Wszystkie organizmy składają się z komórek – co najmniej jednej. Część substancji wnika do wnętrza komórek, inne są z nich uwalniane. Substancje, które budują komórkę, są wciąż przekształcane chemicznie i rozprowadzane po organizmie. W efekcie żywa materia jest w nieustannym ruchu – przemiany komórkowe sprawiają, że organizm jako całość nieustannie się zmienia. Zmiany te nazywamy przemianą materiiprzemiana materii, metabolizmprzemianą materii.

Wszechświat zbudowany jest z materii – atomów i ich grup, czyli cząsteczek. Kiedy porównamy skład chemiczny skał, oceanów i komórek, przekonamy się, że występują w nich te same pierwiastki i związki mineralne. Wynika to z tego, że skały budujące skorupę ziemską są rozpuszczane przez wodę, która spływa do oceanów, a częściowo pozostaje w glebie. Z tych źródeł wodę pobierają organizmy, a wraz z nią składniki mineralne.

Najbardziej rozpowszechnione pierwiastki na Ziemi nazywane są makroelementamimakroelementymakroelementami. Cztery z nich stanowią ok. 95% suchej masy komórek – są to: tlen, węgiel, wodór i azot. Wraz z siarką i fosforem tworzą one grupę pierwiastków biogennych (dosłownie oznacza to: „rodzących życie”) i są konieczne do budowy najważniejszych związków w organizmach: białek, cukrów, tłuszczów i kwasów nukleinowych. Inne makroelementy wchodzące w skład organizmów to wapń, potas, sód, chlor i magnez.

Pozostałe pierwiastki, występujące w organizmach w ilości mniejszej niż 0,01% suchej masy komórek, to mikroelementymikroelementymikroelementy. Mimo że ich zawartość jest trudna do wykrycia, one również są niezbędne w procesach życiowych.

W poniższej tabeli przedstawiono skład pierwiastkowy skorupy ziemskiej, wody oceanicznej, powietrza i organizmu człowieka (w procentach wagowych).

Pierwiastki mogą tworzyć związki: nieorganiczne (występujące wszędzie) i organiczne (występujące tylko w organizmach). Do związków organicznych należą cukry, tłuszcze, białka i kwasy nukleinowe.

Komórki wypełnia cytozolcytozolcytozol, czyli półpłynna substancja, składająca się głównie z wody. W cytozolu zawieszone są organelle komórkoweorganelle komórkoweorganelle komórkowe. Ilość wody w cytozolu zależy od funkcji komórki i tkanki. W ciele człowieka najmniej wody – jedynie 3% – znajduje się w szkliwie zębów. Mózg i mięśnie składają się z wody w 75%, a jej zawartość w kościach wynosi tylko 22%.

Tabela przedstawiająca zawartość procentową wody w organizmie w zależności od wieku oraz płci.

Woda w organizmach znajduje się zarówno w komórkach, jak i w przestrzeni międzykomórkowej. U zwierząt ma postać roztworu różnych elektrolitów i tworzy płyny ustrojowe: krew i limfę. U roślin czy grzybów stanowi główny składnik soku komórkowego, zawartego w wakuoli. Woda jest niezbędna do wielu reakcji metabolicznych i chemicznych, zarówno jako rozpuszczalnik, jak i substratsubstratsubstrat.

Woda umożliwia wiele procesów biologicznych, np. zapłodnienie u mszaków. Dzięki niej zachodzi termoregulacjatermoregulacjatermoregulacja, a także regulowane jest ciśnienie osmotyczne organizmów. U gatunków słodkowodnych nadmiar wody musi być usuwany z organizmu, ponieważ stale napływa ona do niego ze środowiska na zasadzie osmozy. Więcej na temat osmoregulacji przeczytasz w e‑materiale pt. Konieczność osmoregulacjiDDIb35zrhKonieczność osmoregulacji.

R95N2e2sD24PO

Nagranie filmowe lekcji dotyczące wyhodowania orzęsek słodkowodnych.

Nagranie filmowe lekcji dotyczące wyhodowania orzęsek słodkowodnych.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R95N2e2sD24PO

Nagranie filmowe lekcji dotyczące wyhodowania orzęsek słodkowodnych.

Więcej o właściwościach wody i jej znaczeniu dla organizmów przeczytasz tutajPCHxqyqnstutaj.

Na zawartość wody w organizmach wpływają czynniki zewnętrzne i wewnętrzne. Przykładowe czynniki wewnętrzne to wiek, stan fizjologiczny (np. przegrzanie, choroba), funkcja danej tkanki, np. podporowa (kości, zęby), wytwarzanie nasion. Czynniki zewnętrzne wpływające na ilość wody w organizmie to m.in. temperatura otoczenia, wiatr, ilość wody w podłożu, pora roku.

Organizm, oprócz wody, zwiera także inne związki nieorganiczne oraz związki organiczne. Tworzą one masę świeżą (wilgotną) materiału biologicznego. Po naturalnym wysuszeniu organizmu, np. ususzeniu ziół, otrzymamy powietrznie suchą masę, czyli masę po odparowaniu wody z tkanek do środowiska. Kiedy całkowicie odparujemy wodę (komórkową i pozakomórkową), otrzymamy pozostałość nazywaną suchą masą. Spalenie suchej masy pozbawia ją związków organicznych – w ten sposób otrzymujemy masę popiołu, czyli ilość minerałów w badanej próbce.

Aby zbadać procentową zawartość wody w materiale biologicznym, najczęściej wykorzystuje się „metodę suszarkową”. Do porównań różnych próbek używa się suchej masy, która uzyskiwana jest przez suszenie materiału biologicznego w suszarce w temperaturze 105˚C przez 3 godz. (mniej dokładny wynik) lub na przemian suszenie i ważenie aż do uzyskania różnicy dwóch kolejnych pomiarów nie większej niż 0,0001 g. W ten sposób można określić masę utraconej wody i określić jej zawartość procentową w badanym materiale biologicznym. W skład suchej masy wchodzą wszystkie związki, które nie są wodą, np. białka, tłuszcze, włóknik czy minerały. Zamiast czasochłonnego suszenia i ważenia w laboratoriach można użyć wagosuszarki – urządzenia, które automatycznie suszy i waży próbkę z dużą dokładnością.

Oznaczanie zawartości wody i suchej masy stosowane jest w:

• przemyśle spożywczym – zawartość wody w serach, mleku itp.;

• rolnictwie – wilgotność ziarna, kiszonek;

• weterynarii – skład karmy dla zwierząt;

• medycynie – przy dializach.

Słownik