Глава 8. Кирпичики жизни

8.1. Основы биохимии

8.1.1. Неорганические соединения

В земной коре встречается около сотни химических элементов. Из них в организмах обнаружено 60, но только 16 элементов являются необходимыми для жизни. Более 99 % органической массы приходится на долю четырёх веществ – водорода, углерода, кислорода и азота. Важное значение также имеют фосфор, сера, натрий, магний, железо, хлор, калий, кальций, марганец, медь, кобальт и цинк.

1

Рисунок 8.1.1.1. Содержание химических элементов в теле человека

Химические элементы входят в состав соединений, которые можно разбить на две группы:

• неорганические (вода, соли и т. д.);

• органические (белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты и т. д.).

2

Рисунок 8.1.1.2. Молекула воды

От 60 % до 95 % общей массы организма составляет вода. Наличие воды – обязательное условие жизненной активности клетки; все физиологические процессы происходят только в водной среде. Для многих организмов вода является также средою обитания. Значение воды определяется её необычными свойствами: малыми размерами молекул, их полярностью и способностью образовывать водородные связи друг с другом. Важные свойства воды:

• вода является универсальным растворителем для полярных веществ. Это свойство также означает, что вода служит средой для транспорта различных веществ внутри организма;

• вода обладает большой теплоёмкостью; благодаря этому биохимические процессы идут в малом диапазоне температур;

• вода имеет большую теплоту испарения; это используется при терморегуляции у животных (потоотделение) и растений (охлаждение листьев);

• у воды большая теплота плавления; это препятствует образованию кристаллов льда в клетках при понижении температуры;

• плотность льда меньше плотности воды, поэтому он не тонет, и водоёмы промерзают сверху вниз. В противном случае реки и озера холодных и умеренных поясов промёрзли бы за зиму насквозь;

• значительное поверхностное натяжение играет важную роль при движении воды по капиллярам организмов;

• вода является необходимым компонентом метаболических реакций (например, в процессе фотосинтеза).

3

Рисунок 8.1.1.3. Вода – источник жизни на Земле

Также в клетке содержится много различных солей в диссоциированном состоянии. Для процессов жизнедеятельности из входящих в состав солей катионов наиболее важны K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, из анионов – HPO₄^2–, H₂PO₄^–, Cl^–, HCO₃^–.