Учебник для 6 класса

Биология

§ 4. Химический состав клетки

Вспомните

1. Что такое химический элемент?
2. Какие химические органические вещества вам известны?
3. Какие вещества называют простыми, а какие сложными?

Клетки всех живых организмов состоят из одних и тех лее химических элементов. Эти же элементы входят и в состав объектов неживой природы. Сходство состава указывает на общность живой и неживой природы.

В клетках больше всего содержится таких химических элементов, как углерод, водород, кислород и азот. Вместе они составляют до 98% массы клетки.

Около 2% массы клетки приходится на следующие восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы содержатся в клетках в очень малых количествах.

Химические элементы, соединяясь между собой, образуют неорганические и органические вещества.

Неорганические вещества клетки — это вода и минеральные соли. Больше всего в клетке содержится воды (от 40 до 95% ее общей массы). Вода придает клетке упругость, определяет ее форму, участвует в обмене веществ.

Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.

Приблизительно 1—1,5% общей массы клетки составляют минеральные соли, в частности соли кальция, калия, фосфора и др. Эти неорганические вещества используются для синтеза органических молекул (белков, нуклеиновых кислот и др.)- При недостатке минеральных веществ нарушаются важнейшие процессы жизнедеятельности клетки.

Органические вещества — сложные углеродсодержащие соединения. Они входят в состав всех живых организмов. Первоначально считалось, что органические вещества образуются только живыми организмами, поэтому их и назвали органическими. К ним относят углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты и другие вещества.

Углеводы — важная группа органических веществ, в результате расщепления которых клетки получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности. Углеводы входят в состав оболочек клеток, придавая им прочность. Запасающие вещества в клетках — крахмал и сахара, они также относятся к углеводам.

Белки играют важнейшую роль в жизни клеток. Они входят в состав разнообразных клеточных структур, регулируют процессы жизнедеятельности и тоже могут запасаться в клетках.

Жиры откладываются в клетках. При расщеплении жиров освобождается необходимая живым организмам энергия.

Нуклеиновые кислоты играют ведущую роль в сохранении наследственной информации и передаче ее потомкам.

Клетка — это миниатюрная природная лаборатория, в которой синтезируются и претерпевают изменения различные химические соединения. Сходство химического состава клеток разных организмов доказывает единство живой природы.

Ответьте на вопросы

1. Каких химических элементов больше всего в клетке?
2. Какую роль в клетке играет вода?
3. Какую роль в клетке играют минеральные соли?
4. Какие вещества относят к органическим?
5. Каково значение органических веществ в клетке?
6. Что указывает на общность живой и неживой природы?

Новые понятия

Неорганические вещества. Органические вещества. Углеводы. Белки. Жиры. Нуклеиновые кислоты.

Подумайте!

Почему клетку сравнивают с миниатюрной природной лабораторией?

Моя лаборатория

В 1933 г., в результате многолетних исследований, ученые Haучились получать из глюкозы витамин С (аскорбиновую кислоту). До этого витамин С был дефицитным и дорогим продуктом.

Содержание жиров в клетках семян растений

Чтобы обнаружить органические вещества в растениях, проделайте следующие опыты.

Возьмите зерна пшеницы, разотрите их в ступке в муку, добавьте несколько капель воды и приготовьте кусочек теста. Заверните тесто в марлю, опустите мешочек в стакан с водой и промойте его. Образуется мутная взвесь. Перелейте часть мутной жидкости из стакана в пробирку и капните в нее 2—3 капли раствора иода. Жидкость приобретет синий цвет. Возьмите на кончике пинцета крахмал и размешайте в пробирке с водой. Капните в эту пробирку 2—3 капли раствора иода. Вода с крахмалом тоже станет синей. Значит, в зернах пшеницы содержится крахмал, который окрашивается иодом в синий цвет. Капните каплю раствора иода на разрезанный клубень картофеля. Вы убедитесь, что в клубне картофеля тоже есть крахмал.

Рассмотрите остаток теста на марле. Вы увидите клейкую массу, ее называют клейковиной или растительным белком.

Возьмите несколько семян подсолнечника, снимите с них кожуру и раздавите на листе бумаги, вы увидите жирные пятна. Это подтверждает наличие значительного количества жира в семенах подсолнечника.

В 1802 г. ученые открыли новое органическое вещество и назвали его виноградным сахаром или глюкозой (от греч. гликис — сладкий). Глюкоза содержится в спелых фруктах и ягодах, входит в состав крови человека. Она необходима живым клеткам для образования более сложных углеводов: крахмала, гликогена, целлюлозы.

Из соединенных друг с другом звеньев глюкозы состоит крахмал — широко распространенное запасное питательное вещество. В виде крахмальных зерен он накапливается в клетках клубней картофеля, семян гороха, зерновок овса, кукурузы (рис. 8). Человек использует крахмал, выделяя его из картофеля и кукурузы.

Рис. 8. Крахмальные зерна картофеля в клетках

Сходное с крахмалом строение имеет гликоген. Он служит запасающим веществом в организмах некоторых животных и человека.

В клетках растений из тысяч связанных друг с другом звеньев глюкозы образуется целлюлоза, или клетчатка (от лат. целлюла — клетка). Она придает упругость и прочность стенкам растительных клеток. Целлюлозу могут расщеплять многие бактерии, грибы, одноклеточные микроорганизмы, поэтому они играют главную роль в разложении растительных остатков.

Практически чистую целлюлозу представляют собой хлопковая вата и тополиный пух. На основе очищенной целлюлозы изготавливают прозрачную пленку целлофан, а также искусственное волокно — вискозу (от лат. вискозус — вязкий).

Из целлюлозы почти на 40% состоит сухая древесина. Получаемая из древесины целлюлоза широко используется человеком при производстве бумаги (от персидского бомбака — хлопок). Бумага была изобретена в древнем Китае, но тогда ее получали из волокон хлопка и бамбука. Только в XVIII в. было обнаружено, что удобным исходным веществом для производства бумаги может служить древесина. Первые заводы по переработке древесины в целлюлозу были построены только в XIX в.