5Молекулярный состав живых организмов

1. Неорганические соединения в клетке  Вода (Н₂О)  Самое распространенное соединение в живых организмах. Вода имеет две формы: свободная - составляет 95% всей воды и связанная - 4%.  Исключительно важная роль воды обусловлена ее физико-химическими свойствами. Полярность молекул и способность образовывать водородные связи делают воду хорошим растворителем для огромного количества веществ (сахара, диссоциированные соли, простые спирты, некоторые аминокислоты).  Функции воды:  Универсальный растворитель. 

2. Транспортная. 

3. Терморегуляторная (поддерживает тепловое равновесие клетки и организма в це­лом благодаря высокой теплоемкости и теплопроводности). 

4. Осморегуляторная (принимает участие в явлениях осмоса, на котором основаны движение воды по проводящей системе растений и напряжение стенок растительных клеток – тургор; кровообращение). 

5. Участвует в химических реакциях (участвует в обменных процессах, необходима для окисления и гидролиза белков, углеводов, жиров). 

6. Среда, в которой протекают биохимические реакции. 

7. Служит источником H⁺ при фотосинтезе. 

Минеральные соли и кислоты  Большая часть минеральных солей находится в диссоциированном состоянии в виде ионов. Наибо­лее важные из них катионы - это К⁺, Na⁺, Mg²⁺, NH₄⁺; анионы СI^-, HPO₄^2-, HCO₃^-, H₂PO₄^-, NO₃^-. Концентрация ионов в клетке и окружающей ее среде неодина­ковая.

Функции минеральных солей: 

1. Активация ферментов. 

2. Источник строительного материала для синтеза органических соединений (например, остаток РО₄^3- образует макроэргические связи АТФ, влияет на физиологическую активность белков и ферментов). 

3. Обеспечивают раздражимость (К⁺, Na⁺, Са⁺²). 

4. Обеспечивают сцепление клеток в многоклеточном организме (Са²⁺). 

5. Нерастворимые соли Са₃(РО₄)₂ входит в состав межклеточного вещества костной ткани, раковин моллюсков, обеспечивая защиту и прочность. 

6.Молекулярный состав живых организмов(органические вещества)

Органические вещества представляют собой линейные цепи или разветвлённые пространственные структуры из различного количества соединённых между собой атомов углерода, большинство из которых соединены также и с атомами водорода. Такая форма углерода называется восстановленной, в отличие от окисленного углерода в составе минеральных соединений: СО₂, СО₃¯¯.

В сложных структурах органических молекул могут быть выделены отдельные части (группировки атомов), в состав которых входят атомы различных металлов и неметаллов. Это вызывает неравномерное распределение электронной плотности. Такие группировки называют полярными. Остальные группировки, состоящие только из углерода и водорода, называются неполярными.

Преобладание полярных групп способствует хорошей растворимости вещества в воде, и такие молекулы называютсягидрофильными. Преобладание неполярных групп делает молекулы нерастворимыми в воде, и молекулы называютсягидрофобными. Существуют молекулы и со смешанными гидрофильно-гидрофобными свойствами.

Органические молекулы по особенностям строения и химическим свойствам делят на большое количество классов, из которых наиболее распространёнными и важными являются углеводы, жиры, липиды, белки и нуклеиновые кислоты.

Углеводы  делят на моносахариды , дисахариды и полисахариды

Моно- и дисахариды представляют собой мобильную, быстро превращаемую форму питательных веществ. Примерами моносахаридов являются глюкоза и фруктоза,). Примером дисахарида является сахароза (обычный пищевой сахар), которая представляет собой соединение глюкозы и фруктозы. Моносахариды входят в состав некоторых важных структурных молекул клетки. Например, в нуклеиновых кислотах содержатся пятиуглеродные сахара рибоза и дезоксирибоза.

Полисахариды являются запасными питательными веществами длительного хранения (крахмал у растений, гликоген у животных и грибов), составляют основу биологических слизей и гелей, формируют структурные элементы клеточных стенок растений (клетчатка или целлюлоза), а также образуют основу хитина — строительного материала клеточных стенок животных и грибов.

Жиры и липиды представляют собой сложные молекулы из глицерина и жирных органических кислот. Жиры выполняют функцию запасных питательных веществ длительного хранения. При окислении жиров выделяется примерно в 1,5 раза больше энергии, чем на ту же массу углеводов Жиры являются хорошим теплоизолирующим материалом. Липиды составляют основу важнейших структурных элементов всех живых клеток — биологических мембран.

Белки — высокомолекулярные биополимеры, мономерами которых являются 20 аминокислот. В состав аминокислот входят: -NH₂- аминогруппа, обладающая основными свойствами и -СООН- карбоксильная груп­па, имеющая кислотные свойства. Аминокислоты отличаются друг от друга своими радикалами -R. Аминокислоты - амфотерные соеди­нения, соединяющиеся друг с другом в молекуле белка с помощью пептидных связей.  Белки бывают простые и сложные. Простые белки состоят только из амино­кислот (альбумины, глобулины, фибриноген, миозин). В состав сложных белков, кроме аминокислот, входят и дру­гие органические соединения - жиры (липопротеиды), углеводы (гликопротеиды), металлы (металлопротеиды).