2. Учение о клетке.

Простейшие бактерии, многие грибы и водоросли представляют собой отдельно существующие друг от друга клетки. Тела всех многоклеточных организмов построены из большего или меньшего числа клеток. Но несмотря на тот факт, является ли клетка целостной живой системой или только ее частью, она имеет набор признаков и свойств, общих для всех клеток. В состав клетки входит около 70ти химических элементов. Если в земной коре наиболее распространены кислород, кремний, алюминий и железо, то в живых организмах 98 процентов масса составляют кислород, углерод, азот и водород. Кроме этих основных элементов в клетке в заметных количествах содержатся натрий, калий, кальций, хлор, фосфор, сера, магний и железо. Каждый из них выполняет важную роль в клетке. Например, ионы натрия+, калия+ и хлора- обеспечивают проницаемость клеточных мембран для различных веществ, а также участвуют в проведении импульса по нервному волокну.кальций и фосфор участвуют в формировании костной ткани. Кроме этого кальций — один из факторов, который влияет на свертываемость крови. Железо входит в состав гемоглобина (белок красных кровяных телец, который переносит кислород) , магний в клетках зеленых растений является компонентом хлорофилла (пигмент, который участвует в фотосинтезе). В клетках животных магний находится в составе ряда ферментов. Остальные элементы, например, цинк, медь, йод, фтор и другие, содержатся в живых организмах в очень малых количествах (в общей сложности 0,02%). Они встречаются в основном в специализированных клетках. Главным образом участвуют в образовании биологически активных веществ. Йод — компонент гормона щитовидной железы тироксина — регулирует интенсивность обмена веществ и рост организма; цинк — входит в состав инсулина (поджелудочная железа) — регулирует углеродный обмен.

Примерный состав клетки бактерии и клетки млекопитающего. Самое распространенное неорганическое соединение — это вода. Ее содержание в клетках разного типа колеблется в широких пределах. В клетках эмали зубов воды около 10%, а в клетках развивающегося зародыша — более 90. В теле медузы воды до 98%, но в среднем в многоклеточном организме вода составляет ~70% массы тела. Роль воды — чрезвычайно важна в организме — обусловлена ее химической природой. Дипольный характер воды объясняет способность воды активно вступать в реакцию с разными веществами. Вода является хорошим растворителем для большого количества органических и неорганических веществ. Это принципиально важно, так как большинство химических реакций в клетке происходят в растворенном в воде виде. Проникновение вещества в клетку, а также выведение из клетки продуктов жизнедеятельности также возможно только в растворенном виде. Тем не менее есть и другая чрезвычайная роль воды — чисто химическая. Она участвует в реакциях гидролиза (молекулы воды присоединяются к различным веществам). Она обладает большой теплоемкостью и хорошей теплопроводностью, и поэтому температура у организма более устойчива, чем в окружающей среде.

Минеральные соли. Подавляющая часть неорганических веществ клетки находятся в виде солей. Они либо диссоциированы на ионы, либо в твердом состоянии. Среди ионов наибольшее значение имеют ионы Ca+, Na+, K+2, которые обеспечивают такое чрезвычайно важное свойство живых организмов, как раздражимость. В тканях многоклеточных животных К+2 входит в состав межклеточного вещества, которое обеспечивает сцепление клеток между собой, их упорядоченное расположение в тканях. Содержание ионов в клетке и в окружающей среде — это регулируемый процесс. Например, в цитоплазме клеток Са+ и очень мало Na+. Во внеклеточной среде (в плазме крови, межклеточной жидкости) наоборот — много Na+ и мало Са+. Пока клетка жива это соотношение внутри клетки и в окружающей среде строго поддерживается. А вот после смерти клетки содержание ионов быстро уравнивается. Нерастворимый минеральные соли обеспечивают прочность костных тканей. Для раковины моллюсков — другой состав.

Органические соединения. Составляют в среднем 20-30% массы клетки живого организма. К ним относятся биополимеры (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы), жиры и ряд небольших молекул, а именно гормонов, пигментов, аминокислот, АТФ и т. д. В различные типы клеток входит неодинаковое количество тех или иных органических веществ. Например, в растительных клетках преобладают сложные углеводы (полисахариды), а в животных клетках больше белков и жиров. Тем не не менее каждая группа органических систем в любом типе клеток выполняет сходные функции.