Хімічний склад клітин – реферат

Вплив води і мікроелементів на життя клітини. Пов’язана і вільна вода.

Суха клітинна маса мікроорганізмів становить 15-25% загальної маси. До складу, якої входить до 50% фосфору, багато калію, натрію, магнію, сірки, кальцію, хлору і заліза. З мікроелементів в біомасі зустрічаються марганець, цинк, молібден, кобальт, хром і ін. Частина сухої біомаси складають органогенні елементи – вуглець (45-50%), кисень (30%), азот (7-14%) і водень (6 8%). Близько половини сухої біомаси припадає на білки (30-80%), які в клітинах мікроорганізмів знаходяться головним чином у вигляді фізіологічно активних комплексів – нуклеопротеїдів, ліпопротеїдів або ферментів.

Амінокислотний склад білків практично для всіх мікроорганізмів відомий. (В літературі по складу мікроорганізмів є дані).

Відомо, що за складом амінокислот і їх змісту, білки мікроорганізмів близькі до казеїну.

Мікробна біомаса містить 5-30% нуклеїнових кислот (РНК і ДНК).

Кількість води в клітинах значно перевищує вміст всіх інших компонентів, вміст води в клітинах досягає 65-80%. У протоплазмі на кожну молекулу білка доводиться близько 1800 молекул води, умови культивування мікроорганізмів безпосередньо впливає на вміст води в клітинах. Склад води в клітинах безперервно оновлюється, що знаходиться вода в клітинах може бути у вільному і у зв’язаному з поверхнею макромолекул вигляді. Відомо, що склад води в клітинах постійно оновлюється.

У біологічних системах пов’язаної називають воду, яка міцно пов’язана з поверхнею макромолекул біополімерів. Відомо, що кожен грам ДНК пов’язує 0,45 м води, яка утворює гідратний шар товщиною 0,3 нм.

У мікроорганізмах виявлено близько 15-18% зв’язаної води. Пов’язана вода значно відрізняється за своїми властивостями від звичайної води, її не можна, наприклад, використовувати як розчинник речовин, вона не замерзає навіть при -700С. (Це обумовлено, можливо, з тим, що молекула води міцно пов’язана з поверхнею макромолекул біополімерів). Для зв’язаної води характерна знижена електропровідність. Термодинамічно ця вода мало відрізняється від льоду. Зв’язану воду доцільно розглядати як структурний елемент, а не як середовище.

Безумовно, що більшу частину знаходиться в клітці води становить вільна вода, яка є реакційним середовищем і розчинником речовин. За участю гідролітичних ферментів вона включається у безліч реакцій, в результаті яких утворюються нова речовина з абсолютно новими властивостями. Т. о., Вода є не тільки середовищем, в якій протікають всі біохімічні процеси, а й активним перетворювачем речовин. (Ці важливі функції вона здійснює завдяки малій молекулярній масі і особливостям будови).

Т. о., Обмін речовин в клітинах, їх зростання і розмноження може відбуватися тільки тоді, коли в ній є достатня кількість води і якщо клітини занурені у водне середовище з розчиненими в ній поживними речовинами. При відділенні клітин від живильного середовища, обмін речовин в клітинах продовжується до тих пір, поки в міжклітинному просторі є вода і в ній розчинені живильні речовини. Після їх використання обмін речовин в клітинах триває за рахунок клітинних резервів (вуглеводи, ліпіди) в тому випадку, якщо зберігаються оптимальні температура і реакція середовища. Коли використані і резервні речовини, починається автолиз (саморуйнування) клітин, в результаті цього білки розпадаються на амінокислоти, і вуглець амінокислот йде для енергетичних потреб.

Відомо, що при вологості біомаси понад 20% води повністю заповнює об’єм клітини і функціонує як безперервна середу. За цих умов у клітці можуть вільно протікати все ферментативні процеси (рис. 4).

Якщо біомаса містить 10-20% вологи (це в основному зв’язана вода) – при цьому клітинні колоїди переходять в гелі та перебіг всіх ферментативних процесів утруднено.

При вологості 5-10% – фізичні властивості біомаси різко змінюються, в цих умовах можливий обмін між молекулами води і деякими речовинами на найближчих ділянках.

Якщо вологість біомаси менше 5%, вода в клітці локалізується в межах певних структурних елементів. При такому зневодненні біомаси мікробної культури частина клітин пошкоджується і інактивується.

Як випливає з вищесказаного, при зменшенні вмісту води знижується інтенсивність біохімічних реакцій і, відповідно, інтенсивність життєвих процесів.

Стан, у якому всі активні життєві процеси в клітинах уповільнені або припинені, називають анабіозом. Доведено, що сухі або заморожені культури зберігають свою життєздатність протягом тисячоліть.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Хімічний склад клітин – реферат