Sostanze organiche e inorganiche. Materia cellulare inorganica

Alla fine del IX secolo, lo scienziato arabo Abu Bakr Al-Razi classificò le sostanze chimiche per la prima volta. Lui, in base all'origine delle sostanze, li divise in tre gruppi. Nel primo gruppo ha preso il posto del minerale, nella seconda pianta e nella terza materia animale.

Questa classificazione era destinata a esistere per quasi un intero millennio. Solo nel XIX secolo questi gruppi formavano due sostanze organiche e inorganiche. I prodotti chimici di entrambi i tipi sono costruiti grazie ai novanta elementi elencati nella tabella DI Mendeleev.

Gruppo inorganico

Tra i composti inorganici sono sostanze semplici e complesse. Un gruppo di sostanze semplici combina metalli, non metalli e gas nobili. Le sostanze complesse sono ossidi, idrossidi, acidi e sali. Tutte le sostanze inorganiche possono essere costruite da qualsiasi elemento chimico.

Gruppo di sostanze organiche

La composizione di tutti composti organici carbonio e idrogeno sono necessariamente inclusi (questa è la loro fondamentale differenza da sostanze minerali). sostanze formati da C e H sono chiamati idrocarburi - i composti organici più semplici. La composizione dei derivati ​​idrocarburici è azoto e ossigeno. A loro volta, sono classificati in composti contenenti ossigeno e azoto.

Il gruppo di sostanze contenenti ossigeno è rappresentato da alcoli ed eteri, aldeidi e chetoni, acidi carbossilici, grassi, cere e carboidrati. Ammine, amminoacidi, composti nitro e proteine ​​sono elencati come composti contenenti azoto. Nelle sostanze eterocicliche, la posizione è duplice: esse, a seconda della struttura, possono anche riferirsi a questo e ad un altro tipo di idrocarburi.

Prodotti chimici cellulari

L'esistenza di cellule è possibile se contengono sostanze organiche e inorganiche. Muoiono quando non c'è acqua, sali minerali. Le cellule muoiono se fortemente esaurite acidi nucleici grassi, carboidrati e proteine.

Sono capaci di vita normale, se contengono diverse migliaia di composti di natura organica e inorganica, in grado di entrare in molte reazioni chimiche diverse. I processi biochimici nella cellula sono alla base della sua attività vitale, del suo normale sviluppo e funzionamento.

Elementi chimici che saturano la cellula

Le cellule dei sistemi viventi contengono gruppi di elementi chimici. Sono arricchiti con macro, micro e ultramicroelementi.

• I macronutrienti sono principalmente carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto. Queste sostanze inorganiche della cellula formano quasi tutti i suoi composti organici. E vengono aggiunti anche elementi vitali. La cellula non è in grado di vivere e svilupparsi senza calcio, fosforo, zolfo, potassio, cloro, sodio, magnesio e ferro.
• Un gruppo di oligoelementi formati da zinco, cromo, cobalto e rame.
• Ultramicroelements - un altro gruppo che rappresenta le sostanze inorganiche più importanti della cellula. Il gruppo è formato da oro e argento, che ha un effetto battericida, con mercurio, che impedisce il riassorbimento dell'acqua, riempie i tubuli renali e influenza gli enzimi. Include anche platino e cesio. Un certo ruolo in esso è assegnato al selenio, la cui carenza porta a vari tipi di cancro.

Acqua nella cella

L'importanza dell'acqua distribuita alla sostanza terrestre per la vita della cellula è indiscutibile. Scioglie molte sostanze organiche e inorganiche. L'acqua è l'ambiente fertile in cui avviene un incredibile numero di reazioni chimiche. È in grado di dissolvere la decomposizione e lo scambio di prodotti. Grazie a lei, scorie e tossine lasciano la cella.

Questo liquido è dotato di alta conduttività termica. Ciò consente al calore di diffondersi uniformemente attraverso i tessuti del corpo. Ha una notevole capacità termica (capacità di assorbire il calore quando la sua temperatura cambia minimamente). Questa abilità non consente cambiamenti improvvisi di temperatura nella cella.

L'acqua ha una tensione superficiale estremamente elevata. Grazie a lui, le sostanze inorganiche disciolte, come quelle organiche, si muovono facilmente attraverso i tessuti. Molti piccoli organismi, sfruttando la caratteristica della tensione superficiale, mantengono la superficie dell'acqua e scivolano liberamente su di essa.

Il turgore delle cellule vegetali dipende dall'acqua. È l'acqua che affronta la funzione di supporto in alcune specie di animali e non in altre sostanze inorganiche. La biologia ha identificato e studiato animali con scheletri idrostatici. Questi includono rappresentanti di echinodermi, rotondo e vermi anellati meduse e anemoni di mare.

L'acqua contiene cellule di liquidi lubrificanti. È pieno di cellule del muco che facilitano il passaggio di sostanze attraverso il tratto gastrointestinale. Grazie all'acqua si forma un ambiente umido nel tratto respiratorio. Le cellule di saliva, bile, lacrime e altre cose sono sature di acqua.

Saturazione cellulare con acqua

Le celle di lavoro sono riempite con acqua per l'80% del loro volume totale. Il liquido risiede in loro in una forma libera e legata. Le molecole proteiche sono saldamente collegate con l'acqua legata. Sono circondati da una conchiglia, isolati gli uni dagli altri.

Le molecole d'acqua sono polari. Formano legami a idrogeno. A causa dei ponti di idrogeno, l'acqua ha un'alta conduttività termica. L'acqua legata consente alle cellule di resistere a temperature più basse. La quota di acqua libera rappresenta il 95%. Promuove la dissoluzione delle sostanze coinvolte nel metabolismo cellulare.

Le cellule altamente attive nel tessuto cerebrale contengono fino all'85% di acqua. Le cellule muscolari sono saturate al 70% di acqua. Cellule meno attive che formano il tessuto adiposo, il 40% di acqua è sufficiente. Non solo scioglie le sostanze chimiche inorganiche nelle cellule viventi, è un partecipante chiave nell'idrolisi dei composti organici. Sotto la sua influenza, le sostanze organiche, essendo divise, diventano sostanze intermedie e finali.

L'importanza dei sali minerali nella cellula

I sali minerali sono rappresentati nelle cellule da cationi di potassio, sodio, calcio, magnesio e anioni HPO ₄ ^2- , H ₂ PO ₄ ^- , Cl ^- , HCO ₃ ^- . Le proporzioni corrette di anioni e cationi creano l'acidità necessaria per la vita delle cellule. In molte cellule, viene mantenuto un ambiente debolmente alcalino, che rimane praticamente invariato e garantisce il loro funzionamento stabile.

La concentrazione di cationi e anioni nelle cellule è diversa dal loro rapporto nello spazio intercellulare. La ragione di ciò è la regolazione attiva finalizzata al trasporto di composti chimici. Un tale processo di processi determina la costanza dei composti chimici nelle cellule viventi. Dopo la morte cellulare, la concentrazione di composti chimici nello spazio extracellulare e nel citoplasma acquisisce equilibrio.

Sostanze inorganiche nell'organizzazione chimica delle cellule

Nella composizione chimica delle cellule viventi non ci sono elementi speciali caratteristici solo di loro. Ciò determina l'unità delle composizioni chimiche degli oggetti viventi e non viventi. Le sostanze inorganiche nella cellula svolgono un ruolo enorme.

Lo zolfo e l'azoto aiutano a formare le proteine. Il fosforo è coinvolto nella sintesi del DNA e dell'RNA. Il magnesio è un componente importante degli enzimi e delle molecole di clorofilla. Il rame è necessario per gli enzimi ossidativi. Ferro - il centro della molecola dell'emoglobina, lo zinco è parte degli ormoni prodotti dal pancreas.

L'importanza dei composti inorganici per le cellule

I composti azotati convertono proteine, aminoacidi, DNA, RNA e ATP. Nelle cellule vegetali, gli ioni di ammonio e i nitrati nel processo di reazioni redox vengono convertiti in NH ₂ , diventando partecipanti nella sintesi di aminoacidi. Gli organismi viventi usano gli amminoacidi per formare le proprie proteine, necessarie per la costruzione dei corpi. Dopo la morte degli organismi, le proteine ​​si riversano nella circolazione delle sostanze, quando si decompongono, l'azoto viene rilasciato in forma libera.

Le sostanze inorganiche che contengono potassio svolgono il ruolo di una "pompa". Grazie alla "pompa del potassio", le sostanze di cui hanno urgente bisogno penetrano nelle cellule attraverso la membrana. I composti di potassio portano all'attivazione dell'attività vitale delle cellule, grazie a loro si realizzano eccitazioni e impulsi. La concentrazione di ioni di potassio nelle cellule è molto alta rispetto all'ambiente. Gli ioni di potassio dopo la morte di organismi viventi passano facilmente nell'ambiente naturale.

Le sostanze contenenti fosforo contribuiscono alla formazione delle strutture e dei tessuti della membrana. Nella loro presenza si formano enzimi e acidi nucleici. Diversi strati di terreno sono saturi di sali di fosforo a vari livelli. Le escrezioni della radice delle piante, dissolvendo i fosfati, le assimilano. A seguito dell'estinzione degli organismi, i residui di fosfato subiscono la mineralizzazione, trasformandosi in sali.

Le sostanze inorganiche contenenti calcio favoriscono la formazione di sostanze intercellulari e cristalli nelle cellule vegetali. Il calcio da loro penetra nel sangue, regolando il processo della sua coagulazione. Grazie a lui, ossa, conchiglie, scheletri calcarei, polipi di corallo negli organismi viventi. Le cellule contengono ioni calcio e cristalli dei suoi sali.