Молекулярный состав
Элементарный и молекулярный состав живого организма
Основными признаками живых систем являются: единство химического состава; обмен веществ и энергии; самовоспроизведение; самообновление; наследственность; изменчивость; рост и развитие; раздражимость; дискретность; саморегуляция; ритмичность; энергозависимость.
Выделяют следующие уровни организации живого: молекулярный; клеточный; тканевой; органный; организменный; популяционно-видовой; биогеоценоз; биосфера. Высшим уровнем организации живого является биосфера. Биомасса всех живых организмов (более 2 млн видов) составляет 1,8 × 1012 – 2,4 × 1012 т в пересчете на сухое вещество. Ежегодно продуцируется 1011 т сухого вещества.
Элементарный состав
В состав живых организмов входят около 70 элементов, 24 из них являются обязательными элементами биосферы, остальные относятся к категории редко встречающихся.
В соответствии с упрощенной классификацией элементы живых форм подразделяются на макро- и микроэлементы:
– макроэлементы, массовая доля (w, %) которых более 0,001;
– микроэлементы, массовая доля (w, %) – менее 0,001.
Известно 12 макроэлементов. Четыре элемента (О, С, Н, N) составляют около 98 % от массы биосферы и называются органогенами. Органогены – обязательные компоненты основных биоорганических соединений. Восемь макроэлементов (K, Na, Ca, Mg, S, Cl, Fe) составляют 1,9 %.
Согласно этой классификации существует около 60 микроэлементов (Cu, Zn, I, Mo, Co и др.), их массовая доля составляет примерно 0,1 % от массы биосферы.
В соответствии с современной классификацией по количественному содержанию в живом веществе химические элементы живых организмов подразделяются на:
- макроэлементы (w > 10-3 %), например C, H, N, O и др.;
- микроэлементы (w = n × 10-3 – n2 × 10-6 %), например Mn, Zn, Cu, B и др.;
- ультрамикроэлементы (w = n3 × 10-6 – n4 × 10-12 %), например Hg, Au, U, Ra и др.
Существует также классификация химических элементов биосферы в виде "декад" – классификация Вернадского (табл. 1).
Таблица 1
Классификация химических элементов биосферы в виде "декад" по Вернадскому
| Номера декад | Примерное содержание в биосфере, % | Элементы |
| Макроэлементы | ||
| I | О, Н | |
| II | С | |
| III | 0,1 | N, P, K, Ca, Si |
| IV | 0,01 | Mg, S, Fe, Na, Cl, Al |
| Микроэлементы | ||
| V – VII | 10-3 – 10-6 | Mn, B, Cu, Zn, Ba, Zi, Ni, Rb, F |
| Ультрамикроэлементы | ||
| VIII – XIV | 10-6 – 10-12 | Mo, I, As, Ag, Hg, Au, Pb, Ra |
Молекулярный состав
Примерно 75 % биомассы составляет вода, хотя ее содержание в организмах различных видов сильно колеблется. Вода образует среду, в которой происходят физико-химические процессы постоянного возобновления живого вещества.
Вторым по количественному содержанию в биологических объектах классом соединений являются белки. В сухом веществе организмов содержится в среднем 40–50 % белка, остальные 50 % сухого вещества представлены другими классами (липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты и др.). Кроме данных классов в составе организмов обнаружены аминокислоты, амины и другие соединения.
Ряд соединений объединяют под названием биологически активных соединений (витамины, гормоны, биостимуляторы, антибиотики). К ним относятся и метаболиты – промежуточные продукты химических реакций в организмах.
Таблица 2
Дата добавления: 2016-02-27; просмотров: 854;