Substancje organiczne i nieorganiczne. Nieorganiczna materia komórkowa

Po raz pierwszy arabski naukowiec Abu Bakr al-Razi sklasyfikował chemikalia pod koniec IX wieku. On, w oparciu o pochodzenie substancji, podzielił je na trzy grupy. W pierwszej grupie zajął miejsce minerału, w drugim - w roślinie, aw trzecim - w materii zwierzęcej.

Ta klasyfikacja miała istnieć prawie całe tysiąclecie. Dopiero w XIX wieku z tych grup tworzyły się dwie substancje organiczne i nieorganiczne. Chemikalia obu typów budowane są dzięki dziewięćdziesięciu elementom wymienionym w tabeli DI Mendelejewa.

Grupa nieorganiczna

Wśród związków nieorganicznych są substancje proste i złożone. Grupa prostych substancji łączy w sobie metale, niemetale i gazy szlachetne. Substancje kompleksowe to tlenki, wodorotlenki, kwasy i sole. Wszystkie substancje nieorganiczne mogą być zbudowane z dowolnych pierwiastków chemicznych.

Grupa substancji organicznych

Skład wszystkich związki organiczne węgiel i wodór są koniecznie uwzględnione (to jest ich zasadnicza różnica od substancje mineralne). Substancje, utworzone przez C i H nazywane są węglowodorami - najprostszymi związkami organicznymi. Skład pochodnych węglowodorowych stanowi azot i tlen. One z kolei są sklasyfikowane jako związki zawierające tlen i azot.

Grupa substancji zawierających tlen reprezentowana jest przez alkohole i etery, aldehydy i ketony, kwasy karboksylowe, tłuszcze, woski i węglowodany. Aminy, aminokwasy, związki nitro i białka są wymienione jako związki zawierające azot. W substancjach heterocyklicznych pozycja jest dwojakiego rodzaju - w zależności od struktury może się również odnosić do tego i do innego rodzaju węglowodorów.

Chemikalia komórkowe

Istnienie komórek jest możliwe, jeśli zawierają one substancje organiczne i nieorganiczne. Umierają, gdy nie ma wody, sole mineralne. Komórki umierają, jeśli są bardzo zubożone kwasy nukleinowe tłuszcze, węglowodany i białka.

Są zdolne do normalnego życia, jeśli zawierają kilka tysięcy związków o charakterze organicznym i nieorganicznym, zdolnych do wejścia w wiele różnych reakcji chemicznych. Procesy biochemiczne w komórce są podstawą jej aktywności życiowej, prawidłowego rozwoju i funkcjonowania.

Pierwiastki chemiczne, które nasycają komórkę

Komórki żywych układów zawierają grupy pierwiastków chemicznych. Są wzbogacone o makro, mikro i ultramikroelementy.

• Makroskładniki to przede wszystkim węgiel, wodór, tlen i azot. Te nieorganiczne substancje w komórce tworzą prawie wszystkie jego związki organiczne. A także ważne elementy są do nich dodawane. Komórka nie może żyć i rozwijać się bez wapnia, fosforu, siarki, potasu, chloru, sodu, magnezu i żelaza.
• Grupa pierwiastków śladowych utworzonych z cynku, chromu, kobaltu i miedzi.
• Ultramicroelements - kolejna grupa reprezentująca najważniejsze nieorganiczne substancje w komórce. Grupa składa się ze złota i srebra, które mają działanie bakteriobójcze, z rtęcią, która zapobiega ponownemu wchłanianiu wody, wypełnia kanaliki nerkowe i wpływa na enzymy. Obejmuje również platynę i cez. Pewna rola w nim jest przypisana selenowi, którego niedobór prowadzi do różnych typów raka.

Woda w komórce

Znaczenie wody rozprowadzanej do substancji ziemskiej dla życia komórki jest niezaprzeczalne. Rozpuszcza wiele substancji organicznych i nieorganicznych. Woda jest żyznym środowiskiem, w którym zachodzi niewiarygodna liczba reakcji chemicznych. Jest w stanie rozpuścić rozkład i wymienić produkty. Dzięki niej z celi opuszczają się żużle i toksyny.

Ciecz ta jest wyposażona w wysoką przewodność cieplną. Pozwala to na równomierne rozprowadzanie ciepła przez tkanki ciała. Ma znaczną pojemność cieplną (zdolność do pochłaniania ciepła, gdy jego własna temperatura zmienia się minimalnie). Ta zdolność nie pozwala na nagłe zmiany temperatury w komórce.

Woda ma ekstremalnie wysokie napięcie powierzchniowe. Dzięki niemu rozpuszczone substancje nieorganiczne, takie jak organiczne, łatwo przenikają przez tkanki. Wiele małych organizmów, wykorzystujących cechę napięcia powierzchniowego, utrzymuje się na powierzchni wody i swobodnie się po niej ślizga.

Turgor komórek roślinnych jest zależny od wody. To woda radzi sobie z funkcją wsparcia u niektórych gatunków zwierząt, a nie z żadnymi innymi substancjami nieorganicznymi. Biologia zidentyfikowała i zbadała zwierzęta za pomocą hydrostatycznych szkieletów. Należą do nich przedstawiciele szkarłupni, okrągłe i obrączkowane robaki meduzy i ukwiały.

Woda zawiera komórki płynów smarujących. Jest wypełniony komórkami śluzu, które ułatwiają przenikanie substancji przez przewód żołądkowo-jelitowy. Dzięki wodzie powstaje wilgotne środowisko w drogach oddechowych. Komórki śliny, żółci, łez i innych rzeczy są nasycone wodą.

Nasycenie komórek wodą

Komórki robocze są wypełnione wodą do 80% ich całkowitej objętości. Płyn znajduje się w nich w postaci wolnej i związanej. Cząsteczki białka są trwale połączone ze związaną wodą. Są otoczone przez skorupę wody, odizolowane od siebie.

Cząsteczki wody są polarne. Tworzą wiązania wodorowe. Ze względu na mostki wodorowe woda ma wysoką przewodność cieplną. Związana woda pozwala komórkom wytrzymać niższe temperatury. Udział darmowej wody wynosi 95%. Promuje rozpuszczanie substancji zaangażowanych w metabolizm komórkowy.

Wysoce aktywne komórki w tkance mózgowej zawierają do 85% wody. Komórki mięśniowe są w 70% nasycone wodą. Mniej aktywnych komórek, które tworzą tkankę tłuszczową, wystarczy 40% wody. Nie tylko rozpuszcza nieorganiczne chemikalia w żywych komórkach, jest kluczowym uczestnikiem w hydrolizie związków organicznych. Pod jego wpływem substancje organiczne, dzielone, zamieniają się w substancje pośrednie i końcowe.

Znaczenie soli mineralnych w komórce

Sole mineralne są reprezentowane w komórkach kationami potasu, sodu, wapnia, magnezu i anionów HPO ₄ ^2- , H ₂ PO ₄ ^- , Cl ^- , HCO ₃ ^- . Właściwe proporcje anionów i kationów tworzą kwasowość niezbędną do życia komórki. W wielu ogniwach utrzymuje się środowisko słabo zasadowe, które pozostaje praktycznie niezmienione i zapewnia ich stabilne funkcjonowanie.

Stężenie kationów i anionów w komórkach różni się od ich stosunku w przestrzeni międzykomórkowej. Powodem tego jest aktywna regulacja mająca na celu transport związków chemicznych. Taki przebieg procesów determinuje stałość związków chemicznych w żywych komórkach. Po śmierci komórki stężenie związków chemicznych w przestrzeni pozakomórkowej i cytoplazmie osiąga równowagę.

Substancje nieorganiczne w chemicznej organizacji komórek

W składzie chemicznym żywych komórek nie ma szczególnych cech charakterystycznych tylko dla nich. To decyduje o jedności składu chemicznego żywych i nieożywionych obiektów. Substancje nieorganiczne w komórce odgrywają ogromną rolę.

Siarka i azot pomagają tworzyć białka. Fosfor bierze udział w syntezie DNA i RNA. Magnez jest ważnym składnikiem enzymów i cząsteczek chlorofilu. Miedź jest potrzebna w enzymach oksydacyjnych. Żelazo - centrum cząsteczki hemoglobiny, cynk jest częścią hormonów wytwarzanych przez trzustkę.

Znaczenie związków nieorganicznych dla komórek

Związki azotu przekształcają białka, aminokwasy, DNA, RNA i ATP. W komórkach roślinnych jony amonowe i azotany w procesie reakcji redoks przekształcane są w NH2, stają się uczestnikami syntezy aminokwasów. Żywe organizmy wykorzystują aminokwasy do tworzenia własnych białek, niezbędnych do budowy ciał. Po śmierci organizmów, białka wlewają się do obiegu substancji, gdy ulegają rozkładowi, azot uwalnia się w wolnej postaci.

Substancje nieorganiczne zawierające potas pełnią rolę "pompy". Dzięki "pompie potasowej" substancje, które pilnie potrzebują, przenikają do komórek przez błonę. Związki potasowe prowadzą do aktywacji żywotnej aktywności komórek, dzięki czemu są przeprowadzane wzbudzenia i impulsy. Stężenie jonów potasu w komórkach jest bardzo wysokie w przeciwieństwie do środowiska. Jony potasu po śmierci żywych organizmów łatwo przechodzą w środowisko naturalne.

Substancje zawierające fosfor przyczyniają się do tworzenia struktur i tkanek błonowych. W ich obecności powstają enzymy i kwasy nukleinowe. Różne warstwy gleby nasycają się solami fosforu w różnym stopniu. Wydalanie korzeni roślin, rozpuszczanie fosforanów, asymilacja. Po wyginięciu organizmów, resztki fosforanowe ulegają mineralizacji, zamieniając się w sole.

Substancje nieorganiczne zawierające wapń sprzyjają powstawaniu substancji międzykomórkowych i kryształów w komórkach roślinnych. Wapń z nich przenika przez krew, regulując proces jej krzepnięcia. Dzięki niemu kości, muszle, wapienne szkielety, polipy koralowe w żywych organizmach. Komórki zawierają jony wapnia i kryształy jego soli.