IV. Хи­ми­че­ский со­став ор­га­низ­мов

В на­стоя­щее вре­мя из­вест­но око­ло 2 млн. ви­дов жи­вых ор­га­низ­мов, мас­са ко­то­рых со­став­ля­ет ~ 2×10¹² т. При этом в со­став дан­ной био­мас­сы вхо­дит свы­ше 60-ти хи­ми­че­ских эле­мен­тов.

Сре­ди этих эле­мен­тов на­хо­дят­ся по­сто­ян­но встре­чаю­щие­ся, вхо­дя­щие в груп­пу мак­ро­эле­мен­тов, от­но­си­тель­ное со­дер­жа­ние ко­то­рых бо­лее 0,001% (C, H, N, P, O, S, K, Na, Ca, Cl, Mg, Fe). Ос­таль­ные эле­мен­ты от­но­сят к груп­пе ино­гда встре­чаю­щих­ся – мик­ро­эле­мен­ты, со­дер­жа­ние ко­то­рых на­хо­дит­ся в пре­де­лах 0,001% – 0,000001% (Zn, Mn, Cu, Co, B, Mo и др.) и ульт­ра­мик­ро­эле­мен­ты, со­дер­жа­ние ко­то­рых ме­нее 0,000001% (Sr, Cd, Ba, Hg, Au, U, Ra и дрю).

Мно­го­чис­лен­ные мак­ро- и мик­ро­эле­мен­ты, об­ра­зую­щие жи­вую ма­те­рию, при­сут­ст­ву­ют в ней в ви­де раз­лич­ных хи­ми­че­ских со­еди­не­ний.

При­мер­но 75% био­мас­сы со­став­ля­ет во­да, яв­ляю­щая­ся ос­нов­ной сре­дой для про­те­ка­ния био­хи­ми­че­ских ре­ак­ций.

Ко вто­рой груп­пе ве­ществ по ко­ли­че­ст­вен­но­му со­дер­жа­нию в био­ло­ги­че­ских объ­ек­тах, но глав­ней­шей по зна­че­нию, яв­ля­ют­ся бел­ки – до 52% в рас­че­те на сухую мас­су.

Да­лее идут (в пе­ре­сче­те на су­хое ве­ще­ст­во):

Уг­ле­во­ды – в рас­те­ни­ях 80–95%, у жи­вот­ных 5–6%.

Ли­пи­ды – в рас­те­ни­ях 2–10%, у жи­вот­ных 20–25%.

Нук­леи­но­вые ки­сло­ты – в рас­те­ни­ях и у жи­вот­ных при­мер­но оди­на­ко­вое со­дер­жа­ние в пре­де­лах 2–5%.

Ми­не­раль­ные ве­ще­ст­ва (ио­ны, ко­ст­ная ткань) – 10–15% у жи­вот­ных, 1–2% в рас­те­ни­ях.

Кро­ме бел­ков, ли­пи­дов, нук­леи­но­вых ки­слот и ми­не­раль­ных ве­ществ в со­став ор­га­низ­мов в не­боль­ших ко­ли­че­ст­вах вхо­дят мно­го­чис­лен­ные пред­ста­ви­те­ли дру­гих клас­сов ор­га­ни­че­ских со­еди­не­ний: уг­ле­во­до­ро­ды, спир­ты, аль­де­ги­ды, кар­бо­но­вые ки­сло­ты и их про­из­вод­ные, ами­но­кис­ло­ты, эфи­ры, ами­ны, ге­те­ро­цик­лы.

Оп­ре­де­лен­ная часть этих со­еди­не­ний об­ла­да­ет мощ­ным фи­зио­ло­ги­че­ским дей­ст­ви­ем и влия­ет в зна­чи­тель­ной сте­пе­ни на про­те­ка­ние тех или иных жиз­нен­ных про­цес­сов. Их на­зы­ва­ют био­ло­ги­че­ски ак­тив­ны­ми со­еди­не­ния­ми. К ним от­но­сят­ся фер­мен­ты, ви­та­ми­ны, гор­мо­ны, био­сти­му­ля­то­ры, ко­эн­зи­мы, ан­ти­био­ти­ки и др.

Дру­гие же ве­ще­ст­ва, не ока­зы­ваю­щие силь­но­го био­хи­ми­че­ско­го воз­дей­ст­вия, на­зы­ва­ют ме­та­бо­ли­та­ми.

Сре­ди со­еди­не­ний, вхо­дя­щих в со­став жи­вых ор­га­низ­мов, вы­де­ля­ют так­же пла­сти­че­ские и энер­ге­ти­че­ские ве­ще­ст­ва. Пла­сти­че­ские ве­ще­ст­ва слу­жат строи­тель­ным ма­те­риа­лом при фор­ми­ро­ва­нии суб­кле­точ­ных струк­тур, кле­ток и тка­ней. Это – бел­ки, ли­пи­ды, вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ные уг­ле­во­ды и нук­леи­но­вые ки­сло­ты. Энер­ге­ти­че­ские ве­ще­ст­ва яв­ля­ют­ся ре­зер­вуа­ра­ми энер­гии в жи­вых ор­га­низ­мах. Они по­став­ля­ют энер­гию для раз­но­об­раз­ных био­хи­ми­че­ских про­цес­сов, са­ми рас­па­да­ясь при этом до CO₂ и H₂O. К ним от­но­сят­ся уг­ле­во­ды (глю­ко­за, гли­ко­ген, крах­мал) и не­ко­то­рые ли­пи­ды (жи­ры).