Хімічний склад живого. Вода і мінеральні речовини

Живі тіла природи складаються з неорганічних і органічних речовин. До перших відносять воду і мінеральні речовини. Основну масу органічних речовин складають чотири класи хімічних сполук – ліпіди, вуглеводи, білки і нуклеїнові кислоти.

Хімічний склад живого. Всі організми мають подібний хімічний склад. У них зустрічається близько 60 елементів періодичної системи Д.І. Менделєєва. Однак, якщо порівняти кількісний вміст цих елементів у живій і неживій природі, то воно істотно розрізняється. У земній корі на частку кисню і кремнію припадає 75% від загальної маси елементів. Основу живого становлять чотири елементи – кисень, вуглець, водень і азот, на частку яких припадає близько 95% (рис. 11).

В організмах найбільш поширені 20 хімічних елементів, які називають елементами-біогенами. До них відносять водень, кисень, вуглець, азот, сірку, фосфор, кальцій, магній, натрій, калій, хлор, залізо. Їх вміст у різних організмах коливається від 2 до 0,01%. > Багато елементів зустрічаються в живій природі в микроколичествах. До них відносять йод, фтор, бром, цинк, мідь, марганець і багато інших.

Вода. Найпоширенішим речовиною в живих тілах природи є вода. Її вміст коливається від 60 до 98% від загальної маси, що залежить від типу клітин, тканин і організмів (рис. 12).

Біологічне значення води пов’язане з її властивостями: полярністю і здатністю молекул утворювати водневі зв’язки, великим поверхневим натягом і високими температурами плавлення і кипіння (рис. 13,1).

Наявністю водневих зв’язків пояснюється і той факт, що при звичайних умовах вода – рідина. Завдяки водневим зв’язкам при замерзанні близько ОС відстань між молекулами води злегка збільшується. В результаті щільність льоду зменшується, і він виявляється легше, ніж рідка вода. Перетворюючись на лід в живих клітинах і збільшуючись в обсязі, вода може розірвати їх стінки і зруйнувати клітини.

З водневими зв’язками пов’язано і високий поверхневий натяг води. Вода здатна злипатися і з іншими речовинами, чим пояснюються її капілярні властивості (рис. 13, 2).

Вода має високу теплопровідність. Завдяки цій властивості тепло швидко і рівномірно розподіляється по всьому об’єму води, що знаходиться в живих клітинах, запобігаючи перегрів в окремих місцях. При випаровуванні води відбувається істотне охолодження поверхні, з якою вона випаровується. Участь у терморегуляції організмів – ще одна біологічна функція води.

Вода – універсальний розчинник. Розчинні у воді речовини називають гідрофільними (від грец. Гідор – вода, філе – люблю). Неполярні речовини, наприклад бензин, жири, масла, у воді нерозчинні. Такі речовини називають гідрофобними (від грец. Гідор – вода, Фобос – страх, боязнь).

Вода служить каталізатором (прискорювачем) багатьох реакцій і середовищем, де протікають всі хімічні реакції живого. Водні розчини речовин утворюють внутрішнє середовище клеткі.С водою пов’язаний і тпургор (від лат. Турге ре – бути набряклим, наповненим) клітини, т. Е. Напружений стан клітинної мембрани, створюване тиском внутрішньоклітинної рідини, яка на 70- 90% складається з води . Всі властивості й біологічні функції води мають важливе значення для життя на Землі.

Мінеральні речовини. Ці речовини в клітинах присутні у вигляді іонів або твердих нерозчинних солей. Вони створюють кислу або лужну реакцію середовища в клітинах, входять до складу деяких структур і впливають на протікання в живому різних процесів. Так, іони кальцію (Са2) в рослинах входять до складу оболонок клітин, у тварин – до складу кісток і зубів (рис. 14), впливають на згортання крові. Іони калію (К) і натрію (Na ~) сприяють проведенню нервових імпульсів, активізують діяльність ферментів, впливають на ріст рослин. Іони хлору (О) входять до складу шлункового соку. Іони магнію (Mg2) містяться в молекулах хлорофілу. Йод є компонентом гормону щитовидної залози – тироксину. Він впливає на обмін речовин в організмі. Іони заліза (Fe2) входять до складу гемоглобіну і беруть участь у перенесенні кисню. Мідь, марганець, бор беруть участь у процесах кровотворення, фотосинтезу, підвищують врожайність і впливають на ростові процеси рослин. Фтор входить до складу емалі зубів, при його недоліку розвивається карієс, а при надлишку – флюороз – розм’якшення кісткової тканини. Іони молібдену, хрому, кобальту, цинку активізують роботу ферментів, впливають на обмін речовин. При нестачі цих елементів можуть порушуватися процеси життєдіяльності організмів.

Посилання на основну публікацію