水は地球上で最も一般的な化合物であり、その質量は生物の中で最大です。 水は平均的な細胞の総質量の 85% を占めると推定されています。 一方、人間の細胞では水は平均約 64% です。 ただし、細胞ごとに含まれる水分は、歯のエナメル細胞の 10% から哺乳動物の胚細胞の 90% まで大きく異なります。 さらに、若い細胞には古い細胞よりも多くの水分が含まれています。 したがって、赤ちゃんの細胞では水が 86% を占めていますが、老人の細胞では 50% しか占めていません。

男性の細胞内の水分含量は平均63％、女性の場合は52％弱です。 これは何が原因でしょうか? すべてが単純であることがわかります。 女性の体には脂肪組織が多く含まれており、その細胞には水分がほとんどありません。 したがって、女性の体の水分含有量は男性の体よりも約6〜10％低くなります。

水の独特の性質は、その分子の構造によるものです。 化学の授業で、水素原子と酸素原子の電気陰性度の違いが、水分子に極性の共有結合が形成される理由であることをご存知でしょう。 水の分子は三角形 (87) の形をしており、電荷が非対称に配置されており、双極子です (この用語の定義を思い出してください)。

ある水分子の水素原子が別の分子の酸素原子に静電気的に引力されるため、水分子間に水素結合が生じます。

水の生物学的重要性を決定する、水の構造的特徴と物理的および化学的特性（水の普遍的な溶媒としての能力、可変密度、高い熱容量、高い表面張力、流動性、毛細管現象など）が考慮されます。

水は体内でどのような機能を果たしますか? 水は溶媒です。 水分子の極性構造は、溶媒としてのその特性を説明します。 水の分子は、元素が静電結合している化学物質と相互作用し、陰イオンと陽イオンに分解して化学反応を引き起こします。 ご存知のとおり、多くの化学反応は水溶液中でのみ起こります。 同時に、水自体は不活性であるため、繰り返し体内で使用できます。 水は体内のさまざまな物質を運ぶ媒体として機能します。 さらに、代謝の最終生成物は主に溶解した形で体から排泄されます。

生物には主に 2 種類の解決策があります。 (ソリューションの分類を覚えておいてください。)

いわゆる真の溶液、溶媒の分子が可溶性物質の分子と同じサイズの場合、それらは溶解します。 その結果、解離が起こり、イオンが生成されます。 この場合、溶液は均一であり、科学用語では 1 つの液相で構成されます。 典型的な例は、無機塩、酸、またはアルカリの溶液です。 このような溶液には荷電粒子が含まれているため、電流を流すことができ、多くの無機塩を含む脊椎動物の血液など、体内に見られるすべての溶液と同様に電解質です。

コロイド溶液は、溶媒分子のサイズが溶質分子よりもはるかに小さい場合です。 このような溶液では、コロイドと呼ばれる物質の粒子は、その引力が溶媒分子との結合の強さを超えないため、水柱中を自由に動きます。 このような溶液は不均一、つまり液体と固体の 2 つの相から構成されると考えられます。 すべての体液は、無機塩とコロイド粒子の特性を持つ大きな分子 (タンパク質など) の両方を含むため、真の溶液とコロイド溶液を含む混合物です。 したがって、あらゆる細胞の細胞質、動物の血液やリンパ液、哺乳類の乳には、イオンとコロイド粒子が同時に含まれています。

おそらく覚えていると思いますが、生物システムはすべての物理法則と化学法則に従うため、生物の生命において重要な役割を果たす物理現象が生物溶液で観察されます。

水の性質

生物学的溶液中の拡散（ラテン語の拡散 - 広がる、広がる、散乱に由来）は、溶解した物質（イオンやコロイド粒子）の構造粒子の濃度を均一にする傾向として現れ、最終的には生物学的溶液中の物質の均一な分布につながります。解決。 多くの単細胞生物が餌を与え、循環系や呼吸器系がない動物の体全体に酸素と栄養素が輸送されるのは拡散のおかげです（これらがどのような種類の動物であるかを思い出してください）。 さらに、多くの物質の細胞への輸送は正確に拡散によって行われます。

もう 1 つの物理現象は、浸透 (ギリシャ語の Osmosis - 押す、圧力に由来)、つまり半透膜を通る溶媒の移動です。 浸透は、溶質濃度が低く、H2O含有量が高い溶液から、溶質濃度が高く、水分含有量が低い溶液への水の移動を引き起こします。 生物学的システムにおいて、これは細胞レベルでの水の輸送に他なりません。 これが、浸透が多くの生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たす理由です。 浸透の力によって植物や動物の体内の水の動きが確保され、細胞が栄養素を受け取り、一定の形状を維持します。 浸透圧は物質の濃度差が大きいほど大きくなることに注意してください。 したがって、細胞を低張溶液中に置くと、急激な水の流れにより細胞は膨張し、破裂します。

さまざまな植物器官の水分含量は、かなり広い範囲内で変化します。 環境条件、樹齢、植物の種類によって異なります。 したがって、レタスの葉の水分含量は93〜95％、トウモロコシの水分含有量は75〜77％です。 水の量は植物の器官によって異なります。ヒマワリの葉には 80 ～ 83%、茎には 87 ～ 89%、根には 73 ～ 75% の水分が含まれています。 主に空気乾燥させた種子の場合、水分含有量は 6 ～ 11% が一般的であり、重要なプロセスが阻害されます。

水は生きた細胞、死んだ木部要素、細胞間隙に含まれています。 細胞間空間では、水は蒸気の状態にあります。 植物の主な蒸発器官は葉です。 この点で、葉の細胞間隙に最も多くの水が満たされるのは当然です。 液体状態では、水は細胞のさまざまな部分（細胞膜、液胞、原形質）に存在します。 液胞は細胞の中で最も水分が豊富な部分であり、その含有量は 98% に達します。 水分含有量が最も高い場合、原形質内の水分含有量は 95% になります。 水分含量が最も低いのは細胞膜の特徴です。 細胞膜内の水分含量を定量的に測定することは困難です。 明らかに30から50％の範囲です。

植物細胞のさまざまな部分における水の形態も異なります。 空胞細胞液は、比較的低分子量の化合物（浸透圧結合）によって保持される水と自由水が大半を占めます。 植物細胞の殻の中では、水は主に高分子化合物（セルロース、ヘミセルロース、ペクチン物質）、すなわちコロイド結合水によって結合されています。 細胞質自体には、コロイド状かつ浸透圧的に結合した自由水があります。 タンパク質分子の表面から1nmまでの距離にある水は強く結合しており、正六角形の構造を持っていません（コロイド結合水）。 さらに、原形質には一定量のイオンが存在するため、水の一部は浸透圧結合しています。

自由水と結合水の生理学的重要性は異なります。 ほとんどの研究者は、成長速度を含む生理学的プロセスの強さは主に自由水の含有量に依存すると考えています。 結合水の含有量と不利な外部条件に対する植物の抵抗力の間には直接の相関関係があります。 これらの生理学的相関関係は常に観察されるわけではありません。

植物細胞は浸透の法則に従って水を吸収します。 浸透は、物質の濃度が異なる 2 つの系が半透膜を使用して接続されている場合に発生します。 この場合、熱力学の法則によれば、膜が透過する物質によって濃度の均一化が起こります。

浸透圧活性物質の濃度が異なる 2 つのシステムを考慮すると、システム 1 とシステム 2 の濃度の均一化は水の移動によってのみ可能であることがわかります。 システム 1 では水の濃度が高いため、水の流れはシステム 1 からシステム 2 に向けられます。平衡に達すると、実際の流量はゼロになります。

植物細胞は浸透圧系と考えることができます。 細胞を取り囲む細胞壁はある程度の弾性を持っており、伸びることができます。 液胞には浸透活性のある水溶性物質（糖、有機酸、塩）が蓄積されます。 液胞体と細胞膜は、これらの構造が選択的に透過性であり、細胞液や細胞質に溶解している物質よりも水がはるかに容易にそれらを通過するため、このシステムでは半透膜の機能を果たします。 この点に関して、浸透活性物質の濃度が細胞内の濃度よりも低い環境に細胞が入った場合（または細胞が水中に置かれた場合）、浸透の法則に従って、水が細胞に入らなければなりません。

水の分子がある場所から別の場所に移動する能力は、水ポテンシャル (Ψw) によって測定されます。 熱力学の法則によれば、水は常に水ポテンシャルの高い領域から水ポテンシャルの低い領域に移動します。

水ポテンシャル(Ψ in) は水の熱力学的状態の指標です。 水の分子は運動エネルギーを持っており、液体や水蒸気の中ではランダムに動きます。 分子の濃度が高く、分子の総運動エネルギーが大きい系では、水ポテンシャルが大きくなります。 純粋な（蒸留）水は最大の水ポテンシャルを持っています。 このようなシステムの水ポテンシャルは、従来はゼロであると考えられていました。

水ポテンシャルの測定単位は圧力単位です: 大気圧、パスカル、バール:

1Pa = 1N/m 2 (N-ニュートン); 1バール=0.987気圧=10 5 Pa=100kPa;

1気圧 = 1.0132バール; 1000kPa = 1MPa

他の物質が水に溶解すると、水の濃度が減少し、水分子の運動エネルギーが減少し、水ポテンシャルが減少します。 すべての溶液において、水ポテンシャルは純水よりも低くなります。 標準条件では負の値として表されます。 この減少は、 と呼ばれる値によって定量的に表現されます。 浸透圧ポテンシャル(Ψオスム。)。 浸透ポテンシャルは、溶質の存在による水ポテンシャルの減少の尺度です。 溶液中の溶質分子が多いほど、浸透ポテンシャルは低くなります。

水が細胞に入ると、そのサイズが大きくなり、細胞内の静水圧が増加し、プラズマレンマが細胞壁に押し付けられます。 次に、細胞膜は背圧を及ぼしますが、これには次のような特徴があります。 圧力ポテンシャル(Ψ 圧力) または静水ポテンシャルは、通常は正であり、セル内の水が多いほど大きくなります。

したがって、細胞の水ポテンシャルは、浸透活性物質の濃度、つまり浸透ポテンシャル (Ψ osm.) と圧力ポテンシャル (Ψ 圧力) に依存します。

水が細胞膜に圧力をかけないとすると（原形質溶解または萎凋の状態）、細胞膜の背圧はゼロとなり、水ポテンシャルは浸透ポテンシャルに等しくなります。

Ψ c. = Ψ オスム。

水が細胞に入ると、細胞膜からの背圧が現れ、水ポテンシャルは浸透ポテンシャルと圧力ポテンシャルの差に等しくなります。

Ψ c. = Ψ オスム。 +Ψ圧力

細胞液の浸透ポテンシャルと細胞膜の背圧の差によって、その瞬間の水の流れが決まります。

細胞膜が限界まで引き伸ばされた状態では、浸透圧ポテンシャルは細胞膜の背圧によって完全に釣り合い、水ポテンシャルはゼロになり、細胞への水の流入は止まります。

-Ψオスム。 = Ψ 圧力 、Ψ ｃ． = 0

水は常に、より負の水ポテンシャルに向かって、より多くのエネルギーがある系から、より少ないエネルギーがある系へ流れます。

膨張力によって水がセルに侵入することもあります。 細胞を構成するタンパク質やその他の物質は、正および負に帯電した基を持ち、水双極子を引き付けます。 ヘミセルロースとペクチン物質を含む細胞壁と、高分子極性化合物が乾燥質量の約 80% を占める細胞質は膨潤する可能性があります。 水は拡散によって膨潤構造に浸透し、水の動きは濃度勾配に従います。 膨潤する力は次の項で表されます。 マトリックスポテンシャル(Ψマット。)。 それは細胞の高分子量成分の存在に依存します。 マトリックスの電位は常に負です。 お得なΨマット。 液胞のない構造（種子、分裂組織細胞）に水が吸収されるときに発生します。



1.3 セル内の水分分布

さまざまな植物器官の水分含量は、かなり広い範囲内で変化します。 環境条件、樹齢、植物の種類によって異なります。 したがって、レタスの葉の水分含量は93〜95％、トウモロコシの水分含有量は75〜77％です。 水の量は植物の器官によって異なります。ヒマワリの葉には 80 ～ 83%、茎には 87 ～ 89%、根には 73 ～ 75% の水分が含まれています。 主に空気乾燥させた種子の場合、水分含有量は 6 ～ 11% が一般的であり、重要なプロセスが阻害されます。

水は生きた細胞、死んだ木部要素、細胞間隙に含まれています。 細胞間空間では、水は蒸気の状態にあります。 植物の主な蒸発器官は葉です。 この点で、葉の細胞間隙に最も多くの水が満たされるのは当然です。 液体状態では、水は細胞のさまざまな部分（細胞膜、液胞、原形質）に存在します。 液胞は細胞の中で最も水分が豊富な部分であり、その含有量は 98% に達します。 水分含有量が最も高い場合、原形質内の水分含有量は 95% になります。 水分含量が最も低いのは細胞膜の特徴です。 細胞膜内の水分含量を定量的に測定することは困難です。 明らかに30から50％の範囲です。

植物細胞のさまざまな部分における水の形態も異なります。 空胞細胞液は、比較的低分子量の化合物（浸透圧結合）によって保持される水と自由水が大半を占めます。 植物細胞の殻の中では、水は主に高分子化合物（セルロース、ヘミセルロース、ペクチン物質）、すなわちコロイド結合水によって結合されています。 細胞質自体には、コロイド状かつ浸透圧的に結合した自由水があります。 タンパク質分子の表面から1nmまでの距離にある水は強く結合しており、正六角形の構造を持っていません（コロイド結合水）。 さらに、原形質には一定量のイオンが存在するため、水の一部は浸透圧結合しています。

自由水と結合水の生理学的重要性は異なります。 ほとんどの研究者は、成長速度を含む生理学的プロセスの強さは主に自由水の含有量に依存すると考えています。 結合水の含有量と不利な外部条件に対する植物の抵抗力の間には直接の相関関係があります。 これらの生理学的相関関係は常に観察されるわけではありません。

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1. 水はどのような構造をしていますか?

答え。 水の分子は角張った構造をしています。その組成に含まれる核は二等辺三角形を形成し、その底部には2つの水素があり、頂点には酸素原子があります。 核間のO-H距離は0.1nmに近く、水素原子の核間の距離は0.15nmです。 水の分子の酸素原子の外側の電子層を構成する 6 つの電子のうち、2 つの電子対は O-H 共有結合を形成し、残りの 4 つの電子は 2 つの孤立電子対を形成します。

水分子は、極に正と負の電荷を含む小さな双極子です。 水素原子核の近くでは電子密度が不足し、分子の反対側、酸素原子核の近くでは電子密度が過剰になります。 この構造が水分子の極性を決定します。

2. さまざまな細胞にはどのくらいの水が含まれていますか (%)?

水の量は組織や器官によって異なります。 したがって、人間では、脳の灰白質中のその含有量は85％、骨組織中の含有量は22％です。 体内の水分含有量は胎児期に最も高く（95％）、年齢とともに徐々に減少します。

さまざまな植物器官の水分含量は、かなり広い範囲内で変化します。 環境条件、樹齢、植物の種類によって異なります。 したがって、レタスの葉の水分含量は93〜95％、トウモロコシの水分含有量は75〜77％です。 水の量は植物の器官によって異なります。ヒマワリの葉には 80 ～ 83%、茎には 87 ～ 89%、根には 73 ～ 75% の水分が含まれています。 主に空気乾燥させた種子の場合、水分含有量は 6 ～ 11% が一般的であり、重要なプロセスが阻害されます。 水は生きた細胞、死んだ木部要素、細胞間隙に含まれています。 細胞間空間では、水は蒸気の状態にあります。 植物の主な蒸発器官は葉です。 この点で、葉の細胞間隙に最も多くの水が満たされるのは当然です。 液体状態では、水は細胞のさまざまな部分（細胞膜、液胞、細胞質）に存在します。 液胞は細胞の中で最も水分が豊富な部分であり、その含有量は 98% に達します。 最も高い水分含有量では、細胞質内の水分含有量は 95% になります。 水分含量が最も低いのは細胞膜の特徴です。 細胞膜内の水分含量を定量的に測定することは困難です。 明らかに30から50％の範囲です。 植物細胞のさまざまな部分における水の形態も異なります。

3. 生物における水の役割は何ですか?

答え。 水はすべての生物の主要な構成要素です。 その構造的特徴により、水分子は双極子の形をしており、それらの間に水素結合が形成されるというユニークな特性を持っています。 ほとんどの生物の細胞内の平均水分含量は約 70% です。 細胞内の水は、遊離型 (全細胞水の 95%) と結合型 (タンパク質に結合した 4 ～ 5%) の 2 つの形態で存在します。

水の働き:

1.水を溶媒として使用します。 細胞内の多くの化学反応はイオン性であるため、水性環境でのみ発生します。 水に溶ける物質を親水性（アルコール、糖、アルデヒド、アミノ酸）、溶けない物質を疎水性（脂肪酸、セルロース）といいます。

2.試薬として水を使用します。 水は、重合反応、加水分解、光合成の過程など、多くの化学反応に関与しています。

3.トランスポート機能。 体内に溶け込んだ物質の水分とともに全身を移動し、不要な物質を体外に排出します。

4.熱安定剤およびサーモスタットとしての水。 この機能は、高い熱容量などの水の特性によるものです。環境内の大幅な温度変化が人体に及ぼす影響を和らげます。 高い熱伝導率 - 本体の体積全体にわたって同じ温度を維持できます。 高い蒸発熱 - 哺乳類の発汗や植物の蒸散時に体を冷やすために使用されます。

5.構造機能。 細胞の細胞質には 60 ～ 95% の水分が含まれており、これが細胞の正常な形状を与えています。 植物では、水は膨圧（小胞膜の弾力性）を維持し、一部の動物では水は静水圧骨格として機能します（クラゲ）

§ 7 以降の質問

1.水分子の構造の特徴は何ですか?

答え。 水の独特の性質は、その分子の構造によって決まります。 水分子は、極性共有結合によって 2 つの H 原子に結合した 1 つの O 原子から構成されます。 水分子内の電子の特徴的な配置により、水分子に電気的非対称性が生じます。 電気陰性度の高い酸素原子は水素原子の電子をより強く引きつけ、その結果、水分子の共通の電子対が水素原子に向かって移動します。 したがって、水分子全体は帯電していませんが、2 つの水素原子のそれぞれは部分的に正電荷 (8+ と表示) を持ち、酸素原子は部分的に負電荷 (8-) を持ちます。 水分子は分極しており、双極子 (2 つの極を持っています) です。

1 つの水分子の酸素原子の部分的に負の電荷は、他の分子の部分的に正の水素原子に引き寄せられます。 したがって、各水分子は、隣接する 4 つの水分子と水素結合する傾向があります。

2. 溶媒としての水の重要性は何ですか?

答え。 分子の極性と水素結合を形成する能力により、水はイオン性化合物 (塩、酸、塩基) を容易に溶解します。 一部の非イオン性だが極性の化合物は水に可溶です。つまり、その分子には荷電した (極性) 基が含まれています (例: 糖、単純なアルコール、アミノ酸)。 水によく溶ける物質は親水性と呼ばれます（ギリシャ語のhygros（湿った）とphilia（友情、傾向）から）。 物質が溶液に入ると、その分子またはイオンはより自由に移動できるようになり、そのため物質の反応性が増加します。 これは、ほとんどの化学反応が起こる主な媒体が水であり、すべての加水分解反応と多くの酸化還元反応が水の直接の関与によって起こる理由を説明します。

水に溶けにくい、または完全に溶けない物質は疎水性と呼ばれます（ギリシャ語のフォボス（恐怖）に由来します）。 これらには、脂肪、核酸、一部のタンパク質、多糖類が含まれます。 このような物質は水と界面を形成し、そこで多くの化学反応が起こります。 したがって、水が無極性物質を溶解しないという事実は、生物にとっても非常に重要です。 水の生理学的に重要な特性の 1 つは、ガス (O2、CO2 など) を溶解する能力です。

3. 水の熱伝導率と熱容量とは何ですか?

答え。 水は高い熱容量、つまり、水自体の温度上昇を最小限に抑えながら熱エネルギーを吸収する能力を持っています。 水の大きな熱容量は、急速かつ強い温度上昇から身体組織を保護します。 多くの生物は水を蒸発させる（植物の蒸散、動物の発汗）ことで体温を下げます。

4. 水は細胞にとって理想的な液体であると考えられるのはなぜですか?

答え。 細胞内の水分含量が高いことは、その活動にとって最も重要な条件です。 水の大部分が失われると、多くの生物が死に、多くの単細胞生物、さらには多細胞生物が一時的に生命の兆候をすべて失います。 この状態を仮死状態といいます。 水分補給後、細胞は目覚め、再び活動的になります。

水分子は電気的に中性です。 しかし、分子内の電荷は不均一に分布しています。水素原子 (より正確には陽子) の領域では正電荷が優勢であり、酸素が存在する領域では負電荷の密度が高くなります。 したがって、水の粒子は双極子です。 水分子の双極子特性は、電場内で水分子の向きを変え、電荷を帯びたさまざまな分子や分子の部分に付着する能力を説明します。 その結果、水和物が形成されます。 水が水和物を形成する能力は、その普遍的な溶媒特性によるものです。 水の分子と物質の分子の引力のエネルギーが、水分子間の引力のエネルギーよりも大きい場合、その物質は溶解します。 これに応じて、水によく溶ける親水性物質（ギリシャ語のヒドロス - 水とフィレオ - 愛）と、水によく溶ける物質（塩、アルカリ、酸など）と疎水性物質（ギリシャ語のヒドロス - 水とフォボス）が区別されます。 - 恐れ）水に溶けにくい、またはまったく溶けない物質（脂肪、脂肪状物質、ゴムなど）。 細胞膜の組成には、外部環境から細胞への移行、および細胞への移行、および細胞のある部分から別の部分への移行を制限する脂肪様物質が含まれています。

細胞内で起こるほとんどの反応は水溶液中でのみ起こります。 水は多くの反応に直接関与します。 たとえば、タンパク質、炭水化物、その他の物質の分解は、酵素の触媒による水との相互作用の結果として起こります。 このような反応は加水分解反応（ギリシャ語のヒドロス - 水と溶解 - 分解）と呼ばれます。

水は熱容量が大きいと同時に、液体としては比較的高い熱伝導率を持っています。 これらの特性により、水は細胞や生物の熱平衡を維持するのに理想的な液体となります。

水は細胞の生化学反応の主な媒体です。 これは、光合成中に放出される酸素と、二酸化炭素同化の生成物を復元するために使用される水素の供給源です。 そして最後に、水は体内（血液とリンパの流れ、植物の血管を通る溶液の上昇と下降）および細胞内の物質の輸送の主な手段です。

5. 細胞内の水の役割は何ですか

細胞の弾力性を確保します。 細胞から水分が失われると、葉はしおれ、果実は乾燥します。

物質を水に溶かして化学反応を促進する。

物質の移動を確実にする: ほとんどの物質は細胞に入り、溶液の形で細胞から除去されます。

多くの化学物質（多くの塩、糖）を確実に溶解します。

多くの化学反応への参加。

ゆっくりと温め、ゆっくりと冷やす能力により、体温調節のプロセスに参加します。

6. 水のどのような構造的および物理化学的特性が細胞内での生物学的役割を決定しますか?

答え。 水の構造物理化学的特性は、その生物学的機能を決定します。

水は良い溶媒です。 分子の極性と水素結合を形成する能力により、水はイオン性化合物 (塩、酸、塩基) を容易に溶解します。

水は高い熱容量、つまり、水自体の温度上昇を最小限に抑えながら熱エネルギーを吸収する能力を持っています。 水の大きな熱容量は、急速かつ強い温度上昇から身体組織を保護します。 多くの生物は水を蒸発させる（植物の蒸散、動物の発汗）ことで体温を下げます。

また、水は熱伝導率が高く、体全体に熱を均一に分散させます。 その結果、高い比熱容量と高い熱伝導率により、水は細胞や生物の熱平衡を維持するのに理想的な液体となります。

水は実際には圧縮せず、膨圧を生み出し、細胞や組織の体積と弾力性を決定します。 したがって、回虫、クラゲ、その他の生物の形状を維持するのは静水圧骨格です。

水は、水分子と他の物質の分子との間の水素結合の形成によって生じる、生物システムにとって最適な表面張力によって特徴付けられます。 表面張力の力により、植物内では毛細管血流、溶液の上昇・下降流が生じます。

特定の生化学プロセスでは、水が基質として機能します。

地殻には約 100 種類の化学元素が存在しますが、生命に必要な化学元素はそのうち 16 種類のみです。 植物生物において最も一般的な 4 つの要素は水素、炭素、酸素、窒素であり、さまざまな物質を形成します。 植物細胞の主成分は水、有機物質、鉱物物質です。

水- 人生の基礎。 植物細胞内の水分含量は90～10％です。 これは、その化学的および物理的特性によりユニークな物質です。 水は光合成、物質の輸送、細胞の成長のプロセスに必要であり、多くの生化学反応の媒体、万能溶媒などです。

ミネラル（灰分）– 臓器の一部を焼いた後に残る物質。 灰分成分の含有量は乾燥重量の 1% ～ 12% です。 水と土壌を構成するほとんどすべての要素が植物の中に含まれています。 最も一般的なのは、カリウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、ケイ素、硫黄、リン、窒素（多量元素）と銅、アルミニウム、塩素、モリブデン、ホウ素、亜鉛、リチウム、金（微量元素）です。 ミネラルは細胞の生命において重要な役割を果たします。ミネラルはアミノ酸、酵素、ATP、電子伝達鎖の一部であり、膜の安定化に必要であり、代謝プロセスなどに関与します。

有機物植物細胞は、1) 炭水化物、2) タンパク質、3) 脂質、4) 核酸、5) ビタミン、6) 植物ホルモン、7) 二次代謝産物に分けられます。

炭水化物植物細胞を構成する物質の最大90％を占めます。 がある：

単糖類（グルコース、フルクトース）。 単糖類は光合成中に葉で形成され、簡単にデンプンに変換されます。 それらは果物に蓄積しますが、茎や球根にはあまり蓄積されません。 単糖類は細胞から細胞へ輸送されます。 これらはエネルギー物質であり、配糖体の形成に関与します。

二糖類（スクロース、マルトース、ラクトースなど）は、2 つの単糖類の粒子から形成されます。 根や果実に蓄積します。

多糖類は、植物細胞内に非常に広く存在するポリマーです。 この物質群には、デンプン、イヌリン、セルロース、ヘミセルロース、ペクチン、カロースが含まれます。

デンプンは植物細胞の主な貯蔵物質です。 一次デンプンは葉緑体で形成されます。 植物の緑色の部分では、単糖類と二糖類に分解され、師部の静脈に沿って植物の成長部分と貯蔵器官に輸送されます。 貯蔵器官の白体では、二次デンプンがショ糖からデンプン粒の形で合成されます。

デンプン分子はアミロースとアミロペクチンで構成されています。 数千のグルコース残基からなる直鎖アミロース鎖は、らせん状に分岐することができるため、よりコンパクトな形状をとることができます。 分岐多糖類アミロペクチンでは、1,6-グリコシド結合の形成による集中的な鎖分岐によって緻密性が確保されています。 アミロペクチンには、アミロースの約 2 倍のグルコース単位が含まれています。

ルゴール溶液を使用すると、アミロースの水性懸濁液は濃青色を与え、アミロペクチンの懸濁液は赤紫色を与え、デンプンの懸濁液は青紫色を与えます。

イヌリンは、キク科の貯蔵炭水化物であるフルクトースのポリマーです。 溶解した状態で細胞内に存在します。 ヨウ素溶液では染まらず、β-ナフトールで赤くなります。

セルロースはグルコースのポリマーです。 セルロースには植物に含まれる炭素の約 50% が含まれています。 この多糖類は細胞壁の主な材料です。 セルロース分子はグルコース残基からなる長い鎖です。 多くのOH基が各鎖から突き出ています。 これらの基は全方向に向けられており、隣接する鎖と水素結合を形成し、すべての鎖の強固な架橋を保証します。 鎖は互いに結合してミクロフィブリルを形成し、後者はより大きな構造、つまりマクロフィブリルに結合します。 この構造の引張強度は非常に高いです。 層状に配置されたマクロフィブリルは、ペクチン物質とヘミセルロースからなるセメントマトリックスに浸漬されています。

セルロースは水に溶けず、ヨウ素溶液を加えると黄色になります。

ペクチンはガラクトースとガラクツロン酸から構成されます。 ペクチン酸はポリガラクツロン酸です。 それらは細胞壁マトリックスの一部であり、その弾力性を提供します。 ペクチンは、分裂後の細胞間に形成される中間板の基礎を形成します。 ゲルを形成します。

ヘミセルロースは、混合組成の高分子化合物です。 それらは細胞壁マトリックスの一部です。 これらは水に溶けず、酸性環境では加水分解します。

カロースは、植物体のさまざまな部分に見られるグルコースの非晶質ポリマーです。 カロースは師部の篩管で生成され、損傷や逆境に反応して合成されます。

寒天は海藻に含まれる高分子多糖類です。 熱湯に溶けて冷めると固まります。

リスアミノ酸からなる高分子化合物。 元素組成 - C、O、N、S、P。

植物は、より単純な物質からすべてのアミノ酸を合成できます。 20 個の塩基性アミノ酸がさまざまなタンパク質全体を形成します。

タンパク質の構造は複雑であり、その機能は極めて多様であるため、単一の基準でタンパク質を明確に分類することは困難です。 タンパク質はその組成に基づいて単純型と複雑型に分類されます。 単純 - アミノ酸のみで構成され、複合 - アミノ酸と非タンパク質物質 (補欠分子族) で構成されます。

単純なタンパク質には、アルブミン、グロブリン、ヒストン、プロラミン、グルテニンが含まれます。 アルブミンは中性タンパク質であり、水に可溶で、植物にはほとんど見られません。 グロブリンは中性タンパク質で、水に不溶、希塩類に可溶で、植物の種子、根、茎に分布しています。 ヒストンは中性タンパク質であり、水に可溶で、すべての生きた細胞の核に局在しています。 プロラミンは 60 ～ 80% のエタノールに可溶で、穀物に含まれています。 グルテインはアルカリ溶液に可溶で、穀物の粒や植物の緑色の部分に含まれています。

複合タンパク質には、リンタンパク質（補欠分子族 - リン酸）、糖タンパク質（炭水化物）、核タンパク質（核酸）、色素タンパク質（色素）、リポタンパク質（脂質）、フラボタンパク質（FAD）、金属タンパク質（金属）が含まれます。

タンパク質は植物生物の生命において重要な役割を果たしており、タンパク質が果たす機能に応じて、構造タンパク質、酵素、輸送タンパク質、収縮タンパク質、貯蔵タンパク質に分類されます。

脂質– 水に溶けず、有機溶媒（エーテル、クロロホルム、ベンゼン）に溶ける有機物質。 脂質は真脂肪とリポイドに分けられます。

真の脂肪は、脂肪酸と一部のアルコールのエステルです。 これらは水中でエマルジョンを形成し、アルカリで加熱すると加水分解します。 これらは種子に蓄積する予備物質です。

リポイドは脂肪のような物質です。 これらには、リン脂質（膜の一部）、ワックス（葉や果実に保護膜を形成する）、ステロール（原形質の一部、二次代謝産物の形成に関与する）、カロテノイド（クロロフィルを保護し、色を与えるために必要な赤と黄色の色素）が含まれます。果物、花）、クロロフィル（光合成の主要な色素）

核酸- すべての生物の遺伝物質。 核酸 (DNA および RNA) はモノマー、つまりヌクレオチドで構成されています。 ヌクレオチド分子は五炭糖、窒素含有塩基、リン酸で構成されています。

ビタミン– さまざまな化学組成の複雑な有機物質。 ビタミンは生理活性が高く、タンパク質や脂肪の合成、酵素の働きなどに必要です。ビタミンは脂溶性と水溶性に分けられます。 脂溶性ビタミンにはビタミンA、K、Eがあり、水溶性ビタミンにはビタミンC、ビタミンBがあります。

植物ホルモン– 生理活性の高い低分子物質。 これらは、非常に低濃度で植物の成長と発育のプロセスに制御効果をもたらします。 植物ホルモンは、刺激剤（サイトカイニン、オーキシン、ジベレリン）と阻害剤（エチレン、アブシシン）に分けられます。