Неорганические вещества клеток растений. Доказательства их наличия и роли в растении. Неорганические вещества растений
Функции питательных неорганических веществ в растении
Наша планета покрыта ковром зеленых растений. Растения встретишь в любом уголке земли: в жаркой безводной пустыне и в холодной арктической тундре. И везде, где бы ни вырос зеленый росток, он своими корнями углубляется в почву и добывает оттуда питательные вещества.
Почва является основным источником обеспечения растений питательными веществами (Приложение I). Растения своей корневой системой поглощают из почвенных растворов и затем усваивают необходимые ему питательные вещества. Для всех растений необходимы 13 элементов, которые принимают участие в обмене веществ: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, марганец, медь, цинк, молибден, бор, хлор. Азот, фосфор, калий, кальций, сера и магний содержатся в растениях в значительных количествах, и называются макроэлементами, остальные в ничтожных количествах и называются микроэлементами, но и они очень важны для растения.
Так, например, листья здорового растения огурца содержат следующие элементы:
Макроэлементы Микроэлементы
Азот – 3,9% Железо – 0,015%
Фосфор – 0,38% Бор – 0,008%
Калий – 4% Марганец – 0,005%
Кальций – 7% Молибден – 0,0004%
Магний – 0,7 %
Это наводит на мысль о том, что при отсутствии в почве одного из этих элементов происходят резкие изменения основных жизненных функций растений: тормозится рост, нарушается нормальный ход фотосинтеза. Мы обратили внимание на то, что во многих кабинетах и рекреациях школы растения имеют нездоровый внешний вид. А ведь для нас, жителей Севера, где восемь месяцев в году человек лишен общения с растениями, разведение комнатных растений и правильный уход за ними, просто необходимо. Мы заинтересовались и решили провести исследование.
В 1563 г. во Франции опубликовано сочинение Палисси, где он высказывает мысль о том, что почти во всех растениях и животных находятся соли, поэтому именно они необходимы для питания растений. По некоторым причинам Палисси был заточен в Бастилию, где и скончался в 1589 г. На два с половиной столетия его труды были забыты.
В XVII в. ученые полагали, что для питания растений нужна только вода, а вещества, образующиеся в процессе роста, растение создает само внутри своего тела загадочной и мистической «силой жизни», вложенной в него творцом.
Весомый вклад в учение о питании растений внес немецкий ученый-химик Юстас Либих (1803–1873) . В 1840 г. Либих ввел в науку понятие «лимитирующие факторы». Он изучал влияние содержания различных химических элементов в почве на рост растений и сформулировал принцип: «Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай и определяется величина и устойчивость последнего во времени». Сформулированный им закон хорошо иллюстрируется «бочкой Добенека», клепки которой условно обозначают факторы жизни растений. Фактический урожай определяется высотой самой низкой клепки, т. е. количеством фактора, находящегося в минимуме. Если заменить данную клепку (например, восполнить недостающий элемент питания), то уровень воды в бочке (урожай растений) будет определять другая клепка, оказавшаяся в изменившихся условиях самой короткой.
В плеяде имен русских исследователей минерального питания растений особое место занимает академик Дмитрий Николаевич Прянишников (1865–1948) . Его исследования показали, что каждый вид растения предъявляет специфические требования к количествам и сочетаниям отдельных элементов. Кроме того, потребность растения в отдельных элементах изменяется на разных фазах его развития.
2. Минеральное питание растений
Функции питательных неорганических веществ в растении
Растения должны получать из окружающей среды определенные вещества, вовлекаемые в сложные биохимические реакции, в результате которых поддерживаются структура и рост клеток. Помимо света высшим растениям для метаболизма и роста нужны вода и некоторые химические элементы. Многие эволюционные приобретения растений связаны со структурными и функциональными специализированными приспособлениями для эффективного поглощения этих веществ и для распределения их по живым клеткам своего тела.
По сравнению с животными пищевые потребности растений относительно просты. При благоприятных внешних условиях большинство зеленых растений может использовать энергию света для превращения СО2 и Н2О в органические соединения, служащие источником энергии. Растения могут синтезировать и все необходимые аминокислоты и витамины, используя неорганические питательные вещества, поступающие из окружающей среды.
Питание растений включает поглощение из среды всех исходных веществ, необходимых для биохимических реакций, распределение этих веществ по растению и использование в процессах метаболизма и роста.
В середине 1800-х годов было выяснено, что по крайней мере 10 химических элементов, присутствующих в растениях, необходимы для нормального роста. В отсутствии любого из них наблюдаются характерные нарушения роста или симптомы повреждения. Часто такие растения не могут нормально размножаться. Эти десять элементов – углерод, водород, кислород, калий, кальций, магний, азот, фосфор, сера и железо – были определены как химические элементы, необходимые для роста растений. Они, таким образом, относятся к необходимым минеральным, или необходимым неорганическим питательным веществам.
Неорганические ионы влияют на осмотическое давление и таким образом помогают регулировать водный баланс. Поскольку некоторые из ионов в этой роли взаимозаменяемы, то потребность растений в них можно назвать неспецифической. С другой стороны неорганический компонент может функционировать как часть незаменимой биологической молекулы. В этом случае потребность в нем высокоспецифичная. Например, специфическую функцию выполняет магний, входящий в состав молекулы хлорофилла. Некоторые неорганические вещества входят в состав клеточных мембран, другие – контролируют их проницаемость. Ряд элементов – это обязательные компоненты ферментных систем, катализирующих биологические реакции в клетке. Другие формируют ту особую ионную среду, в которой могут протекать биологические реакции.
Вследствие того, что питательные неорганические элементы необходимы для удовлетворения основных потребностей организма и вовлечены в фундаментальные процессы, их недостаток вызывает разнообразные структурные и функциональные изменения растений.
Очень важна роль питательных неорганических элементов как катализаторов некоторых ферментативных реакций в растительной клетке. В одних случаях они представлены необходимой составной частью ферментов. В других – выступают как активаторы или регуляторы ферментов. Считается, например, что калий, влияющий на активность 50 или 60 ферментов, регулирует конформацию некоторых из них. В результате изменения конформации молекулы фермента ее реакционный центр становится более или менее доступным для связывания субстрата.
Многие из биохимических процессов, в том числе фотосинтез и дыхание, представляют собой систему окислительно-восстановительных реакций. В этих реакциях электроны передаются молекулам, функционирующим в качестве акцепторов. К переносчикам электронов относятся цитохромы, в состав которых входит железо.
Некоторые минеральные компоненты входят в состав различных клеточных компонентов, в том числе физических и химических структур, участвующих в метаболизме. Кальций соединяется с пектиновой кислотой в срединной пластинке клеточной оболочки. Фосфор встроен в «остов» спиралей ДНК и РНК, а также входит в состав фосфолипидов клеточных мембран. Азот – обязательный компонент аминокислот, хлорофилла и нуклеотидов. Сера присутствует в нескольких аминокислотах, являясь, таким образом, важным структурным элементом многих белков.
Поступление воды в растительную клетку и из нее, в значительной степени зависит от концентрации растворенных веществ в клетке и в окружающей среде. Возникающее тургорное давление, направленное на клеточную оболочку, приводит к растяжению и, следовательно, росту незрелых клеток и поддержанию тургор зрелых. Это пример превращения одной формы энергии в другую, осуществляемого живой системой (химическая энергия, затраченная на активное поглощение ионов растительными клетками, переходит в физическую энергию движения воды).
Кальций оказывает непосредственное влияние на физические свойства клеточных мембран. Его недостаток приводит к тому, что мембраны теряют свою целостность и растворенные вещества начинают выходить из клеток.
Влияние химических элементов на растения
Азот необходим для всех процессов роста. Выделяют две формы азота, каждая из которых в той или иной мере необходима растениям: нитратная (окисленная) и аммонийная (восстановленная). Азот нитратов накапливается в сочных органах растений, помогая им регулировать водный баланс.
Азот усиливает ростовые процессы у растений, но при его избытке задерживается развитие растений и сроки созревания урожая, особенно у томата и бахчевых культур, в овощах повышается содержание нитратов.
При перекормке растения возможно буйное развитие вегетативной массы в ущерб цветению (далеко не у всех растений).
Избыток азота в сочетании с постоянной высокой влажностью и плохой аэрацией корней может привести к загниванию растений или к интоксикации. При этом понижается устойчивость растений к заболеваниям. Никогда не вносите азот, если вы видите, что растение поражено грибной или бактериальной инфекцией.
Фосфор необходим растениям в начальный период вегетации. Он ускоряет развитие растений, повышает устойчивость их к болезням, способствует улучшению качества и сохранности продукции.
Потребность в фосфоре велика в период образования соцветий, цветения и формирования семян. Фосфор не препятствует переходу растения в состояние покоя, поэтому его смело можно вносить и во второй половине лета. Под влиянием фосфора побеги древесных растений лучше вызревают.
Фосфор повышает сопротивляемость растений к неблагоприятным условиям и болезням. Он полезен как раз перед переводом их в состояние покоя.
Калий способствует ускорению созревания овощных культур, улучшению качества продукции, увеличению сроков ее хранения в осенне-зимний период. Он необходим растениям в период образования цветков и плодов, улучшает сопротивляемость их к инфекциям и стрессам. Калий, как и фосфор, растение не станет использовать себе во вред.
Калий не входит в состав органических соединений растения, но принимает участие в процессах образования сахара, крахмала, белков.
Калий служит проводником в растении, при его участии строит растение сосудистые пучки и происходит движение растительных соков. Но работа калия этим не ограничивается. Калий делает растение более выносливым, помогает ему бороться с болезнями и непогодой. Если растение получает достаточно калия, оно легче переносит весенние заморозки и зимние морозы. Хлеба меньше полегают во время ветров и бурь, лучше противостоит грибковым заболеваниям, если они обеспечены калием.
Проявление недостатков макроэлементов
При недостатке азотного питания растения отстают в росте. Главный симптом преждевременное пожелтение нижних листьев. Листья бледно зеленые, желтоватые сначала на нижних частях побега, а потом и на верхних. Стремясь восполнить недостаток азота, растение перемещает его из нижних старых листьев в точки роста и молодые листья. Побеги тонкие, короткие, рост их слабый. При остром голодании прекращается рост листьев, и они опадают раньше времени. Цветение слабое, плоды мелкие, осыпаются. Для луковичных обеспеченность азотом означает хорошую подготовку луковиц к цветению в будущем году.
При сильном недостатке фосфора растение приостанавливает рост стеблей и листьев, происходит задержка цветения и созревания. Листочки с краев скручиваются, на черешках и стеблях появляются фиолетовые и красноватые пятна. На месте этих пятен ткань высыхает. Растение болеет. Побеги тонкие, оголенные, листья зеленые, тусклые. У листьев на нижних частях побегов ненормальная окраска жилок: бронзовая или пурпурная. Листопад начинается рано, засыхающие листья темного, почти черного цвета.
При резком недостатке калия листопад растянут: опадают сначала верхние листья на побеге, а потом нижние. Калий из старых листьев растения передвигается к верхушкам роста и идет на образование молодых побегов. Края листьев имеют обожженный вид: появляется полоска отмершей ткани по краю листовой пластинки, она резко выделяется на фоне остальной части листа. Такие признаки появляются на нижних (старых) листьях. Старые листья при этом отмирают, засыхают.
www.hintfox.com
Неорганические вещества клеток растений. Доказательства их наличия и роли в растении
Выполнил: Котов Роман
1-2КЮ
Содержание
Содержание………………………………………………………………………………………………здесь
Введение……………………………………………………………………………………………………стр. 3
Неорганические вещества и их роль в клетке……………………………………………стр. 4
Доказательства их наличия и роли в растении…………………………………………стр. 5
Заключение…………………………………………………………………………………………………стр. 6
Информационный курс ………………………………………………………………………………стр. 7
Введение
Растение, как и всякий живой организм, состоит из клеток, причем каждая клетка порождается тоже клеткой. Клетка — это простейшая и обязательная единица живого, это его элемент, основа строения, развития и всей жизнедеятельности организма. Чтобы понять строение и жизнь растений, их потребности, а также оценить пользу, которую приносят растения в хозяйстве человека, нужно узнать, из каких веществ они состоят. Простые опыты и наблюдения помогут нам выяснить это (к счастью, все опыты и наблюдения были проведены до меня, и «изобретать велосипед» в своем докладе я не собираюсь)
Неорганические вещества и их роль в клетке
Вода. Из неорганических веществ, входящих в состав клетки, важнейшим является вода. Количество ее составляет от 60 до 95% общей массы клетки. Вода играет важнейшую роль в жизни клеток и живых организмов в целом. Помимо того что она входит в их состав, для многих организмов это еще и среда обитания. Основные функции воды:
1. Универсальный растворитель.2. Среда, в которой протекают биохимические реакции.3. Определяет физиологические свойства клетки (ее упругость, объем).4. Участвует в химических реакциях.5. Поддерживает тепловое равновесие клетки и организма в целом благодаря высокой теплоемкости и теплопроводности.6. Основное средство для транспорта веществ.
Минеральные соли. Минеральные соли относятся к обязательным компонентам пищи, и отсутствие их приводит к гибели организма. Минеральные вещества активно участвуют в жизнедеятельности организма, в нормализации функций важнейших его систем. Известна их роль в кроветворении (железо, медь, кобальт, марганец, никель), а также их участие в формировании и регенерации тканей организма, особенно костной, где фосфор и кальций являются основными структурными элементами. Важную роль играют минеральные вещества в развитии и росте зубов. Фтор, например, делает зубную ткань особенно прочной.
По содержанию элементы, входящие в состав клетки можно разделить на две группы.
1.Макроэлементы. Составляют основную массу вещества клетки. На их долю приходится около 99% все ее массы. Особенно высока концентрация водорода, кислорода, углерода и азота(98% всех макроэлементов).Так же к макроэлементам относят: калий, магний, натрий.
2.Микроэлементы. К ним относят преимущественно атомы металлов, входящие в состав ферментов, гормонов и других жизненно важных веществ, такие как: бор, кобальт, цинк, ванадий, йод, бром, фтор.В клетке химические элементы находятся в виде ионов либо в составе соединений. Например: углерод, водород и кислород входят в состав углеводов и жиров. В белках к ним добавляются азот и сера, в нуклеиновых кислотах - азот и фосфор; железо участвует в построении молекулы гемоглобина, магний находится в молекулах хлорофилла, йод в молекулах тироксина (гормон, щитовидки), натрий и калий - в цитоплазме и межклеточной жидкости, цинк входит в молекулу инсулина.
Доказательства наличия неорганических веществ и роли в растении.
Для доказательства придется еще раз вернуться к функциям воды:
Вода – универсальный растворитель для полярных веществ, например солей, Вещества, хорошо растворимые в воде, называются гидрофильными. Ее молекулы участвуют во многих химических реакциях, например при образовании или гидролизе полимеров. В процессе фотосинтеза вода является донором электронов, источником ионов водорода и свободного кислорода.
Неполярные вещества вода не растворяет и не смешивается с ними, поскольку не может образовывать с ними водородные связи. Нерастворимые в воде вещества называются гидрофобными. Гидрофобные молекулы или их части отталкиваются водой, а в ее присутствии притягиваются друг к другу.
Вода обладает высокой удельной теплоемкостью. Для разрыва водородных связей, удерживающих молекулы воды, требуется поглотить большое количество энергии
Вода характеризуется высокой теплотой парообразования, т. е. способностью молекул уносить с собой значительное количество тепла при одновременном охлаждении организма. Благодаря этому свойству воды, проявляющемуся при потоотделении у млекопитающих, тепловой одышке у крокодилов и других животных, транспирации у растений, предотвращается их перегрев.
Для воды характерно исключительно высокое поверхностное натяжение. Многим мелким организмам поверхностное натяжение позволяет удерживаться на воде или скользить по ее поверхности.
Вода обеспечивает передвижение веществ в клетке и организме, поглощение веществ и выведение продуктов метаболизма.
У растений вода определяет тургор клеток, а у некоторых животных выполняет опорные функции, являясь гидростатическим скелетом (круглые и кольчатые черви, иглокожие).
Вода — составная часть смазывающих жидкостей и слизей (облегчают передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей). Она входит в состав слюны, желчи, слез и др.
Т.е. без воды всё вышеперечисленное было бы невозможным.
Заключение.
Вода и минеральные соли – неорганические вещества необходимые для жизнедеятельности клетки растения, и всех организмов.
Информационный курс
Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы"
http://rastenia.siteedit.ru/
7
doc4web.ru
Неорганические вещества клеток растений. Доказательства их наличия и роли в растении
Неорганические вещества клеток растений. Доказательства их наличия и роли в растении.
Выполнил: Котов Роман
1-2 КЮ
Содержание
1. Содержание………………………………………………………………………………………………здесь
2. Введение……………………………………………………………………………………………………стр. 3
3. Неорганические вещества и их роль в клетке……………………………………………стр. 4
4. Доказательства их наличия и роли в растении…………………………………………стр. 5
5. Заключение…………………………………………………………………………………………………стр. 6
6. Информационный курс ………………………………………………………………………………стр. 7
Введение
Растение, как и всякий живой организм, состоит из клеток, причем каждая клетка порождается тоже клеткой. Клетка — это простейшая и обязательная единица живого, это его элемент, основа строения, развития и всей жизнедеятельности организма. Чтобы понять строение и жизнь растений, их потребности, а также оценить пользу, которую приносят растения в хозяйстве человека, нужно узнать, из каких веществ они состоят. Простые опыты и наблюдения помогут нам выяснить это (к счастью, все опыты и наблюдения были проведены до меня, и «изобретать велосипед» в своем докладе я не собираюсь)
Неорганические вещества и их роль в клетке
Вода. Из неорганических веществ, входящих в состав клетки, важнейшим является вода. Количество ее составляет от 60 до 95% общей массы клетки. Вода играет важнейшую роль в жизни клеток и живых организмов в целом. Помимо того что она входит в их состав, для многих организмов это еще и среда обитания. Основные функции воды:
Минеральные соли. Минеральные соли относятся к обязательным компонентам пищи, и отсутствие их приводит к гибели организма. Минеральные вещества активно участвуют в жизнедеятельности организма, в нормализации функций важнейших его систем. Известна их роль в кроветворении (железо, медь, кобальт, марганец, никель), а также их участие в формировании и регенерации тканей организма, особенно костной, где фосфор и кальций являются основными структурными элементами. Важную роль играют минеральные вещества в развитии и росте зубов. Фтор, например, делает зубную ткань особенно прочной.
По содержанию элементы, входящие в состав клетки можно разделить на две группы.
1.Макроэлементы . Составляют основную массу вещества клетки. На их долю приходится около 99% все ее массы. Особенно высока концентрация водорода, кислорода, углерода и азота(98% всех макроэлементов).Так же к макроэлементам относят: калий, магний, натрий.
2.Микроэлементы. К ним относят преимущественно атомы металлов, входящие в состав ферментов, гормонов и других жизненно важных веществ, такие как: бор, кобальт, цинк, ванадий, йод, бром, фтор.В клетке химические элементы находятся в виде ионов либо в составе соединений. Например: углерод, водород и кислород входят в состав углеводов и жиров. В белках к ним добавляются азот и сера, в нуклеиновых кислотах - азот и фосфор; железо участвует в построении молекулы гемоглобина, магний находится в молекулах хлорофилла, йод в молекулах тироксина (гормон, щитовидки), натрий и калий - в цитоплазме и межклеточной жидкости, цинк входит в молекулу инсулина.
Доказательства наличия неорганических веществ и роли в растении.
Для доказательства придется еще раз вернуться к функциям воды :
1. Вода – универсальный растворитель для полярных веществ, например солей, Вещества, хорошо растворимые в воде, называются гидрофильными. Ее молекулы участвуют во многих химических реакциях, например при образовании или гидролизе полимеров. В процессе фотосинтеза вода является донором электронов, источником ионов водорода и свободного кислорода.
2. Неполярные вещества вода не растворяет и не смешивается с ними, поскольку не может образовывать с ними водородные связи. Нерастворимые в воде вещества называются гидрофобными. Гидрофобные молекулы или их части отталкиваются водой, а в ее присутствии притягиваются друг к другу.
3. Вода обладает высокой удельной теплоемкостью. Для разрыва водородных связей, удерживающих молекулы воды, требуется поглотить большое количество энергии
4. Вода характеризуется высокой теплотой парообразования, т. е. способностью молекул уносить с собой значительное количество тепла при одновременном охлаждении организма. Благодаря этому свойству воды, проявляющемуся при потоотделении у млекопитающих, тепловой одышке у крокодилов и других животных, транспирации у растений, предотвращается их перегрев.
5. Для воды характерно исключительно высокое поверхностное натяжение. Многим мелким организмам поверхностное натяжение позволяет удерживаться на воде или скользить по ее поверхности.
6. Вода обеспечивает передвижение веществ в клетке и организме, поглощение веществ и выведение продуктов метаболизма.
7. У растений вода определяет тургор клеток, а у некоторых животных выполняет опорные функции, являясь гидростатическим скелетом (круглые и кольчатые черви, иглокожие).
8. Вода — составная часть смазывающих жидкостей и слизей (облегчают передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей). Она входит в состав слюны, желчи, слез и др.
Т.е. без воды всё вышеперечисленное было бы невозможным.
Заключение.
Вода и минеральные соли – неорганические вещества необходимые для жизнедеятельности клетки растения, и всех организмов.
Информационный курс
1. Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы"
2. http://rastenia.siteedit.ru/
mirznanii.com
Неорганические вещества клеток растений. Доказательства их наличия и роли в растении
Неорганические вещества клеток растений. Доказательства их наличия и роли в растении.
Выполнил: Котов Роман
1-2КЮ
Содержание
Содержание………………………………………………………………………………………………здесь
Введение……………………………………………………………………………………………………стр. 3
Неорганические вещества и их роль в клетке……………………………………………стр. 4
Доказательства их наличия и роли в растении…………………………………………стр. 5
Заключение…………………………………………………………………………………………………стр. 6
Информационный курс ………………………………………………………………………………стр. 7
Введение
Растение, как и всякий живой организм, состоит из клеток, причем каждая клетка порождается тоже клеткой. Клетка — это простейшая и обязательная единица живого, это его элемент, основа строения, развития и всей жизнедеятельности организма. Чтобы понять строение и жизнь растений, их потребности, а также оценить пользу, которую приносят растения в хозяйстве человека, нужно узнать, из каких веществ они состоят. Простые опыты и наблюдения помогут нам выяснить это (к счастью, все опыты и наблюдения были проведены до меня, и «изобретать велосипед» в своем докладе я не собираюсь)
Неорганические вещества и их роль в клетке
Вода. Из неорганических веществ, входящих в состав клетки, важнейшим является вода. Количество ее составляет от 60 до 95% общей массы клетки. Вода играет важнейшую роль в жизни клеток и живых организмов в целом. Помимо того что она входит в их состав, для многих организмов это еще и среда обитания. Основные функции воды:
1. Универсальный растворитель.2. Среда, в которой протекают биохимические реакции.3. Определяет физиологические свойства клетки (ее упругость, объем).4. Участвует в химических реакциях.5. Поддерживает тепловое равновесие клетки и организма в целом благодаря высокой теплоемкости и теплопроводности.6. Основное средство для транспорта веществ.
Минеральные соли. Минеральные соли относятся к обязательным компонентам пищи, и отсутствие их приводит к гибели организма. Минеральные вещества активно участвуют в жизнедеятельности организма, в нормализации функций важнейших его систем. Известна их роль в кроветворении (железо, медь, кобальт, марганец, никель), а также их участие в формировании и регенерации тканей организма, особенно костной, где фосфор и кальций являются основными структурными элементами. Важную роль играют минеральные вещества в развитии и росте зубов. Фтор, например, делает зубную ткань особенно прочной.
По содержанию элементы, входящие в состав клетки можно разделить на две группы.
1.Макроэлементы. Составляют основную массу вещества клетки. На их долю приходится около 99% все ее массы. Особенно высока концентрация водорода, кислорода, углерода и азота(98% всех макроэлементов).Так же к макроэлементам относят: калий, магний, натрий.
2.Микроэлементы. К ним относят преимущественно атомы металлов, входящие в состав ферментов, гормонов и других жизненно важных веществ, такие как: бор, кобальт, цинк, ванадий, йод, бром, фтор.В клетке химические элементы находятся в виде ионов либо в составе соединений. Например: углерод, водород и кислород входят в состав углеводов и жиров. В белках к ним добавляются азот и сера, в нуклеиновых кислотах - азот и фосфор; железо участвует в построении молекулы гемоглобина, магний находится в молекулах хлорофилла, йод в молекулах тироксина (гормон, щитовидки), натрий и калий - в цитоплазме и межклеточной жидкости, цинк входит в молекулу инсулина.
Доказательства наличия неорганических веществ и роли в растении.
Для доказательства придется еще раз вернуться к функциям воды:
Вода – универсальный растворитель для полярных веществ, например солей, Вещества, хорошо растворимые в воде, называются гидрофильными. Ее молекулы участвуют во многих химических реакциях, например при образовании или гидролизе полимеров. В процессе фотосинтеза вода является донором электронов, источником ионов водорода и свободного кислорода.
Неполярные вещества вода не растворяет и не смешивается с ними, поскольку не может образовывать с ними водородные связи. Нерастворимые в воде вещества называются гидрофобными. Гидрофобные молекулы или их части отталкиваются водой, а в ее присутствии притягиваются друг к другу.
Вода обладает высокой удельной теплоемкостью. Для разрыва водородных связей, удерживающих молекулы воды, требуется поглотить большое количество энергии
Вода характеризуется высокой теплотой парообразования, т. е. способностью молекул уносить с собой значительное количество тепла при одновременном охлаждении организма. Благодаря этому свойству воды, проявляющемуся при потоотделении у млекопитающих, тепловой одышке у крокодилов и других животных, транспирации у растений, предотвращается их перегрев.
Для воды характерно исключительно высокое поверхностное натяжение. Многим мелким организмам поверхностное натяжение позволяет удерживаться на воде или скользить по ее поверхности.
Вода обеспечивает передвижение веществ в клетке и организме, поглощение веществ и выведение продуктов метаболизма.
У растений вода определяет тургор клеток, а у некоторых животных выполняет опорные функции, являясь гидростатическим скелетом (круглые и кольчатые черви, иглокожие).
Вода — составная часть смазывающих жидкостей и слизей (облегчают передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей). Она входит в состав слюны, желчи, слез и др.
Т.е. без воды всё вышеперечисленное было бы невозможным.
Заключение.
Вода и минеральные соли – неорганические вещества необходимые для жизнедеятельности клетки растения, и всех организмов.
Информационный курс
Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы"
http://rastenia.siteedit.ru/
7
globuss24.ru
Реферат - Неорганические вещества клеток растений. Доказательства их наличия и роли в растении
Неорганические вещества клеток растений. Доказательства их наличия и роли в растении.
Выполнил: Котов Роман
1-2 КЮ
Содержание
1. Содержание………………………………………………………………………………………………здесь
2. Введение……………………………………………………………………………………………………стр. 3
3. Неорганические вещества и их роль в клетке……………………………………………стр. 4
4. Доказательства их наличия и роли в растении…………………………………………стр. 5
5. Заключение…………………………………………………………………………………………………стр. 6
6. Информационный курс ………………………………………………………………………………стр. 7
Введение
Растение, как и всякий живой организм, состоит из клеток, причем каждая клетка порождается тоже клеткой. Клетка — это простейшая и обязательная единица живого, это его элемент, основа строения, развития и всей жизнедеятельности организма. Чтобы понять строение и жизнь растений, их потребности, а также оценить пользу, которую приносят растения в хозяйстве человека, нужно узнать, из каких веществ они состоят. Простые опыты и наблюдения помогут нам выяснить это (к счастью, все опыты и наблюдения были проведены до меня, и «изобретать велосипед» в своем докладе я не собираюсь)
Неорганические вещества и их роль в клетке
Вода. Из неорганических веществ, входящих в состав клетки, важнейшим является вода. Количество ее составляет от 60 до 95% общей массы клетки. Вода играет важнейшую роль в жизни клеток и живых организмов в целом. Помимо того что она входит в их состав, для многих организмов это еще и среда обитания. Основные функции воды:
Минеральные соли. Минеральные соли относятся к обязательным компонентам пищи, и отсутствие их приводит к гибели организма. Минеральные вещества активно участвуют в жизнедеятельности организма, в нормализации функций важнейших его систем. Известна их роль в кроветворении (железо, медь, кобальт, марганец, никель), а также их участие в формировании и регенерации тканей организма, особенно костной, где фосфор и кальций являются основными структурными элементами. Важную роль играют минеральные вещества в развитии и росте зубов. Фтор, например, делает зубную ткань особенно прочной.
По содержанию элементы, входящие в состав клетки можно разделить на две группы.
1.Макроэлементы. Составляют основную массу вещества клетки. На их долю приходится около 99% все ее массы. Особенно высока концентрация водорода, кислорода, углерода и азота(98% всех макроэлементов). Так же к макроэлементам относят: калий, магний, натрий.
2.Микроэлементы. К ним относят преимущественно атомы металлов, входящие в состав ферментов, гормонов и других жизненно важных веществ, такие как: бор, кобальт, цинк, ванадий, йод, бром, фтор. В клетке химические элементы находятся в виде ионов либо в составе соединений. Например: углерод, водород и кислород входят в состав углеводов и жиров. В белках к ним добавляются азот и сера, в нуклеиновых кислотах — азот и фосфор; железо участвует в построении молекулы гемоглобина, магний находится в молекулах хлорофилла, йод в молекулах тироксина (гормон, щитовидки), натрий и калий — в цитоплазме и межклеточной жидкости, цинк входит в молекулу инсулина.
Доказательства наличия неорганических веществ и роли в растении.
Для доказательства придется еще раз вернуться к функциям воды :
1. Вода – универсальный растворитель для полярных веществ, например солей, Вещества, хорошо растворимые в воде, называются гидрофильными. Ее молекулы участвуют во многих химических реакциях, например при образовании или гидролизе полимеров. В процессе фотосинтеза вода является донором электронов, источником ионов водорода и свободного кислорода.
2. Неполярные вещества вода не растворяет и не смешивается с ними, поскольку не может образовывать с ними водородные связи. Нерастворимые в воде вещества называются гидрофобными. Гидрофобные молекулы или их части отталкиваются водой, а в ее присутствии притягиваются друг к другу.
3. Вода обладает высокой удельной теплоемкостью. Для разрыва водородных связей, удерживающих молекулы воды, требуется поглотить большое количество энергии
4. Вода характеризуется высокой теплотой парообразования, т. е. способностью молекул уносить с собой значительное количество тепла при одновременном охлаждении организма. Благодаря этому свойству воды, проявляющемуся при потоотделении у млекопитающих, тепловой одышке у крокодилов и других животных, транспирации у растений, предотвращается их перегрев.
5. Для воды характерно исключительно высокое поверхностное натяжение. Многим мелким организмам поверхностное натяжение позволяет удерживаться на воде или скользить по ее поверхности.
6. Вода обеспечивает передвижение веществ в клетке и организме, поглощение веществ и выведение продуктов метаболизма.
7. У растений вода определяет тургор клеток, а у некоторых животных выполняет опорные функции, являясь гидростатическим скелетом (круглые и кольчатые черви, иглокожие).
8. Вода — составная часть смазывающих жидкостей и слизей (облегчают передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей). Она входит в состав слюны, желчи, слез и др.
Т.е. без воды всё вышеперечисленное было бы невозможным.
Заключение.
Вода и минеральные соли – неорганические вещества необходимые для жизнедеятельности клетки растения, и всех организмов.
Информационный курс
1. Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов «Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы»
2. rastenia.siteedit.ru/
www.ronl.ru
Органические и неорганические вещества. Неорганические вещества клетки :: SYL.ru
Впервые химические вещества классифицировал в конце IX столетия арабский ученый Абу Бакр ар-Рази. Он, опираясь на происхождение веществ, распределили их по трем группам. В первой группе он отвел место минеральным, во второй – растительным и в третьей – животным веществам.
Этой классификации было суждено просуществовать почти целое тысячелетие. Лишь в XIX веке из тех групп сформировали две – органические и неорганические вещества. Химические вещества обоих типов строятся благодаря девяноста элементам, внесенным в таблицу Д. И. Менделеева.
Группа неорганических веществ
Среди неорганических соединений различают простые и сложные вещества. Группа простых веществ объединяет металлы, неметаллы и благородные газы. Сложные вещества представлены оксидами, гидроксидами, кислотами и солями. Все неорганические вещества могут строиться из любых химических элементов.
Группа органических веществ
В состав всех органических соединений в обязательном порядке входит углерод и водород (в этом их принципиальное отличие от минеральных веществ). Вещества, образованные C и H называются углеводородами – простейшими органическими соединениями. В составе производных углеводородов находится азот и кислород. Они, в свою очередь, классифицированы на кислород- и азотсодержащие соединения.
Группа кислородсодержащих веществ представлена спиртами и эфирами, альдегидами и кетонами, карбоновыми кислотами, жирами, восками и углеводами. К азотсодержащим соединениям причислены амины, аминокислоты, нитросоединения и белки. У гетероциклических веществ положение двояко – они, в зависимости от строения, могут относиться и к тому и к другому виду углеводородов.
Химические вещества клетки
Существование клеток возможно, если в их состав входят органические и неорганические вещества. Они погибают, когда в них отсутствует вода, минеральные соли. Клетки умирают, если сильно обеднены нуклеиновыми кислотами, жирами, углеводами и белками.
Они способны к нормальной жизнедеятельности, если в них находится несколько тысяч соединений органической и неорганической природы, способных вступать во множество различных химических реакций. Биохимические процессы, текущие в клетке – основа ее жизнедеятельности, нормального развития и функционирования.
Химические элементы, насыщающие клетку
Клетки живых систем содержат группы химических элементов. Они обогащены макро-, микро- и ультрамикроэлементами.
- Макроэлементы, прежде всего, представлены углеродом, водородом, кислородом и азотом. Эти неорганические вещества клетки образуют практически все ее органические соединения. А еще к ним причислены жизненно необходимые элементы. Клетка не способна жить и развиваться без кальция, фосфора, серы, калия, хлора, натрия, магния и железа.
- Группа микроэлементов образована цинком, хромом, кобальтом и медью.
- Ультрамикроэлементы - еще одна группа, представляющая важнейшие неорганические вещества клетки. Группа сформирована золотом и серебром, оказывающим бактерицидное действие, ртутью, препятствующей обратному всасыванию воды, заполняющей почечные канальцы, оказывающей влияние на ферменты. В нее же включена платина и цезий. Определенную роль в ней отводят селену, дефицит которого ведет к различным видам рака.
Вода в составе клетки
Важность воды, распространенного на земле вещества для жизни клетки, неоспорима. В ней растворяются многие органические и неорганические вещества. Вода – та благодатная среда, где протекает невероятное количество химических реакций. Она способна растворять продукты распада и обмена. Благодаря ей клетку покидают шлаки и токсины.
Эта жидкость наделена высокой теплопроводностью. Это позволяет теплу равномерно распространяться по тканям тела. У нее существенная теплоемкость (способность поглощать теплоту, когда собственная температура изменяется минимально). Такая способность не позволяет возникать в клетке резким перепадам температур.
Вода обладает исключительно высоким поверхностным натяжением. Благодаря ему растворенные неорганические вещества, как и органические, без труда передвигаются по тканям. Множество небольших организмов, используя особенность поверхностного натяжения, держатся на водной поверхности и свободно по ней скользят.
Тургор растительных клеток зависит от воды. С опорной функцией у определенных видов животных справляется именно вода, а не какие-нибудь другие неорганические вещества. Биология выявила и изучила животных с гидростатическими скелетами. К ним относятся представители иглокожих, круглых и кольчатых червей, медуз и актиний.
Воду содержат клетки смазывающих жидкостей. Ей наполнены клетки слизей, облегчающих прохождение веществ по желудочно-кишечному тракту. Благодаря воде формируется влажная среда в дыхательных путях. Водой насыщенны клетки слюны, желчи, слез и прочего.
Насыщенность клеток водой
Работающие клетки заполнены водой на 80 % от их общего объема. Жидкость пребывает в них в свободной и связанной форме. Белковые молекулы прочно соединяются со связанной водой. Они, окруженные водной оболочкой, изолируются друг от дружки.
Молекулы воды полярны. Они образуют водородные связи. Благодаря водородным мостикам вода обладает высокой теплопроводностью. Связанная вода позволяет клеткам выдерживать пониженные температуры. На долю свободной воды приходится 95 %. Она способствует растворению веществ, вовлекаемых в клеточный обмен.
Высокоактивные клетки в тканях мозга содержат до 85 % воды. Мышечные клетки насыщены водой на 70 %. Менее активным клеткам, образующим жировую ткань, достаточно 40 % воды. Она в живых клетках не только растворяет неорганические химические вещества, она ключевой участник гидролиза органических соединений. Под ее воздействием органические вещества, расщепляясь, превращаются в промежуточные и конечные вещества.
Важность минеральных солей для клетки
Минеральные соли представлены в клетках катионами калия, натрия, кальция, магния и анионами HPO42-, h3PO4-, Cl-, HCO3-. Правильные пропорции анионов и катионов создают необходимую для жизни клетки кислотность. Во многих клетках поддерживается слабощелочная среда, которая практически не меняется и обеспечивает их стабильное функционирование.
Концентрация катионов и анионов в клетках отлична от их соотношения в межклеточном пространстве. Причина тому – активная регуляция, направленная на транспортировку химических соединений. Такое течение процессов обуславливает постоянство химических составов в живых клетках. После гибели клеток концентрация химических соединений в межклеточном пространстве и цитоплазме обретает равновесие.
Неорганические вещества в химической организации клетки
В химическом составе живых клеток нет каких-либо особых элементов, характерных только для них. Это определяет единство химических составов живых и неживых объектов. Неорганические вещества в составе клетки играют огромную роль.
Сера и азот помогают формироваться белкам. Фосфор участвует в синтезе ДНК и РНК. Магний - важная составляющая ферментов и молекул хлорофилла. Медь необходима окислительным ферментам. Железо – центр молекулы гемоглобина, цинк входит в состав гормонов, вырабатываемых поджелудочной железой.
Важность неорганических соединений для клеток
Соединения азота преобразуют белки, аминокислоты, ДНК, РНК и АТФ. В растительных клетках ионы аммония и нитраты в процессе окислительно-восстановительных реакций превращаются в Nh3, становятся участниками синтеза аминокислот. Живые организмы используют аминокислоты для формирования собственных белков, необходимых для строительства тел. После гибели организмов белки вливаются в круговорот веществ, при их распаде азот выделяется в свободной форме.
Неорганические вещества, в составе которых есть калий, играют роль «насоса». Благодаря «калиевому насосу» в клетки сквозь мембрану проникают вещества, в которых они остро нуждаются. Калиевые соединения приводят к активизации жизнедеятельности клеток, благодаря им проводятся возбуждения и импульсы. Концентрация ионов калия в клетках весьма высока в отличие от окружающей среды. Ионы калия после гибели живых организмов легко переходят в природное окружение.
Вещества, содержащие фосфор, способствуют формированию мембранных структур и тканей. В их присутствии образуются ферменты и нуклеиновые кислоты. Солями фосфора в той или иной степени насыщены различные слои почвы. Корневые выделения растений, растворяя фосфаты, усваивают их. Вслед за отмиранием организмов остатки фосфатов, подвергаются минерализации, превращаясь в соли.
Неорганические вещества, содержащие кальций, способствуют формированию межклеточного вещества и кристаллов в растительных клетках. Кальций из них проникает в кровь, регулируя процесс ее свертывания. Благодаря ему формируются кости, раковины, известковые скелеты, коралловые полипы у живых организмов. Клетки содержат ионы кальция и кристаллы его солей.
www.syl.ru
Химический состав клетки.
В живых организмах содержится большое количество химических элементов. Они образуют два класса соединений – органические и неорганические.
Неорганические вещества, входящие в состав клетки.
В клетках разных организмов обнаружено около 70 элементов периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, но лишь 24 из них имеют установленное значение и встречаются постоянно во всех типах клеток.
Наибольший удельный вес в элементном составе клетки приходится на кислород, углерод, водород и азот. Это так называемые основные или биогенные элементы. На долю этих элементов приходится более 95% массы клеток, причем их относительное содержание в живом веществе гораздо выше, чем в земной коре.
Жизненно важными являются кальций, фосфор, сера, калий, хлор, натрий, магний и железо. Их содержание в клетке исчисляется десятыми и сотыми долями процента. Перечисленные элементы составляют группу макроэлементов.
Другие химические элементы: медь, кобальт, марганец, молибден, цинк, бор, фтор, хром, селен, алюминий, йод, кремний – содержатся исключительно в малых количествах (менее 0,01% массы клеток). Они относятся к группе микроэлентов.
Процентное содержание в организме того или иного элемента никоим образом не характеризует степень важности и необходимости в организме. Так, например, многие микроэлементы входят в состав различных биологически активных веществ – ферментов, витаминов, гормонов, оказывают влияние на рост и развитие, кроветворение, процессы клеточного дыхания и т.д.
Вода. Играет важную роль в жизни клеток и живых организмов в целом. Помимо того, что она входит в их состав, для многих организмов это еще и среда обитания. Роль воды в клетке определяется ее свойствами. Свойства эти довольно уникальны и связаны главным образом с малыми размерами молекул воды, с полярностью ее молекул и с их способностью соединяться друг с другом водородными связями.
Молекулы воды имеют нелинейную пространственную структуру. Атомы в молекуле воды удерживаются посредством полярных ковалентных связей, которые связывают один атом кислорода с двумя атомами водорода. Полярность ковалентных связей объясняется в данном случае сильной электроотрицательностью атомов кислорода по отношению к атому водорода; атом кислорода оттягивает на себя электроны их общих электронных пар.
Вследствие этого на атоме кислорода возникает частично отрицательный заряд, а на атомах водорода – частично положительный. Между атомами кислорода и водорода соседних молекул воды возникают водородные связи.
Вода является превосходным растворителем для полярных веществ, например солей, сахаров, спиртов, кислот. Вещества, растворимые в воде, называются гидрофильными.
Не растворимые в воде вещества называются гидрофобными.
Вода обладает высокой теплоемкостью. Для разрыва водородных связей, удерживающих молекулы воды, требуется поглотить большое количество энергии. Это свойство обеспечивает поддержание теплового баланса организма при значительных перепадах температуры в окружающей среде. Кроме того, вода обладает высокой теплопроводностью, что позволяет организму поддерживать одинаковую температуру во всем его объеме. Вода обладает также высокой теплотой парообразования, т.е. способностью молекул уносить с собой значительное количество тепла, охлаждая организм. Это свойство воды используется при потоотделении у млекопитающих, тепловой одышке у крокодилов и транспирации (испарении) у растений, предотвращая их перегрев.
studfiles.net
