Елементний склад організмів. Неорганічні та органічні сполуки в організмах.

Клітини живих організмів на 80 – 90 % складаються з води та на 10 – 20 % з сухих речовин. У складі живих організмів виявлено понад 70 елементів таблиці Менделєєва. Серед них немає жодного, який би не траплявся і в неживій природі. Переважно це – елементи, які утворюють легкорозчинні у воді сполуки. Їх особливістю є те, що вони легко вступають у ковалентні (міцні) зв`язки.

Елементний склад клітини можна поділити на чотири групи:

макроелементи (вміст яких від 1 % сухих речовин клітини та вище):

органогенні H(6 – 8 %), O(20 – 25 %), N(7 – 14 %), C(46 – 50 %), P (3 %), Ca (1 %);

олігоелементи (від 0,1 – 1 %) K(1 %), Na, Cl, S (1 %), Mg(0,5 %), Fe(0,2 %) – зола;

мікроелементи (менше 0,1 %): Zn, Mn, Co, Cu, F, Br, I;

ультрамікроелементи – решта елементів; їхня концентрація в організмі дуже мала: 10^-4 – 10^-6 %; 12 з них визнано необхідними для життя рослин і тварин (B, Li, Al, Ni, Si, Sn, Cd, Ar, Se, Va, Ti, Cr).

Основним елементом клітини є вода. Вміст води в більшості живих організмів становить 60 – 70 %, а в деяких до 98 %. Вода має унікальні хімічні та фізичні властивості. Молекула води складається з двох атомів гідрогену, які пов’язані міцним ковалентним зв’язком з атомом оксигену. Молекула води електронейтральна, бо на її різних полюсах розташовані позитивний та негативний електричні заряди.

Біологічні функції води: 1) вода — розчинник і стабілізатор розчинених біологічних молекул та йонів; 2) регулятор теплового балансу організму. Під час випаровування води багато енергії витрачається на розрив водневих зв'язків між її молекулами. Багато організмів охолоджуються, випаровуючи воду; 3) виконує транспортну функцію за транспіраційного потоку поживних речовин у рослинах; 4) механічну (гідратаційну) — сприяє збереженню внутрішньоклітинного тиску і форми клітин (тургор); 5) структурну — створює структурний прошарок між полярними кінцями білків і ліпідів у біологічних мембранах; 6) синтетичну, або анаболічну, — субстрат у синтезі біологічних речовин; 7) гідролітичну, або катаболічну, — субстрат при розриванні хімічних зв'язків у молекулах біологічних речовин; 8) електронодонорну, або енергетичну, — джерело електронів при трансформації енергії в хлоропластах рослин.

Гідрофільні і гідрофобні сполуки. Молекули води взаємодіють із молекулами розчинених у ній полярних речовин з утворенням водневих зв'язків. Такі речовини називаються гідрофільними. Молекули або йони гідрофільних речовин вбудовуються в загальну систему водневих зв'язків води.

Неполярні молекули (наприклад, молекули жирів) «ізолюються» від молекул води, групуючись між собою. Таким чином неполярні молекули витісняються з водного розчину, ніби уникаючи води. Тому їх називають гідрофобними. Деякі органічні молекули мають подвійні властивості: на одних ділянках їх зосереджені полярні групи, на інших — неполярні. Такі речовини називають амфіпатичними, або амфіфільними. До них належать жирні кислоти, полярні ліпіди (фосфоліпіди), білки, нуклеїнові кислоти. Амфіфільні молекули відіграють важливу роль в організації складних надмолекулярних структур, особливо біологічних мембран. Ці молекули утворюють у воді групи, повертаючись до води своїми гідрофільними, а від води — гідрофобними ділянками.

Мінеральні солі - неорганічні сполуки, до складу молекул яких входять метал та кислотний залишок.

Загальна характеристика солей: в організмі солі перебувають або в іонному стані або у вигляді твердих сполук; велике значення мають розчинні солі (хлорид натрію, калію тощо); суттєве значення мають і нерозчинні солі (фосфат кальцію, карбонат кальцію):

Функції солей:

1)осморегуляторна (регуляція надходження води в клітину і з клітини);

2)регуляторна (іони кальцію впливають на зсідання крові);

3)будівельна (солі кальцію та фосфору в кістках) та ін.

Органічні сполуки клітини та їхня загальна характеристика.

Органічні сполуки - це сполуки, які мають скелети з ковалентно зв'язаних атомів Карбону. Хімічні властивості живих організмів значною мірою залежать від карбону. Унікальні властивості карбону, які є фундаментальними для життя: може утворювати 4 міцні ковалентні зв'язки; утворює кратні ковалентні зв'язки з іншими атомами карбону, а також з О і N.

Білки – найважливіша складова клітин будь-якого живого організму – не трапляються у неживій природі. Вони становлять значну частину тканин живого організму – до 25 % сирої та до 45 – 50 % сухої маси. Мономерами білків є амінокислоти. У білках міститься 20 різних амінокислот, які поділяються на незамінні та замінні.

Нуклеїнові кислоти – найбільші з молекул живих організмів. Існують два види нуклеїнових кислот: ДНК – містить генетичну інформацію, куди входить інформація і про послідовність амінокислот у білках, та РНК, що бере участь у синтезі білків.

Ліпіди, що входять до складу живих організмів, є різнорідною групою переважно низькомолекулярних сполук. Об’єднання їх в один клас речовин ґрунтується на їхній здатності не розчинятися у воді та розчинятись в органічних розчинниках. Найважливіші з ліпідів – нейтральні жири, фосфоліпіди та холестерин.

Вуглеводи разом із білками – найпоширеніші сполуки, що беруть участь у побудові клітини та використовуються нею в процесі життєдіяльності. Поняття вуглеводи охоплює альдегіди та кетони багатоатомних спиртів, а також полімери цих сполук із загальною формулою С_n(H₂O)_m. У біосфері вуглеводів більше, ніж усіх органічних сполук у сукупності. У рослинному світі на них припадає 80 – 90 % всієї маси рослин. У тваринному організмі вміст вуглеводів становить близько 2 % маси тіла, проте їх значення для організму дуже велике.

Вуглеводи поділяють на моносахариди, олігосахариди та полісахариди.

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Тканини рослин: утворення, будова і функції.	\|	Перелік і короткий зміст законів організації

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.