|
Простейшие, бактерии,
многие грибы и водоросли представляют собой отдельно существующие друг от
друга клетки. Тело всех многоклеточных организмов — растений, грибов и
животных — построено из большего или меньшего числа клеток, которые являются
элементарными структурами, составляющими сложный организм. Независимо от того,
представляет собой клетка целостную живую систему или ее часть, она имеет
набор признаков и свойств, общих для всех клеток.
ХИМИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КЛЕТКИ
В состав клетки входит около 70 химических элементов
периодической системы Д. И. Менделеева. Все эти элементы встречаются и в
неживой природе, что служит одним из доказательств общности живой и неживой
природы. Однако соотношение химических элементов в живых телах иное, чем в
объектах неодушевленной природы.
В земной коре наиболее распространены кремний,
алюминий, кислород и натрий (около 90 %).
В живых организмах около 98 % массы составляют четыре
элемента: водород, кислород, углерод и азот. Такое различие обусловлено
особенностями химических свойств перечисленных элементов, вследствие чего они
оказались наиболее подходящими для формирования молекул, выполняющих
биологические функции. Водород, кислород, углерод и азот способны
образовывать прочные ковалентные связи посредством спаривания электронов,
принадлежащих двум атомам. Кислород, углерод и азот образуют и одинарные, и
двойные связи, благодаря чему получаются самые разнообразные химические
соединения.
Особенно важна способ ность атомов углерода
взаимодействовать друг с другом путем возникновения ковалентных
углерод-углеродных связей. Каждый углеродный атом может установить
ковалентные связи с четырьмя атомами углерода. Кова- лентно связанные атомы
углерода могут формировать каркасы бесчисленного множества различных
органических молекул. Поскольку атомы углерода легко вступают в ковалентные
связи с кислородом, азотом и серой, органические молекулы достигают
исключительной сложности и разнообразия строения.
Кроме четырех основных элементов в клетке в заметных
количествах (десятые и сотые доли процента) содержатся натрий, калий,
кальций, хлор, фосфор, сера, железо, магний. Каждый из них выполняет важную
функцию в клетке. Например, ионы Na+, К+ и С1~ обеспечивают проницаемость
клеточных мембран для различных веществ и проведение импульса по нервному
волокну. Кальций и фосфор участвуют в формировании костной ткани, обеспечивая
прочность кости.
Кроме того, кальций — один из факторов, влияющих на
процесс свертывания крови. Железо входит в состав гемоглобина — белка
эритроцитов, связывающего кислород. Магний в клетках зеленых растений —
компонент хлорофилла — пигмента, обеспечивающего преобразование солнечной
энергии в энергию химических связей (фотосинтез), в клетках животных
находится в составе ряда ферментов.
Остальные элементы (цинк, медь, йод, фтор и др.)
содержатся в живых организмах в очень малых количествах — в общей сложности
до 0,02 %. Они встречаются главным образом в специализированных клетках, где
участвуют в образовании биологически активных веществ.
Так, цинк входит в молекулу гормона поджелудочной железы
инсулина, регулирующего углеводный обмен, йод — компонент гормона щитовидной
железы тироксина, регулирующего интенсивность обмена веществ и рост организма
в процессе развития.
Все химические элементы находятся в организме либо в виде
ионов, либо входят в состав тех или иных соединений — молекул неорганических
и органических веществ ( 1).
|
