Основа живого вещества. Белки. Нуклеиновые кислоты. Внешняя клеточная мембрана

 1 - В общем, жизнь можно определить как совокупность самоподдерживающихся открытых систем, существующих, в виде особых структур, за счет постоянного протока вещества и притока энергии и способных к более или менее точному самовоспроизведению.

3 - Кислород с водородом важны прежде всего как составные части воды, а вода – как универсальная среда для собственно живого вещества, которое представляет собой прежде всего соединения углерода.

Главное свойство молекулы воды – полярность. Ядро кислорода сильнее притягивает электроны, чем ядро водорода, поэтому электронная плотность смещается в сторону кислорода, так что часть молекулы со стороны кислорода оказывается отрицательно заряженной, а со стороны водорода – положительно заряженной.

Тем самым молекула воды представляет собой диполь. Диполям свойственно ориентироваться в электрическом поле – атом кислорода притягивается к положительному заряду, атомы водорода – к отрицательному. Поэтому вода является полярным растворителем. Вещество, состоящее из ионов (например поваренная соль), попадаю в воду, растворяется в ней, поскольку молекулы воды окружают заряженные ионы, тем самым экранируя и, стало быть, отрывая их друг от друга.

Вот мы уже упомянули в связи с водой два типа химических связей, и нам понадобятся еще два, в связи с ней же.

4) Основой живого вещества являются маркомолекулы или биополимеры – органические соединения с очень длинными молекулами, общей массой от тысячи до миллиарда атомных единиц. Они построены из стандартных структурных единиц – мономеров, соединенных ковалентной связью. Образование этой связи в ходе синтеза биополимеров – конденсации - всегда идет с затратой энергии и сопровождается отделеним молекулы воды. Расщепление же биополимеров идет с затратой молекулы воды, которая расщепляется на H и OH-группу, котрые присоединяются к ранее связанным мономерам, эта реакция называется гидролиз. По способу соединения мономеров биополимеры бывают линейные и разветвленные, а по характеры мономеров - регулярные, составленные из одинаковых мономеров или одинаковых сочетаний мономеров, и нерегулярные – составленные, соответственно, из разных мономеров, чередующихся нерегулярно.

5) Углеводы называются так потому, что кислород и водород присутствуют в них прилизительно в соотношении 1: 2, как в воде, к тому же на эти три молекулы приходится приблизительно по одному атому углероду, то есть по элементному составу они представляют собой как бы воду, на каждую молекулу которой добавлено по атому углерода. Элементарными единицами углеводов являются моносахариды – молекулы, основу которых представляет собой цепочка атомов углерода, соединенных одинарной ковалентной связью, к каждому их которых присоединен атом водорода и гидроксильная (спиртовая) группа -OH. Атом углерода, расположенный на одном из концов цепочки имеет дополнительный водород, а на другом конце либо расплагается альдегидная группа, либо кислород, соединенный углеродом двойной связью, смещается на один атом ниже, образуя кетонную группу, тогда как последний атом также имеет два водорода.

Двойная связь углерод-кислород может раскрываться, при этом кислород связывается со вторым атомом углерода– на другом конце молекулы (с образованием простой эфирной связи, или гликозидной связи), который лишается водорода и спиртовой группы