Химический состав клетки, ее физико-химическое состояние и осмотические свойства протоплазмы клетки

Исследованиями обнаружено, что из 104 элементов периодический системы Д. И. Менделеева в состав протоплазмы входит 96. Четыре элемента — углерод, кислород, водород и азот —составляют примерно 96% массы тела человека или животного. На долю других четырех элементов — кальция, фосфора, калия и серы — приходится только 3 %, а на все остальные — примерно 1 %. Содержание отдельных элементов в протоплазме составляет доли процента, и одни из них встречаются в одних клетках, другие —в других.

Важнейшими органическими веществами являются: белки, жиры,углеводы, нуклеиновые кислоты и аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).

Цитоплазма – это сложная, многофазная коллоидная система, так как биологические макромолекулы (в первую очередь белки) и некоторые липиды – это типичные коллоиды.

Различают: дисперсную фазу (комплексы макромолекул) и дисперсионную среду (воду, в которую погружены макромолекулы).

Белковые (и др.) молекулы имеют заряд (чаще «минус»), а так как молекулы воды полярны (диполи), то они образуют вокруг белковых (и др. макромолекул) гидратную оболочку. Такие частицы называются мицеллами. На поверхности мицелл имеется заряд, и пока он сохраняется, частицы отталкиваются друг от друга и находятся в воде во взвешенном состоянии. Такое состояние цитоплазмы называется золь (жидкое состояние). Если заряд частично исчезает, мицеллы отталкиваются меньше и сближаются, при этом образуется гель. При различных внешних воздействиях и внутренних процессах цитоплазма может обратимо переходить из золя в гель и обратно.

Таким образом, свойства цитоплазмы обусловлены её коллоидным состоянием и в конечном итоге составом и свойствами её характерных белковых макромолекул.

Основные свойства:

1) вязкость – несмешиваемость с водой;

2) эластичность – способность восстанавливать форму после внешних воздействий;

3) полупроницаемость – цитоплазма ограниченно и избирательно проницаема для разных веществ (кроме воды и углекислого газа);

4) способность к движению (циклоз) – важное и не до конца изученное свойство цитоплазмы. Циклоз облегчает передвижение веществ в клетке, её обмен со средой.