Довідник з біології

ЗАГАЛЬНА БІОЛОГІЯ

ОСНОВИ ЦИТОЛОГІЇ

ХІМІЧНИЙ СКЛАД КЛІТИНИ

НЕОРГАНІЧНІ СПОЛУКИ, ЩО ВХОДЯТЬ ДО СКЛАДУ КЛІТИНИ

Вода. Найпоширеніша неорганічна сполука в живих організмах — вода. Її вміст у клітинах різного типу коливається в широких межах: в клітинах емалі зубів води близько 10%,а в клітинах зародка, що розвивається, — більше 90%. У тілі медузи води до 98%. Але в середньому в багатоклітинному організмі вода складає близько 80% маси тіла.

Важлива роль води в клітині зумовлена її хімічною природою. Дипольний характер будови молекул води пояснює їх здатність активно вступати у взаємодію з різними речовинами. Для багатьох речовин енергія зв'язку між атомами менше, ніж енергія тяжіння цих атомів до молекул води. На цьому засновано явище розчинності — дисоціації молекул на іони у водному середовищі.

Вода — добрий розчинник для величезної кількості органічних і неорганічних речовин. Більшість хімічних реакцій у клітині відбувається між розчиненими у воді речовинами. Проникнення речовин у клітину і виведення з неї продуктів життєдіяльності також можливе тільки в розчиненому вигляді.

Вода бере участь в явищах осмосу, відіграваючи важливу роль у підтримці постійності хімічного складу клітини. Осмосом називається проникнення молекул розчинника через напівпроникну мембрану в розчин якої-небудь речовини. Напівпроникними називаються мембрани, які пропускають молекули розчинника, але не пропускають молекули (або іони) розчиненої речовини. Отже, осмос — це одностороння дифузія молекул води у напрямі розчину.

Зовнішня клітинна мембрана проникна для строго певних речовин і не пропускає більшість сполук, що знаходяться в цитоплазмі. Вода поступає в клітину шляхом осмосу. Тиск, з яким вода проникає через мембрану, називається осмосмотичним. Величина тиску осмосу зростає зі збільшенням концентрації розчину. Два розчини з однаковим тиском осмосу незалежно від хімічного складу розчинених речовин називаються ізотонічними (від грец. isos — рівний і лат. tonus — сила, напруга), або ізоосмотичними. Тиск осмосу рідин організму людини дорівнює тиску 0,86%-ного розчину хлориду натрію. Більш концентровані розчини називаються гіпертонічними, менш концентровані — гіпотонічними.

Напрям дифузії води — у клітину або з клітини — обумовлено величиною тиску осмосу оточуючого клітину розчину. Якщо які-небудь клітини, наприклад еритроцити, помістити в гіпотонічний розчин, вода проникатиме в них, і тиск її на зовнішню клітинну мембрану зростатиме до тих пір, поки клітинна оболонка не лопне. Навпаки, у розчині гіпертонії вода прагнутиме потрапити назовні, і клітини будуть обезводнюватися, зморщуватися. На явищах осмосу заснований рух води по провідній системі рослин від коріння до листя і напруга стінок рослинних клітин — тургор. Вода, яка всмоктується кореневими волосками рослин, містить мало розчинених речовин. Проникаючи в клітини через мембрани і створюючи в них підвищений тиск, вода додає пружність (тургор) листю, пелюсткам квіток, стеблам трав. В одноклітинних організмів, що мешкають у прісній воді, для видалення води, що постійно поступає в клітину, існує спеціальний органоїд — скоротлива вакуоль. У морських найпростіших скоротливої вакуолі немає унаслідок ізотонічності цитоплазми і навколишнього середовища.

Не менше важлива для клітини і чисто хімічна роль води. Під дією спеціальних ферментів вона вступає в реакції гідролізу, тобто в реакції, при яких до вільних валентностей різних молекул приєднуються іони ОН- або Н+ води. У результаті утворюються нові речовини з новими властивостями.

Вода має добру теплопровідність і велику теплоємність, тому температура усередині клітини (і організму) більш стійка, ніж у навколишньому середовищі.

Мінеральні солі. Переважна частина неорганічних речовин клітини знаходиться у вигляді солей — або дисоційованих на іони, або в твердому стані. Серед перших велике значення мають катіони К4, Na+, Са+, які забезпечують таку важливу властивість живих організмів, як подразнення. У тканинах багатоклітинних тварин кальцій входить до складу міжклітинного «цементу», який обумовлює зчеплення клітин між собою і впорядковує їх розташування в тканинах. Слід звернути увагу на те, що вміст катіонів у клітині і в оточуючому клітину середовищі — регульований процес. Наприклад, у цитоплазмі клітин доволі багато калію і дуже мало натрію. У позаклітинному середовищі (у плазмі крові, у міжклітинній рідині, у морській воді) багато натрію і мало калію.

Від концентрації солей залежать буферні властивості клітини. Буферною називається здатність клітини підтримувати слабколужну реакцію свого вмісту на постійному рівні. Всередині клітини буферність забезпечується головним чином аніонами Н2Р04- і НРО42-. У позаклітинній речовині та у крові роль буфера відіграють Н7С03 і НРО42-. Аніони слабких кислот і слабкі луги зв'язують іони водню і гідроксиліони (ОН), завдяки чому реакція усередині клітини практично не міняється.

Нерозчинні мінеральні солі, наприклад фосфорнокислий кальцій, забезпечують міцність кісткової тканини хребетних і раковини молюсків.






Personalised Essay Writing Service for You

Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити