| Живі організми планети Земля мають клітинну будову й подібні за елементарним хімічним складом, що є свідченням єдності живої природи. Водночас немає жодного хімічного елемента живих організмів, якого не було б у неживій природі. Це також підтверджує єдність живої і неживої природи. 95—98% загальної маси живого організму становлять органогенні елементи — кисень (65—70%), вуглець — (15—18), водень (8—10), азот (2—3). Ca, P, K, S, Na, Cl, Fe, Si, Mg становлять десяті частки (макроелементи), Cu, Zn, Mn, B, J, Co — соті частки (мікроелементи) відсотка.
Усі живі істоти різко відрізняються від неорганічної природи кількісним складом хімічних елементів. Наприклад, вміст вуглецю в рослинах становить 15—18%, а в грунті — менше 1, азоту в рослинах — до 5—6, у повітрі —78%.
Основною неорганічною сполукою клітини є вода. Вміст води в різних тканинах і органах може змінюватися від 8—9% в сухій насінині до 80—95% у молодих листочках. Із зменшенням води до критичного рівня живі структури переходять у стан анабіозу.
Вода в біологічних об'єктах: об'єднує всі частини організму в єдине ціле; є розчинником і середовищем для біохімічних реакцій; бере участь у визначенні конформації молекул і формуванні структури кліткових мембран; є одним з терморегулюючих факторів; транспортує в організмі різні речовини.
Вирішальну роль води підтверджує і той фактор, що без їжі організм може існувати значно довше, ніж без води.
Для води характерні «аномальні» властивості, зокрема:
- густина її в інтервалі 0—4 °С зростає і при 4 °С вона стає максимальною. Під час замерзання об'єм води різко зростає (на 11 %), під час танення льоду (0 °С) так само різко зменшується;
- висока теплота пароутворення — 2,3 кДж/г, що майже в сім раз перевищує теплоту плавлення льоду — 335 Дж/г;
теплоємність — у 5—30 раз більша, ніж в інших речовин. Лише Н2 та NH3 мають більшу теплоємність. Висока теплоємність води захищає організми від різкого підвищення температури при високих температурах повітря, а висока теплота пароутворення відіграє важливу роль в їх терморегуляції;
- лише в ртуті величина поверхневого натягу більша, ніж у води (5 мН/см і 0,72 мН/см відповідно). Значна також величина адгезії (прилипання) у води. Властивості когезії й адгезії є основними в проходженні води капілярами грунту, рослин і тварин, під час піднімання її проти дії гравітаційних сил на значні відстані (висота рослин може досягати 100 і більше метрів);
- у воді речовини розчиняються краще, ніж в інших рідинах.
Унікальність властивостей води пояснюється полярністю!» молекули. Молекула води є диполем, вона нейтральна, але полярна. Полярність молекули зумовлена тим, що атом кисню, відтягуючи на себе електрони атомів водню, має частковий негативний заряд, а водневі атоми — частковий позитивний заряд.
Мінеральні солі в клітині (основним інградієнтом якої є вода) перебувають у дисоційованому стані у вигляді катіонів та аніонів — Na+, K+, Са++, H2PO4-, HCO3- та ін.
Від концентрації іонів у клітині залежить надходження до неї води через напівпроникну цитоплазматичну мембрану (осмос).
Органічні сполуки живих організмів становлять вуглеводи (0,2—90) %, білки (10—15), ліпіди (3—15), нуклеїнові кислоти (1—2)% сухої маси клітини.
|
