Organické látky: príklady. Príklady vzniku organických a anorganických látok. Makroelementy a mikroelementy. Organické a anorganické látky v ľudskom tele

Každá veda je plná pojmov a ak sa tieto pojmy neovládajú, alebo nepriame témy sa dajú len veľmi ťažko naučiť. Jedným z pojmov, ktorý by mal dobre pochopiť každý človek, ktorý sa považuje za viac či menej vzdelaného, ​​je delenie materiálov na organické a anorganické. Nezáleží na tom, koľko rokov má človek, tieto pojmy sú na zozname tých, pomocou ktorých určujú všeobecnú úroveň rozvoja v ktorejkoľvek fáze ľudského života. Aby ste pochopili rozdiely medzi týmito dvoma pojmami, musíte najprv zistiť, čo každý z nich je.

Organické zlúčeniny - čo sú to?

Organické látky sú skupinou chemických zlúčenín s heterogénnou štruktúrou, ktoré zahŕňajú uhlíkové prvky, navzájom kovalentne spojené. Výnimkou sú karbidy, uhlie a karboxylové kyseliny. Jednou zo základných látok sú okrem uhlíka aj prvky vodíka, kyslíka, dusíka, síry, fosforu a halogénu.

Takéto zlúčeniny vznikajú vďaka schopnosti atómov uhlíka vytvárať jednoduché, dvojité a trojité väzby.

Biotopom organických zlúčenín sú živé bytosti. Môžu byť buď súčasťou živých bytostí, alebo sa môžu objaviť ako výsledok ich životne dôležitých aktivít (mlieko, cukor).

Produkty syntézy organických látok sú potraviny, lieky, odevy, stavebné materiály, rôzne zariadenia, výbušniny, rôzne druhy minerálnych hnojív, polyméry, potravinárske prísady, kozmetika a iné.

Anorganické látky - čo sú to?

Anorganické látky sú skupinou chemických zlúčenín, ktoré neobsahujú prvky uhlík, vodík alebo chemické zlúčeniny, ktorých základným prvkom je uhlík. Organické aj anorganické zložky sú súčasťou buniek. Prvý vo forme životodarných prvkov, ďalšie v zložení vody, minerálov a kyselín, ako aj plynov.

Čo majú spoločné organické a anorganické látky?

Čo by mohlo byť spoločné medzi dvoma zdanlivo antonymnými pojmami? Ukazuje sa, že majú niečo spoločné, a to:

1. Látky organického aj anorganického pôvodu sú zložené z molekúl.
2. Organické a anorganické látky môžu byť získané ako výsledok určitej chemickej reakcie.

Organické a anorganické látky - aký je rozdiel

1. Organické sú známejšie a vedecky študované.
2. Organických látok je na svete oveľa viac. Počet organických, ktoré veda pozná, je asi milión, anorganických - státisíce.
3. Väčšina organických zlúčenín je navzájom spojená pomocou kovalentnej povahy zlúčeniny, anorganické zlúčeniny môžu byť navzájom spojené pomocou iónovej zlúčeniny.
4. Rozdiel je aj v zložení prichádzajúcich prvkov. Organické látky pozostávajú z uhlíka, vodíka, kyslíka a menej často dusíka, fosforu, síry a halogénových prvkov. Anorganické - pozostávajú zo všetkých prvkov periodickej tabuľky, okrem uhlíka a vodíka.
5. Organické látky sú oveľa náchylnejšie na vplyv vysokých teplôt a môžu byť zničené aj pri nízkych teplotách. Väčšina anorganických je menej náchylná na účinky extrémneho tepla kvôli povahe typu molekulárnej zlúčeniny.
6. Organické látky sú základnými prvkami živej časti sveta (biosféra), anorganické látky sú neživé časti (hydrosféra, litosféra a atmosféra).
7. Zloženie organických látok je štruktúrne zložitejšie ako zloženie anorganických látok.
8. Organické látky sa vyznačujú širokou škálou možností chemických premien a reakcií.
9. V dôsledku kovalentného typu väzby medzi organickými zlúčeninami trvajú chemické reakcie o niečo dlhšie ako chemické reakcie v anorganických zlúčeninách.
10. Anorganické látky nemôžu byť potravinou pre živé bytosti, ba čo viac, niektoré z týchto kombinácií môžu byť pre živý organizmus smrteľné. Organické látky sú produktom živej prírody, ako aj prvkom štruktúry živých organizmov.

Ľudský organizmus- otvorený biologický systém. Ľudské telo je viacúrovňový systém. Pozostáva z orgánových systémov, každý orgánový systém je tvorený orgánmi, každý orgán je tvorený tkanivami a tkanivá sú tvorené bunkami. Každá bunka je systémom vzájomne prepojených organel.

Ľudské telo je otvorený systém, ktorý si neustále vymieňa látky a energiu s okolím. Z neho sa kyslík dostáva do tela pri výmene plynov a spolu s jedlom, vodou a živinami. Navonok telo odstraňuje oxid uhličitý, nestrávené zvyšky potravy, moč, pot a sekréty z mazových žliaz.

Vonkajšie telo prijíma tepelnú energiu a živiny (bielkoviny, tuky, sacharidy), ktorých molekuly akumulujú chemickú energiu. Uvoľňuje sa pri rozklade týchto látok v tele. Časť chemickej energie sa vynakladá na proces svojej životnej činnosti a prebytok vo forme tepla sa vracia do vonkajšieho prostredia.

Anorganické látky

Spomedzi všetkých anorganických látok je obsah vody v ľudskom tele najvyšší. Tvorí až 90 % hmotnosti embrya a až 70 % hmotnosti tela staršieho človeka. Voda je rozpúšťadlo, ktoré zabezpečuje transport látok v tele. Látky rozpustené vo vode získavajú schopnosť vzájomnej interakcie. Voda sa tiež podieľa na procesoch výmeny tepla medzi telom a prostredím.

Ľudské telo obsahuje veľa anorganických látok. Niektoré z nich sú prítomné vo forme molekúl, ako sú zlúčeniny vápnika v kostiach, látky - vo forme iónov. Ióny železa sa teda podieľajú na transporte kyslíka v krvi, ióny vápnika sú nevyhnutné pre svalovú kontrakciu a ióny draslíka a sodíka sú nevyhnutné pre tvorbu a prenos nervových vzruchov.

Organická hmota

Molekuly mnohých organických látok sú tvorené blokmi – jednoduchými organickými molekulami. Všetky proteíny majú túto štruktúru. Tvoria sa z molekúl aminokyselín. Typicky sa reťazec aminokyselín skladá do vláknitých alebo kyjovitých štruktúr. Týmto spôsobom sa molekula proteínu stáva kompaktnejšou a zaberá menej miesta v bunke.

Každý proces, ktorý sa vyskytuje v tele, zahŕňa desiatky alebo dokonca stovky rôznych proteínov. Podiel bielkovín je viac ako 50% sušiny buniek. Niektoré bielkoviny sú stavebným materiálom buniek, iné fungujú pri svalovej kontrakcii a iné chránia telo pred infekciami. Takmer všetky chemické reakcie v tele prebiehajú pomocou enzýmov – proteínových katalyzátorov.

Komplexné sacharidy

Páči sa mi to bielkoviny, komplexné sacharidy sú tvorené z blokových molekúl. Bloky glykogénu sú teda molekuly jednoduchých sacharidov - glukózy. Glukóza v tele zohráva úlohu zdroja energie a zásoby glukózy sa vytvárajú vo forme glykogénu. V kombinácii s bielkovinami a inými organickými látkami plnia sacharidy štrukturálnu funkciu.

Tuky

Tuky- organické látky nerozpustné vo vode. Molekula tuku zvyčajne obsahuje molekuly glycerolu a mastných kyselín. Tuky tvoria plazmatické membrány buniek, hromadia sa v bunkách tukového tkaniva, ktoré v tele plní ochranné funkcie. Rovnako ako glukóza, aj tuky sú zdrojom energie. Molekula tuku ukladá viac energie ako molekula glukózy, ale bunke trvá oveľa dlhšie získať energiu z tukov ako zo sacharidov.

CHEMICKÉ PRVKY V ĽUDSKOM TELE (KUKUSHKIN Y. N., 1998), CHÉMIA

Pre ľudské telo je definitívne stanovená úloha asi 30 chemických prvkov, bez ktorých nemôže normálne existovať. Tieto prvky sa nazývajú vitálne. Okrem nich existujú prvky, ktoré v malom množstve neovplyvňujú fungovanie tela, ale na určitých úrovniach sú jedmi.

CHEMICKÉ PRVKY V ĽUDSKOM TELE

Yu. N. KUKUŠKIN

Petrohradský štátny technologický inštitút

ÚVOD

Mnohí chemici poznajú slávne slová, ktoré vyslovili v 40. rokoch tohto storočia nemeckí vedci Walter a Ida Noddackovci, že každý dlažobný kameň na chodníku obsahuje všetky prvky periodickej tabuľky. Spočiatku sa tieto slová nestretli s jednomyseľným súhlasom. Ako sa však vyvíjali stále presnejšie metódy na analytické určovanie chemických prvkov, vedci boli čoraz viac presvedčení o pravdivosti týchto slov.

Ak sa zhodneme na tom, že každý dlažobný kameň obsahuje všetky prvky, tak by to malo platiť aj pre živý organizmus. Všetky živé organizmy na Zemi, vrátane človeka, sú v úzkom kontakte s prostredím. Život si vyžaduje neustály metabolizmus v tele. Vstup chemických prvkov do tela uľahčuje výživa a spotrebovaná voda. V súlade s odporúčaním Dietetickej komisie Národnej akadémie USA by mal byť denný príjem chemických prvkov z potravy na určitej úrovni (tabuľka 1). Každý deň sa musí z tela vylúčiť rovnaký počet chemických prvkov, pretože ich obsah je relatívne konštantný.

Predpoklady niektorých vedcov siahajú ešte ďalej. Veria, že v živom organizme sú nielen všetky chemické prvky, ale každý z nich plní špecifickú biologickú funkciu. Je dosť možné, že sa táto hypotéza nepotvrdí. S rozvojom výskumu v tomto smere sa však odhaľuje biologická úloha čoraz väčšieho počtu chemických prvkov.

Ľudské telo pozostáva zo 60 % vody, 34 % organických látok a 6 % anorganických látok. Hlavnými zložkami organických látok sú uhlík, vodík, kyslík, ďalej sem patrí dusík, fosfor a síra. Anorganické látky ľudského tela nevyhnutne obsahujú 22 chemických prvkov: Ca, P, O, Na, Mg, S, B, Cl, K, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si, Ja, F, Se. Napríklad, ak osoba váži 70 kg, potom obsahuje (v gramoch): vápnik - 1700, draslík - 250, sodík - 70, horčík - 42, železo - 5, zinok - 3.

Vedci sa zhodli, že ak hmotnostný zlomok prvku v tele presiahne 10 -2%, potom by sa mal považovať za makroprvok. Podiel mikroelementov v organizme je 10 -3 -10 -5%. Ak je obsah prvku pod 10 -5 %, uvažuje sa ultramikroelement. Samozrejme, že takáto gradácia je ľubovoľná. Cez ňu sa horčík dostáva do strednej oblasti medzi makro- a mikroprvkami.

Tabuľka 1. Denný príjem chemických prvkov do ľudského tela

VITÁLNE PRVKY

Čas nepochybne prispôsobí moderné predstavy o počte a biologickej úlohe určitých chemických prvkov v ľudskom tele. V tomto článku budeme vychádzať z toho, čo je už spoľahlivo známe. Úloha makroprvkov, ktoré tvoria anorganické látky, je zrejmá. Napríklad hlavné množstvo vápnika a fosforu sa dostáva do kostí (hydroxyfosforečnan vápenatý Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2 a chlór vo forme kyseliny chlorovodíkovej sa nachádza v žalúdočnej šťave.

Mikroelementy sú zahrnuté vo vyššie uvedenej sérii 22 prvkov, ktoré sú nevyhnutne prítomné v ľudskom tele. Všimnite si, že väčšina z nich sú kovy a viac ako polovica z nich d-prvky. Posledne menované tvoria koordinačné zlúčeniny v tele s komplexnými organickými molekulami. Zistilo sa teda, že mnohé biologické katalyzátory – enzýmy obsahujú ióny prechodných kovov ( d-prvky). Napríklad je známe, že mangán je súčasťou 12 rôznych enzýmov, železo - 70, meď - 30 a zinok - viac ako 100. Mikroelementy sa nazývajú životne dôležité, ak ich nedostatok alebo nedostatok narúša normálne fungovanie tela. Charakteristickým znakom požadovaného prvku je zvonovitý vzhľad krivky dávky ( n) - odozva ( R, efekt) (obr. 1).

Ryža. 1. Závislosť odozvy ( R) z dávky ( n) pre životne dôležité prvky

Pri malom príjme tohto prvku dochádza k výraznému poškodeniu tela. Funguje na hranici prežitia. Je to spôsobené najmä znížením aktivity enzýmov, ktoré tento prvok obsahujú. Keď sa dávka prvku zvyšuje, odozva sa zvyšuje a dosahuje normu (plató). Pri ďalšom zvyšovaní dávky sa dostavuje toxický účinok nadbytku tohto prvku, v dôsledku čoho nemožno vylúčiť smrť. Krivka na obr. 1 možno interpretovať takto: všetko treba s mierou a škodí veľmi málo a veľmi veľa. Napríklad nedostatok železa v tele vedie k anémii, pretože je súčasťou hemoglobínu v krvi, alebo skôr jeho zložky - hemu. Krv dospelého človeka obsahuje asi 2,6 g železa. V procese života telo neustále rozkladá a syntetizuje hemoglobín. Na doplnenie železa strateného rozkladom hemoglobínu človek potrebuje priemerný denný príjem asi 12 mg tohto prvku z potravy. Súvislosť medzi anémiou a nedostatkom železa je lekárom známa už dlho, už v 17. storočí sa v niektorých európskych krajinách predpisoval na chudokrvnosť infúzia železných pilín v červenom víne. Škodí však aj nadbytok železa v tele. Je spojená so siderózou očí a pľúc - ochoreniami spôsobenými ukladaním zlúčenín železa v tkanivách týchto orgánov. Hlavným regulátorom obsahu železa v krvi je pečeň.

Nedostatok medi v tele vedie k deštrukcii krvných ciev, patologickému rastu kostí a defektom spojivových tkanív. Okrem toho sa predpokladá, že nedostatok medi je jednou z príčin rakoviny. V niektorých prípadoch lekári spájajú rakovinu pľúc u starších ľudí s vekom podmieneným poklesom obsahu medi v tele. Nadbytok medi v tele však vedie k duševným poruchám a paralýze niektorých orgánov (Wilsonova choroba). Pre človeka sú škodlivé len relatívne veľké množstvá zlúčenín medi. V malých dávkach sa používajú v medicíne ako adstringentný a bakteriostázový (inhibujúci rast a rozmnožovanie baktérií). Napríklad síran meďnatý sa používa pri liečbe konjunktivitídy vo forme očných kvapiek (25% roztok), ako aj na kauterizáciu trachómu vo forme očných ceruziek (zliatina síranu meďnatého, dusičnan draselný, kamenec a gáfor). Pri popáleninách kože fosforom sa pokožka dôkladne navlhčí 5% roztokom síranu meďnatého.

Tabuľka 2. Charakteristické príznaky nedostatku chemických prvkov v ľudskom tele

Biologická funkcia iných alkalických kovov v zdravom organizme je stále nejasná. Existujú však náznaky, že zavedením lítiových iónov do tela je možné liečiť jednu z foriem maniodepresívnej psychózy. Tu je tabuľka. 2, z ktorého je viditeľná dôležitá úloha ostatných životne dôležitých prvkov.

NEČISTOTNÉ PRVKY

Existuje veľké množstvo chemických prvkov, najmä ťažkých, ktoré sú pre živé organizmy jedmi – majú nepriaznivé biologické účinky. V tabuľke 3 znázorňuje tieto prvky v súlade s periodickou tabuľkou D.I. Mendelejev.

Tabuľka 3.

S výnimkou berýlia a bária tvoria tieto prvky silné sulfidové zlúčeniny. Existuje názor, že dôvod pôsobenia jedov je spojený s blokovaním určitých funkčných skupín (najmä sulfhydrylových skupín) proteínu alebo s vytesnením kovových iónov, ako je meď a zinok, z určitých enzýmov. Prvky uvedené v tabuľke. 3 sa nazývajú nečistoty. Ich diagram dávka-odozva má odlišný tvar v porovnaní so záchranou života (obrázok 2).

Ryža. 2. Závislosť odozvy ( R) z dávky ( n) pre nečistoty chemické prvky Do určitého obsahu týchto prvkov organizmus nepociťuje žiadne škodlivé účinky, ale pri výraznom zvýšení koncentrácie sa stávajú toxickými.

Existujú prvky, ktoré sú jedovaté v pomerne veľkom množstve, ale priaznivo pôsobia v nízkych koncentráciách. Napríklad arzén, silný jed, ktorý narúša kardiovaskulárny systém a ovplyvňuje obličky a pečeň, je v malých dávkach prospešný a lekári ho predpisujú na zlepšenie chuti do jedla. Kyslík, ktorý človek potrebuje na dýchanie, vo vysokých koncentráciách (najmä pod tlakom) pôsobí toxicky.

Z týchto príkladov je zrejmé, že koncentrácia prvku v tele zohráva veľmi významnú a niekedy až katastrofálnu úlohu. Medzi nečistotovými prvkami sú aj také, ktoré v malých dávkach majú účinné liečivé vlastnosti. Baktericídna (spôsobujúca smrť rôznych baktérií) vlastnosť striebra a jeho solí bola teda zaznamenaná už dávno. Napríklad v medicíne sa roztok koloidného striebra (collargol) používa na oplachovanie hnisavých rán, močového mechúra, pri chronickej cystitíde a uretritíde, ako aj vo forme očných kvapiek pri hnisavej konjunktivitíde a blennorrhea. Ceruzky s dusičnanom strieborným sa používajú na kauterizáciu bradavíc a granulácií. V zriedených roztokoch (0,1-0,25%) sa dusičnan strieborný používa ako adstringentné a antimikrobiálne činidlo pre pleťové vody a tiež ako očné kvapky. Vedci sa domnievajú, že kauterizačný účinok dusičnanu strieborného je spojený s jeho interakciou s tkanivovými proteínmi, čo vedie k tvorbe proteínových solí striebra - albuminátov. Striebro ešte nie je klasifikované ako životne dôležitý prvok, ale jeho zvýšený obsah v ľudskom mozgu, žľazách s vnútornou sekréciou a pečeni už bol experimentálne stanovený. Striebro sa do tela dostáva prostredníctvom rastlinných potravín, ako sú uhorky a kapusta.

V článku je uvedená periodická tabuľka, v ktorej je charakterizovaná bioaktivita jednotlivých prvkov. Hodnotenie je založené na prejave symptómov nedostatku alebo nadbytku určitého prvku. Zohľadňuje tieto príznaky (v poradí podľa zvyšujúceho sa účinku): 1 - strata chuti do jedla; 2 - potreba zmeniť stravu; 3 - významné zmeny v zložení tkaniva; 4 - zvýšené poškodenie jedného alebo viacerých biochemických systémov, prejavujúce sa za špeciálnych podmienok; 5 - neschopnosť týchto systémov v špeciálnych podmienkach; 6 - subklinické príznaky neschopnosti; 7 - klinické príznaky neschopnosti a zvýšeného poškodenia; 8 - inhibovaný rast; 9 - nedostatok reprodukčnej funkcie. Extrémnou formou prejavu nedostatku alebo nadbytku niektorého prvku v tele je smrť. Bioaktivita prvku bola hodnotená na deväťbodovej škále v závislosti od povahy symptómu, pre ktorý bola identifikovaná špecifickosť.

Pri tomto hodnotení sú životne dôležité prvky charakterizované najvyšším skóre. Napríklad prvky vodík, uhlík, dusík, kyslík, sodík, horčík, fosfor, síra, chlór, draslík, vápnik, mangán, železo atď. sú charakterizované skóre 9.

ZÁVER

Identifikácia biologickej úlohy jednotlivých chemických prvkov vo fungovaní živých organizmov (ľudí, zvierat, rastlín) je dôležitou a vzrušujúcou úlohou. Minerály, podobne ako vitamíny, často pôsobia ako koenzýmy, ktoré katalyzujú chemické reakcie, ktoré sa v tele neustále vyskytujú.

Úsilie špecialistov je zamerané na odhalenie mechanizmov prejavu bioaktivity jednotlivých prvkov na molekulárnej úrovni (pozri články N.A. Ulakhnoviča „Kovové komplexy v živých organizmoch“: Soros Educational Journal. 1997. č. 8. S. 27- 32; D.A. „Zlúčeniny kovov v živej prírode“: Tamže. Niet pochýb o tom, že v živých organizmoch sa ióny kovov nachádzajú najmä vo forme koordinačných zlúčenín s „biologickými“ molekulami, ktoré pôsobia ako ligandy. Z dôvodu priestorových obmedzení článok obsahuje materiál týkajúci sa najmä ľudského tela. Objasnenie úlohy kovov v živote rastlín bude nepochybne užitočné pre poľnohospodárstvo. Práca v tomto smere sa široko vykonáva v laboratóriách v rôznych krajinách.

Veľmi zaujímavá otázka je o princípoch prírodného výberu chemických prvkov pre fungovanie živých organizmov. Niet pochýb o tom, že ich prevalencia nie je rozhodujúcim faktorom. Zdravé telo si samo dokáže regulovať obsah jednotlivých prvkov. Ak majú zvieratá na výber (potrava a voda), môžu inštinktívne prispieť k tejto regulácii. Schopnosti rastlín v tomto procese sú obmedzené. Vedomá regulácia obsahu mikroelementov v pôde poľnohospodárskej pôdy človekom je tiež jednou z dôležitých úloh pred výskumníkmi. Poznatky získané vedcami v tomto smere sa už sformovali do nového odvetvia chemickej vedy – bioanorganickej chémie. Preto je vhodné pripomenúť slová vynikajúceho vedca 19. storočia A. Ampereho: „Šťastní sú tí, ktorí rozvíjajú vedu v rokoch, keď ešte nie je dokončená, ale keď v nej už dozrieva rozhodujúci obrat.“ Tieto slová môžu byť užitočné najmä pre tých, ktorí stoja pred výberom povolania.

1. Ershov Yu.A., Pleteneva T.V. Mechanizmy toxického pôsobenia anorganických zlúčenín. M.: Medicína, 1989.

2. Kukushkin Yu.N. Spojenia vyššieho rádu. L.: Chémia, 1991.

3. Kukushkin Yu.N. Chémia je všade okolo nás. M.: Vyššie. škola, 1992.

4. Lazarev N.V. Evolúcia farmakológie. L.: Vydavateľstvo Voen.-med. akad., 1947.

5. Anorganická biochémia. M.: Mir, 1978. T. 1, 2 / Ed. G. Eichhorn.

6. Environmentálna chémia / Ed. Joe. Bockris. M.: Chémia, 1982.

7. Yatsimirsky K.B. Úvod do bioanorganickej chémie. Kyjev: Nauk. Dumka, 1973.

8. Kaim W., Schwederski B. Bioanorganická chémia: Anorganické prvky v chémii života. Chichester: John Wile and Sons, 1994. 401 s.

Jurij Nikolajevič Kukuškin, doktor chemických vied, profesor, vedúci. Katedra anorganickej chémie Štátneho technologického inštitútu v Petrohrade, ctený vedec Ruskej federácie, laureát ceny pomenovanej po. L.A. Chugaev z Akadémie vied ZSSR, akademik Ruskej akadémie prírodných vied. Oblasť vedeckého záujmu: koordinačná chémia a chémia platinových kovov. Autor a spoluautor viac ako 600 vedeckých článkov, 14 monografií, učebníc a populárno-náučných kníh, 49 vynálezov.

Bunka je základná stavebná jednotka živých organizmov. Všetky živé veci – či už sú to ľudia, zvieratá, rastliny, huby alebo baktérie – majú vo svojom jadre bunku. V tele niekoho je týchto buniek veľa – státisíce buniek tvoria telo cicavcov a plazov, no v tele niekoho je ich málo – veľa baktérií pozostáva len z jednej bunky. Počet buniek však nie je taký dôležitý ako ich prítomnosť.

Už dlho je známe, že bunky majú všetky vlastnosti živých vecí: dýchajú, kŕmia sa, rozmnožujú sa, prispôsobujú sa novým podmienkam a dokonca zomierajú. A ako všetky živé veci, bunky obsahujú organické a anorganické látky.

Oveľa viac, pretože je to tiež voda a samozrejme najväčšia časť sekcie nazývanej „anorganické látky bunky“ je pridelená vode - tvorí 40-98% celkového objemu bunky.

Voda v bunke plní mnoho dôležitých funkcií: zabezpečuje elasticitu bunky, rýchlosť chemických reakcií, ktoré v nej prebiehajú, pohyb prichádzajúcich látok v bunke a ich odstraňovanie. Okrem toho sa veľa látok rozpúšťa vo vode, môže sa podieľať na chemických reakciách a práve voda je zodpovedná za termoreguláciu celého tela, keďže voda má dobrú tepelnú vodivosť.

K anorganickým látkam bunky patria okrem vody aj mnohé minerálne látky, rozdelené na makroprvky a mikroprvky.

Medzi makroprvky patria látky ako železo, dusík, draslík, horčík, sodík, síra, uhlík, fosfor, vápnik a mnohé ďalšie.

Stopovými prvkami sú väčšinou ťažké kovy ako bór, mangán, bróm, meď, molybdén, jód a zinok.

Telo obsahuje aj ultramikroelementy, medzi ktoré patrí zlato, urán, ortuť, rádium, selén a iné.

Všetky anorganické látky bunky zohrávajú svoju dôležitú úlohu. Dusík sa teda podieľa na veľkom množstve zlúčenín – bielkovinových aj nebielkovinových a prispieva k tvorbe vitamínov, aminokyselín a pigmentov.

Vápnik je antagonista draslíka a slúži ako lepidlo pre rastlinné bunky.

Železo sa podieľa na procese dýchania a je súčasťou molekúl hemoglobínu.

Meď je zodpovedná za tvorbu krviniek, zdravie srdca a dobrú chuť do jedla.

Bór je zodpovedný za rastový proces, najmä v rastlinách.

Draslík zabezpečuje koloidné vlastnosti cytoplazmy, tvorbu bielkovín a normálnu činnosť srdca.

Sodík tiež zabezpečuje správny rytmus srdcovej činnosti.

Síra sa podieľa na tvorbe niektorých aminokyselín.

Fosfor sa podieľa na tvorbe obrovského množstva esenciálnych zlúčenín, ako sú nukleotidy, niektoré enzýmy, AMP, ATP, ADP.

A len úloha ultramikroelementov je stále úplne neznáma.

Ale samotné anorganické látky bunky ju nedokázali urobiť kompletnou a živou. Organické látky sú rovnako dôležité.

C zahŕňajú sacharidy, lipidy, enzýmy, pigmenty, vitamíny a hormóny.

Sacharidy sa delia na monosacharidy, disacharidy, polysacharidy a oligosacharidy. Mono-di- a polysacharidy sú hlavným zdrojom energie pre bunky a telo, ale vo vode nerozpustné oligosacharidy zlepujú spojivové tkanivo a chránia bunky pred nepriaznivými vonkajšími vplyvmi.

Lipidy sa delia na samotné tuky a lipoidy – tukom podobné látky, ktoré tvoria orientované molekulárne vrstvy.

Enzýmy sú katalyzátory, ktoré urýchľujú biochemické procesy v tele. Okrem toho enzýmy znižujú množstvo energie spotrebovanej na vytvorenie reaktivity molekuly.

Vitamíny sú potrebné na reguláciu oxidácie aminokyselín a sacharidov, ako aj na plný rast a vývoj.

Hormóny sú potrebné na reguláciu fungovania tela.

Pamätajte na látky, ktoré organizmy potrebujú pre svoj život. Akú úlohu zohrávajú vodné roztoky v prírode a v živote človeka? Aký typ chemickej väzby existuje v molekule vody? Čo sú to ióny a ako vznikajú?

Chemické prvky živých organizmov

Rastlinné a živočíšne bunky obsahujú viac ako 70 chemických prvkov. Ale bunka neobsahuje žiadne špeciálne prvky charakteristické len pre živú prírodu. Rovnaké prvky sa nachádzajú aj v neživej prírode.

Všetky chemické prvky sa podľa ich obsahu v živej bunke delia do troch skupín: makroprvky, mikroprvky a ultramikroprvky.

Prvky O, C, H, N sa niekedy považujú za samostatnú skupinu organogénnych prvkov vzhľadom na to, že sú súčasťou všetkých organických látok a tvoria až 98 % hmoty živej bunky.

Anorganické látky živých organizmov

Počas štúdia chémie ste sa dozvedeli o takých skupinách látok, ako sú kyseliny, soli, oxidy atď. Všetky sú bežné v neživej prírode, mimo živých organizmov. Preto sa nazývajú anorganické látky. To však neznamená, že v živých organizmoch vôbec neexistujú. Existujú a zohrávajú veľmi dôležitú úlohu v životných procesoch.

Anorganické látky sa zvyčajne dostávajú do živých organizmov z vonkajšieho prostredia s potravou (u zvierat) alebo s vodným roztokom cez povrch tela (u rastlín, húb a baktérií). Ale v niektorých prípadoch si ich živé organizmy dokážu syntetizovať samy. Napríklad bunky žalúdka u stavovcov syntetizujú kyselinu chloridovú. To umožňuje efektívnejšie trávenie potravy, keďže mnohé tráviace enzýmy pracujú v kyslom prostredí. Mnoho dravých mäkkýšov tiež nezávisle produkuje síranovú kyselinu vo svojich slinných žľazách. Táto kyselina môže zničiť škrupiny a vonkajšie obaly ich obetí.

Funkcie anorganických látok v bunke

Anorganické zlúčeniny sa v živých organizmoch nachádzajú v rozpustenej (vo forme iónov) aj v nerozpustenej forme. Mnohé soli sú prítomné v rozpustených formách.

Pre živé organizmy sú dôležité aj nerozpustné anorganické zlúčeniny. Napríklad soli vápnika a fosforu sú súčasťou kostry zvieraťa a dodávajú jej pevnosť (obr. 2.1, s. 10). Bez takýchto látok je nemožné, aby si človek vytvoril zdravé zuby.

Z anorganických látok môžu vzniknúť aj rôzne štruktúry živočíšnych organizmov (obr. 2.2).

Vlastnosti vody

Vlastnosti vody sú určené štruktúrnymi vlastnosťami jej molekuly, ako aj vzájomnými väzbami molekúl.

Ako už viete, v molekule vody (chemický vzorec - H 2 O) existuje kovalentná polárna väzba medzi atómami vodíka a kyslíka (obr. 2.3). To znamená, že na atóme kyslíka sa vytvorí čiastočný záporný náboj (S -) a na atómoch vodíka sa vytvorí kladný náboj (S+). Kladne nabitý atóm vodíka jednej molekuly vody je priťahovaný k záporne nabitému atómu kyslíka inej molekuly vody. Táto väzba sa nazýva vodíková väzba.

Vodíková väzba je približne 15-20 krát slabšia ako kovalentná väzba. Preto sa vodíková väzba pomerne ľahko preruší, čo sa stane napríklad pri odparovaní vody. V kvapalnom stave sa vodíkové väzby medzi molekulami vody neustále lámu a vytvárajú sa nanovo.

Biologická úloha vody

V živých organizmoch plní voda mnoho funkcií: rozpúšťadlové médium, transportné, metabolické, termoregulačné, štrukturálne.

Voda je univerzálne rozpúšťadlo. Látky zapojené do väčšiny biologických reakcií sa nachádzajú vo vodnom roztoku v tele.

Transportná úloha vody je pre bunky a organizmy vo všeobecnosti veľmi dôležitá. Rozpustené látky spolu s vodou sa môžu prenášať z jednej časti bunky do druhej. A medzi rôznymi časťami mnohobunkových organizmov sa prenášajú ako súčasť špeciálnych tekutín (napríklad v krvi). Odparovanie vody listami rastlín spôsobuje, že sa pohybuje smerom nahor od koreňov. Zároveň sa pohybujú aj látky rozpustené vo vode.

Molekuly vody vykonávajú metabolickú funkciu, keď sa zúčastňujú metabolických reakcií (nazývaných biochemické reakcie). Termoregulačná funkcia vody je mimoriadne dôležitá pre udržanie telesnej teploty organizmov. Keď sa človek napríklad potí, voda sa vyparuje, čím sa znižuje jeho telesná teplota.

Štrukturálna funkcia vody je jasne viditeľná u rastlín a niektorých bezstavovcov. Rastliny udržujú tvar svojich listov a bylinných stoniek v dôsledku zvýšeného tlaku v bunkách naplnených vodou. A u mnohých červov je tvar tela udržiavaný zvýšeným tlakom vody v telesných dutinách.

Živé organizmy obsahujú organické aj anorganické látky. Anorganické látky sú voda, soli, kyseliny a iné zlúčeniny. Zohrávajú dôležitú úlohu v živote živých organizmov. Voda vytvára prostredie, v ktorom prebiehajú metabolické reakcie. Ďalšie anorganické látky sa podieľajú na tvorbe kostry, fungovaní nervového, tráviaceho a iného systému tela.

Otestujte si svoje vedomosti

1. Aké anorganické látky sa nachádzajú v živých organizmoch? 2. Dokážte na príkladoch, že vlastnosti vody majú pre živé bunky veľký význam. 3. Aké funkcie môžu vykonávať kyseliny v živých organizmoch? 4*. Aké následky môže mať strata Na soli pre ľudský organizmus?

Toto je učebnicový materiál