Читать книгу Биология. Введение в биологию. 5 класс - Группа авторов - Страница 8

Вы уже знаете, что все живые организмы сходны по строению: они состоят из клеток. Но, оказывается, сходен и их химический состав – клетки всех организмов состоят из одних и тех же элементов. В настоящее время учёным удалось обнаружить в составе клетки более 80 химических элементов из 111 известных.

Содержание разных элементов в клетке различно. Так, углерод, кислород, азот и водород составляют основу клетки – почти 98 % её содержимого. Другие элементы присутствуют в ней в небольших количествах: сера – 0,15–0,2 %, цинк – 0,003 %, иод – 0,000001 %.

Элементы, встречающиеся в живой клетке, широко распространены и в неживой природе – атмосфере, воде, земной коре. Нет таких элементов, которые встречались бы только в живых организмах.

Большинство элементов находится в клетке в виде химических соединений – веществ. Различают неорганические и органические вещества.

Самое распространённое неорганическое вещество в живом организме – вода, её содержание в среднем составляет до 80 % массы тела. Даже в эмали зубов содержится 10 % воды, а в костях – до 20 %. Это объясняется той ролью, которую вода выполняет в клетке. Прежде всего она определяет физические свойства клетки, её объём, упругость. Многочисленные химические реакции проходят именно в водной среде, так как вода – хороший растворитель. Да и сама вода участвует во многих химических реакциях.

Раковины моллюсков состоят из солей кальция

Гемоглобин содержится в эритроцитах – красных клетках крови

Крахмал накапливается в клубнях картофеля

Вода помогает удалению из организма ненужных и вредных веществ, образующихся в результате обмена, способствует перемещению кислорода, углекислого газа и питательных веществ по организму.

Входят в состав живых организмов и минеральные соли, правда, в незначительных количествах: они составляют до 1 % массы клетки. Самые распространённые – это соли натрия и калия, они обеспечивают выполнение такой важной функции организма, как раздражимость. Соли кальция придают прочность костной ткани, раковинам многочисленных моллюсков.

Органические вещества содержатся только в живых организмах. Это белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.

Белки – это основные вещества клетки. Если из клетки удалить всю воду, то 50 % её сухой массы составят белки. Это очень сложные соединения. Белок гемоглобин переносит кислород, именно он придаёт крови красный цвет. Ни одно движение, связанное с сокращением мышц, не осуществляется без сократительных белков. Участвуют белки и в защите организма от инфекций, свёртывании крови и во многих других процессах.

Важную роль в организме играют и углеводы. Это хорошо известные всем глюкоза, сахароза (свекловичный сахар, который мы едим каждый день), клетчатка, крахмал. Основная функция углеводов – энергетическая. «Сжигая» глюкозу, организм получает энергию, необходимую для идущих в нём процессов. Живые организмы могут запасать углеводы в виде крахмала (растения) и гликогена (животные и грибы). В клубнях картофеля крахмал составляет до 80 % сухой массы. У животных особенно много углеводов в клетках печени, мышц – до 5 %.

Выполняют углеводы и другие функции, например опорную и защитную. Клетчатка входит в состав древесины, хитин образует наружный скелет насекомых и ракообразных.

Жиры выполняют в организме ряд функций. Они дают организму до 30 % необходимой ему энергии. У некоторых животных жиры накапливаются в больших количествах и предохраняют организм от потери тепла.

Большое значение имеют жиры и как внутренний резерв воды. В результате протекающего в клетках распада жиров из 1 кг жира образуется до 1,1 кг воды. Это очень важно для животных, впадающих в зимнюю спячку, – сусликов, сурков: благодаря своим жировым запасам они могут не пить до двух месяцев. Верблюды во время переходов по пустыне обходятся без питья до двух недель: необходимую организму воду они извлекают из своих горбов – вместилищ жира.

Подкожный жир предохраняет тело тюленя от переохлаждения

Нуклеиновые кислоты (от лат. «нуклеус» – ядро) ответственны за хранение и передачу наследственных признаков от родителей потомству. Они входят в состав хромосом – особых структур, расположенных в клеточном ядре.

Хромосомы передают наследственные признаки от родителей детям

Распределение веществ и отдельных химических элементов в природе неоднородно.

• Некоторые организмы активно накапливают элементы, например бурые водоросли – иод, лютики – литий, ряска – радий, моллюски – медь.

• Тело медузы состоит из воды на 95 %, клетки мозга человека – на 85 %, кровь – на 80 %. У млекопитающих потеря воды, превышающая 10 % массы тела, приводит к смерти.

• Волосы, ногти, когти, шерсть, перья, копыта почти целиком состоят из белка. Яд змеи – это тоже белок.

• У китов толщина подкожного жирового слоя достигает 1 м.

Диаграмма содержания химических элементов в клетке

Ряска

Лютики

Моллюск

Бурая водоросль фукус

Диаграмма распространённости химических элементов на Земле

Застывшая лава

Кристаллы минералов

Разломы породы

Сталактитовые образования в пещере

Вопросы и задания

1. Перечислите элементы, составляющие основу живых организмов.

2. Какие вещества относят к неорганическим; органическим? Используя рисунок, составьте круговые диаграммы содержания в клетке (в %) неорганических и органических веществ.

3. Какова функция воды в живом организме?

4. Охарактеризуйте значение в организме минеральных солей.

5. В чём заключается роль белков в организме?

6. Назовите известные вам углеводы. Какие из них встречаются в растительных, а какие – в животных организмах? Охарактеризуйте значение этих органических веществ.

7. Охарактеризуйте роль жиров в организме.

8. Какие органические вещества клетки обеспечивают хранение и передачу наследственной информации? Где они располагаются в клетке?

9. Рассмотрите диаграммы. Чем различается химический состав тел живой и неживой природы? Существуют ли элементы, которые встречаются только в живых организмах?

10. Какие факты свидетельствуют о единстве происхождения всех живых организмов?

Лабораторные и практические работы

Изучение химического состава семян.

Обратитесь к электронному приложению

Изучите материал и выполните предложенные задания.

Наиболее распространённые элементы в живых организмах – кислород, углерод, азот, водород. В состав живых организмов входят органические вещества (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты) и неорганические вещества (вода, минеральные соли).