Важные свойства воды:

• - вода является универсальным растворителем для полярных веществ и служит средой для транспорта различных веществ внутри организма;

• - вода обладает большой теплоёмкостью; благодаря этому биохимические процессы идут в малом диапазоне температур; это воды свойство снижает континентальность климата

• - 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).

Минеральные вещества

• Для процессов жизнедеятельности клетки наиболее важны

• Катионы: K+, Na+, Ca²+, Mg²+ .

• Анионы: H2PO¯4, Cl¯, HCO‾3.

• Концентрация ионов на внешней поверхности клетки отличается от их концентрации на внутренней поверхности. На внешней поверхности клеточной мембраны очень высокая концентрация ионов натрия, а на внутренней поверхности высока концентрация ионов калия. Вследствие этого образуется разность потенциалов между внутренней и внешней поверхностью клеточной мембраны, что обусловливает передачу возбуждения по нерву или мышце.

• Ионы кальция и магния являются активаторами многих ферментов.

• От концентрации солей внутри клетки зависят ее буферные свойства. Буферность – это способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию на постоянном уровне. Буферность внутри клетки обеспечивается анионами H2PO‾4 и НРО4‾².

• Во внеклеточной жидкости и в крови роль буфера играют Н2СО3 и НСО‾3.

• Анионы слабых кислот и слабые щелочи связывают ионы водорода и гидроксид-ионы, благодаря чему реакция внутри клетки не изменяется.

• Соляная кислота создает кислую среду в желудке, ускоряя переваривание белков пищи.

• Ионы кальция и фосфора содержатся в костной ткани.

Минеральные соли поступают в клетки организма из внешней среды. Избыток солей вместе с водой выводится из организма во внешнюю среду.

Органические соединения клетки и их функции

Органические вещества,— класс соединений, в состав которых входит углерод (кроме карбидов, карбонатов, оксидов углерода и цианидов). Большинство органических веществ горючи, а при нагревании обугливаются.

Количество известных органических соединений давно перевалило за 10 млн.

Основными классами органических соединений клетки считают: белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы. На долю этих групп веществ приходится более 25 % массы клетки и наибольшее разнообразие типов молекул.

Белки (протеины) Белки – это полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Из 20 аминокислот, входящих в состав белков, может быть образовано 2 432 902 008 176 640 000 комбинаций, т. е. различных белковых молекул, которые будут обладать совершенно одинаковым составом, но различным строением и свойствами.

Из 100 аминокислот возможно скомбинировать 10¹³º молекул

• В состав большинства белковых молекул входит 300-500 аминокислотных остатков, но есть и более крупные белки, состоящие из 1500 и более аминокислот.

• Если учесть, что размер каждой аминокислоты около 0,3 нм, то белок, составленный из многих аминокислотных остатков, должен представлять собой длинную нить. В действительности же размеры молекул белков гораздо меньше, так как они приобретают компактную форму сворачиваясь особым образом.

• Различают 4 уровня организации белковых молекул: первичная, вторичная, третичная и четвертичная

• Нарушение естественной, уникальной (свойственной только этому белку) структуры белковой молекулы называют денатурацией.

• Денатурация может быть вызвана изменением температуры, обезвоживанием, химическими препаратами, облучением рентгеновскими лучами и другими воздействиями.

• Вначале разрушается самая слабая структура – четвертичная, затем третичная, вторичная и при наиболее жестких условиях – первичная.

Денатурация может быть необратимой, но может быть при формировании нормальных условий среды полностью восстанавливается и структура белка.

Процесс восстановления структуры белка называется ренатурацией. Ренатурация возможна, пока цела первичная структура белка. В случае разрушения первичной структуры белок гибнет.

Свойство ренатурации белков широко используется в медицинской и пищевой промышленности для приготовления медицинских препаратов, например вакцин и сывороток, для получения пищевых концентратов, сохраняющих в высушенном виде свои питательные функции.