2

Vlastnosti a složení živé hmoty

2.1 Základní vlastnosti živých soustav

  1. Podobné chemické složení
  2. Buněčná organizace
  3. Metabolismus – přeměna, výměna látek
  4. Dráždivost – reakce na podněty
  5. Pohyb
  6. Rozmnožování
  7. Dědičnost
  8. Evoluce

2.2 Složení živé hmoty

  1. Voda 60%
  2. Organické sloučeniny 37%
  3. Anorganické sloučeniny 3%

2.2.1 Voda

Voda tvoří většinu objemu živé hmoty - 60-95 %.


Množství vody v živém organizmu kolísá podle různých hledisek:

  1. Podle druhu organizmu např. semena a spory mají pouze kolem 10-12 % vody, některé rostliny a živočichové-voděnky, medúza, lidské embryo obsahují až 98 % vody
  2. Podle stáří organizmu, mladší organizmus má více vody než starý organizmus (například 6ti týdenní lidské embryo obsahuje 97 % vody, novorozenec 75 % vody, dospělý člověk 65 %, staří lidé 42 % vody).

Rozmístění vody v živém organizmu:

Voda v organizmech je rozmístěna do prostorů:

  1. Uvnitř buněk- intracelulární prostor (cytoplazma) 60 %
  2. Vně buněk- extracelulání prostor 40 %
  3. V cévách (krev, míza, mozkomíšní mok atd.)
  4. Mimo cévy-kolem buněk (intersticiální prostor)

Význam vody v živé hmotě:

  1. Rozpouštědlo pro většinu látek v živé hmotě: krev, moč, míza.
  2. Vytváří prostředí pro chemické reakce probíhající v organizmu: střevní šťáva, pot, sliny
  3. Umožňuje transport látek v živé hmotě: moč, míza, krev.
  4. Reguluje tělesnou teplotu: je dobrým vodičem tepla, vyrovnává teplotní rozdíly a brání místnímu přehřátí (regulace pocením).

Pitný režim:

Pitný režim je zažitým pojmem pro doplňování tekutin. Je to hlavní způsob, jak pokrýt každodenní ztráty tekutin v těle. Je nutné vždy udržet rovnováhu mezi příjmem a výdejem tekutin. Doplňovat tekutiny je vhodné ještě dříve, než pocítíme žízeň.

Pro orientační zjištění, zda přijímáme dostatečné množství tekutin, stačí běžně sledovat, jaké množství a zbarvení moči z našeho těla odchází. Pokud má moč tmavou barvu, je to jedna ze známek nedostatečného zásobení tekutinami. Průměrně bychom měli vypít denně mezi 2-3 litry tekutin. Pohybujeme-li se v horku, těžce pracujeme nebo sportujeme, musí být příjem tekutin větší. Množství tekutin ovlivňuje i jídelníček - pokud je základem zelenina, ovoce a mléčné výrobky, může být příjem tekutin v nápojích o něco nižší.

Příjem tekutin by měl být plynulý v průběhu celého dne. Nelze vše potom dohánět večer. Základem pitného režimu mají být především nekalorické nápoje, hlavně voda, nejlépe s vyváženým poměrem minerálů.


2.2.2 Anorganické sloučeniny - biogenní prvky

V živé hmotě se vyskytuje cca 28 biogenních prvků, které tvoří různé anorganické a organické sloučeniny. Tyto prvky se vyskytují ve dvojí formě:

  1. Rozpuštěné – ve formě vodných roztoků ( disociovány na ionty)
    K, Na, Ca atd.
  2. Pevné – ve formě nerozpustných sloučenin, nerozpustných solí (pevné rostlinné a živočišné tkáně) - kostry obratlovců, schránky živočichů, buněčné stěny rostlin atd.

Rozdělení anorganických látek:

Podle výskytu anorganických látek v živé hmotě se tyto látky rozdělují do 3 skupin:

  1. Základní makroelementy (makroprvky) - vyskytují se v živé hmotě nejvíce 95 % (C, O, H, N, P, S).
  2. Další makroelementy (mikroprvky) – nižší výskyt 4,99 % (Na, K, Cl, Mg, Ca).
  3. Stopové prvky – vyskytují se ve velice malém množství-stopově-0,01 % (Fe, Cu, Co, Mn, Zn, Cr, Mo, V, Ni, B, Si, Se, F, I, As, Cr, Sn).

Obrázek 6 : Graf se zařazením prvků

Význam jednotlivých biogenních prvků:

  1. Makroprvky:
    Tyto prvky mají nenahraditelnou roli v organizmu, jsou základními stavebními jednotkami proteinů, sacharidů, lipinů, enzymů, koenzymů, vitamínů, hormonů a nukleových kyselin.
    • Uhlík - C - základní biogenní prvek, vyskytuje se ve všech organických látkách, je součástí vzduchu (CO2), tělních tekutin (HCL), bílkovin, cukrů, tuků atd.
    • Kyslík - O - vyskytuje se v přírodě volný (O2, O3 ve vzduchu, oxidační reakce, ozón) a vázaný (CO2, H2O, COOH atd.)
    • Vodík - H - nejčastěji se vyskytuje vázaný (H2O, COOH, HCl atd.)
    • Dusík - N - volný ve vzduchu, vázaný NH2-součást bílkovin a nukleových kyselin.
    • Fosfor - P - součást DNA, RNA.
    • Síra - S - součást tkání - kůže, srsti, vlny, peří.

  2. Mikroprvky: Na, K, Cl, Mg, Ca
    • Sodík a draslík se podílí na regulaci nervové soustavy, krve, srdeční funkce, udržení osmotického tlaku a hospodaření s vodou.
    • Hořčík – významný biogenní prvek rostlin, součást chlorofylu, u živočichů důležitý pro normální růst.
    • Vápník - součást kostí a zubů, srážení krve.
    • Chlór - Cl - udržuje osmotický tlak, součást HCl.

  3. Stopové prvky (Fe, Cu, Co, Mn, Zn, Cr, Mo, V, Ni, B, Si, Se, F, I, As, Cr, Sn)
    • B - důležitý prvek pro klíčení pylové láčky u rostlin
    • Si - pevnost rostlin, součást kostry živočichů.
    • Se - v AMK, antikarcinogenní účinek, součást enzymů, vitamínu E.
    • F - součást kostí a zubů.
    • I - hormony štítné žlázy, ovlivńuje vývoj mozku.
    • V (vanad) - součást nižších rostlin a živočichů, inhibice některých enzymů.
    • Cr - součást vyšších organizmů, ovlivňuje správnou funkci inzulínu, metabolizmus glukózy.
    • Mo (molybden) - ve všech tkáních organizmu, fixuje dusík v táních.
    • Mn (mangan) - významný pro fotosyntézu, oxidačně-redukční procesy.
    • Fe - přenos kyslíku, jeho skladování ve svalech.
    • Ni (nikl) - metabolizmus sacharidů.

2.2.3 Organické látky

Mezi základní organické látky patří: bílkoviny, cukry, tuky, nukleové kyseliny, vitamíny, hormony, enzymy.

Podle složitosti dělíme organické látky do dvou skupin:

  1. Nízkomolekulární látky - jsou jednodušší, mají malou molekulu (jednoduché cukry, AMK, nukleotidy) jsou stavebními kameny organických látek vysokomolekulárních.
  2. Vysokomolekulární (makromolekulární) látky - vznikají z nízkomolekulárních, mají velkou molekulu (bílkoviny, nukleové kyseliny, cukry, lipidy).

Složení organických látek:

Organické látky se skládají z řetězců uhlíku na které jsou navázány další látky. Nejjednodušší organické látky jsou uhlovodíky, jsou tvořeny pouze z atomů uhlíku a vodíku. Další organické látky, které jsou součástí živé hmoty jsou pak odvozeny (jsou deriváty) těchto uhlovodíků. Obsahují ale navíc další prvky-O, H, N, S atd.

Základními uhlovodíky jsou: metahan, ethan, propan, butan, pentan, hexan, heptan, oktan, nonan, dekan


Metabolizmus - látková výměna organických látek:
(příjem látek, jejich trávení, vstřebávání a vylučování)

Každá organická látka vstupující do procesu metabolizmu (látkové výměny) musí projít změnami které umožní využití této organické látky heterotrofními organizmy. Tyto změny probíhají zejména procesem trávení a vstřebávání.


Autotrofní organismus:
Organismus mající chlorofyl (především rostliny, sinice) který z látek anorganických vytváří látky organické (tedy je schopen fotosyntézy) – producenti organické hmoty.


Heterotrofní organismus:
Oranismus neschopný fotosyntézy, závislý na autotrofních organismech pro příjem organických látek (živočichové, člověk) – konzumenti.


Trávení:
Při tomto ději se složité organické látky rozkládají na látky jednoduché (například bílkoviny na aminokyseliny, škroby na monosacharidy, tuky na glycerol a mastné kyseliny).
Proces trávení probíhá u různých organických látek v různých oddílech zažívacího traktu viz. dále. Rozklad látek je důležitým přípravným procesem pro jejich další zpracování-vstřebávání do organizmu. Proces trávení probíhá většinou v horním úseku trávicí trubice od dutiny ústní po tenké střevo.


Vstřebávání:
Je proces, kdy jednoduché organické látky přecházejí přes stěnu tenkého střeva (žaludku, tlustého střeva) do krve. Krev dále přenáší tyto rozložené živiny (monosacharidy, aminokyseliny, glycerol a mastné kyseliny) k buňkám jednotlivých orgánů, kde jsou tyto látky využity. Proces vstřebávání probíhá nejčastěni v dolním úseku trávicí trubice-tenké střevo.


Využití látek buňkami organismu:
Pokrytí energetických potřeb-získávání energie pro organizmy (Q10, glycogen, ATP).
Použijí je na výstavbu těla (škrob, chitin, celulóza, protein).
Použijí ji pro syntézu látek důležitých pro organizmus (L- thyrosin).
Uložení látek do zásoby (lipidy).


Obrázek 7 : Nákres a popis trávicího systému

Přehled organických látek:

❖ Bílkoviny (proteiny)

❖ Cukry – sacharidy (uhlohydráty)

❖ Tuky

❖ Opakování: Bílkoviny, Cukry, Tuky

❖ Nukleové kyseliny (NK)

❖ Enzymy

❖ Hormony

❖ Vitamíny

❖ Opakování: Organické látky