خطوط مستقیم و هواپیما در اطراف ما. هواپیما در فضا - اطلاعات مورد نیاز

سلول: ترکیب شیمیایی، ساختار، عملکرد اندامک ها.

ترکیب شیمیایی سلول. عناصر ماکرو و میکرو رابطه بین ساختار و عملکردهای غیر آلی و مواد آلی(پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها، لیپیدها، ATP) که سلول را تشکیل می دهند. نقش مواد شیمیاییدر سلول و بدن انسان

موجودات زنده از سلول ها تشکیل شده اند. سلول ها موجودات مختلفترکیب شیمیایی مشابهی دارند. جدول 1 اصل را نشان می دهد عناصر شیمیاییدر سلول های موجودات زنده یافت می شود.

جدول 1. محتوای عناصر شیمیایی در سلول

عنصر	تعداد، ٪	عنصر	تعداد، ٪
اکسیژن	65-75	کلسیم	0,04-2,00
کربن	15-18	منیزیم	0,02-0,03
هیدروژن	8-10	سدیم	0,02-0,03
نیتروژن	1,5-3,0	اهن	0,01-0,015
فسفر	0,2-1,0	فلز روی	0,0003
پتاسیم	0,15-0,4	مس	0,0002
گوگرد	0,15-0,2	ید	0,0001
کلر	0,05-0,10	فلوئور	0,0001

گروه اول شامل اکسیژن، کربن، هیدروژن و نیتروژن است. آنها تقریباً 98٪ از کل ترکیب سلولی را تشکیل می دهند.

گروه دوم شامل پتاسیم، سدیم، کلسیم، گوگرد، فسفر، منیزیم، آهن، کلر است. محتوای آنها در سلول دهم و صدم درصد است. عناصر این دو گروه متعلق به درشت مغذی ها(از یونانی. کلان- بزرگ).

بقیه عناصر که در سلول با صدم و هزارم درصد نشان داده شده اند، در گروه سوم قرار می گیرند. آی تی عناصر کمیاب(از یونانی. کوچک- کم اهمیت).

هیچ عنصر ذاتی فقط در طبیعت زنده در سلول یافت نشد. همه عناصر شیمیایی ذکر شده نیز بخشی از طبیعت بی جان هستند. این نشان دهنده وحدت طبیعت زنده و بی جان است.

فقدان هر عنصری می تواند منجر به بیماری و حتی مرگ بدن شود، زیرا هر عنصر نقش خاصی را ایفا می کند. درشت مغذی های گروه اول اساس بیوپلیمرها - پروتئین ها، کربوهیدرات ها، اسیدهای نوکلئیک و همچنین لیپیدها را تشکیل می دهند که بدون آنها زندگی غیرممکن است. گوگرد بخشی از برخی پروتئین ها، فسفر بخشی از اسیدهای نوکلئیک، آهن بخشی از هموگلوبین و منیزیم بخشی از کلروفیل است. کلسیم بازی می کند نقش مهمدر متابولیسم

برخی از عناصر شیمیایی موجود در سلول بخشی از مواد معدنی - نمک های معدنی و آب هستند.

نمک های معدنیبه عنوان یک قاعده، در سلول به شکل کاتیون ها (K +، Na +، Ca 2 +، Mg 2 +) و آنیون ها (HPO 2- / 4، H 2 PO - / 4، CI -، HCO 3 هستند. ) که نسبت آن اسیدیته محیط را تعیین می کند که برای فعالیت حیاتی سلول ها مهم است.

(در بسیاری از سلول ها، محیط کمی قلیایی است و pH آن به سختی تغییر می کند، زیرا نسبت مشخصی از کاتیون ها و آنیون ها به طور مداوم در آن حفظ می شود.)

از میان مواد معدنی موجود در طبیعت، نقش بسیار زیادی دارد اب.

زندگی بدون آب غیر ممکن است. توده قابل توجهی از اکثر سلول ها را تشکیل می دهد. مقدار زیادی آب در سلول های مغز و جنین انسان وجود دارد: بیش از 80 درصد آب. در سلول های بافت چربی - تنها 40.٪ با سن بالا، محتوای آب در سلول ها کاهش می یابد. فردی که 20 درصد آب را از دست داده باشد می میرد.

خواص منحصر به فرد آب نقش آن را در بدن مشخص می کند. در تنظیم حرارت شرکت می کند که به دلیل ظرفیت گرمایی بالای آب مصرفی است تعداد زیادیانرژی هنگام گرم شدن چه چیزی ظرفیت گرمایی بالای آب را تعیین می کند؟

در یک مولکول آب، یک اتم اکسیژن به دو اتم هیدروژن پیوند کووالانسی دارد. مولکول آب قطبی است، زیرا اتم اکسیژن تا حدی بار منفی دارد و هر یک از دو اتم هیدروژن دارای بار

تا حدی بار مثبت پیوند هیدروژنی بین اتم اکسیژن یک مولکول آب و اتم هیدروژن یک مولکول دیگر تشکیل می شود. پیوندهای هیدروژنی اتصال را ایجاد می کنند تعداد زیادیمولکول های آب هنگامی که آب گرم می شود، بخش قابل توجهی از انرژی صرف شکستن پیوندهای هیدروژنی می شود که ظرفیت گرمایی بالای آن را تعیین می کند.

اب - حلال خوب... به دلیل قطبیت آن، مولکول های آن با یون های دارای بار مثبت و منفی برهم کنش می کنند و در نتیجه انحلال ماده را تسهیل می کنند. در رابطه با آب، تمام مواد سلولی به آبدوست و آبگریز تقسیم می شوند.

آب دوست(از یونانی. آبی- آب و فیلئو- من دوست دارم) موادی هستند که در آب حل می شوند. اینها شامل ترکیبات یونی (مانند نمک) و برخی از ترکیبات غیر یونی (مثلا قندها) می شود.

آبگریز(از یونانی. آبی- آب و فوبوس- ترس) موادی هستند که در آب نامحلول هستند. اینها به عنوان مثال، لیپیدها هستند.

آب نقش مهمی در واکنش های شیمیایی در سلول در طول محلول آبی... محصولات متابولیک غیر ضروری برای بدن را حل می کند و در نتیجه حذف آنها از بدن را تسهیل می کند. محتوای بالای آب در سلول به آن می دهد قابلیت ارتجاعی... آب حرکت مواد مختلف را در داخل یا از سلولی به سلول دیگر تسهیل می کند.

اجسام با طبیعت جاندار و بی جان از عناصر شیمیایی یکسانی تشکیل شده اند. ترکیب موجودات زنده شامل مواد معدنی - آب و نمک های معدنی است. عملکردهای حیاتی متعدد آب در یک سلول به دلیل ویژگی های مولکول های آن است: قطبیت آنها، توانایی تشکیل پیوندهای هیدروژنی.

اجزای سلولی غیر آلی

نوع دیگری از طبقه بندی عناصر در یک سلول:

درشت مغذی ها عبارتند از: اکسیژن، کربن، هیدروژن، فسفر، پتاسیم، گوگرد، کلر، کلسیم، منیزیم، سدیم و آهن.
عناصر کمیاب شامل منگنز، مس، روی، ید، فلوئور است.
عناصر فوق میکرو شامل نقره، طلا، برم، سلنیوم هستند.

عناصر	محتوای موجود در بدن (%)	ارزش بیولوژیکی
درشت مغذی ها:
O.C.H.N	O - 62٪، C - 20٪ H - 10٪، N - 3٪	بخشی از تمام مواد آلی سلول، آب هستند
فسفر P	1,0	بخشی از اسیدهای نوکلئیک، ATP (پیوندهای پر انرژی)، آنزیم ها، بافت استخوان و مینای دندان هستند.
کلسیم کلسیم +2	2,5	در گیاهان، بخشی از غشای سلولی است، در حیوانات - در ترکیب استخوان ها و دندان ها، لخته شدن خون را فعال می کند.
عناصر کمیاب:	1-0,01
گوگرد اس	0,25	بخشی از پروتئین ها، ویتامین ها و آنزیم ها است
پتاسیم K +	0,25	هدایت تکانه های عصبی را شرط می کند. فعال کننده آنزیم های سنتز پروتئین، فرآیندهای فتوسنتز، رشد گیاه
کلر CI -	0,2	جزء شیره معده به شکل است اسید هیدروکلریک، آنزیم ها را فعال می کند
سدیم سدیم +	0,1	هدایت تکانه های عصبی را فراهم می کند، فشار اسمزی را در سلول حفظ می کند، سنتز هورمون ها را تحریک می کند.
منیزیم Mg +2	0,07	بخشی از مولکول کلروفیل که در استخوان ها و دندان ها یافت می شود، سنتز DNA و متابولیسم انرژی را فعال می کند.
ید I -	0,1	بخشی از هورمون تیروئید - تیروکسین، بر متابولیسم تأثیر می گذارد
آهن آهن + 3	0,01	بخشی از هموگلوبین، میوگلوبین، عدسی و قرنیه چشم، فعال کننده آنزیم ها، در سنتز کلروفیل شرکت می کند. انتقال اکسیژن به بافت ها و اندام ها را فراهم می کند
الترا میکروالمان ها:	کمتر از 0.01، مقادیر کم
مس مس +2		در فرآیندهای خون سازی، فتوسنتز، کاتالیزور فرآیندهای اکسیداتیو داخل سلولی شرکت می کند.
منگنز منگنز		بهره وری گیاهان را افزایش می دهد، فرآیند فتوسنتز را فعال می کند، فرآیندهای خون سازی را تحت تاثیر قرار می دهد.
بور بی		بر روند رشد گیاهان تأثیر می گذارد
فلوئور F		این بخشی از مینای دندان است، با کمبود، پوسیدگی ایجاد می شود، با بیش از حد - فلوروزیس
مواد:
H 2 0	60-98	محیط داخلی بدن را تشکیل می دهد، در فرآیندهای هیدرولیز شرکت می کند و سلول را ساختار می دهد. حلال جهانی، کاتالیزور، شرکت کننده واکنش های شیمیایی

اجزای سلولی آلی

مواد	ساختار و خواص	کارکرد
لیپیدها
	استرهای بالاتر اسیدهای چربو گلیسیرین ترکیب فسفولیپیدها همچنین حاوی باقیمانده Н 3 РО4 است که دارای خواص آبگریز یا آبگریز-آب گریز، محتوای انرژی بالا هستند.	ساخت و ساز- یک لایه دولیپیدی از تمام غشاها تشکیل می دهد. انرژی. تنظیم کننده حرارت. محافظ. هورمونی(کورتیکواستروئیدها، هورمون های جنسی). اجزای ویتامین D، E. منبع آب در بدن ذخیره مواد مغذی
کربوهیدرات ها
مونوساکاریدها: گلوکز، فروکتوز، ریبوز، دئوکسی ریبوز	به خوبی در آب حل می شود	انرژی
دی ساکاریدها: ساکارز، مالتوز (شکر مالت)	محلول در آب	اجزای DNA، RNA، ATP
پلی ساکاریدها: نشاسته، گلیکوژن، سلولز	کم محلول یا نامحلول در آب	ذخیره مواد مغذی ساختمان - پوسته سلولی گیاهی
پروتئین	پلیمرها مونومرها - 20 اسید آمینه.	آنزیم ها بیوکاتالیست هستند.
	ساختار I دنباله ای از اسیدهای آمینه در یک زنجیره پلی پپتیدی است. پیوند - پپتید - CO- NH-	ساخت و ساز - بخشی از ساختارهای غشایی، ریبوزوم ها هستند.
	ساختار II - آ-مارپیچ، پیوند - هیدروژن	موتور (پروتئین های انقباضی عضلات).
	ساختار III - پیکربندی فضایی آ-مارپیچ (کروب). پیوندها - یونی، کووالانسی، آبگریز، هیدروژن	حمل و نقل (هموگلوبین). محافظ (آنتی بادی ها). تنظیم کننده (هورمون ها، انسولین)
	ساختار IV برای همه پروتئین ها معمولی نیست. اتصال چندین زنجیره پلی پپتیدی به یک روبنای واحد آنها در آب کم محلول هستند. عمل دماهای بالا، اسیدهای غلیظو قلیاها، نمک های فلزات سنگین باعث دناتوره شدن می شوند
اسیدهای نوکلئیک:	پلیمرهای زیستی از نوکلئوتیدها تشکیل شده است
DNA دی اکسی ریبونوکلئیک اسید است.	ترکیب نوکلئوتید: دئوکسی ریبوز، بازهای نیتروژنی - آدنین، گوانین، سیتوزین، تیمین، باقی مانده اسید فسفریک - H 3 PO 4. مکمل بودن بازهای نیتروژنی A = T, G = C. مارپیچ دوگانه. قابلیت خود دو برابر شدن	کروموزوم ها را تشکیل می دهند. ذخیره و انتقال اطلاعات ارثی، کد ژنتیکی... بیوسنتز RNA، پروتئین ها. ساختار اولیه پروتئین را رمزگذاری می کند. موجود در هسته، میتوکندری، پلاستیدها
RNA مخفف اسید ریبونوکلئیک است.	ترکیب نوکلئوتیدی: ریبوز، بازهای نیتروژن دار - آدنین، گوانین، سیتوزین، اوراسیل، باقیمانده H 3 PO 4 مکملیت بازهای نیتروژنی A = Y، G = C. یک زنجیره
RNA اطلاعاتی		انتقال اطلاعات در مورد ساختار اولیه پروتئین، در بیوسنتز پروتئین نقش دارد
RNA ریبوزومی		بدن ریبوزوم را می سازد
انتقال RNA		اسیدهای آمینه را رمزگذاری و به محل سنتز پروتئین - ریبوزوم ها منتقل می کند
RNA و DNA ویروسی		دستگاه ژنتیکی ویروس ها

ساختار پروتئین

آنزیم ها

مهمترین عملکرد پروتئین ها کاتالیزوری است. مولکول‌های پروتئینی که سرعت واکنش‌های شیمیایی در یک سلول را چندین مرتبه افزایش می‌دهند، نامیده می‌شوند. آنزیم ها... هیچ فرآیند بیوشیمیایی در بدن بدون مشارکت آنزیم ها اتفاق نمی افتد.

تاکنون بیش از 2000 آنزیم کشف شده است. راندمان آنها چندین برابر بیشتر از راندمان کاتالیزورهای معدنی مورد استفاده در تولید است. بنابراین، 1 میلی گرم آهن در آنزیم کاتالاز جایگزین 10 تن آهن معدنی می شود. کاتالاز سرعت تجزیه پراکسید هیدروژن (Н 2 О 2) را 10 11 برابر افزایش می دهد. آنزیمی که واکنش تشکیل اسید کربنیک را کاتالیز می کند (CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3 ) ، واکنش را 10 7 بار تسریع می کند.

یکی از ویژگی های مهم آنزیم ها، ویژگی عملکرد آنهاست؛ هر آنزیم تنها یک یا گروه کوچکی از واکنش های مشابه را کاتالیز می کند.

ماده تحت تأثیر آنزیم نامیده می شود لایه... ساختار مولکول آنزیم و بستر باید دقیقاً مطابقت داشته باشند. این ویژگی عملکرد آنزیم را توضیح می دهد. هنگامی که بستر با آنزیم ترکیب می شود، ساختار فضایی آنزیم تغییر می کند.

توالی برهمکنش بین آنزیم و بستر را می توان به صورت شماتیک نشان داد:

سوبسترا + آنزیم - مجتمع آنزیم - سوبسترا - آنزیم + محصول.

از نمودار می توان دریافت که سوبسترا با آنزیم ترکیب می شود و یک کمپلکس آنزیم-سوبسترا را تشکیل می دهد. در این مورد، بستر به یک ماده جدید - یک محصول تبدیل می شود. در مرحله نهایی، آنزیم از محصول آزاد می شود و دوباره وارد برهمکنش با مولکول سوبسترای بعدی می شود.

آنزیم ها فقط در دمای معین، غلظت مواد، اسیدیته محیط عمل می کنند. تغییر شرایط منجر به تغییر در ساختار سوم و چهارم مولکول پروتئین و در نتیجه سرکوب فعالیت آنزیم می شود. چگونه این اتفاق می افتد؟ فقط بخش خاصی از مولکول آنزیم نامیده می شود مرکز فعال... محل فعال شامل 3 تا 12 باقی مانده اسید آمینه است و در نتیجه خم شدن زنجیره پلی پپتیدی تشکیل می شود.

تحت تأثیر عوامل مختلف، ساختار مولکول آنزیم تغییر می کند. در این حالت، پیکربندی فضایی مرکز فعال مختل می شود و آنزیم فعالیت خود را از دست می دهد.

آنزیم ها پروتئین هایی هستند که به عنوان کاتالیزور بیولوژیکی عمل می کنند. به لطف آنزیم ها، سرعت واکنش های شیمیایی در سلول ها چندین مرتبه افزایش می یابد. یکی از ویژگی های مهم آنزیم ها، ویژگی عمل تحت شرایط خاص است.

اسیدهای نوکلئیک.

اسیدهای نوکلئیک در نیمه دوم قرن نوزدهم کشف شدند. توسط بیوشیمیدان سوئیسی F. Mischer، که ماده ای با محتوای نیتروژن و فسفر بالا را از هسته سلول ها جدا کرد و آن را "نوکلئین" نامید (از لات. هسته- هسته).

ذخیره اسیدهای نوکلئیک اطلاعات ارثیدر مورد ساختار و عملکرد هر سلول و همه موجودات زنده روی زمین. دو نوع اسید نوکلئیک وجود دارد - DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید) و RNA (ریبونوکلئیک اسید). اسیدهای نوکلئیک، مانند پروتئین ها، گونه های خاص هستند، یعنی هر گونه دارای نوع DNA خاص خود است. برای یافتن دلایل اختصاصی بودن گونه ها، ساختار اسیدهای نوکلئیک را در نظر بگیرید.

مولکول های اسید نوکلئیک زنجیره های بسیار بلندی از صدها یا حتی میلیون ها نوکلئوتید هستند. هر اسید نوکلئیک فقط حاوی چهار نوع نوکلئوتید است. عملکرد مولکولهای اسید نوکلئیک به ساختار آنها، نوکلئوتیدهای تشکیل دهنده آنها، تعداد آنها در زنجیره و توالی ترکیب در مولکول بستگی دارد.

هر نوکلئوتید دارای سه جزء است: پایه نیتروژنی، کربوهیدرات و اسید فسفریک. هر نوکلئوتید DNA حاوی یکی از چهار نوع باز نیتروژنی (آدنین - A، تیمین - T، گوانین - G، یا سیتوزین - C)، و همچنین یک کربوهیدرات دئوکسی ریبوز و یک باقیمانده اسید فسفریک است.

بنابراین، نوکلئوتیدهای DNA فقط در نوع پایه نیتروژنی متفاوت هستند.

یک مولکول DNA شامل تعداد زیادی نوکلئوتید است که در یک زنجیره در یک توالی خاص به هم متصل شده اند. هر نوع مولکول DNA دارای تعداد و توالی نوکلئوتیدهای خاص خود است.

مولکول های DNA بسیار طولانی هستند. برای مثال، نوشتن توالی نوکلئوتیدها در مولکول‌های DNA از یک سلول انسانی (46 کروموزوم) با حروف به کتابی در حدود 820000 صفحه نیاز دارد. تناوب چهار نوع نوکلئوتید می تواند تعداد نامحدودی از انواع مولکول های DNA را تشکیل دهد. این ویژگی‌های ساختاری مولکول‌های DNA به آن‌ها اجازه می‌دهد تا حجم عظیمی از اطلاعات را در مورد تمام ویژگی‌های موجودات زنده ذخیره کنند.

در سال 1953، زیست شناس آمریکایی جی واتسون و فیزیکدان انگلیسی F. Crick مدلی از ساختار مولکول DNA ایجاد کرد. دانشمندان دریافته اند که هر مولکول DNA از دو زنجیره تشکیل شده است که به هم متصل شده و به صورت مارپیچی پیچ خورده اند. شبیه یک مارپیچ دوگانه است. در هر رشته، چهار نوع نوکلئوتید در یک توالی خاص متناوب می شوند.

ترکیب نوکلئوتیدی DNA متفاوت است انواع متفاوتباکتری ها، قارچ ها، گیاهان، حیوانات. اما با افزایش سن تغییر نمی کند، بستگی کمی به تغییرات دارد محیط... نوکلئوتیدها جفت هستند، یعنی تعداد نوکلئوتیدهای آدنین در هر مولکول DNA برابر با تعداد نوکلئوتیدهای تیمیدین (AT) و تعداد نوکلئوتیدهای سیتوزین برابر با تعداد نوکلئوتیدهای گوانین (C-G) است. این به دلیل این واقعیت است که اتصال دو زنجیره به یکدیگر در یک مولکول DNA از قانون خاصی پیروی می کند، یعنی: آدنین یک زنجیره همیشه با دو پیوند هیدروژنی فقط با تیمین زنجیره دیگر مرتبط است و گوانین - با سه پیوند هیدروژنی با سیتوزین، یعنی زنجیره های نوکلئوتیدی یک مولکول DNA مکمل یکدیگر هستند.

مولکول های اسید نوکلئیک - DNA و RNA از نوکلئوتیدها تشکیل شده اند. ترکیب نوکلئوتیدهای DNA شامل یک باز نیتروژنی (A، T، G، C)، کربوهیدرات دئوکسی ریبوز و باقیمانده یک مولکول اسید فسفریک است. مولکول DNA یک مارپیچ دوتایی است که از دو رشته تشکیل شده است که با پیوندهای هیدروژنی بر اساس اصل مکمل بودن به هم متصل شده اند. وظیفه DNA ذخیره اطلاعات ارثی است.

در سلول های همه ارگانیسم ها مولکول های ATP - اسید آدنوزین تری فسفریک وجود دارد. ATP یک ماده سلولی جهانی است که مولکول آن دارای پیوندهای غنی از انرژی است. مولکول ATP یک نوع نوکلئوتید است که مانند سایر نوکلئوتیدها از سه جزء تشکیل شده است: یک پایه نیتروژنی - آدنین، یک کربوهیدرات - ریبوز، اما به جای یکی شامل سه مولکول اسید فسفریک است (شکل 12). اتصالات نشان داده شده در شکل با نماد سرشار از انرژی هستند و نامیده می شوند ماکروارژیک... هر یک مولکول ATPشامل دو اتصال ماکروارژیک است.

هنگامی که پیوند پرانرژی شکسته می شود و یک مولکول اسید فسفریک با کمک آنزیم ها جدا می شود، 40 کیلوژول در مول انرژی آزاد می شود، در حالی که ATP به ADP - اسید آدنوزین دی فسفریک تبدیل می شود. هنگامی که یک مولکول اسید فسفریک دیگر جدا می شود، 40 کیلوژول در مول دیگر آزاد می شود. AMP تشکیل می شود - اسید آدنوزین مونوفسفریک. این واکنش ها برگشت پذیر هستند، یعنی AMP را می توان به ADP، ADP - به ATP تبدیل کرد.

مولکول های ATP نه تنها شکافته می شوند، بلکه سنتز می شوند؛ بنابراین، محتوای آنها در سلول نسبتاً ثابت است. مقدار ATPدر زندگی سلول بسیار بزرگ است. این مولکول ها نقش اصلی را در متابولیسم انرژی لازم برای فعالیت حیاتی سلول و بدن به طور کلی بازی می کنند.

برنج. نمودار ساختار ATP.

آدنین -

یک مولکول RNA، به عنوان یک قاعده، یک زنجیره واحد است، متشکل از چهار نوع نوکلئوتید - A، Y، G، C. سه نوع اصلی RNA وجود دارد: mRNA، rRNA، tRNA. محتوای مولکول های RNA در یک سلول ثابت نیست، آنها در بیوسنتز پروتئین نقش دارند. ATP ماده پرانرژی سلولی است که حاوی اتصالات غنی از انرژی است. ATP نقش اصلی را در متابولیسم انرژی در سلول ایفا می کند. RNA و ATP هم در هسته و هم در سیتوپلاسم سلول یافت می شوند.

۸۶ عنصر موجود در بدن انسان سیستم دوره ایمندلیف که دائماً حضور دارند، 25 تای آنها برای زندگی عادی لازم است، 18 تای آنها مطلقاً و 7 مورد مفید هستند. پروفسور V.R. ویلیامز آنها را عناصر زندگی نامید.

ترکیب مواد شرکت کننده در واکنش های مرتبط با زندگی سلولی شامل تمام عناصر شیمیایی شناخته شده است که بیشتر آنها اکسیژن (75-65٪)، کربن (15-18٪)، هیدروژن (8-10٪) و نیتروژن (1، 5) است. - 3.0٪. بقیه عناصر به 2 گروه درشت مغذی ها (حدود 1.9٪) و عناصر ریز (حدود 0.1٪) تقسیم می شوند. درشت مغذی ها عبارتند از گوگرد، فسفر، کلر، پتاسیم، سدیم، منیزیم، کلسیم و آهن، تا عناصر کمیاب - روی، مس، ید، فلوئور، منگنز، سلنیوم، کبالت، مولیبدن، استرانسیم، نیکل، وانادیم، کروم و غیره. تعداد کمی هستند، اما نقش مهمی دارند - آنها بر متابولیسم تأثیر می گذارند. بدون آنها، عملکرد طبیعی هر سلول به طور جداگانه و ارگانیسم به عنوان یک کل غیرممکن است.

جدول عناصر شیمیایی در بدن انسان، نقش آنها

		اشتراک در جرم کل	نقش یا عملکرد عناصر در بدن انسان
عناصر اصلی بدن انسان
اکسیژن			برای واکنش های اکسیداسیون، در درجه اول برای فرآیند تنفس مورد نیاز است. در اکثر مواد آلی و در آب وجود دارد.
			چارچوبی از مولکول های مواد آلی را تشکیل می دهد.
			در اکثر وجود دارد ترکیبات آلیو در آب
			جزء تمام پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و بسیاری از مواد آلی دیگر.
			جزء ساختاریاستخوان ها و دندان ها برای هدایت تکانه های عصبی از طریق سیناپس ها، فرآیندهای انعقاد خون، انقباض عضلانی، لقاح مهم است.
			جزء اسیدهای نوکلئیک، فسفولیپیدها، نوکلئوتیدها که در انتقال انرژی نقش دارند. جزء ساختاری استخوان ها
			مهمترین کاتیون داخل سلولی برای هدایت تکانه های عصبی ضروری است. جزء اکثر پروتئین ها.
			این انتقال انرژی سلول است، زیرا می تواند الکترون های اکسیژن و گروه های متیل را حمل کند. از بافت ها و سلول ها در برابر فرآیندهای اکسیداتیو محافظت می کند.
			مهمترین کاتیون خارج سلولی در تنظیم حرکت مایع بین قسمت های بدن و همچنین در هدایت تکانه های عصبی شرکت می کند.
ریز عناصر بدن
			کوفاکتور آنزیمی (کیناز).
			مهمترین آنیون مایع بینابینی. همچنین برای حفظ تعادل اسمزی مهم است. در انتقال اکسیژن با خون (جابجایی کلرید) شرکت می کند.
		مقادیر کمی	جزء هموگلوبین و میوگلوبین. حامل الکترون. کوفاکتور آنزیمی (کاتالاز).
		مقادیر کمی	جزء هورمون های تیروئید.
		مقادیر کمی	جزء ویتامین B 12
سایر عناصر کمیاب عبارتند از منگنز (Mn)، مس (Cu)، روی (Zn)، فلوئور (F)، مولیبدن (Mo) و سلنیوم (Se).

_______________

منبع اطلاعات:زیست شناسی انسان در نمودارها / V.R. Pickering - 2003.

>> شیمی: عناصر شیمیایی در سلول های موجودات زنده

بیش از 70 عنصر در ترکیب موادی یافت شد که سلول های همه موجودات زنده (انسان، حیوانات، گیاهان) را تشکیل می دهند. این عناصر معمولاً به دو گروه درشت مغذی ها و ریز مغذی ها تقسیم می شوند.

درشت مغذی ها به مقدار زیاد در سلول ها یافت می شوند. اول از همه، اینها کربن، اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن هستند. در مجموع، آنها تقریباً 98٪ از کل محتوای سلول را تشکیل می دهند. علاوه بر این عناصر، درشت مغذی ها نیز شامل منیزیم، پتاسیم، کلسیم، سدیم، فسفر، گوگرد و کلر هستند. محتوای کل آنها 1.9٪ است. بدین ترتیب سهم سایر عناصر شیمیایی حدود 0.1 درصد است. اینها عناصر کمیاب هستند. اینها عبارتند از آهن، روی، منگنز، بور، مس، ید، کبالت، برم، فلوئور، آلومینیوم و غیره.

23 ریز عنصر در شیر پستانداران یافت شد: لیتیوم، روبیدیم، مس، نقره، باریم، استرانسیم، تیتانیوم، آرسنیک، وانادیم، کروم، مولیبدن، ید، فلوئور، منگنز، آهن، کبالت، نیکل و غیره.

خون پستانداران دارای 24 ریز عنصر و مغز انسان دارای 18 ریز عنصر است.

همانطور که می بینید، هیچ عنصر خاصی در سلول وجود ندارد که فقط ویژگی طبیعت زنده باشد، یعنی در سطح اتمی تفاوتی بین طبیعت زنده و بی جان وجود ندارد. این تفاوت ها فقط در سطح یافت می شوند مواد پیچیده- بر سطح مولکولی... بنابراین، همراه با مواد معدنی(آب و نمک های معدنی) سلول های موجودات زنده حاوی موادی هستند که فقط برای آنها مشخص است - مواد آلی (پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها، اسیدهای نوکلئیک، ویتامین ها، هورمون ها و غیره). این مواد عمدتاً از کربن، هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن، یعنی از درشت مغذی ها ساخته می شوند. عناصر کمیاب در مقادیر ناچیز در این مواد وجود دارند، اما نقش آنها در زندگی طبیعی موجودات بسیار زیاد است. به عنوان مثال، ترکیبات بور، منگنز، روی، کبالت به طور چشمگیری بهره وری گیاهان کشاورزی را افزایش می دهد و مقاومت آنها را در برابر انواع بیماری ها افزایش می دهد.

انسان و حیوانات از طریق گیاهانی که از آنها تغذیه می کنند، عناصر کمیاب مورد نیاز برای زندگی عادی را دریافت می کنند. اگر منگنز کافی در غذا وجود نداشته باشد، تاخیر در رشد، کندی در شروع بلوغ، اختلالات متابولیک در طول تشکیل اسکلت امکان پذیر است. افزودن کسری از یک میلی گرم نمک منگنز به جیره روزانه حیوانات این بیماری ها را از بین می برد.

کبالت بخشی از ویتامین B12 است که مسئول کار اندام های خون ساز است. کمبود کبالت در غذا اغلب باعث بیماری جدی می شود که منجر به تحلیل رفتن بدن و حتی مرگ می شود.

اهمیت عناصر کمیاب برای انسان اولین بار در مطالعه بیماری مانند گواتر بومی که به دلیل کمبود ید در غذا و آب ایجاد می شود، آشکار شد. مصرف نمک حاوی ید باعث بهبودی می شود و افزودن آن به غذا به مقدار کم از بیماری جلوگیری می کند. برای این منظور نمک خوراکی را یددار می کنند که 01/0 تا 01/0 درصد یدید پتاسیم به آن اضافه می شود.

بیشتر کاتالیزورهای آنزیمی بیولوژیکی حاوی روی، مولیبدن و برخی فلزات دیگر هستند. این عناصر که در سلول‌های موجودات زنده در مقادیر بسیار کم وجود دارند، عملکرد طبیعی بهترین مکانیسم‌های بیوشیمیایی را تضمین می‌کنند و تنظیم‌کننده‌های واقعی فرآیندهای حیاتی هستند.

بسیاری از ریز عناصر موجود در ویتامین ها - مواد آلی با طبیعت شیمیایی مختلف هستند که با غذا در مقادیر کم وارد بدن می شوند و تأثیر زیادی بر متابولیسم و ​​عملکردهای حیاتی بدن دارند. در عمل بیولوژیکی خود به آنزیم ها نزدیک هستند، اما آنزیم ها توسط سلول های بدن تولید می شوند و ویتامین ها معمولاً با غذا تامین می شوند. منابع ویتامین ها گیاهان هستند: مرکبات، گل رز، جعفری، پیاز، سیر و بسیاری دیگر. برخی از ویتامین ها - A، B1، B2، K - به صورت مصنوعی به دست می آیند. ویتامین ها نام خود را از دو کلمه گرفته اند: vita - زندگی و آمین - حاوی نیتروژن.

عناصر کمیاب نیز بخشی از هورمون ها هستند - از نظر بیولوژیکی مواد فعالتنظیم کار اندام ها و سیستم های اندام های انسان و حیوان. آنها نام خود را از کلمه یونانی harmao گرفته اند - من تسخیر می کنم. هورمون ها توسط غدد درون ریز تولید می شوند و وارد جریان خون می شوند که آنها را در سراسر بدن حمل می کند. برخی از هورمون ها به صورت مصنوعی تولید می شوند.

1. درشت مغذی ها و ریز عناصر.

2. نقش عناصر کمیاب در زندگی گیاهان، حیوانات و انسان.

3. مواد آلی: پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها.

4. آنزیم ها.

5. ویتامین ها.

6. هورمون ها.

تفاوت بین طبیعت زنده و بی جان در کدام سطح از اشکال وجود یک عنصر شیمیایی آغاز می شود؟

چرا به درشت مغذی های فردی بیوژنیک نیز گفته می شود؟ آنها را فهرست کنید.

محتوای درس طرح کلی درسفن آوری های تعاملی از روش های شتاب دهنده ارائه درس پشتیبانی می کند تمرین وظایف و تمرینات کارگاه های خودآزمایی، آموزش ها، موارد، سوالات بحث تکلیف منزل سوالات بلاغیاز دانش آموزان تصاویر صوتی، کلیپ های ویدئویی و چند رسانه ایعکس ها، تصاویر نمودار، جداول، طرح های طنز، حکایت ها، سرگرمی، تمثیل های کمیک، گفته ها، جدول کلمات متقاطع، نقل قول ها افزونه ها چکیده هاتراشه های مقالات برای ورق های تقلب کنجکاو کتاب های درسی پایه و واژگان اضافی اصطلاحات دیگران بهبود کتب درسی و دروسرفع اشکال در آموزشبه روز رسانی بخشی در کتاب درسی عناصر نوآوری در درس جایگزین دانش منسوخ شده با دانش جدید فقط برای معلمان درس های کامل طرح تقویمبرای یک سال دستورالعمل هادستور کار بحث دروس تلفیقی

در سلول های موجودات مختلف، حدود 70 عنصر جدول تناوبی عناصر D.I.Mendeleev یافت شد، اما تنها 24 مورد از آنها دارای ارزش کاملاً تثبیت شده هستند و به طور مداوم در همه انواع سلول ها یافت می شوند.

بزرگترین وزن مخصوص در ترکیب عنصری سلول، اکسیژن، کربن، هیدروژن و نیتروژن است. اینها به اصطلاح هستند اصلییا بیوژنیکعناصر. این عناصر بیش از 95 درصد از جرم سلول ها را تشکیل می دهند و محتوای نسبی آنها در ماده زنده بسیار بیشتر از پوسته زمین... کلسیم، فسفر، گوگرد، پتاسیم، کلر، سدیم، منیزیم، ید و آهن نیز حیاتی هستند. محتوای آنها در سلول به دهم و صدم درصد محاسبه می شود. موارد ذکر شده یک گروه را تشکیل می دهند درشت مغذی ها.

سایر عناصر شیمیایی: مس، منگنز، مولیبدن، کبالت، روی، بور، فلوئور، کروم، سلنیوم، آلومینیوم، ید، آهن، سیلیکون - در مقادیر بسیار کم (کمتر از 0.01٪ از جرم سلول) موجود است. آنها متعلق به گروه هستند عناصر کمیاب.

درصد این یا آن عنصر در بدن به هیچ وجه میزان اهمیت و ضرورت آن را در بدن مشخص نمی کند. بنابراین، به عنوان مثال، بسیاری از عناصر کمیاب بخشی از مواد فعال بیولوژیکی مختلف هستند - آنزیم ها، ویتامین ها (کبالت بخشی از ویتامین B12 است)، هورمون ها (ید بخشی از تیروکسین است)؛ آنها بر رشد و تکامل ارگانیسم ها تأثیر می گذارند (روی، منگنز، مس)، خون سازی (آهن، مس)، فرآیندهای تنفس سلولی (مس، روی) و غیره. محتوا و اهمیت فعالیت حیاتی سلول ها و بدن به طور کلی در جدول آورده شده است:

مهمترین عناصر شیمیایی سلول

عنصر	سمبل	محتوای تقریبی، %	اهمیت برای سلول و ارگانیسم
اکسیژن	O	62	بخشی از آب و مواد آلی؛ در تنفس سلولی شرکت می کند
کربن	سی	20	بخشی از تمام مواد آلی
هیدروژن	اچ	10	بخشی از آب و مواد آلی؛ در فرآیندهای تبدیل انرژی شرکت می کند
نیتروژن	ن	3	بخشی از اسیدهای آمینه، پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، ATP، کلروفیل، ویتامین ها
کلسیم	حدود	2,5	بخشی از دیواره سلولی گیاهان، استخوان ها و دندان ها است، لخته شدن خون و انقباض فیبرهای عضلانی را افزایش می دهد.
فسفر	پ	1,0	بخشی از بافت استخوان و مینای دندان، اسیدهای نوکلئیک، ATP، برخی آنزیم ها
گوگرد	اس	0,25	بخشی از اسیدهای آمینه (سیستئین، سیستین و متیونین)، برخی ویتامین ها، در تشکیل پیوندهای دی سولفیدی در طول تشکیل ساختار سوم پروتئین ها شرکت می کنند.
پتاسیم	ک	0,25	موجود در سلول فقط به شکل یون، آنزیم های سنتز پروتئین را فعال می کند، ریتم طبیعی فعالیت قلبی را تعیین می کند، در فرآیندهای فتوسنتز، تولید پتانسیل های بیوالکتریک شرکت می کند.
کلر	Cl	0,2	یک یون منفی در بدن حیوانات غالب است. ترکیب اسید هیدروکلریک در شیره معده
سدیم	Na	0,1	تنها به شکل یون در سلول موجود است، ریتم طبیعی فعالیت قلبی را تعیین می کند، بر سنتز هورمون ها تأثیر می گذارد.
منیزیم	Mg	0,07	این بخشی از مولکول های کلروفیل و همچنین استخوان ها و دندان ها است، متابولیسم انرژی و سنتز DNA را فعال می کند.
ید	من	0,01	بخشی از هورمون های تیروئید
اهن	Fe	آثار	این بخشی از بسیاری از آنزیم ها، هموگلوبین و میوگلوبین است، در بیوسنتز کلروفیل، در انتقال الکترون ها، در فرآیندهای تنفس و فتوسنتز شرکت می کند.
مس	مس	آثار	این بخشی از هموسیانین ها در بی مهرگان است، بخشی از برخی آنزیم ها، در فرآیندهای خون سازی، فتوسنتز، سنتز هموگلوبین شرکت می کند.
منگنز	منگنز	آثار	بخشی از یا افزایش فعالیت آنزیم های خاصی است، در رشد استخوان ها، جذب نیتروژن و فرآیند فتوسنتز شرکت می کند.
مولیبدن	مو	آثار	این بخشی از برخی آنزیم ها (نیترات ردوکتاز) است، در فرآیندهای اتصال نیتروژن اتمسفر توسط باکتری های ندول شرکت می کند.
کبالت	شرکت	آثار	بخشی از ویتامین B12، در تثبیت نیتروژن اتمسفر توسط باکتری های ندول شرکت می کند
بور	ب	آثار	بر فرآیندهای رشد گیاهان تأثیر می گذارد، آنزیم های ترمیم کننده تنفس را فعال می کند
فلز روی	روی	آثار	بخشی از آنزیم هایی که پلی پپتیدها را تجزیه می کنند، در سنتز هورمون های گیاهی (اکسین ها) و گلیکولیز شرکت می کنند.
فلوئور	اف	آثار	بخشی از مینای دندان و استخوان