Šūnas ķīmiskie elementi un to saturs organismā. Kādi ir ķīmiskie elementi šūnā

1. Sniedziet jēdzienu definīcijas.
Elements- atomu kopums ar vienādu kodola lādiņu un protonu skaitu, kas sakrīt ar kārtas (atomu) skaitli periodiskajā tabulā.
mikroelements - elements, kas organismā atrodas ļoti zemā koncentrācijā.
makroelements - elements, kas organismā atrodas lielā koncentrācijā.
Bioelements- ķīmiskais elements, kas iesaistīts šūnas dzīvē, veido biomolekulu pamatu.
Šūnas elementārais sastāvs - ķīmisko elementu procentuālais daudzums šūnā.

2. Kāds ir viens no dzīvās un nedzīvās dabas kopības pierādījumiem?
Ķīmiskā sastāva vienotība. Nav elementu, kas raksturīgi tikai nedzīvajai dabai.

3. Aizpildiet tabulu.

ŠŪNAS ELEMENTĀLAIS SASTĀVS

4. Sniedziet piemērus organiskām vielām, kuru molekulas sastāv no trim, četriem un pieciem makroelementiem.
3 elementi: ogļhidrāti un lipīdi.
4 elementi: olbaltumvielas.
5 elementi: nukleīnskābes, olbaltumvielas.

5. Aizpildiet tabulu.

ELEMENTU BIOLOĢISKĀ LOMA

6. Izpētiet 2.2. § sadaļā "Ārējo faktoru loma savvaļas dzīvnieku ķīmiskā sastāva veidošanā" un atbildiet uz jautājumu: "Kas ir bioķīmiskās endēmijas, un kādi ir to rašanās iemesli?"
Bioķīmiskās endēmijas ir augu, dzīvnieku un cilvēku slimības, ko izraisa straujš jebkura elementa trūkums vai pārpalikums noteiktā apgabalā.

7. Kādas slimības jūs zināt, kas saistītas ar mikroelementu deficītu?
Joda trūkums - endēmisks goiter. Samazināta tiroksīna sintēze un līdz ar to vairogdziedzera audu augšana.
Dzelzs deficīts ir dzelzs deficīta anēmija.

8. Atcerieties, uz kāda pamata ķīmiskie elementi tiek iedalīti makro-, mikro- un ultramikroelementos. Iesakiet savu alternatīvo ķīmisko elementu klasifikāciju (piemēram, pēc funkcijām dzīvā šūnā).
Mikro-, makro- un ultramikroelementus sadala, pamatojoties uz to procentuālo daudzumu šūnā. Turklāt elementus var klasificēt pēc funkcijām, kas regulē noteiktu orgānu sistēmu darbību: nervu, muskuļu, asinsrites un sirds un asinsvadu, gremošanas u.c.

9. Izvēlieties pareizo atbildi.
1. pārbaudījums
Kādi ķīmiskie elementi veido lielāko daļu organisko vielu?
2) C, O, H, N;

2. pārbaude
Neattiecas uz makroelementiem:
4) mangāns.

3. tests
Dzīviem organismiem ir nepieciešams slāpeklis, jo tas kalpo:
1) olbaltumvielu un nukleīnskābju neatņemama sastāvdaļa; 10. Nosakiet zīmi, ar kuru visi zemāk uzskaitītie elementi, izņemot vienu, tiek apvienoti vienā grupā. Uzsveriet šo "papildu" elementu.
Skābeklis, ūdeņradis, sērs, dzelzs, ogleklis, fosfors, slāpeklis. Satur tikai DNS. Pārējie ir balti.

11. Izskaidrojiet vārda (termina) izcelsmi un vispārīgo nozīmi, pamatojoties uz to veidojošo sakņu nozīmi.

12. Izvēlieties terminu un paskaidrojiet, kā tā mūsdienu nozīme atbilst tā sakņu sākotnējai nozīmei.
Izvēlētais termins- organogēns.
Atbilstība: termins principā atbilst tā sākotnējai nozīmei, taču šodien ir precīzāka definīcija. Iepriekš nozīme bija tāda, ka elementi piedalās tikai orgānu audu un šūnu veidošanā. Tagad ir noskaidrots, ka bioloģiski svarīgie elementi ne tikai veido ķīmiskās molekulas šūnās utt., bet arī regulē visus procesus šūnās, audos un orgānos. Tie ir daļa no hormoniem, vitamīniem, fermentiem un citām biomolekulām.

13. Formulējiet un pierakstiet 2.2.§ galvenās domas.
Šūnas elementārais sastāvs ir ķīmisko elementu procentuālais daudzums šūnā. Šūnu elementus parasti klasificē atkarībā no to procentuālās daļas mikro-, makro- un ultramikroelementos. Tos elementus, kas ir iesaistīti šūnas dzīvē un kas veido biomolekulu pamatu, sauc par bioelementiem.
Makroelementi ietver: C N H O. Tie ir visu šūnu organisko savienojumu galvenās sastāvdaļas. Turklāt P S K Ca Na Fe Cl Mg - ir daļa no visām svarīgākajām biomolekulām. Bez tiem ķermeņa darbība nav iespējama. To trūkums noved pie nāves.
Mikroelementi: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni I Se Br F B u.c. Tie ir nepieciešami arī normālai organisma darbībai, bet ne tik kritiski. To trūkums izraisa slimības. Tie ir daļa no bioloģiski aktīviem savienojumiem, kas ietekmē vielmaiņu.
Ir ultramikroelementi: Au Ag Be utt. Fizioloģiskā loma nav galīgi noteikta. Bet tie ir svarīgi šūnai.
Pastāv jēdziens "bioķīmiskā endēmija" - augu, dzīvnieku un cilvēku slimības, ko izraisa straujš jebkura elementa trūkums vai pārpalikums noteiktā apgabalā. Piemēram, endēmisks goiter (joda trūkums).
Ar kāda elementa trūkumu diētas dēļ var rasties arī slimība vai kaites. Piemēram, dzelzs deficīts izraisa anēmiju. Ar kalcija trūkumu - bieži lūzumi, matu izkrišana, zobi, muskuļu sāpes.

Apmēram 70 D. I. Mendeļejeva periodiskās elementu sistēmas elementi tika atrasti dažādos organismos, taču tikai 24 no tiem ir labi izveidota vērtība un tie pastāvīgi atrodami visu veidu šūnās.

Lielākais īpatnējais svars šūnas elementārajā sastāvā ir skābeklis, ogleklis, ūdeņradis un slāpeklis. Tie ir tā sauktie pamata, vai biogēns, elementi. Šo elementu atomi veido visu šūnu organisko vielu molekulas; tie veido vairāk nekā 95% no šūnu masas, un relatīvais elementu saturs dzīvajā vielā ir daudz augstāks nekā zemes garozā. Pie galvenajiem organisko molekulu elementiem pieder arī fosfors un sērs.

Turklāt vitāli svarīgi ir kalcijs, magnijs, kālijs, nātrijs un hlors (dzīvnieku šūnās), kas ir daļa no šūnas jonu veidā. To saturu šūnā aprēķina procenta desmitdaļās un simtdaļās. Norādītie elementi ir makroelementu grupa.

Kalcija joni ir iesaistīti vairāku šūnu procesu regulēšanā, tostarp muskuļu kontrakcijā un citās motoriskajās funkcijās, kā arī asins koagulācijā. Nešķīstošie kalcija sāļi ir iesaistīti kaulu un zobu veidošanā, kalcija karbonāts - gliemju čaumalu veidošanā, nostiprinot dažu augu sugu šūnu membrānas. Magnija jonu koncentrācija ir svarīga, lai saglabātu ribosomu integritāti un darbību. Turklāt magnijs ir daļa no hlorofila un atbalsta normālu mitohondriju darbību.

Kālija un nātrija joni ir iesaistīti noteikta jonu stipruma uzturēšanā un bufervides veidošanā, regulē osmotisko spiedienu šūnā, nosaka normālu sirdsdarbības ritmu, nodrošina transmisiju. nervozs impulss. Hlors anjonu veidā ir iesaistīts dzīvnieku organismu sāls vides veidošanā (augiem hlors ir mikroelements) un turklāt dažreiz tiek iekļauts organiskajos savienojumos.

Mikroelementi, to loma šūnā. Citi ķīmiskie elementi - varš, mangāns, dzelzs, kobalts, cinks un arī (dažiem organismiem) bors, fluors, hroms, selēns, alumīnijs, silīcijs, molibdēns un jods - satur nelielos daudzumos (ne vairāk kā 0,01% no masas šūnas). Viņi pieder grupai mikroelementi.

Viena vai otra elementa procentuālais daudzums organismā nekādi neraksturo tā svarīguma un nepieciešamības pakāpi organismā. Kobalts, piemēram, ir daļa no B 12 vitamīna, jods ir daļa no hormoniem tiroksīna un tironīna, un varš ir daļa no fermentiem, kas katalizē redoksprocesus; turklāt varš ir iesaistīts skābekļa transportēšanā mīkstmiešu audos. Dzelzs ir neatņemama kompleksu sastāvdaļa, kas veic vairākas dzīvībai svarīgas funkcijas. Tajos ietilpst, piemēram, heme

Vairāk, citi - mazāk.

Atomu līmenī nav atšķirību starp dzīvās dabas organisko un neorganisko pasauli: dzīvie organismi sastāv no tādiem pašiem atomiem kā nedzīvās dabas ķermeņi. Tomēr dažādu ķīmisko elementu attiecība dzīvajos organismos un zemes garozā ir ļoti atšķirīga. Turklāt dzīvie organismi var atšķirties no savas vides ķīmisko elementu izotopu sastāva ziņā.

Tradicionāli visus šūnas elementus var iedalīt trīs grupās.

Makroelementi

Cinks- ir daļa no fermentiem, kas iesaistīti alkohola fermentācijā, insulīna sastāvā

Varš- ir daļa no oksidatīvajiem enzīmiem, kas iesaistīti citohromu sintēzē.

Selēns- piedalās organisma regulējošajos procesos.

Ultramikroelementi

Ultramikroelementi dzīvo būtņu organismos veido mazāk par 0,0000001%, tie ietver zeltu, sudrabam ir baktericīda iedarbība, kavē ūdens reabsorbciju nieru kanāliņos, ietekmējot enzīmus. Platīnu un cēziju sauc arī par ultramikroelementiem. Daži šajā grupā ietver arī selēnu, ar tā trūkumu attīstās vēzis. Ultramikroelementu funkcijas joprojām ir maz izprotamas.

Šūnas molekulārais sastāvs

Skatīt arī

• Baktēriju, augu un dzīvnieku šūnu struktūras salīdzinājums

Wikimedia fonds. 2010 .

Skatiet, kāds ir "Šūnas ķīmiskais sastāvs" citās vārdnīcās:

Baktērijas šūnas vispārējā struktūra ir parādīta 2. attēlā. Baktēriju šūnas iekšējā organizācija ir sarežģīta. Katrs sistemātiska grupa Mikroorganismiem ir savas specifiskas struktūras iezīmes. Šūnapvalki... Bioloģiskā enciklopēdija

Sarkano aļģu intracelulārās struktūras īpatnība sastāv gan no parasto šūnu komponentu iezīmēm, gan no specifisku intracelulāru ieslēgumu klātbūtnes. Šūnu membrānas. Sarkano šūnu membrānās ...... Bioloģiskā enciklopēdija

- (Argentum, argent, Silber), chem. Ag zīme. S. pieder pie senos laikos cilvēkam zināmo metālu skaita. Dabā tas ir sastopams gan dabiskā stāvoklī, gan savienojumu veidā ar citiem ķermeņiem (ar sēru, piemēram, Ag 2S ... ...

- (Argentum, argent, Silber), chem. Ag zīme. S. pieder pie senos laikos cilvēkam zināmo metālu skaita. Dabā tas ir sastopams gan dabiskā stāvoklī, gan savienojumu veidā ar citiem ķermeņiem (ar sēru, piemēram, Ag2S sudrabu ... Enciklopēdiskā vārdnīca F.A. Brokhauss un I.A. Efrons

Šim terminam ir citas nozīmes, skatiet Šūna (nozīmes). Cilvēka asins šūnas (HEM) ... Wikipedia

Terminu bioloģija ierosināja izcilais franču dabaszinātnieks un evolucionists Žans Batists Lamarks 1802. gadā, lai apzīmētu zinātni par dzīvību kā īpašu dabas parādību. Mūsdienās bioloģija ir zinātņu komplekss, kas pēta ... ... Wikipedia

Šūna ir visu dzīvo organismu (izņemot vīrusus, kurus mēdz dēvēt par ne-šūnu dzīvības formām) struktūras un dzīvībai svarīgās aktivitātes elementāra vienība, kurai ir savs metabolisms, kas spēj patstāvīgi pastāvēt, ... ... Wikipedia

- (cito + ķīmija) citoloģijas sadaļa, kas pēta ķīmiskais sastāvsšūnas un to sastāvdaļas, kā arī vielmaiņas procesi un ķīmiskās reakcijas, kas ir šūnas dzīves pamatā ... Lielā medicīnas vārdnīca

- (Cyto + ķīmija) citoloģijas sadaļa, kas pēta šūnas un tās sastāvdaļu ķīmisko sastāvu, kā arī vielmaiņas procesus un ķīmiskās reakcijas, kas ir šūnas dzīves pamatā ... Medicīnas enciklopēdija

Cilvēka organismā tika atrasti 86 ķīmiskie elementi, kas ir daļa no D.I. ķīmisko elementu periodiskās tabulas. Mendeļejevs. Šos elementus nosacīti iedala četrās grupās:

• makroelementi - elementi, kas veido šūnas lielāko daļu (apmēram 98-99% sausnas svara izteiksmē), tostarp ogleklis (C), ūdeņradis (H), skābeklis (O) un slāpeklis (N);
• elementi, kuru saturs šūnā sausnas izteiksmē ir aptuveni 1,9%. Tie ir kālijs (K), nātrijs (Na), kalcijs (Ca), magnijs (Mg), sērs (S), fosfors (P), hlors (Cl) un dzelzs (Fe);
• elementi, kuru saturs šūnā sausnas izteiksmē ir mazāks par 0,01% - mikroelementi. Tie ir cinks (Zn), varš (Cu), fluors (F), jods (I), kobalts (Co), molibdēns (Mo) utt.
• elementi, kuru saturs šūnā sausnas izteiksmē ir mazāks par 0,00001% - ultramikroelementi: zelts (Au), urāns (U), rādijs (Ra) u.c.

Ķīmisko elementu loma dzīvo organismu šūnās

Katrs elements, kas ir daļa no dzīvā organisma, ir atbildīgs par noteiktas funkcijas veikšanu (1. tabula).

1. tabula. Ķīmisko elementu loma dzīvo organismu šūnās.

Jebkura elementa trūkums var izraisīt slimības un pat ķermeņa nāvi, jo katram elementam ir noteikta loma. Pirmās grupas makroelementi veido biopolimēru pamatu - olbaltumvielas, ogļhidrāti, nukleīnskābes un lipīdi, bez kuriem dzīve nav iespējama. Sērs ir daļa no dažiem proteīniem, fosfors ir daļa no nukleīnskābēm, dzelzs ir daļa no hemoglobīna un magnijs ir daļa no hlorofila. Kalcijs spēlē svarīga loma vielmaiņā

Daļa no šūnā esošajiem ķīmiskajiem elementiem ir daļa no neorganiskām vielām – minerālsāļiem un ūdens. minerālsāļišūnā, kā likums, ir katjonu (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) un anjonu (HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, CI -, HCO 3 -) veidā. , kuras attiecība nosaka vides skābumu, ir svarīga šūnu dzīvībai, tāpēc daudzu šūnu nedaudz sārmainā vide un tās pH gandrīz nemainās, jo tajā pastāvīgi tiek uzturēta noteikta katjonu un anjonu attiecība.

Ūdenim ir svarīga loma ķīmiskajās reakcijās, kas notiek šūnā. ūdens šķīdumi. Tas izšķīdina organismam nevajadzīgos vielmaiņas produktus un tādējādi veicina to izvadīšanu no organisma. Augstais ūdens saturs šūnā piešķir tai elastību. Ūdens atvieglo dažādu vielu kustību šūnā vai no šūnas uz šūnu.

Problēmu risināšanas piemēri

1. PIEMĒRS

2. PIEMĒRS