Поміркуйте

Нестача елементів в організмі рослин, яких міститься зазвичай відносно багато (C, O, H, N), погано позначається на їхньому стані. Чи позначиться на їхньому стані нестача тих елементів, яких в організмі рослини набагато менше, наприклад S або K?

Згадайте

• Органічні й неорганічні речовини в клітині

• Мономери, полімери, біополімери

Органічні речовини клітин живих організмів

Головними компонентами живих організмів є органічні речовини. З них будуються всі клітини, структура й склад яких сильно відрізняються від тіл неживої природи. Саме органічні речовини забезпечують виконання тих специфічних функцій, що визначають загальні властивості живого (сталість складу, самовідтворення, спадковість, мінливість тощо).

Як ви вже знаєте, органічні сполуки складаються переважно з біогенних хімічних елементів — C, H, O, N, які становлять до 98 % сухої маси живої клітини. Великі органічні молекули (з масою понад 1000 Да), які входять до складу живих організмів, називають макромолекулами, або біополімера-ми. Вони складаються з мономерів.

Органічні речовини, що містяться в живих організмах, поділяють на чотири основні групи: білки, вуглеводи, ліпіди й нуклеїнові кислоти.

Білки є біополімерами, молекули яких складаються з великої кількості амінокислот. Вони виконують найрізноманітніші функції: каталітичну (ферменти), структурну (колаген, еластин), захисну (імуноглобу-ліни) тощо.

Вуглеводи беруть участь у процесах обміну речовин (глюкоза, фруктоза) і зберіганні спадкової інформації (рибоза, дезоксирибоза), виконують структурну (целюлоза, хітин) і запасаючу (крохмаль, глікоген) функції. До складу молекул вуглеводів входять кілька функціональних груп: гідроксильна (-OH), карбоксильна (-COOH) або карбонільна (-COH). Загальна формула вуглеводів — C_n(H₂O)_m, де n і m є натуральними числами.

Ліпіди є групою речовин, яких об’єднали не за хімічною будовою, а за фізичними властивостями. Вони всі є нерозчинними у воді маслянистими або жирними речовинами. Найбільш поширеними ліпідами є жири, олії, фосфоліпіди, воски та стероїди. Основними функціями ліпідів у живих організмах є структурна (фосфоліпіди, гліколіпіди), резервна й енергетична (жири, олії), регуляторна (стероїдні гормони, жиророзчинні вітаміни), захисна і терморегуляторна (воски, жири).

Нуклеїнові кислоти (ДНК, РНК) є великими біополімерами, мономерами яких є ну-клеотиди. Функція нуклеїнових кислот — збереження й відтворення генетичної інформації.

Неорганічні речовини клітин живих організмів

Функціонування клітин живих організмів було б неможливим без участі неорганічних речовин. Вони є необхідними компонентами всіх органів і тканин.

Найважливішою неорганічною речовиною будь-якої клітини є вода, яка переважає серед інших компонентів за масою.

Окремі низькомолекулярні мікроелементи, солі та йони солей (мінеральні речовини) входять до складу структурних елементів усіх клітин і тканин і беруть участь у всіх біохімічних процесах, які відбуваються в організмі. Неорганічні сполуки можуть перебувати в живих організмах як у розчиненій формі (у вигляді йонів), так і в нерозчиненому вигляді.

Функції неорганічних компонентів у клітині

Неорганічний компонент клітини	Функції в клітині
	Формує внутрішньоклітинне середовище, підтримує форму клітин і організмів (гідроскелет), бере участь у біохімічних реакціях (фотоліз води під час фотосинтезу, гідроліз), терморегуляції (потовиділення, гутація), забезпечує транспірацію, бере участь у транспорті речовин
Катіони Гідрогену (H+)	Забезпечують кислотно-лужний баланс
Бікарбонати і фосфати Натрію і Калію	Утворюють буферну систему тканин і крові, підтримуючи їхній pH на постійному рівні
Катіони та аніони розчинних солей (Na+, K+, Cl-)	Створюють різницю потенціалів між умістом клітини й навколишнім середовищем, забезпечуючи роботу транспортних білків мембран та проведення нервового імпульсу
Слабкорозчинні солі Кальцію і Фосфору	Містяться у складі опорних структур тварин (кістки, мушлі молюсків) і забезпечують їхню міцність
Йони металічних елементів	Є складовими багатьох гормонів, ферментів і вітамінів або беруть участь у їх активації: Магній (компонент хлорофілу), Цинк (кофактор багатьох ферментів), Ферум (компонент гемоглобіну), Купрум (компонент гемоціаніну), Кальцій (компонент кісткової тканини і вапняних раковин молюсків)

Неорганічні речовини потрапляють у живі організми переважно із зовнішнього середовища з їжею (у тварин) або у вигляді водного розчину через поверхню організму (у рослин,

грибів і бактерій). Нестача або надлишок певних хімічних елементів спричиняють порушення розвитку організму і процесів його життєдіяльності.

Наслідки надлишку та нестачі Нітрогену, Фосфору, Сульфуру і Калію у рослин

Ключова ідея

Основними органічними речовинами, що визначають властивості живих організмів, є білки, вуглеводи, ліпіди й нуклеїнові кислоти. Серед неорганічних речовин найважливішою є вода, яка переважає в клітині за масою. Необхідними компонентами всіх органів і тканин є окремі мікроелементи, солі та йони солей (мінеральні речовини).

Запитання та завдання

1. Наведіть приклади відомих вам білків і поясніть їхні функції. 2. Чим і чому різняться між собою властивості й функції різних полімерів глюкози — крохмалю, глікогену й целюлози? 3. У складі яких органічних речовин містяться атоми Нітрогену? Фосфору? Сульфуру? Йоду? Кобальту? 4. Чому зневоднення є небезпечним для організму?

Це матеріал з підручника Біологія і Екологія 10 клас Задорожний