Химический элемент — определенный вид атомов с одинаковым положительным зарядом ядра. В клетках обнаружено около 80 химических элементов. Их можно разделить на четыре группы:
1 группа — углерод, водород, кислород, азот (98% от содержимого клетки),
2 группа — калий, натрий, кальций, магний, сера, фосфор, хлор, железо (1,9%),
3 группа — цинк, медь, фтор, йод, кобальт, молибден и др. (меньше 0,01%),
4 группа — золото, уран, радий и др. (меньше 0,00001%).
Элементы первой и второй групп в большинстве пособий называют макроэлементами, элементы третьей группы — микроэлементами, элементы четвертой группы — ультрамикроэлементами. Для макро- и микроэлементов выяснены процессы и функции, в которых они участвуют. Для большинства ультрамикроэлементов биологическая роль не выявлена.
Все клетки живых организмов состоят из тех же химических элементов, что входят и в состав объектов неживой природы. Но распределение этих элементов в клетках крайне неравномерно. Так, около 98% от массы любой клетки приходится на четыре элемента: углерод, водород, кислород и азот. Относительное содержание этих химических элементов в живом веществе значительно выше, чем, например, в земной коре.
Около 2% массы клетки приходится на следующие восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы (например, цинк, иод) содержатся в очень малых количествах.
Химические элементы, соединяясь между собой, образуют неорганические и органические вещества (см. табл.). Неорганические вещества клетки — это вода и минеральные соли. Больше всего в клетке содержится воды (от 40 до 95% её общей массы). Вода придаёт клетке упругость, определяет её 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. Соединения азота, фосфора, кальция и другие неорганические вещества используются для синтеза органических молекул (белков, нуклеиновых кислот и др.)/ При недостатке минеральных веществ нарушаются важнейшие процессы жизнедеятельности клетки.
Органические вещества входят в состав всех живых организмов. 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 также относятся к углеводам.
Белки играют важнейшую роль в жизни клеток. Они входят в состав разнообразных клеточных структур, регулируют процессы жизнедеятельности и также могут запасаться в клетках.
Жиры откладываются в клетках. При расщеплении жиров также освобождается необходимая живым организмам энергия.
Нуклеиновые кислоты играют ведущую роль в сохранении наследственной информации и передаче её потомкам.
Клетка — это «миниатюрная природная лаборатория», в которой синтезируются и претерпевают изменения различные химические соединения.
Химический состав клетки
