Химический состав клетки

Сходство в строении и химическом составе у разных клеток свидетельствует о
единстве их происхождения. По содержанию элементы, входящие в состав
клетки, можно разделить на 3 группы:
1. Макроэлементы. Они составляют основную массу вещества клетки. На их  долю
  приходится около 99%  всей  массы  клетки.  Особенно  высока  концентрация
  четырех  элементов:  кислорода,  углерода,  азота  и  водорода  (98%  всех
  макроэлементов).  К  макроэлементам  относят  также  элементы,  содержание
  которых в клетке исчисляется  десятыми  и  сотыми  долями  процента.  Это,
  например, такие элементы, как  калий,  магний,  натрий,  кальций,  железо,
  сера, фосфор, хлор.
2. Микроэлементы. К ним относятся  преимущественно  ионы  тяжелых  металлов,
  входящие в состав ферментов, гормонов и других жизненно важных веществ.  В
  организме эти элементы содержатся в очень небольших количествах: от  0,001
  до 0,000001%; в числе таких элементов бор, кобальт, медь, молибден,  цинк,
  ванадий, йод, бром и др.
3. Ультра микроэлементы. Концентрация  их  не  превышает  0,000001%.  К  ним
  относятся уран, радий, золото, ртуть,  бериллий,  цезий,  селен  и  другие
  редкие элементы.
Роль ряда ультра  микроэлементов  в  организме  еще  не  уточнена  или  даже
  неизвестна  (мышьяк).  При  недостатке  этих  элементов  могут  нарушаться
  обменные  процессы.  Молекулярный  состав  клетки  сложен  и   разнороден.
  Неорганические соединения — вода  и  минеральные  вещества  —  встречаются
  также в неживой природе; другие — органические соединения (углеводы, жиры,
  белки,  нуклеиновые  кислоты  и  др.)  —  характерны  только   для   живых
  организмов.
Минеральные соли.
   Большая часть неорганических веществ в клетке находится в  виде  солей  —
либо диссоциированных на ионы, либо в твердом состоянии. Из  катионов  важны
К+ , Na+ , Са2-, Mg2+, а из анионов H2PO4-, Cl-, НС03-.
   Концентрация различных ионов неодинакова  в  различных  частях  клетки  и
особенно в клетке и окружающей среде. Так, концентрация ионов натрия  всегда
во много раз выше во внеклеточной среде,  чем  в  клетке,  а  ионы  калия  и
магния концентрируются в значительно большем количестве  внутри  клетки.  От
концентрации солей внутри клетки зависят буферные свойства цитоплазмы,  т.е.
способность клетки сохранять определенную концентрацию водородных ионов.
Роль воды в живой системе — клетке
За очень немногими исключениями (кость и эмаль зуба), вода является
преобладающим компонентом клетки. Вода необходима для метаболизма (обмена)
клетки, так как физиологические процессы происходят исключительно в водной
среде. Молекулы воды участвуют во многих ферментативных реакциях клетки.
Например, расщепление белков, углеводов и других веществ происходит в
результате катализируемого ферментами взаимодействия их с водой. Такие
реакции называются реакциями гидролиза.
   Вода служит источником ионов водорода при фотосинтезе. Вода в клетке
находится в двух формах: свободной и связанной. Свободная вода составляет
95% всей воды в клетке и используется главным образом как растворитель и
как дисперсионная среда коллоидной системы протоплазмы. Связанная вода, на
долю которой приходится всего 4% всей воды клетки, непрочно соединена с
белками водородными связями. Из-за асимметричного распределения зарядов
молекула воды действует как диполь и потому может быть связана как
положительно, так и отрицательно заряженными группами белка. Дипольным
свойством молекулы воды объясняется способность ее ориентироваться в
электрическом поле, присоединяться к различным молекулам и участкам
молекул, несущим заряд. В результате этого образуются гидраты. Благодаря
своей высокой теплоемкости вода поглощает тепло и тем самым предотвращает
резкие колебания температуры в клетке. Содержание воды в организме зависит
от его возраста и метаболической активности. Оно наиболее высоко в эмбрионе
(90% ) и с возрастом постепенно уменьшается. Содержание воды в различных
тканях варьируется в зависимости от их метаболической активности. Например,
в сером веществе мозга воды до 80%, а в костях до 20%. Вода — основное
средство перемещения веществ в организме (ток крови, лимфы, восходящие и
нисходящие токи растворов по сосудам у растений) и в клетке. Вода служит
«смазочным» материалом, необходимым везде, где есть трущиеся поверхности
(например, в суставах). Вода имеет максимальную плотность при 4°С. Поэтому
лед, обладающий меньшей плотностью, легче воды и плавает на ее поверхности,
что защищает водоем от промерзания. Это свойство воды спасает жизнь многим
водным организмам.

скачать работу

Отправка СМС бесплатно