Номер 1, страница 12 - гдз по химии 7 класс учебник Габриелян, Остроумов

Примените свои знания. §1. Что изучает химия. Глава І. Предмет химии и методы её изучения - номер 1, страница 12.

Используя знания по биологии, расскажите о химической организации клетки.

Решение

Химическая организация клетки — это сложная, упорядоченная система химических элементов и их соединений, которые обеспечивают все процессы жизнедеятельности. Единство химического состава клеток всех живых организмов является одним из доказательств единства происхождения жизни.

Химические элементы

В клетках обнаружено около 80 химических элементов, которые по количественному содержанию делят на три группы. Макроэлементы составляют основную массу клетки (около 99%). К ним относятся органогены — кислород ($O$), углерод ($C$), водород ($H$) и азот ($N$) (около 98%), являющиеся основой всех органических соединений. Также к макроэлементам относятся фосфор ($P$), калий ($K$), сера ($S$), кальций ($Ca$), магний ($Mg$), натрий ($Na$), хлор ($Cl$). Микроэлементы содержатся в малых количествах (от 0.01% до 0.000001%), но жизненно необходимы. Это железо ($Fe$), медь ($Cu$), цинк ($Zn$), йод ($I$), фтор ($F$) и др. Они входят в состав ферментов, гормонов и других биологически активных веществ. Ультрамикроэлементы (золото $Au$, серебро $Ag$ и др.) содержатся в следовых количествах, и их роль часто неясна.

Неорганические вещества

К неорганическим веществам клетки относятся вода и минеральные соли.

Вода ($H_2O$) — преобладающее соединение в любой клетке (в среднем 70–80%). Ее уникальные свойства обусловлены полярностью молекул и способностью образовывать водородные связи. Основные функции воды: она является универсальным растворителем для полярных веществ, обеспечивая среду для биохимических реакций; выполняет транспортную функцию, перенося вещества; участвует в терморегуляции благодаря высокой теплоемкости и теплоте испарения; придает клетке объем и упругость (структурная функция); является участником многих химических реакций (метаболическая функция).

Минеральные соли находятся в клетке в виде ионов (катионов $K^+$, $Na^+$, $Ca^{2+}$ и анионов $Cl^-$, $HPO_4^{2-}$, $HCO_3^-$) или в твердом состоянии. Они выполняют важные функции: поддержание постоянства pH среды (буферная функция); создание и поддержание осмотического давления; участие в передаче нервных импульсов ($Na^+$ и $K^+$); активация ферментов. Нерастворимые соли, например, фосфат кальция, придают прочность костям и раковинам.

Органические вещества

Это соединения углерода, образующие сложные макромолекулы: белки, липиды, углеводы и нуклеиновые кислоты.

Углеводы — органические соединения с общей формулой $C_n(H_2O)_m$. Они делятся на моносахариды (глюкоза, рибоза), олигосахариды (сахароза) и полисахариды (крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин). Основные функции углеводов: энергетическая (глюкоза — главный источник энергии), структурная (целлюлоза в клеточных стенках растений, хитин у грибов и членистоногих) и запасающая (крахмал у растений, гликоген у животных).

Липиды — это большая группа гидрофобных (нерастворимых в воде) веществ, включающая жиры, фосфолипиды, стероиды. Их функции: энергетическая (при расщеплении выделяется вдвое больше энергии, чем из углеводов), структурная (фосфолипиды — основа клеточных мембран), запасающая, защитная (теплоизоляция, амортизация) и регуляторная (стероидные гормоны, жирорастворимые витамины).

Белки — это биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Белки выполняют в клетке огромное разнообразие функций: каталитическая (все ферменты — белки, ускоряющие реакции), структурная (коллаген, кератин), двигательная (актин, миозин), транспортная (гемоглобин), регуляторная (гормоны, например, инсулин), защитная (антитела), сигнальная (белки-рецепторы).

Нуклеиновые кислоты — полимеры, мономеры которых — нуклеотиды. Различают два вида: ДНК и РНК. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) представляет собой двойную спираль и содержит генетическую информацию организма. Она обеспечивает хранение и передачу наследственной информации из поколения в поколение. Рибонуклеиновая кислота (РНК) — обычно одноцепочечная молекула, которая участвует в реализации генетической информации, то есть в синтезе белка. Существуют разные типы РНК: информационная (иРНК), транспортная (тРНК) и рибосомная (рРНК).

АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) — нуклеотид, который является универсальным источником энергии в клетке. Энергия, заключенная в макроэргических связях АТФ, используется для всех процессов жизнедеятельности: синтеза веществ, движения, роста и др.

Ответ: Химическая организация клетки основана на взаимодействии неорганических (вода, минеральные соли) и органических (углеводы, липиды, белки, нуклеиновые кислоты, АТФ) веществ. Вода является основной средой и участником реакций. Минеральные соли поддерживают гомеостаз. Органические макромолекулы выполняют ключевые функции: белки — каталитические, структурные и многие другие; углеводы — энергетические и структурные; липиды — энергетические и мембранные; нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) отвечают за хранение и реализацию наследственной информации. АТФ служит универсальным источником энергии. Эта сложная и упорядоченная система химических соединений обеспечивает все проявления жизни на клеточном уровне.