Raku keemilised elemendid ja selle sisaldus kehas. Millised on raku keemilised elemendid

1. Andke mõistete definitsioonid.
Element- sama tuumalaengu ja prootonite arvuga aatomite kogum, mis langeb kokku perioodilisuse tabeli järjekorra (aatom)arvuga.
mikroelement - element, mis on kehas väga madalas kontsentratsioonis.
makrotoitaine - element, mis on kehas suures kontsentratsioonis.
Bioelement- keemiline element, mis osaleb raku elus, moodustab biomolekulide aluse.
Raku elementaarne koostis - keemiliste elementide protsent rakus.

2. Mis on elusa ja eluta looduse ühisuse üks tõendeid?
Keemilise koostise ühtsus. Ainult elutule loodusele iseloomulikke elemente pole olemas.

3. Täitke tabel.

RAKU ELEMENTAALNE KOOSTIS

4. Too näiteid orgaanilistest ainetest, mille molekulid koosnevad kolmest, neljast ja viiest makrotoitainest.
3 elementi: süsivesikud ja lipiidid.
4 elementi: valgud.
5 elementi: nukleiinhapped, valgud.

5. Täitke tabel.

ELEMENTIDE BIOLOOGILINE ROLL

6. Uurige § 2.2 jaotist "Väliste tegurite roll eluslooduse keemilise koostise kujunemisel" ja vastake küsimusele: "Mis on biokeemilised endeemiad ja mis on nende tekke põhjused?"
Biokeemilised endeemiad on taimede, loomade ja inimeste haigused, mis on põhjustatud mõne elemendi teravast puudusest või liiast teatud piirkonnas.

7. Milliseid haigusi te teate, mis on seotud mikroelementide puudusega?
Joodi puudus - endeemiline struuma. Türoksiini sünteesi vähenemine ja sellest tulenev kilpnäärmekoe kasv.
Rauapuudus on rauavaegusaneemia.

8. Pea meeles, mille alusel jagunevad keemilised elemendid makro-, mikro- ja ultramikroelementideks. Pakkuge välja oma alternatiivne keemiliste elementide klassifikatsioon (näiteks elusraku funktsioonide järgi).
Mikro-, makro- ja ultramikroelemendid jagunevad nende protsendi alusel rakus. Lisaks saab elemente klassifitseerida teatud organsüsteemide tegevust reguleerivate funktsioonide järgi: närvi-, lihas-, vereringe- ja kardiovaskulaarne, seedimine jne.

9. Valige õige vastus.
Test 1
Millised keemilised elemendid moodustavad suurema osa orgaanilistest ainetest?
2) C, O, H, N;

2. test
Ei kehti makrotoitainete kohta:
4) mangaan.

3. test
Elusorganismid vajavad lämmastikku, kuna see teenib:
1) valkude ja nukleiinhapete lahutamatu komponent; 10. Määrake märk, millega kõik allpool loetletud elemendid, välja arvatud üks, on ühendatud üheks rühmaks. Rõhutage seda "lisa" elementi.
Hapnik, vesinik, väävel, raud, süsinik, fosfor, lämmastik. Sisaldab ainult DNA-d. Ülejäänud on kõik valged.

11. Selgitage sõna (termini) päritolu ja üldist tähendust, lähtudes selle moodustavate juurte tähendusest.

12. Valige termin ja selgitage, kuidas selle tänapäevane tähendus vastab selle juurte algsele tähendusele.
Valitud termin- organogeen.
Kirjavahetus: mõiste vastab põhimõtteliselt selle algsele tähendusele, kuid tänapäeval on olemas täpsem määratlus. Varem oli tähendus selline, et elemendid osalevad ainult elundite kudede ja rakkude ehituses. Nüüd on selgunud, et bioloogiliselt olulised elemendid mitte ainult ei moodusta rakkudes jne keemilisi molekule, vaid reguleerivad ka kõiki protsesse rakkudes, kudedes ja elundites. Need on osa hormoonidest, vitamiinidest, ensüümidest ja muudest biomolekulidest.

13. Sõnasta ja pane kirja § 2.2 põhimõtted.
Raku elementaarne koostis on keemiliste elementide protsent rakus. Rakuelemendid liigitatakse tavaliselt sõltuvalt nende protsendist mikro-, makro- ja ultramikroelementideks. Neid raku elutegevuses osalevaid elemente, mis moodustavad biomolekulide aluse, nimetatakse bioelementideks.
Makrotoitainete hulka kuuluvad: C N H O. Need on kõigi põhikomponendid orgaanilised ühendid puuris. Lisaks on P S K Ca Na Fe Cl Mg osa kõigist olulisematest biomolekulidest. Ilma nendeta on keha toimimine võimatu. Nende puudumine viib surma.
Mikroelemendid: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni I Se Br F B jne. Need on vajalikud ka organismi normaalseks talitluseks, kuid mitte nii kriitilised. Nende puudus põhjustab haigusi. Need on osa bioloogiliselt aktiivsetest ühenditest, mis mõjutavad ainevahetust.
On ultramikroelemente: Au Ag Be jne. Füsioloogiline roll pole lõplikult välja kujunenud. Kuid need on raku jaoks olulised.
On olemas mõiste "biokeemiline endeemia" - taimede, loomade ja inimeste haigused, mis on põhjustatud mõne elemendi teravast puudusest või liiast teatud piirkonnas. Näiteks endeemiline struuma (joodipuudus).
Dieedist tingitud elemendi puudumisega võivad tekkida ka haigused või vaevused. Näiteks rauapuudus põhjustab aneemiat. Kaltsiumipuudusega - sagedased luumurrud, juuste, hammaste väljalangemine, lihasvalu.

Erinevates organismides leiti D. I. Mendelejevi perioodilise elementide süsteemi umbes 70 elementi, kuid ainult 24 neist on väljakujunenud väärtusega ja neid leidub pidevalt igat tüüpi rakkudes.

Suurim erikaal raku elementaarses koostises on hapnik, süsinik, vesinik ja lämmastik. Need on nn põhiline, või biogeenne, elemendid. Nende elementide aatomid moodustavad kõigi rakkude orgaaniliste ainete molekulid; need moodustavad üle 95% rakkude massist ja elementide suhteline sisaldus elusaines on palju suurem kui maakoores. Orgaaniliste molekulide põhielementide hulka kuuluvad ka fosfor ja väävel.

Elutähtsad on lisaks kaltsium, magneesium, kaalium, naatrium ja kloor (loomarakkudes), mis on ioonide kujul raku osa. Nende sisaldus lahtris arvutatakse kümnendikku ja sajandikku protsentides. Loetletud esemed on makrotoitainete rühm.

Kaltsiumiioonid osalevad mitmete rakuprotsesside, sealhulgas lihaste kontraktsioonide ja muude motoorsete funktsioonide reguleerimises, samuti vere hüübimises. Lahustumatud kaltsiumisoolad osalevad luude ja hammaste moodustumisel, kaltsiumkarbonaat - molluskite kestade moodustamisel, tugevdades mõne taimeliigi rakumembraane. Magneesiumiioonide kontsentratsioon on oluline ribosoomide terviklikkuse ja funktsiooni säilitamiseks. Lisaks on magneesium osa klorofüllist ja toetab mitokondrite normaalset talitlust.

Kaaliumi- ja naatriumioonid osalevad teatud ioontugevuse säilitamises ja puhverkeskkonna loomises, reguleerivad osmootset rõhku rakus, määravad normaalse südametegevuse rütmi, tagavad ülekande närviline impulss. Anioonide kujul olev kloor osaleb loomorganismide soolakeskkonna loomisel (taimede jaoks on kloor mikroelement) ja lisaks sisaldub see mõnikord orgaanilistes ühendites.

Mikroelemendid, nende roll rakus. Muud keemilised elemendid - vask, mangaan, raud, koobalt, tsink ja (mõnede organismide puhul) ka boor, fluor, kroom, seleen, alumiinium, räni, molübdeen ja jood - sisalduvad väikestes kogustes (mitte rohkem kui 0,01% raku massist). Nad kuuluvad rühma mikroelemendid.

Ühe või teise elemendi protsent kehas ei iseloomusta kuidagi selle tähtsuse ja vajalikkuse astet organismis. Näiteks koobalt on osa vitamiinist B 12, jood hormoonidest türoksiinist ja türoniinist ning vask ensüümidest, mis katalüüsivad redoksprotsesse; lisaks osaleb vask limuste kudedes hapniku transportimisel. Raud on komplekside lahutamatu osa, mis täidavad mitmeid elutähtsaid funktsioone. Nende hulka kuuluvad näiteks heem

Rohkem, teised - vähem.

Aatomitasandil ei ole eluslooduse orgaanilise ja anorgaanilise maailma vahel erinevusi: elusorganismid koosnevad samadest aatomitest nagu elutu looduse kehad. Erinevate keemiliste elementide vahekord elusorganismides ja maakoores on aga väga erinev. Lisaks võivad elusorganismid oma keskkonnast erineda keemiliste elementide isotoopse koostise poolest.

Tavapäraselt võib kõik raku elemendid jagada kolme rühma.

Makrotoitained

Tsink- on osa ensüümidest, mis osalevad alkohoolses kääritamises, insuliini koostises

Vask- on osa oksüdatiivsetest ensüümidest, mis osalevad tsütokroomide sünteesis.

Seleen- osaleb keha regulatsiooniprotsessides.

Ultramikroelemendid

Ultramikroelemente on elusolendite organismides alla 0,0000001%, nende hulgas on kuld, hõbe omab bakteritsiidset toimet, pärsib vee tagasiimendumist neerutuubulites, mõjutades ensüüme. Plaatina ja tseesiumi nimetatakse ka ultramikroelementideks. Mõned sisaldavad sellesse rühma ka seleeni, selle puudusel areneb vähk. Ultramikroelementide funktsioone mõistetakse veel vähe.

Raku molekulaarne koostis

Vaata ka

• Bakterite, taimede ja loomade rakustruktuuri võrdlus

Wikimedia sihtasutus. 2010 .

Vaadake, mis on "Raku keemiline koostis" teistes sõnaraamatutes:

Bakteriraku üldine struktuur on näidatud joonisel 2. Bakteriraku sisemine struktuur on keeruline. Iga süstemaatiline rühm mikroorganismidel on oma spetsiifilised struktuuriomadused. Raku sein... Bioloogiline entsüklopeedia

Punavetikate intratsellulaarse struktuuri eripära seisneb nii tavaliste rakukomponentide omadustes kui ka spetsiifiliste rakusiseste lisandite olemasolus. Rakumembraanid. Punaste rakumembraanides ... ... Bioloogiline entsüklopeedia

- (Argentum, argent, Silber), chem. Ag märk. S. kuulub iidsetel aegadel inimesele teadaolevate metallide hulka. Looduses leidub seda nii looduslikus olekus kui ka ühendite kujul teiste kehadega (väävliga, näiteks Ag 2S ... ...

- (Argentum, argent, Silber), chem. Ag märk. S. kuulub iidsetel aegadel inimesele teadaolevate metallide hulka. Looduses leidub seda nii looduslikus olekus kui ka ühendite kujul teiste kehadega (väävliga, näiteks Ag2S hõbedaga ... Entsüklopeediline sõnaraamat F.A. Brockhaus ja I.A. Efron

Sellel terminil on ka teisi tähendusi, vt Cell (tähendused). Inimese vererakud (HEM) ... Wikipedia

Mõiste bioloogia pakkus välja silmapaistev prantsuse loodusteadlane ja evolutsionist Jean Baptiste Lamarck aastal 1802, et nimetada eluteadust eriliseks loodusnähtuseks. Tänapäeval on bioloogia teaduste kompleks, mis uurib ... ... Wikipedia

Rakk on kõigi elusorganismide (v.a viirused, mida sageli nimetatakse mitterakulisteks eluvormideks) ehituse ja elutegevuse elementaarne üksus, millel on oma ainevahetus, mis on võimeline iseseisvalt eksisteerima, ... ... Wikipedia

- (tsüto + keemia) tsütoloogia osa, mis uurib keemiline koostis rakud ja selle komponendid, samuti metaboolsed protsessid ja keemilised reaktsioonid, mis on raku elutegevuse aluseks ... Suur meditsiiniline sõnaraamat

- (Cyto + keemia) tsütoloogia osa, mis uurib raku ja selle komponentide keemilist koostist, samuti metaboolseid protsesse ja keemilisi reaktsioone, mis on raku eluea aluseks ... Meditsiiniline entsüklopeedia

Inimkehast on leitud 86 keemilist elementi, mis moodustavad Perioodiline süsteem keemilised elemendid D.I. Mendelejev. Need elemendid jagunevad tinglikult nelja rühma:

• makrotoitained - elemendid, mis moodustavad põhiosa rakust (ligikaudu 98-99% kuivmassist), sealhulgas süsinik (C), vesinik (H), hapnik (O) ja lämmastik (N);
• elemente, mille sisaldus rakus on kuivmassis umbes 1,9%. Need on kaalium (K), naatrium (Na), kaltsium (Ca), magneesium (Mg), väävel (S), fosfor (P), kloor (Cl) ja raud (Fe);
• elemendid, mille sisaldus rakus on kuivmassist alla 0,01% - mikroelemendid. Need on tsink (Zn), vask (Cu), fluor (F), jood (I), koobalt (Co), molübdeen (Mo) jne.
• elemendid, mille sisaldus rakus on kuivmassist alla 0,00001% - ultramikroelemendid: kuld (Au), uraan (U), raadium (Ra) jne.

Keemiliste elementide roll elusorganismide rakkudes

Iga element, mis on elusorganismi osa, vastutab teatud funktsiooni täitmise eest (tabel 1).

Tabel 1. Keemiliste elementide roll elusorganismide rakkudes.

Mis tahes elemendi puudumine võib põhjustada haigusi ja isegi keha surma, kuna igal elemendil on kindel roll. Esimese rühma makrotoitained moodustavad biopolümeeride aluse - valgud, süsivesikud, nukleiinhapped ja lipiidid, ilma milleta pole elu võimatu. Väävel on osa mõnedest valkudest, fosfor on osa nukleiinhapetest, raud on osa hemoglobiinist ja magneesium on osa klorofüllist. Kaltsium mängib oluline roll ainevahetuses

Osa rakus sisalduvatest keemilistest elementidest on osa anorgaanilistest ainetest – mineraalsooladest ja veest. mineraalsoolad on rakus reeglina katioonide (k +, na +, ca 2+, mg 2+) ja anioonide (HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, CI -, CI -, HCO 3 -) kujul, mille suhe määrab söötme haigus, mis on oluline rakkude jaoks, seega on see, et see on pisut allikad ja mis on kindel, et see on kindel.

Vesi mängib olulist rolli rakus toimuvates keemilistes reaktsioonides. vesilahused. See lahustab organismile mittevajalikud ainevahetusproduktid ja aitab seeläbi kaasa nende väljutamisele organismist. Suur veesisaldus rakus annab sellele elastsuse. Vesi hõlbustab erinevate ainete liikumist rakus või rakust rakku.

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1

NÄIDE 2