1. Химические элементы

Клетки различных организмов подобны не только по своему строению и происхождению, но и по химическому составу. В клетке обнаружены многие элементы Периодической системы Д.И. Менделеева. Приблизительно 40 элементов (биогенные элементы) принимают участие в процессах обмена веществ и обладают выраженной биологической активностью. По содержанию в клетке химических элементов их подразделяют на три группы.

Первая – макроэлементы составляют основную массу вещества клетки (около 99 %). Особенно высока концентрация четырех элементов: кислорода, углерода, азота и водорода (98 % всех макроэлементов). К этой группе относят также элементы, содержание которых в клетке исчисляется десятыми и сотыми долями процента: калий, магний, натрий, кальций, железо, сера, фосфор, хлор.

Вторая – микроэлементы. К ним относятся преимущественно ионы тяжелых металлов, входящие в состав ферментов, гормонов и других жизненно важных веществ. В организме эти элементы содержатся в очень небольших количествах – от 0,001 до 0,000001 %; в числе таких элементов бор, кобальт, медь, молибден, цинк, ванадий, йод, бром и некоторые другие.

Третья – ультрамикроэлементы, концентрация которых не превышает 0,000001 %. К ним относятся уран, радий, золото, ртуть, бериллий, цезий, селен и другие редкие элементы.

В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы. Однако соотношение элементов в живом и неживом неодинаково. В живых организмах 98 % химического состава приходятся на четыре элемента: углерод, кислород, азот и водород. Кроме того, живые организмы способны избирательно накапливать определенные вещества. Например, некоторые водоросли активно накапливают йод, ракообразные и моллюски – кремний, животные – железо, бактерии – марганец.

Все химические элементы принимают участие в формировании организма в виде различных соединений. Кислород, водород и углерод входят в состав жиров и углеводов, а при добавлении к ним азота и серы образуются белки; фосфор входит в состав нуклеиновых кислот; железо незаменимо при образовании молекулы гемоглобина; магний является центральным элементом хлорофилла; натрий и калий обеспечивают функции нервных клеток; йод содержится в гормоне щитовидной железы – тироксине; цинк входит в молекулу инсулина и т. д. Некоторые болезни обусловлены дефицитом, избытком или дисбалансом микроэлементов. Например, железодефицитная анемия развивается при дефиците железа в организме человека. Флюороз зубов, связанный с повреждение эмали, обусловлен избыточным потреблением фтора с питьевой водой.

Все вещества, которые присутствуют в клетке, делятся на неорганические и органические. К неорганическим веществам (которые можно встретить в неживой природе) относятся минеральные соли и вода. К органическим веществам относятся белки, углеводы, нуклеиновые кислоты и липиды, т. е. вещества, характерные только для живых организмов (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Процентное содержание неорганических и органических веществ в клетке

Неорганические вещества		Органические вещества
Вода	75,0…85,0	Белки	10,0…20,0
Другие неорганические вещества в том числе азот, фосфор, калий, кальций, натрий	1,0…1,5	Жиры	1,0…5,0
		Нуклеиновые кислоты	1,0…2,0
		Углеводы	0,2…2,0
		Низкомолекулярные органические вещества	0,1…0,5

Дать вывод после таблицы