Биология с основами экологии - страница 9
Основной вклад в построение молекул жизненно важных соединений вносят макроэлементы вместе с S и P, поэтому их называют биогенными, или биоэлементами. Макроэлементы вместе с S входят в состав белков, а вместе с P – в состав нуклеиновых кислот; О, Н, С образуют липиды (с S и P) и углеводы.
Третья группа объединяет остальные элементы. Их не более 0,01 % вещества клетки, однако, это не значит, что без них организм может легко обойтись. Элементы третьей группы подразделяют на микро (от 10>->12 % до 10>-3 %) и ультрамикроэлементы (не более 10>-12 %). К последним относят Ag, Au, Hg, Be, U, As и др. Биологическая роль многих из них не выявлена.
Все химические соединения образуют два больших класса: неорганические и органические. Органические соединения содержат углерод, его наличие является их отличительным признаком. Из всего многообразия органических соединений особое биологическое значение имеют нуклеиновые кислоты, белки, углеводы и липиды (жиры).
Неорганические вещества. Вода – самое распространенное вещество в живых существах. В многоклеточных организмах вода составляет до 80 % массы. У человека содержание воды в различных органах колеблется от 10 % (в клетках эмали зубов) до 85 % (в клетках головного мозга). Вода в клетках присутствует в двух формах: свободной (95 % всей воды в клетках) и связанной (от 4 % до 5 % связана с белками).
Молекула воды полярна (диполь). Центры ее положительного (у атомов водорода) и отрицательного (у кислорода) зарядов разнесены. Атом кислорода молекулы воды притягивается к атому водорода другой молекулы с образованием так называемой водородной связи (рисунок 1).
Рисунок 1 – Образование водородной связи между молекулами воды
Значительное сцепление молекул воды между собой и с молекулами других веществ позволяет воде легко перемещаться вверх по сосудам растений и переносить питательные вещества.
Соли. Большая часть неорганических веществ находится в клетке в виде солей. Они образованы катионами К>+, Na>+, Mg>2+, Са>2+ и анионами соляной, серной, фосфорной и угольной кислот. Катионы К>+, Na>+, Са>2+ обеспечивают раздражимость клетки. Различное их количество на внешней и внутренней стороне мембраны создает разность потенциалов, позволяющую передавать возбуждение по нерву и мышце. Содержание К>+ в мышечных клетках в 30 раз выше, чем в крови; Na