ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

НАЙБОЛЕЕ РАСПОСТРАНИЕ ИОНЫ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

КАТИОНЫАНИОНЫ

Н⁺ - Водорода OH^- - гидроксида

К⁺ - Калия Cl^- - хлоридной кислоты

Nа⁺ - Натрия SO₄^2- сульфатной кислоты

Ca²⁺- Кальция H₂PO^4- фосфатной кислоты

Mg²⁺ - Магния HCO₃^- угольной кислоты

Функции минеральных солей:

1) Катионы и анионы минеральных солей играют важную роль в поддержании осмотического давления;

2) Анионы фосфорной кислоты создают фосфатную буферную систему, подерживающую рН клетки на уровне 6,9-7,0;

3) Угольная кислота и ее анионы формируют бикарбонатную буферную систему, поддерживающую рН плазмы сыворотки крови на уровне 7,36-7,4.

Существенным является не только содержание, но и соотношение веществ в клетке. Так, разность концентраций ионов К⁺ и Na⁺ внутри и на поверхности клетки обуславливает возникновение разности электрических потенциалов на клеточных мембранах, что лежит в основе нервного мышечного возбуждения. С разностью концентраций ионов на поверхности и внутри клетки связаны процессы преобразования энергии, перенос веществ через мембрану.

Многие минеральные компоненты входят в состав биологически важных для клетки соединений. Так, Фосфор входит в состав ДНК, РНК и АТФ, Азот и Сера – в состав белков, Купрум – в состав многих ферментов, Ферум – в молекулу гемоглобина, Цинк – в гормон поджелудочной железы, Йод – в гормоны щитовидной железы (тироксин), Кобальт – в состав витамина В_12.

Нерастворимые соли (СаСО₃, Са(РО₄)₂ и др.) входят в состав костной ткани зубов позвоночных, раковин и панцирей одноклеточных и многоклеточных животных, придавая им прочность.

Подавляющая часть молекул клетки, исключая воду, относятся к органическим соединениям, химическую основу которых составляют атомы Углерода. Атомы Углерода ковалентно соединяются между собой и другими биогенными элементами (Н, О, Р, N, S), образуя большое разнообразие органических молекул.

Органические вещества клетки представлены сравнительно небольшими молекулами (аминокислоты, азотистые основания, свободные жирные кислоты, органические кислоты, их эфирами) и биологическими полимерами.

Биологические полимеры – это высокомолекулярные органические соединения (молекулярная масса 10³ – 10⁹ дальтон), макромолекулы которых состоят из простых молекул – мономеров. К биополимерам относятся белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды (целлюлоза, крахмал, гормоны, АТФ, гликоген, хитин и др.). Мономерами их являются соответственно аминокислоты, нуклеотиды и моносахариды.

Полимеры, которые состоят из одинаковых мономеров называются гомополимерами. Если в состав полимеров входят разные мономеры, то они называются гетерополимерами.

УГЛЕВОДЫ

Органические соединения, в состав которых входит С, Н, О. общая формула углеводов С_n(Н₂О)_m ,где n и m могут иметь разное значение.

Углеводы образуются в процессе фотосинтеза и могут использоваться в дальнейшем для синтеза аминокислот, жирных кислот и других соединений.

Обычно в клетке животных содержится около 1% углеводов (в клетках печени до 5%), в растительных клетках – до 9%

Функции углеводов:

1. Энергетическая. В процессе окисления 1 г глюкозы освобождается 17,6 кДж энергии. Крахмал у растений и гликоген у животных служат энергетическим резервом в клетках.

2. Пластическая (строительная):

- целлюлоза образует стенки растительных клеток;

- хитин является структурным компонентом покровов членистоногих и клеточных стенок многих грибов;

- рибоза входит в состав РНК и АТФ, дезоксирибоза является компонентом ДНК.

ЛИПИДЫ

Липиды – разнообразные по структуре органические соединения, которые хорошо растворяются в неполярных жидкостях (ацетон, эфир, хлороформ, бензин, ксилол и др.), но практически нерастворимы в воде.

Именно нерастворимость в воде делает липиды важнейшим компонентом мембран, разделяющих клетки на отсеки, или компартменты, заполненные водным содержимым.

Кроме того, липиды – это главная форма хранения энергии в животном организме, поскольку они химически инертны и могут хранится в концентрированном виде (без воды).

Липиды составляют 10-20% массы тела человека. Их содержится 10-12 кг из них 2-3 кг структурных, остальные – резервные. Особенно много липидов в нервной ткани, сердце, печени, почках и крови человека.

Среди липидов принято выделять жиры (нейтральные липиды) и липоиды (жироподобные вещества): фосфолипиды, стероиды, гликолипиды, воски и др.

Функции жиров:

1. Энергетическая. При окислении 1г жира выделяется 38,9 кДж энергии, которая идет на образование АТФ;

2. Запасающая. В форме жиров хранятся резервные энергетические запасы организма;

3. Источник воды - у животных пустынь (верблюды, тушканчики). При расщеплении 1 кг жира выделяется 1,1 кг воды;

4. Защитная. Жировые отложения защищают внутренние органы от механических повреждений;

5. Теплоизоляционная. Благодаря низкой теплопроводимости слой подкожного жира предотвращает тепловые потери. Особенно это важно для животных, обитающие в условия холодного климата.