Клетка
процессах, которые должны протекать в ней (например, синтез белка).
Хромосомы содержат хроматин, окрашивающийся основными красителями; иногда
хроматин образует большей или меньшей величины тельца, напоминающие
ядрышки.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ
Химические процессы, протекающие в клетке, - одно из основных условий
ее жизни, развития, функционирования.
Все клетки растительных и животных организмов, а также
микроорганизмов сходны по химическому составу, что свидетельствует о
единстве органического мира.
Из 109 элементов периодической системы Менделеева в клетках
обнаружено значительное их большинство. Одни элементы содержатся в клетках
в относительно большом количестве, другие - в малом (см. таблицу ниже).
Содержание химических элементов в клетке
|Элементы |Количество (в %) |Элементы |Количество (в %) |
|Кислород |65 - 70 |Кальций |0,04 - 2,00 |
|Углерод |15 - 18 |Магний |0,02 - 0,03 |
|Водород |8 - 10 |Натрий |0,02 - 0,03 |
|Азот |1,5 - 3,0 |Железо |0,01 - 0,015 |
|Фосфор |0,20 - 1,00 |Цинк |0,0003 |
|Калий |0,15 - 0,4 |Медь |0,0002 |
|Сера |0,15 - 0,2 |Йод |0,0001 |
|Хлор |0,05 - 0,10 |Фтор |0,0001 |
Содержание в клетке химических соединений
|Соединения (в %) |
|Неорганические |Органические |
|Вода |70 - 80 |Белки |10 - 20 |
|Неорганические вещества |1,0 - |Углеводы |0,2 - 2,0|
| |1,5 |Жиры | |
| | |Нуклеиновые кислоты |1 - 5 |
| | |АТФ и другие |1,0 - 2,0|
| | |низкомолекулярные | |
| | |органические вещества | |
| | | | |
| | | |0,1 - 0,5|
Неорганические вещества
На первом месте среди веществ клетки стоит вода. Она составляет почти
80% массы клетки. Вода - важнейший компонент клетки не только по
количеству. Ей принадлежит существенная и многообразная роль в жизни
клетки.
Вода определяет физические свойства клетки - ее объем, упругость.
Велико значение воды в образовании структуры молекул органических веществ,
в частности структуры белков, которая необходима для выполнения их функций.
Велико значение воды как растворителя: многие вещества поступают в клетку
из внешней среды в водном растворе и водном же растворе отработанные
продукты выводятся из клетки. Наконец, вода является непосредственным
участником многих химических реакций (расщепление белков, углеводов, жиров
и др.).
Приспособленность клетки к функционированию в водной среде служит
доводом в пользу того, что жизнь на Земле зародилась в воде.
Биологическая роль воды определяется особенностью ее молекулярной
структуры, полярностью ее молекул.
К неорганическим веществам клетки, кроме воды, относятся также соли.
Для процессов жизнедеятельности из входящих в состав солей катионов
наиболее важны K+, Na+, Ca2+, Mg2+, из анионов - HPO4-, H2PO4-, Cl-, HCO3-.
Концентрация катионов и анионов в клетке и в среде ее обитания, как
правило, резко различна. Пока клетка жива, соотношение ионов внутри и вне
клетки стойко поддерживается. После смерти клетки содержание ионов в клетке
и в среде быстро выравнивается. Содержащиеся в клетке ионы имеют большое
значение для нормального функционирования клетки, а также для поддержания
внутри клетки постоянной реакции. Несмотря на то что в процессе
жизнедеятельности непрерывно образуются кислоты и щелочи, в норме реакция
клетки слабощелочная, почти нейтральная.
Неорганические вещества содержатся в клетке не только в растворенном,
но и в твердом состоянии. В частности, прочность и твердость костной ткани
обеспечиваются фосфатом кальция, а раковин моллюсков - карбонатом кальция.
Органические вещества
Органические вещества образуют около 20 - 30% состава клетки.
Биополимеры. К биополимерам относятся углеводы и белки.
Углеводы. В состав углеводов входят атомы углерода, кислорода,
водорода. Различают простые и сложные углеводы. Простые - моносахариды.
Сложные - полимеры, мономерами которых являются моносахариды (олигосахариды
и полисахариды). С увеличением числа мономерных звеньев растворимость
полисахаридов уменьшается, сладкий вкус исчезает. Биологическая роль
углеводов – см. таблицу ниже.
Биологическая роль углеводов
общая формула CnH2nOn
| | | |Какие белки-ферменты и |
|Углеводы |Где |Биологическая |белки-гормоны действуют |
| |содержатся |роль |на углеводы |
|Моносахариды: | | | |
|Глюкоза |В клетках |Источник |Ферменты клеточных |
| | |энергии |мембран |
|Рибоза |В сотаве |Входит в |Фермент рибонуклеаза |
| |нуклеиновых |структуру гена | |
| |кислот | | |
|Дисахариды: | | | |
|Свекловичный |В клетках |Источник |Ферменты кишечника |
|сахар |растений |энергии |человека и животных |
| | | | |
|Молочный сахар |В молоке |Источник |Ферменты сока |
| | |энергии |поджелудочной железы |
|Полисахариды: | | | |
|Крахмал |В клетках |Источник |Ферменты слюны, сока |
| |растений |энергии |поджелудочной железы |
|Гликоген |В клетках |Источник |Белок-гормон инсулин |
| |печени |энергии | |
Моносахариды - это твердые бесцветные кристаллические вещества,
которые хорошо растворяются в воде и очень плохо (или совсем не)
растворяются в органических растворителях. Среди моносахаридов различают
триозы, тетрозы, пентозы и гексозы. Среди олигосахаридов наиболее
распространенными являются дисахариды (мальтоза, лактоза, сахароза).
Полисахариды наиболее часто встречаются в природе (целлюлоза, крахмал,
хитин, гликоген). Их мономерами являются молекулы глюкозы. В воде
растворяются частично, набухая образуют коллоидные растворы.
Белки - непериодические полимеры, мономерами которых являются
аминокислоты. В состав всех белков входят атомы углерода, водорода,
кислорода, азота. Во многие белки, кроме того, входят атомы серы. Есть
белки, в состав которых входят также атомы металлов - железа, цинка, меди.
Наличие кислотной и основной групп обусловливает высокую реактивность
аминокислот. Из аминогруппы одной аминокислоты и карбоксила другой
выделяется молекула воды, а освободившиеся электроны образуют пептидную
связь: CO-NN (ее открыл в 1888 году профессор А. Я. Данилевский), поэтому
белки называют полипептидами. Молекулы белков - макромолекулы. Известно
много аминокислот. Но в качестве мономеров любых природных белков -
животных, растительных, микробных, вирусных - известно только 20
аминокислот. Они получили название "волшебных". Тот факт, что белки всех
организмов построены из одних и тех же аминокислот - еще одно
доказательство единства живого мира на Земле.
Двадцать аминокислот, входящих в состав природных
белков
("волшебные" аминокислоты)
|Аминокислота |Сокращенное |Аминокислота |Сокращенное |
| |название | |название |
|Аланин |Ала |Лейцин |Лей |
|Аргинин |Арг |Лизин |Лиз |
|Аспарагин |Асн |Метионин |Мет |
|Аспарагиновая кислота|Асп |Пролин |Про |
| |Вал |Серин |Сер |
|Валин |Гис |Тирозин |Тир |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
