Почему мы можем питаться животными, грибами и растениями, а бактерии и другие животные, в свою очередь могут питаться нашим телом, вызывая болезни и патологии? Какие органические и неорганические вещества нужны человеку для нормального самочувствия? Без каких химических элементов жизнь на Земле не могла бы существовать? Что происходит при отравлении тяжелыми металлами? Из этого урока вы узнаете о том, какие химические элементы входят в состав живых организмов, как они распределяются в теле животных и растений, как избыток или недостаток химических веществ может влиять на жизнедеятельность разных существ, выясните подробности о микро - и макроэлементах и их роли в живой природе.
Тема: Основы цитологии
Урок: Особенности химического состава клетки
Клетки живых организмов состоят из разных химических элементов .
Атомы этих элементов образуют два класса химических соединений: неорганические и органические (см. Рис. 1).
Рис. 1. Условное деление химических веществ, из которых состоит живой организм
Из известных на данный момент 118 химических элементов в состав живых клеток обязательно входят 24 элемента. Эти элементы образуют с водой легкорастворимые соединения. Они содержатся и в объектах неживой природы, но соотношение этих элементов в живом и неживом веществе различается (рис. 2).
Рис. 2. Относительное содержание химических элементов в земной коре и организме человека
В неживой природе преобладающими элементами являются кислород, кремний, алюминий и натрий .
В живых организмах преобладающими элементами являются водород, кислород, углерод и азот . Кроме этого выделяют ещё два важных для живых организмов элемента, а именно: фосфор и серу .
Эти 6 элементов, а именно углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера (C , H , N , O , P , S ) , называют органогенными , или биогенными элементами , так как именно они входят в состав органических соединений, а элементы кислород и водород, кроме того, образуют молекулы воды. На долю соединений биогенных элементов приходится 98% от массы любой клетки.
Важнейшей отличительной способностью элементов C , H , N , O является то, что они образуют прочные ковалентные связи, и из всех атомов, образующих ковалентные связи, они самые легкие. Кроме этого, углерод, азот и кислород образуют одинарные и двойные связи, благодаря которым они могут давать самые разнообразные химические соединения. Атомы углерода способны также образовывать тройные связи как с другими углеродными атомами, так и атомами азота - в синильной кислоте связь между углеродом и азотом тройная (рис. 3)
Рис 3. Структурная формула цианида водорода - синильной кислоты
Это объясняет разнообразие соединений углерода в природе. Кроме этого, валентные связи образуют вокруг атома углерода тетраэдр (рис. 4), благодаря этому различные типы органических молекул обладают различной трехмерной структурой.
Рис. 4. Тетраэдрическая форма молекулы метана. В центре оранжевый атом углерода, вокруг четыре синих атома водорода образуют вершины тетраэдра.
Только углерод может создавать стабильные молекулы с разнообразными конфигурациями и размерами и большим разнообразием функциональных групп (рис. 5).
Рис 5. Пример структурных формул различных соединений углерода.
Около 2% от массы клеток приходится на следующие элементы: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо. Остальные химические элементы содержатся в клетке в значительно меньшем количестве.
Таким образом, все химические элементы по содержанию в живом организме делятся на три большие группы.
Элементы, количество которых составляет до 10-2 % от массы тела - это макроэлементы .
Те элементы, на долю которых приходит от 10-2 до10-6 - микроэлементы .
Рис. 6. Химические элементы в живом организме
Русский и украинский ученый В. И. Вернадский доказал, что все живые организмы способны усваивать (ассимилировать) элементы из внешней среды и накапливать (концентрировать) их в определенных органах и тканях. Например, большое количество микроэлементов накапливается в печени, в костной и мышечной ткани.
Отдельные элементы имеют сродство к определенным органам и тканям. Например, в костях и зубах накапливается кальций. Цинка много в поджелудочной железе. Молибдена много в почках. Бария в сетчатке глаза. Йода в щитовидной железе. Марганца, брома и хрома много в гипофизе (см. таблицу «Накопление химических элементов во внутренних органах человека»).
Для нормального протекания процессов жизнедеятельности необходимо строгое соотношение химических элементов в организме. В противном случае возникают тяжелые отравления, связанные с недостатком или избытком биофильных элементов.
Некоторые живые организмы могут быть индикаторами химических условий среды благодаря тому, что они избирательно накапливают в органах и тканях определенные химические элементы (рис. 7, 8).
Рис. 7. Животные, накапливающие в теле некоторые химические элементы. Слева направо: лучевики (кальций и стронций), корненожки (барий и кальций), асцидии (ванадий)
Рис. 8. Растения, накапливающие в теле некоторые химические элементы. Слева направо: водоросль (йод), лютик (литий), ряска (радий)
Химические соединения в живых организмах
Химические элементы образуют неорганические и органические вещества (см. схему «Вещества, входящие в состав живых организмов»).
Неорганические вещества в организмах: вода и минеральные вещества (ионы солей; катионы: калий, натрий, кальций и магний; анионы: хлор, сульфат анион, гидрокарбонат анион).
Органические вещества : мономеры (моносахариды, аминокислоты, нуклеотиды, жирные кислоты и липиды) и полимеры (полисахариды, белки, нуклеиновые кислоты).
Из неорганических веществ, в клетке больше всего воды (от 40 до 95%), среди органических соединений в клетках животных преобладают белки (10-20%), а в клетках растений - полисахариды (клеточная стенка состоит из целлюлозы, а основное запасное питательные вещество растений - крахмал).
Таким образом, мы с вами рассмотрели основные химические элементы, которые входят в состав живых организмов, и соединения, которые они могут образовывать (см. Схему 1).
Значение биогенных элементов
Рассмотрим значение биогенных элементов для живых организмов (рис. 9).
Элемент углерод (карбон) входит в состав всех органических веществ, их основу составляет углеродный скелет. Элемент кислород (оксиген) входит в состав воды и органических веществ. Элемент водород (гидроген) тоже входит в состав всех органических веществ и воды. Азот (нитроген) входит в состав белков, нуклеиновых кислот и их мономеров (аминокислот и нуклеотидов). Сера (сульфур) входит в состав серосодержащих аминокислот, выполняет функцию агента переноса энергии. Фосфор входит в состав АТФ, нуклеотидов и нуклеиновых кислот, минеральные соли фосфора - компонент эмали зубов, костной и хрящевой тканей.
Экологические аспекты действия неорганических веществ
Проблема охраны окружающей среды в первую очередь связана с предупреждением загрязнения окружающей среды различными неорганическими веществами . Основными загрязнителями являются тяжелые металлы , которые накапливаются в почве, природных водах.
Основными загрязнителями воздуха являются оксиды серы и азота .
В результате быстрого развития техники, количество металлов используемых в производстве, необычайно выросло. Металлы попадают в организм человека, всасываются в кровь, а затем накапливаются в органах и тканях : печени, почках, костной и мышечной тканях. Из организма металлы выводятся через кожу, почки и кишечник. Ионы металлов, которые относятся к наиболее токсичным (см. список «Наиболее токсичные ионы», рис. 10): ртуть, уран, кадмий, талий и мышьяк , вызывают острые хронические отравления.
Многочисленна и группа умеренно-токсичных металлов (рис. 11), к ним относятся марганец, хром, осмий, стронций и сурьма . Эти элементы способны вызывать хронические отравления с довольно тяжелыми, но редко летальными клиническими проявлениями.
Малотоксичные металлы не обладают заметной избирательностью. Аэрозоли малотоксичных металлов, например, щелочных, щелочноземельных, могут вызывать изменения легких.
Домашнее задание
1. Какие химические элементы входят в состав живых организмов?
2. На какие группы, в зависимости от количества элемента в живом веществе, делят химические элементы?
3. Назовите элементы-органогены и дайте им общую характеристику.
4. Какие химические элементы относят к макроэлементам?
5. Какие химические элементы относят к микроэлементам?
6. Какие химические элементы относят к ультрамикроэлементам?
7. Обсудите с друзьями и родными, как химические свойства химических элементов связаны с их ролью в живых организмах.
1. Алхимик.
2. Википедия.
3. Алхимик.
4. Интернет-портал Liveinternet. ru .
Список литературы
1. Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
2. Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень / П. В. Ижевский, О. А. Корнилова, Т. Е. Лощилина и др. - 2-е изд., переработанное. - Вентана-Граф, 2010. - 224 стр.
3. Беляев Д. К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 11-е изд., стереотип. - М.: Просвещение, 2012. - 304 с.
4. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень / В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин и др. - 5-е изд., стереотип. - Дрофа, 2010. - 388 с.
5. Агафонова И. Б., Захарова Е. Т., Сивоглазов В. И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 6-е изд., доп. - Дрофа, 2010. - 384 с.
Таблица Менделеева
Вопрос 1. В чем заключается сходство биологических систем и объектов неживой природы?
Основное сходство - это родство химического состава. Подавляющее большинство известных на сегодняшний день химических элементов обнаружено как в живых организмах, так и в неживой природе. Атомов, характерных только для живых систем, не существует. Однако содержание конкретных элементов в живой и неживой природе резко различается. Организмы (от бактерий до позвоночных) способны избирательно накапливать элементы, которые необходимы для жизнедеятельности.
Можно однако выделить совокупность свойств, которые присущи всем живым существам и отличают их от тел неживой природы. Для живых объектов характерна особая форма взаимодействия с окружающей средой - обмен веществ. Основу его составляют взаимосвязанные и сбалансированные процессы ассимиляции (анаболизм) и диссимиляции (катаболизм). Эти процессы направлены на обновление структур организма, а также на обеспечение различных сторон его жизнедеятельности необходимыми питательными веществами и энергией. Обязательным условием обмена веществ служит поступление извне определенных химических соединений, т. е. существование организма как открытой системы.
Интересно, что неживые объекты могут проявлять отдельные свойства, более характерные для живого. Так, кристаллы минералов способны к росту и обмену веществ с окружающей средой, а фосфор может «запасать» энергию света. Но всей совокупностью черт, присущих живому организму, не обладает ни одна неорганическая система.
Вопрос 2. Перечислите биоэлементы и объясните, каково их значение в образовании живой материи.
К биоэлементам (органогенам) относят кислород, углерод, водород, азот, фосфор и серу. Они составляют основу белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и других органических веществ. Для всех органических молекул особое значение имеют атомы углерода, образующие каркас. К этому каркасу присоединяются разнообразные химические группы, образованные другими биоэлементами. В зависимости от состава и расположения таких групп органические молекулы приобретают индивидуальные свойства и функции. Например, аминокислоты в большом количестве содержат азот, а нуклеиновые кислоты - фосфор.
В клетках некоторых организмов обнаружено повышенное содержание отдельных химических элементов. Например, бактерии способны накапливать марганец, морские водоросли - йод, ряска -радий, моллюски и ракообразные - медь, позвоночные - железо.
Химические элементы входят в состав органических соединений. Углерод, кислород и водород участвуют в построении молекул углеводов и жиров. В молекулы белков помимо этих элементов входят азот и сера, а в молекулы нуклеиновых кислот фосфор и азот. Ионы железа и меди включены в молекулы окислительных ферментов, магний - в молекулу хлорофилла, железо входит в состав гемоглобина, йод - в состав гормона щитовидной железы - тироксина, цинк - в состав инсулина - гормона поджелудочной железы, кобальт - в состав витамина В 12 .
Химические элементы, принимающие участие в процессах обмена веществ и обладающие выраженной биологической активностью, называют биогенными.
Вопрос 3. Что такое микроэлементы? Приведите примеры и охарактеризуйте биологическое значение этих элементов.
Многие химические элементы содержатся в живых системах в очень малых количествах (доли процента от общей массы). Такие вещества называют микроэлементами.
Микроэлементы: Си, В, Со, Мо, Мn, Ni, Вг, Т.п. I и другие. На их долю в клетке суммарно приходится более 0,1%; концентрация каждого не превышает 0,001%. Это ионы металлов, входящие в состав биологически активных веществ (гормонов, ферментов и др.). Растения, грибы, бактерии получают микроэлементы из почвы и воды; животные - в основном с пищей. В большинстве своем микроэлементы входят в состав белков и биологически активных веществ (гормонов, витаминов). Например, цинк содержится в гормоне поджелудочной железы инсулине, а иод - в тироксине (гормоне щитовидной железы). Кобальт является важнейшей составной частью витамина В 12 . Железо входит в состав примерно семидесяти белков организма, медь - в состав двадцати белков и т. д.
В клетках некоторых организмов обнаружено повышенное содержание отдельных химических элементов. Например, бактерии способны накапливать марганец, морские водоросли - йод, ряска -радий, моллюски и ракообразные - медь, позвоночные - железо. Ультрамикроэлементы: уран, золото, бериллий, ртуть, цезий, селен и другие. Их концентрация не превышает 0,000001%. Физиологическая роль многих из них не установлена.
Вопрос 4. Как отразится на жизнедеятельности клетки и организма недостаток какого-либо микроэлемента? Приведите примеры таких явлений.
Недостаток какого-либо микроэлемента приводит к уменьшению синтеза того органического вещества, в состав которого этот микроэлемент входит. В результате нарушаются процессы роста, обмена веществ, воспроизведения и т. п. Например, дефицит иода в пище приводит к общему падению активности организма и разрастанию щитовидной железы - эндемическому зобу. Недостаток бора вызывает отмирание верхушечных почек у растений. Основной функцией железа в организме является перенос кислорода и участие в окислительных процессах (посредством десятков окислительных ферментов). Железо входит в состав гемоглибина, миоглобина, цитохромов. Железо играет важную роль в процессах выделения энергии, в обеспечении имунных реакций организма, в метаболизме холестерина. При недостатке цинка нарушается дифференцировка клеток, выработка инсулина, всасывание витамина Е, нарушается регенерация кожных клеток. Немаловажную роль цинк играет в переработке алкоголя, поэтому недостаток его в организме вызывает предрасположенность к алкоголизму (особенно у детей и подростков). Цинк входит в состав инсулина. ряда ферментов, участвует в кроветворении.
Нехватка селена может привести к возникновению раковых заболеваний у человека и животных. По аналогии с авитаминозамитакие заболевания называют микроэлементозами.
Вопрос 5. Расскажите об ультрамикроэлементах. Каково их содержание в организме? Что известно об их роли в живых организмах?
Ультрамикроэлементы
- это элементы, которые содержатся в клетке в ничтожно малых количествах (концентрация каждого не превышает одной миллионной доли процента). К ним относят уран, радий, золото, серебро, ртуть, бериллий, мышьяк и др.
Мышьяк относят к условно эссенциальным, иммунотоксичным элементам. Известно, что мышьяк с белками (цистеином, глутамином), липоевой кислотой. Мышьяк оказывает влияние на окислительные процессы в митохондриях и принимает участие во многих других важных биологических процессах, он входит в состав ферментов, защищающих мембраны наших клеток от окисления, и необходим для их нормальной работы.
В организме литий способствует высвобождению магния из клеточных "депо" и тормозит передачу нервного импульса, тем самым снижая. возбудимость нервной системы. литий также влияет на нейроэндокринные процессы, жировой и углеводный обмен.
Ванадий принимает участие в регуляции углеводного обмена и сердечно-сосудистой системы также входит в метаболизме тканей костей и зубов. Физиологическая роль большинства из ультраэлементов не установлена. Не исключено, что она вообще отсутствует, и тогда часть ультрамикроэлементов являются просто примесями живых организмов. Многие ультрамикроэлементы токсичны для человека и животных в определённых концентрациях, например, серебро, титан, мышьяк и др.
Вопрос 6. Приведите примеры известных вам биохимических эндемий. Объясните причины их происхождения.
Биохимические эндемии
- это заболевания растений, животных и человека, связанные с явным недостатком либо избытком какого-либо химического элемента в окружающей среде. В результате развиваются микроэлементозы или некоторые другие нарушения. Так, во многих районах нашей страны значительно снижено количество иода в воде и почве. Нехватка иода приводит к падению синтеза гормона тироксина, щитовидная железа, пытаясь компенсировать его нехватку, разрастается (развивается эндемический зоб). Другими примерами могут служить дефицит селена в почве ряда районов Монголии, а также избыток ртути в воде некоторых горных рек Чили и Цейлона. Наблюдается избыток фтора в воде многих районов, что приводит к заболеванию зубов - флюорозов.
Одной из форм биохимических эндемий можно считаь избыток радиоактивных элементов в районе Чернобыльской АЭС и мест, подвергшихся интенсивному радиооблучению, например,
Штанько Т.Ю. №221-987-502
Тема: Химический состав клетки. Углеводы, липиды, их роль в жизнедеятельности клетки .
Глоссарий урока: моносахариды, олигосахариды, полисахариды, липиды, воска, фосфолипиды.
Личностные результаты: формирование познавательных интересов и мотивов на изучение живой природы. Развитие интеллектуальных умений, творческих способностей.
Метапредметные результаты: формирование умений сравнивать, делать вывод, рассуждать, формулировать определения понятий.
Предметные результаты: характеризовать особенности строения, функции углеводов и липидов, их роль в жизнедеятельности клетки.
УУД: построение логической цепи рассуждений, сравнение, соотнесение понятий.
Цель урока: познакомить учащихсяся со строением, классификацией и функциями углеводов, с многообразием и функциями липидов.
Ход урока: проверка знаний
Дайте характеристику химическому составу клетки.
Почему можно утверждать, что химический состав клетки является подтверждением единства живой природы и общности живой и неживой природы?
Почему считают, что углерод составляет химическую основу жизни?
Выберите правильную последовательность химических элементов по возрастанию их концентрации в клетке:
а) йод-углерод-сера; б) железо-медь-калий;
в) фосфор-магний-цинк; г) фтор-хлор-кислород.
Дефицитом какого элемента могут быть обусловлены изменения формы конечностей у детей?
а) железа; б) калия; в) магния; г) кальция.
Охарактеризуйте строение молекулы воды и ее функции в клетке.
Вода растворитель. Полярные молекулы воды растворяют полярные молекулы других веществ. Вещества растворимые в воде называют гидрофильные , нерастворимые в воде – гидрофобные .
Высокая удельная теплоемкость. Для разрыва водородных связей, удерживающих молекулы воды, требуется поглотить большое количество энергии. Это свойство воды обеспечивает поддержание теплового баланса в организме.
Теплопроводность.
Вода практически не сжимается, обеспечивая тургорное давление.
Сцепление и поверхностное натяжение. Водородные связи обеспечивают вязкость воды и сцепление с молекулами других веществ. Благодаря силам сцепления на поверхности воды образуется пленка, которую характеризует поверхностное натяжение.
Может находиться в трех состояниях.
Плотность. При охлаждении движение молекул воды замедляется. Количество водородных связей становится максимальным. Наибольшую плотность вода имеет при 4 градусах. Замерзая вода расширяется (необходимо место для образования водородных связей), ее плотность уменьшается, поэтому лед плавает на поверхности воды.
Выберите функции воды в клетке:
а) энергетическая г) строительная
б) ферментативная д) смазывающая
в) транспортная е) терморегуляционная
Выберите только физические свойства воды:
а) способность к диссоциации
б) гидролиз солей
в) плотность
г) теплопроводность
д) электропроводность
е) донорство электронов
Кол-во воды в клетках эмбриона - 97,55%; восьмимесячного - 83%; новорожденного - 74%; взрослого - 66% (кости - 20%, печень - 70%, мозг -86%). Количество воды прямо пропорционально интенсивности обмена веществ.
Расскажите, как определяется кислотность или основность растворов? (концентрацией ионов Н)
Как эта концентрация выражается? (Эту концентрацию выражают при помощи водородного показателя рН)
Нейтральная реакция рН = 7
Кислая рН меньше 7
Основная рН больше 7
Протяженность шкалы рН до 14
Значение рН в клетках 7 Изменение на 1-2 единицы губительно для клетки.
Как поддерживается Постоянство рН в клетках (поддерживается благодаря буферным свойствам их содержимого).
Буферным называют раствор, содержащий смесь какой-либо слабой кислоты и ее растворимой соли. Когда кислотность (концентрация ионов Н) увеличивается, свободные анионы, источником которых является соль, легко соединяется со свободными ионами Н и удаляет их из раствора. Когда кислотность снижается, высвобождаются дополнительные ионы Н.
Являясь компонентами буферных систем организма, ионы определяют их свойства - способность поддерживать рН на определенном уровне (близко к нейтральной), несмотря на то, что в результате обмена веществ образуются кислые и щелочные продукты.
Расскажите, что такое гомеостаз?
Изучение нового материала.
Распределите представленные вещества на группы. Объясните, какой принцип для распределения вы использовали?
Рибоза, гемоглобин, хитин, целлюлоза, альбумин, холестерин, муреин, глюкоза, фибрин, тестостерон, крахмал, гликоген, сахароза
Углеводы
Липиды (жиры)
Белки
рибоза
холестерин
гемоглобин
хитин
тестостерон
альбумин
целлюлоза
фибрин
муреин
глюкоза
крахмал
гликоген
сахароза
Сегодня мы будем говорить об углеводах и липидах
Общая формула углеводов С (НО) Глюкоза С Н О
Посмотрите на углеводы, которые вы выделили, и попробуйте разделить их на 3 группы. Объясните, какой принцип распределения вы использовали?
Моносахариды
Дисахариды
Полисахариды
рибоза
сахароза
хитин
глюкоза
целлюлоза
муреин
крахмал
гликоген
Чем они отличаются? Дать понятие полимер.
Работа с рисунками:
(Стр.3-9) рис.8 рис.9 рис.10
Функции углеводов
Значения углеводов в клетке
Функции
При ферментативном расщеплении молекулы углеводов освобождается 17,5 кДж
энергетическая
При избытке углеводы встречаются в клетке в виде крахмала, гликогена. Усиленное расщепление углеводов происходит при прорастании семян, длительном голодании, интенсивной мышечной работе
запасающая
Углеводы входят в состав клеточных стенок, образуют хитиновый покров членистоногих, препятствуют проникновению бактерий, выделяясь при повреждении растений.
защитная
Целлюлоза, хитин, муреин входит в состав клеточных стенок. Хитин образует панцирь членистоногих
строительная, пластическая
Участвует в процессах клеточного узнавания, воспринимает сигналы из окружающей среды, входя в состав гликопротеинов
рецепторная, сигнальная
Липиды - жироподобные вещества.
Их молекулы неполярны, гидрофобны, растворяются в органических растворителях.
По строению делятся на простые и сложные.
Простые: нейтральные липиды (жиры), воски, стерины, стероиды.
нейтральные липиды (жиры) состоят из: см. рис.11
Сложные липиды содержат нелипидный компонент. Наиболее важные: фосфолипиды, гликолипиды (в составе клеточных мембран)
Функции липидов
Соотнесите:
Описание функции Название
1) входят в состав клеточных мембран А) энергетическая
2) при окислении 1г. жира выделяется 38,9кДж Б) источник воды
3) откладываются в клетках растений и животных В) регуляторная
4) подкожная жировая клетчатка защищает органы от переохлаждения, ударов. Г) запасающая
5) некоторые из липидов являются гормонами Д) строительная
6) при окислении 1г жира выделяется более 1г воды Е) защитная
Закрепление:
вопросы стр.37 №1 - 3; стр.39 №1 - 4.
Д/З: §9; §10
Особенности химического состава клетки
1. Что такое химический элемент?
2. Сколько химических элементов известно в настоящее время?
3. Какие вещества называют неорганическими?
4. Какие соединения называют органическими?
5. Какие химические связи называют ковалентными?
Около 2% от массы клетки приходится на следующие восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и сера, Остальные химические элементы содержатся в клетке в крайне малом количестве.
Содержание урока конспект уроку и опорный каркас презентация урока акселеративные методы и интерактивные технологии закрытые упражнения (только для использования учителями) оценивание Практика задачи и упражнения,самопроверка практикумы, лабораторные, кейсы уровень сложности задач: обычный, высокий, олимпиадный домашнее задание Иллюстрации иллюстрации: видеоклипы, аудио, фотографии, графики, таблицы, комикси, мультимедиа рефераты фишки для любознательных шпаргалки юмор, притчи, приколы, присказки, кроссворды, цитаты Дополнения внешнее независимое тестирование (ВНТ) учебники основные и дополнительные тематические праздники, слоганы статьи национальные особенности словарь терминов прочие Только для учителейХимические элементы клетки
В живых организмах нет ни одного химического элемента, который не был бы найден в телах неживой природы (что указывает на общность живой и неживой природы).
Разные клетки включают в себя практически одни и те же химические элементы (что доказывает единство живой природы); и в то же время, даже клетки одного многоклеточного организма, выполняющие различные функции, могут существенно отличаться друг от друга по химическому составу.
Из известных в настоящее время более 115 элементов, около 80 обнаружено в составе клетки.
Все элементы по содержанию их в живых организмах разделяются на три группы:
Живые организмы способны накапливать определенные химические элементы. Так, например, некоторые водоросли накапливают йод, лютики - литий, ряска - радий и т.д.
Химические вещества клетки
Элементы в виде атомов входят в состав молекул неорганических и органических соединений клетки.
К неорганическим соединениям
относятся вода и минеральные соли.
Органические соединения характерны только для живых организмов, в то время как неорганические существуют и в неживой природе.
К органическим соединениям
относятся соединения углерода с молекулярной массой от 100 до нескольких сотен тысяч.
Углерод - химическая основа жизни. Он может вступать в связь со многими атомами и их группами, образуя цепочки, кольца, составляющие скелет различных по химическому составу, строению, длине и форме органических молекул. Из них образуются сложные химические соединения, различающиеся по строению и функциям. Эти органические соединения, входящие в состав клеток живых организмов получили название биологические полимеры
, или биополимеры
. Они составляют более 97% от сухого вещества клетки.
