Vilka kemiska element ingår i cellen? Rollen och funktionerna hos kemiska element som ingår i cellen. Presentation om biologi om ämnet "kemiska element och deras biologiska roll i kroppen"

I mänsklig organism Mottog 86. kemiska elementingår i det periodiska systemet för kemiska element D.I. Mendeleeva. Dessa element är konventionellt uppdelade i fyra grupper:

• makroelement - element som utgör huvuddelen av cellen (ca 98-99% i termer av torrmassa), inklusive kol (C), väte (H), syre (O) och kväve (N);
• elements vars innehåll i cellen, i form av torr massa, är ca 1,9%. Det är kalium (K), natrium (Na), kalcium (Ca), magnesium (mg), svavel (er), fosfor (P), klor (Cl) och järn (Fe);
• element, vars innehåll i cellen, i form av torrmassa, mindre än 0,01% spårämnen. Detta är zink (Zn), koppar (Cu), fluor (F), jod (I), kobolt (CO), molybden (MO), etc.
• element, vars innehåll i cellen, i termer av torrvikt, mindre än 0,00001% - ultramiska element: guld (AU), uran (U), radium (RA) etc.

Rollen av kemiska element i cellerna i levande organismer

Varje element, som är en del av en levande organism, är ansvarig för att utföra en specifik funktion (tabell 1).

Tabell 1.rol kemiska element i cellerna i levande organismer.

Bristen på ett föremål kan leda till en sjukdom, och även kroppens död, eftersom varje element spelar en roll. Makroelements av den första gruppen utgör grunden för biopolymerer - proteiner, kolhydrater, nukleinsyror, såväl som lipider, utan vilket liv är omöjligt. Svavel är en del av vissa proteiner, fosfor - i kompositionen av nukleinsyror, järn - i kompositionen av hemoglobin och magnesium-klorofyll. Kalcium spelar en viktig roll i ämnesomsättningen

En del av de kemiska elementen i cellen är en del av oorganiska ämnen - mineralsalter och vatten. Mineralsalter är i en cell som regel i form av katjoner (K \u200b\u200b+, Na +, Ca 2+, Mg 2+) och anjoner (HPO42-, H2P4 -, Ci -, NSO3 -), förhållandet som bestämmer surheten hos det medium som är viktiga för de vitala cellerna, så ett svagt alkaliskt medium av många celler och dess pH förändras nästan inte, eftersom det ständigt stöder ett visst förhållande av katjoner och anjoner.

Vatten spelar en stor roll i kemiska reaktioner som uppstår i en bur i vattenhaltiga lösningar. Det löser upp onödiga organismer av metaboliska produkter och därigenom bidrar till att derivat av dem från kroppen. Det stora innehållet av vatten i buret ger det elasticitet. Vatten bidrar till rörelsen av olika substanser inuti cellen eller från cellen i cellen.

Exempel på att lösa problem

Exempel 1.

Exempel 2.

Celler av levande organismer i sin kemiska sammansättning Väsentligt skilja sig från deras omgivande livsmedelsmedia och i strukturen av kemiska föreningar och uppsättningen och innehållet i kemiska element. Totalt finns det cirka 90 kemiska element i alla levande organismer, som, beroende på deras innehåll, är uppdelade i 3 huvudgrupper: makroelement , mikroelement och ultramikroelement .

Makroelements.

Makroelement I betydande kvantiteter presenteras i levande organismer, allt från hundradio procent till TENS procent. Om innehållet i någon kemikalie i kroppen överstiger 0,005% kroppsvikt hör ett sådant ämne till makroelements. De är en del av de viktigaste tygerna: blod, ben och muskler. Dessa inkluderar till exempel följande kemiska element: väte, syre, kol, kväve, fosfor, svavel, natrium, kalcium, kalium, klor. Makroelements i mängden är ca 99% av massan av levande celler, och de flesta (98%) står för väte, syre, kol och kväve.

Tabellen nedan visar de viktigaste makroelementen i kroppen:

För alla fyra element som är vanliga i levande organismer (detta är väte, syre, karbon, kväve, som nämnts tidigare) kännetecknas av en gemensam egendom. Dessa element saknar en eller flera elektroner vid en yttre bana för bildandet av stabila elektroniska anslutningar. Således saknar väteatomen för bildandet av en stabil elektronkommunikation en elektron vid en yttre bana, syreatomer, kväve och kol - två, tre och fyra elektroner. I detta avseende bildar dessa kemiska element lätt kovalent bindningar på grund av parning av elektroner, och kan enkelt interagera med varandra, fylla deras externa elektroniska skal. Dessutom kan syre, kol och kväve bilda inte bara singel, utan även dubbelbindningar. Som ett resultat ökar antalet kemiska föreningar som kan bildas av dessa element signifikant.

Dessutom är kol, väte och syre de enklaste bland elementen som kan bilda kovalenta bindningar. Därför visade de sig vara mest lämpliga för bildandet av föreningar som är en del av levnadsfrågan. Det bör noteras separat en annan viktig egenskap av kolatomer - förmågan att bilda kovalenta obligationer samtidigt med fyra andra kolatomer. Tack vare denna förmåga skapas ramar från ett stort antal olika organiska molekyler.

Spårelement.

Även om innehållet spårelement överstiger inte 0,005% för varje separat elementOch i det belopp som de endast utgör ca 1% av cellernas massa är spårämnen nödvändiga för den vitala aktiviteten hos organismer. I deras frånvaro eller otillräckligt innehåll kan olika sjukdomar uppstå. Många spårämnen är en del av icke-märkliga grupper av enzymer och är nödvändiga för genomförandet av deras katalytiska funktion.
Till exempel är järn del av HEMA, som är en del av cytokrom, vilka är komponenter i elektronöverföringskedjan och hemoglobinproteinet, vilket ger syretransporter från lungorna till vävnaderna. Järnbrist i människokroppen orsakar anemiutveckling. Och nackdelen med jod, som är en del av sköldkörtelhormonet - tyroxin, leder till sjukdomar i samband med insufficiensen av detta hormon, såsom endemisk goiter eller kretinism.

Exempel på spårämnen presenteras i tabellen nedan:

Ultramic-element.

Gruppen ultramikroelement Den innehåller element, vars innehåll i kroppen är extremt liten (mindre än 10-12%). Dessa inkluderar brom, guld, selen, silver, vanadin och många andra element. De flesta är också nödvändiga för den normala funktionen av levande organismer. Till exempel kan en brist på selen leda till cancerösa sjukdomar, och bristen på bor är orsaken till vissa sjukdomar i växter. Många delar av denna grupp, liksom spårämnen, är en del av enzymer.

Organismer består av celler. Celler av olika organismer har en liknande kemisk sammansättning. Tabell 1 presenterar de viktigaste kemiska elementen som finns i cellerna i levande organismer.

Tabell 1. Innehållet i kemiska element i cellen

Genom innehåll i cellen kan tre grupper av element särskiljas. Den första gruppen omfattar syre, kol, väte och kväve. De står för nästan 98% av hela cellkompositionen. Den andra gruppen omfattar kalium, natrium, kalcium, svavel, fosfor, magnesium, järn, klor. Deras innehåll i cellen är den tionde och hundraedelarna av procenten. Elementen i dessa två grupper refererar till makroelement (från grekiska. makro - Stor).

De återstående elementen som representerar cellerna i cell och tusentals procentandelar ingår i den tredje gruppen. Det mikroelement (från grekiska. micro - liten).

Inga element som är inneboende i vilda djur i cellen detekteras inte. Alla listade kemiska element ingår i sammansättningen av livlig natur. Detta indikerar enighet av levande och livlig natur.

Bristen på ett föremål kan leda till en sjukdom, och även kroppens död, eftersom varje element spelar en roll. Makroelements av den första gruppen utgör grunden för biopolymerer - proteiner, kolhydrater, nukleinsyror, såväl som lipider, utan vilket liv är omöjligt. Svavel är en del av vissa proteiner, fosfor - i kompositionen av nukleinsyror, järn - i kompositionen av hemoglobin och magnesium-klorofyll. Kalcium spelar en viktig roll i ämnesomsättningen.

En del av de kemiska elementen i cellen är i överensstämmelse med de oorganiska substanserna - mineralsalter och vatten.

Mineral salt är i en cell som regel i form av katjoner (K \u200b\u200b+, Na +, Ca2 +, Mg 2+) och anjoner (HPO 2- / 4, H2PO-/ 4, CI-, NSO3 ), vars förhållande bestämmer surheten hos det medel som är viktiga för vitala celler.

(I många celler är mediet lågalkaliskt och dess pH ändras nästan inte, eftersom det ständigt stöder ett visst förhållande av katjoner och anjoner.)

Från oorganiska ämnen i vilda djur spelas en stor roll vatten.

Utan vatten är livet omöjligt. Det är en betydande massa av de flesta celler. Många vatten finns i humana hjärnceller och mänskliga embryon: mer än 80% vatten; I cellerna av fettvävnad - endast 40.% till åldern, reduceras vattenhalten i celler. En person som förlorade 20% av vattnet dör.

De unika egenskaperna hos vatten bestämmer sin roll i kroppen. Det deltar i värmegordningen, vilket beror på vattenkonsumtionens höga värmekapacitet stort antal Energi vid uppvärmning. Vad bestämmer vattenkapaciteten hos vatten?

I vattenmolekylen är en syreatom kovalent associerad med två väteatomer. Polarna vattenmolekyl, eftersom syreatomen har en delvis negativ laddning, och var och en av de två väteatomerna har

Delvis positiv laddning. Mellan syreatomen i en vattenmolekyl och väteatomen bildar den andra molekylen en vätebindning. Vätebindningar ger ett stort antal vattenmolekyler. När vatten upphettas, förbrukas en betydande del av energin på klyftan av vätebindningar, vilket bestämmer sin höga värmekapacitet.

Vatten - bra lösningsmedel. På grund av polariteten interagerar dess molekyler positivt och negativt laddade joner, varigenom substansen bidrar till upplösningen av substansen. I förhållande till vatten uppdelas alla ämnen i cellerna i hydrofil och hydrofob.

Hydrofil (från grekiska. hydro - Vatten I. filea - Jag älskar) kallar ämnen som löser upp i vatten. Dessa innefattar joniska föreningar (t ex salter) och vissa icke-joniska föreningar (till exempel socker).

Hydrofob (från grekiska. hydro - Vatten I. fobos - Rädsla) kallar ämnen olösliga i vatten. Dessa inkluderar till exempel lipider.

Vatten spelar en stor roll i kemiska reaktioner som uppstår i en bur i vattenhaltiga lösningar. Det löser upp onödiga organismer av metaboliska produkter och därigenom bidrar till att derivat av dem från kroppen. Bra vattenhalt i buret ger henne elasticitet. Vatten bidrar till rörelsen av olika substanser inuti cellen eller från cellen i cellen.

Bodens och livets kropp består av samma kemiska element. Sammansättningen av levande organismer innefattar oorganiska ämnen - Vatten och mineralsalter. De vitala många vattenfunktionerna i cellen beror på särdrag hos sina molekyler: deras polaritet, förmågan att bilda vätebindningar.

Oorganiska cellkomponenter

I cellerna i levande organismer finns det cirka 90 element, och ungefär 25 av nästan alla celler detekteras. Genom innehåll i cellen är de kemiska elementen uppdelade i tre stora grupper: makroelements (99%), mikroelement (1%), ultramiska element (mindre än 0,001%).

Makroelement innefattar syre, kol, väte, fosfor, kalium, svavel, klor, kalcium, magnesium, natrium, järn.
Mikroelem är mangan, koppar, zink, jod, fluor.
Ultramikroelement inkluderar silver, guld, brom, selen.

Organiska cellkomponenter

Enzymer.

Det viktigaste är att proteiner är katalytisk. Proteinmolekyler som ökar med flera beställningar av kemiska reaktioner i cellen kallas enzymer. Ingen biokemisk process I kroppen uppstår inte utan enzymernas deltagande.

För närvarande har över 2000 enzymer upptäckts. Deras effektivitet är många gånger högre än effektiviteten hos oorganiska katalysatorer som används i produktion. Således ersätter 1 mg järn i kompositionen av katalasenzymet 10 ton oorganiskt järn. Katalas ökar graden av sönderdelning av väteperoxid (H2O2) vid 10 11 gånger. Enzymet som katalyserar reaktionen av bildandet av koalsyra (CO2 + H2O \u003d H2CO3) accelererar reaktionen av 10 7 gånger.

En viktig egenskap hos enzymer är specificiteten av deras verkan, vardera enzymet katalyserar endast en eller en liten grupp av liknande reaktioner.

Det ämne där enzymet påverkas kallas substrat. Strukturerna för enzymet och substratmolekylen måste exakt matcha varandra. Detta förklarar enzymernas specificitet. Vid anslutning av ett substrat med ett enzym ändras den rumsliga strukturen hos enzymet.

Sekvensen av enzym och substratinteraktion kan skildas schematiskt:

Substrat + enzym-enzym-substratkomplex - enzym + produkt.

Från systemet kan det ses att substratet är anslutet till enzymet med bildandet av enzym-substratkomplexet. I det här fallet blir substratet till ett nytt ämne - produkten. I slutet av scenen frigörs enzymet från produkten och återvinningar igen med nästa substratmolekyl.

Enzymer fungerar endast vid en viss temperatur, koncentrationen av ämnen, syran av mediet. Förändringar i förhållanden leder till en förändring i proteinmolekylens tertiära och kvaternära struktur, och följaktligen till undertryckandet av enzymets aktivitet. Hur händer det? Endast en viss del av enzymmolekylen, som kallas den katalytiska aktiviteten, har en katalytisk aktivitet. active Center. Det aktiva centret innehåller från 3 till 12 aminosyrarester och är utformad som ett resultat av böjningen av polypeptidkedjan.

Under inflytande av olika faktorer Strukturen hos enzymmolekylen ändras. Samtidigt bryts den aktiva centrumets rumsliga konfiguration, och enzymet förlorar sin aktivitet.

Enzymer är proteiner som spelar rollen som biologiska katalysatorer. Tack vare enzymer ökar flera storleksordningar hastigheten på kemiska reaktioner i celler. En viktig egenskap av enzymer är åtgärdens specificitet under vissa förutsättningar.

Nukleinsyror.

Nukleinsyror var från inomhus i andra hälften av XIX-talet. Swiss Biochemist F. Misther, som tilldelade ett ämne med ett högt innehåll av kväve och fosfor från cellkärnorna och kallade det "nukleiska" (från lat. nukleas - kärna).

I nukleinsyror lagras ärftlig information om strukturen och funktionen hos varje cell och alla levande varelser på jorden. Det finns två typer av nukleinsyror - DNA (deoxiribonukleinsyra) och RNA (ribonukleinsyra). Nukleinsyror, såväl som proteiner, har artspecificitet, det vill säga organismerna av varje typ är inneboende i sin typ av DNA. För att ta reda på orsakerna till artspecificitet, överväga strukturen av nukleinsyror.

Nukleinsyramolekyler är mycket långa kedjor bestående av många hundratals och till och med miljontals nukleotider. Vilken nukleinsyra innehåller endast fyra typer av nukleotider. Funktionerna hos nukleinsyramolekyler beror på deras struktur som ingår i deras sammansättning av nukleotiderna, deras tal i kedjan och föreningssekvensen i molekylen.

Varje nukleotid består av tre komponenter: en kvävebas, kolhydrat och fosforsyra. Kompositionen av varje nukleotid av DNA innefattar en av de fyra typerna av kvävebaser (adenin-a, timin-t, guanin-g eller cytosin-c), såväl som vinkeln av vattendeoxiribos och återstoden av fosforsyra.

Således skiljer sig DNA-nukleotider endast av typen av kvävebas.

DNA-molekylen består av en stor uppsättning nukleotider anslutna till en kedja i en viss sekvens. Varje typ av DNA-molekyl har numret som är karakteristiska för det och sekvensen av nukleotider.

DNA-molekyler är mycket långa. Till exempel, för en alfabetisk inspelning av nukleotidsekvensen i DNA-molekyler från en humancell (46 kromosomer), skulle en bok på cirka 820000 sidor krävas. Albehöret av fyra typer av nukleotider kan bilda en oändlig uppsättning varianter av DNA-molekyler. De angivna funktionerna i strukturen av DNA-molekyler gör det möjligt för dem att hålla en stor mängd information om alla tecken på organismer.

År 1953 skapade den amerikanska biologen J. Watson och den engelska fysiker F. Creek en modell av DNA-molekylens struktur. Forskare har fastställt att varje DNA-molekyl består av två kedjor som är sammankopplade och spiralvridna. Den har en slags dubbelhelix. I varje kedja växlar fyra typer av nukleotider i en viss sekvens.

Nukleotidkompositionen av DNA skiljer sig från olika arter Bakterier, svamp, växter, djur. Men det förändras inte med ålder, det beror lite på förändringar omgivande. Nukleotider-paries, det vill säga antalet adenindukleotider i vilken som helst DNA-molekyl är lika med antalet tymidinnukleotider (AA), och antalet cytosinknukleotider är lika med antalet guaninnukleotider (C-g). Detta beror på det faktum att anslutningen av två kedjor bland sig i DNA-molekylen är underordnad angiven regelNamnlösa: Adeninen av en kedja är alltid associerad med två vätebindningar endast med en timin av en annan kedja, och en guanin är tre vätebindningar med en cytosin, det vill säga nukleotidkedjorna hos en DNA-molekyl komplementär, komplement till varandra.

Nukleinsyramolekyler - DNA och RNA består av nukleotider. Sammansättningen av DNA-nukleotider innefattar en kvävebas (A, T, G, C), kolhydratdoxiribosen och återstoden av fosforsyramolekylen. DNA-molekyl är en dubbel helix bestående av två kedjor kopplade med vätebindningar på principen om komplementaritet. DNA-funktion - lagring av ärftlig information.

I cellerna i alla organismer finns ATP-adenosintrifosforsyramolekyler. ATP är en universell cellsubstans, vars molekyl har en rik kommunikationsenergi. ATP-molekylen är en typ av nukleotid, som, som andra nukleotider, består av tre komponenter: en kvävebas - adenin, kolhydrat-ribos, men i stället för en innehåller tre rester av fosforsyramolekyler (fig 12). Anslutningar markerade i figurikonen - rik på energi och kallas makroeergisk. Varje ATP-molekyl innehåller två makroeergiska band.

När den makroeergiska bindningsbrytningen och klyvning med hjälp av enzymerna av en fosforsyramolekyl, frigörs 40 kJ / mol energi, och ATP omvandlas till ADF-adenosinfosfatsyra. Med klyvningen av en annan fosforsyramolekyl frisattes ytterligare 40 kJ / mol; Amp bildas - adenosinmonofosforsyra. Dessa reaktioner är reversibla, det vill säga AMP kan bli ADP, ADP - i ATP.

ATP-molekyler splittras inte bara, men syntetiseras också, på detta, är deras innehåll i cellen relativt konstant. Värdet av ATP i cellens liv är enormt. Dessa molekyler spelar en ledande roll i energiutbytet, som är nödvändig för att säkerställa den vitala aktiviteten hos cellen och kroppen som helhet.

RNA-molekyl är som regel en enda kedja bestående av fyra typer av nukleotider - A, Y, G, Ts. Tre huvudtyper av RNA är kända: IRNA, RRNA, tRNA. Innehållet av RNA-molekyler i cellen är impermanent, de är involverade i proteinbiosyntes. ATP är en universell cellenergi ämne där det finns en rik kommunikationsenergi. ATP spelar en central roll i utbytet av energi i cellen. RNA och ATP är både i kärnan och i cytoplasmceller.

Uppgifter och tester på ämnet "tema 4." Kemisk sammansättning av cellen "."

• polymer, monomer;
• kolhydrat, monosackarid, disackarid, polysackarid;
• lipid, fettsyra, glycerin;
• aminosyra, peptidbindning, protein;
• katalysator, enzym, aktivt centrum;
• nukleinsyra, nukleotid.

Algoritm för att lösa problem.

Typ 1. DNA självkopiering.

En av DNA-kedjorna har en sådan sekvens av nukleotider:
Agtazgatztzgattatsg ...
Vilken sekvens av nukleotider har den andra kedjan av samma molekyl?

För att skriva en sekvens av nukleotider av den andra kedjan av DNA-molekylen, när sekvensen av den första kedjan är känd är den tillräcklig för att ersätta timin på adenin, adenin till timin, guanin-för cytosin och cytosin till guanin. Genom att producera en sådan ersättning får vi en sekvens:
Tatstggztaghagtstaatg ...

Typ 2. Proteinkodning.

Aminosyrakedjan av ribonukleasproteinet har följande början: lysin-glutamin-treonin-alanin-alanin-alanin-lysin ...
Från vilken sekvens av nukleotider börjar genen som motsvarar detta protein?

För att göra detta, använd det genetiska kodbordet. För varje aminosyra hittar vi sin kodbeteckning i form av motsvarande tre nukleotider och skriv ner den. Poserar dessa tre i varandra i samma ordning, i vilken de motsvarande aminosyrorna som motsvarar dem, erhåller vi formeln för strukturen hos informations-RNA-sektionen. Som regel är sådana tripplar flera, valet är tillverkat enligt din lösning (men bara en av tripplarna tas). Beslut kan respektive vara flera.
Ahatsaatsugzgzgzghaaga

Från vilken sekvens av aminosyror börjar proteinet, om det kodas av en sådan sekvens av nukleotider:
Accenterhatggzqgth ...

Enligt principen om komplementaritet finner vi strukturen hos området för information RNA som bildas på detta avsnitt av DNA-molekylen:
Ugtggguchtsgtsca ...

Därefter vädjar vi till det genetiska kodbordet och för varje topp av nukleotiden, som börjar från den första, hittar vi och skriver ut motsvarande aminosyra som är lämplig:
Cystein-glycin-tyrosin-arginin prolin -...

Ivanova T.V., Kalina GS, Programvara A.n. " Allmän biologi". Moskva," Upplysning ", 2000

• Tema 4. "Kemisk sammansättning av cellen." §2-§7 s. 7-21
• Ämne 5. "fotosyntes." §16-17 s. 44-48
• Ämne 6. "Cellulär andning." §12-13 s. 34-38
• Ämne 7. "Genetisk information." §14-15 s. 39-44

Alla levande organismer, med undantag av virus, består av celler. Låt oss räkna ut vad det är och vad är dess struktur.

Vad är en cell?

Detta är den främsta strukturella enheten av levande varelser. Hon har sin egen metabolism. Cellen kan existera som en oberoende organism: ett exempel på detta är infusioner, amoebs, klamondonader, etc. Denna struktur består av olika ämnen, både organiska och oorganiska. Alla cellkemikalier spelar en specifik funktion i sin struktur och utbyte.

Kemiska element

Cellen innefattar ca 70 olika kemiska element, men huvudet av dem är syre, kol, väte, kalium, fosfor, kväve, svavel, klor, natrium, magnesium, kalcium, järn, zink, koppar. De tre första är grunden för alla organiska föreningar. Alla kemiska cellelement spelar en roll.

Syre

Mängden av detta element är 65-75 procent av massan av hela cellen. Det är en del av nästan alla organiska föreningar, såväl som vatten, detta beror på dess höga innehåll. Detta element utför en mycket viktig funktion i organismer celler: syrgas tjänar som ett oxidationsmedel vid processen med cellulär andning, vilket en följd av vilket energin syntetiseras.

Kol

Detta element, som väte, finns i alla organiska ämnen. I kemisk sammansättning Celler inkluderar det ca 15-18 procent. Kol i form av CO deltar i regleringsprocesser cellfunktionerÄven i form av CO 2 deltar i fotosyntes.

Väte

Detta element i cellen innehåller cirka 8-10 procent. Dess största belopp är i vattenmolekyler. Celler av vissa bakterier molekylära väte oxiderar för energisyntes.

Kalium

Cellens kemiska sammansättning innefattar ca 0,15-0,4% av detta kemiska element. Det utför en mycket viktig roll, som deltar i processerna för att generera en nervös impuls. Det är därför att stärka nervsystem Det rekommenderas att använda preparat med kaliuminnehåll. Dessutom bidrar detta element till underhållet av membrancellspotentialen.

Fosfor

Mängden av detta element som en del av cellen är 0,2-1% av dess totala vikt. Det är en del av ATP-molekyler, liksom vissa lipider. Fosfor är närvarande i det intercellulära substansen och i cytoplasman i form av joner. Hans stora koncentration observeras i cellerna av muskel och benvävnad. Dessutom innefattar oorganiska föreningar detta element av cellen för syntesen av organiska substanser.

Kväve

Detta element ingår i cellens kemiska sammansättning i mängden 2-3%. Den finns i proteiner, nukleinsyror, aminosyror och nukleotider.

Svavel

Det är en del av många proteiner, eftersom det är innehållet i svavelhaltiga aminosyror. I den låga koncentrationen är närvarande i cytoplasman och den intercellulära substansen i form av joner.

Klor

Innehöll i en mängd av 0,05-0,1%. Stödjer cell elektroniskt.

Natrium

Detta element är närvarande i cellens sammansättning i mängden 0,02-0,03%. Det utför samma funktioner som kalium, och deltar också i processerna för osmoregulering.

Kalcium

Mängden av detta kemiska element är 0,04-2%. Kalcium är involverat i processen att upprätthålla membranpotentialen hos cellen och exocytosen, det vill säga fördelningen av vissa ämnen från den (hormoner, proteiner etc.) från den

Magnesium

Cellens kemiska sammansättning innefattar 0,02-0,03% av detta element. Det deltar i energieutbytet och syntesen av DNA, är komponenten av enzymer, klorofyll, finns i ribosomer och mitokondrier.

Järn

Mängden av detta element är 0,01-0,015%. Men i röda blodkroppar är det mycket större, eftersom det är grunden för hemoglobin.

Zink

Den finns i insulin, såväl som i många enzymer.

Koppar

Detta element är en av komponenten av oxidativa enzymer som deltar i syntesen av cytokromer.

Proteiner

Dessa är de mest komplexa föreningarna i cellen, de grundläggande ämnen som den består. De består av aminosyror anslutna i en viss ordning i en kedja och vrids sedan i bollen, vars form är specifik för varje typ av protein. Dessa ämnen utför många viktiga funktioner i cellens vitala celler. En av de viktigaste är den enzymatiska funktionen. Proteiner verkar som naturliga katalysatorer, accelerera processen med kemisk reaktion i hundratusentals gånger - splittring och syntes av några ämnen är omöjliga utan dem. Varje typ av enzymer deltar endast i en specifik reaktion och kan inte komma in i den andra. Även proteiner utförs skyddsfunktion. Ämnen i denna grupp som skyddar cellen från främmande proteiner från att komma in är kallade antikroppar. Dessa ämnen skyddas också mot patogena virus och bakterier hela kroppen som helhet. Dessutom utför dessa föreningar transportfunktion. Det ligger i det faktum att i membranen finns proteiner-transportörer som utför eller inuti cellen vissa ämnen. Plastfunktionen hos dessa ämnen är också mycket viktig. De är de viktigaste byggnadsmaterialFrån vilken cellen består, dess membran och organeller. Ibland utför proteiner också energifunktionen - med brist på fetter och kolhydrater, splittrar cellen dessa ämnen.

Lipider

Denna grupp av ämnen innefattar fetter och fosfolipider. Den första är den viktigaste energikällan. De kan också ackumuleras som extra ämnen i händelse av att kroppen fasta. Den andra tjäna huvudkomponenten av cellmembran.

Kolhydrater

Den vanligaste substansen i denna grupp är glukos. Det och liknande, ensamma kolhydrater utför en energifunktion. Även kolhydrater innefattar polysackarider, vars molekyler består av tusentals kombinerade molekyler - monosackarider. De utför huvudsakligen en strukturell roll som går in i membranet. De huvudsakliga polysackariderna av vegetabiliska celler är stärkelse och cellulosa, djur-glykogen.

Nukleinsyror

Denna grupp av kemiska föreningar innefattar DNA, RNA och ATP.

Dna

Detta ämne utför den viktigaste funktionen - den är ansvarig för lagring och ärftlig genetisk information. DNA är i kärnkromosomer. Makromolekylerna av detta ämne är bildade av nukleotider, vilka i sin tur består av en kväveös bas representerad av puriner och pyrimidiner, kolväte- och fosforsyrarester. De är fyra arter: adenyl, guanilla, tymidyl och cytidyl. Namnet på nukleotiden beror på vilka puriner som ingår i dess sammansättning, den kan vara adenin, guanin, tymin och cytosin. DNA-molekylen har formen av två kedjor simmade i spiralen.

Rna

Denna förening utför funktionen att implementera den information som är i DNA, genom proteinsyntesen, vars sammansättning är krypterad. Detta ämne är mycket lik nukleinsyran som beskrivits ovan. Deras väsentliga är att RNA består av en kedja, och inte två. Nukleotid-RNA innefattar också en kväveös bas av uracil istället för timin och ribos. Därför är detta ämne bildat av sådana nukleotider som adenyl, guanilla, uridyl och cytidyl.

Atf

Vilken energi som erhålls av vegetabiliska celler i processen av fotosyntes eller djur på grund av oxidation av fetter och kolhydrater lagras i slutändan i ATP, från vilken cellen mottar den när den är nödvändig.

Den kemiska elementens biologiska roll i människokroppen är extremt varierad.

Huvudfunktionen hos makroelementen består i byggvävnader, upprätthållande av konstansen av osmotisk tryck, jonisk och syraskomposition.

Mikroelement, in i enzymerna, hormoner, vitaminer, biologiskt aktiva substanser som komplexa renänder eller aktivatorer, är involverade i utbyte av ämnen, reproduktionsprocesser, vävnadsandning, neutraliserande giftiga ämnen. Mikroelement påverkar aktivt processerna för blodbildning, oxidation - restaurering, permeabilitet hos kärl och vävnader. Makro- och mikroelement - kalcium, fosfor, fluor, jod, aluminium, kisel - bestämma bildandet av ben och dentala tyger.

Det är bevis på att innehållet i vissa element i människokroppen ändras med ålder. Således ökar innehållet i kadmium i njurarna och molybden i levern till den gamla åldern. Det maximala zinkinnehållet observeras under puberteten, då minskar det och i åldern når ett minimum. Minskar med ålder och innehållet i andra spårämnen, såsom vanadin och krom.

Många sjukdomar i samband med nackdelen eller överskottsackumulering av olika spårämnen avslöjades. Fluorbrist orsakar karies tänder, underskottet av jod är den endemiska goiteren, ett överskott av molybden är en endemisk gikt. Sådana regulariteter är förknippade med det faktum att i människokroppen bibehålls balansen av optimala koncentrationer av biogena element - kemisk homeostas. Överträdelse av denna balans efter

brist eller överskottselement kan leda till olika sjukdomar

Förutom sex huvudmakroelement - organohels - kol, väte, kväve, syre, svavel och fosfor, av vilka kolhydrater, fetter, proteiner och nukleinsyror krävs, för normal näring av man och djur, behövs "oorganiska" makroelement - kalcium , klor, magnesium, kalium, natrium- och spårämnen - koppar, fluor, jod, järn, molybden, zink och eventuellt (för djur det bevisas), selen, arsen, krom, nickel, kisel, tenn, vanadin .

Nackdelen i matdieten hos sådana element som järn, koppar, fluor, zink, jod, kalcium, fosfor, magnesium och vissa andra leder till allvarliga konsekvenser för människors hälsa.

Det är emellertid nödvändigt att komma ihåg att kroppen är skadlig, inte bara nackdelen utan också ett överskott av biogena element, eftersom kemisk homeostas bryts. Till exempel, när ett överskott av mangan med mat i plasmen ökar nivån av koppar (synergism av MP och Si), och i njurarna, minskar det (antagonism). Att öka innehållet i molybden i livsmedelsprodukter leder till en ökning av mängden koppar i levern. Överskott av zink i livsmedel orsakar förtryck av aktiviteten av järninnehållande enzymer (2p och re antagonism).

Mineralkomponenter som är avgörande i försumbar, med högre koncentrationer blir giftiga.

Den vitala nödvändigheten, bristen, toxiciteten hos det kemiska elementet presenteras i form av beroendekurvan "Koncentrationen av elementet i livsmedelsprodukter - kroppens reaktion" (fig 5.5). Ungefär horisontell del av kurvan (platå) beskriver området av koncentrationer som motsvarar optimal tillväxt, hälsa, uppspelning. Den stora längden på platån indikerar inte bara den lilla toxiciteten hos elementet utan också på kroppens större förmåga att anpassa sig till signifikanta förändringar i innehållet i detta element. Tvärtom indikerar en smal platå en signifikant toxicitet hos elementet och en skarp övergång från den erforderliga mängden mängd till livshotande. När du lämnar platån (öka koncentrationen av spårelementet) blir alla element giftiga. I slutändan kan en signifikant ökning av koncentrationen av spårämnen leda till ett dödligt resultat.

Ett antal element (silver, kvicksilver, bly, kadmium, etc.)

maskin giftig, eftersom de kommer in i kroppen redan i mikrovoliviteter leder till svåra patologiska fenomen. Den kemiska mekanismen för de toxiska effekterna av vissa spårämnen kommer att diskuteras nedan.

Biogena element användes i stor utsträckning i jordbruket. Att lägga till obetydliga mängder spårämnen till jorden - bor, koppar, mangan, zink, kobolt, molybden - ökar dramatiskt utbytet av många kulturer. Det visar sig att spårämnen, vilket ökar aktiviteten av enzymer i växter, bidrar till syntesen av proteiner, vitaminer, nukleinsyror, sockerarter och stärkelse. Några av de kemiska elementen har en positiv effekt på fotosyntes, accelererar tillväxten och utvecklingen av växter, mogning av frön. Mikroelement läggs till djurfoder för att öka produktiviteten.

Används i stor utsträckning olika element och deras föreningar som läkemedel.

Studien av kemiska elementens biologiska roll, som klargör förhållandet mellan utbytet av dessa element och andra biologiskt aktiva substanser - enzymer, hormoner, vitaminer - bidrar till att skapa nya droger och utvecklingen av optimala sätt att dosera båda med terapeutiska och profylaktiska ändamål.