Краткое содержание: Параграф § 5 / Биология 9 класс

Общие принципы химического состава клетки

Химический состав клетки является фундаментальным доказательством единства всего живого, поскольку все организмы состоят из практически одинаковых химических элементов, хотя их процентное соотношение может варьироваться. Состав клетки также демонстрирует общность живой и неживой природы, так как все элементы, входящие в состав живых организмов, присутствуют и в неживой материи. Элементы в клетке могут находиться в форме ионов или входить в состав неорганических и органических молекул.

Клеточное вещество подразделяется на макроэлементы (Кислород, Углерод, Водород, Азот, составляющие до 98% массы), микроэлементы (Калий, Натрий, Кальций, Магний, Железо, Сера, Фосфор и др.) и ультрамикроэлементы, содержание которых не превышает 0,000001% массы клетки.

Неорганические вещества клетки: Вода

Среди неорганических соединений вода занимает первое место по массе (от 65% до 90% массы клетки). Вода является идеальным растворителем, в котором протекает подавляющее большинство химических реакций обмена веществ. Она также выполняет структурную функцию, придавая клетке объём и упругость, а также транспортную функцию, перенося вещества. Чем выше интенсивность обмена веществ в клетке, тем больше в ней содержится воды.

Органические вещества: Углеводы (Сахариды)

Углеводы, или сахариды, получили свое название из-за соотношения атомов водорода и кислорода, сходного с таковым в молекуле воды (общая формула (CH₂O)n). Их ключевая роль в клетке — энергетическая. При расщеплении и окислении углеводов высвобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности. Также они выполняют структурную (строительную) функцию, входя в состав межклеточного вещества, например, в хрящах и сухожилиях (сложные полисахариды).

Органические вещества: Липиды (Жиры)

Липиды — это обширная группа жиров и жироподобных веществ, нерастворимых в воде (гидрофобных), но хорошо растворимых в органических растворителях. Основная функция липидов — энергетическая, причём они высвобождают в два раза больше энергии, чем углеводы при той же массе. Другие важные функции включают защитную (теплоизоляция, амортизация) и регуляторную (в состав липидов входят важные витамины А, D, Е и гормоны).

Органические вещества: Белки

Белки являются самыми многочисленными и разнообразными биополимерами, их мономерами служат аминокислоты (всего 20 видов). Бесконечное разнообразие белковых молекул обусловлено различным сочетанием этих 20 аминокислот. Функции белков чрезвычайно важны:

• Структурная (строительная): являются основой клеточных структур.
• Ферментативная (каталитическая): ускоряют биохимические реакции (являются ферментами).
• Регуляторная: выполняют роль гормонов.
• Транспортная: переносят вещества (например, гемоглобин).

Органические вещества: Нуклеиновые кислоты и АТФ

Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) — самые крупные биополимеры, состоящие из мономеров-нуклеотидов. Нуклеотид включает азотистое основание, углевод (рибоза или дезоксирибоза) и остаток фосфорной кислоты. Нуклеиновые кислоты представляют собой единую систему для хранения и реализации наследственной информации через синтез белка. ДНК отвечает за хранение информации, а РНК — за её реализацию. Нуклеотиды также являются структурной основой для других важных веществ, включая АТФ (аденозинтрифосфорную кислоту).

АТФ — это универсальное высокоэнергетическое соединение, которое выступает в роли универсального источника энергии для всех процессов жизнедеятельности клетки, таких как синтез, движение, активный транспорт и многое другое.