्जा निकलती है।
कोशिका के जलीय घोल में खनिज लवण धनायनों और ऋणायनों में वियोजित हो जाते हैं; उनमें से कुछ को विभिन्न कार्बनिक यौगिकों वाले परिसरों में शामिल किया जा सकता है। अकार्बनिक आयनों की सामग्री आमतौर पर कोशिका द्रव्यमान के 1% से अधिक नहीं होती है। पोटेशियम, सोडियम जैसे नमक के धनायन, कोशिका में चिड़चिड़ापन प्रदान करते हैं। कैल्शियम कोशिकाओं के एक-दूसरे से चिपकने को बढ़ावा देता है। कमजोर एसिड आयन साइटोप्लाज्म के बफरिंग गुणों के लिए जिम्मेदार होते हैं, जो कोशिकाओं में कमजोर क्षारीय प्रतिक्रिया को बनाए रखते हैं।
कोशिका के सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक तत्वों की जैविक भूमिका का एक उदाहरण निम्नलिखित है:
कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीजन घटक, पानी, अकार्बनिक एसिड के आयन
सभी कार्बनिक पदार्थों का कार्बन घटक, कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बोनिक एसिड;
हाइड्रोजन पानी का एक घटक, कार्बनिक पदार्थ, एक प्रोटॉन के रूप में, पर्यावरण की अम्लता को नियंत्रित करता है और एक ट्रांसमेम्ब्रेन क्षमता के गठन को सुनिश्चित करता है;
नाइट्रोजन न्यूक्लियोटाइड्स, अमीनो एसिड, प्रकाश संश्लेषण वर्णक और कई विटामिन का एक घटक;
सल्फर अमीनो एसिड (सिस्टीन, सिस्टीन, मेथियोनीन), विटामिन बी 1 और कुछ कोएंजाइम का एक घटक;
फॉस्फोरस न्यूक्लिक एसिड, पायरोफॉस्फेट, फॉस्फोरिक एसिड, न्यूक्लियोटाइड ट्राइफॉस्फेट, कुछ कोएंजाइम का एक घटक;
सेल सिग्नलिंग में शामिल कैल्शियम;
पोटेशियम प्रोटीन संश्लेषण के एंजाइमों की गतिविधि को प्रभावित करता है, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाओं में भाग लेता है;
ऊर्जा चयापचय और डीएनए संश्लेषण का मैग्नीशियम उत्प्रेरक, क्लोरोफिल अणु का हिस्सा है, स्पिंडल सूक्ष्मनलिकाएं के संयोजन के लिए आवश्यक है;
आयरन कई एंजाइमों का एक घटक है, जो श्वसन और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाओं में, क्लोरोफिल के जैवसंश्लेषण में शामिल होता है;
प्रकाश संश्लेषण में शामिल कुछ एंजाइमों का तांबा घटक;
मैंगनीजएक घटक है या कुछ एंजाइमों की गतिविधि को नियंत्रित करता है, नाइट्रोजन के अवशोषण और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में शामिल होता है;
मोलिब्डेनम नाइट्रेट रिडक्टेस का एक घटक, आणविक नाइट्रोजन के निर्धारण में शामिल है;
विटामिन बी 12 का कोबाल्ट घटक, नाइट्रोजन स्थिरीकरण में शामिल है
बोरोन पादप वृद्धि नियामक, रिडक्टिव श्वसन एंजाइमों का उत्प्रेरक;
जिंक कुछ पेप्टाइडेज़ का एक घटक है जो ऑक्सिन (पौधे हार्मोन) और अल्कोहलिक किण्वन के संश्लेषण में शामिल होता है।
न केवल तत्वों की सामग्री आवश्यक है, बल्कि उनका अनुपात भी है। तो कोशिका इसके विपरीत, पर्यावरण (समुद्री पानी, अंतरकोशिकीय द्रव, रक्त) में K + आयनों की उच्च सांद्रता और कम Na + बनाए रखती है।
मुख्य सबसे महत्वपूर्ण जैविक कार्य खनिज तत्व:
1. कोशिका में अम्ल-क्षार संतुलन बनाए रखना;
2. साइटोप्लाज्म के बफर गुणों का निर्माण;
3. एंजाइमों का सक्रियण;
4. कोशिका में आसमाटिक दबाव का निर्माण;
5. कोशिकाओं की झिल्ली क्षमता के निर्माण में भागीदारी;
6. आंतरिक एवं बाह्य कंकाल का निर्माण(प्रोटोजोआ, डायटम) .
कोशिका में अकार्बनिक पदार्थ होते हैं: पानी, खनिज लवण, और कार्बनिक पदार्थ: प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट, न्यूक्लिक एसिड।
कोशिका के द्रव्यमान का 80% भाग पानी बनाता है, खेलता है महत्वपूर्ण भूमिका:
कोशिकाओं में सभी रासायनिक प्रक्रियाएँ जलीय घोल में होती हैं;
सदा पोषक तत्त्व, पौधे खनिज लवणों को घुलित रूप में अवशोषित करते हैं;
पानी शरीर से हानिकारक पदार्थों को निकालता है;
पानी की उच्च ताप क्षमता शरीर के तापमान में उतार-चढ़ाव को कम करती है;
पानी की कम संपीड़ितता कोशिका को लोच (टगर) प्रदान करती है;
पानी का वाष्पीकरण जानवरों और पौधों को ठंडा करने में मदद करता है।
खनिज पदार्थ:
कोशिका में पानी के प्रवाह, पर्यावरण की अम्लता (पीएच) (कोशिका के बफर सिस्टम) को विनियमित करके होमोस्टैसिस को बनाए रखने में भाग लें;
सोडियम, पोटेशियम, हाइड्रोजन, आदि आयनों की सांद्रता में अंतर एटीपी के संश्लेषण, तंत्रिका आवेगों के संचरण के लिए आवश्यक कोशिका झिल्ली पर संभावित अंतर पैदा करता है;
खनिज लवण, मुख्य रूप से कैल्शियम फॉस्फेट और कार्बोनेट, कठोरता देते हैं हड्डी का ऊतकऔर शंख के गोले।
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भूमिका पानी और खनिज पदार्थों वी ज़िंदगी कोशिकाओं और जीव. में मिश्रण कोशिकाओंअकार्बनिक शामिल है पदार्थों: पानी, खनिजलवण, - और कार्बनिक: प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट, न्यूक्लिक एसिड।
सभी रासायनिकमें प्रक्रियाएं कोशिकाओंजलीय घोल में होते हैं... -
रासायनिक मिश्रण कोशिकाओं. भूमिका पानी और खनिज पदार्थों वी ज़िंदगी कोशिकाओं और जीव. में मिश्रण कोशिकाओंअकार्बनिक शामिल है पदार्थों: पानी, खनिजलवण, - और कार्बनिक: प्रोटीन, वसा। लोड हो रहा है। -
रासायनिक मिश्रण कोशिकाओं. भूमिका पानी और खनिज पदार्थों वी ज़िंदगी कोशिकाओं और जीव. में मिश्रण कोशिकाओंअकार्बनिक शामिल है पदार्थों: पानी, खनिजलवण, - और कार्बनिक: प्रोटीन, वसा। -
रासायनिक मिश्रण कोशिकाओं. भूमिका पानी और खनिज पदार्थों वी ज़िंदगी कोशिकाओं और जीव. में मिश्रण कोशिकाओंअकार्बनिक शामिल है पदार्थों: पानी, खनिजलवण, - और कार्बनिक: प्रोटीन, वसा ... और अधिक ». -
peculiarities रासायनिक संघटनजीवित जीवों. कार्बनिक पदार्थों, उनका भूमिकावी शरीर. रहना जीवोंसमान समाहित करें रासायनिकतत्व निर्जीव प्रकृति के रूप में।
में मिश्रण कोशिकाओंशामिल हैं पानी(80% तक) और खनिजनमक। -
अकार्बनिक पदार्थों. प्राथमिक मिश्रण. समानता रासायनिक संघटन कोशिकाओंकुल जीवसजीव प्रकृति की एकता का प्रमाण है। -
घरेलू एलर्जी भूमिका संघटनएलर्जी.
कुछ के लिए कोशिकाओं(मोटापा कोशिकाओं) अलग दिखना रासायनिकसक्रिय पदार्थों(गिस्ट- मिन -
घरेलू एलर्जी भूमिकाघर की धूल उनके बीच खेलती है। यह अपने तरीके से जटिल है संघटनएलर्जी.
कुछ के लिए कोशिकाओं(मोटापा कोशिकाओं) अलग दिखना रासायनिकसक्रिय पदार्थों(गिस्ट- मिन, सेरोटोनिन, ब्रैडीकाइनिन, आदि), जो एलर्जी की शुरुआत करते हैं... -
खनिज पदार्थों. भूमिकाऔर मानव पोषण में महत्व। मैग्नीशियम में शरीर 25 ग्राम तक होता है
मानव शरीर में 70 से अधिक पाए जाते हैं रासायनिकतत्व, जिनमें से 33 से अधिक रक्त में हैं। ऊपर की दृष्टि में खनिज पदार्थोंमें विभाजित हैं पदार्थों -
मिश्रण कोशिकाओं. सभी जीवित प्रणालियों में विभिन्न अनुपात होते हैं रासायनिकतत्व, कार्बनिक और अकार्बनिक दोनों।
अकार्बनिक हैं पानी और खनिजनमक।
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पानी. कोशिका को बनाने वाले अकार्बनिक पदार्थों में से पानी सबसे महत्वपूर्ण है। इसकी मात्रा कुल कोशिका द्रव्यमान का 60 से 95% तक होती है। पानी सामान्य रूप से कोशिकाओं और जीवित जीवों के जीवन में एक आवश्यक भूमिका निभाता है। उनकी संरचना का हिस्सा होने के अलावा, कई जीवों के लिए यह एक आवास भी है।
जैविक प्रणालियों के एक घटक के रूप में जल निम्नलिखित महत्वपूर्ण कार्य करता है:
पानी- सार्वभौमिक विलायकध्रुवीय पदार्थों के लिए, जैसे लवण, शर्करा, अल्कोहल, एसिड आदि। वे पदार्थ जो पानी में आसानी से घुलनशील होते हैं, हाइड्रोफिलिक कहलाते हैं। जब कोई पदार्थ घोल में जाता है, तो उसके अणुओं या आयनों को अधिक स्वतंत्र रूप से चलने की अनुमति होती है; पदार्थ की प्रतिक्रियाशीलता तदनुसार बढ़ जाती है। यही कारण है कि कोशिका में अधिकांश रासायनिक प्रतिक्रियाएँ जलीय घोल में होती हैं। इसके अणु कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं में शामिल होते हैं, उदाहरण के लिए, पॉलिमर के निर्माण या हाइड्रोलिसिस में। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में, पानी एक इलेक्ट्रॉन दाता, हाइड्रोजन आयनों और मुक्त ऑक्सीजन का स्रोत है।
पानी गैर-ध्रुवीय पदार्थों के साथ घुलता या मिश्रण नहीं करता है, क्योंकि यह उनके साथ हाइड्रोजन बंधन नहीं बना सकता है। जो पदार्थ पानी में अघुलनशील होते हैं उन्हें हाइड्रोफोबिक कहा जाता है। हाइड्रोफोबिक अणु या उनके हिस्से पानी से विकर्षित होते हैं, और इसकी उपस्थिति में एक दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं। इस तरह की अंतःक्रियाएं झिल्लियों, साथ ही कई प्रोटीन अणुओं, न्यूक्लिक एसिड और कई उपकोशिकीय संरचनाओं की स्थिरता सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।
पानी है उच्च विशिष्ट ऊष्मा क्षमता. पानी के अणुओं को धारण करने वाले हाइड्रोजन बंधों को तोड़ने के लिए इसे अवशोषित करना आवश्यक है एक बड़ी संख्या कीऊर्जा। यह संपत्ति पर्यावरण में महत्वपूर्ण तापमान में उतार-चढ़ाव के साथ शरीर के थर्मल संतुलन के रखरखाव को सुनिश्चित करती है। इसके अलावा, पानी में उच्च तापीय चालकता होती है, जो शरीर को उसकी पूरी मात्रा में समान तापमान बनाए रखने की अनुमति देती है।
जल की विशेषता है वाष्पीकरण की उच्च ऊष्मा, यानी, शरीर को ठंडा करते समय अणुओं की गर्मी की एक महत्वपूर्ण मात्रा को अपने साथ ले जाने की क्षमता। पानी के इस गुण के कारण, जो स्तनधारियों में पसीना आने, मगरमच्छों और अन्य जानवरों में सांस की थर्मल कमी, पौधों में वाष्पोत्सर्जन के दौरान प्रकट होता है, उनकी अधिक गर्मी को रोका जाता है।
जल विशेष रूप से है उच्च सतह तनाव. यह गुण अवशोषण प्रक्रियाओं, ऊतकों के माध्यम से समाधानों की गति (पौधों में रक्त परिसंचरण, आरोही और अवरोही धाराएं) के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। कई छोटे जीवों के लिए, सतह तनाव उन्हें पानी की सतह पर तैरने या सरकने की अनुमति देता है।
पानी कोशिका और शरीर में पदार्थों की गति, पदार्थों के अवशोषण और चयापचय उत्पादों के उत्सर्जन को सुनिश्चित करता है।
पौधों में, पानी कोशिकाओं के स्फीति को निर्धारित करता है, और कुछ जानवरों में यह एक हाइड्रोस्टैटिक कंकाल (गोल और एनेलिड्स, इचिनोडर्म) होने के नाते सहायक कार्य करता है।
पानी चिकनाई देने वाले तरल पदार्थ (श्लेष - कशेरुक के जोड़ों में, फुफ्फुस - फुफ्फुस गुहा में, पेरिकार्डियल - पेरिकार्डियल थैली में) और बलगम (आंतों के माध्यम से पदार्थों की आवाजाही को सुविधाजनक बनाता है, श्लेष्म पर एक नम वातावरण बनाता है) का एक अभिन्न अंग है। झिल्ली श्वसन तंत्र). यह लार, पित्त, आंसू, शुक्राणु आदि का हिस्सा है।
खनिज लवण. कोशिका में पानी को छोड़कर अकार्बनिक पदार्थ खनिज लवणों द्वारा दर्शाए जाते हैं। जलीय घोल में लवण के अणु धनायनों और ऋणायनों में विघटित हो जाते हैं। धनायन (K+, Na+, Ca2+, Mg:+, NH4+) और ऋणायन (C1, H2P04 -, HP042-, HC03 -, NO32--, SO4 2-) सबसे महत्वपूर्ण हैं। न केवल सामग्री, बल्कि पिंजरे में आयनों का अनुपात आवश्यक है।
सतह पर और कोशिका के अंदर धनायनों और ऋणायनों की संख्या के बीच का अंतर एक क्रिया क्षमता के उद्भव को प्रदान करता है, जो तंत्रिका और मांसपेशियों की उत्तेजना की घटना को रेखांकित करता है। झिल्ली के विभिन्न पक्षों पर आयनों की सांद्रता में अंतर झिल्ली के माध्यम से पदार्थों के सक्रिय स्थानांतरण के साथ-साथ ऊर्जा के रूपांतरण के कारण होता है।
फॉस्फोरिक एसिड आयन एक फॉस्फेट बफर सिस्टम बनाते हैं जो शरीर के इंट्रासेल्युलर वातावरण के पीएच को 6.9 के स्तर पर बनाए रखता है।
कार्बोनिक एसिड और उसके आयन एक बाइकार्बोनेट बफर सिस्टम बनाते हैं जो बाह्य कोशिकीय माध्यम (रक्त प्लाज्मा) के पीएच को 7.4 पर बनाए रखता है।
कुछ आयन एंजाइमों के सक्रियण, कोशिका में आसमाटिक दबाव के निर्माण, मांसपेशियों के संकुचन, रक्त जमावट आदि की प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं।
महत्वपूर्ण कार्बनिक पदार्थों (उदाहरण के लिए, फॉस्फोलिपिड्स, एटीपी, न्यूक्लियोटाइड्स, हीमोग्लोबिन, हेमोसायनिन, क्लोरोफिल, आदि) के संश्लेषण के लिए कई धनायन और आयन आवश्यक हैं, साथ ही अमीनो एसिड, नाइट्रोजन और सल्फर परमाणुओं के स्रोत हैं।
"लवण का समाधान" - अनुभव 3 रासायनिक गुणप्रकाश में नमक. इलेक्ट्रोलाइट्स में लवण की संबद्धता की पुष्टि संकेतकों के रंग को बदलने की उनकी क्षमता से होती है। लवण आयनिक बंधों से बनते हैं, इसलिए वे चरणबद्ध तरीके से नहीं, बल्कि पूरी तरह से अलग हो जाते हैं। परिकल्पना। अम्ल, क्षार और अन्य लवणों से लवण का अनुपात। अनुभव 1. एक संकेतक के साथ नमक के घोल का परीक्षण।
"खनिज लवण" - जब हम घबराते हैं, तो हम मिठाइयों की ओर आकर्षित होते हैं, लेकिन व्यर्थ - हमें पानी पीने की ज़रूरत होती है। समुद्र के पानी में नहाना सेहत के लिए बहुत फायदेमंद होता है। लोगों के स्वास्थ्य के लिए फायदेमंद. सीखने के बुनियादी तरीके. पानी। मिनरल वॉटर। प्रकृति में जल चक्र. मैंने यह पता लगाने का निर्णय लिया कि किस प्रकार के पानी को खनिज कहा जाता है। पानी वाष्पित हो गया और नमक ढक्कन पर रह गया।
"खनिज पदार्थ" - तंत्रिका आवेगों के संचरण के लिए आवश्यक। जिंक: मानव शरीर में सभी आयोडीन का दो-तिहाई हिस्सा थायरॉयड ग्रंथि में पाया जाता है। अतिरिक्त वसा को जलाकर डाइटिंग की सुविधा प्रदान करता है। फ़ायदों के बारे में: उत्पादों में सामग्री: सेलेनियम की इष्टतम मात्रा प्रति दिन 50-70 मिलीग्राम है। हृदय के समुचित कार्य के लिए महत्वपूर्ण है। आपको अधिक ऊर्जा देता है.
"खनिज संसाधन" - अधिकांश प्रकार के खनिज कच्चे माल के लिए, आरक्षित अनुमान लगातार बढ़ रहे हैं। सल्फर क्रिस्टल. प्रकृति में क्वार्ट्ज. खनिजों का स्थान. खुले गड्ढे में कोयला खनन. जलवायु. क्रुग्लाया शहर के पास क्वार्टजाइट्स का अपक्षय। संगमरमर की सीढ़ी, पत्थर की गनीस प्लेटों से बनी छत, फूलदान पुस्टीनिकोव्स्की क्वार्टजाइट।
"लवण का उपयोग" - क्लोरेट्स। क्लोरेट्स का उपयोग ऑक्सीकारक, शाकनाशी और डिफोलिएंट के रूप में किया जाता है। नाइट्रेट विषैले होते हैं। नाइट्रेट नाइट्रिक एसिड HNO3 के लवण हैं, पानी में घुलनशील ठोस पदार्थ। पोटेशियम परमैंगनेट घोल का रंग लाल-बैंगनी होता है। चाक. कॉपर सल्फेट पानी में घुलनशील है। पोटेशियम परमैंगनेट, KMnO4, गहरे बैंगनी क्रिस्टल।
