Химический состав живого вещества. Неорганические вещества клетки

Во всех живых организмах протекают различные процессы. Разобраться в их сложнейших механизмах помогает изучение химического состава клетки, поэтому с этой темы начинают изучение общебиологических закономерностей.

Химический состав живого

Все вещества в клетке можно разделить на 2 группы – органические и неорганические. На этом уроке мы познакомимся с последним типом веществ, узнаем их роль в жизнедеятельности живых существ.

Каждая живая клетка является микроскопической «лабораторией», поступлению химических элементов в которую способствует процесс метаболизма. Живые организмы находятся в тесном контакте с окружающей средой.

При этом количественное содержание различных элементов в живых организмах и окружающей их неживой природе отличается. Распределение таких веществ в клетке характеризуется неравномерностью:

• около 98 % от массы составляет О (72 %), С (15 %), Н (8 %), N (3 %);
• другие элементы – 2 %.

Другие элементы таблицы Менделеева присутствует в клетке в крайне малом количестве.

Определенные живые организмы способны накапливать некоторые химические вещества. Например, водоросли запасают в себе йод (имеет важное значение для жизнедеятельности организмов), лютики – литий (в правильной дозировке полезен при некоторых болезнях), ряска – радий.

Элементы в составе клетки с учетом их количественного содержания делят на 3 группы:

• макроэлементы – более 0,001 % от массы тела;
• микроэлемент – от 0,001 до 0,000001 %;
• ультрамикроэлементы – менее 0,000001 %.

Неорганические вещества

Вещества, присутствующие в составе организмов, могут быть составными частями молекул различных соединений неорганической и органической природы. Большинство минеральных веществ находится в твердом состоянии или в виде солей, распавшихся на ионы.

По своей реакции растворы делятся на кислые, основные и нейтральные. Кислотность определяется по концентрации в растворе ионов водорода. Данную величину выражают в водородном показателе рН. Для нейтральной реакции он составляет 7 для кислой – менее 7, а для основной – более 7. Значение рН в клетках соответствует примерно величине для нейтральной реакции, так как изменение на 1 или 2 единицы в любую сторону считается губительным.

Постоянство рН поддерживается за счет буферных свойств содержимого клеток, характерных и для ряда неорганических соединений (например, белки).

Вода считается основным неорганическим веществом клетки. В ней растворено множество соединений жизненно важных.

В клетке вода находится в 2-х форма:

• свободная присутствует в межклеточных пространствах, отвечает за обмен веществ.
• связанная входит в состав клеточных структур и соединена с белками.

Молекула воды образована из 2 атомов Н и 1 атома О – Н2О, что обеспечивает уникальность ее свойств:

• Биполярность – обеспечивает проницаемость через стенки мембраны, способность растворения химических веществ, включая газы.

Последние могут образовывать с водной поверхностью разделы, на которых протекают различные химические реакции.

1. Диполи воды связываются водородными связями друг с другом, а это придает ей способность пребывать в различных агрегатных состояниях.
2. Высокая теплоемкость – поглощает тепло при минимальном повышении своей температуры, обеспечивая защиту тканей от перегрева.
3. Высокая теплопроводность – равномерно распределяет тепло по организму.
4. Поддерживает объем и упругость клеток. Гидростатический скелет сохраняет форму различных организмов.
5. Оптимальное значение силы поверхностного натяжения. Эта сила обеспечивает капиллярный кровоток.

Вода принимает участие в осмосе, который играет важное значение в жизнедеятельности живых существ.

Этот процесс обеспечивает выравнивание содержания растворенных веществ в клетке и неклеточной среде.

Образование кристаллов льда в клетках может стать причиной их повреждения и гибели. Некоторые организмы накапливают вещества, предупреждающие такой процесс.