ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ СОСТАВ ЖИВЫХ
ОРГАНИЗМОВ.
В состав
живых организмов входит около 90 химических элементов. Но
лишь 30 из них имеют вполне установленное значение и встречаются постоянно во
всех типах клеток. Все эти
элементы встречаются и в неживой природе, что свидетельствует об
единстве живой и неживой природы. Соотношение химических элементов
у живых организмов иное, чем у объектов неживой природы. Например,
в почве углерода — менее 1 %, а в растениях — около 18 %.
В
зависимости от процентного содержания элементов в организмах живых существ их
можно разделить на такие группы:
1.
ОРГАНОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ —
суммарная часть их в клетке составляет около 98 % .
Это 4 элемента: кислород, углерод, водород и азот. Они
легко образуют ковалентные связи.
2.
МАКРОЭЛЕМЕНТЫ— их суммарная часть
составляет до 1,9 % .
Это такие элементы, как K, P, S, Ca, CL, Na, Fe, Mg.
3.
МИКРОЭЛЕМЕНТЫ составляют
0,01-0,001 % массы тела: Co, I, Cu,
молибден, Zn, Br, Mn, B, F,
хром, Al, Si и др.
4.
УЛЬТРАМИКРОЭЛЕМЕНТЫ — их
концентрация не превышает 0,000001 %. Это
следующие элементы: золото, серебро, свинец, уран, селен, цезий,
бериллий, радий и др. Физиологическая
роль большинства этих элементов пока не установлена. Некоторые из этих элементов
входят в состав ферментов.
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ.
ВОДА.
Количество её составляет от 60 до 95% общей массы клетки. В
эмали зубов воды содержится 10%, в нервных клетках – до 85%.
Вода в клетке находится в двух формах — свободной и связанной.
СВОБОДНАЯ ВОДА составл. 95% всей воды в
кл. и используется
гл. образом как растворитель и как дисперсионная среда коллоидной системы цитоплазмы.
СВЯЗАННАЯ ВОДА, на долю которой приходится всего 4—5% всей воды клетки, непрочно
соединена с белками водородными и другими связями.
Роль воды в клетке определяется её физическими и химическими
свойствами.
► СВОЙСТВА ВОДЫ. Атомы в молекуле воды удерживаются посредством полярных ковалентных связей. Полярность объясняется сильной электроотрицательностью атомов кислорода по отношению к атому водорода. Молекула
воды представляет из себя ● ДИПОЛЬ: в области водорода возникает частично
положительный заряд, в области кислорода – отрицательный. Между атомами кислорода и водорода соседних молекул воды возникают ● ВОДОРОДНЫЕ
СВЯЗИ.
Вода является превосходным ● растворителем для полярных веществ,
например солей, сахаров, спиртов, кислот и др. Вещества, хорошо растворимые в воде, называются гидрофильными.
Неполярные вещества типа жиров, масел,
полисахаридов, каучука вода не растворяет, поскольку она не может образовывать с ними водородные связи. Нерастворимые в воде вещества называются гидрофобными.
Вода активно участвует ● в поддержке осмотического давления клетки. Осмосом
называется проникновение молекул растворителя через полупроницаемую
мембрану в раствор с большей концентрацией растворённого вещества.
Давление, с которым вода проникает сквозь мембрану, называется осмотическим. Осмотическое
давление жидкостей организма человека и большинства млекопитающих равняется
давлению 0,85 % раствора хлорида натрия. Это — изотонический
раствор. Более концентрированный раствор называется гипертоническим, менее
— гипотоническим.
На
явлениях осмоса основано движение воды по проводящим тканям растений и
напряженное состояние стенок растительных клеток — ТУРГОР.
Вода обладает ● ВЫСОКОЙ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОЁМКОСТЬЮ. Это свойство обеспечивает поддержание
теплового баланса организма при
значительных перепадах температуры.
Вода обладает ● ВЫСОКОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ, что
позволяет организму поддерживать одинаковую температуру во
всем его объеме.
Вода обладает также ● ВЫСОКОЙ ТЕПЛОТОЙ ОБРАЗОВАНИЯ. Это свойство
воды используется при потоотделении у млекопитающих, транспирации у растений,
предотвращая их перегрев.
Для воды характерно ● ВЫСОКОЕ ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ. Это свойство имеет важное значение для передвижения растворов по тканям
(кровообращение, восходящий и нисходящий токи в теле растений).
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ВОДЫ:
1.ТРАНСПОРТНАЯ.
2. МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ: • вода
является средой для всех биохимических реакций в клетке. • в процессе фотосинтеза вода является донором электронов, источником атомов водорода.
3. СТРУКТУРНАЯ: • цитоплазма клеток содержит от 60 до 95 % воды.
• у растений вода определяет
тургор клеток, выполняет функцию гидростатического скелета (круглые и кольчатые черви).
• гидрофобные взаимодействия обеспечивают стабильность мембран, а также
многих белков, нуклеиновых кислот.
4. ВОДА
– СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ смазывающих жидкостей (синовиальной,
плевральной) и слизей. Она входит в
состав слюны, желчи, слёз.
5.
ВОДА с растворёнными в ней веществами изменяет
температуру замерзания. Это свойство ПРЕДОТВРАЩАЕТ
ЗАМЕРЗАНИЕ КЛЕТОК И ОРГАНИЗМОВ.
МИНЕРАЛЬНЫЕ СОЛИ.
Содержатся в виде твёрдых соединений или в виде ионов. Молекулы солей в
водном растворе диссоциируют на катионы и
анионы.
Наибольшее значение имеют катионы: К+, Са2+, Мg2+, NН4+, Nа+, и
анионы:
Сl-,
Н2Р04+, НРО42- , НС03-,
NO3-,SO42-
Разность
между количеством катионов и анионов на поверхности
и внутри клетки обеспечивает возникновение потенциала
действия, что лежит в ● основе нервного и мышечного возбуждения. С разностью концентрации ионов по разные стороны мембраны связывают ● активный перенос веществ через мембрану. От концентрации ионов зависят ● буферные свойства клетки. Буферностью называется способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию своего содержимого на постоянном уровне.
Анионы фосфорной кислоты H2PO4- и HPO42- создают фосфатную буферную систему, поддерживающую рН внутри клетки на уровне
6,9. Некоторые
ионы участвуют в ● активации
ферментов, создании ● осмотического
давления в клетке, в ● процессах мышечного сокращения, свертывании крови.
Ряд катионов и анионов необходим для ● синтеза важных органических веществ (АТФ,
гемоглобина, хлорофилла, витаминов, гормонов), а также аминокислот, являясь
источниками атомов азота и серы. ● Нерастворённые
соли входят в состав костей (фосфат кальция и магния), раковин моллюсков. Фтор входит в состав эмали зубов и
костей.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.