Mitä kemiallisia elementtejä sisällytetään soluun? Soluun sisältyvät kemiallisten elementtien rooli ja toiminnot. Esitys biologia aiheesta "kemialliset elementit ja niiden biologinen rooli kehossa"

SISÄÄN ihmisorganismi Sai 86. kemialliset elementitjotka sisältyvät kemiallisten elementtien jaksolliseen järjestelmään D.I. Mendeleeva. Nämä elementit jaetaan perinteisesti neljään ryhmään:

• makroelementit - elementit, jotka muodostavat solun suurimman osan (noin 98-99% kuivan massan suhteen), mukaan lukien hiili (C), vety (H), happi (O) ja typpi (N);
• elementit, joiden sisältö solussa kuiva massassa on noin 1,9%. Se on kalium (k), natrium (na), kalsium (ca), magnesium (mg), rikki (s), fosfori (p), kloori (Cl) ja rauta (FE);
• elementit, joiden pitoisuus solussa kuivan massan osalta alle 0,01% - jäljityselementit. Tämä on sinkki (Zn), kupari (Cu), fluori (f), jodi (I), koboltti (CO), molybdeeni (MO) jne.
• elementit, joiden pitoisuus solussa kuivapainon suhteen alle 0,00001% - ultramic-elementit: kulta (AU), uraani (U), radium (RA) jne.

Kemiallisten elementtien rooli elävien organismien soluissa

Jokainen elementti, joka on osa elävää organismista, vastaa tiettyä toiminnon suorittamisesta (taulukko 1).

Taulukko 1.Rol kemialliset elementit elävien organismien soluissa.

Kohteen puute voi johtaa sairauteen ja jopa kehon kuolemaan, koska jokaisella elementillä on rooli. Ensimmäisen ryhmän makroelementit muodostavat biopolymeerien - proteiinien, hiilihydraattien, nukleiinihapot sekä lipidit ilman, mikä elämä on mahdotonta. Rikki on osa joitakin proteiineja, fosforia - nukleiinihappojen koostumukseen, rautaa - hemoglobiinin koostumukseen ja magnesium - kloorifyyli. Kalsiumilla on tärkeä rooli aineenvaihdunnassa

Osa solujen sisältämistä kemiallisista elementeistä on osa epäorgaanisia aineita - mineraalisuoloja ja vettä. Mineraalisuolat ovat solussa pääsääntöisesti kationien (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) ja anions (HPO 4 2-, H2P04 -, CI -, NSO3 -), suhde, joka määrittää elintärkeiden solujen tärkeän väliaineen happamuuden, niin monien solujen heikosti emäksinen väliaine, joka on monien solujen ja sen pH, ei muutu, koska se tukee jatkuvasti tietyn kationien ja anioiden suhdetta.

Vesi on suuri rooli kemiallisissa reaktioissa, jotka esiintyvät häkissä vesiliuoksissa. Se liuottaa tarpeettomia organismeja metabolisten tuotteiden ja siten edistää niiden johdannaista kehosta. Suuri veden pitoisuus häkissä antaa sille joustavuuden. Vesi edistää eri aineiden liikkumista solun sisällä tai solu solussa.

Esimerkkejä ongelmien ratkaisemisesta

Esimerkki 1.

Esimerkki 2.

Elävien organismien solut kemiallisessa koostumuksessaan Merkittävästi erilainen kuin ympäröivän synnytysmateriaalinsa ja kemiallisten yhdisteiden rakenteesta ja kemiallisten elementtien sarja ja sisältö. Kaikissa elävissä organismeissa on yhteensä noin 90 kemiallista elementtiä, jotka niiden sisällöstä riippuen on jaettu kolmeen pääryhmään: makroelementit , mikroelementit ja ultramicroelements .

Makroelementit.

Makroelementit Merkittävistä määristä on esitetty elävissä organismeissa, jotka vaihtelevat sadasosista prosentteista kymmeneen prosenttiin. Jos kemikaalien sisältö kehossa ylittää 0,005% ruumiinpainosta, tällainen aine kuuluu makroelementteihin. Ne ovat osa tärkeimpiä kankaita: veri, luut ja lihakset. Näihin kuuluvat esimerkiksi seuraavat kemialliset elementit: vety, happi, hiili, typpi, fosfori, rikki, natrium, kalsium, kalium, kloori. Makroelementit määrät ovat noin 99% elävien solujen massasta, ja suurin osa (98%) tilille vety, happi, hiili ja typpi.

Alla olevassa taulukossa esitetään rungon tärkeimmät makroelementit:

Kaikille elementteille, jotka ovat yleisiä elävissä organismeissa (tämä on vety, happi, hiili, typpi, kuten aiemmin mainittiin) on ominaista yksi yhteinen ominaisuus. Näillä elementeillä ei ole yhtä tai useampaa elektronia ulkoisessa kiertoradalla stabiilien elektronisten yhteyksien muodostamiseksi. Näin ollen vetyatomi stabiilin elektronin viestinnän muodostamiseksi puuttuu yksi elektroni ulkoisessa kiertoradalla, happiatomeilla, typellä ja hiilellä - kaksi, kolme ja neljä elektronia vastaavasti. Tältä osin nämä kemialliset elementit muodostavat helposti kovalenttiset sidokset elektronien pariliitoksen vuoksi ja voivat helposti vuorovaikutuksessa toistensa kanssa täyttämällä ulkoiset elektroniset kuoret. Lisäksi happea, hiili ja typpi voivat muodostaa vain yhden, vaan myös kaksoissidokset. Tämän seurauksena näistä elementeistä muodostettujen kemiallisten yhdisteiden määrä kasvaa merkittävästi.

Lisäksi hiili, vety ja happi ovat helpoin elementtejä, jotka kykenevät muodostamaan kovalenttiset sidokset. Siksi ne osoittautuivat sopiviksi elinten osan yhdisteiden muodostumiseen. On huomattava erikseen toinen hiiliatomien tärkeä ominaisuus - kyky muodostaa kovalenttiset sidokset kerralla neljällä muulla hiiliatomilla. Tämän kyvyn ansiosta luodaan runsaasti erilaisia \u200b\u200borgaanisia molekyylejä.

Hivenaineet.

Vaikka sisältö hivenaineet ei ylitä 0,005% kullekin erillinen elementtiJa määränä ne muodostavat vain noin 1% solujen massasta, hivenaineet ovat välttämättömiä elimistöjen elintärkeän aktiivisuuden kannalta. Niiden puuttuessa tai riittämättömällä sisällössä voi esiintyä erilaisia \u200b\u200bsairauksia. Monet hivenaineet ovat osa ei-erikoisia entsyymejä ja ovat välttämättömiä niiden katalyyttisen toiminnan toteuttamiseksi.
Esimerkiksi rauta on osa HEMA, joka on osa sytokromeja, jotka ovat elektroninsiirtoketjun komponentteja ja hemoglobiiniproteiinia, joka antaa happikuljetuksia keuhkoista kudoksiin. Ihmisrungon rauta puutos aiheuttaa anemian kehitystä. Ja jodin haitta, joka on osa kilpirauhashormonia - tyroksiinia, johtaa tämän hormonin riittämättömään sairauksiin, kuten endemic giiter tai kretiini.

Esimerkkejä jäljityselementeistä on esitetty alla olevassa taulukossa:

Ultramic-elementit.

Ryhmä ultramicroelements Se sisältää elementtejä, jonka sisältö kehossa on erittäin pieni (alle 10-12%). Näihin kuuluvat bromi, kulta, seleeni, hopea, vanadiini ja monet muut elementit. Suurin osa niistä on myös välttämätöntä elävien organismien normaaliin toimintaan. Esimerkiksi seleenin puute voi johtaa syöpäsairauksiin ja boorin puute on tiettyjen kasvien sairauksien syy. Monet tämän ryhmän elementit sekä hivenaineet ovat osa entsyymejä.

Organismit koostuvat soluista. Eri organismien soluilla on samanlainen kemiallinen koostumus. Taulukossa 1 esitetään tärkeimmät kemialliset elementit, jotka löytyvät elävien organismien soluihin.

Taulukko 1. Kemiallisten elementtien sisältö solussa

Solun sisältöllä voidaan erottaa kolme elementtiryhmää. Ensimmäinen ryhmä sisältää happea, hiiltä, \u200b\u200bvetyä ja typpeä. Ne muodostavat lähes 98% koko solukoostumuksesta. Toisessa ryhmässä on kalium, natrium, kalsium, rikki, fosfori, magnesium, rauta, kloori. Niiden sisältö solussa on kymmenesosa ja sadasosa prosentteista. Näiden kahden ryhmän elementit viittaavat makroelementit (Kreikan. makro - suuri).

Kolmansiin ryhmään kuuluvat jäljellä olevat elementit, jotka edustavat soluja ja tuhansia prosenttiosuuksia osakkeita. se mikroelementit (Kreikan. mikro - pieni).

Ei elementtejä, jotka eivät ole luonteeltaan luontoon solussa ei havaita. Kaikki luetellut kemialliset elementit sisältyvät eloton luonteen kokoonpanoon. Tämä osoittaa elävän ja elollisen luonteen yhtenäisyyttä.

Kohteen puute voi johtaa sairauteen ja jopa kehon kuolemaan, koska jokaisella elementillä on rooli. Ensimmäisen ryhmän makroelementit muodostavat biopolymeerien - proteiinien, hiilihydraattien, nukleiinihapot sekä lipidit ilman, mikä elämä on mahdotonta. Rikki on osa joitakin proteiineja, fosforia - nukleiinihappojen koostumukseen, rautaa - hemoglobiinin koostumukseen ja magnesium - kloorifyyli. Kalsiumilla on tärkeä rooli aineenvaihdunnassa.

Osa solussa sisältyvistä kemiallisista elementeistä on epäorgaanisten aineiden mukaisia \u200b\u200b- mineraalisuoloja ja vettä.

Mineraalisuolat ovat solussa, yleensä kationien muodossa (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) ja anionit (HPO 2- / 4, H2 PO - / 4, CI -, NSO 3 ), jonka suhde määrittää elintärkeiden solujen tärkeän välineen happamuuden.

(Monissa soluissa väliaine on alhainen alkalinen ja sen pH ei muutu, koska se tukee jatkuvasti tietyn kationien ja anionien suhdetta.)

Epäorgaanisista aineista luonnonvaraisissa eläimissä on valtava rooli vesi.

Ilman vettä, elämä on mahdotonta. Se on merkittävä massa useimpien solujen. Monet vedet sisältyvät ihmisen aivosoluihin ja ihmisalkioihin: yli 80% vettä; Liekokudoksen soluissa - vain 40.% vanhuuteen, solujen vesipitoisuus pienenee. Henkilö, joka menetti 20% vesi kuolee.

Veden ainutlaatuiset ominaisuudet määräävät sen roolin kehossa. Se osallistuu lämmön säätelyyn, mikä johtuu veden korkeasta lämpökapasiteetista - kulutusta suuri numero Energiaa kuumennettaessa. Mikä määrittää veden korkean lämpökapasiteetin?

Vesimolekyylissä happiatomi liittyy kovalenttisesti kahteen vetyatomeihin. Polarna-vesimolekyyli, koska happiatomilla on osittain negatiivinen varaus ja kukin kahdesta vetyatomilla on

Osittain positiivinen maksu. Yhden vesimolekyylin ja vetyatomin happiatomin välillä toinen molekyyli muodostaa vetysidoksen. Vetyliitokset tarjoavat suuren määrän vesimolekyylejä. Kun vesi lämmitetään, merkittävä osa energian kulutetaan vedyn sidoksista, mikä määrittää sen korkean lämpökapasiteetin.

Vesi - hyvä liuotin. Polariteetin vuoksi sen molekyylit ovat vuorovaikutuksessa positiivisesti ja negatiivisesti varautuneita ioneja, mikä osaltaan edistää aineen liukenemista. Veden suhteen kaikki solujen aineet jakautuvat hydrofiiliseen ja hydrofobiseen.

Hydrofiilinen (Kreikan. hydro - Vesi I. fileetti - Rakastan) puhelun aineita, jotka liukenevat veteen. Näihin kuuluvat ioniyhdisteet (esimerkiksi suolat) ja joitain ei-ionisia yhdisteitä (esimerkiksi sokeria).

Hydrofobinen (Kreikan. hydro - Vesi I. fobos - Pelko) Soita veteen liukenemattomat aineet. Näihin kuuluvat esimerkiksi lipidit.

Vesi on suuri rooli kemiallisissa reaktioissa, jotka esiintyvät häkissä vesiliuoksissa. Se liuottaa tarpeettomia organismeja metabolisten tuotteiden ja siten edistää niiden johdannaista kehosta. Suuri vesipitoisuus häkissä antaa hänelle elastisuus. Vesi edistää eri aineiden liikkumista solun sisällä tai solu solussa.

Elämän ja elollisen luonteen elimet koostuvat samoista kemiallisista elementeistä. Elävien organismien koostumus sisältää epäorgaaniset aineet - Vesi- ja mineraalisuolat. Tärkeimmät lukuiset veden toiminnot solussa johtuvat sen molekyylien erityispiirteistä: niiden napaisuus, kyky muodostaa vetysidosten.

Epäorgaaniset solukomponentit

Elävien organismien soluissa on noin 90 elementtiä ja havaitaan noin 25 lähes kaikista soluista. Solun sisältöllä kemialliset elementit on jaettu kolmeen suureen ryhmään: makroelements (99%), mikroelements (1%), ultramic-elementtejä (alle 0,001%).

Makroelementteihin kuuluvat happi, hiili, vety, fosfori, kalium, rikki, kloori, kalsium, magnesium, natrium, rauta.
Mikrokeemeihin kuuluu mangaani, kupari, sinkki, jodi, fluori.
UltraMicroelements sisältää hopea, kulta, bromi, seleeni.

Orgaaniset solukomponentit

Entsyymit.

Proteiinien tärkein piirre on katalyyttinen. Proteiinimolekyylit, jotka lisäävät useita kemiallisten reaktioiden tilauksia solussa entsyymit. Ei kukaan biokemiallinen prosessi Kehossa ei tapahdu ilman entsyymien osallistumista.

Tällä hetkellä yli 2000 entsyymit on löydetty. Niiden tehokkuus on monta kertaa suurempi kuin tuotannossa käytettävien epäorgaanisten katalyyttien tehokkuus. Näin ollen 1 mg rautaa katalase-entsyymin koostumuksessa korvaa 10 tonnia epäorgaanista rautaa. Kataalaus lisää vetyperoksidin hajoamista (H202) 10 11 kertaa. Entsyymi, joka katalysoi koavamiinihapon (CO 2 + H2O \u003d H2C03) muodostumisen reaktiota, nopeuttaa 10 7 kertaa reaktiota.

Entsyymien tärkeä ominaisuus on niiden toiminnan spesifisyys, kukin entsyymi katalysoi vain yhtä tai pientä samanlaisia \u200b\u200breaktioita.

Aine, jolla entsyymiä vaikuttaa substraatti. Entsyymin ja substraattimolekyylin rakenteet vastaavat tarkasti toisiaan. Tämä selittää entsyymien spesifisyys. Kun liität substraatin entsyymillä, entsyymi muuttuu spatiaalinen rakenne.

Entsyymin ja substraatin vuorovaikutuksen sekvenssi voidaan kuvata kaavamaisesti:

Substraatti + entsyymi - entsyymi-substraatikompleksi - entsyymi + tuote.

Järjestelmästä voidaan havaita, että substraatti on kytketty entsyymiin entsyymi-substraattikompleksin muodostamalla. Tällöin substraatti muuttuu uusi aine - tuote. Lopussa vaiheessa entsyymi vapautuu tuotteesta ja jälleen kerran seuraavan substraattimolekyylin kanssa.

Entsyymit toimivat vain tietyssä lämpötilassa, aineiden pitoisuus, väliaineen happamuus. Muutokset olosuhteissa johtaa proteiinimolekyylin tertiäärisen ja kvaternäärisen rakenteen muutokseen ja näin ollen entsyymin aktiivisuuden tukahduttamiseen. Miten tämä tapahtuu? Vain tietyn osan entsyymimolekyylistä, jota kutsutaan katalyyttisellä aktiivisuudella, on katalyyttinen aktiivisuus. aktiivinen keskus. Aktiiviskeskus sisältää 3 - 12 aminohappotähdettä ja muodostuu polypeptidiketjun taivutuksen seurauksena.

Vaikutuksen alaisena eri tekijöistä Entsyymimolekyylin rakenne muuttuu. Samanaikaisesti aktiivisen keskuksen spatiaalista kokoonpanoa loukkaantuu ja entsyymi menettää sen aktiivisuuden.

Entsyymit ovat proteiineja, joilla on biologisten katalyyttien rooli. Entsyymien ansiosta useat suuruusluokka lisää kemiallisten reaktioiden nopeutta soluissa. Entsyymien tärkeä ominaisuus on tiettyjen olosuhteiden erityispiirteet.

Nukleiinihapot.

Nukleiinihapot olivat sisätiloista XIX vuosisadan toisella puoliskolla. Sveitsiläinen biokemisti F. Misher, joka halusi aineen typen ja fosforin korkean pitoisuuteen soluiskerroksesta ja kutsui sitä "nukleitiksi" (lattiasta. nukleaasi - ydin).

Nukleiinihapot, perinnöllinen informaatio kunkin solun rakenteesta ja toiminnasta ja kaikki maan päällä olevat olennot on varastoitu. On olemassa kahdenlaisia \u200b\u200bnukleiinihappoja - DNA (deoksiribonukleiinihappo) ja RNA (ribonukleiinihappo). Nukleiinihappoja, samoin kuin proteiineja, on lajien spesifisyys, eli kunkin tyypin organismeja ovat luontaisia \u200b\u200bDNA-tyyppissä. Saat selville lajien spesifisyyden syyt harkitsevat nukleiinihapon rakennetta.

Nukleiinihappomolekyylit ovat hyvin pitkät ketjut, jotka koostuvat monista sadoista ja jopa miljoonista nukleotideista. Mikä tahansa nukleiinihappo sisältää vain neljä tyyppiä nukleotideja. Nukleiinihappomolekyylien toiminnot riippuvat niiden rakenteesta, joka sisältyy niiden nukleotidien koostumukseen, niiden numerot ketjussa ja yhdisteen sekvenssi molekyylissä.

Jokainen nukleotidi koostuu kolmesta komponenteesta: typpipitoinen emäs, hiilihydraatti ja fosforihappo. DNA: n kukin nukleotidin koostumus sisältää yhden neljästä typpipohjasta (adeniini-a, timin - t, guaniinin g tai sytosiini - C) sekä veden deoksiribosisin kulma ja fosforihapon jäännös.

Siten DNA-nukleotidit eroavat vain typpien tyypistä.

DNA-molekyyli koostuu valtavista nukleotideista, jotka on yhdistetty ketjuun tietyssä sekvenssissä. Jokaisella DNA-molekyylissä on sen ja nukleotidien sekvenssi.

DNA-molekyylit ovat hyvin pitkiä. Esimerkiksi nukleotidisekvenssin aakkoselle tallennus DNA-molekyyleissä yhdestä ihmiskennästä (46 kromosomit), tarvitaan noin 820000 sivua. Neljän nukleotidien vuorottelu voi muodostaa DNA-molekyylien infinite-sarjan. DNA-molekyylien rakenteen määritetyt piirteet antavat heille mahdollisuuden pitää valtava määrä tietoja kaikista organismeista.

Vuonna 1953 amerikkalainen biologi J. Watson ja Englannin fyysikko F. Creek loi DNA-molekyylin rakennetta. Tutkijat ovat osoittaneet, että jokainen DNA-molekyyli koostuu kahdesta ketjusta, jotka on yhdistetty ja spiraalisesti kierretty. Siinä on eräänlainen kaksinkertainen helix. Kussakin ketjussa neljä tyyppiä nukleotidit vaihtelevat tietyssä sekvenssissä.

DNA: n nukleotidikoostumus eroaa eri lajit Bakteerit, sienet, kasvit, eläimet. Mutta se ei muutu iän myötä, se riippuu vähän muutoksista ympäröivä. Nukleotidit pariksi, toisin sanoen adeniini-nukleotidien määrä missä tahansa DNA-molekyylissä on yhtä suuri kuin tymidiininukleotidit (AA) ja sytosiininukleotidien lukumäärä on yhtä suuri kuin guaniininukleotidien (C-G) määrä. Tämä johtuu siitä, että kahden ketjun liitäntä keskenään DNA-molekyylissä on alisteinen määritetty sääntöNimittäin: yhden ketjun adeniini liittyy aina kahteen vetysidokseen vain toisen ketjun thimiinin kanssa ja guaniini on kolme vetysidosta sytosiinia, toisin sanoen yhden DNA-molekyylin komplementaarisen nukleotidiketjut täydentävät toisiaan.

Nukleiinihappomolekyylit - DNA ja RNA koostuvat nukleotideista. DNA-nukleotidien koostumus sisältää typpihuoneen (a, t, g, c), hiilihydraatti deoksiriboosin ja fosforihapon molekyylin jäännöksen. DNA-molekyyli on kaksinkertainen helix, joka koostuu kahdesta ketjasta, jotka on liitetty vetysidoksesta täydentävyyden periaatteella. DNA-toiminto - perinnöllisten tietojen varastointi.

Kaikkien organismien soluissa on ATP - Adenosintrifosforihappomolekyylejä. ATP on universaalinen solu-aine, jonka molekyylillä on runsaasti viestintäenergiaa. ATP-molekyyli on eräänlainen nukleotidi, joka, kuten muut nukleotidit, koostuu kolmesta komponenteista: typpipohja - adeniini, hiilihydraatti - riboosi, mutta sen sijaan sisältää kolme fosforihappomolekyyliä (kuvio 12). LIITEET, jotka on merkitty kuvake-kuvakkeessa - runsaasti energiaa ja niitä kutsutaan makroerginen. Jokaisessa ATP-molekyylissä on kaksi makroreaur-siteitä.

Kun makroerginen sidos rikkoo ja pilkkoi yhden fosforihappomolekyylin entsyymien avulla 40 kJ / mooli energiaa vapautuu ja ATP muunnetaan ADF-adenosiinifosfaatihapoksi. Toisen fosforihappomolekyylin pilkkominen, toinen 40 kJ / mol vapautuu; AMP on muodostettu - adenosiinimonofosforihappo. Nämä reaktiot ovat palautuvia, eli AMP voi kääntyä ADP: hen, ADP - ATP: ssä.

ATP-molekyylit eivät ainoastaan \u200b\u200bjaettu, vaan myös syntetisoidaan tässä, niiden sisältö solussa on suhteellisen vakio. ATP: n arvo solun elämässä on valtava. Nämä molekyylit ovat johtava asema energianvaihdossa, joka on välttämätöntä solun elintärkeän toiminnan varmistamiseksi kokonaisuutena.

RNA-molekyyli on pääsääntöisesti yksi ketju, joka koostuu neljästä nukleotidista - A, Y, G, TS. Kolme päätyyppiä RNA tunnetaan: IRNA, RRNA, TRNA. Solujen RNA-molekyylien pitoisuus on pysyvä, ne ovat mukana proteiinibiosynteesissä. ATP on universaalinen solujen energia-aine, jossa on runsaasti viestintäenergiaa. ATP: llä on keskeinen rooli energianvaihdossa solussa. RNA ja ATP ovat molemmat ytimessä että sytoplasm-soluissa.

Tehtävät ja testit aiheessa "Teema 4." Kemiallinen koostumus solun "."

• polymeeri, monomeeri;
• hiilihydraatti, monosakkaridi, disakkaridi, polysakkaridi;
• lipidi, rasvahappo, glyseriini;
• aminohappo, peptidisidos, proteiini;
• katalyytti, entsyymi, aktiivinen keskus;
• nukleiinihappo, nukleotidi.

Algoritmi ongelmien ratkaisemiseksi.

Tyyppi 1. DNA itse kopiointi.

Yksi DNA-ketjuista on niin sekvenssi nukleotidit:
Agtazgatztzgattatsg ...
Mikä nukleotidien sekvenssi on saman molekyylin toinen ketju?

Jos haluat kirjoittaa DNA-molekyylin toisen ketjun nukleotidien sekvenssin, kun ensimmäisen ketjun sekvenssi tunnetaan, riittää vaihtamaan adeniinia, adeniinia timiinille, guaniini-sytosiinille ja sytosiinille guaniinille. Tuottamalla tällainen korvaus, saamme sekvenssin:
Tattggztaghagtstaatg ...

Tyyppi 2. Proteiinikoodaus.

Ribonukleaasiproteiinin aminohappoketjulla on seuraava alku: lysiini-glutamiini-treoniini-alaniini-alaniini-alaniini-lysiini ...
Mistä nukleotidien sekvenssi alkaa tämän proteiinin vastaavan geenin?

Voit tehdä tämän käyttämällä geneettistä kooditaulukkoa. Jokaisesta aminohaposta löydämme koodin nimityksen vastaavien kolmen nukleotidin muodossa ja kirjoita se alas. Näiden kolmen poseeraa toisiinsa samassa järjestyksessä, jossa vastaavat vastaavat aminohapot, saadaan kaavan informaation RNA-osan rakenteelle. Yleensä tällaiset kolminkertaiset ovat useita, valinta tehdään ratkaisun (mutta vain yksi kolminkertaista). Päätökset voivat olla useita.
Ahatsaatsugzgzgzgghaaga

Mistä aminohappojen sekvenssi alkaa proteiinia, jos se koodataan sellaisen nukleotidien sekvenssi:
AccentsHatggzqgth ...

Täydentävyyden periaatteen mukaan löydämme DNA-molekyylin tässä osiossa muodostetun tietoryhmän rakenne:
Ugtsggguchtsggtsca ...

Sitten houkuttelemme geneettistä kooditaulukkoa ja kutakin nukleotidin yläosassa, alkaen ensimmäisestä, löydämme ja kirjoitamme vastaavan aminohapon sopivan:
Kysteiini-glysiini-tyrosiini-arginiini proliini -...

Ivanova t.v., Kalina GS, ohjelmisto A.N. " Yleinen biologia". Moskova," valaistuminen ", 2000

• Teema 4. "Solun kemiallinen koostumus." §2-§7 s. 7-21
• Aihe 5. "Photosynteesi." §16-17 s. 44-48
• Aihe 6. "Cellular hengitys". §12-13 s. 34-38
• Aihe 7. "Geneettiset tiedot." §14-15 s. 39-44

Kaikki elävät organismit, lukuun ottamatta viruksia, koostuvat soluista. Katsotaanpa se, mikä se on ja mikä on sen rakenne.

Mikä on solu?

Tämä on tärkein rakenteellinen elinyksikkö. Hänellä on oma aineenvaihdunta. Solu voi olla itsenäisenä organismina: esimerkki tästä on infuusioita, amebeja, chlamondonads jne. Tämä rakenne koostuu erilaisista aineista, sekä orgaanisesta että epäorgaanisesta. Kaikki solukemikaalit toimivat erityispiirteen rakenteessa ja vaihdossa.

Kemialliset elementit

Solu sisältää noin 70 erilaista kemiallista elementtiä, mutta tärkeimmät niistä ovat happea, hiili, vety, kalium, fosfori, typpi, rikki, kloori, natrium, magnesium, kalsium, rauta, sinkki, kupari. Ensimmäiset kolme ovat kaikkien orgaanisten yhdisteiden perusta. Kaikki kemiallinen soluelementit ovat rooli.

Happi

Tämän elementin määrä on 65-75 prosenttia koko solun massasta. Se on osa lähes kaikkia orgaanisia yhdisteitä sekä vettä, tämä johtuu korkeasta sisällöstä. Tämä elementti suorittaa erittäin tärkeän toiminnon organismeissa soluissa: happi toimii hapettavana aineena solujen hengityksen prosessissa, minkä seurauksena energia syntetisoidaan.

Hiili

Tämä elementti, kuten vety, sisältyy kaikkiin orgaanisiin aineisiin. SISÄÄN kemiallinen koostumus Solut sisältävät noin 15-18 prosenttia. Hiili CO: n muodossa Osallistuessa säätöprosessit solukkotoiminnotMyös CO 2: n muodossa osallistuu fotosynteesiin.

Vety

Tämä elementti solussa sisältää noin 8-10 prosenttia. Sen suurin määrä on vesimolekyyleissä. Joidenkin bakteerien molekyylipitoisuuden solut hapetetaan energian synteesiin.

Kalium

Solun kemiallinen koostumus sisältää noin 0,15-0,4% tästä kemiallisesta elementistä. Se suorittaa erittäin tärkeän roolin, joka osallistuu hermoston impulssin prosesseihin. Siksi vahvistaa hermosto On suositeltavaa käyttää valmisteita kaliumpitoisuudella. Myös tämä elementti edistää kalvosolupotentiaalin ylläpitoon.

Fosfori

Tämän elementin määrä osana solua on 0,2-1% sen kokonaispainosta. Se on osa ATP-molekyylejä sekä joitakin lipidejä. Fosfori on läsnä solullisessa aineessa ja sytoplasmassa ionien muodossa. Hänen suuren pitoisuutensa havaitaan lihas- ja luun kudoksen soluissa. Lisäksi epäorgaanisia yhdisteitä ovat tämä elementti, jota solu käyttää orgaanisten aineiden synteesiin.

Typpi

Tämä elementti sisältyy solun kemialliseen koostumukseen 2-3%: n määränä. Se sisältyy proteiineihin, nukleiinihappoihin, aminohappoihin ja nukleotideihin.

Rikki

Se on osa monia proteiineja, koska se sisältyy rikkipitoisiin aminohappoihin. Alhaisessa pitoisuudessa on läsnä sytoplasmassa ja solukoneessa aineessa ionien muodossa.

Kloori

Sisältää 0,05-0,1%. Tukee solua sähköisesti.

Natrium

Tämä elementti on läsnä solun koostumuksessa 0,02-0,03%. Se suorittaa samat toiminnot kuin kalium ja osallistuu myös osmoregulaation prosesseihin.

Kalsium

Tämän kemiallisen elementin määrä on 0,04-2%. Kalsium osallistuu solun ja eksosytoosin kalvopotentiaalin ylläpitämiseen, eli tiettyjen aineiden jakamisesta siitä (hormonit, proteiinit jne.)

Magnesium

Solun kemiallinen koostumus sisältää 0,02-0,03% tästä elementistä. Se osallistuu DNA: n energianvaihtoon ja synteesiin, on entsyymien komponentti, klorofylli, sisältyy ribosomeihin ja mitokondrioihin.

Rauta

Tämän elementin määrä on 0,01-0,015%. Kuitenkin punasoluissa se on paljon suurempi, koska se on hemoglobiinin perusta.

Sinkki

Se sisältyy insuliiniin sekä monissa entsyymeissä.

Kupari

Tämä elementti on yksi oksidatiivisten entsyymien komponentista, jotka osallistuvat sytokromeihin synteesiin.

Proteiinit

Nämä ovat solun monimutkaisimmat yhdisteet, joiden perusaineet koostuvat. Ne koostuvat aminohapoista, jotka on yhdistetty tiettyyn järjestykseen ketjuun ja sitten kierretty palloon, jolloin muoto on spesifinen kullekin proteiinille. Nämä aineet suorittavat monia tärkeitä toimintoja solun elintärkeisiin soluihin. Yksi tärkeimmistä on entsymaattinen toiminta. Proteiinit toimivat luonnollisina katalysaattoreina, nopeuttaa kemiallisen reaktion prosessin satoina tuhansia kertoja - minkä tahansa aineiden jakaminen ja synteesi ovat mahdotonta ilman niitä. Jokainen entsyymien tyyppi osallistuu vain yhteen erityiseen reaktioon ja ei voi syöttää toista. Myös proteiinit suoritetaan suojatoiminto. Tämän ryhmän aineet vartioivat solun ulkomaisten proteiinien syöttämästä sitä kutsutaan vasta-aineiksi. Nämä aineet on myös suojattu patogeenisilta viruksilta ja bakteereilta koko keho kokonaisuutena. Lisäksi nämä yhdisteet muodostavat kuljetustoiminnon. Se on siinä, että kalvoissa on proteiinit-kuljettimia, jotka suorittavat tai solun sisällä tiettyjä aineita. Näiden aineiden muovitoiminto on myös erittäin tärkeä. Ne ovat tärkein rakennusmateriaaliJosta solu koostuu, sen kalvot ja organellit. Joskus proteiinit suorittavat myös energiatoiminnon - rasvojen ja hiilihydraattien puute, solu jakaa nämä aineet.

Lipidit

Tämä aineosa sisältää rasvat ja fosfolipidit. Ensimmäinen on tärkein energianlähde. Ne voivat myös kertyä vara-aineiksi kehon paastottaessa. Toinen palvelee solukalvojen pääkomponenttia.

Hiilihydraatit

Tämän ryhmän yleisin aine on glukoosi. Se ja vastaava, yksin hiilihydraatit suorittavat energiateho. Myös hiilihydraatteja ovat polysakkaridit, joiden molekyylit koostuvat tuhansista yhdistetyistä molekyyleistä - monosakkarideista. He suorittavat pääasiassa rakenteellisen roolin, joka syöttää kalvoon. Vihannesolujen tärkeimmät polysakkaridit ovat tärkkelys ja selluloosa, eläin - glykogeeni.

Nukleiinihapot

Tämä kemiallisten yhdisteiden ryhmä sisältää DNA: n, RNA: n ja ATP: n.

Dna

Tämä aine suorittaa tärkeimmät toiminnot - se vastaa perinnöllisistä geneettisistä tiedoista. DNA on ytimen kromosomeissa. Tämän aineen makromolekyylit muodostetaan nukleotideista, jotka puolestaan \u200b\u200bkoostuvat typpipohjasta, joka edustaa purines- ja pyrimidiinejä, hiilivedyt ja fosforihappotähteet. Ne ovat neljä lajia: adenyyli, guanilla, tymidyyli ja sytimidi. Nukleotidin nimi riippuu, josta puristoja sisällytetään koostumukseensa, se voi olla adeniini, guaniini, tymiini ja sytosiini. DNA-molekyylissä on kaksi ketjut swam spiraalissa.

Rna

Tämä yhdiste suorittaa DNA: n informaation toteuttamisen toiminnon proteiinisynteesin kautta, jonka koostumus on salattu. Tämä aine on hyvin samanlainen kuin edellä kuvattu nukleiinihappo. Niiden olennaiset ovat, että RNA koostuu yhdestä ketjusta eikä kahdesta. Myös nukleotidi-RNA sisältää uracilin typpipitoisen emäksen thimiinin ja riboosin sijasta. Siksi tämä aine muodostuu tällaisista nukleotideista kuin adenyyli, guanilla, uridyyli ja sytimyyli.

Atf

Kaikki kasviperäiset solut fotosynteesillä tai eläimillä, jotka johtuvat rasvojen ja hiilihydraattien hapettumisen vuoksi, säilytetään viime kädessä ATP: ssä, josta solu vastaanottaa sen, kun se on tarpeen.

Kemiallisten elementtien biologinen rooli ihmiskehossa on erittäin monipuolinen.

Makroelementtien päätehtävä koostuu kudoksista, ylläpitää osmoottisen paineen, ionisen ja happo-pohjakoostumuksen pysyvyyttä.

Microelements, jotka tulevat entsyymeihin, hormoneihin, vitamiineihin, biologisesti vaikuttaviin aineisiin monimutkaisiksi tuntemuksiksi tai aktivaattoreiksi, ovat mukana aineiden, lisääntymisprosessien, kudosten hengityksen, neutraloivien myrkyllisten aineiden neutraloivan myrkyllisten aineiden vaihtamiseen. Mikroelementit vaikuttavat aktiivisesti verenmuodostuksen prosesseihin, hapettumiseen - restaurointiin, alusten ja kudosten läpäisevyyteen. Makro- ja mikroelementit - kalsium, fosfori, fluori, jodi, alumiini, pii - Määritä luun ja hammaskankaiden muodostuminen.

On todisteita siitä, että joidenkin ihmisen elementtien sisältö muuttuu iän myötä. Näin ollen kadmiumin sisältö munuaisissa ja molybdeenissä maksassa vanhuuteen kasvaa. Suurin sinkkipitoisuus havaitaan murrosikanalla, sitten se pienenee ja vanhuudessa saavuttaa mahdollisimman pienen. Vähenee iän ja muiden hivenaineiden, kuten vanadiinin ja kromin, sisällön.

Monet sairaudet, jotka liittyvät eri hivenaineiden epäedulliseen asemaan tai ylimääräiseen kertymiseen. Fluorin puute aiheuttaa karies hampaita, jodin alijäämä on endeminen goiter, ylimääräinen molybdeeni on endeminen kihti. Tällaiset säännökset liittyvät siihen, että ihmiskehossa biologisten elementtien optimaalisten pitoisuuksien tasapaino säilyy - kemiallinen homeostaasi. Tämän tasapainon rikkominen jälkeen

puute tai ylimääräinen elementti voi johtaa erilaisiin sairauksiin

Kuuden tärkeimmän makroelementin lisäksi - organohels - hiili, vety, typpi, happi, rikki ja fosfori, joista hiilihydraatteja, rasvoja, proteiineja ja nukleiinihappoja tarvitaan normaalille ihmisen ja eläimille, tarvitaan "epäorgaanisia" makroelementtejä - kalsium , kloori, magnesium, kalium, natrium - ja hivenaineet - kupari, fluori, jodi, rauta, molybdeeni, sinkki, ja myös, mahdollisesti (eläimille se on osoittautunut), seleeni, arseeni, kromi, nikkeli, pii, tina, vanadiini .

Tällaisten elementtien, kuten raudan, kuparin, fluorin, sinkin, jodin, kalsiumin, fosforin, magnesiumin ja muiden ihmisten terveydelle aiheutuvat epäedulliset elintarvikevalikoiman haittapuolet ovat epäedullisia ihmisten terveydelle.

On kuitenkin syytä muistaa, että keho on haitallinen paitsi haitta, vaan myös ylimääräinen biogeeniset elementit, koska kemiallinen homeostaasi rikkoo. Esimerkiksi kun ylimääräinen mangaani elintarvikkeilla plasmassa lisää kuparin (MP: n synergian synergia) tasoa ja munuaisissa se laskee (antagonismi). Molybdeenin sisällön lisääminen elintarvikkeissa johtaa kuparin määrän kasvuun maksassa. Liiallinen sinkki elintarvikkeissa aiheuttaa raudan sisältävien entsyymien (2p ja RE-antagonismin) aktiivisuuden sorrun.

Mineraalikomponentit, jotka ovat tärkeitä vähäpätöisinä, suuremmat pitoisuudet muuttuvat myrkyllisiksi.

Elinkelpoisuus, puutos, kemiallisen elementin myrkyllisyys esitetään riippuvuuskäyrän muodossa "elementtien pitoisuus elintarvikkeissa - rungon reaktio" (kuvio 5.5). Käyrän (tasangon) vaakasuora osa kuvaa optimaalista kasvua, terveyttä, toistoa vastaavien pitoisuuksien aluetta. Tasan suuri pituus osoittaa paitsi elementin pienen myrkyllisyyden vaan myös kehon suuremman kyvyn sopeutumaan merkittäviin muutoksiin tämän elementin sisällön. Päinvastoin, kapea tasoitus osoittaa elementin merkittävän myrkyllisyyden ja terävä siirtyminen vaaditusta määrästä hengenvaaralliselle määrälle. Kun poistut tasangosta (jäljityselementin pitoisuuden lisääminen), kaikki elementit muuttuvat myrkyllisiksi. Viime kädessä hivenaineiden keskittymisen merkittävä kasvu voi johtaa kuolemaan johtavaan lopputulokseen.

Useita elementtejä (hopea, elohopea, lyijy, kadmium jne.)

kone myrkyllinen, koska ne pääsevät kehoon jo mikroskoollista, johtaa vakaviin patologisiin ilmiöihin. Joitakin hivenaineiden myrkyllisten vaikutusten kemiallinen mekanismi käsitellään jäljempänä.

Biogeenisiä elementtejä käytettiin laajalti maataloudessa. Lisätään merkityksettömiä hivenaineita maaperään - boori, kupari, mangaani, sinkki, koboltti, molybdeeni - dramaattisesti lisää monien viljelmien saantoa. Se osoittautuu, että hivenaineet lisäävät entsyymien aktiivisuutta kasveissa, edistävät proteiinien, vitamiinien, nukleiinihappojen, sokerien ja tärkkelyksen synteesiä. Jotkut kemiallisista elementeistä vaikuttavat myönteisesti fotosynteesiin, nopeuttaa kasvien kasvua ja kehittämistä, siementen kypsymistä. Mikroelementit lisätään eläinten rehuksi niiden tuottavuuden lisäämiseksi.

Laajasti käytetty erilaiset elementit ja niiden yhdisteet lääkkeinä.

Näin ollen kemiallisten elementtien biologisen roolin tutkiminen selkeyttämällä näiden elementtien vaihdon ja muiden biologisesti vaikuttavien aineiden - entsyymit, hormonit, vitamiinit - edistää uusien lääkkeiden luomista ja optimaalisten tilan kehittämistä molemmissa terapeuttisten ja profylaktisten tarkoitusten kanssa.