лекция Неорганические вещества клетки. Неорганические вещества клетки. Элементарный состав живых организмов
 Скачать 20.95 Kb.
|
|
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. МИКРОЭЛЕМЕНТЫсоставляют 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 ВОДАсоставл. 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. Полярностьобъясняется 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 взаимодействияобеспечивают 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 ● синтезаважныхорганических 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. |