Живое вещество

В элементном составе живого вещества преобладают 4 элемента: водород, углерод, кислород, азот. Они являются главными элементами живого вещества. Эти элементы — биофильные. Кроме того, наиболее распространены элементы, находящиеся в начале периодической системы элементов Менделеева, а элементы середины и конца таблицы распространены мало.

Все элементы, входящие в состав живого вещества, делят на две группы:
1. Постоянные элементы
    а) главные (1-60% по массе): азот, углерод, водород, кислород
    б) сопутствующие (0,05-1% по массе): натрий, магний, фосфор, сера, хлор, калий и кальций
2. Переменные элементы
    а) сопутствующие (побочные): алюминий, титан, ванадий, хром, никель, мышьяк, бром, рубидий, стронций
    б) следовые: гелий, литий, бериллий, аргон, селен, галлий
В группу постоянных элементов иногда включают подгруппу следовых постоянных элементов (<0,05% — B, F, Si, Mo, J, Mn, Fe, Co, Cu, Zn).

Закономерности элементного состава звездного и солнечного вещества и живого вещества Земли:

  1. Состав химических элементов, образующих звездное и солнечное вещество и вещество живых организмов, практически совпадает.
  2. Содержание тяжелых металлов в живых организмах выше, чем в звездном веществе.
  3. Наиболее распространенные элементы: азот, углерод, водород, кислород.

Живое вещество классифицируют:

  • по способу питания: автотрофы (фотоавтотрофы и хемоавтотрофы); гетеретрофы (биотрофы, сапротрофы); миксотрофы (смешанный тип питания).
  • на однородное и неоднородное: однородное — биомасса вещества, образованная особями одного вида, ряда и т.д.; его можно описать с помощью химического состава, среднего веса организма, средней скорости расселения организмов по земной поверхности; неоднородное — образовано живыми веществами, населяющими экосистему.
  • по значению в обновлении жизни: соматическое — совокупность всех клеток организмов, за исключением половых (репродуктивных); репродуктивное — вещество, благодаря которому жизнь в биосфере постоянно воспроизводится.

Химический состав живого вещества включает воду, минеральные и органические вещества. Среди органических выделяют: углеводы, лепиды, белки и нуклеиновые кислоты.

Углеводы — это органические вещества, состоящие из углерода, водорода, кислорода. Состав многих молекул — CnH2nOn. Различают простые углеводы — моносахариды и сложные — олигосахариды и полисахариды. Углеводы являются первичными продуктами фотосинтеза зеленых растений и основным источником энергии для всех форм клеточной деятельности. Выполняют роль запасных питательных веществ в организмах и принимают участие в строительстве прочных растительных тканей (целлюлозы).

Липиды — жироподобные вещества и жиры, плохо растворимые в воде, состоящие из углерода и водорода, а также кислорода, фосфора, азота. Входят в состав клеточных мембран, выполняют защитную функцию и роль запасных питательных веществ.

Белки — сложные органические полимеры, построенные из остатков 20 аминокислот, соединенные друг с другом пептидной связью. Макромолекулы белков выполняют в организме различные функции: транспортную, защитную, строительную, каталитическую и др.

Нуклеиновые кислоты — находятся в ядре клеток и представляют собой высокомолекулярные полимеры, состоящие из большого количества нуклеотидов. Каждый нуклеотид содержит три фрагмента: 1) азотистое петероциклическое основание; 2) моносахариды; 3) фосфорная кислота. Нуклеиновые кислоты делятся на два типа: Дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и Рибоксинуклеиновые (РНК). Нуклеиновые кислоты регулируют естественный синтез белка в организмах и передают наследственную информацию из поколения в поколение.