3. Химический состав клетки и ее жизненные свойства

Вещества клетки. Клетки нашего организма состоят из разнообразных химических соединений. Одни из этих соединений - неорганические - встречаются и в неживой природе. К ним относятся вода и минеральные соли. Но для живых клеток наиболее характерны органические соединения, молекулы которых имеют очень сложное строение. Среди них наибольшее значение имеют белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.

Неорганические соединения клетки. Больше всего в клетках воды. Вода - хороший растворитель; она играет важную роль во всех жизненных процессах, протекающих в клетках. В водном растворе совершается химическое взаимодействие между различными веществами, содержащимися в клетке. Питательные вещества, находящиеся в растворенном состоянии, проникают в клетку через наружную мембрану. Вода также способствует удалению из .клетки веществ, которые образуются в результате совершающихся в ней жизненных процессов.

Минеральные соли содержатся в цитоплазме и ядре клеток в малых концентрациях. Но тем не менее их роль в жизни клетки очень велика. Об этом вы узнаете из следующих тем.

Органические соединения клетки. Из веществ, образующих клетку, главная роль в осуществлении ее функций принадлежит органическим соединениям.

Белки - это основные вещества любой живой клетки. Без них нет жизни. Они составляют основу цитоплазмы и ядра.

Белки принадлежат к числу наиболее сложных веществ, встречающихся в природе. Их молекулы образованы тысячами атомов. Но количество элементов, входящих в состав белков, относительно невелико. В белках обязательно содержатся углерод, водород, кислород и азот. Кроме этих четырех обязательных элементов, в белках почти всегда присутствует сера, часто фосфор и некоторые другие.

По размерам белковая молекула в сотни и тысячи раз превосходит молекулы известных вам неорганических соединений. Установлено, что молекула любого белка растений, животных или человека образована сотнями последовательно связанных друг с другом остатков аминокислот (рис. 12 ).

Рис. 12

В состав белков входит только немногим более 20 различных видов аминокислот. И несмотря на это, белковые соединения бесконечно разнообразны. В одной живой клетке насчитывается до 1000 различных белков! Кроме того, белки разных организмов обладают неодинаковым составом.

Как же может комбинация из столь малого числа видов аминокислот дать такое огромное разнообразие белков? Это можно понять, вспомнив, что любой из нас, используя всего 32 буквы алфавита, может написать бесконечное количество различных слов и предложений. Подобно этому и разнообразие белков зависит от той последовательности, в которой связаны между собой образующие их молекулы аминокислот.

Жиры имеют менее сложное строение молекул. В их состав входит всего три элемента - углерод, водород, кислород.

Углеводы образованы теми же элементами, что и жиры, - углеродом, водородом и кислородом. Но строение молекул углеводов иное. К ним принадлежат разные сахара, крахмал.

Нуклеиновые кислоты образуются в клеточном ядре. Отсюда и произошло их название (нуклеус - латинское название ядра). Одни из нуклеиновых кислот - ДНК (сокращенное название дезоксирибо-нуклеиновых кислот) - находятся в основном в хромосомах клеток. Эти кислоты играют основную роль в построении характерных для данной клетки белков и в передаче наследственных задатков от родителей потомству. Молекулы ДНК значительно крупнее белковых. Функции других нуклеиновых кислот - РНК (сокращенное название рибонуклеиновых кислот) - тоже связаны с построением белков в клетке.

Основные жизненные свойства клетки. Каждая живая клетка нашего тела получает вещества, приносимые ей кровью от органов пищеварения, - питается.

В клетке происходят процессы образования органических соединений, молекулы которых имеют сложное строение, из более простых веществ, проникающих в нее извне. Эти процессы называются биосинтезом.

Органические соединения подвергаются в клетке химическому распаду и образуют вещества более простого строения. В большинстве клеток наряду с распадом органических соединений происходит их окисление кислородом, приносимым кровью. При распаде и окислении веществ освобождается энергия, расходуемая на жизненные процессы, протекающие в клетке.

Клетки способны реагировать на раздражения - физические и химические изменения в окружающей их среде, т. е. обладают раздражимостью. Так, клетки мышц под действием раздражения становятся короче и толще - сокращаются, а клетки слюнных желез при раздражении выделяют слюну.

Клеткам свойственны рост и размножение. Особенно быстро размножаются клетки в детском и юношеском организмах. Но и у взрослых людей этот процесс не прекращается. Некоторые клетки в течение всей жизни человека отмирают и постоянно заменяются новыми. Так, заживление ран, срастание костей в местах перелома происходят благодаря размножению клеток.

Питание, биосинтез органических соединений, распад и окисление клеточных веществ, раздражимость, рост и размножение - это основные свойства живых клеток.

Ферменты. Все жизненные процессы, протекающие в клетке, связаны с непрерывным изменением физического состояния и химического состава образующих ее веществ.

Течение многих химических реакций ускоряется в присутствии некоторых веществ. В живой клетке находится множество белков, каталитически ускоряющих происходящие в ней химические превращения. Эти белки - катализаторы - получили название ферментов. Так, процессы биосинтеза, окисления в живой клетке могут происходить только в присутствии определенных ферментов. Большинство белков, находящихся в клетке, обладает свойствами ферментов.

■ Белки. Жиры. Углеводы. Нуклеиновые кислоты. Ферменты.

? 1. Какие вещества содержатся в клетке? 2. Какого вещества в клетке больше всего? 3. Какие вещества наиболее характерны для живой клетки? 4. Какие вещества составляют основу цитоплазмы и ядра? 5. Какие элементы входят в состав белков? 6. Что вы знаете о строении белковой молекулы ? 7. объясняется разнообразие белков? 8. Какие элементы входят в состав жиров и углеводов? 9. Каковы основные жизненные свойства клетки?