Біологія » Архив сайта » Неорганічні з’єднання

Неорганічні з’єднання

0

Автор: admin | Розділ: Хімічний склад клітини | 25-11-2012

Біологічно важливі хімічні елементи. З відомих нам 110 хімічних елементів до складу клітин живих організмів входить тільки 24. Набір цих елементів не випадковий. Життя зароджувалось в водабудова молекули водих мирового океану, і живі організми складаються переважно із тих елементів, які утворюють легко розчинні у воді з’єднання. Більшість таких елементів належить до числа легких, їх особливістю є здатність вступати в міцні (ковалентні) зв’язки і створювати безліч складних і різноманітних молекул.

В складі клітин людського тіла переважають водень (більше 60%), кисень (близько 25%) і вуглець (близько 10%). На кальцій, азот, сірку, фосфор, натрій, хлор, калій, магній, разом взяті, доводиться менше 3%. Останні 13 елементів складають не більше 0,1%. Подібний елементарний склад мають клітини більшість тварин; відрізняються лише клітини рослин і мікроорганізмів. Навіть ті елементи, які в клітинах містяться в мізерно малих кількостях, нічим не можуть бути замінені і абсолютно необхідні для життя. Так, зміст йоду в клітинах не перевищує 0,01%. Проте при недостатку його в ґрунті (із-за цього і в харчових продуктах) затримується ріст і розвиток дітей, проживаючих в районах земної кулі, де в ґрунті не хватка йоду. Склад міді в клітинах тварин не перевищує 0,0002%. Але при недостачі міді в ґрунті (звідси і в рослинах) виникають масові захворювання сільськогосподарських тварин.

Неорганічні (мінеральні) з’єднання. До складу живих клітин входить ряд відносно простих з’єднань, які зустрічаються і в неживій природі — в мінералах, природних водах. Це неорганічні з’єднання.

Вода – одне із самих поширених речовин на Землі. Вона прокриває більшу частину земної кулі. Майже всі живі організми складаються в основному з води. У людини вміст води в різних органах і тканинах варіює від 20% (в кістковій тканині) до 85% (в головному мозку). Майже 2/3 маси людини складає вода, в організмі медузи до 95% води, навіть в сухих насіннях вода складає 10-12%.

Вода володіє деякими унікальним властивостями. Властивості ці настільки важливі для живих організмів, що неможливо представити життя без цього з’єднання водню і кисню.

Унікальні властивості води з’ясовуються структурою її молекул. В молекулі води атом кисню ковалентно пов’язаний з 2 атомами водню. Молекула води полярна (диполь). Плюсові заряди зосереджені у атомів водню, так як кисень електронегативній водню.

Негативно заряджений атом кисню однієї молекули води притягується до позитивного зарядженого атому водню іншої молекули з утворюванням водневого зв’язку.

По міцності водневий зв’язок приблизно в 15-20 раз слабше ковалентного зв’язку. Тому водневий зв’язок легко розривається, що спостерігається, коли випаровується вода. Внаслідок теплового руху молекул у воді одні водневі зв’язки розриваються інші утворюються.

В наслідок цього, в рідкій воді молекули рухомі, що немало важливо для процесів обміну речовин. Молекули води легко проникають через клітинні мембрани.

Внаслідок високої полярності молекул вода є розчинником інших полярних з’єднань, не має собі рівних. У воді розчиняються більше речовин, ніж в будь-якій іншій рідині. Саме тому у водному середовищі клітини здійснюють безліч хімічних реакцій. Вода розчиняє продукти обміну речовин і виводить їх із клітини і організму в цілому.

Вода володіє великою теплоємністю, тобто можливістю поглинати теплоту при мінімальній зміні власної температури. Завдяки цьому вона оберігає клітину від різких змін температури. Оскільки на випаровування води витрачається багато тепла, то випаровував воду, організми можуть захистити себе від перегріву.

Вода володіє високою теплопровідністю. Така властивість дає можливість рівномірно розповсюджувати теплоту між тканинами тіла.

Вода служить «мастильним» матеріалом, необхідним скрізь, де є тертьові поверхні.

Вода має максимальну щільність при 40С. Тому лід, володіє меншою щільністю, і плаває на поверхні води, що захищає водойм від промерзання. Ця властивість води охороняє життя більшості водним організмам.

По відношенню до води всі речовини клітини поділяються на дві групи: гідрофільні і гідрофобні. До гідрофільним відносяться речовини, добре розчинні у воді. Це соль, цукор, амінокислоти. Гідрофобні речовини, навпаки, у воді майже не розчиняються. До них відносяться, наприклад, жири.

Кліткові поверхні, відділяючі клітину від зовнішнього середовища, і деякі інші структури складаються з водонерозчинних (гідрофобних) з’єднань. Завдяки цьому зберігається структурна цілісність клітини. Образно клітину можливо уявити у вигляді посудині з водою, де проходять біохімічні реакції, забезпечуючи життя. Стінки цієї посудини не розчинні у воді. Але вони здатні вибірково пропускати водорозчинні з’єднання.

Крім води, в числі неорганічних речовин клітини потрібно назвати солі, представляючи собою іонні з’єднання. Вони утворені катіонами калію, натрію, магнію і інших металів і аніонами соляної, вугільної, сірчаної, фосфорної кислот. При дисоціації таких солей у розчинах з’являються катіони і аніони. Концентрація іонів на зовнішній поверхні клітини відрізняється від її концентрації на внутрішній поверхні. Різне число іонів калію і натрію на внутрішній і зовнішній поверхні клітини створює різність зарядів на мембрані. На зовнішній поверхні клітинної мембрани дуже висока концентрація іонів натрію, а на внутрішній поверхні дуже висока концентрація іонів калію і низька – натрію. Внаслідок цього утворюється різність потенціалів між внутрішньої і зовнішньої поверхнею клітинної мембрани, що обумовлює передачу збудження по нерву або м’язу.

Іони калію і магнію є активаторами багатьох ферментів, і при нестачі їх порушуються життєво важливі процеси в клітинах. Ряд важливих функцій виконують в живих організмах неорганічні кислоти і солі. Соляна кислота створює кисле середовище в шлунку тварин і людей і в спеціальних органах комахоїдних рослин, прискорює перетравлення білкової їжі. Залишки фосфорної кислоти, приєднуються до ряду ферментних і інших білків клітини, змінюють їх фізіологічну активність. Залишки сірчаної кислоти, приєднуються до нерозчинних у воді чужорідних речовин, придають їм розчинність і сприяють таким чином виведенню їх з клітин і організмів. Неорганічні натрієві і кальцієві солі азотної і фосфорної кислоти, калієва соль сірчаної кислоти служать важливою складовою частиною мінерального харчування рослин, їх вносять в грунт як добриво для підкорми рослин.

Ваш відгук