Organske i anorganske tvari. Anorganska stanična materija

Krajem 9. stoljeća, arapski znanstvenik Abu Bakr Al-Razi prvi je put klasificirao kemikalije. On ih je, na temelju podrijetla tvari, podijelio u tri skupine. U prvoj grupi on je zamijenio mineral, u drugom - biljka, au trećem - životinjsku materiju.

Ova klasifikacija je predodređena da postoji gotovo cijelo tisućljeće. Samo u XIX stoljeću ove skupine formiraju dvije - organske i anorganske tvari. Kemikalije oba tipa grade se zahvaljujući devedeset elemenata navedenih u tablici DI Mendelejeva.

Neorganska skupina

Među anorganskim spojevima su jednostavne i složene tvari. Skupina jednostavnih tvari kombinira metale, nemetale i plemenite plinove. Složene tvari su oksidi, hidroksidi, kiseline i soli. Sve anorganske tvari mogu se izgraditi iz bilo kojeg kemijskog elementa.

Skupina organskih tvari

Sastav svih organski spojevi ugljik i vodik nužno su uključeni (to je njihova temeljna razlika od mineralne tvari). tvari nastali C i H nazivaju se ugljikovodici - najjednostavniji organski spojevi. Sastav derivata ugljikovodika je dušik i kisik. Oni se, pak, klasificiraju u spojeve koji sadrže kisik i dušik.

Skupinu tvari koje sadržavaju kisik predstavljaju alkoholi i eteri, aldehidi i ketoni, karboksilne kiseline, masti, voskovi i ugljikohidrati. Amini, aminokiseline, nitro spojevi i proteini navedeni su kao spojevi koji sadrže dušik. U heterocikličkim tvarima položaj je dvostruk - oni se, ovisno o strukturi, mogu odnositi i na tu i na drugu vrstu ugljikovodika.

Stanične kemikalije

Postojanje stanica je moguće ako sadrže organske i anorganske tvari. Umiru kada nema vode, mineralnih soli. Stanice umiru ako su jako iscrpljene nukleinske kiseline masti, ugljikohidrati i proteini.

Oni su sposobni za normalan život, ako sadrže nekoliko tisuća spojeva organske i anorganske prirode, sposobni za ulazak u različite kemijske reakcije. Biokemijski procesi u stanici temelj su njegove vitalne aktivnosti, normalnog razvoja i funkcioniranja.

Kemijski elementi koji saturiraju stanicu

Stanice živih sustava sadrže skupine kemijskih elemenata. Obogaćeni su makro, mikro i ultramikroelementima.

• Makronutrijenti su prvenstveno ugljik, vodik, kisik i dušik. Ove anorganske tvari u stanici tvore gotovo sve organske spojeve. Također im se dodaju vitalni elementi. Stanica ne može živjeti i razvijati se bez kalcija, fosfora, sumpora, kalija, klora, natrija, magnezija i željeza.
• Skupina elemenata u tragovima formirana od cinka, kroma, kobalta i bakra.
• Ultramikroelementi - još jedna skupina koja predstavlja najvažnije anorganske tvari u stanici. Grupu čine zlato i srebro koje ima baktericidno djelovanje, a živa, koja sprječava resorpciju vode, ispunjava bubrežne tubule i utječe na enzime. Također uključuje platinu i cezij. Određenu ulogu u tome ima selen, čiji nedostatak dovodi do različitih vrsta raka.

Voda u ćeliji

Važnost vode koja se distribuira zemljinoj tvari za život stanice je neporeciva. Otapa mnoge organske i anorganske tvari. Voda je plodna okolina u kojoj se odvija nevjerojatan broj kemijskih reakcija. Sposoban je rastopiti i razgraditi proizvode. Zahvaljujući njoj, šljake i toksini napuštaju stanicu.

Ova tekućina ima visoku toplinsku vodljivost. To omogućuje toplinu da se ravnomjerno širi kroz tkiva tijela. Ima značajan toplinski kapacitet (sposobnost apsorpcije topline kada se njezina temperatura minimalno mijenja). Ta sposobnost ne dopušta da se u ćeliji dogode iznenadne promjene temperature.

Voda ima izuzetno visoku površinsku napetost. Zahvaljujući njemu, otopljene anorganske tvari, poput organskih, lako se kreću kroz tkiva. Mnogi mali organizmi, koristeći obilježje površinske napetosti, zadržavaju se na površini vode i slobodno se kreću po njoj.

Turgor biljnih stanica ovisi o vodi. To je voda koja se nosi s potpornom funkcijom u određenim vrstama životinja, a ne s drugim anorganskim tvarima. Biologija je identificirala i proučavala životinje s hidrostatskim kosturima. To su predstavnici bodljikaša, okrugle i prstenasti crvi meduza i morske anemone.

Voda sadrži stanice tekućina za podmazivanje. Punjena je stanicama sluzi koje olakšavaju prolaz tvari kroz gastrointestinalni trakt. Zahvaljujući vodi, stvara se vlažan okoliš u respiratornom traktu. Stanice sline, žuči, suza i drugih stvari zasićene su vodom.

Zasićenje stanica vodom

Radne stanice se pune vodom za 80% njihovog ukupnog volumena. Tekućina se nalazi u njima u slobodnom i vezanom obliku. Proteinske molekule su čvrsto povezane s vezanom vodom. Okružene su vodenom školjkom, izoliranom jedna od druge.

Molekule vode su polarne. Oni tvore vodikove veze. Zbog vodikovih mostova, voda ima visoku toplinsku vodljivost. Vezana voda omogućuje stanicama da izdrže niže temperature. Udio besplatne vode iznosi 95%. Potiče otapanje tvari uključenih u stanični metabolizam.

Visoko aktivne stanice u moždanom tkivu sadrže do 85% vode. Mišićne stanice su 70% zasićene vodom. Manje aktivne stanice koje tvore masno tkivo, 40% vode je dovoljno. Ne samo da otapa neorganske kemikalije u živim stanicama, već je ključni sudionik u hidrolizi organskih spojeva. Pod njegovim utjecajem, organske tvari, koje se dijele, pretvaraju se u srednje i završne tvari.

Značaj mineralnih soli za stanicu

Mineralne soli su zastupljene u stanicama kationima kalija, natrija, kalcija, magnezija i aniona HPO ₄ ^2- , H ₂ PO ₄ ^- , Cl ^- , HCO ₃ ^- . Ispravni omjeri aniona i kationa stvaraju kiselost neophodnu za stanični život. U mnogim stanicama održava se slabo alkalna okolina, koja ostaje gotovo nepromijenjena i osigurava njihovo stabilno funkcioniranje.

Koncentracija kationa i aniona u stanicama razlikuje se od njihovog omjera u međustaničnom prostoru. Razlog tome je aktivna regulacija s ciljem transporta kemijskih spojeva. Takav tijek procesa određuje postojanost kemijskih spojeva u živim stanicama. Nakon stanične smrti, koncentracija kemijskih spojeva u izvanstaničnom prostoru i citoplazma stječe ravnotežu.

Anorganske tvari u kemijskoj organizaciji stanica

U kemijskom sastavu živih stanica ne postoje posebni elementi karakteristični samo za njih. To određuje jedinstvo kemijskog sastava živih i neživih objekata. Anorganske tvari u ćeliji igraju veliku ulogu.

Sumpor i dušik pomažu u stvaranju proteina. Fosfor je uključen u sintezu DNA i RNA. Magnezij je važna komponenta enzima i molekula klorofila. Bakar je potreban za oksidativne enzime. Željezo - središte molekule hemoglobina, cink je dio hormona koje proizvodi gušterača.

Važnost anorganskih spojeva za stanice

Spojevi dušika pretvaraju proteine, aminokiseline, DNA, RNA i ATP. U biljnim stanicama amonijevi ioni i nitrati u procesu redoks reakcija pretvaraju se u NH2, postaju sudionici u sintezi aminokiselina. Živi organizmi koriste aminokiseline za stvaranje vlastitih proteina potrebnih za izgradnju tijela. Nakon smrti organizama, proteini se slijevaju u cirkulaciju tvari, kada se razgrađuju, dušik se oslobađa u slobodnom obliku.

Anorganske tvari koje sadrže kalij igraju ulogu "pumpe". Zahvaljujući "kalijevoj pumpi", tvari koje hitno trebaju prodrijeti u stanice kroz membranu. Kalijevi spojevi dovode do aktivacije vitalne aktivnosti stanica, zahvaljujući njima se izvode pobude i impulsi. Koncentracija kalijevih iona u stanicama vrlo je visoka u usporedbi s okolinom. Kalijevi ioni nakon smrti živih organizama lako prelaze u prirodni okoliš.

Tvari koje sadrže fosfor doprinose stvaranju membranskih struktura i tkiva. U njihovoj prisutnosti nastaju enzimi i nukleinske kiseline. Različiti slojevi tla u različitim su stupnjevima zasićeni fosfornim solima. Koreni izlučivanja biljaka, otapanje fosfata, asimiliraju ih. Nakon izumiranja organizama, ostaci fosfata prolaze kroz mineralizaciju, pretvarajući se u soli.

Neorganske tvari koje sadrže kalcij potiču stvaranje međustaničnih tvari i kristala u biljnim stanicama. Kalcij iz njih prodire u krv, regulirajući proces njegovog zgrušavanja. Zahvaljujući njemu, kosti, školjke, karbonatni kosturi, koralni polipi u živim organizmima. Stanice sadrže ione kalcija i kristale njegovih soli.