химический состав клетки

Химический состав клетки

В составе клетки встречается примерно 70 химических элементов таблицы Менделеева, однако содержание элементов ( химический состав клетки ) существенно отличается от концентраций в окружающей среде, что доказывает единство органического мира.
Химические элементы, имеющиеся в составе клетки, делят на три группы: макроэлементы, мезоэлементы (олигоэлементы) и микроэлементы.
Процент макроэлементов составляет около 98 % массы клетки. К ним относят углерод, кислород, азот и водород, входящие в состав основных органических веществ. Мезоэлементы — это фосфор, сера, калий, кальций, натрий, магний, железо, хлор, составляющие в сумме около 1,9 % массы клетки. фосфор и сера являются компонентами важнейших органических соединений в клетке. Химические элементы, концентрация которых в клетке приблизительно составляет 0,1 %, называют микроэлементами. Это йод, цинк, медь,  фтор, марганец  кобальт и другие элементы важные составляющие состава клетки.
Химические Вещества клетки делят на органические и не органические. К неорганическим веществам относят минеральные соли и воду.
Благодаря своим физико-химическим свойствам вода в клетке является растворителем, средой для протекания реакций, исходным веществом и продуктом химических реакций, выполняет транспортную и терморегуляторную функции, придает клетке упругость, обеспечивает тургор растительной клетки.
Минеральные соли в клетке могут находиться в растворенном или нерастворенном состояниях. Растворимые соли диссоциируют на ионы. Наиболее важными катионами являются калий и натрий, облегчающие перенос веществ через мембрану и участвующие в возникновении и проведении нервного импульса; кальций, который принимает участие в процессах сокращения мышечных волокон и свертывании крови, магний, входящий в состав хлорофилла, и железо, входящее в состав ряда белков, в том числе гемоглобина. Цинк входит в состав молекулы гормона поджелудочной железы — инсулина, медь требуется для процессов фотосинтеза и дыхания. Важнейшими анионами являются фосфат-анион, входящий в состав АТФ и нуклеиновых кислот, и остаток угольной кислоты, смягчающий колебания рН среды. Недостаток кальция и фосфора приводит к рахиту, нехватка железа — к анемии.
Органические вещества клетки представлены углеводами, липидами, белками, нуклеиновыми кислотами, АТФ, витаминами и гормонами.
В состав углеводов входят в основном три химических элемента: углерод, кислород и водород. Их общая формула Cm(H2O)n. Различают простые и сложные углеводы. Простые углеводы (моносахариды) содержат единственную молекулу сахара. Их классифицируют по количеству углеродных атомов, например, пентозы (С5) и гексозы (С6). К пентозам относятся рибоза и дезоксирибоза. Рибоза входит в состав РНК и АТФ. Дезоксирибоза является компонентом ДНК. Гексозы — это глюкоза, фруктоза, галактоза и др. Они принимают активное участие в обмене веществ в клетке и входят в состав сложных углеводов — олигосахаридов и полисахаридов. К олигосахаридам (дисахаридам) относятся сахароза (глюкоза + фруктоза), лактоза или молочный сахар (глюкоза+галактоза) и др. Примерами полисахаридов являются крахмал, гликоген, целлюлоза и хитин. Углеводы выполняют в клетке пластическую (строительную), энергетическую (энергетическая ценность расщепления 1 г углеводов — 17,6 кДж), запасающую и опорную функции. Углеводы могут также входить в состав сложных липидов и белков.
Липиды — это группа гидрофобных веществ. К ним относят жиры, стероиды воска, фосфолипиды и т. д.
Жир — это сложный эфир трехатомного спирта глицерина и высших органических (жирных) кислот. В молекуле жира можно выделить гидрофильную часть — «головку» (остаток глицерина) и гидрофобную часть — «хвосты» (остатки жирных кислот), поэтому в воде молекула жира ориентируется строго определенным образом: гидрофильная часть направлена к воде, а гидрофобная — от нее.
Липиды выполняют в клетке пластическую, энергетическую (энергетическая ценность расщепления 1 г жира — 38,9 кДж), запасающую, защитную (амортизационную) и регуляторную (стероидные гормоны) функции.
Белки — это биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Аминокислоты содержат аминогруппу, карбоксильную группу и радикал. Отличаются аминокислоты только радикалами. В состав белков входит 20 основных аминокислот. Соединяются аминокислоты между собой с образованием пептидной связи. Цепочка из более чем 20 аминокислот называется полипептидом или белком. Белки