По процентному содержанию в клетке химические элементы делятся на три группы: макро-, микро - и ультрамикроэлементы.
Макроэлементы составляют в сумме порядка 98% всех элементов клетки и входят в состав жизненно важных биологических веществ. К ним относят водород (>60%), кислород (~ 25%), углерод (~10%), азот (~3%). К микроэлементам принадлежит 8 элементов, содержание которых в клетке составляет менее 2-3 %. Это магний (Mg), натрий (Na), кальций (Ca), железо (Fe), калий (K), сера (S) , фосфор (P), хлор (Cl). К группе ультрамикроэлементов относят цинк, медь, йод, фтор, марганец, кобальт, кремний и другие элементы, содержащиеся в клетке в исключительно малых количествах (суммарное содержание порядка 0,1%).
Характеристика важнейших химических элементов клетки Элемент Сим-вол Содержание (% на сухую массу) Значение для клетки и организма Макроэлементы (жирным шрифтом выделены органогены): кислород О 65-75 % Входит в состав воды‚ неорганических и органических веществ. Участвует в образовании водородных связей. углерод С 15-18% Входит в состав всех органических и некоторых неорганических соединений водород Н 8-10 % Компонент воды‚ неорганических и органических соединений. Участвует в образовании водородных связей. азот N 1,5-3‚0% Входит в состав аминокислот‚ белков, нуклеиновых кислот‚ АТФ‚ хлорофилла‚ витаминов. кальций Са 0,04-2‚0% Входит в состав клеточной стенки у растений‚ костной ткани и зубной эмали. В виде ионов активирует свертывание крови и со-кращение мышечных волокон. Входит в состав раковин моллю-сков и ракообразных. фосфор P 0,2-1‚0% Компонент нуклеиновых кислот‚ АТФ и некоторых ферментов. Входит в состав костной ткани и зубной эмали. хлор Cl 0‚05-0,1% Основной внеклеточный анион‚ компонент соляной кислоты же-лудочного сока. Участвует в поддержании водно-солевого ба-ланса. калий К 0‚15-0,4% Основной внутриклеточный катион. Активирует ферменты бел-кового синтеза‚ обусловливает нормальный ритм сердечной дея-тельности‚ участвует в процессах фотосинтеза‚ участвует в соз-дании мембранного потенциала клетки и проведении нервных импульсов сера S 0‚15-0,2 % Входит в состав аминокислот (цистеина‚ его димера цистина‚ метионина)‚ витамина В1 и некоторых ферментов. натрий Na 0‚02-0,3% Основной внеклеточный катион. Обусловливает нормальный ритм сердечной деятельности‚ создание мембранного потенциа-ла клетки и проведение нервных импульсов. Участвует в под-держании водно-солевого баланса. магний Mg 0‚01-0,03% Компонент молекул хлорофилла. Входит в состав костей и зубов. Активирует энергетический обмен, синтез ДНК, сборку субъе-диниц рибосом. железо Fe 0‚01-0,015% Входит в состав многих ферментов‚ гемоглобина‚ миоглобина‚ участвует в биосинтезе хлорофилла‚ в процессах дыхания и фо-тосинтеза. Микроэлементы: цинк Zn 0,0003% Входит в состав некоторых ферментов‚ в том числе ДНК- и РНК-полимераз‚ участвует в синтезе растительных гормонов (аукси-нов)‚ входит в состав инсулина. медь Cu 0,0002% Входит в состав гемоцианинов (у беспозвоночных) и некоторых ферментов (например, участвующих в тканевом дыхании)‚ уча-ствует в процессах кроветворения‚ фотосинтеза‚ синтеза гемо-глобина. йод I 0,0001% Входит в состав гормонов щитовидной железы - тироксина и трийодтиронина. марганец Mn 0,000001- % -0,001 Входит в состав некоторых ферментов или повышает их актив-ность, участвует в развитии костей‚ ассимиляции азота и процес-се фотосинтеза. бор В 0,000001- -0,001% Влияет на ростовые процессы растений‚ активирует восстанови-тельные ферменты дыхания. фтор F 0,0001% Входит в состав эмали зубов (в виде CaF2). Ультрамикроэлементы: молибден Mo следы Входит в состав некоторых ферментов (нитратредуктаз)‚ участ-вует в процессах связывания атмосферного азота клубеньковыми бактериями. кобальт Co следы Входит в состав витамина В12‚ участвует в фиксации атмосфер-ного азота клубеньковыми бактериями и в развитии эритроцитов.
Макроэлементы составляют в сумме порядка 98% всех элементов клетки и входят в состав жизненно важных биологических веществ. К ним относят водород (>60%), кислород (~ 25%), углерод (~10%), азот (~3%). К микроэлементам принадлежит 8 элементов, содержание которых в клетке составляет менее 2-3 %. Это магний (Mg), натрий (Na), кальций (Ca), железо (Fe), калий (K), сера (S) , фосфор (P), хлор (Cl). К группе ультрамикроэлементов относят цинк, медь, йод, фтор, марганец, кобальт, кремний и другие элементы, содержащиеся в клетке в исключительно малых количествах (суммарное содержание порядка 0,1%).
Характеристика важнейших химических элементов клетки
Элемент Сим-вол Содержание (% на сухую массу) Значение для клетки и организма
Макроэлементы (жирным шрифтом выделены органогены):
кислород О 65-75 % Входит в состав воды‚ неорганических и органических веществ. Участвует в образовании водородных связей.
углерод С 15-18% Входит в состав всех органических и некоторых неорганических соединений
водород Н 8-10 % Компонент воды‚ неорганических и органических соединений. Участвует в образовании водородных связей.
азот N 1,5-3‚0% Входит в состав аминокислот‚ белков, нуклеиновых кислот‚ АТФ‚ хлорофилла‚ витаминов.
кальций Са 0,04-2‚0% Входит в состав клеточной стенки у растений‚ костной ткани и зубной эмали. В виде ионов активирует свертывание крови и со-кращение мышечных волокон. Входит в состав раковин моллю-сков и ракообразных.
фосфор P 0,2-1‚0% Компонент нуклеиновых кислот‚ АТФ и некоторых ферментов. Входит в состав костной ткани и зубной эмали.
хлор Cl 0‚05-0,1% Основной внеклеточный анион‚ компонент соляной кислоты же-лудочного сока. Участвует в поддержании водно-солевого ба-ланса.
калий К 0‚15-0,4% Основной внутриклеточный катион. Активирует ферменты бел-кового синтеза‚ обусловливает нормальный ритм сердечной дея-тельности‚ участвует в процессах фотосинтеза‚ участвует в соз-дании мембранного потенциала клетки и проведении нервных импульсов
сера S 0‚15-0,2 % Входит в состав аминокислот (цистеина‚ его димера цистина‚ метионина)‚ витамина В1 и некоторых ферментов.
натрий Na 0‚02-0,3% Основной внеклеточный катион. Обусловливает нормальный ритм сердечной деятельности‚ создание мембранного потенциа-ла клетки и проведение нервных импульсов. Участвует в под-держании водно-солевого баланса.
магний Mg 0‚01-0,03% Компонент молекул хлорофилла. Входит в состав костей и зубов. Активирует энергетический обмен, синтез ДНК, сборку субъе-диниц рибосом.
железо Fe 0‚01-0,015% Входит в состав многих ферментов‚ гемоглобина‚ миоглобина‚ участвует в биосинтезе хлорофилла‚ в процессах дыхания и фо-тосинтеза.
Микроэлементы:
цинк Zn 0,0003% Входит в состав некоторых ферментов‚ в том числе ДНК- и РНК-полимераз‚ участвует в синтезе растительных гормонов (аукси-нов)‚ входит в состав инсулина.
медь Cu 0,0002% Входит в состав гемоцианинов (у беспозвоночных) и некоторых ферментов (например, участвующих в тканевом дыхании)‚ уча-ствует в процессах кроветворения‚ фотосинтеза‚ синтеза гемо-глобина.
йод I 0,0001% Входит в состав гормонов щитовидной железы - тироксина и трийодтиронина.
марганец Mn 0,000001- %
-0,001 Входит в состав некоторых ферментов или повышает их актив-ность, участвует в развитии костей‚ ассимиляции азота и процес-се фотосинтеза.
бор В 0,000001-
-0,001% Влияет на ростовые процессы растений‚ активирует восстанови-тельные ферменты дыхания.
фтор F 0,0001% Входит в состав эмали зубов (в виде CaF2).
Ультрамикроэлементы:
молибден Mo следы Входит в состав некоторых ферментов (нитратредуктаз)‚ участ-вует в процессах связывания атмосферного азота клубеньковыми бактериями.
кобальт Co следы Входит в состав витамина В12‚ участвует в фиксации атмосфер-ного азота клубеньковыми бактериями и в развитии эритроцитов.