Биология | Жасушаның құрамындағы бейорганикалық заттар

Жасушаның атомдық және молекулалық құрылымы.
Д, И. Менделеев жасаған химиялық элементтердің периодтық жүйесіндегі кездесетін 110 элементтің 80-ге жуығы тірі жасушаның құрамында болатындығы дәлелденді. Олар жасушадағы мөлшеріне қарай үш топқа белінеді. Бірінші топқа: оттек, сутек, көміртек және азот сияқты органикалық және бейорганикалық заттардың молекулаларының негізін құрайтын элементтер жатады. Бұлардың жасушадағы мөлшері 98%-ға жуық болғандықтан, олар макроэлементтер деп аталады. Сонымен қатар бұл топқа нәруыз (белок) бен нуклеин қышқылдарының құрамына кіретін күкірт пен фосфор да кіреді. Бұларды биоэлементтер деп атайды.
Екінші топқа: ион түрінде кездесетін калий, натрий, кальций, магний, темір, хлор сияқты және т.б. элементтер жатады. Бұлардың жасушадағы жалпы мөлшері 1%-ға жуық. Бұл элементтердің (қысқаша жасушада ерекше қызметтер атқарады. Мысалы, кальций мен фосфор сүйек ұлпасының құрамына кіреді, оның беріктігін арттырады. Сонымен қатар кальций элементі қанның ұюына қатысады. Ал гемоглобин нәруызының құрамында темір болады, ол оттекті өкпеден ұлпаларға тасымалдайды. Өсімдік жасушасындағы хлорофилл пигментінің құрамындағы магний элементі фотосинтез процесін тездетеді. Үшінші топқа: жасушада өте аз мөлшерде кездесетін элементтер жатады. Олардың жасушадағы мөлшері 0,02% болатындықтан микроэлементтер деп аталады. Микроэлементтер өсімдіктер мен жануарлар жасушаларында жүріп жатқан биохимиялық процестерге тікелей қатысады.
Топырақтың құрамындағы микроэлементтердің өсімдіктер мен жануарлар тіршілігіндегі маңызы ерекше. Өсімдіктер мен жануарлар белгілі бір микроэлементтерді табиғаттан алып, өз жасушаларында жинақтайды. Мысалы, теңіз балдырлары судан йодты сіңірсе, ал кейбір өсімдіктер судағы кобальтты жинақтайды. Жануарлар жасушаларында да әр түрлі элементтер жинақталады. Мысалы, никель—ұйқы безінде, молибден—мидың ақ затында, қалайы — тілдің сілемейлі қабықшасында, кадмий — бүйректе, барий — көздің торлы қабығында, бор — май ұлпаларында, хром— гипофиз безінде және т.б. жинақталатындығы анықталған. Әйткенмен де, топырақтың құрамындағы микроэлементтердің мөлшерінің кемуі немесе артуы организмге қатты әсер етеді. Мысалы, топырақта бордың жеткіліксіз болуынан қант қызылшасы, зығыр және т.б. мәдени өсімдіктер ауруға ұшыраса, мырыштың мөлшерінің азаюынан өсімдік жапырақтары теңбіл ауруына шалдығады, ал магний жеткіліксіз болса, астық тұқымдастарының жасушаларында хлорофилдің мөлшері кемиді.
Демек, топырақтың құрамындағы микроэлементтердің жетіспеуі ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігін төмендетіп жіберетіндігі тәжірибе жүзінде дәлелденді. Сондықтан ауыл шаруашылығы дақылдары мен көкөністердің өнімділігін арттыру үшін әр түрлі тыңайтқыштар колданылады. Мысалы, бор элементанің қосылыстары— қант қызылшасы, сұлы, жоңышқа, беде, зығыр, кексағыз, жүгері және көкөніс дақылдары мен картоптың түсімін арттырады.
Жануарлардың жасушаларында фтор мөлшерден көп болса, тіс пен сүйек ауруға шалдығады, өсімдіктің құрамында селен элементінің мөлшері артса, онымен қоректенген малдың жүні түсіп, тұяғы дұрыс өспейді. Сол сияқты минералды тұздардың жасушадағы мөлшерінің ауытқуына байланысты организм әр түрлі ауруларға шалдығады. Оның дәлелі ретінде, Тараз қаласындағы фосфор зауыты мен Өскемен қаласындағы мыс-мырыш зауыттарынан шығарылатын қалдықтардың адам организміне тигізетін зиянды әсерлерін мысалға алсақ та жеткілікті.
Қорыта айтқанда, макроэлементтер жасушадағы бейорганикалық және органикалық заттардың молекулаларының құрамына кіреді. Ал ион түріндегі элементтер мен микроэлементтер жасушадағы биохимиялык реакциялардың белсенділігін арттырып, организм тіршілігінде маңызды қызметтер атқарады.
Су. Жасушаның құрамында су едәуір мөлшерде болады, яғни жасушаның 75%-ға жуығы судан тұрады. Судың мөлшері әр түрлі жасушада түрліше. Оның мөлшерінің көп болуы жасушадағы зат алмасу әрекетінің белсенділігіне байланысты. Мысалы, эмбрион жасушаларының 95%-ы, ми жасушаларының 80%-ға жуығы су болса, ал белсенділігі төмен ескі жасушаларда 60%-дан аспайды. Тірі жасушадағы судың қасиеттері, оның молекуласының құрамына байланысты. Су молекуласындағы бір атом оттек екі атом сутекпен берік ковалентті полюсті байланыс түзетіндіктен, оның молекуласы кеңістікте бұрыш жасай орналасады. Оттектің электрон бұлты сутектің электрон бұлттарымен араласады да, молекуланың беріктігін арттырады. Бұл беріктіктің, әсіресе жасушадағы зат алмасу процесін реттеудегі рөлі ерекше. Мұны судың мынадай биологиялық қасиеттерінен байқауға болады:
1.Су молекуласы өзара (когезия) және басқа заттардың (адгезия) молекулаларымен белсенді қосылысады. Су молекулаларыньщ беттік керілу қасиеті олардың бір-бірімен сутектік байланыс арқылы қосылуына негізделген. Электр заряды бар судың полярлы молекулалары кез келген заттармен байланыса алады. Соның нәтижесінде, суда еріген минералды заттар, өсімдік жасушаларындағы ұсақ түтікшелер арқылы топырақтан өсімдіктің тамыры арқылы басқа беліктеріне дейін көтеріледі.
2. Су — еріткіш. Заттар басқа сұйықтықтармен салыстырғанда суда жақсы ериді, сондықтан су заттардың алмасуына тікелей қатысады. Полярсыз (гидрофобты) қосылыстар — липидтер, бензин, толуол, керосин және т.б. іс жүзінде суда ерімейді немесе өте нашар ериді. Мұндай қосылыстар мен судың арасында беттік бөліну қалыптасады, оны күнделікті тұрмыстан май мен судың арасындағы беттік бөлінуден көруге болады.
Полярлы (гидрофилъді) қосылыстар — суда еріген тұздар, қышқылдар және негіздер ион түрінде кездеседі. Иондар көптеген биологиялық катализаторлардың — ферменттердің әрекетін реттейді, ал оларсыз тіршіліктің болуы мүмкін емес. Иондардың биологиялык, мембраналар арқылы қозғалуы жүйкелік қозудың берілуін қамтамасыз етеді. Ал олардың топырақтағы концентрациясы өсімдіктің қалыпты өсуіне мүмкіндік береді. Иондардың жасушада жүріп жатқан зат алмасудағы осыншама рөлі су молекуласы арқылы өтеді. Демек, су—әмбебап еріткіш.
3. Судың жылу өткізгіштік қасиеті жоғары. Жылу өткізгіштік ол белгілі заттың бойымен жылудың таралу мүмкіндігі. Тірі организмде жүріп жатқан химиялық реакциялардың нәтижесінде бөлінетін жылудың белгілі бір мөлшері (энергияның бір түрден екінші түрге айналу заңдылығын еске түсіріңдер) денедегі су арқылы біркелкі таралып және сыртқы ортаға шығарылып отырады.
4. Су жоғарғы температурада қайнайды. Судың қайнау температурасы жоғары болғандықтан, жер бетіндегі судың қайнап кетуі және сутектік байланыстың үзілуі өте сирек кездеседі. Сондықтан тірі жасушадағы судың мөлшері сыртқы ортаның температурасына қарамастан тұрақты болады. Бұл тұрақтылық тірі организмдердің қалыпты тіршілік етуін қамтамасыз етеді.
5. Судың булануынан дене салқындайды. Судың булануына көп энергия кететіндіктен, оның осы қасиеті көптеген тірі организмдердің денелерін салқындатуға пайдаланылады. Мысалы, адам мен жануарлардың денесінің салкындауы терлеу (булану) арқылы іске асады.
6. Судың қату температурасының әсері. Егер судың кристалдары тірі организмнің ұлпаларында пайда болса, онда олар тіршілігін жойған болар еді. Алайда қысқы ұйқыға кететін көптеген жануарлардың жасушаларында мұз кристалдарының пайда болуына жол бермейтін табиғи антифриздер болады. Ал құстар мен сүтқоректілердің температурасының жоғары болуы олардың тіршіліігінің сергек болуын қамтамасыз етеді. Демек, тірі организмдердің тіршілігінде судың атқаратын рөлі өте зор. Сондықтан да ол тіршіліктің көзі болып табылады.
Су молекуласы тіршіліктің көзі дедік, оны емдік қасиетінен де көруге болады. Мысалы, Оңтүстік Қазақстан облысындағы Сарыағаш емдеу-сауықтыру орнының суы — бауыр, бүйрек және асқазан ауруларын емдеуге қолданылады. Сол сияқты Алматы қаласының маңындағы Ақсай суы да емдік сусын болып табылады.
Тұздар. Жасушада тұздар еріген катиондар және аниондар түрінде болады да, ондағы химиялық элементтердің мөлшерінің және осмостық қысымның қалыпты деңгейде болуына мүмкіндік береді. Катиондардың ішіндегі ең маңыздылары: К+, Na+, Са2+, Мg2+ және т.б. Жасушадағы және оны қоршаған ортадағы кейбір катиондардың концентрациясы әр түрлі. Мысалы, тірі жасушадағы калий ионының концентрациясы едәуір жоғары, ал натрий ионынікі төмен. Керісінше, қан плазмасында калий ионы аз, натрий ионы көп. Мұндай арақатынас жасуша мембранасының өткізу қасиетіне тікелей байланысты болғандықтан, ондағы зат алмасудың тұрақтылығы сақталады. Жасуша мен оны қоршаған ортадағы иондар концентрациясының әр түрлі болуының организм тіршілігіндегі маңызы ерекше. Себебі жасушаға сыртқы ортадан судың сол сияқты өсімдіктердің тамыр жүйесі арқылы топырақтан судың сіңірілуі, осы заңдылықтарға сай жүретін құбылыстар.
Жасушаның тіршілігі үшін НРО24-'",Н2РО-4 ,СI-,НСО-3 аниондарының маңызы зор. Бұл аниондардың болуына байланысты жасушада қышқылдар мен сілтілер үздіксіз түзіліп тұрады да, жасушадағы реакциялар әлсіз сілтілі, бейтарап болып келеді. Олай болса, аниондар жасушаның сутектік көрсеткішінің рН тұрақтылығын сақтайды.










Тақырыптың түйіні

1. Органикалық молекулалардың негізін алты элемент: С, Н, 0, N. Р және 8 құрайтын болғандықтан, олар биоэлементтер деп аталады.
2. Су — организмнің ішкі ортасын құрайды. Оның емдік қасиеті де бар. Мысалы, Оңтүстік Қазақстан облысындағы Сарыағаш емдеу-сауықтыру орнының суы бауыр, бүйрек және асқазан ауруларын емдеуге қолданылады. Алматы қаласының маңындағы Ақсай суының да емдік қасиеті жоғары.
3. Минералды тұздардың жасушадағы мөлшері көбейіп не азайып кетсе, организм әр түрлі ауруларға ұшырайды. Оны Тараз қаласындағы фосфор зауыты мен Өскемен қаласындағы мыс-мырыш ипуыттарынан бөлініп шығатын қалдықтардың адамға тигізетін зиянды әсерлерінен көруге болады.

Сұрақтар мен тапсырмалар
1. Жасушаның құрамында қандай элементтер бар, олар қандай топтарға
бөлінеді?
2. Микроэлементтердің жетіспеуінен организм қандай зиян шегеді?
Мысалдар келтіріңдер.
3. Кестені толтырыңдар.

Қосылыстың түрі Химиялық құрамы Молекула құрылысының ерекшелігі Судың негізгі қасиеттері
І.Су
Жасушаның құрамына кіретін бейорганикалық заттар
4. Су молекуласының байланысын бейнелейтін сызбанұсқаны сызып, судың
тіршіліктегі маңызын түсіндіріңдер.
5. Мына сөйлемді толықтырыңдар. Ұйқы безінің кұрамында________, мидың ақ затында_________, тілдің сілемейлі қабықшасында__________ көздің торлы қабықшасында________элементтері жинақталады. ....