Organické a anorganické látky. Anorganické látky buňky

Poprvé byly chemické látky klasifikovány na konci 9. století arabským vědcem Abú Bakrem al-Razím. Spoléhal se na původ látek a rozdělil je do tří skupin. V první skupině přidělil místo minerálním, ve druhé - rostlinné a ve třetí - živočišným látkám.

Tato klasifikace měla existovat téměř tisíciletí. Teprve v 19. století byly vytvořeny dvě z těchto skupin - organické a anorganické látky. Chemikálie obou typů jsou postaveny díky devadesáti prvkům obsaženým v tabulce DI Mendělejeva.

Skupina anorganických látek

Mezi anorganickými sloučeninami se rozlišují jednoduché a složité látky. Skupina jednoduchých látek kombinuje kovy, nekovy a vzácné plyny. Složité látky jsou zastoupeny oxidy, hydroxidy, kyselinami a solemi. Všechny anorganické látky mohou být vyrobeny z jakýchkoli chemických prvků.

Skupina organických látek

Složení všech organických sloučenin nutně zahrnuje uhlík a vodík (to je jejich zásadní rozdíl od minerálních látek). Látky tvořené C a H se nazývají uhlovodíky - nejjednodušší organické sloučeniny. Deriváty uhlovodíků obsahují dusík a kyslík. Na druhé straně jsou zařazeny do sloučenin obsahujících kyslík a dusík.

Skupinu látek obsahujících kyslík představují alkoholy a ethery, aldehydy a ketony, karboxylové kyseliny, tuky, vosky a sacharidy. Sloučeniny obsahující dusík zahrnují aminy, aminokyseliny, nitrosloučeniny a proteiny. U heterocyklických látek je poloha dvojí - v závislosti na struktuře se mohou vztahovat na oba typy uhlovodíků.

Buněčné chemikálie

Existence buněk je možná, pokud obsahují organické a anorganické látky. Umírají, když jim chybí voda, minerální soli. Buňky umírají, pokud jsou vážně vyčerpány v nukleových kyselinách, tucích, sacharidech a bílkovinách.

Jsou schopné normálního života, pokud obsahují několik tisíc sloučenin organické a anorganické povahy, schopné vstoupit do mnoha různých chemických reakcí. Biochemické procesy v buňce jsou základem její vitální aktivity, normálního vývoje a fungování.

Chemické prvky, které nasytí buňku

Buňky živých systémů obsahují skupiny chemických prvků. Jsou obohaceny o makro-, mikro- a ultra-mikroelementy.

• Makronutrienty jsou primárně zastoupeny uhlíkem, vodíkem, kyslíkem a dusíkem. Tyto anorganické látky buňky tvoří téměř všechny její organické sloučeniny. A také obsahují životně důležité prvky. Buňka není schopna žít a vyvíjet se bez vápníku, fosforu, síry, draslíku, chloru, sodíku, hořčíku a železa.
• Skupinu stopových prvků tvoří zinek, chrom, kobalt a měď.
• Ultramikroelementy jsou další skupinou představující nejdůležitější anorganické látky buňky. Skupinu tvoří zlato a stříbro, které má baktericidní účinek, rtuť, která brání reabsorpci vody, která vyplňuje renální tubuly, což ovlivňuje enzymy. Obsahuje také platinu a cesium. Určitou roli v něm má selen, jehož nedostatek vede k různým druhům rakoviny.

Voda v cele

Důležitost vody, látky běžné na Zemi pro život buněk, je nepopiratelná. Rozpouští se v něm mnoho organických i anorganických látek. Voda je úrodné prostředí, kde probíhá neuvěřitelné množství chemických reakcí. Je schopen rozpustit produkty rozkladu a metabolismu. Díky ní z buňky odcházejí toxiny a strusky.

Tato kapalina má vysokou tepelnou vodivost. To umožňuje rovnoměrné šíření tepla v tkáních těla. Má značnou tepelnou kapacitu (schopnost absorbovat teplo, když se jeho vlastní teplota mění minimálně). Tato schopnost neumožňuje, aby v buňce došlo k náhlým změnám teploty.

Voda má extrémně vysoké povrchové napětí. Díky němu se rozpuštěné anorganické látky, jako organické, snadno pohybují tkáněmi. Mnoho malých organismů, využívajících funkci povrchového napětí, ulpívá na vodní hladině a volně po ní klouže.

Turgor rostlinných buněk závisí na vodě. Je to voda, která se vyrovnává s podpůrnou funkcí u určitých druhů zvířat, a nikoli jiné anorganické látky. Biologie identifikovala a studovala zvířata s hydrostatickými kostrami. Patří sem zástupci ostnokožců, kulatých a kroužkovců, medúz a sasanek.

Nasycení buněk vodou

Pracovní buňky se naplní vodou na 80% jejich celkového objemu. Kapalina je v nich ve volné a vázané formě. Molekuly bílkovin se pevně vážou na vázanou vodu. Jsou obklopeni vodní skořápkou a jsou od sebe izolovaní.

Molekuly vody jsou polární. Tvoří vodíkové vazby. Voda má díky vodíkovým můstkům vysokou tepelnou vodivost. Vázaná voda umožňuje buňkám odolávat chladnějším teplotám. Voda zdarma tvoří 95%. Podporuje rozpouštění látek zapojených do buněčného metabolismu.

Vysoce aktivní buňky v mozkových tkáních obsahují až 85% vody. Svalové buňky jsou ze 70% nasyceny vodou. Méně aktivní buňky, které tvoří tukovou tkáň, potřebují 40% vody. V živých buňkách nejenže rozpouští anorganické chemikálie, ale je klíčovým účastníkem hydrolýzy organických sloučenin. Pod jeho vlivem se organické látky, štěpící, transformují na meziprodukty a konečné látky.

Význam minerálních solí pro buňku

Minerální soli jsou v buňkách prezentovány kationty draslíku, sodíku, vápníku, hořčíku a aniontů HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, Cl -, HCO 3 -. Správný poměr aniontů a kationtů vytváří kyselost nezbytnou pro život buněk. V mnoha buňkách je udržováno slabě zásadité prostředí, které se prakticky nemění a zajišťuje jejich stabilní fungování.

Koncentrace kationtů a aniontů v buňkách se liší od jejich poměru v mezibuněčném prostoru. Důvodem je aktivní regulace zaměřená na přepravu chemických sloučenin. Tento průběh procesů určuje stálost chemického složení v živých buňkách. Po buněčné smrti je koncentrace chemických sloučenin v mezibuněčném prostoru a cytoplazmě v rovnováze.

Anorganické látky v chemické organizaci buňky

V chemickém složení živých buněk neexistují žádné speciální prvky charakteristické pouze pro ně. To určuje jednotu chemického složení živých a neživých předmětů. Anorganické látky ve složení buňky hrají obrovskou roli.

Síra a dusík napomáhají tvorbě proteinů. Fosfor se podílí na syntéze DNA a RNA. Hořčík je důležitou součástí chlorofylových enzymů a molekul. Měď je nezbytná pro oxidační enzymy. Železo je centrem molekuly hemoglobinu, zinek je součástí hormonů produkovaných slinivkou břišní.

Význam anorganických sloučenin pro buňky

Sloučeniny dusíku převádějí proteiny, aminokyseliny, DNA, RNA a ATP. V rostlinných buňkách se amonné ionty a dusičnany v procesu redoxních reakcí přeměňují na NH 2 a stávají se účastníky syntézy aminokyselin. Živé organismy používají aminokyseliny k tvorbě vlastních proteinů, které jsou nezbytné pro stavbu těl. Po smrti organismů se bílkoviny vlévají do oběhu látek, při jejich rozpadu se dusík uvolňuje ve volné formě.

Anorganické látky, které obsahují draslík, hrají roli „pumpy“. Díky „draselné pumpě“ do membrány pronikají do buněk látky, které nutně potřebují. Sloučeniny draslíku vedou k aktivaci vitální aktivity buněk, díky nim dochází k excitacím a impulzům. Koncentrace iontů draslíku v buňkách je na rozdíl od prostředí velmi vysoká. Ionty draslíku po smrti živých organismů snadno přecházejí do přirozeného prostředí.

Látky obsahující fosfor přispívají k tvorbě membránových struktur a tkání. V jejich přítomnosti se tvoří enzymy a nukleové kyseliny. Různé vrstvy půdy jsou do jednoho nebo druhého stupně nasyceny solemi fosforu. Kořenové sekrety rostlin, rozpouštějící fosfáty, je asimilují. Po smrti organismů procházejí zbytky fosfátů mineralizací, která se mění na soli.

Anorganické látky obsahující vápník přispívají k tvorbě mezibuněčných látek a krystalů v rostlinných buňkách. Vápník z nich vstupuje do krve a reguluje proces jeho koagulace. Díky ní se v živých organismech tvoří kosti, mušle, vápnité kostry, korálové polypy. Buňky obsahují ionty vápníku a krystaly vápenatých solí.