макронутриенти

• Хипогликемия

Биологично значимите елементи (за разлика от биологично инертните елементи) са химични елементи, необходими на човешкото или животинското тяло, за да осигурят нормална жизнена активност. Те се разделят на макроелементи (чието съдържание в живите организми е повече от 0,001%) и микроелементи (съдържание по-малко от 0,001%).

Съдържанието

Използване на термина "минерал" по отношение на биологично значими елементи

Микро- и макроелементи (с изключение на кислород, водород, въглерод и азот) постъпват в тялото по правило при хранене. За тяхното обозначение на английски език има термин Диетичен минерал.

В края на двадесети век руските производители на някои лекарства и хранителни добавки започнаха да използват термина минерал, за да се позоват на макро и микроелементи, проследявайки английския диетичен минерал. От научна гледна точка, използването на термина „минерал“ е неправилно, а на руски думата минерална трябва да се използва само за обозначаване на геоложко естествено тяло с кристална структура. Въпреки това, производителите т. Нар. „Биологичните добавки“, вероятно за рекламни цели, започнаха да наричат ​​продуктите си витаминно-минерални комплекси.

макронутриенти

Тези елементи съставляват плътта на живите организми. Препоръчителният дневен прием на макронутриенти е повече от 200 mg. Макроелементи, като правило, влизат в човешкото тяло с храна.

Хранителни елементи

Тези макронутриенти се наричат ​​биогенни (органогенни) елементи или макронутриенти (английски макроелементи). Органичните вещества като протеини, мазнини, въглехидрати, ензими, витамини и хормони се изграждат предимно от макроелементи. За обозначаването на макронутриенти понякога се използва съкращението CHNOPS, което се състои от обозначенията на съответните химически елементи в периодичната таблица.

Други макроелементи

Препоръчителна дневна доза> 200 mg:

Микроелементи

Терминът "микроелементи" е особено популярен в медицинската, биологичната и селскостопанската научна литература в средата на 20-ти век. По-специално, за агрономи стана ясно, че дори достатъчен брой „макроелементи“ в торовете (тройната NPK - азот, фосфор, калий) не гарантира нормалното развитие на растенията.

Микроелементите се наричат ​​елементи, чието съдържание в тялото е малко, но те участват в биохимични процеси и са необходими за живите организми. Препоръчителният дневен прием на микронутриенти за хората е по-малък от 200 mg. Наскоро производителите на хранителни добавки започнаха да използват термина микроелементи, заимствани от европейски езици (английски микроелементи). Под микронутриентите се съчетават микроелементи, витамини и някои макроелементи (калий, калций, магнезий, натрий).

Поддържането на постоянството на вътрешната среда (хомеостаза) на тялото, основно включва поддържане на качествено и количествено съдържание на минерални вещества в тъканите на органите на физиологично ниво.

Основни микроелементи

Според съвременните данни повече от 30 микроелемента се считат за съществени за жизнената дейност на растенията, животните и хората. Сред тях (по азбучен ред):

Колкото по-ниска е концентрацията на съединенията в тялото, толкова по-трудно е да се установи биологичната роля на елемента, да се идентифицират съединенията, в образуването на които тя участва. Сред несъмнено важните включват ванадий, силиций и др.

съвместимост

В процеса на усвояване на витамини, микроелементи и макроелементи от организма е възможен антагонизъм (отрицателно взаимодействие) или синергизъм (положително взаимодействие) между различните компоненти.

Липса на микроелементи в тялото

Основните причини за липсата на минерали:

• Неправилна диета или монотонна диета, питейна вода с ниско качество.
• Геоложките особености на различните райони на Земята са ендемични (неблагоприятни) области.
• Голяма загуба на минерали поради кървене, болест на Crohn, улцерозен колит.
• Използването на някои лекарства, които свързват или причиняват загуба на микроелементи.

Вижте също

бележки

препратки

Фондация Уикимедия. 2010.

Вижте какво са "Macroelements" в други речници:

МАШИННИ ЕЛЕМЕНТИ - химични елементи или техни съединения, използвани от организми в сравнително големи количества: кислород, водород, въглерод, азот, желязо, фосфор, калий, калций, сяра, магнезий, натрий, хлор и др.

Макроелементите са химични елементи, които съставляват основните хранителни вещества, и други, които се намират в тялото в относително големи количества, от които калций, фосфор, желязо, натрий и калий са хигиенно значими. Източник:...... Официална терминология

макроелементи - макроелемент макро - [L.G.Sumenko. Английски руски речник по информационни технологии. М.: GP ZNIIS, 2003.] Теми на информационните технологии като цяло Синоними на макрочелевата EN макрокоманда макрокоманда... Наръчник на техническия преводач

macronutrients - статут на макроелементи T sritis chemija apibrėžtis Cheminiai elementai, kurių labai daug reikia gyviesiems organizmams. atitikmenys: англ. макроелементи; макронутриенти rus. macronutrients... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

макроелементи - макроелементарни статуси terminų aiškinamasis žodynas

МАКРО ЕЛЕМЕНТИ - (от гръцки. Makrós, дълги и лат. Elementum - първоначалното вещество), остарялото име на химичните елементи, които съставляват основната част от живата материя (99,4%). М. включва: кислород, въглерод, водород, азот, калций,...... ветеринарен енциклопедичен речник

МАКРО ЕЛЕМЕНТИ - химични елементи, асимилирани от растения в големи количества, чието съдържание се изразява в стойности, вариращи от десетки до стотни от процента. В допълнение към органогените (C, O, H, N), групата на М. включва Si, K, Ca, Mg, Na, Fe, P, S, Al... Речник на ботаническите термини

Макроелементи - химични елементи, асимилирани от растения в големи количества, от n. 10 до п. 10 тегл. %. Основните М. са N, P, K, Ca, Mg, Si, Fe, S... Обяснителен речник на почвената наука

Макроелементите - елементите, съдържащи се в диетата, чието дневно изискване се измерва с не по-малко от десети от грам, са включени в структурата на клетките и органичните съединения, например. натрий, калий, калций, магнезий, фосфор и др. Речник на термините за физиологията на селскостопанските животни

хранителни макронутриенти - химични елементи, съдържащи се в хранителните продукти, дневната нужда от които се измерва с не по-малко от десети от грам, например. натрий, калий, калций, магнезий, фосфор... Голям медицински речник

Дашков Максим Леонидович, преподавател по биология в Минск

Качествена подготовка за централизирано тестване, за допускане в лицей

+375 29 751-37-35 (МТС) +375 44 761-37-35 (Velcom)

Споделете с приятели

Главно меню

За ученици и учители

Консултация с преподавател

Търсене в сайта

1. В коя група всички елементи принадлежат на макроелементи? Да се ​​проследят елементи?

а) желязо, сяра, кобалт; b) фосфор, магнезий, азот; c) натрий, кислород, йод; ж) флуор, мед, манган.

Макроелементите включват: б) фосфор, магнезий и азот.

Микроелементите включват: г) флуор, мед, манган.

2. Какви химически елементи се наричат ​​макроелементи? Избройте ги. Каква е стойността на макронутриентите в живите организми?

Макроелементите са химични елементи, чието съдържание в живите организми е повече от 0.01% (по тегло). Макроелементите са кислород (О), въглерод (С), водород (Н), азот (N), калций (Са), фосфор (Р), калий (К), сяра (S), хлор (Cl), натрий (Na ) и магнезий (Mg). За растенията макронутриентът е също силиций (Si).

Въглерод, кислород, водород и азот - основните компоненти на органичните съединения на живите организми. В допълнение, кислородът и водородът са част от водата, чиято масова част в живите организми е средно 60-75%. Молекулен кислород (О₂) се използва от повечето живи организми за клетъчно дишане, по време на което тялото се нуждае от необходимата енергия. Сярата е компонент на протеините и някои аминокиселини, фосфорът е част от органични съединения (например, ДНК, РНК, АТФ), компоненти на костната тъкан и зъбен емайл. Хлорът е част от солната киселина на стомашния сок на хората и животните.

Калият и натрият участват в генерирането на биоелектрични потенциали, осигуряват поддържането на нормалния ритъм на сърдечна дейност при хора и животни. Калийът също участва в процеса на фотосинтеза. Калций и магнезий са част от костната тъкан, зъбния емайл. В допълнение, калций е необходим за кръвосъсирването и мускулната контракция, той е част от клетъчната стена на растението, а магнезият е част от хлорофила и редица ензими.

3. Какви елементи се наричат ​​микроелементи? Дайте примери. Каква е ролята на микроелементите за жизнената активност на организмите?

Микроелементите се наричат ​​жизненоважни химични елементи, чиято масова част в живите организми е от 0.01% или по-малко. Тази група включва желязо (Fe), цинк (Zn), мед (Cu), флуор (F), йод (I), манган (Mn), кобалт (Co), молибден (Mo) и някои други елементи.

Желязото е част от хемоглобина, миоглобина и много ензими, участва в процесите на клетъчно дишане и фотосинтеза. Медта е част от хемоцианини (респираторни пигменти на кръв и хемолимфа на някои безгръбначни), участва в процесите на клетъчно дишане, фотосинтеза, синтез на хемоглобин. Цинкът е част от хормона инсулин, някои ензими, участва в синтеза на фитохормоните. Флуоридът е компонент от зъбния емайл и костната тъкан, йодът е част от хормоните на щитовидната жлеза (трийодтиронин и тироксин). Манганът е част от редица ензими или увеличава тяхната активност, участва в образуването на кости, в процеса на фотосинтеза. Кобалтът е необходим за процеса на образуване на кръв, той е част от витамин В₁₂. Молибденът участва в свързването на молекулен азот (N₂) нодулни бактерии.

4. Установяване на съответствие между химичния елемент и неговата биологична функция:

1) калций

2) магнезий

3) кобалт

4) йод

5) цинк

6) мед

а) участва в синтеза на растителни хормони, е част от инсулин.

б) е част от хормоните на щитовидната жлеза.

в) е компонент на хлорофила.

ж) е част от хемоцианините на някои безгръбначни.

e) необходими за мускулно съкращение и коагулация на кръвта.

д) е част от витамин В₁₂.

1 - d (калций е необходим за мускулна контракция и кръвосъсирване);

2 - in (магнезият е компонент на хлорофила);

3 - е (кобалтът е част от витамин В₁₂);

4 - б (йодът е част от хормоните на щитовидната жлеза);

5 - а (цинкът участва в синтеза на растителни хормони, е част от инсулин);

6 g (мед е част от хемоцианините на някои безгръбначни).

5. На базата на материала за биологичната роля на макро- и микроелементите и знания, получени при изследването на човешкото тяло в 9-ти клас, обяснете последствията от липсата на определени химични елементи в човешкото тяло.

Например, при липса на калций, състоянието на зъбите се влошава и се развива кариес, увеличава се склонността на костите да се деформират и се появяват фрактури, появяват се гърчове и намалява съсирването на кръвта. Липсата на калий води до развитие на сънливост, депресия, мускулна слабост, сърдечни аритмии. При недостиг на желязо се наблюдава понижение на нивото на хемоглобина, развива се анемия (анемия). При недостатъчен прием на йод се нарушава синтеза на трийодтиронин и тироксин (тиреоидни хормони), може да се увеличи разширяването на щитовидната жлеза под формата на гуша, да се развие бързо умора, да се влоши паметта, да се намали вниманието и т.н. Продължителната липса на йод при децата може да доведе до изоставане физическо и психическо развитие. При липса на кобалт намалява броят на еритроцитите в кръвта. Недостигът на флуор може да доведе до разрушаване и загуба на зъби, увреждане на венците.

6. Таблицата показва съдържанието на основните химични елементи в земната кора (по тегло, в%). Сравнете състава на кората и живите организми. Какви са особеностите на елементарния състав на живите организми? Какви факти позволяват да се направи извод за единството на живата и неживата природа?

Отговорът

Проверено от експерт

Отговорът е даден

Americanka

тези химични елементи, чието съдържание в тялото е повече от 0,005% от телесното тегло. Това са водород, въглерод, кислород, азот, натрий, магнезий, фосфор, сяра, хлор, калий, калций.

Свържете Knowledge Plus, за да получите достъп до всички отговори. Бързо, без реклама и паузи!

Не пропускайте важното - свържете се с Knowledge Plus, за да видите отговора точно сега.

Гледайте видеоклипа, за да получите достъп до отговора

О, не!
Прегледите на отговорите приключиха

Свържете Knowledge Plus, за да получите достъп до всички отговори. Бързо, без реклама и паузи!

Не пропускайте важното - свържете се с Knowledge Plus, за да видите отговора точно сега.

макронутриенти

Макроелементите са химични елементи, които растенията абсорбират в големи количества. Съдържанието на такива вещества в растенията варира от стотни от един процент до няколко десетки процента.

Съдържание:

елементи

Макроелементите са пряко ангажирани в изграждането на органични и неорганични съединения на растението, като съставляват по-голямата част от неговото сухо вещество. Повечето от тях са представени в клетките чрез йони.

Макроелементите и техните съединения са активни вещества на различни минерални торове. В зависимост от вида и формата, те се използват като основен, сеитбен тор и тор. Макроелементите включват: въглерод, водород, кислород, азот, фосфор, калий, калций, магнезий, сяра и някои други, но основните елементи на храненето на растенията са азот, фосфор и калий.

Тялото на възрастен съдържа около 4 грама желязо, 100 г натрий, 140 г калий, 700 г фосфор и 1 кг калций. Въпреки толкова различни числа, заключението е очевидно: веществата, комбинирани под името "макроелементи", са жизненоважни за нашето съществуване. Други организми също имат голяма нужда от тях: прокариоти, растения, животни.

Привържениците на една еволюционна теория твърдят, че нуждата от макроелементи се определя от условията, в които произхожда животът на Земята. Когато земята се състоеше от твърди скали, атмосферата беше наситена с въглероден диоксид, азот, метан и водни пари, а вместо дъжд на земята паднаха разтвори на киселини, а именно макроелементите бяха единствената матрица, въз основа на която могат да се появят първите органични вещества и примитивни форми на живот. Ето защо, дори и сега, милиарди години по-късно, целият живот на нашата планета продължава да усеща необходимостта от актуализиране на вътрешните ресурси на магнезий, сяра, азот и други важни елементи, които формират физическата структура на биологичните обекти.

Физични и химични свойства

Макроелементите са различни по химични и физични свойства. Сред тях са метали (калий, калций, магнезий и др.) И неметали (фосфор, сяра, азот и др.).

Някои физични и химични свойства на макронутриентите, според данните: [2]

Макро елемент

Физическо състояние при нормални условия

сребристо-бял метал

твърд бял метал

сребристо-бял метал

чупливи жълти кристали

сребърен метал

Съдържанието на макронутриенти в природата

Макроелементите се срещат навсякъде в природата: в почвата, скалите, растенията, живите организми. Някои от тях, като азот, кислород и въглерод, са неразделна част от земната атмосфера.

Симптомите на липса на определени хранителни вещества в културите, според данните: [6]

елемент

Чести симптоми

Чувствителни култури

Промяна на зеления цвят на листата до бледо зелено, жълтеникаво и кафяво,

Размерът на листата намалява,

Листата са тесни и разположени под остър ъгъл на стъблото,

Броят на плодовете (семена, зърна) рязко намалява

Бял и карфиол,

Завъртане на краищата на листата

Лилав цвят

Огън на листата,

Избелване на апикалната пъпка,

Избелване на млади листа

Върховете на листата се огъват,

Ръбовете на листата са усукани нагоре

Бял и карфиол,

Бял и карфиол,

Промяната в интензитета на зеления цвят на листата,

Ниско съдържание на протеин

Цветът на листа се променя на бял,

• Азотно свързаното състояние е във водите на реките, океаните, литосферата, атмосферата. По-голямата част от азота в атмосферата се съдържа в свободното състояние. Без азот, образуването на протеинови молекули е невъзможно. [2]
• Фосфорът лесно се окислява и в тази връзка не се среща в природата в чист вид. Въпреки това, в съединения, открити почти навсякъде. Той е важен компонент от растителни и животински протеини. [2]
• Калият присъства в почвата под формата на соли. При растенията се отлага главно в стъблата. [2]
• Магнезият е повсеместен. В масивните скали се съдържа във формата на алуминати. Почвата съдържа сулфати, карбонати и хлориди, но преобладават силикати. Под формата на йон, съдържащ се в морската вода. [1]
• Калцият е един от най-често срещаните елементи в природата. Неговите отлагания могат да бъдат намерени във вид на креда, варовик, мрамор. В растителните организми, намиращи се под формата на фосфати, сулфати, карбонати. [4]
• Serav природата е много разпространена: както в свободно състояние, така и под формата на различни съединения. Намира се както в скалите, така и в живите организми. [1]
• Желязото е един от най-често срещаните метали на земята, но в свободното състояние се среща само в метеорити. В минералите от сухоземния произход желязото присъства в сулфиди, оксиди, силикати и много други съединения. [2]

Роля в завода

Биохимични функции

Високата доходност на всяка земеделска култура е възможна само при пълно и достатъчно хранене. Освен светлината, топлината и водата, растенията се нуждаят от хранителни вещества. Съставът на растителните организми включва повече от 70 химични елемента, от които 16 абсолютно необходими са органогените (въглерод, водород, азот, кислород), микроелементи от пепел (фосфор, калий, калций, магнезий, сяра), както и желязо и манган.

Всеки елемент изпълнява функциите си в растенията и е абсолютно невъзможно да се замени един елемент с друг.

От атмосферата

• Въглеродът се абсорбира от въздуха от листата на растенията и малко от корените от почвата под формата на въглероден диоксид (CO₂). Той е в основата на състава на всички органични съединения: мазнини, протеини, въглехидрати и др.
• Водородът се консумира в състава на водата, той е изключително необходим за синтеза на органични вещества.
• Кислородът се абсорбира от листата от въздуха, от корените от почвата, и се освобождава и от други съединения. Той е необходим както за дишане, така и за синтез на органични съединения. [7]

Следващото по значение

• Азотът е съществен елемент за развитието на растенията, а именно образуването на протеинови вещества. Съдържанието му в протеини варира от 15 до 19%. Той е част от хлорофила и следователно участва в фотосинтезата. Азотът се намира в ензими - катализатори на различни процеси в организмите. [7]
• Фосфорът присъства в състава на клетъчни ядра, ензими, фитин, витамини и други също толкова важни съединения. Участва в процесите на конверсия на въглехидрати и азотсъдържащи вещества. В растенията се съдържа в органична и минерална форма. Минерални съединения - соли на ортофосфорната киселина - се използват в синтеза на въглехидрати. Растенията използват органични фосфорни съединения (хексофосфати, фосфатиди, нуклеопротеини, захарни фосфати, фитин). [7]
• Калият играе важна роля в метаболизма на протеините и въглехидратите, подобрява ефекта от използването на азот от амонячните форми. Храненето с калий е мощен фактор за развитието на отделните органи на растението. Този елемент благоприятства натрупването на захар в клетъчния сок, което увеличава устойчивостта на растенията към неблагоприятни природни фактори през зимния период, допринася за развитието на съдови снопчета и сгъстява клетките. [7]

Следните макронутриенти

• Сярата е компонент на аминокиселините - цистеин и метионин, играе важна роля както при метаболизма на протеините, така и при редокс процесите. Положителен ефект върху образуването на хлорофил, допринася за образуването на възли на корените на бобови растения, както и на възли бактерии, които асимилират азот от атмосферата. [7]
• Калций - участник в метаболизма на въглехидрати и протеини, има положителен ефект върху растежа на корените. По същество е необходимо за нормално хранене на растенията. Калцифицирането на кисели почви с калций подобрява почвеното плодородие. [7]
• Магнезият участва в фотосинтезата, съдържанието му в хлорофила достига 10% от общото му съдържание в зелените части на растенията. Необходимостта от магнезий в растенията не е същата. [7]
• Желязото не е част от хлорофила, но участва в окислително-редукционните процеси, които са от съществено значение за образуването на хлорофил. Играе голяма роля в дишането, тъй като е неразделна част от дихателните ензими. Той е необходим както за зелени растения, така и за организми без хлор. [7]

Липса (дефицит) на макроелементите в растенията

От липсата на макрос в почвата, и следователно, в растението ясно показват външни признаци. Чувствителността на всеки растителен вид към липсата на макронутриенти е строго индивидуална, но има някои подобни признаци. Например, когато има недостиг на азот, фосфор, калий и магнезий, старите листа на по-ниските нива страдат, а липсата на калций, сяра и желязо - млади органи, пресни листа и точка на отглеждане.

Особено ясно е, че липсата на хранене се проявява при високи добиви.

Излишните макронутриенти в растенията

Състоянието на растенията се влияе не само от липсата, но и от излишъка на макронутриенти. Тя се проявява предимно в стари органи и забавя растежа на растенията. Често признаците на липса и излишък от едни и същи елементи са донякъде сходни. [6]

Химични елементи на клетката.

Клетките на живите организми в техния химичен състав значително се различават от околните неживи среди и структурата на химичните съединения, както и от множеството и съдържанието на химичните елементи. Общо около 90 химични елемента присъстват (открити днес) в живите организми, които, в зависимост от тяхното съдържание, се разделят на 3 основни групи: макроелементи, микроелементи и ултрамикроелементи.

Макронутриенти.

Макроелементите в значителни количества са представени в живите организми, вариращи от стотни от процента до десетки процента. Ако съдържанието на всяко химично вещество в организма надвишава 0,005% от телесното тегло, това вещество се нарича макроелементи. Те са част от основните тъкани: кръв, кости и мускули. Те включват например следните химични елементи: водород, кислород, въглерод, азот, фосфор, сяра, натрий, калций, калий, хлор. Макроелементите са около 99% от масата на живите клетки, като повечето (98%) са водород, кислород, въглерод и азот.

Таблицата по-долу показва основните макроелементи в тялото:

За всичките четири от най-често срещаните елементи в живите организми (водород, кислород, въглерод, азот, както беше казано по-рано) е характерно едно общо свойство. Тези елементи нямат един или повече електрони във външната орбита, за да образуват стабилни електронни връзки. Следователно, водородният атом за образуване на стабилна електронна връзка няма един електрон във външната орбита, кислородните атоми, азота и въглерода - съответно два, три и четири електрона. В тази връзка, тези химични елементи лесно образуват ковалентни връзки, дължащи се на сдвояването на електрони, и могат лесно да взаимодействат помежду си, запълвайки външните си електронни обвивки. В допълнение, кислород, въглерод и азот могат да образуват не само единични връзки, но и двойни връзки. В резултат на това броят на химическите съединения, които могат да се образуват от тези елементи, се увеличава значително.

В допълнение, въглерод, водород и кислород - най-лекият сред елементите, способни да образуват ковалентни връзки. Затова те се оказаха най-подходящи за образуването на съединения, които съставляват жива материя. Трябва да се отбележи отделно друго важно свойство на въглеродните атоми - способността да се образуват едновременно ковалентни връзки с четири други въглеродни атома. Благодарение на тази способност, скелетите се създават от огромно разнообразие от органични молекули.

Микроелементи

Въпреки че съдържанието на микроелементи не надвишава 0,005% за всеки отделен елемент, и като цяло те съставляват само около 1% от масата на клетките, микроелементите са необходими за жизнената активност на организмите. При липса или липса на съдържание могат да възникнат различни заболявания. Много микроелементи са част от не-протеинови ензимни групи и са необходими за осъществяване на тяхната каталитична функция.
Например, желязото е неразделна част от хем, който е част от цитохроми, които са компоненти на веригата за пренос на електрони, и хемоглобин, протеин, който транспортира кислород от белите дробове до тъканите. Недостигът на желязо в човешкото тяло причинява развитие на анемия. Липсата на йод, който е част от тироксиновия хормон на щитовидната жлеза, води до появата на заболявания, свързани с недостатъчност на този хормон, като ендемична гуша или кретинизъм.

Примери за микроелементи са представени в таблицата по-долу:

макронутриенти

Макроелементите са полезни вещества за организма, чиято дневна норма за човек е 200 mg.

Липсата на макронутриенти води до метаболитни нарушения, дисфункция на повечето органи и системи.

Има поговорка: ние сме това, което ядем. Но, разбира се, ако попитате приятелите си, когато ядат последния път, например сяра или хлор, не можете да избегнете изненада в замяна. Междувременно в човешкото тяло живеят почти 60 химически елемента, чиито запаси, понякога без да го осъзнават, се попълват от храна. И с около 96% всеки от нас се състои само от 4 химични имена, представляващи група от макроелементи. И това:

• кислород (65% във всяко човешко тяло);
• въглерод (18%);
• водород (10%);
• азот (3%).

Останалите 4% са други вещества от периодичната таблица. Вярно е, че те са много по-малки и представляват друга група полезни хранителни вещества - микроелементи.

За най-често срещаните химични елементи-макроелементи е обичайно да се използва терминът-име CHON, съставен от главни букви на термините: въглерод, водород, кислород и азот на латински (въглерод, водород, кислород, азот).

Макроелементите в човешкото тяло, природата е изтеглила доста широки правомощия. Зависи от тях:

• образуване на скелет и клетки;
• рН на тялото;
• правилно транспортиране на нервните импулси;
• адекватността на химичните реакции.

В резултат на много експерименти, тя е установена: всеки ден хората се нуждаят от 12 минерала (калций, желязо, фосфор, йод, магнезий, цинк, селен, мед, манган, хром, молибден, хлор). Но дори и тези 12 няма да могат да заменят функциите на хранителните вещества.

Хранителни елементи

Почти всеки химичен елемент играе важна роля за съществуването на целия живот на Земята, но само 20 от тях са основните.

Тези елементи се разделят на:

• 6 основни хранителни вещества (представени в почти всички живи същества на земята и често в доста големи количества);
• 5 малки хранителни вещества (открити в много живи същества в относително малки количества);
• микроелементи (основни вещества, необходими в малки количества за поддържане на биохимичните реакции, от които зависи животът).

Сред хранителните вещества се разграничават:

Основните биогенни елементи или органогени са група от въглерод, водород, кислород, азот, сяра и фосфор. Малките хранителни вещества са представени от натрий, калий, магнезий, калций, хлор.

Кислород (O)

Това е второто в списъка на най-често срещаните вещества на Земята. Той е компонент на водата и, както знаете, той съставлява около 60% от човешкото тяло. В газообразна форма кислородът става част от атмосферата. В тази форма тя играе решаваща роля в поддържането на живота на Земята, насърчавайки фотосинтезата (при растенията) и дишането (при животните и хората).

Въглерод (C)

Въглеродът също може да се счита за синоним на живот: тъканите на всички същества на планетата съдържат въглероден компонент. В допълнение, образуването на въглеродни връзки допринася за развитието на определено количество енергия, което играе важна роля за протичането на важни химически процеси на клетъчно ниво. Много съединения, които съдържат въглерод, лесно се запалват, освобождавайки топлина и светлина.

Водород (Н)

Това е най-лесният и най-често срещан елемент във Вселената (по-специално под формата на двуатомни газове Н2). Водородът е реактивно и запалимо вещество. С кислород образува експлозивни смеси. Има 3 изотопа.

Азот (N)

Елементът с атомно число 7 е основният газ в атмосферата на Земята. Азотът е част от много органични молекули, включително аминокиселини, които са компонент на протеини и нуклеинови киселини, които образуват ДНК. Почти целият азот се произвежда в космоса - така наречените планетарни мъглявини, създадени от звездите на стареене, обогатяват Вселената с този макро елемент.

Други макроелементи

Калий (K)

Калият (0,25%) е важна субстанция, отговорна за електролитните процеси в организма. С прости думи: пренася зареждането през течности. Той помага за регулиране на сърдечната дейност и предава импулси на нервната система. Също така участва в хомеостазата. Недостигът на елемент води до проблеми със сърцето, дори го спира.

Калций (Са)

Калцият (1,5%) е най-често срещаният хранителен елемент в човешкото тяло - почти всички резерви на това вещество са концентрирани в тъканите на зъбите и костите. Калцият е отговорен за мускулната контракция и регулацията на протеините. Но тялото ще „изяде“ този елемент от костите (което е опасно от развитието на остеопороза), ако усети дефицита му в ежедневната диета.

Изисква се от растенията за образуване на клетъчни мембрани. Животните и хората се нуждаят от този макроелемент, за да поддържат здрави кости и зъби. В допълнение, калций играе ролята на "модератор" на процесите в цитоплазмата на клетките. В природата, представени в състава на много скали (креда, варовик).

Калций при хората:

• повлиява нервно-мускулната възбудимост - участва в мускулната контракция (хипокалцемията води до конвулсии);
• регулира гликогенолизата (разграждането на гликоген до състоянието на глюкоза) в мускулите и глюконеогенезата (образуването на глюкоза от некарбохидратни образувания) в бъбреците и черния дроб;
• намалява пропускливостта на стените на капилярите и клетъчната мембрана, като по този начин повишава противовъзпалителните и антиалергични ефекти;
• насърчава съсирването на кръвта.

Калциевите йони са важни вътреклетъчни пратеници, които засягат инсулина и храносмилателните ензими в тънките черва.

Ca абсорбцията зависи от съдържанието на фосфор в организма. Обмяната на калций и фосфат се регулира хормонално. Паратиреоидният хормон (паратироиден хормон) освобождава Ca от костите в кръвта, а калцитонинът (тироиден хормон) подпомага отлагането на елемент в костите, което намалява концентрацията му в кръвта.

Магнезий (Mg)

Магнезият (0,05%) играе важна роля в структурата на скелета и мускулите.

Той е член на повече от 300 метаболитни реакции. Типичен вътреклетъчен катион, важен компонент на хлорофила. Присъства в скелета (70% от общия брой) и в мускулите. Неразделна част от тъканите и телесните течности.

В човешкото тяло магнезият е отговорен за мускулната релаксация, отделянето на токсини и подобряването на притока на кръв към сърцето. Дефицитът на веществото пречи на храносмилането и забавя растежа, което води до бърза умора, тахикардия, безсъние, увеличаване на ПМС при жените. Но излишъкът от макрос почти винаги е развитие на уролитиаза.

Натрий (Na)

Натрият (0.15%) е елемент, който насърчава електролитите. Той помага да се предават нервните импулси в цялото тяло и също така е отговорен за регулирането на нивото на течността в тялото, като го предпазва от дехидратация.

Сяра (S)

Сярата (0,25%) се намира в 2 аминокиселини, които образуват протеини.

Фосфор (P)

Фосфорът (1%) е концентриран в костите, за предпочитане. Но освен това има молекула АТР, която осигурява на клетките енергия. Представени в нуклеинови киселини, клетъчни мембрани, кости. Подобно на калция, той е необходим за правилното развитие и функциониране на опорно-двигателния апарат. В човешкото тяло изпълнява структурна функция.

Хлор (Cl)

Хлор (0,15%) обикновено се намира в тялото под формата на отрицателен йон (хлорид). Неговите функции включват поддържане на водния баланс в тялото. При стайна температура хлорът е отровен зелен газ. Силен окислител, лесно влиза в химични реакции, образувайки хлориди.

Тема 4. "Химически състав на клетката".

Организмите са съставени от клетки. Клетките на различни организми имат подобен химичен състав. Таблица 1 представя основните химични елементи, открити в клетките на живите организми.

Таблица 1. Съдържание на химичните елементи в клетката

Съдържанието в клетката може да бъде разделено на три групи елементи. Първата група включва кислород, въглерод, водород и азот. Те представляват почти 98% от общия клетъчен състав. Втората група включва калий, натрий, калций, сяра, фосфор, магнезий, желязо, хлор. Тяхното съдържание в клетката е десети и стотни от процента. Елементите на тези две групи принадлежат към макроелементите (от гръцки. Макро - големи).

Останалите елементи, представени в клетки от стотни и хилядни от процента, принадлежат към третата група. Това са микроелементи (от гръцки. Микро - малки).

Всички елементи, присъщи само на природата, в клетката не се открива. Всички изброени химични елементи също са част от неживата природа. Това показва единството на живата и неживата природа.

Липсата на какъвто и да е елемент може да доведе до заболяване и дори до смърт на организма, тъй като всеки елемент играе определена роля. Макроелементите от първата група формират основата на биополимерите - протеини, въглехидрати, нуклеинови киселини, както и липиди, без които животът е невъзможен. Сярата е част от някои протеини, фосфорът е част от нуклеиновите киселини, желязото е част от хемоглобина, а магнезият е част от хлорофила. Калцият играе важна роля в метаболизма.

Някои от химичните елементи, съдържащи се в клетката, са включени в състава на неорганичните вещества - минерални соли и вода.

Минералните соли са в клетката, обикновено под формата на катиони (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) и аниони (HPO 2- / 4, H₂PO - / 4, CI -, NSO₃), чието съотношение определя киселинността на средата, която е важна за клетъчната активност.

(В много клетки средата е слабо алкална и рН почти не се променя, тъй като винаги поддържа определено съотношение на катиони и аниони.)

От неорганични вещества в природата водата играе огромна роля.

Без вода животът е невъзможен. Това е значителна маса от повечето клетки. В клетките на човешкия мозък и ембрионите се съдържат много вода: водата е повече от 80%; в клетките на мастната тъкан - само 40%. По възраст, съдържанието на вода в клетките намалява. Лице, което е загубило 20% вода, умира.

Уникалните свойства на водата определят ролята му в организма. Участва в терморегулацията, която се дължи на високата топлинна мощност на водата - консумацията на големи количества енергия при нагряване. Какво определя високата топлинна мощност на водата?

В една молекула вода кислороден атом е ковалентно свързан с два водородни атома. Водната молекула е полярна, тъй като кислородният атом има частично отрицателен заряд и всеки от двата водородни атома има

частично положителен заряд. Между кислородния атом на една водна молекула и водородния атом на друга молекула се образува водородна връзка. Водородните връзки осигуряват комбинация от голям брой водни молекули. Когато водата се загрява, значителна част от енергията се изразходва за счупване на водородни връзки, което определя високата му топлинна мощност.

Водата е добър разтворител. Поради полярността на молекулите си взаимодействат с положително и отрицателно заредени йони, като по този начин допринасят за разтварянето на веществото. Във връзка с водата, всички вещества от клетката се разделят на хидрофилни и хидрофобни.

Хидрофилни (от гръцки. Хидро - вода и филео - обичам) се наричат ​​вещества, които се разтварят във вода. Те включват йонни съединения (например, соли) и някои не-йонни съединения (например, захари).

Хидрофобни (от гръцки. Хидро - вода и фобос - страх) са вещества, които са неразтворими във вода. Те включват, например, липиди.

Водата играе важна роля в химичните реакции, които протичат в клетката във водни разтвори. Той разтваря метаболитни продукти, които не са необходими на организма и по този начин допринася за тяхното отстраняване от тялото. Високото съдържание на вода в клетката му придава еластичност. Водата насърчава движението на различни вещества вътре в клетката или от една клетка в друга.

Телата на живата и неодушевена природа се състоят от едни и същи химически елементи. Съставът на живите организми включва неорганични вещества - вода и минерални соли. Жизнените многобройни функции на водата в една клетка се дължат на особеностите на неговите молекули: тяхната полярност, способността им да образуват водородни връзки.

КОМПОНЕНТИ НА НЕОРГАНИЧНИ КЛЕТКИ

Около 90 елемента се намират в клетките на живите организми, като около 25 от тях се намират в почти всички клетки. Според съдържанието в клетката химичните елементи се разделят на три големи групи: макронутриенти (99%), микроелементи (1%), ултрамикроелементи (по-малко от 0.001%).

Макроелементите включват кислород, въглерод, водород, фосфор, калий, сяра, хлор, калций, магнезий, натрий, желязо.
Микроелементите включват манган, мед, цинк, йод, флуор.
Ултрамикроелементите включват сребро, злато, бром, селен.

ОРГАНИЧНИ КОМПОНЕНТИ НА КЛЕТКАТА

Най-важната функция на протеините е каталитична. Протеиновите молекули, които увеличават скоростта на химичните реакции в клетката с няколко порядъка, се наричат ​​ензими. Не се извършва биохимичен процес в организма без участието на ензими.

Понастоящем са открити над 2000 ензима. Ефективността им е много пъти по-висока от ефективността на неорганичните катализатори, използвани в производството. Така 1 mg желязо в състава на ензима каталаза замества 10 тона неорганично желязо. Каталазата увеличава скоростта на разлагане на водороден пероксид (Н₂ох₂) 10 до 11 пъти. Ензим, катализиращ образуването на въглеродна киселина (СО₂+Н₂О = Н₂CO₃), ускорява реакцията 10 7 пъти.

Важно свойство на ензимите е спецификата на тяхното действие, всеки ензим катализира само една или малка група подобни реакции.

Веществото, което засяга ензима, се нарича субстрат. Структурите на ензимната молекула и субстрата трябва точно да съвпадат. Това обяснява спецификата на действието на ензимите. Когато субстратът се комбинира с ензима, пространствената структура на ензима се променя.

Последователността на взаимодействието между ензима и субстрата може да бъде представена схематично:

Субстрат + Ензим - Ензим-субстратен комплекс - Ензим + продукт.

От диаграмата е ясно, че субстратът се комбинира с ензима за образуване на ензим-субстратен комплекс. В този случай субстратът се превръща в ново вещество - продукт. На последния етап ензимът се освобождава от продукта и отново взаимодейства със следващата молекула на субстрата.

Ензимите функционират само при определена температура, концентрация на веществата, киселинност на средата. Променящите се условия водят до промяна в третичната и кватернерната структура на протеиновата молекула и следователно за потискане на активността на ензима. Как става това? Само определена част от ензимната молекула, наречена активен център, има каталитична активност. Активният център съдържа от 3 до 12 аминокиселинни остатъка и се образува в резултат на огъване на полипептидната верига.

Под влияние на различни фактори се променя структурата на ензимната молекула. Това нарушава пространствената конфигурация на активния център и ензимът губи своята активност.

Ензимите са протеини, които играят ролята на биологични катализатори. Благодарение на ензимите скоростта на химичните реакции в клетките се увеличава с няколко порядъка. Важно свойство на ензимите е специфичността на действието при определени условия.

Нуклеиновите киселини са открити през втората половина на XIX век. швейцарският биохимик F. Micher, който изолира вещество с високо съдържание на азот и фосфор от ядрата на клетките и го нарича "нуклеин" (от латинското ядро ​​- ядро).

Нуклеиновите киселини съхраняват наследствена информация за структурата и функционирането на всяка клетка и всички живи същества на Земята. Има два вида нуклеинови киселини - ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина) и РНК (рибонуклеинова киселина). Нуклеиновите киселини, подобно на протеините, имат видова специфичност, т.е. организмите от всеки вид имат свой собствен тип ДНК. За да разберете причините за видовата специфичност, разгледайте структурата на нуклеиновите киселини.

Молекулите на нуклеиновите киселини са много дълги вериги, състоящи се от много стотици и дори милиони нуклеотиди. Всяка нуклеинова киселина съдържа само четири вида нуклеотиди. Функциите на молекулите на нуклеиновата киселина зависят от тяхната структура, техните нуклеотиди, техния брой във веригата и последователността на съединението в молекулата.

Всеки нуклеотид се състои от три компонента: азотна основа, въглехидратна и фосфорна киселина. Всеки ДНК нуклеотид съдържа един от четирите вида азотни бази (аденин-А, тимин-Т, гуанин-G или цитозин-С), както и остатък на дезоксирибоза и фосфорна киселина.

Следователно, ДНК нуклеотидите се различават само по типа на азотната основа.

ДНК молекулата се състои от огромно разнообразие от нуклеотиди, които са оковани заедно в специфична последователност. Всеки тип ДНК молекула има свой собствен брой и последователност от нуклеотиди.

ДНК молекулите са много дълги. Например, писмо с обем от около 820000 страници ще бъде необходимо, за да се напише нуклеотидната последователност в ДНК молекули от една човешка клетка (46 хромозоми). Редуването на четири вида нуклеотиди може да образува безкраен брой варианти на ДНК молекули. Тези структурни особености на ДНК молекулите им позволяват да съхраняват огромно количество информация за всички признаци на организмите.

През 1953 г. е създаден модел на структурата на ДНК молекулата от американския биолог Дж. Уотсън и английския физик Ф. Крик. Учените са установили, че всяка ДНК молекула се състои от две вериги, свързани помежду си и спирално усукани. Има вид на двойна спирала. Във всяка верига, четири типа нуклеотиди се редуват в специфична последователност.

Нуклеотидният състав на ДНК се различава при различните видове бактерии, гъбички, растения и животни. Но това не се променя с възрастта, зависи малко от промените в околната среда. Нуклеотидите са сдвоени, т.е. броят на адениновите нуклеотиди във всяка ДНК молекула е равен на броя на тимидиновите нуклеотиди (А-Т), а броят на цитозиновите нуклеотиди е равен на броя на гуаниновите нуклеотиди (С-D). Това се дължи на факта, че връзката на две вериги един с друг в ДНК молекула се подчинява на определено правило, а именно: аденинът на една верига винаги е свързан с две водородни връзки само с тимина на другата верига, а гуанин - с три водородни връзки с цитозин, т.е. нуклеотидните вериги на една молекула. ДНК е допълваща, допълваща се.

ДНК съдържа всички бактерии, по-голямата част от вирусите. Намира се в ядрата на клетки от животни, гъби и растения, както и в митохондриите и хлоропластите. В ядрото на всяка клетка на човешкото тяло се съдържат 6,6 х 10 -12 g ДНК, а в ядрото на зародишните клетки - два пъти по-малко - 3,3 x 10 -12 g.

Молекулите на нуклеиновата киселина - ДНК и РНК са съставени от нуклеотиди. ДНК нуклеотидът съдържа азотна основа (А, Т, G, С), въглехидрат на дезоксирибоза и остатък от молекула фосфорна киселина. ДНК молекулата е двойна спирала, състояща се от две вериги, свързани с водородни връзки съгласно принципа на комплементарността. ДНК функция - съхранение на наследствена информация.

В клетките на всички организми има молекули АТР - аденозин трифосфат. АТФ е универсална клетъчна субстанция, чиято молекула има енергийно богати връзки. АТР молекулата е един вид нуклеотид, който, подобно на други нуклеотиди, се състои от три компонента: азотната основа - аденин, въглехидрат - рибоза, но вместо един съдържа три остатъка от молекули фосфорна киселина (фиг. 12). Връзките, показани на фигурата от иконата, са богати на енергия и се наричат ​​висока енергия. Всяка АТР молекула съдържа две макроергични връзки.

Когато макроергичната връзка се разруши и единичната молекула на фосфорната киселина се разцепи с ензими, се освобождава 40 kJ / mol енергия и АТР се превръща в ADP - аденозин дифосфорна киселина. С отстраняването на друга молекула на фосфорната киселина се освобождава още 40 kJ / mol; Образува се АМР - аденозин монофосфорна киселина. Тези реакции са обратими, т.е. AMP може да се превърне в ADP, ADP - в ATP.

АТФ молекулите са не само разделени, но и синтезирани, така че съдържанието им в клетката е относително постоянно. Стойността на АТФ в клетъчния живот е огромна. Тези молекули играят водеща роля в енергийния метаболизъм, необходим за осигуряване на жизнената активност на клетката и организма като цяло.

Фиг. 12. Схема на структурата на АТФ.

РНК молекула, като правило, е единична верига, състояща се от четири вида нуклеотиди - А, U, G и C. Известни са три основни типа РНК: иРНК, рРНК и тРНК. Съдържанието на РНК молекули в клетката не е постоянно, те участват в биосинтезата на протеините. АТФ е универсална енергийна субстанция на клетката, в която има богати на енергия връзки. АТФ играе централна роля в енергийния метаболизъм в клетката. РНК и АТР се съдържат както в ядрото, така и в цитоплазмата на клетката.

Задачи и тестове по темата "Тема 4." Химичният състав на клетката "."

• Химичен състав на клетките - Цитология - клетъчна наука Общи биологични модели (9–11 клас)

Препоръки към темата

Работейки по тези теми, трябва да можете да:

1. Опишете понятията по-долу и обяснете взаимоотношенията между тях:
   • полимерен мономер;
   • въглехидрати, монозахариди, дизахариди, полизахариди;
   • липид, мастна киселина, глицерин;
   • аминокиселина, пептидна връзка, протеин;
   • катализатор, ензим, активен център;
   • нуклеинова киселина, нуклеотид.
2. Избройте 5-6 причини, които правят водата важен компонент на живите системи.
3. Назовете четирите основни класа органични съединения, съдържащи се в живите организми; характеризират ролята на всяка от тях.
4. Обяснете защо реакциите, контролирани с ензими, зависят от температурата, рН и наличието на коензими.
5. Разкажете за ролята на АТР в енергийния сектор на клетката.
6. Назовете изходните материали, основните стъпки и крайните продукти на реакциите, предизвикани от реакциите на фиксиране на светлина и въглерод.
7. Дайте кратко описание на общата схема на клетъчното дишане, от което би било ясно какво е мястото на реакциите на гликолизата, цикъла на G. Krebs (цикъл на лимонена киселина) и веригата за пренос на електрони.
8. Сравнете дъха и ферментацията.
9. Опишете структурата на ДНК молекулата и обяснете защо броят на адениновите остатъци е равен на броя на тиминови остатъци и броят на гуаниновите остатъци е равен на броя на цитозиновите остатъци.
10. Направете кратка схема за синтеза на РНК върху ДНК (транскрипция) в прокариоти.
11. Опишете свойствата на генетичния код и обяснете защо трябва да е триплет.
12. Въз основа на тази ДНК верига и таблицата на кодона, определят комплементарната последователност на информационната РНК, показват кодоните на транспортната РНК и аминокиселинната последователност, която се образува в резултат на транслацията.
13. Избройте етапите на синтеза на протеини на ниво рибозома.

Алгоритъм за решаване на проблеми.

Тип 1. Самокопираща се ДНК.

Една от ДНК веригите има следната нуклеотидна последователност:
AGTATSTSGATATSTTSGATTTATSG.
Каква последователност от нуклеотиди има втората верига на същата молекула?

За да се напише нуклеотидната последователност на втората верига на ДНК молекулата, когато последователността на първата верига е известна, е достатъчно да се замени тимин с аденин, аденин с тимин, гуанин-цитозин и цитозин с гуанин. След като сме направили такава подмяна, получаваме последователността:
TATSTGGTSTATGAGTSTAAATG.

Тип 2. Протеиново кодиране.

Аминокиселинната верига на рибонуклеазния протеин има следното начало: лизин-глутамин-треонин-аланин-аланин-аланин-лизин.
Каква последователност от нуклеотиди започва гена, съответстващ на този протеин?

За да направите това, използвайте таблицата на генетичния код. За всяка аминокиселина намираме нейното кодово обозначение под формата на съответните три нуклеотида и го записваме. Поставяйки тези тройки един след друг в същия ред, в който отиват съответните аминокиселини, получаваме формулата за структурата на информационния РНК сегмент. По правило има няколко такива тройки, изборът се прави според вашето решение (но се взема само една от тройките). Решенията, съответно, могат да бъдат няколко.
AAATSAAATSUGTSGGTSUGTSGAAG

Тип 3. Декодиране на ДНК молекули.

Каква последователност от аминокиселини започва с протеин, ако е кодирана със следната нуклеотидна последователност:
ATSGTSTSTSATGGTSTSGGT.

Съгласно принципа на комплементарността, ние откриваме структурата на област от РНК на пратеника, формирана на даден сегмент от ДНК молекулата:
UGTSGGGUATSTSGGTSTSA.

След това се обръщаме към таблицата на генетичния код и за всеки от трите нуклеотида, като се започне с първата, намираме и изписваме съответната аминокиселина:
Цистеин-глицин-тирозин-аргинин-пролин.

Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. "Обща биология". Москва, "Просвещение", 2000

• Тема 4. "Химически състав на клетката". §2-§7 стр. 7-21
• Тема 5. "Фотосинтеза". §16-17 стр. 44-48
• Тема 6. "Клетъчно дишане". §12-13 стр. 34-38
• Тема 7. "Генетична информация". §14-15 стр. 39-44