Речовини живих організмів.Неорганічні сполуки. Матеріал для учнів 9 класу.

  

Хімічний склад клітини та біологічні молекули

Пригадайте речовини, які потрібні організмам для їхньої життєдіяльності. Яке значення мають водні розчини в природі та для людини? Який тип хімічного зв'язку в молекулі води? Що таке йони і як вони утворюються?

Хімічні елементи живих організмів

До складу рослинних і тваринних клітин входить понад 70 хімічних елементів. Але у клітині немає якихось елементів, характерних лише для живої природи. Ці самі елементи трапляються й у неживій природі.

Усі хімічні елементи за вмістом у живій клітині поділяють на три групи: макроелементи, мікроелементи й ультрамікроелементи.

Уміст хімічних елементів у живих клітинах

Група елементів	Хімічні символи елементів	відсоток від маси організму, %
Макроелементи	H, O, C, N, P, S, Na, K, Mg, Ca, Cl	10-0,001
Мікроелементи	Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, F, Ni та інші	0,001-0,000001
Ультрамікроелементи	Au, Se, Hg, U, Ra та інші	Менш ніж 0,000001

Макроелементи трапляються в усіх живих клітинах. Без них життєдіяльність будь-якої клітини неможлива. Елементи C, O, H, N інколи розглядають як окрему групу органогенних елементів через те, що вони входять до складу всіх органічних речовин і складають до 98 % маси живої клітини. Мікроелементи можуть мати важливе значення для певних процесів у клітинах або для окремих груп живих організмів. Ультрамікроелементи або випадково потрапляють в організм, або їхня функція невідома. Наприклад, в організмі людини міститься невелика кількість Ауруму. Його функції в організмі вченим не вдалося визначити. Скоріше за все, він просто потрапляє в організм із водою та їжею.

Неорганічні речовини живих організмів

вивчаючи хімію, ви дізналися про такі групи речовин, як кислоти, солі, оксиди тощо. всі вони поширені в неживій природі, поза живими організмами. Тому й називають їх неорганічними речовинами. Та це не означає, що неорганічних речовин узагалі в живих організмах немає. вони є й відіграють дуже важливу роль у процесах життєдіяльності.

Найбільш поширені в живих організмах вода й мінеральні солі. Трапляються й інші сполуки. Так, кремнезем (SiO₂), яким у хвощів насичена оболонка клітин, оберігає ці рослини від поїдання тваринами. Деякі хижі черевоногі молюски розчиняють раковини своїх жертв сульфатною кислотою (H₂SO₄). А хлоридна кислота (HCl) виділяється в шлунку людей, свиней, акул та інших тварин.

Властивості води

Як ви вже знаєте, формула води — H₂O. Молекула води складається з двох атомів Гідрогену й одного атома Оксигену (мал. 2.1). вона є диполем, що має позитивний і негативний заряд на полюсах. Завдяки такій будові протилежно заряджені кінці диполя здатні притягуватись. Так виникає водневий зв’язок. Саме ця особливість будови молекули води й зумовлює властивості води.

Мал. 2.1. Будова молекули води та утворення водневих зв'язків між її молекулами

Біологічна роль води

У живих організмах вода виконує багато функцій: розчинну, транспортну, метаболічну, регуляторну, структурну. Саме тому її вміст у них такий значний (мал. 2.3).

вода є універсальним розчинником для живих організмів, адже для проведення більшості біологічних реакцій речовини, які беруть у них участь, повинні перебувати у водному розчині.

Дуже важливою для клітин та організмів у цілому є також транспортна роль води. У вигляді водного розчину речовини разом із водою можуть транспортуватися з одних частин клітини в інші. А між різними частинами багатоклітинних організмів вони транспортуються у складі спеціальних рідин (наприклад, у складі крові). випаровування води листками рослин спричиняє її рух від коренів угору. При цьому переміщуються і речовини, які у воді розчинені.

Молекули води виконують метаболічну функцію, коли беруть участь у реакціях обміну речовин (їх називають біохімічними реакціями). Регуляторна функція води надзвичайно важлива для підтримання температури тіла організмів. Коли, наприклад, людина потіє, то вода, яка випаровується, знижує температуру її тіла.

Структурну функцію води добре видно на прикладі рослин і деяких безхребетних тварин. Рослини підтримують форму листків і трав’янистих стебел завдяки підвищеному тиску в наповнених водою клітинах. А в багатьох червів форма тіла підтримується завдяки підвищеному тиску води в порожнинах їхнього тіла.

Мал. 2.3. Уміст води в живих організмах

Біологічна роль неорганічних сполук

Неорганічні сполуки можуть перебувати в живих організмах як у розчиненій формі (у вигляді йонів), так і в нерозчинному вигляді. Розчиненими формами представлені багато солей. Йони Na+, K+, Cl^- та інші накопичуються по різні боки клітинних мембран і забезпечують різний заряд їхньої поверхні, що забезпечує проведення нервових імпульсів по нервах. У вигляді розчину в шлунку хребетних тварин виділяється хлоридна кислота. вона створює кисле середовище, у якому відбуваються процеси травлення. Крім того,

Мал. 2.3. Кістку людини, позбавлену мінеральних речовин, легко можна зав'язати вузлом

Мал. 2.4. Структури живих організмів, які складаються переважно з неорганічних речовин

кисле середовище шлунка виконує ще одну важливу функцію. воно знищує більшість бактерій, які потрапляють туди з їжею.

Нерозчинні неорганічні сполуки також важливі для живих організмів. Наприклад, солі Кальцію та Фосфору входять до складу скелета різних тварин і забезпечують його міцність (мал. 2.3). Без таких речовин неможливе існування здорових зубів у людини. Різні структури організмів тварин здебільшого теж побудовані з неорганічних речовин (мал. 2.4).

У живих організмах є як органічні, так і неорганічні речовини. Неорганічні речовини — це хімічні елементи, вода, солі, кислоти та інші сполуки. вони відіграють важливу роль у життєдіяльності живих організмів. вода створює середовище, у якому відбуваються реакції обміну речовин. Інші неорганічні речовини беруть участь у формуванні скелета, роботі нервової, травної та інших систем організму.

Перевірте свої знання

1. Які неорганічні речовини трапляються в живих організмах?

2. Доведіть на прикладах, що властивості води мають велике значення для живих клітин.

3. Які функції в живих організмах можуть виконувати кислоти?

4. Уявіть ситуацію, коли лікар каже, що в організмі людини не вистачає Ca. Яким чином вона зможе вирішити цю проблему?

5*. До яких наслідків для організму людини може призвести втрата ним солей Na+?

6*. На двох-трьох прикладах поясніть біологічну роль макро- й мікроелементів.