Химический состав клетки, ее физико-химическое состояние и осмотические свойства протоплазмы клетки.

Исследованиями обнаружено, что из 104 элементов периодический системы Д. И. Менделеева в состав протоплазмы входит 96. Четыре элемента — углерод, кислород, водород и азот—составляют примерно 96% массы тела человека или животного. На долю других четырех элементов — кальция, фосфора, калия и серы — приходится только 3 %, а на все остальные — примерно 1 %. Содержание отдельных элементов в протоплазме составляет доли процента, и одни из них встречаются в одних клетках, другие —в других.

Важнейшими органическими веществами являются: белки, жиры,углеводы, нуклеиновые кислоты и аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).

Цитоплазма – это сложная, многофазная коллоидная система, так как биологические макромолекулы (в первую очередь белки) и некоторые липиды – это типичные коллоиды.

Различают: дисперсную фазу (комплексы макромолекул) и дисперсионную среду (воду, в которую погружены макромолекулы).

Белковые (и др.) молекулы имеют заряд (чаще «минус»), а так как молекулы воды полярны (диполи), то они образуют вокруг белковых (и др. макромолекул) гидратную оболочку. Такие частицы называются мицеллами. На поверхности мицелл имеется заряд, и пока он сохраняется, частицы отталкиваются друг от друга и находятся в воде во взвешенном состоянии. Такое состояние цитоплазмы называется золь (жидкое состояние). Если заряд частично исчезает, мицеллы отталкиваются меньше и сближаются, при этом образуется гель . При различных внешних воздействиях и внутренних процессах цитоплазма может обратимо переходить из золя в гель и обратно.

Таким образом, свойства цитоплазмы обусловлены её коллоидным состоянием и в конечном итоге составом и свойствами её характерных белковых макромолекул.

Основные свойства:

1) вязкость – несмешиваемость с водой;

2) эластичность – способность восстанавливать форму после внешних воздействий;

3) полупроницаемость – цитоплазма ограниченно и избирательно проницаема для разных веществ (кроме воды и углекислого газа);

4) способность к движению (циклоз) – важное и не до конца изученное свойство цитоплазмы. Циклоз облегчает передвижение веществ в клетке, её обмен со средой.

Химический состав клетки (белки, их структура и функции).

Белки, или протеины, составляющие от 50 до 85% органических соединений, входящих в состав живых организмов. Во всех тканях любых существ важнейшей частью являются белки. Они входят в состав всех клеток, клеточных органоидов и межклеточных жидкостей. Основными элементами белка являются: кислород, водород, азот и сера. Кроме того, в их состав могут входить фосфор, железо, магний и другие.
Молекула белка - типичный полимер, она состоит из аминокислот. При соединении аминокислот в молекуле белка образуется химическая связь между карбоксильной группой аминокислоты и аминной группой другой. Связь которая образуется между молекулами аминокислота, называется пептидной.
Белки имеют 4 структуры:
Первичнойструктурой белковой молекулы является полипептидная цепь.
Внутримолекулярные силы заставляют цепь изгибаться – возникает вторичная структура. Молекула белка бывает складчатой и спиральной. Складчатая структура при этом характерна для белков с низким метаболизмом.
Большинству белковых молекул присущатретичная структура, полипептидные цепи скручиваются, образуя глобулу.
Группы белковых молекул образуют устойчивые комплексы, которые называются четвертичными структурными.

Функции белков. В клетке белки выполняют структурную, сократительную, ферментативную функции. Структурнаяфункция выражается в том, что белки – основной строительный материал цитоплазмы, наружной и внутренней мембран – входят в состав хромосом и других органоидов клетки. Сократительная функция обеспечивает одно из основных свойств жизни – явления раздражительности и движения. С ферментативной функцией белков связано то, что они катализируюи все реакции, протекающие в организме.