§ 1  Химический состав клетки

На атомном уровне организации материи не существует принципиальных различий в телах живой и неживой природы. Однако соотношение разных химических элементов в составе живых организмов и земной коры сильно отличается. Например, земная кора на 90% состоит из кислорода, кремния, алюминия и натрия, а в клетках живых организмах почти 95% приходится на долю углерода, водорода, кислорода и азота.

Теперь рассмотрим химический состав клетки.В него входит более 60 химических элементов периодической системы Д.И.Менделеева, из которых и состоят органические и неорганические вещества клетки.

К неорганическим веществам относятся вода и минеральные соли, из которых воде принадлежит примерно 80% от массы клетки.

Вода является универсальным растворителем и благодаря этому свойству все реакции в клетке протекают в водных растворах. Она также обеспечивает перенос необходимых веществ и выделение конечных продуктов распада. Вода является хорошим терморегулятором.Как химическое вещество, вода участвует в реакциях гидролиза.

Минеральные соли содержатся в клетке в виде ионов в ничтожно малых количествах (от 1 до 1,5 %). Ионы минеральных солей входят в состав сложных биологически активных веществ, например, железо – в состав гемоглобина, а йод – в состав гормона щитовидной железы – тироксина.

Нерастворимые минеральные соли входят в состав костей и зубов.

Органические веществаклетки – это белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и АТФ.

Белки составляют от 10 до 20 % от массы клетки и выполняют следующие функции:

· строительную, так как входят в состав всех клеточных структур;

· каталитическую, поскольку белки-ферменты катализируют (ускоряют) протекание всех химических реакций в организме;

· защитную, ее выполняют белки, входящие в состав иммуноглобулинов (антител) крови, обеспечивающие иммунную защиту организма;

· двигательную функцию, которая осуществляется благодаря белкам: актину и миозину, входящих в состав мышечного волокна;

· транспортную, так как некоторые белки способны присоединять и переносить различные вещества. Например, гемоглобин, осуществляют перенос кислорода и углекислого газа.

Энергетическая функция белков обусловлена тем, что иногда клетка использует их в качестве источника энергии. При распаде 1 грамма белка образуется 17,6 кДж энергии.

Помимо перечисленного, белки также выполняют регуляторную, информационную и некоторые другие функции.

Жиры (липиды) в клетке занимают от 1 до 5 %. Они в составе фосфолипидов образуют клеточные мембраны, то есть выполняют строительную функцию.Липиды являются источником энергии, при распаде 1 грамма жира образуется 38,6 кДж энергии. Они накапливаются в жировой ткани, которая, располагаясь вокруг внутренних органов, защищает их от механических воздействий.Жир подкожной жировой клетчатки выполняет терморегуляторную функцию.

Углеводы составляют от 0,2 до 2% в клетке и являются источником энергии, при расщеплении одного грамма глюкозы образуется 17,6 кДж энергии. Наряду с белками и липидами углеводы входят в состав всех клеточных структур, то есть выполняют строительную функцию.

Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) обеспечивают хранение и передачу наследственной информации, а также участвуют в синтезе белка. В клетке они составляют от 1 до 2 %.

АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) – является энергетически богатым веществом и обеспечивает клетке запас энергии.

Во всех клетках живых организмов непрерывно идут процессы обмена веществ.