Prave linije i ravni oko nas. Avion u svemiru - potrebne informacije
Stanica: kemijski sastav, građa, funkcije organela.
Kemijski sastav stanice. Makro i mikroelementi. Odnos strukture i funkcija anorganskih i organska tvar(proteini, nukleinske kiseline, ugljikohidrati, lipidi, ATP) koji čine stanicu. Uloga kemijske tvari u stanici i ljudskom tijelu.
Organizmi se sastoje od stanica. Stanice različitih organizama imaju sličan kemijski sastav. Tablica 1 prikazuje glavne kemijski elementi nalazi u stanicama živih organizama.
Tablica 1. Sadržaj kemijskih elemenata u stanici
| Element | Količina, % | Element | Količina, % |
| Kisik | 65-75 | Kalcij | 0,04-2,00 |
| Ugljik | 15-18 | Magnezij | 0,02-0,03 |
| Vodik | 8-10 | Natrij | 0,02-0,03 |
| Dušik | 1,5-3,0 | Željezo | 0,01-0,015 |
| Fosfor | 0,2-1,0 | Cinkov | 0,0003 |
| Kalij | 0,15-0,4 | Bakar | 0,0002 |
| Sumpor | 0,15-0,2 | Jod | 0,0001 |
| Klor | 0,05-0,10 | Fluor | 0,0001 |
Prva skupina uključuje kisik, ugljik, vodik i dušik. Oni čine gotovo 98% ukupnog staničnog sastava.
Druga skupina uključuje kalij, natrij, kalcij, sumpor, fosfor, magnezij, željezo, klor. Njihov sadržaj u stanici je desetinke i stotinke postotka. Elementi ove dvije skupine pripadaju makronutrijenti(od grčkog. makro- velik).
Ostali elementi, predstavljeni u ćeliji sa stotinkama i tisućinkama postotka, uključeni su u treću skupinu. to elementi u tragovima(od grčkog. mikro- mali).
U ćeliji nisu pronađeni elementi koji su svojstveni samo živoj prirodi. Svi navedeni kemijski elementi također su dio nežive prirode. To ukazuje na jedinstvo žive i nežive prirode.
Nedostatak bilo kojeg elementa može dovesti do bolesti, pa čak i smrti tijela, budući da svaki element igra određenu ulogu. Makronutrijenti prve skupine čine osnovu biopolimera - proteina, ugljikohidrata, nukleinskih kiselina, kao i lipida, bez kojih je život nemoguć. Sumpor je dio nekih proteina, fosfor je dio nukleinskih kiselina, željezo je dio hemoglobina, a magnezij dio klorofila. Kalcij igra važna uloga u metabolizmu.
Neki od kemijskih elemenata sadržanih u stanici dio su anorganskih tvari - mineralnih soli i vode.
Mineralne soli nalaze se u stanici, u pravilu, u obliku kationa (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) i aniona (HPO 2- / 4, H 2 PO - / 4, CI -, HCO 3 ), čiji omjer određuje kiselost okoliša, što je važno za vitalnu aktivnost stanica.
(U mnogim stanicama medij je blago lužnat i njegov pH se gotovo ne mijenja, jer se u njemu stalno održava određeni omjer kationa i aniona.)
Anorganske tvari u živoj prirodi igra veliku ulogu voda.
Život je nemoguć bez vode. Čini značajnu masu većine stanica. Mnogo je vode sadržano u stanicama ljudskog mozga i embrija: više od 80% vode; u stanicama masnog tkiva - samo 40.% Do starosti se sadržaj vode u stanicama smanjuje. Osoba koja je izgubila 20% vode umire.
Jedinstvena svojstva vode određuju njezinu ulogu u tijelu. Sudjeluje u regulaciji topline, što je zbog velikog toplinskog kapaciteta vode – potrošnje veliki broj energije pri zagrijavanju. Što određuje veliki toplinski kapacitet vode?
U molekuli vode atom kisika je kovalentno vezan za dva atoma vodika. Molekula vode je polarna, budući da atom kisika ima djelomično negativan naboj, a svaki od dva atoma vodika ima
Djelomično pozitivan naboj. Između atoma kisika jedne molekule vode i atoma vodika druge molekule stvara se vodikova veza. Vodikove veze osiguravaju vezu veliki broj molekule vode. Kada se voda zagrijava, značajan dio energije troši se na razbijanje vodikovih veza, što određuje njen veliki toplinski kapacitet.
voda - dobro otapalo... Zbog svog polariteta, njegove molekule komuniciraju s pozitivno i negativno nabijenim ionima, čime se olakšava otapanje tvari. U odnosu na vodu sve se stanične tvari dijele na hidrofilne i hidrofobne.
Hidrofilna(od grčkog. hidro- voda i phileo- Volim) su tvari koje se otapaju u vodi. To uključuje ionske spojeve (na primjer, soli) i neke neionske spojeve (na primjer, šećere).
Hidrofobna(od grčkog. hidro- voda i fobos- strah) su tvari koje su netopive u vodi. To uključuje, na primjer, lipide.
Voda igra važnu ulogu u kemijskim reakcijama u stanici tijekom vodene otopine... Otapa metaboličke produkte koji su tijelu nepotrebni i time olakšava njihovo uklanjanje iz tijela. Visok sadržaj vode u stanici daje to elastičnost... Voda olakšava kretanje različitih tvari unutar ili od stanice do stanice.
Tijela žive i nežive prirode sastoje se od istih kemijskih elemenata. Sastav živih organizama uključuje anorganske tvari - vodu i mineralne soli. Brojne vitalne funkcije vode u stanici posljedica su karakteristika njezinih molekula: njihovog polariteta, sposobnosti stvaranja vodikovih veza.
ANORGANSKE STANIČNE KOMPONENTE
Druga vrsta klasifikacije elemenata u ćeliji:
Makronutrijenti uključuju kisik, ugljik, vodik, fosfor, kalij, sumpor, klor, kalcij, magnezij, natrij i željezo.
Elementi u tragovima uključuju mangan, bakar, cink, jod, fluor.
Ultramikroelementi uključuju srebro, zlato, brom, selen.
| ELEMENTI | SADRŽAJ U TIJELU (%) | BIOLOŠKA VRIJEDNOST |
| Makronutrijenti: | ||
| O.C.H.N | O - 62%, C - 20%, H - 10%, N - 3% |
Dio su svih organskih tvari stanice, vode |
| Fosfor P | 1,0 | Sastoje se od nukleinskih kiselina, ATP-a (tvori visokoenergetske veze), enzima, koštanog tkiva i zubne cakline |
| Kalcij Ca +2 | 2,5 | U biljkama je dio stanične membrane, kod životinja - u sastavu kostiju i zuba, aktivira zgrušavanje krvi |
| Elementi u tragovima: | 1-0,01 | |
| Sumpor S | 0,25 | Dio proteina, vitamina i enzima |
| Kalij K+ | 0,25 | Uvjetuje provođenje živčanih impulsa; aktivator enzima sinteze proteina, procesa fotosinteze, rasta biljaka |
| Klor CI - | 0,2 | U obliku je sastavni dio želučanog soka klorovodične kiseline, aktivira enzime |
| Natrij Na+ | 0,1 | Omogućuje provođenje živčanih impulsa, održava osmotski tlak u stanici, potiče sintezu hormona |
| Magnezij Mg +2 | 0,07 | Dio molekule klorofila, koji se nalazi u kostima i zubima, aktivira sintezu DNK, energetski metabolizam |
| jod I - | 0,1 | Dio hormona štitnjače - tiroksin, utječe na metabolizam |
| Željezo Fe + 3 | 0,01 | Dio je hemoglobina, mioglobina, leće i rožnice oka, aktivator enzima, sudjeluje u sintezi klorofila. Omogućuje transport kisika do tkiva i organa |
| Ultramikroelementi: | manje od 0,01, količine u tragovima | |
| Cu bakar +2 | Sudjeluje u procesima hematopoeze, fotosinteze, katalizira unutarstanične oksidativne procese | |
| Mangan Mn | Povećava produktivnost biljaka, aktivira proces fotosinteze, utječe na procese hematopoeze | |
| Bor B | Utječe na procese rasta biljaka | |
| Fluor F | Dio je zubne cakline, s nedostatkom se razvija karijes, s viškom - fluoroza | |
| Tvari: | ||
| H 2 0 | 60-98 | Ona čini unutarnju okolinu tijela, sudjeluje u procesima hidrolize i strukturira stanicu. Univerzalno otapalo, katalizator, sudionik kemijske reakcije |
KOMPONENTE ORGANSKIH STANICA
| TVARI | STRUKTURA I SVOJSTVA | FUNKCIJE |
| Lipidi | ||
| Esteri najvišeg masne kiseline i glicerin. Sastav fosfolipida dodatno sadrži ostatak N 3 RO4.Imaju hidrofobna ili hidrofilno-hidrofobna svojstva, visoki energetski intenzitet. | Izgradnja- tvori bilipidni sloj svih membrana. Energija. Termoregulacijski. Zaštitni. Hormonski(kortikosteroidi, spolni hormoni). Sastojci vitamina D, E. Izvor vode u tijelu.Rezervni nutrijent |
|
| Ugljikohidrati | ||
monosaharidi: glukoza, fruktoza, riboza, deoksiriboza |
Dobro topiv u vodi | Energija |
disaharidi: saharoza, maltoza (sladni šećer) |
Vodotopljivi | Komponente DNK, RNA, ATP |
polisaharidi: škrob, glikogen, celuloza |
Slabo topiv ili netopiv u vodi | Rezervirajte hranjivu tvar. Građevina - ljuska biljne stanice |
| Vjeverice | Polimeri. Monomeri - 20 aminokiselina. | Enzimi su biokatalizatori. |
| I struktura je slijed aminokiselina u polipeptidnom lancu. Veza - peptid - CO- NH- | Konstrukcija - dio su membranskih struktura, ribosoma. | |
| II struktura - a-spirala, veza - vodik | Motor (kontraktilni proteini mišića). | |
| III struktura - prostorna konfiguracija a-spirale (globule). Veze - ionske, kovalentne, hidrofobne, vodikove | Transport (hemoglobin). Zaštitna (antitijela) Regulatorna (hormoni, inzulin) | |
| Struktura IV nije tipična za sve proteine. Povezivanje više polipeptidnih lanaca u jednu nadgradnju Slabo su topljivi u vodi. Djelovanje visokih temperatura, koncentrirane kiseline i lužine, soli teških metala izaziva denaturaciju | ||
| Nukleinske kiseline: | Biopolimeri. Sastoje se od nukleotida | |
| DNK je deoksi ribonukleinska kiselina. | Sastav nukleotida: deoksiriboza, dušične baze - adenin, gvanin, citozin, timin, ostatak fosforne kiseline - H 3 PO 4. Komplementarnost dušičnih baza A = T, G = C. Dvostruka spirala. Sposoban za samoudvostručavanje |
Formirajte kromosome. Pohranjivanje i prijenos nasljednih informacija, genetski kod... Biosinteza RNA, proteina. Kodira primarnu strukturu proteina. Sadrži u jezgri, mitohondrijima, plastidima |
| RNA označava ribonukleinsku kiselinu. | Sastav nukleotida: riboza, dušične baze - adenin, gvanin, citozin, uracil, ostatak H 3 PO 4 Komplementarnost dušičnih baza A = Y, G = C. Jedan lanac | |
| Informacijska RNA | Prijenos informacija o primarnoj strukturi proteina je uključen u biosintezu proteina | |
| Ribosomska RNA | Gradi tijelo ribosoma | |
| Transportna RNA | Kodira i prenosi aminokiseline na mjesto sinteze proteina – ribosome | |
| Virusna RNA i DNK | Genetski aparat virusa | |
Struktura proteina
Enzimi.
Najvažnija funkcija proteina je katalitička. Proteinske molekule koje povećavaju brzinu kemijskih reakcija u stanici za nekoliko redova veličine nazivaju se enzimi... Niti jedan biokemijski proces u tijelu ne odvija se bez sudjelovanja enzima.
Do sada je otkriveno više od 2000 enzima. Njihova učinkovitost je višestruko veća od učinkovitosti anorganskih katalizatora koji se koriste u proizvodnji. Dakle, 1 mg željeza u enzimu katalaze zamjenjuje 10 tona anorganskog željeza. Katalaza povećava brzinu razgradnje vodikovog peroksida (N 2 O 2) za 10 11 puta. Enzim koji katalizira reakciju stvaranja ugljične kiseline (CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3), ubrzava reakciju 10 7 puta.
Važno svojstvo enzima je specifičnost njihovog djelovanja; svaki enzim katalizira samo jednu ili malu skupinu sličnih reakcija.
Tvar na koju enzim djeluje tzv supstrat... Strukture molekule enzima i supstrata moraju se točno podudarati. To objašnjava specifičnost djelovanja enzima. Kada se supstrat spoji s enzimom, prostorna struktura enzima se mijenja.
Slijed interakcije između enzima i supstrata može se shematski prikazati:
Supstrat + Enzim - Kompleks enzim-supstrat - Enzim + Proizvod.
Iz dijagrama se može vidjeti da se supstrat kombinira s enzimom i tvori kompleks enzim-supstrat. U tom slučaju, supstrat se pretvara u novu tvar - proizvod. U završnoj fazi, enzim se oslobađa od produkta i ponovno ulazi u interakciju sa sljedećom molekulom supstrata.
Enzimi djeluju samo pri određenoj temperaturi, koncentraciji tvari, kiselosti okoliša. Promjena uvjeta dovodi do promjene tercijarne i kvartarne strukture proteinske molekule, a posljedično i do supresije aktivnosti enzima. Kako se to događa? Samo određeni dio molekule enzima, tzv aktivni centar... Aktivno mjesto sadrži od 3 do 12 aminokiselinskih ostataka i nastaje kao rezultat savijanja polipeptidnog lanca.
Pod utjecajem različitih čimbenika mijenja se struktura molekule enzima. U tom slučaju, prostorna konfiguracija aktivnog centra je poremećena, a enzim gubi svoju aktivnost.
Enzimi su proteini koji djeluju kao biološki katalizatori. Zahvaljujući enzimima, brzina kemijskih reakcija u stanicama povećava se za nekoliko redova veličine. Važno svojstvo enzima je specifičnost djelovanja pod određenim uvjetima.
Nukleinske kiseline.
Nukleinske kiseline otkrivene su u drugoj polovici 19. stoljeća. Švicarski biokemičar F. Mischer, koji je izolirao tvar s visokim sadržajem dušika i fosfora iz jezgri stanica i nazvao je "nuklein" (od lat. jezgra- jezgra).
Skladište nukleinskih kiselina nasljedne informacije o strukturi i funkcioniranju svake stanice i svih živih bića na Zemlji. Postoje dvije vrste nukleinskih kiselina - DNK (deoksiribonukleinska kiselina) i RNA (ribonukleinska kiselina). Nukleinske kiseline, kao i proteini, specifične su vrste, odnosno svaka vrsta ima svoj tip DNK. Da bismo saznali razloge specifičnosti vrste, razmotrimo strukturu nukleinskih kiselina.
Molekule nukleinske kiseline su vrlo dugi lanci od mnogo stotina ili čak milijuna nukleotida. Svaka nukleinska kiselina sadrži samo četiri vrste nukleotida. Funkcije molekula nukleinske kiseline ovise o njihovoj strukturi, njihovim sastavnim nukleotidima, njihovom broju u lancu i slijedu spoja u molekuli.
Svaki nukleotid ima tri komponente: dušičnu bazu, ugljikohidrate i fosfornu kiselinu. Svaki nukleotid DNK sadrži jednu od četiri vrste dušičnih baza (adenin - A, timin - T, gvanin - G ili citozin - C), kao i dezoksiribozu ugljikohidrata i ostatak fosforne kiseline.
Dakle, DNK nukleotidi se razlikuju samo po vrsti dušične baze.
Molekula DNK sastoji se od ogromnog broja nukleotida povezanih u lanac u određenom slijedu. Svaka vrsta molekule DNK ima svoj broj i slijed nukleotida.
Molekule DNK su vrlo dugačke. Na primjer, za zapisivanje slijeda nukleotida u molekulama DNA iz jedne ljudske stanice (46 kromosoma), bila bi potrebna knjiga od oko 820.000 stranica. Izmjenom četiri vrste nukleotida može se formirati beskonačan broj varijanti molekula DNA. Ove strukturne značajke molekula DNK omogućuju im pohranjivanje ogromne količine informacija o svim karakteristikama organizama.
Godine 1953. američki biolog J. Watson i engleski fizičar F. Crick je stvorio model strukture molekule DNK. Znanstvenici su otkrili da se svaka molekula DNK sastoji od dva lanca, međusobno povezana i spiralno uvijena. Izgleda kao dvostruka spirala. U svakom lancu izmjenjuju se četiri tipa nukleotida u određenom slijedu.
Nukleotidni sastav DNK se razlikuje različiti tipovi bakterije, gljive, biljke, životinje. Ali to se ne mijenja s godinama, malo ovisi o promjenama okoliš... Nukleotidi su upareni, odnosno broj nukleotida adenina u bilo kojoj molekuli DNA jednak je broju nukleotida timidina (AT), a broj nukleotida citozina jednak je broju nukleotida gvanina (C-G). To je zbog činjenice da se veza dvaju lanaca međusobno u molekuli DNK pokorava određenom pravilu, naime: adenin jednog lanca uvijek je vezan dvjema vodikovim vezama samo s timinom drugog lanca, a gvanin je uvijek povezani trima vodikovim vezama s citozinom, odnosno nukleotidni lanci jedne molekule DNA su komplementarni, međusobno komplementarni.
Molekule nukleinske kiseline – DNK i RNA građene su od nukleotida. Sastav DNA nukleotida uključuje dušičnu bazu (A, T, G, C), ugljikohidrat deoksiriboze i ostatak molekule fosforne kiseline. Molekula DNA je dvostruka spirala koja se sastoji od dva lanca spojena vodikovim vezama prema principu komplementarnosti. Funkcija DNK je pohranjivanje nasljednih informacija.
U stanicama svih organizama nalaze se ATP molekule – adenozin trifosforna kiselina. ATP je univerzalna stanična tvar, čija molekula ima veze bogate energijom. ATP molekula je jedna vrsta nukleotida, koji se, kao i drugi nukleotidi, sastoji od tri komponente: dušične baze - adenina, ugljikohidrata - riboze, ali umjesto jedne sadrži tri ostatka molekula fosforne kiseline (slika 12). Veze naznačene na slici sa ikonom bogate su energijom i nazivaju se makroergijski... Svaki ATP molekula sadrži dvije makroergijske veze.
Kada se visokoenergetska veza prekine i uz pomoć enzima cijepa jedna molekula fosforne kiseline, oslobađa se 40 kJ/mol energije, dok se ATP pretvara u ADP – adenozin difosfornu kiselinu. Kada se još jedna molekula fosforne kiseline odcijepi, oslobađa se još 40 kJ/mol; Nastaje AMP - adenozin monofosforna kiselina. Ove reakcije su reverzibilne, odnosno AMP se može pretvoriti u ADP, ADP - u ATP.
ATP molekule se ne samo cijepaju, već se i sintetiziraju, pa je njihov sadržaj u stanici relativno konstantan. ATP vrijednost u životu stanice je ogromna. Ove molekule imaju vodeću ulogu u energetskom metabolizmu potrebnom za osiguravanje vitalne aktivnosti stanice i tijela u cjelini.
Riža. ATP strukturni dijagram.| adenin - |
Molekula RNA, u pravilu, je jedan lanac, koji se sastoji od četiri vrste nukleotida - A, Y, G, C. Postoje tri glavne vrste RNA: mRNA, rRNA, tRNA. Sadržaj RNA molekula u stanici nije konstantan, one su uključene u biosintezu proteina. ATP je univerzalna energetska tvar stanice koja sadrži veze bogate energijom. ATP igra središnju ulogu u energetskom metabolizmu u stanici. RNA i ATP nalaze se i u jezgri i u citoplazmi stanice.
86 elemenata koji se nalaze u ljudskom tijelu periodični sustav Mendeljejeva, koji su stalno prisutni, od kojih je 25 potrebno za normalan život, od kojih je 18 apsolutno, a 7 korisnih. Profesor V.R. Williams ih je nazvao elementima života.
Sastav tvari koje sudjeluju u reakcijama vezanim za život stanice uključuje sve poznate kemijske elemente, većina njih su kisik (65-75%), ugljik (15-18%), vodik (8-10%) i dušik (1,5). - 3,0%). Ostali elementi podijeljeni su u 2 skupine: makronutrijenti (oko 1,9%) i mikroelementi (oko 0,1%). Makronutrijenti su sumpor, fosfor, klor, kalij, natrij, magnezij, kalcij i željezo, do elemenata u tragovima - cink, bakar, jod, fluor, mangan, selen, kobalt, molibden, stroncij, nikal, krom, vanadij itd. malobrojni, ali imaju važnu ulogu – utječu na metabolizam. Bez njih je nemoguće normalno funkcioniranje svake stanice zasebno i organizma u cjelini.
Tablica kemijskih elemenata u ljudskom tijelu, njihova uloga
|
Udio u ukupnoj masi % |
Uloga ili funkcija elemenata u ljudskom tijelu |
||
Glavni elementi ljudskog tijela |
|||
|
Kisik |
Potreban za oksidacijske reakcije, prvenstveno za proces disanja. Prisutan je u većini organskih tvari i u vodi. |
||
|
Formira okvir od molekula organskih tvari. |
|||
|
Prisutno u većini organski spojevi i u vodi. |
|||
|
Sastojak svih proteina, nukleinskih kiselina i mnogih drugih organskih tvari. |
|||
|
Strukturna komponenta kosti i zubi. Važan je za provođenje živčanih impulsa kroz sinapse, procese zgrušavanja krvi, kontrakciju mišića, oplodnju. |
|||
|
Komponenta nukleinskih kiselina, fosfolipida, nukleotida uključenih u prijenos energije. Strukturna komponenta kostiju. |
|||
|
Najvažniji intracelularni kation. Neophodan je za provođenje živčanih impulsa. Komponenta većine proteina. |
|||
|
To je prijenos energije stanice, jer može nositi elektrone kisika i metilne skupine. Štiti tkiva i stanice od oksidativnih procesa. |
|||
|
Najvažniji izvanstanični kation. Sudjeluje u regulaciji kretanja tekućine između dijelova tijela, kao i u provođenju živčanih impulsa. |
|||
Mikroelementi tijela |
|||
|
Enzimski kofaktor (kinaza). |
|||
|
Najvažniji anion intersticijske tekućine. Također važan za održavanje osmotske ravnoteže. Sudjeluje u transportu kisika s krvlju (pomicanje klorida). |
|||
|
količine u tragovima |
Komponenta hemoglobina i mioglobina. Nosač elektrona. Enzimski kofaktor (katalaza). |
||
|
količine u tragovima |
Komponenta hormona štitnjače. |
||
|
količine u tragovima |
Komponenta vitamina B 12 |
||
|
Ostali elementi u tragovima uključuju mangan (Mn), bakar (Cu), cink (Zn), fluor (F), molibden (Mo) i selen (Se). |
|||
_______________
Izvor informacija: Ljudska biologija u dijagramima / V.R. Pickering - 2003.
>> Kemija: Kemijski elementi u stanicama živih organizama
U sastavu tvari koje tvore stanice svih živih organizama (ljudi, životinje, biljke) pronađeno je više od 70 elemenata. Ti se elementi obično dijele u dvije skupine: makronutrijenti i mikronutrijenti.
Makronutrijenti se nalaze u stanicama u velikim količinama. Prije svega, to su ugljik, kisik, dušik i vodik. Ukupno čine gotovo 98% ukupnog sadržaja stanica. Osim ovih elemenata, makronutrijenti uključuju i magnezij, kalij, kalcij, natrij, fosfor, sumpor i klor. Njihov ukupni sadržaj je 1,9%. Dakle, udio ostalih kemijskih elemenata iznosi oko 0,1%. To su elementi u tragovima. To uključuje željezo, cink, mangan, bor, bakar, jod, kobalt, brom, fluor, aluminij itd.
U mlijeku sisavaca pronađena su 23 mikroelementa: litij, rubidij, bakar, srebro, barij, stroncij, titan, arsen, vanadij, krom, molibden, jod, fluor, mangan, željezo, kobalt, nikal itd.
Krv sisavaca sadrži 24 mikroelementa, a ljudski mozak 18 mikroelemenata.
Kao što vidite, u stanici nema posebnih elemenata koji su karakteristični samo za živu prirodu, odnosno na atomskoj razini ne postoje razlike između žive i nežive prirode. Te se razlike nalaze samo na razini složene tvari- na molekularnoj razini... Dakle, zajedno sa anorganske tvari(voda i mineralne soli) stanice živih organizama sadrže tvari koje su karakteristične samo za njih - organske tvari (bjelančevine, masti, ugljikohidrati, nukleinske kiseline, vitamini, hormoni i dr.). Te su tvari izgrađene uglavnom od ugljika, vodika, kisika i dušika, odnosno od makronutrijenata. Elementi u tragovima sadržani su u ovim tvarima u neznatnim količinama, međutim, njihova je uloga u normalnom životu organizama ogromna. Na primjer, spojevi bora, mangana, cinka, kobalta naglo povećavaju produktivnost pojedinih poljoprivrednih biljaka i povećavaju njihovu otpornost na različite vrste bolesti.
Čovjek i životinje dobivaju elemente u tragovima koji su im potrebni za normalan život putem biljaka kojima se hrane. Ako u hrani nema dovoljno mangana, tada je moguće usporavanje rasta, usporavanje početka puberteta, metabolički poremećaji tijekom formiranja kostura. Dodavanje frakcija od miligrama manganovih soli dnevnom obroku životinja eliminira ove bolesti.
Kobalt je dio vitamina B12, koji je odgovoran za rad organa za stvaranje krvi. Nedostatak kobalta u hrani često uzrokuje ozbiljne bolesti, što dovodi do iscrpljivanja organizma, pa čak i smrti.
Važnost elemenata u tragovima za čovjeka prvi put je otkrivena u proučavanju bolesti poput endemske guše, koja je uzrokovana nedostatkom joda u hrani i vodi. Uzimanje soli koja sadrži jod dovodi do oporavka, a dodavanje u hranu u malim količinama sprječava bolest. U tu svrhu jodira se kuhinjska sol, kojoj se dodaje 0,001-0,01% kalijevog jodida.
Većina bioloških enzimskih katalizatora sadrži cink, molibden i neke druge metale. Ovi elementi, sadržani u stanicama živih organizama u vrlo malim količinama, osiguravaju normalno funkcioniranje najfinijih biokemijskih mehanizama, pravi su regulatori vitalnih procesa.
Brojni mikroelementi sadržani su u vitaminima – organskim tvarima različite kemijske prirode koje u malim dozama ulaze u organizam s hranom i imaju velik učinak na metabolizam i opće vitalne funkcije organizma. Po svom biološkom djelovanju bliski su enzimima, ali enzime proizvode stanice tijela, a vitamini se obično opskrbljuju hranom. Izvori vitamina su biljke: agrumi, šipak, peršin, luk, češnjak i mnogi drugi. Neki vitamini - A, B1, B2, K - dobivaju se sintetički. Vitamini su dobili ime po dvije riječi: vita - život i amin - koji sadrži dušik.
Elementi u tragovima također su dio hormona – biološki djelatne tvari reguliranje rada organa i sustava ljudskih i životinjskih organa. Ime su dobili od grčke riječi harmao – pobjeđujem. Hormone proizvode endokrine žlijezde i ulaze u krvotok, koji ih prenosi po cijelom tijelu. Neki hormoni se proizvode sintetički.
1. Makronutrijenti i mikroelementi.
2. Uloga elemenata u tragovima u životu biljaka, životinja i ljudi.
3. Organska tvar: proteini, masti, ugljikohidrati.
4. Enzimi.
5. Vitamini.
6. Hormoni.
Na kojoj razini oblika postojanja kemijskog elementa počinje razlika između žive i nežive prirode?
Zašto se pojedini makronutrijenti nazivaju i biogeni? Navedite ih.
Sadržaj lekcije nacrt lekcije podrška okvir predavanja prezentacija akceleratorske metode interaktivne tehnologije Praksa zadaci i vježbe radionice za samotestiranje, treninzi, slučajevi, zadaci pitanja za raspravu o domaćoj zadaći retorička pitanja od studenata Ilustracije audio, video isječke i multimediju fotografije, slike, grafikoni, tablice, sheme humor, vicevi, vicevi, strip parabole, izreke, križaljke, citati Dodaci sažetakačlanci čipovi za znatiželjne cheat sheets udžbenici osnovni i dodatni vokabular pojmova ostali Poboljšanje udžbenika i lekcijaispravci grešaka u vodiču ažuriranje ulomka u udžbeniku elementi inovacije u lekciji zamjena zastarjelih znanja novima Samo za učitelje savršene lekcije kalendarski plan za godinu smjernice dnevni red rasprave Integrirane lekcijeU stanicama različitih organizama pronađeno je oko 70 elemenata periodnog sustava elemenata D.I.Mendeleeva, ali samo 24 od njih imaju potpuno utvrđenu vrijednost i stalno se nalaze u svim vrstama stanica.
Najveća specifična težina u elementarnom sastavu stanice je kisik, ugljik, vodik i dušik. To su tzv glavni ili biogeni elementi. Ti elementi čine više od 95% mase stanica, a njihov je relativni sadržaj u živoj tvari mnogo veći nego u zemaljska kora... Kalcij, fosfor, sumpor, kalij, klor, natrij, magnezij, jod i željezo su također vitalni. Njihov sadržaj u ćeliji izračunava se u desetinkama i stotinkama postotka. Navedene stavke čine grupu makronutrijenti.
Ostali kemijski elementi: bakar, mangan, molibden, kobalt, cink, bor, fluor, krom, selen, aluminij, jod, željezo, silicij – sadržani su u iznimno malim količinama (manje od 0,01% mase stanice). Oni pripadaju grupi elementi u tragovima.
Postotak ovog ili onog elementa u tijelu ni na koji način ne karakterizira stupanj njegove važnosti i nužnosti u tijelu. Tako, na primjer, mnogi elementi u tragovima su dio raznih biološki aktivnih tvari - enzima, vitamina (kobalt je dio vitamina B12), hormona (jod je dio tiroksina); utječu na rast i razvoj organizama (cink, mangan, bakar), hematopoezu (željezo, bakar), procese staničnog disanja (bakar, cink) itd. Sadržaj i značaj za život stanica i tijela u cjelini raznih kemijskih elemenata dat je u tablici:
| Element | Simbol | Okvirni sadržaj,% | Značaj za stanicu i tijelo |
|---|---|---|---|
| Kisik | O | 62 | Dio vode i organske tvari; sudjeluje u staničnom disanju |
| Ugljik | C | 20 | Dio svih organskih tvari |
| Vodik | H | 10 | Dio vode i organske tvari; sudjeluje u procesima pretvorbe energije |
| Dušik | N | 3 | Dio aminokiselina, proteina, nukleinskih kiselina, ATP-a, klorofila, vitamina |
| Kalcij | ca | 2,5 | Dio je stanične stijenke biljaka, kostiju i zuba, povećava zgrušavanje krvi i kontraktilnost mišićnih vlakana |
| Fosfor | P | 1,0 | Dio koštanog tkiva i zubne cakline, nukleinske kiseline, ATP, neki enzimi |
| Sumpor | S | 0,25 | Dio aminokiselina (cistein, cistin i metionin), nekih vitamina, sudjeluje u stvaranju disulfidnih veza tijekom stvaranja tercijarne strukture proteina |
| Kalij | K | 0,25 | Sadržan u stanici samo u obliku iona, aktivira enzime sinteze proteina, određuje normalan ritam srčane aktivnosti, sudjeluje u procesima fotosinteze, stvaranju bioelektričnih potencijala |
| Klor | Cl | 0,2 | Negativni ion prevladava u tijelu životinja. Komponenta klorovodične kiseline u želučanom soku |
| Natrij | Na | 0,1 | Sadržan u stanici samo u obliku iona, određuje normalan ritam srčane aktivnosti, utječe na sintezu hormona |
| Magnezij | Mg | 0,07 | Dio je molekula klorofila, kao i kostiju i zuba, aktivira energetski metabolizam i sintezu DNK |
| Jod | ja | 0,01 | Dio hormona štitnjače |
| Željezo | Fe | Tragovi | Dio je mnogih enzima, hemoglobina i mioglobina, sudjeluje u biosintezi klorofila, u transportu elektrona, u procesima disanja i fotosinteze |
| Bakar | Cu | Tragovi | Dio je hemocijanina u beskralježnjaka, dio je nekih enzima, sudjeluje u procesima hematopoeze, fotosinteze, sinteze hemoglobina |
| Mangan | Mn | Tragovi | Dio je ili povećava aktivnost određenih enzima, sudjeluje u razvoju kostiju, asimilaciji dušika i procesu fotosinteze |
| Molibden | Mo | Tragovi | Dio je nekih enzima (nitrat reduktaze), sudjeluje u procesima vezanja atmosferskog dušika bakterijama nodula |
| Kobalt | Co | Tragovi | Dio vitamina B12, sudjeluje u fiksaciji atmosferskog dušika bakterijama nodula |
| Bor | B | Tragovi | Utječe na procese rasta biljaka, aktivira obnavljajuće enzime disanja |
| Cinkov | Zn | Tragovi | Dio nekih enzima koji razgrađuju polipeptide, sudjeluje u sintezi biljnih hormona (auksina) i glikolizi |
| Fluor | F | Tragovi | Dio cakline zuba i kostiju |
Učitavam...