Kemijski sastav stanica
Makronutrijenti, njihova uloga u stanici. U stanicama različitih organizama pronađeno je oko 70 elemenata periodnog sustava elemenata D. I. Mendeljejeva, ali samo 24 od njih imaju dobro utvrđenu vrijednost i stalno se nalaze u svim vrstama stanica.
najveći specifična gravitacija u elementarnom sastavu stanice otpada na kisik, ugljik, vodik i dušik. To su takozvani bazični ili biogeni elementi. Atomi ovih elemenata tvore molekule svih organskih tvari stanica; čine više od 95% mase stanica, a relativni sadržaj elemenata u živoj tvari mnogo je veći nego u zemljinoj kori. Glavni elementi organskih molekula također uključuju fosfor i sumpor.
Vitalni su, osim toga, kalcij, magnezij, kalij, natrij i klor (u životinjskim stanicama), koji ulaze u sastav stanice u obliku iona. Njihov sadržaj u ćeliji izračunava se u desetinkama i stotinkama postotka. Navedeni elementi čine skupinu makronutrijenata.
Ioni kalcija sudjeluju u regulaciji niza staničnih procesa, uključujući kontrakciju mišića i druge motoričke funkcije, kao iu zgrušavanju krvi. Netopljive kalcijeve soli sudjeluju u formiranju kostiju i zuba, kalcijev karbonat sudjeluje u formiranju školjki mekušaca, jačanju staničnih membrana nekih biljnih vrsta. Koncentracija iona magnezija važna je za održavanje cjelovitosti i funkcioniranje ribosoma. Osim toga, magnezij je dio klorofila i podržava normalno funkcioniranje mitohondrija.
Ioni kalija i natrija sudjeluju u održavanju određene ionske jakosti i stvaranju tamponskog okruženja, reguliraju osmotski tlak u stanici, određuju normalan ritam srčane aktivnosti i osiguravaju prijenos živčanog impulsa. Klor u obliku aniona sudjeluje u stvaranju slanog okoliša životinjskih organizama (za biljke je klor element u tragovima), a osim toga, ponekad je uključen u organske spojeve.
Elementi u tragovima, njihova uloga u stanici. Ostali kemijski elementi - bakar, mangan, željezo, kobalt, cink, a također (za neke organizme) bor, fluor, krom, selen, aluminij, silicij, molibden i jod - sadržani su u malim količinama (ne više od 0,01% od masovne stanice). Spadaju u skupinu elemenata u tragovima.
Postotak jednog ili drugog elementa u tijelu ni na koji način ne karakterizira stupanj njegove važnosti i nužnosti u tijelu. Kobalt je, primjerice, dio vitamina B12, jod je dio hormona tiroksina i tironina, a bakar je dio enzima koji kataliziraju redoks procese; osim toga, bakar je uključen u prijenos kisika u tkivima mekušaca. Željezo je sastavni dio kompleksa koji obavljaju niz vitalnih funkcija. To uključuje, na primjer, hem hemoglobina, određene enzime i prijenosnike elektrona (citokrom C).
Značajan broj enzima s raznolikim mehanizmom djelovanja sadrži ione cinka, mangana, kobalta i molibdena.
Silicij se nalazi u dijatomejama, preslicama, spužvama i mekušcima. U hrskavici i ligamentima kralješnjaka njegov sadržaj može doseći nekoliko stotinki postotka.
Bor utječe na rast biljaka, fluor je dio cakline zuba i kostiju.
Abubekerova Alfiya, Tokareva Victoria, Matveeva Rimma, učenici 8. razreda MKOU "Srednja škola br. 1" u Nikolaevsku
Projekt predstavlja napredak rada i dobivene rezultate u pojašnjenju uloge kemijskih elemenata za žive organizme. Album slikovito prikazuje biološku ulogu najvažnijih kemijskih elemenata.
Preuzimanje datoteka:
Pregled:
Općinska državna obrazovna ustanova
„Prosječno sveobuhvatna škola br. 1 "grada Nikolaevsk Nikolaevsky općinski okrug Volgogradska oblast
Projekt na:
Posao završen:
Tokareva Victoria, 8. razred
Matveeva Rimma, 8. razred
Abubekerova Alfija, 8. razred
Nadglednik:
Evdokimova A.S., učiteljica kemije i biologije
Nikolaevsk, 2014
1. Uvod ……………………………………………………………………….. 3
2. Podjela kemijskih elemenata prema njihovoj funkcionalnoj ulozi i sadržaju u organizmu………………………………………………………. 5
3. Ulazak kemijskih elemenata u tijelo…………………….6
4. Biološka uloga kemijskih elemenata…………………………7
5. Odnos kemijskih elemenata…………………………………… 7
6. Zaključci……………………………………………………………………… 9
7. Rezultat rada………………………………………………………………9
9. Izvori informacija………………………………………………………9
Primjena. ………………………………………………………………..jedanaest
1. Uvod.
Relevantnost
U osmom smo razredu počeli učiti nova stvar- kemija. Naučili smo da na Zemlji postoje atomi raznih kemijskih elemenata (ima ih više od 100), svaki ima svoje ime, ima svoje mjesto u periodnom sustavu kemijskih elemenata D.I. Mendeljejev. Ispostavilo se da se s imenima mnogih od njih često susrećemo u Svakidašnjica. Primjerice, reklame na TV ekranima neprestano nas potiču na unos vitamina koji sadrže kalcij i pripravci koji sadrže jod . I to također kažu pasta za zube S fluor dobar za zubeželjezo neophodni za normalno funkcioniranje našeg organizma. Zašto su ti elementi toliko potrebni? Jesu li drugi kemijski elementi važni za žive organizme? Koliko ih je potrebno za normalno funkcioniranje organizma? Gdje se nalaze, u kojim proizvodima? Što se događa ako previše ili premalo bilo kojeg elementa uđe u tijelo? Smatramo da su ova pitanja vrlo važna za očuvanje zdravlja ljudi.
Problem : slaba informiranost učenika o biološkoj ulozi kemijskih elemenata
cilj - Utvrditi biološku ulogu najčešćih kemijskih elemenata i pomoću tih podataka kod učenika oblikovati vrijednosne stavove prema vlastitom zdravlju.
Zadaci:
1. Odredi skupinu kemijskih elemenata najzastupljenijih na našem planetu i saznaj njihovo biološko značenje.
2. Utvrdite je li bitan spoj i proporcionalni omjer kemijskih elemenata pri ulasku u tijelo.
3. Dobivene informacije izdati u obliku brošure, postolja u kabinetu kemije.
4. Prezentirajte ovu informaciju na satu kemije pred kolegama iz razreda.
Vrsta projekta : informativni (biologija, kemija)
Pravci projektne aktivnosti:
- Analitički (prikupljanje informacija)
- Kreativno (izrada brošure i štanda)
3) Predstavnik (izrada prezentacije, govor u razredu)
članovi:
Učenici 8. razreda
Resursna podrška projektu:
Koordinator - učiteljica kemije Evdokimova Anna Sergeevna.
Materijalna sredstva: sredstva školske mini tiskare, papir A4, whatman, dvostrana traka, računalo, internet.
Uvjeti provedbe, faze rada na projektu:
- Postavka problema, raspodjela zadataka, "uloge" (siječanj 2014.)
- Prikupljanje informacija (siječanj-veljača 2014.)
- Sumiranje rezultata, izrada albuma, oblikovanje štanda, (veljača 2014.)
Proizlaziti : razvijanje svijesti učenika o biološkoj ulozi kemijskih elemenata
odgođeni rezultat: razvijanje odgovornijeg odnosa prema vlastitom zdravlju
Praktični značaj(proizvod): informacije prikupljene tijekom provedbe projekta prezentirat će se u obliku brošure, koja se može koristiti prilikom priprema za ispite, natjecanja, olimpijade, au kabinetu kemije bit će oblikovan štand na kojem će se nalaziti podaci o biološku ulogu kemijskih elemenata. Možda ove informacije ne samo da će potaknuti učenike da zauzmu odgovorniji stav prema svom zdravlju, već i povećati interes za predmet kemije i pomoći u odabiru zanimanja.
2. Podjela kemijskih elemenata prema njihovoj funkcionalnoj ulozi i sadržaju u tijelu.
Biosfera sadrži 100 milijardi tona žive tvari. Oko 50% mase zemljine kore je kisik, više od 25% je silicij. Osamnaest elemenata (O, Si, Al, Fe, Ca. Na, K, Mg, H, Ti, C, P, N, S, Cl, F, Mn, Ba) čine 99,8% mase zemljine kore . Živi organizmi aktivno sudjeluju u preraspodjeli kemijskih elemenata u zemljinoj kori. Minerali, prirodne kemikalije, nastaju u biosferi u različitim količinama djelovanjem živih tvari (nastanak željeznih ruda, stijena na bazi kalcijevih spojeva). Osim toga, utjecaj ima i tehnogeno onečišćenje okoliša. Promjene koje se događaju ugornji slojevi zemljine kore, utječu kemijski sastavživući organizmi. U tijelu možete pronaći gotovo sve elemente koji se nalaze u zemljinoj kori i morska voda. Sadržaj određenih elemenata u tijelu u usporedbi s okoliš povećana - to se zove biološka koncentracija elementa. Na primjer, ugljik u zemljinoj kori iznosi 0,35%, a po sadržaju u živim organizmima zauzima drugo mjesto (21%). Međutim, ovaj se obrazac ne promatra uvijek. Dakle, silicij u zemljinoj kori je 27,6%, au živim organizmima je mali, aluminij - 7,45%, au živim organizmima -1 10-5 %.
U sastavu žive tvari pronađeno je više od 70 elemenata.
Elementi potrebni tijelu za izgradnju i funkcioniranje stanica i organa nazivaju sehranjivim tvarima.
Za 30 elemenata utvrđena je biogenost. Postoji nekoliko klasifikacija biogenih elemenata:
A) Prema funkcijskoj ulozi:
1) organogeni, u tijelu ih ima 97,4% (C, H, O, N, P, S),
2) elementi elektrolitske pozadine (Na, K, Ca, Mg, Cl). Ovi metalni ioni čine 99% ukupnog sadržaja metala u tijelu;
3) Elementi u tragovima su biološki aktivni atomi centara enzima, hormona.
B) Prema koncentraciji elemenata u organizmu biogeni elementi se dijele na:
1) makronutrijenti (njihov sadržaj prelazi 0,01% tjelesne težine)
Tu spada 12 elemenata: C, H, O, N, P, S, Na, K, Ca, Mg, Cl, Fe.
2) elementi u tragovima (0,01% tjelesne težine):Cinkov , Jod , Fluor , Silicij , Krom , Bakar , Mangan , Kobalt , Molibden , nikal , Bor , Brom , Arsen , voditi , Kositar , Litij , Kadmij , Vanadij , Selen
3) ultramikroelementi (sadržaj im je manji od 10-5% tjelesne težine).
3. Prijem kemijskih elemenata u tijelu.
Svi živi organizmi su u bliskom kontaktu s okolišem. Život zahtijeva stalan metabolizam u tijelu. Unos kemijskih elemenata u organizam olakšavamo hranom i unesenom vodom. Tijelo se sastoji od 60% vode, 34% organske tvari i 6% anorganske tvari. Glavne komponente organskih tvari su C, H, O. Također uključuju N, P, S. Sastav anorganskih tvari nužno sadrži 22 kemijska elementa. Na primjer, ako osoba teži 70 kg, tada sadrži (u gramima): Ca - 1700, K - 250, Na -70, Mg - 42, Fe - 5, Zn - 3. Metali čine 2,1 kg . U skladu s preporukom Dijetetske komisije Nacionalne akademije znanosti SAD-a, dnevni unos kemijskih elemenata hranom trebao bi biti na određenoj razini (Tablica br. 1).
Tablica 1. Dnevni unos kemijskih elemenata u ljudsko tijelo
Kemijski element | Dnevni unos, u mg | |
odrasle osobe | djeca |
|
Kalij | 2000-5500 | |
Natrij | 1100-3300 | |
Kalcij | 800-1200 | |
Magnezij | 300-400 | |
Cinkov | ||
Željezo | 10-15 | |
Mangan | ||
Bakar | 1,5-3,0 | |
Titanij | 0,85 | 0,06 |
Molibden | 0,075-0,250 | |
Krom | 0,05-0,20 | 0,04 |
Kobalt | Oko 0,2 vitamina B 12 | 0,001 |
Klor | 3200 | |
RO 4 3- | 800-1200 | |
SO 4 2- | ||
Jod | 0,15 | 0,07 |
Selen | 0,05-0, 07 | |
Fluor | 1,5-4,0 | 0, 6 |
Isti broj kemijskih elemenata treba izlučiti, jer je njihov sadržaj u tijelu relativno konstantan.
Sadašnje stanje spoznaja o biološkoj ulozi elemenata može se okarakterizirati kao površno doticanje ovog problema. Sakupljeno je mnogo činjeničnih podataka o sadržaju elemenata u različitim komponentama biosfere, odgovorima tijela na njihov nedostatak i višak.
Kod nedovoljnog unosa elementa u organizam dolazi do značajnih oštećenja rasta i razvoja organizma. To je zbog smanjenja aktivnosti enzima, koji uključuju element. S povećanjem doze ovog elementa, odgovor tijela se povećava, doseže normu (biotička koncentracija elementa). Daljnje povećanje doze dovodi do smanjenja funkcioniranja zbog toksičnog učinka viška elementa, sve do smrtnog ishoda. Nedostatak i višak biogenog elementa šteti tijelu. Svi živi organizmi reagiraju na nedostatak i suvišak ili nepovoljan omjer elemenata.
Obični elementi u tragovima, kada njihova koncentracija u tijelu premašuje biotičku koncentraciju, ispoljavaju toksični učinak na tijelo. Otrovni elementi u vrlo niskim koncentracijama ne djeluju štetno na biljke i životinje. Na primjer, arsen u mikrokoncentracijama ima biostimulirajući učinak. Stoga, br otrovni elementi, ali postoje otrovne doze. Dakle, male doze elementa su lijek, velike doze su otrov. “Sve je otrov i ništa nije bez otrova, samo jedna doza čini otrov nevidljivim” – Paracelsus. Prikladno je prisjetiti se riječi tadžikistanskog pjesnika Rudakija: “Ono što se danas smatra drogom, sutra će postati otrov.”
4 . Biološka uloga kemijskih elemenata.
Podaci o biološkoj ulozi kemijskih elemenata navedeni su u brošuri "Biološka uloga kemijskih elemenata" (Prilog br. 1)
5. Odnos kemijskih elemenata,
Potrebno je zapamtiti određene mjere opreza pri korištenju mineralnih kompleksa (kao lijekovi i biološki aktivni dodaci prehrani).
Predoziranje jednom mineralnom tvari može dovesti do funkcionalnih poremećaja i pojačanog izlučivanja druge mineralne tvari. Također je moguće razviti nepoželjne nuspojave. Na primjer, višak cinka dovodi do smanjenja razine lipida visoke gustoće koji sadrže kolesterol ("dobar" kolesterol).
Glavna biološka funkcija kalija je stvaranje, zajedno s drugim elektrolitima (natrij, klor), razlike potencijala na staničnoj membrani i prijenos njezine promjene duž stanične membrane, zbog izmjene s ionima natrija, što je posebno važno za živčane i mišićne stanice. To uzrokuje stalnu prisutnost natrija, klora i kalija u stanicama. U tijelu su ti elementi sadržani u određenom omjeru, osiguravajući homeostazu (konstantnost unutarnjeg okruženja). Neravnoteža između kalija i natrija dovodi do patologije metabolizma vode, dehidracije, slabosti mišića.
Višak kalcija može dovesti do nedostatka fosfora, i obrnuto. Metabolizam je tako delikatno uređen da fosfor djeluje u bliskoj vezi s kalcijem (normalno bi te tvari trebale ući u tijelo u približno istoj količini, u ekstremnim slučajevima fosfora može biti jedan i pol puta više). U stvarnosti, u modernim proizvodima to je puno više od kalcija. Znanstvenici su izračunali da je, primjerice, u prehrani prosječnog Amerikanca sadržaj fosfora 2-4 puta veći od kalcija.Višak fosforastimulira proizvodnju hormona paratireoidnih žlijezda (to su četiri zrna graška koja se nalaze pored štitnjače). Tada taj hormon počinje izbacivati kalcij iz kostiju. Razvija se osteoporoza - kosti postaju lomljive i lomljive. Danas je u svijetu ova bolest poprimila karakter epidemije. Prijelom vrata bedrene kosti u starijih osoba i takozvana "udovičina grba" tipične su manifestacije osteoporoze. Prijelomi zbog slabosti kostiju javljaju se čak i kod tinejdžera. U ozbiljnim studijama je dokazano da djevojke koje vole piti colu i druge gazirane napitke (dodaje im se fosforna kiselina) imaju 3,14 puta veću vjerojatnost za takve prijelome. A ako se još bave i sportom, rizik od prijeloma je 5 puta veći. Što je više fosfata u krvi, to je veći rizik od srčanog udara i smrtnosti od kardiovaskularnih bolesti. Fosfor pomaže razvoju kalcifikacije. Ovo je najteža i nepovratna vaskularna lezija, u kojoj se kalcij taloži na njihovoj unutarnjoj stijenci, tvoreći plakove guste poput kosti.
Višak molibdenasmanjuje sadržaj bakra.
Višak volframasmanjuje sadržaj molibdena.
U pozadini nedostatka željeza, kao i kalcija, fosfora, magnezija i cinka, povećava se sposobnost tijela da apsorbira olovo itd.
Prilikom uzimanja minerala treba se strogo pridržavati liječničkih preporuka!
6. Zaključci:
Saznali smo da mnogi kemijski elementi (više od 30) imaju određeno značenje za žive organizme. Elementi kao što su C, H, O, N, P, S, kao makronutrijenti, igraju važnu ulogu, od njih su građene stanice živog organizma. Ostali, iako imaju nizak sadržaj u tijelu (elementi u tragovima), također su neophodni. Ali za većinu elemenata, i nedostatak i višak imaju štetan učinak na tijelo.
Na isti način smo shvatili odakle elementi dolaze u našem tijelu, kako izbjeći njihov višak i nedovoljan sadržaj.
Postoje elementi čija je mala doza otrovna. To su elementi kao što su arsen, olovo, živa, kadmij itd. Teški metali imaju sposobnost nakupljanja u tijelu.
Važan je i međusobni utjecaj izmjene jednog elementa na razmjenu drugog. Tako, primjerice, fosfor i kalcij moraju ući u tijelo u određenom omjeru. Ako uđe više fosfora, to pridonosi ispiranju kalcija iz kostiju i drugim posljedicama.
7. Rezultat rada:
1) Pronađene i sažete informacije o biološkoj ulozi kemijskih elemenata.
2) Izrađena brošura "Biološka uloga kemijskih elemenata" (Prilog br. 1)
3) Izradili prezentaciju o biološkoj ulozi kemijskih elemenata i izradili je na satu kemije u 8. i 9. razredu (Prilog br. 2).
4) Dizajnirano postolje u kabinetu kemije (Prilog br. 3).
8. Izvori informacija:
1) Bilješke s predavanja opće kemije. Čeljabinska državna medicinska akademija. A. V. Zholnin.
2) Livanov P.A., Sobolev M.B., Revich B.A. Opasnost od olova i javno zdravlje. // Ros. sem. Liječnik. 1999, br. 2, str. 18–26 (prikaz, stručni).
3) Korbanova A.I., Sorokina N.S., Molodkina N.N. Olovo i njegov učinak na
Organizam. // Med. radne i industrijske ekologija. 2001, br. 5, str. 29–34 (prikaz, stručni).
4) Kemija. Udžbenik za 9 ćelija. Gabrielyan O.S.
5) Internet resursi:
wikipedia.org itd.
Pregled:
Da biste koristili pregled, napravite račun za sebe ( račun) Google i prijavite se:
NA ljudsko tijelo Otkriveno je 86 kemijskih elemenata koji su dio periodnog sustava kemijskih elemenata D.I. Mendeljejev. Ovi elementi su uvjetno podijeljeni u četiri skupine:
- makronutrijenti - elementi koji čine glavninu stanice (otprilike 98-99% u odnosu na suhu težinu), uključujući ugljik (C), vodik (H), kisik (O) i dušik (N);
- elemenata, čiji sadržaj u stanici, u smislu suhe mase, iznosi oko 1,9%. To su kalij (K), natrij (Na), kalcij (Ca), magnezij (Mg), sumpor (S), fosfor (P), klor (Cl) i željezo (Fe);
- elementi, čiji je sadržaj u stanici, u odnosu na suhu masu, manji od 0,01% - mikroelementi. To su cink (Zn), bakar (Cu), fluor (F), jod (I), kobalt (Co), molibden (Mo) itd.
- elementi, čiji je sadržaj u stanici, u odnosu na suhu masu, manji od 0,00001% - ultramikroelementi: zlato (Au), uran (U), radij (Ra) itd.
Uloga kemijskih elemenata u stanicama živih organizama
Svaki element koji je dio živog organizma odgovoran je za obavljanje određene funkcije (Tablica 1).
Tablica 1. Uloga kemijskih elemenata u stanicama živih organizama.
| Kemijski element | Tvari koje sadrže kemijski element | Procesi u kojima sudjeluje neki kemijski element |
|---|---|---|
|
Ugljik, vodik, kisik, dušik |
Proteini, nukleinske kiseline, lipidi, ugljikohidrati i druge organske tvari |
Sinteza organskih tvari i cijeli kompleks funkcija koje te organske tvari obavljaju |
|
Kalij, natrij |
Osiguravanje funkcije membrana, posebno održavanje električni potencijal stanična membrana, rad Na + /Ka + -pumpe, provođenje živčanih impulsa, anionska, kationska i osmotska ravnoteža |
|
|
Sudjelovanje u procesu zgrušavanja krvi |
||
|
kalcijev fosfat, kalcijev karbonat |
Koštano tkivo, zubna caklina, školjke mekušaca |
|
|
kalcijev pektat |
Stvaranje srednje lamine i stanične stijenke u biljaka |
|
|
Klorofil |
Fotosinteza |
|
|
Formiranje prostorne strukture proteina zbog stvaranja disulfidnih mostova |
||
|
Nukleinske kiseline, ATP |
Sinteza nukleinskih kiselina |
|
|
Održavanje električnog potencijala stanične membrane, rad Na + /Ka + -pumpe, provođenje živčanih impulsa, anionska, kationska i osmotska ravnoteža |
||
|
Aktivacija probavnih enzima u želucu |
||
|
Hemoglobin |
Prijenos kisika |
|
|
Citokromi |
Prijenos elektrona tijekom fotosinteze i disanja |
|
|
Mangan |
Dekarboksilaze, dehidrogenaze |
Oksidacija masnih kiselina, sudjelovanje u procesima disanja i fotosinteze |
|
Hemocijanin |
Prijenos kisika kod nekih beskralješnjaka |
|
|
Tirozinaza |
stvaranje melanina |
|
|
Vitamin B 12 |
Stvaranje eritrocita |
|
|
Alkohol dehidrogenaza |
Anaerobno disanje u biljaka |
|
|
karboanhidraza |
Transport CO 2 kod kralješnjaka |
|
|
kalcijev fluorid |
Koštano tkivo, zubna caklina |
|
|
tiroksin |
regulacija bazalnog metabolizma |
|
|
Molibden |
Nitrogenaza |
Fiksacija dušika |
Nedostatak bilo kojeg elementa može dovesti do bolesti, pa čak i smrti organizma, budući da svaki element ima određenu ulogu. Makronutrijenti prve skupine čine osnovu biopolimera - proteina, ugljikohidrata, nukleinskih kiselina i lipida bez kojih je život nemoguć. Sumpor je dio nekih proteina, fosfor je dio nukleinskih kiselina, željezo je dio hemoglobina, a magnezij je dio klorofila. Kalcij ima važnu ulogu u metabolizmu
Dio kemijskih elemenata sadržanih u stanici dio je anorganskih tvari - mineralnih soli i vode. Mineralne soli nalaze se u stanici, u pravilu, u obliku kationa (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) i aniona (HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, CI -, HCO 3 -), omjer koji određuje kiselost okoliša, što je važno za život stanica, pa se blago alkalna sredina mnogih stanica i njezin pH gotovo ne mijenjaju, jer se stalno održava određeni omjer kationa i aniona. u tome.
Voda ima veliku ulogu u kemijske reakcije teče u stanici u vodenim otopinama. Otapa metaboličke produkte koji su organizmu nepotrebni i time pridonosi njihovom uklanjanju iz organizma. Visok sadržaj vode u stanici daje elastičnost. Voda potiče kretanje razne tvari unutar stanice ili od stanice do stanice.
Primjeri rješavanja problema
PRIMJER 1
PRIMJER 2
| Vježbajte | Kako će nedostatak bilo koje potreban element? Navedite primjere. |
| Odgovor | Nedostatak bilo kojeg mikroelementa dovodi do smanjenja sinteze organske tvari u koju je uključen ovaj mikroelement. Zbog toga dolazi do poremećaja procesa rasta, metabolizma, reprodukcije itd. Na primjer, nedostatak joda u hrani dovodi do općeg smanjenja tjelesne aktivnosti i prekomjernog rasta štitnjače - endemske guše. Nedostatak bora uzrokuje odumiranje vršnih pupova u biljaka. Nedostatak selena može dovesti do raka kod ljudi i životinja. |
Ćelija
Sa stajališta koncepta živih sustava prema A. Lehningeru.
Živa stanica je izotermni sustav organskih molekula sposoban za samoregulaciju i samoreprodukciju, izvlačeći energiju i resurse iz okoliša.
teče u ćeliji veliki broj sekvencijalne reakcije, čiju brzinu regulira sama stanica.
Stanica se održava u stacionarnom dinamičkom stanju daleko od ravnoteže s okolinom.
Ćelije rade na principu minimalne potrošnje komponenti i procesa.
Da. stanica je elementarni živi otvoreni sustav sposoban za samostalno postojanje, reprodukciju i razvoj. To je elementarna strukturna i funkcionalna jedinica svih živih organizama.
Kemijski sastav stanica.
Od 110 elemenata Mendeljejevog periodnog sustava, 86 je trajno prisutno u ljudskom tijelu. Njih 25 potrebno je za normalan život, od toga 18 prijeko potrebnih, a 7 korisnih. Sukladno postotku u stanici, kemijski elementi se dijele u tri skupine:
Makronutrijenti Glavni elementi (organogeni) su vodik, ugljik, kisik, dušik. Njihova koncentracija: 98 - 99,9%. One su univerzalne komponente organskih spojeva stanice.
Elementi u tragovima - natrij, magnezij, fosfor, sumpor, klor, kalij, kalcij, željezo. Njihova koncentracija je 0,1%.
Ultramikroelementi - bor, silicij, vanadij, mangan, kobalt, bakar, cink, molibden, selen, jod, brom, fluor. Utječu na metabolizam. Njihov nedostatak je uzrok bolesti (cink - dijabetes, jod - endemska gušavost, željezo - perniciozna anemija itd.).
Moderna medicina zna činjenice o negativnom međudjelovanju vitamina i minerala:
Cink smanjuje apsorpciju bakra i natječe se za apsorpciju sa željezom i kalcijem; (a nedostatak cinka uzrokuje slabljenje imunološki sustav, brojna patološka stanja endokrinih žlijezda).
Kalcij i željezo smanjuju apsorpciju mangana;
Vitamin E se ne slaže dobro sa željezom, a vitamin C s vitaminima B skupine.
Pozitivna interakcija:
Vitamin E i selen te kalcij i vitamin K djeluju sinergistički;
Vitamin D neophodan je za apsorpciju kalcija;
Bakar pospješuje apsorpciju i povećava učinkovitost korištenja željeza u tijelu.
anorganske komponente stanice.
Voda- najvažniji komponenta stanice, univerzalni disperzijski medij žive tvari. Aktivne stanice kopnenih organizama sastoje se od 60 - 95% vode. U stanicama i tkivima u mirovanju (sjemenke, spore) vode ima 10-20%. Voda u stanici je u dva oblika – slobodna i povezana sa staničnim koloidima. Slobodna voda je otapalo i disperzijsko sredstvo koloidnog sustava protoplazme. Njih 95%. Vezana voda (4-5%) sve stanične vode stvara krhke vodikove i hidroksilne veze s proteinima.
Svojstva vode:
Voda je prirodno otapalo za mineralne ione i druge tvari.
Voda je dispergirana faza koloidnog sustava protoplazme.
Voda je medij za reakcije staničnog metabolizma, jer. fiziološki procesi pojavljuju se u isključivo vodenom okolišu. Pruža reakcije hidrolize, hidratacije, bubrenja.
Sudjeluje u mnogim enzimskim reakcijama stanice i nastaje u procesu metabolizma.
Voda je izvor vodikovih iona tijekom fotosinteze u biljkama.
Biološka vrijednost vode:
Većina biokemijskih reakcija odvija se samo u vodenoj otopini; mnoge tvari ulaze i izlaze iz stanica u otopljenom obliku. To karakterizira transportnu funkciju vode.
Voda osigurava reakcije hidrolize - razgradnju bjelančevina, masti, ugljikohidrata pod djelovanjem vode.
Zbog velike topline isparavanja tijelo se hladi. Na primjer, znojenje kod ljudi ili transpiracija kod biljaka.
Visoki toplinski kapacitet i toplinska vodljivost vode doprinose ravnomjernoj raspodjeli topline u ćeliji.
Zbog sila adhezije (voda – tlo) i kohezije (voda – voda) voda ima svojstvo kapilarnosti.
Nestlačivost vode određuje stanje naprezanja staničnih stijenki (turgor), hidrostatskog kostura valjkastih crva.
U stanicama različitih organizama pronađeno je oko 70 elemenata periodnog sustava elemenata D. I. Mendeljejeva, ali samo 24 od njih imaju dobro utvrđenu vrijednost i stalno se nalaze u svim vrstama stanica.
Najveću specifičnu težinu u elementarnom sastavu stanice imaju kisik, ugljik, vodik i dušik. To su tzv glavni ili hranjivim tvarima. Ovi elementi čine više od 95% mase stanica, a njihov relativni sadržaj u živoj tvari mnogo je veći nego u zemljinoj kori. Važni su i kalcij, fosfor, sumpor, kalij, klor, natrij, magnezij, jod i željezo. Njihov sadržaj u ćeliji izračunava se u desetinkama i stotinkama postotka. Navedeni elementi čine skupinu makronutrijenata.
Ostali kemijski elementi: bakar, mangan, molibden, kobalt, cink, bor, fluor, krom, selen, aluminij, jod, željezo, silicij - nalaze se u izuzetno malim količinama (manje od 0,01% mase stanica). Oni pripadaju grupi elementi u tragovima.
Postotak jednog ili drugog elementa u tijelu ni na koji način ne karakterizira stupanj njegove važnosti i nužnosti u tijelu. Tako, na primjer, mnogi elementi u tragovima ulaze u sastav raznih biološki aktivnih tvari - enzima, vitamina (kobalt je dio vitamina B 12), hormona (jod je dio tiroksina); utječu na rast i razvoj organizma (cink, mangan, bakar), hematopoeze (željezo, bakar), procese staničnog disanja (bakar, cink) itd. Sadržaj i značaj za život stanica i organizma u cjelini raznih kemijskih elemenata dani su u tablici:
| Element | Simbol | Približan sadržaj, % | Značaj za stanicu i organizam |
|---|---|---|---|
| Kisik | O | 62 | Uključeno u vodu i organske tvari; uključeni u stanično disanje |
| Ugljik | C | 20 | Uključeno u sve organske tvari |
| Vodik | H | 10 | Uključeno u vodu i organske tvari; sudjeluje u procesima pretvorbe energije |
| Dušik | N | 3 | Uključeno u aminokiseline, proteine, nukleinske kiseline, ATP, klorofil, vitamine |
| Kalcij | ca | 2,5 | Dio je stanične stijenke u biljkama, kostima i zubima, povećava zgrušavanje krvi i kontraktilnost mišićnih vlakana |
| Fosfor | P | 1,0 | Uključeno u koštano tkivo i zubnu caklinu, nukleinske kiseline, ATP, neke enzime |
| Sumpor | S | 0,25 | Uključeno u aminokiseline (cistein, cistin i metionin), neke vitamine, sudjeluje u stvaranju disulfidnih veza u formiranju tercijarne strukture proteina |
| Kalij | K | 0,25 | Sadržan u stanici samo u obliku iona, aktivira enzime sinteze proteina, uzrokuje normalan ritam srčane aktivnosti, sudjeluje u procesima fotosinteze, stvaranju bioelektričnih potencijala |
| Klor | Cl | 0,2 | Negativni ion prevladava u tijelu životinja. Sastojak klorovodične kiseline u želučanom soku |
| Natrij | Na | 0,10 | Sadržan u stanici samo u obliku iona, uzrokuje normalan ritam srčane aktivnosti, utječe na sintezu hormona |
| Magnezij | mg | 0,07 | Uključen u molekule klorofila, kao iu kosti i zube, aktivira energetski metabolizam i sintezu DNA |
| Jod | ja | 0,01 | Uključeno u hormone štitnjače |
| Željezo | Fe | 0,01 | Sastav je mnogih enzima, hemoglobina i mioglobina, sudjeluje u biosintezi klorofila, u transportu elektrona, u procesima disanja i fotosinteze |
| Bakar | Cu | Tragovi | Uključeno u sastav hemocijanina u beskralješnjaka, u sastavu nekih enzima, sudjeluje u procesima hematopoeze, fotosinteze, sinteze hemoglobina |
| Mangan | Mn | Tragovi | Dio je ili pojačava aktivnost određenih enzima, sudjeluje u razvoju kostiju, asimilaciji dušika i procesu fotosinteze |
| Molibden | Mo | Tragovi | Dio je nekih enzima (nitrat reduktaza), sudjeluje u procesima vezanja atmosferskog dušika kvržičnim bakterijama |
| Kobalt | co | Tragovi | Uključeno u vitamin B 12, sudjeluje u fiksaciji atmosferskog dušika kvržičnim bakterijama |
| Bor | B | Tragovi | Utječe na procese rasta biljaka, aktivira restorativne enzime disanja |
| Cinkov | Zn | Tragovi | Dio je nekih enzima koji razgrađuju polipeptide, sudjeluje u sintezi biljnih hormona (auksina) i glikolizi |
| Fluor | F | Tragovi | Dio cakline zuba i kostiju |