Химический состав живых организмов с точки зрения науки

Проанализируем химический состав живых организмов, выделим основные вещества, которые нужны для полноценного развития.

Биохимия

Биохимия является наукой, которая занимается изучением состава живых организмов, анализом их структуры, преобразования, распределения, функций. Началось ее формирование с конца 19 века, когда были определены основные классы веществ, входящих в живые существа.

Количественный состав

В химический состав клеток живых организмов входят многие элементы таблицы Менделеева. В зависимости от количественного содержания принято выделять три группы. Часто их именуют органогенными, так как без них невозможно полноценное существование живого организма. Данные элементы способны образовывать ковалентные связи, являющиеся основой живого мира.

Видео: Химия 44. Формулы витаминов — Академия занимательных наук

Макроэлементы

Среди макроэлементов выделяют калий, фосфор, магний, кальций, хлор, серу, натрий. Химические элементы, входящие в состав живых организмов, нужны для обеспечения обменных процессов.

Микроэлементы

Кобальт, молибден, цинк, йод, ванадий, бром входят в состав гормонов, ферментов. Их процентное содержание не превышает 10 процентов.

Ультрамикроэлементы

Золото, серебро, платина также присутствуют в живых организмах, но их количество ничтожно мало. Химические элементы, которые есть в живых организмах, присутствуют в них в виде положительных либо отрицательных ионов. Они важны для питания клеток, их полноценного роста, создания новых тканей, поддержания в организме нормального кислотно-щелочного равновесия. О чем свидетельствует химический состав живых организмов? Прежде всего, по химическому составу можно судить о раздражении или возбуждении клетки, уровне обменных процессов, энергетическом балансе.

В химический состав живых организмов входят минеральные соли и вода. Именно в водной среде происходит превращение энергии, протекают все обменные реакции внутри живого организма. Молекула воды имеет строение диполя, в котором существуют ковалентные полярные связи. Именно смещение электронной плотности от атомов водорода к кислороду является причиной появления поляризации, что и определяет исключительное значение воды для жизнедеятельности организма. Между молекулами воды образуются слабые связи, которые по прочности меньше ковалентных связей почти в 20 раз. Именно с их помощью белки и нуклеиновые кислоты превращаются внутри организма в другие вещества, процесс сопровождается выделением энергии, в которой так нуждается организм. Вода, являясь универсальным растворителем, имеет особое значение в жизнедеятельности организма, ведь большая часть всех биохимических превращений осуществляется в водных растворах.

Каков же химический состав живых организмов? Помимо неорганических элементов, в нем есть множество других веществ. Например, там присутствуют белки и нуклеиновые кислоты. Именно эти органические вещества необходимы для защиты организма. К гидрофобным веществам, которые не растворяются в воде, относятся белки, практически все жиры. Анализируя основной химический состав живых организмов, отметим, что именно вода связана с регуляцией в организме теплового режима. От нее напрямую зависит способность организма в случае резких скачков температуры, поглощать тепло. Подобное свойство позволяет организму защищаться от чрезмерного перегревания, предотвращать перегревание организма при повышении температуры в атмосфере. Именно благодаря воде происходит равномерное распределение энергии между различными тканями, осуществляется полноценная циркуляция тепла по всем органам.

Видео: Жизнедеятельность организмов. Питание и пищеварение

Органический состав

Среди органических соединений, присутствующих в организме человека, особое значение имеют углеводы, липиды. Они представляют собой соединения, которые образованы высокомолекулярными жирными кислотами и трехатомным спиртов – глицерином. Молекулы липидов имеют относительно небольшие по размерам молекулы. Они обладают гидрофобными свойствами, то есть, не растворяются в воде, а образуют коллоидные системы - эмульсии. Липиды отлично растворяются в таких неполярных органических растворителях как бензол, хлороформ, ацетон. Каковы основные функции липидов? В первую очередь они – источники энергии. Кроме того данные органические вещества выполняют в живом организме строительную функцию. Углеводы также имеют для жизнедеятельности организма особое значение. Помимо строительной, энергетической функции, они нужны для запаса питательных веществ, а также для защиты организма от попадания вирусов и бактерий. Регулятивные возможности углеводов заключаются в регулятивных способностях, подразумевающих защиту организма от механических повреждений. Протеины и белки представляют собой биополимеры с большой относительной молекулярной массой, в качестве мономеров которых выступают остатки органических аминокислот.

Видео: Александр Панчин - Осторожно! Содержит ГМО!

Белки являются гормонами, они необходимы для регулировки многих процессов жизнедеятельности организмов. В организме присутствуют и специальные белки – ферменты, которые являются биологическими катализаторами, способными тормозить либо ускорять химические реакции. Зная химический состав живого организма, можно предсказывать основные его функции, свойства, искать способы применения полученных знаний.