Химическая организация клетки. Неорганические вещества

Изучение химического состава клеток показывает, что в живых организмах нет никаких особых химических элементов, свойственных только им: именно в этом проявляется единство химического состава живой и неживой природы.

Велика роль химических элементов в клетке: N и S входят в состав белков, Р - в ДНК и РНК, Mg - в состав многих ферментов и молекулу хлорофилла, Сu - компонент многих окислительных ферментов, Zn- гормона поджелудочной железы, Fe - молекулы гемоглобина, I - гормона тироксина и т. д. Наиболее важны для клетки анионы НРО42-, Н2РО4-, СО32-, Сl-, НСОз- и катионы Na+, К+, Ca2+

Содержание катионов и анионов в клетке отличается от их концентрации в среде, окружающей клетку, вследствие активной регуляции переноса веществ мембраной. Так обеспечивается постоянство химического состава живой клетки. С гибелью клетки концентрация веществ в среде и в цитоплазме выравнивается. Из неорганических соединений важное значение имеют вода, минеральные соли, кислоты, основания.

Вода в функционирующей клетке занимает до 80% ее объема и находится в ней в двух формах: свободной и связанной. Молекулы связанной воды прочно соединены с белками и образуют вокруг них водные оболочки, изолирующие белки друг от друга. Полярность молекул воды, способность образовывать водородные связи объясняет ее высокую удельную теплоемкость. Вследствие этого в живых системах предотвращаются резкие колебания температуры, происходит распределение и отдача тепла в клетке. Благодаря связанной воде клетка способна выдерживать низкие температуры. Ее содержание в клетке составляет примерно 5%, и 95% приходится на свободную воду. Последняя растворяет многие вещества, вовлекаемые клеткой в обмен.

В высокоактивных клетках, например в ткани головного мозга, на долю воды приходится около 85%, а в мышцах-более 70%; в менее активных клетках, например в жировой ткани, вода составляет около 40% ее массы. В. живых организмах вода не только растворяет многие вещества; с ее участием происходят реакции гидролиза - расщепления органических соединений до промежуточных и конечных веществ. (Н.Е. Ковалев, Л.Д. Шевчук, О.И. Щуренко. Биология для подготовительных отделений медицинских институтов.)

ТАБЛИЦА

Вещество

Поступление в клетку

Местонахождение и преобразование

Свойства

Вода

У растений - из окружающей среды; у животных образуется непосредственно в клетке при
углеводов и поступает из окружающей среды

В цитоплазме, вакуолях, матриксе органелл, ядерном соке, клеточной стенке, межклетниках. Вступает в реакции синтеза, гидролиза и окисления

Растворитель. Источник кислорода, осмотический регулятор, среда для физиологических и биохимических процессов,
химический компонент, терморегулор

Соединения азота

У растений - из окружающей среды в виде ионов NН4+ и НОз-; у животных - с пищей в виде белков и аминокислот

В клетках растений ионы аммония и нитратов восстанавливаются до NH2 и включаются в синтез аминокислот; у животных аминокислоты идут на построение собственных белков. При отмирании организмов включаются в круговорот веществ в форме свободного азота

Входят в состав белков, аминокислот, нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) и АТФ

Соединения фосфора

У растений - из окружающей среды в виде ионов Н2РО4- и НРО4; у животных - с пищей в форме органических (фосфолипиды) и неорганических соединений

Соли фосфора - фосфаты, находясь в почве, растворяются корневыми выделениями растений и усваиваются. Остатки фосфорной кислоты при отмирании организмов минерализуются, образуя соли

Входят в состав всех мембранных структур, нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) и АТФ, ферментов, тканей (костной)

Соединения калия

У растений - из внешней среды в виде иона К+; у животных - с пищей

Калий содержится во всех клетках в виде ионов К+, концентрация которых намного выше, чем в окружающей среде. После отмирания возвращается в окружающую среду в виде ионов К+

"Калиевый насос" клетки способствует проникновению веществ через мембрану. Активизирует жизнедеятельность клетки, проведение возбуждений и импульсов

Соединения кальция

У растений - из внешней среды в виде ионов Ca2+•, у животных - с пищей

Кальций содержится в клетках в виде ионов или кристаллов солей

Образует межклеточное вещество и кристаллы в клетках растений. Входит в состав крови, способствует ее свертыванию. Входит в состав костей, раковин, известковых скелетов, коралловых полипов у животных

Другие записи

10.06.2016. Элементарный состав клетки
Растительные и животные клетки, обладая общностью строения, сходны и по химическому составу. Это свидетельствует о материальном единстве и общности происхождения растительного и животного мира. В клетках…
10.06.2016. Цитология
Цитология - наука о клетке. Наука о клетке называется цитологией (греч. "цитос"-клетка, "логос"-наука). Предмет цитологии - клетки многоклеточных животных и растений, а также одноклеточных организмов,…
10.06.2016. Химическая организация клетки. Органические вещества
ТАБЛИЦА (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. М.,1991) Вещество Поступление в клетку Состав Функции Белки У растений синтезируются на рибосомах…