Химический состав живых клеток. Микроэлементы, вода, неорганические вещества и их роль в клетке

Химический элементы входят в состав клеток в виде ионов или компонентов молекул неорганических и органических веществ.

Неорганические вещества

Вода – одно из самых распространенных веществ на Земле и преобладающий компонент всех живых организмов. Среднее количество воды в клетках большинства живых организмов составляет порядка 70% (в клетках медузы – 95%).

Вода в клетке находится в двух формах: свободной и связанной. Свободная вода составляет 95 % всей воды клетки; на долю связанной воды, входящей в состав фибриллярных структур и соединенной с некоторыми белками, приходится около 4-5 %%.

Вода обладает рядом свойств, имеющих исключительно важное значение для живых организмом. Исключительные свойства воды определяются структурой ее молекул. Молекула воды является диполем. Атом кислорода в ней ковалентно связан с двумя атомами водорода. Положительные заряды сосредоточены у атомов водорода, т.к. кислород электроотрицательнее водорода.

Из-за высокой полярности молекул вода является лучшим из известных растворителей. Вещества, хорошо растворимые в воде называют гидрофильными. К ним относят многие кристаллические соли, ряд органических веществ – спирты, сахара, некоторые белки (например, альбумины, гистоны). Вещества, плохо или совсем нерастворимые в воде, называют гидрофобными. К ним относятся жиры, нуклеиновые кислоты, некоторые белки (глобулины, фибриллярные белки).

Высокая теплоемкость воды делает ее идеальной жидкостью для поддержания теплового равновесия клетки и в целом организма. Так как на испарение воды расходуется много теплоты, то, испаряя воду, организмы могут защищать себя от перегрева (например, при потоотделении).

Вода обладает высокой теплопроводностью, обеспечивая возможность равномерного распределения тепла между тканями организма.

К микроэлементам, составляющим от 0,001 % до 0,000001 % массы тела живых существ, относят ванадий, германий, йод (входит в состав тироксина, гормона щитовидной железы), кобальт (витамин В12), марганец, никель, рутений, селен, фтор (зубная эмаль), медь, хром, цинк

Цинк — входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении, в состав инсулина

Медь — входит в состав окислительных ферментов, участвующих

Основные положения учения Дарвина. Учение Дарвина об изменчивости, борьба за существование и ее формы. Вид, его критерии и структура. Оценка учения Дарвина К. Марксом, Ф. Энгельсом, В.И. Лениным.

Эволюционная теория Дарвина представляет собой целостное, последовательное материалистическое учение о развитии органического мира. Сущность этого учения состоит в следующем. Виды организмов, заселяющие Землю, никогда не были кем-то созданы. Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями. В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как изменчивость и наследственность, а также постоянно происходящий в природе естественный отбор, который осуществляется через сложные взаимоотношения организмов друг с другом и с факторами неживой природы. Эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой за существование.

Изменчивость и наследственность — коренные свойства всех живых организмов. Когда мы говорим об изменчивости, то прежде всего вспоминаем общеизвестный факт: в природе нет двух совершенно одинаковых животных или растений. Каждое из них обладает какими-то своими индивидуальными особенностями.

Под термином борьба за существование Дариин объединяет различные взаимоотношения, в которые вступают организмы между собой, а также псе возможные взаимосвязи, возникшие между организмами и условиями неживой природы. Дарвин различает следующие формы борьбы за существование (табл. 2): 1) внутривидовая борьба, или конкуренция, между особями одного и того же вида;
межвидовая борьба, которая может выражаться в различных отношениях («хищник — жертва», «паразит — хозяин» и т. д.); 3) борьба организмов с неблагоприятными условиями неживой природы. Дариин доказал, что борьба за существование приводит н природе к естественному отбору, или выживанию наиболее приспособленных.

Критерии вида – это признаки, по которым сравнивают 2 организма, чтобы определить, относятся они к одному виду или к разным.

• Морфологический – внутреннее и внешнее строение.
• Физиолого-биохимический – как работают органы и клетки.
• Поведенческий – поведение, особенно в момент размножения.
• Экологический – совокупность факторов внешней среды, необходимых для жизни вида (температура, влажность, пища, конкуренты и т.п.)
• Географический – ареал (область распространения), т.е. территория, на которой живет данный вид.
• Генетико-репродуктивный – одинаковое количество и строение хромосом, что позволяет организмам давать плодовитое потомство.

Основоположники марксизма-ленинизма сразу же обратили внимание на работы Дарвина и высоко оценили его теорию. К. Маркс отмечал, что Дарвин впервые нанес смертельный удар телеологии и дал рациональное объяснение относительности приспособлений в живой природе. К. Маркс указывал, что книга Дарвина «Происхождение видов» является хорошей естественноисторической основой диалектико-материалистической философии.

В своих классических произведениях «Диалектика природы», «Анти-Дюринг», «Л. Фейербах» и др. Ф. Энгельс подчеркивал, что именно Дарвин нанес сокрушительный удар метафизическим взглядам на природу и научно обосновал ее эволюционное развитие. Уже через три недели после первой публикации книги «Происхождение видов» Ф. Энгельс писал К. Марксу об успешной разработке Дарвином доказательств исторического развития природы. Энгельс относил дарвиновскую теорию к одному из трех крупнейших обобщений естествознания XIX в.

В. И. Ленин в работе «Что такое «друзья народа» и как они воюют против социал-демократов?» (1895), подтверждая мысль Ф. Энгельса, сравнивает заслуги К. Маркса с заслугами Ч. Дарвина и подчеркивает, что Дарвин впервые поставил биологию на вполне научную основу.

Более чем столетняя история свидетельствует, что дарвинизм успешно выдержал испытание временем и показал свои несомненные научные преимущества перед многочисленными попытками дать обоснование ведущих законов развития природы. Эволюционное учение Дарвина оказало огромное революционизирующее влияние на науку. Оно утвердило идею развития, исторический метод в исследовании явлений живой природы, что привело к коренной перестройке всех отраслей биологической науки.