Реферати » Реферати по біології » Хімічний склад органічних речовин

Хімічний склад органічних речовин

Клітина є складною саморегулюючою системою, в якій одночасно і в певній послідовності відбуваються сотні хімічних реакцій, спрямованих на підтримання її життєдіяльності, зростання і розвиток. Безпосередній обмін речовин і енергією з навколишнім середовищем з метою збереження складної структурної впорядкованості також є найважливішим властивістю живої клітини. З існуючих в природі 105 хімічних елементів активну участь в процесах життєдіяльності приймає менше їх половини. Найбільше значення мають десять елементів: азот, водень, вуглець, кисень, фосфор, сірка, натрій, калій, кальцій, магній - з яких побудовано основні структурні та функціональні компоненти клітини.

I. Неорганічні сполуки.

1.Вода, її властивості і значення для біологічних процесів.

Вода - універсальний розчинник. Вона має високу теплоємність і одночасно високу для рідин теплопровідність. Ці властивості роблять воду ідеальної рідиною для подержания теплового рівноваги організму.

Завдяки полярності своїх молекул вода виступає в ролі стабілізатора структури.

Вода - джерело кисню і водню, вона є основним середовищем де протікають біохімічні і хімічні реакції, найважливішим реагентом і продуктом біохімічних реакцій.

Для води характерна повна прозорість у видимому ділянці спектра, що має значення для процесу фотосинтезу, транспірації.

Вода практично не стискається, що дуже важливо для додання форми органам, створення тургору і забезпечення певного становища органів і частин організму в просторі.

Завдяки воді можливе здійснення осмотических реакцій в живих клітинах.

Вода - основний засіб пересування речовин в організмі (кровообіг, висхідний і спадний струми розчинів по тілу рослини і т.д.).

2. Мінеральні речовини.

У складі живих організмів сучасними методами хімічного аналізу виявлено 80 елементів періодичної системи. За кількісним складом їх поділяють на три основні групи.

Макроелементи складають основну масу органічних і неорганічних сполук, концентрація їх коливається від 60% до 0.001% маси тіла
(кисень, водень, вуглець, азот, сірка, магній , калій, натрій, залізо та ін.).

Мікроелементи - переважно іони важких металів. Містяться в організмах у кількості 0.001% - 0.000001% (марганець, бор, мідь, молібден, цинк, йод, бром).

Концентрація ультрамікроелементов не перевищує 0.000001%.
Фізіологічна роль їх в організмах повністю ще не з'ясована. До цієї групи належать уран, радій, золото, ртуть, цезій, селен і багато інших рідкісних елементів.

Основну масу тканин живих організмів, що населяють Землю становлять органогенні елементи: кисень, вуглець, водень і азот, з яких переважно побудовані органічні сполуки - білки, жири, вуглеводи.

II. Роль і функція окремих елементів.

Азот у автотрофні рослин є вихідним продуктом азотного і білкового обміну. Атоми Азот входить до складу багатьох інших небілкових, проте найважливіших сполук: пігментів (хлорофіл, гемоглобін), нуклеїнових кислот, вітамінів.

Фосфор входить до складу багатьох життєво важливих сполук. Фосфор входить до складу АМФ, АДФ, АТФ, нуклеотидів, фосфосфорілірованних сахаридов, деяких ферментів. Багато організми містять фосфор в мінеральної формі (розчинні фосфати клітинного соку, фосфати кісткової тканини).

Після відмирання організмів фосфорні сполуки минерализуются.
Завдяки кореневим виділенням, діяльності грунтових бактерій здійснюється розчинення фосфатів, що робить можливим засвоєння фосфору рослинними, а потім і тваринами організмами.

Сірка бере участь в побудові серусодержащих амінокислот (цистину, цистеїну), входить до складу вітаміну B1 і деяких ферментів. Особливо велике значення має сірка і її сполуки для хемосинтезуючих бактерій.
Сполуки сірки утворюються в печінці як продукти знезараження отруйних речовин.

Калій міститься в клітинах тільки у вигляді іонів. Завдяки калію цитоплазма має певні колоїдні властивості; калій активує ферменти білкового синтезу обумовлює нормальний ритм серцевої діяльності, бере участь у генерації біоелектричних потенціалів, в процесах фотосинтезу.

Натрій (міститься в іонної формі) становить значну частину мінеральних речовин крові і завдяки цьому відіграє важливу роль в регуляції водного обміну організму. Іони натрію сприяють поляризації клітинної мембрани; нормальний ритм серцевої діяльності залежить від наявності в живильному середовищі в необхідній кількості солей натрію, калію, а також кальцію.

Кальцій в іонному стані є антагоністом калію. Він входить до складу мембранних структур, у вигляді солей пектинових речовин склеює рослинні клітини. У рослинних клітинах часто міститься у вигляді простих, ігловідних або зрощених кристалів оксалату кальцію.

Магній міститься в клітинах в певному співвідношенні з кальцієм. Він входить до складу молекули хлорофілу, активує енергетичний обмін і синтез ДНК.

Залізо є складовою частиною молекули гемоглобіну. Воно бере участь в біосинтезі хлорофілу, тому при нестачі заліза в грунті у рослин розвивається хлороз. Основна роль заліза - участь у процесах дихання, фотосинтезу шляхом перенесення електронів у складі окисних ферментів
- каталази, ферредоксина. Певний запас заліза в організмі тварин і людини зберігається в желесодержащем білці ферритине, що міститься в печінці, селезінці.

Мідь зустрічається в організмах тварин і рослин, де вона грає важливу роль. Мідь входить до складу деяких ферментів (оксидаз).
Встановлено значення міді для процесів кровотворення, синтезу гемоглобіну і цитохромов.

Щодоби в організм людини з їжею надходить 2 мг міді. У рослин мідь входить до складу багатьох ферментів, які беруть участь в темнових реакціях фотосинтезу та інших біосинтезу. У хворих недоліком міді тварин спостерігається анемія, втрата апетиту, захворювання серця.

Марганець - мікроелемент, при недостатній кількості якого у рослин виникає хлороз. Велика роль належить марганцеві та в процесах відновлення нітратів в рослинах.

Цинк входить до складу деяких ферментів, які активізують розщеплення вугільної кислоти.

Бор впливає на ростові процеси, особливо рослинних організмів. За відсутності в грунті цього мікроелемента у рослин відмирають проводять тканини, квітки і зав'язь.

За відсутності в грунті молібдену бульбочкові бактерії не оселяються на коренях бобових, сповільнюється біосинтез білка, азотне живлення рослин.
Цей мікроелемент підвищує стійкість рослин проти грибів-паразитів.

Останнім часом мікроелементи досить широко застосовуються в рослинництві (передпосівна обробка насіння), у тваринництві (мікроелементні добавки до корму).

Інші неорганічні компоненти клітини найчастіше перебувають у вигляді солей, диссоційованих в розчині на іони, або в нерозчинених стані
(солі фосфору кісткової тканини, вапняні або кремнієві панцири губок , коралів, діатомових водоростей та ін.).

III. Органічні сполуки.

Вуглеводи (цукориди). Молекули цих речовин побудовані всього з трьох елементів - вуглецю, кисню і водню. Вуглеці є основним джерелом енергії для живих організмів. Крім того, вони забезпечують організми сполуками, які використовуються надалі для синтезу інших сполук.

Найбільш відомими і поширеними вуглеводами є розчинені у воді моно-і дисахариди. Вони кристалізуються, солодкі на смак.

Моносахариди (монози) - сполуки, які не можуть гидролизоваться. Цукориди можуть полимеризоваться, утворюючи більш високомолекулярні сполуки - ді-, три, і полісахариди.

Олігосахариди. Молекули цих сполук побудовані з 2 - 4 молекул моносахаридів. Ці сполуки також можуть кристалізуватися, легко розчиняються у воді, солодкі на смак і мають постійну молекулярну масу.
Прикладом олигосахаридов можуть бути дисахариди сахароза, мальтоза, лактоза, тетрасахарід стахиоза та ін.

Полісахариди (поліози) - нерозчинні компоненти (утворюють колоїдний розчин), що не мають солодкого смаку, Як і попередня група вуглеводів здатні гидролизоваться (Арабаев, ксилан, крохмаль, глікоген).
Основна функція цих сполук - зв'язування, склеювання клітин сполучної тканини, захист клітин від несприятливих факторів.

Ліпіди - група сполук, які містяться у всіх живих клітинах, вони нерозчинні у воді. Структурними одиницями молекул ліпідів можуть бути або прості вуглеводневі ланцюги, або залишки складних циклічних молекул.

Залежно від хімічної природи ліпіди поділяють на жири і липоиди.

Жири (тригліцериди, нейтральні жири) є основною групою ліпідів. Вони являють собою складні ефіри трьохатомної спирту гліцерину і жирних кислот або суміш вільних жирних кислот і тригліцеридів.

Зустрічаються в живих клітинах і вільні жирні кислоти: пальмітинова, стеаринова, рициновою.

Ліпоїдами - жироподібні речовини. Мають велике значення, оскільки завдяки своїй будові утворюють чітко орієнтовані молекулярні шари, а упорядочённое розташування гідрофільних і гідрофобних кінців молекул має першочергове значення для формування мембранних структур з виборчою проникністю.

Ферменти. Це біологічні каталізатори білкової природи, здатні прискорювати біохімічні реакції. Ферменти не руйнуються в процесі біохімічних перетворень, тому порівняно невелика їх кількості каталізують реакції великої кількості речовини. Характерною відмінністю ферментів від хімічних каталізаторів є їх здатність прискорювати реакції при звичайних умовах.

За хімічною природою ферменти діляться на дві групи - однокомпонентні (що складаються тільки з білка, їх активність обумовлена ??активним центром - специфічної групи амінокислот в білкової молекулі (пепсин, трипсин)) і двокомпонентні (що складаються з білка ( апофермента - носія білка) і білкового компонента (коферментом), причому хімічна природа коферментів буває різною, так як вони можуть складатися з органічних (багато вітаміни, НАД, НАДФ) або неорганічних (атоми металів: заліза, магнію, цинку)).

Функція ферментів полягає в зниженні енергії активації, тобто в зниженні рівня енергії, необхідної для додання реакційної здатності молекулі.

Сучасна класифікація ферментів грунтується на типах каталізуються ними хімічних реакцій. Ферменти гідролази прискорюють реакцію розщеплення

Сторінки: 1 2

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар