1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Неорганічні речовини і їх роль у клітині

Неорганічні речовини і їх роль у клітині

Вода

З неорганічних речовин, що входять до складу клітини, найважливішим є вода. Кількість її становить від 60 до 95% загальної маси клітини. Вода грає найважливішу роль у житті клітин і живих організмів у цілому. Крім того що вона входить до їх складу, для багатьох організмів це ще і середовище існування.

Роль води в клітині визначається її унікальними хімічними і фізичними властивостями, пов’язаними головним чином з малими розмірами молекул, з полярністю її молекул і з їх здатністю утворювати один з одним водневі зв’язки.

Вода як компонент біологічних систем виконує такі найважливіші функції:

  • Вода – універсальний розчинник для полярних речовин, наприклад солей, цукрів, спиртів, кислот та ін. Речовини, добре розчинні у воді, називаються гідрофільними. Коли речовина переходить в розчин, її молекули або іони отримують можливість рухатися більш вільно; відповідно зростає реакційна здатність речовини.
  • Саме з цієї причини більшість хімічних реакцій у клітині протікає у водних розчинах.
  • Її молекули беруть участь у багатьох хімічних реакціях, наприклад при утворенні або гідролізі полімерів.
  • У процесі фотосинтезу вода є донором електронів, джерелом іонів водню і вільного кисню.
  • Неполярні речовини вода не розчиняє і не змішується з ними, оскільки не може утворювати з ними водневі зв’язки. Нерозчинні у воді речовини називаються гідрофобними.
  • Гідрофобні молекули або їх частини відштовхуються водою, а в її присутності притягуються один до одного.

Такі взаємодії відіграють важливу роль у забезпеченні стабільності мембран, а також багатьох білкових молекул, нуклеїнових кислот і ряду субклітинних структур.

Вода має високу питому теплоємність.

Для розриву водневих зв’язків, що утримують молекули води, потрібно поглинути велику кількість енергії. Ця властивість забезпечує підтримку теплового балансу організму при значних перепадах температури в навколишньому середовищі. Крім того, вода відрізняється високою теплопровідністю, що дозволяє організму підтримувати однакову температуру у всьому його обсязі.

Вода характеризується високою теплотою пароутворення, тобто здатністю молекул відносити з собою значну кількість тепла при одночасному охолодженні організму. Завдяки цій властивості води, що проявляється при потовиділенні у ссавців, теплової задишці у крокодилів та інших тварин, транспірації у рослин, запобігає їх перегрів.

Для води характерно виключно високе поверхневе натягнення.

Ця властивість має дуже важливе значення для адсорбційних процесів, для пересування розчинів по тканинах (кровообіг, висхідний і спадний струми в рослинах).

Багатьом дрібним організмам поверхневий натяг дозволяє утримуватися на воді або ковзати по її поверхні.
Вода забезпечує пересування речовин у клітині і організмі, поглинання речовин і виведення продуктів метаболізму.

У рослин вода визначає тургор клітин, а у деяких тварин виконує опорні функції, будучи гідростатичним скелетом:

  • круглі і кільчасті черв’яки;
  • голкошкірі.

Вода – складова частина змащувальних рідин (синовіальної – в суглобах хребетних, плевральної – в плевральній порожнині, перикардіальної – в навколосерцевій сумці) і слизів (полегшують пересування речовин по кишечнику, створюють вологе середовище на слизових оболонках дихальних шляхів). Вона входить до складу слини, жовчі, сліз, сперми та ін.

Мінеральні солі

Неорганічні речовини у клітині, крім води, предтавлені мінеральними солями. Молекули солей у водному розчині розпадаються на катіони й аніони. Найбільше значення мають

  • катіони (К+, Na+, Са2+, Mg+, NH4+);
  • аніони (С1, Н2РО4, НРО42-, НСО3 -, NO32-, SO42-).

Істотним є не тільки зміст, але і співвідношення іонів в клітині.

Різниця між кількістю катіонів та аніонів на поверхні і всередині клітини забезпечує виникнення потенціалу дії, що лежить в основі виникнення нервового і м’язового збудження. Різницею концентрації іонів по різні сторони мембрани обумовлене активне перенесення речовин через мембрану, а також перетворення енергії.

  • Аніони фосфорної кислоти створюють фосфатну буферну систему, що підтримує рН внутрішньоклітинного середовища організму на рівні 6,9;
  • Вугільна кислота та її аніони формують бікарбонатну буферну систему, що підтримує рН позаклітинного середовища (плазма крові) на рівні 7,4;
  • Деякі іони беруть участь в активації ферментів, створенні осмотичного тиску в клітині, у процесах м’язового скорочення, згортання крові та ін.

Ряд катіонів та аніонів необхідний для синтезу важливих органічних речовин (наприклад, фосфоліпідів, АТФ, нуклеотидів, гемоглобіну, гемоціаніну, хлорофілу і ін.), а також амінокислот, будучи джерелами атомів азоту і сірки.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Фізіологічні системи