Состав веществ клетки

Следует различать вещества и химические элементы. Например, кислород как вещество представляет собой молекулу, состоящую из двух атомов химического элемента кислорода. Вода — это вещество, молекула которого состоит из одного атома химического элемента кислорода и двух атомов химического элемента водорода. Химические элементы образуют вещества, входят в их состав. Они как кирпичики, из которых собираются те или иные конструкции.

Можно сказать, что клетки живых организмов по составу химических элементов не отличаются от объектов неживой природы. В них нет никаких уникальных химических элементов, которые бы не встречались в неживой природе. Однако пропорции содержания определенных элементов в живых клетках отличаются от их содержания в неживой природе. Так в клетках много следующих химических элементов: кислород, углерод, водород, азот. Эти четыре химических элемента составляют почти всю массу клетки. Такие химические элементы как кальций, калий, натрий, магний, фосфор, сера, хлор все вместе составляют около 1% массы клеток. В каких-то клетках чуть больше, в каких-то чуть меньше. В состав клеток входят и другие химические элементы, но в очень незначительных количествах.

Другое дело — это вещества, входящие в состав клеток. Среди них есть как уникальные для живой природы, так и неуникальные, встречающиеся и в неживой природе. Те вещества, которые характерны почти исключительно для живых организмов, называются органическими веществами. Те вещества, которые обычны для неживой природы, называются неорганическими веществами. Неорганические вещества также называют еще минеральными.

Чем же отличаются органические вещества от неорганических? Органические вещества преимущественно составляют как раз те четыре элемента, которые преобладают в клетках живых организмов. Это углерод, кислород, водород и азот. В состав органических веществ могут входить и другие химические элементы, но в очень маленьких количествах. Другим важным отличием органических веществ от неорганических является их сложность. Обычно молекулы органических веществ больше, в их состав входит по количеству больше атомов (например, много атомов углерода и водорода), они имеют более сложное строение. В неживой природе таких сложных веществ почти не бывает.

Какие же органические вещества входят в состав клетки? Их много, но основную массу составляют белки, жиры и углеводы. Кроме того, очень важное значение для живых организмов имеют так называемые нуклеиновые кислоты. Они содержат всю наследственную информацию организма, которая определяет, как организм должен быть построен, и как он должен жить. Эта информация передается из поколения в поколение.

Структурную основу молекул органических веществ составляют атомы углерода. Углерод — уникальный химический элемент в том смысле, что способен образовывать длинные разнообразные цепи. К этим углеродным цепям «крепятся» атомы других химических элементов. Именно поэтому органические молекулы могут быть сложными. Можно сказать, что такая способность химического элемента углерода лежит в основе возникновения жизни на Земле.

Белки в живых клетках в основном выполняют структурную функцию, т. к. они входят в состав многих клеточных органелл. Также очень важны белки-ферменты, которые обеспечивают протекание биохимических реакций в клетках.

Углеводы в живых клетках в основном выполняют энергетическую функцию. При расщеплении углеводов образуется энергия, благодаря которой организм может жить. Также углеводы выполняют структурную и запасающую функции. Наиболее всем известный углевод — это сахар. Если в организм поступает слишком много углеводов, то они не расщепляется с высвобождением энергии, а откладываются «про запас».

Жиры в живых клетках в основном выполняют запасающую функцию. Также некоторые жиры важны для протекания биохимических процессов в клетках.

Какие же неорганические вещества входят в состав клетки? Самое главное неорганическое вещество для жизни — это вода. Если бы на планете Земля не было воды, то жизнь бы не возникла. Вода — это основная среда для протекания химических реакция. А в живых организмах химические реакции идут очень интенсивно. Можно сказать, что жизнь — это сложные многочисленные химические реакции, которые «описаны» в наследственной информации организма и выполняются в нем.

Вода может составлять более 90% от массы клеток. Чем ее больше, тем интенсивнее идут реакции.

Другими неорганическими веществами в клетках являются минеральные соли. На самом деле минеральные соли в клетках распадаются (диссоциируют) на ионы. Минеральные соли состоят из ионов металлов и ионов кислотных остатков. На эти части соли и диссоциируют. Ионы металлов отличаются от атомов металлов тем, что являются электрически заряженными. Ионы металлов имеют положительный заряд, а ионы кислотных остатков — отрицательный. В состав кислотных остатков могут входить несколько химических элементов, в этом случае одним из элементов является кислород.

Содержание растворенных минеральных солей в клетках около 1%. Несмотря на это, они имеют важное значение, т. к. необходимы для синтеза органических веществ. При недостатке тех или иных металлов (калия, кальция, железа и др.) или неметаллов (серы, фосфора и др.), входящих в состав минеральных солей, организм начинает заболевать, так как нарушаются его процессы жизнедеятельности.