Ионы, кислород, соли, ферменты

Ионы

Разница между количеством ионов на поверхности и внутри клетки обеспечивает возникновение нервного и мышечного возбуждения, перенос веществ через мембрану, преобразования энергии. Анионы ортофосфатнои кислоты создают фосфатную буферную систему, поддерживающую рН цитоплазмы организма на уровне 6,9. Угольная кислота и ее анионы формируют бикарбонатно буферную систему, поддерживающую рН внеклеточного среды (плазма крови) на уровне 7,4. Ионы кальция и магния являются активаторами ряда ферментов, через их недостаток нарушаются жизненно важные процессы в клетках. Некоторые ионы принимают участие в создании осмотического давления в клетке, в процессах мышечного сокращения, свертывания крови.

 

 

 

Номенклатура солей

Не только вода, но и другие неорганические вещества играют важную роль в жизнедеятельности клеток и всего организма. Так, в энергетике большинства живых существ важную роль играет кислород. Он является окислителем питательных веществ в процессе дыхания животных, растений, грибов и многих бактерий, в ходе которого выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности организмов. Без кислорода могут существовать лишь сравнительно немногочисленные виды, обитающие в бескислородных условиях и пополняют свои энергетические потребности за счет брожения.

Кислород может быть вредным для живого организма, если он является окислителем ДНК и других жизненно важных компонентов. Поэтому клетки имеют систему защиты от его вредного воздействия.

Кислород

Важную роль в жизнедеятельности клетки играют минеральные соли, молекулы которых в водном растворе распадаются на катионы и анионы.

Наибольшее значение имеют соли, образующие катионы К ', Na', Са2 ', Mg2', NH; и анионы СИ, Н2РО, НРО, НС03, NOa, S042.

Ряд катионов и анионов необходим для синтеза важных органических веществ.

Остатки ортофосфатнои кислоты, присоединяясь к ряду белков клетки, изменяют их физиологическую активность. Остатки серной кислоты, присоединяясь к нерастворимых в воде инородных веществ, оказывают им растворимости и способствуют выведению их из клеток и организма.

Неорганические натриевые и калиевые соли азотной и ортофосфатнои кислоты, кальциевая соль серной кислоты являются важными составляющими минерального питания растений, поэтому их вносят в почву в качестве удобрения для подкормки растений.

От солей значительной степени зависят поступления воды в клетку и буферные свойства клеток и тканей. Если концентрация солей в клетке выше, чем в среде, то вода будет поступать в клетку.

В клетке, при условии ее нормального функционирования, поддерживается четко определен качественный и количественный состав солей. Повышение содержания ионов калия, например, вызывает токсическое воздействие на сердечную мышцу. Отложения кальция в костях возможно только при условии присутствия ионов фосфора, когда соотношение кальция и фосфора составляет 2: 1, а откладывание фосфора возможно только при условии присутствия витамина D.

Хлоридная кислота создает кислую среду в желудке животных и человека и в специальных органах насекомоядных растений, ускоряя переваривание белков пищи.

Луга - гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов и аммония - тоже играют важную биологическую роль, так как при диссоциации образуют ионы OH и ион соответствующего металла.

Фермент - это биологический катализатор, по химической природе-белок, обязательно присутствует во всех клетках живого организма, который направляет и регулирует обмен веществ.

Ферменты

Основной частью большинства ферментов являются белки. В построении сложных ферментов участвуют другие вещества, например витамины.

Молекулярная масса разнообразных ферментов варьирует от 12 000 до 1 млн. и более.

Катализаторы - это вещества, которые ускоряют химическую реакцию путем снижения энергии активации, но сами при этом не изменяются. Поскольку катализаторы не изменяются в процессе химической реакции, они могут использоваться неоднократно и очень эффективно.

В лаборатории скорость химической реакции обычно повышают нагреванием, что увеличивает силу и частоту столкновения молекул. Но в клетке одновременно протекают сотни различных реакций и тепло ускорило бы их все. Более того, такое неизбирательное повышение температуры может привести к плавлению липидов, денатурации белков и ряда других изменений. Лишь благодаря катализаторам - ферментам химические реакции в клетках происходят с большей скоростью даже при относительно низкой температуре. Если бы не было ферментов, реакции протекали бы так медленно, что их результат вряд ли имел бы значение.

Ферменты, как правило, называют, добавляя окончание к корню названия субстрата. Например, амилаза катализирует гидролиз амилазы (крахмала). Сейчас известно около 2000 различных ферментов и каждый из них способен катализировать определенную химическую реакцию, иногда одного вещества в одном направлении.

Поэтому многочисленные биохимические реакции в клетках осуществляет большое количество различных ферментов.

Загрузка...