Makroskładniki

• Hipoglikemia

Pierwiastki istotne biologicznie (w przeciwieństwie do biologicznie obojętnych pierwiastków) są pierwiastkami chemicznymi niezbędnymi dla organizmu człowieka lub zwierzęcia w celu zapewnienia normalnej aktywności życiowej. Są one podzielone na makroelementy (których zawartość w żywych organizmach jest większa niż 0,001%) oraz pierwiastki śladowe (zawartość mniejsza niż 0,001%).

Treść

Użycie określenia "minerał" w odniesieniu do elementów istotnych biologicznie

Mikro i makroelementy (z wyjątkiem tlenu, wodoru, węgla i azotu) z reguły wchodzą do organizmu podczas jedzenia. Dla ich oznaczenia w języku angielskim istnieje termin "minerał dietetyczny".

Pod koniec XX wieku rosyjscy producenci niektórych leków i suplementów diety zaczęli używać terminu "minerał" w odniesieniu do makro i mikroelementów, śledząc angielskojęzyczny minerał dietetyczny. Z naukowego punktu widzenia takie użycie określenia "minerał" jest nieprawidłowe, w języku rosyjskim słowo minerał powinno być używane tylko do oznaczenia geologicznego ciała naturalnego o krystalicznej strukturze. Jednak producenci tzw. "Dodatki biologiczne", prawdopodobnie w celach promocyjnych, zaczęły nazywać swoje produkty kompleksami witaminowo-mineralnymi.

Makroskładniki

Te elementy składają się na ciało żywych organizmów. Zalecane dzienne spożycie makroskładników wynosi ponad 200 mg. Zasadniczo makroelementy dostają się do organizmu człowieka z pożywieniem.

Składniki odżywcze

Te makroelementy nazywane są pierwiastkami biogennymi (organogennymi) lub makroelementami (makrosutrienty angielskie). Substancje organiczne, takie jak białka, tłuszcze, węglowodany, enzymy, witaminy i hormony są zbudowane głównie z makroelementów. Do oznaczania makroskładników stosuje się czasem skrót CHNOPS, składający się z oznaczeń odpowiednich pierwiastków chemicznych w układzie okresowym.

Inne makroelementy

Zalecana dzienna dawka> 200 mg:

Śledzenie elementów

Termin "mikroelementy" był szczególnie popularny w medycznej, biologicznej i rolniczej literaturze naukowej w połowie XX wieku. W szczególności dla agronomów okazało się, że nawet wystarczająca liczba "makroelementów" w nawozach (trójskładnik NPK - azot, fosfor, potas) nie zapewnia normalnego rozwoju roślin.

Pierwiastki śladowe nazywane są pierwiastkami, których zawartość w ciele jest niewielka, ale biorą udział w procesach biochemicznych i są niezbędne dla organizmów żywych. Zalecane dzienne spożycie mikroelementów dla ludzi wynosi mniej niż 200 mg. Ostatnio producenci suplementów diety zaczęli używać terminu mikroelement, zapożyczonego z języków europejskich (angielski mikroelement). Pod mikroskładnikami odżywczymi łączymy pierwiastki śladowe, witaminy i niektóre makroelementy (potas, wapń, magnez, sód).

Utrzymywanie stałości wewnętrznego środowiska (homeostazy) organizmu, polega przede wszystkim na utrzymaniu jakościowej i ilościowej zawartości substancji mineralnych w tkankach na poziomie fizjologicznym.

Podstawowe elementy śladowe

Według współczesnych danych, ponad 30 mikroelementów uważa się za niezbędne dla żywotnej aktywności roślin, zwierząt i ludzi. Wśród nich (w kolejności alfabetycznej):

Im niższe stężenie związków w ciele, tym trudniej jest ustalić biologiczną rolę pierwiastka, aby zidentyfikować związki w formacji, w których bierze udział. Do niewątpliwie ważnych należą wanad, krzem itp.

Kompatybilność

W procesie asymilacji witamin, mikroelementów i makroelementów przez organizm możliwy jest antagonizm (interakcja negatywna) lub synergizm (pozytywne oddziaływanie) pomiędzy różnymi komponentami.

Brak pierwiastków śladowych w ciele

Główne przyczyny braku minerałów:

• Niewłaściwa dieta lub monotonna dieta, kiepska jakość wody pitnej.
• Cechy geologiczne różnych rejonów ziemi są obszarami endemicznymi (niekorzystnymi).
• Duża utrata minerałów spowodowana krwawieniem, choroba Leśniowskiego-Crohna, wrzodziejące zapalenie jelita grubego.
• Używanie niektórych leków, które wiążą lub powodują utratę pierwiastków śladowych.

Zobacz także

Uwagi

Linki

Fundacja Wikimedia. 2010

Zobacz, co "Makroelementy" znajdują się w innych słownikach:

Makroelementy - pierwiastki chemiczne lub związki stosowane organizmy w stosunkowo dużych ilościach :. tlenu, wodoru, węgla, azotu, fosforu, żelaza, potasu, siarki, wapnia, magnezu, sodu, chloru i innych zaangażowanych w makroelementy budowlanych...... środowiska Słownik

Makroelementy są pierwiastkami chemicznymi, które składają się na główne substancje spożywcze, a inne są obecne w organizmie w stosunkowo dużych ilościach, w tym wapń, fosfor, żelazo, sód i potas są higienicznie znaczące. Źródło:...... Oficjalna terminologia

makroelementy - makro makrokomórki - [L.G.Sumenko. Angielski rosyjski słownik dotyczący technologii informacyjnej. M.: GP ZNIIS, 2003.] Tematy technologii informacyjnej w ogólności Synonimy makrokomórki EN Makra makrowe... Podręcznik tłumacza technicznego

makroelementy - makroelementai statusas T sritis chemija apibrėžtis Cheminiai elementai, kurių labai daug reikia gyviesiems organizmams. atitikmenys: angl. makroelementy; Makroelementy rus. makroskładniki... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

makroelementy - makroelementai statusas terminų aiškinamasis žodynas

MAKRO ELEMENTY - (z greckiego: Makrós? Duży, długi i lat. Elementum? Oryginalna substancja), przestarzała nazwa pierwiastków chemicznych, które składają się na większość żywej materii (99,4%). M. obejmuje: tlen, węgiel, wodór, azot, wapń,...... Veterinary Encyclopedic Dictionary

MAKRO ELEMENTY - pierwiastki chemiczne asymilowane przez rośliny w dużych ilościach, których zawartość wyraża się w wartościach od dziesiątek procent do setnych części procenta. Oprócz organogenów (C, O, H, N), grupa M. obejmuje Si, K, Ca, Mg, Na, Fe, P, S, Al... Słownik terminów botanicznych

Makroelementy - elementy chemiczne asymilowane przez rośliny w dużych ilościach, od n. 10 do n. 10 2 wagi. % Głównymi M. są: N, P, K, Ca, Mg, Si, Fe, S... Objaśniający słownik nauk o glebie

Makroelementy - - elementy zawarte w diecie, której dzienne zapotrzebowanie jest mierzone nie mniej niż dziesiątych części gramów, są uwzględnione w strukturze komórek i związków organicznych, na przykład. sód, potas, wapń, magnez, fosfor itp. Słowniczek terminów dotyczących fizjologii zwierząt gospodarskich

makroskładniki pokarmowe - pierwiastki chemiczne zawarte w produktach spożywczych, których codzienna potrzeba jest mierzona na przykład nie mniej niż dziesiątych części gramów. sód, potas, wapń, magnez, fosfor... Duży słownik medyczny

Daszkow Maxim Leonidowicz, nauczyciel biologii w Mińsku

Jakościowe przygotowanie do scentralizowanego testowania, do przyjęcia do Liceum

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

Udostępnij znajomym

Główne menu

Dla uczniów i nauczycieli

Konsultacje Tutora

Wyszukaj na stronie

1. W której grupie wszystkie elementy należą do makroelementów? Aby śledzić elementy?

a) Żelazo, siarka, kobalt; b) fosfor, magnez, azot; c) sód, tlen, jod; g) fluor, miedź, mangan.

Do makroelementów zalicza się: b) fosfor, magnez i azot.

Pierwiastki śladowe obejmują: d) fluor, miedź, mangan.

2. Jakie pierwiastki chemiczne nazywane są makroelementami? Wymień je. Jaka jest wartość makroskładników w żywych organizmach?

Makroskładniki to pierwiastki chemiczne, których zawartość w organizmach żywych przekracza 0,01% (wagowo). Makroelementami są tlen (O), węgiel (C), wodór (H), azot (N), wapń (Ca), fosfor (P), potas (K), siarka (S), chlor (Cl), sód (Na ) i magnezu (Mg). Dla roślin makroelementem jest również krzem (Si).

Węgiel, tlen, wodór i azot - główne składniki organicznych związków organizmów żywych. Ponadto tlen i wodór są częścią wody, której udział masowy w żywych organizmach wynosi średnio 60-75%. Tlen molekularny (O₂) jest używany przez większość żywych organizmów do oddychania komórkowego, podczas którego organizm potrzebuje niezbędnej energii. Siarka jest składnikiem białek i niektórych aminokwasów, fosfor jest częścią związków organicznych (na przykład DNA, RNA, ATP), składników tkanki kostnej i szkliwa zębów. Chlor jest częścią kwasu solnego w soku żołądkowym ludzi i zwierząt.

Potas i sód biorą udział w wytwarzaniu potencjałów bioelektrycznych, zapewniają utrzymanie prawidłowego rytmu czynności serca u ludzi i zwierząt. Potas uczestniczy również w procesie fotosyntezy. Wapń i magnez są częścią tkanki kostnej, szkliwa zębów. Ponadto wapń jest niezbędny do krzepnięcia krwi i skurczu mięśni, jest częścią ściany komórkowej roślin, a magnez jest częścią chlorofilu i wielu enzymów.

3. Jakie elementy nazywane są pierwiastkami śladowymi? Podaj przykłady. Jaka jest rola pierwiastków śladowych w życiowej aktywności organizmów?

Pierwiastki śladowe nazywane są żywotnymi pierwiastkami chemicznymi, których ułamek masowy w żywych organizmach wynosi od 0,01% lub mniej. Do tej grupy należą żelazo (Fe), cynk (Zn), miedź (Cu), fluor (F), jod (I), mangan (Mn), kobalt (Co), molibden (Mo) i kilka innych pierwiastków.

Żelazo jest częścią hemoglobiny, mioglobiny i wielu enzymów, bierze udział w procesach oddychania komórkowego i fotosyntezy. Miedź jest częścią hemocyjanin (pigmenty oddechowe krwi i hemolimfy niektórych bezkręgowców), bierze udział w procesach oddychania komórkowego, fotosyntezy, syntezy hemoglobiny. Cynk jest częścią hormonu insuliny, niektóre enzymy biorą udział w syntezie fitohormonów. Fluorek jest składnikiem szkliwa i tkanki kostnej, jod jest częścią hormonów tarczycy (trójjodotyronina i tyroksyna). Mangan jest częścią wielu enzymów lub zwiększa ich aktywność, bierze udział w tworzeniu kości w procesie fotosyntezy. Kobalt jest niezbędny do procesów tworzenia krwi, jest częścią witaminy B₁₂. Molibden bierze udział w wiązaniu azotu cząsteczkowego (N₂) bakterie guzkowe.

4. Ustalić zgodność między pierwiastkiem chemicznym a jego funkcją biologiczną:

1) wapń

2) magnez

3) kobalt

4) jod

5) cynk

6) miedź

a) bierze udział w syntezie hormonów roślinnych, jest częścią insuliny.

b) jest częścią hormonów tarczycy.

c) jest składnikiem chlorofilu.

g) jest częścią hemocyjanin niektórych bezkręgowców.

e) niezbędne do skurczu mięśni i krzepnięcia krwi.

e) jest częścią witaminy B₁₂.

1 - d (wapń jest niezbędny do skurczu mięśni i krzepnięcia krwi);

2-calowy (magnez jest składnikiem chlorofilu);

3 - e (kobalt jest częścią witaminy B)₁₂);

4 - b (jod jest częścią hormonów tarczycy);

5 - a (cynk uczestniczy w syntezie hormonów roślinnych, jest częścią insuliny);

6 - g (miedź jest częścią hekocyjanów niektórych bezkręgowców).

5. Opierając się na materiale dotyczącym biologicznej roli makro- i mikroelementów oraz wiedzy uzyskanej w badaniu ludzkiego ciała w 9. klasie, wyjaśnij konsekwencje braku pewnych pierwiastków chemicznych w ludzkim ciele.

Na przykład, przy braku wapnia, stan zębów pogarsza się i rozwija się próchnica zębów, wzrasta skłonność kości do deformacji i złamania, pojawiają się drgawki i zmniejsza się krzepliwość krwi. Brak potasu prowadzi do rozwoju senności, depresji, osłabienia mięśni, arytmii serca. W przypadku niedoboru żelaza obserwuje się zmniejszenie stężenia hemoglobiny, rozwija się anemia (niedokrwistość). Przy niedostatecznym przyjmowaniu jodu dochodzi do zaburzeń syntezy trójjodotyroniny i tyroksyny (hormonów tarczycy), może nastąpić powiększenie tarczycy w postaci wola, szybkie zmęczenie, pogorszenie pamięci, zmniejszenie uwagi itp. Przedłużający się brak jodu u dzieci może prowadzić do rozwój fizyczny i umysłowy. Przy braku kobaltu zmniejsza się liczba erytrocytów we krwi. Niedobór fluoru może powodować zniszczenie i utratę zębów, uszkodzenie dziąseł.

6. Tabela pokazuje zawartość głównych pierwiastków chemicznych w skorupie ziemskiej (wagowo, w%). Porównaj skład skorupy i żywych organizmów. Jakie są cechy elementarnej kompozycji organizmów żywych? Jakie fakty pozwalają wyciągnąć wniosek o jedności natury ożywionej i nieożywionej?

Odpowiedź

Zweryfikowane przez eksperta

Odpowiedź jest udzielona

Americanka

te pierwiastki chemiczne, których zawartość w ciele wynosi więcej niż 0,005% masy ciała. Są to: wodór, węgiel, tlen, azot, sód, magnez, fosfor, siarka, chlor, potas, wapń.

Połącz Knowledge Plus, aby uzyskać dostęp do wszystkich odpowiedzi. Szybko, bez reklam i przerw!

Nie przegap tego ważnego - połącz Knowledge Plus, aby zobaczyć odpowiedź już teraz.

Obejrzyj wideo, aby uzyskać dostęp do odpowiedzi

O nie!
Wyświetlenia odpowiedzi są zakończone

Połącz Knowledge Plus, aby uzyskać dostęp do wszystkich odpowiedzi. Szybko, bez reklam i przerw!

Nie przegap tego ważnego - połącz Knowledge Plus, aby zobaczyć odpowiedź już teraz.

Makroskładniki

Makroskładniki to pierwiastki chemiczne, które rośliny absorbują w dużych ilościach. Zawartość takich substancji w roślinach waha się od setnych procenta do kilkudziesięciu procent.

Spis treści:

Przedmioty

Makroskładniki są bezpośrednio zaangażowane w budowę organicznych i nieorganicznych związków roślinnych, stanowiących większość ich suchej masy. Większość z nich jest reprezentowana w komórkach przez jony.

Makroskładniki i ich związki są substancjami aktywnymi różnych nawozów mineralnych. W zależności od rodzaju i kształtu są one stosowane jako główny nawóz i nawóz. Do makroelementów należą: węgiel, wodór, tlen, azot, fosfor, potas, wapń, magnez, siarka i niektóre inne, jednak głównymi elementami odżywiania roślin są azot, fosfor i potas.

Ciało osoby dorosłej zawiera około 4 gramów żelaza, 100 g sodu, 140 g potasu, 700 g fosforu i 1 kg wapnia. Mimo tak różnych liczb wniosek jest oczywisty: substancje połączone pod nazwą "makroelementów" są kluczowe dla naszego istnienia. [8] Inne organizmy również potrzebują ich bardzo: prokariotów, roślin, zwierząt.

Zwolennicy teorii ewolucyjnej twierdzą, że zapotrzebowanie na makroskładniki zależy od warunków, w których powstało życie na Ziemi. Kiedy ziemia składała się ze stałych skał, atmosfera była nasycona dwutlenkiem węgla, azotem, metanem i parą wodną, ​​a zamiast deszczu padały na ziemię roztwory kwasów, a mianowicie makroskładniki były jedyną matrycą, na podstawie której mogły pojawiać się pierwsze substancje organiczne i prymitywne formy życia. Dlatego nawet teraz, miliardy lat później, całe życie na naszej planecie nadal odczuwa potrzebę aktualizacji wewnętrznych zasobów magnezu, siarki, azotu i innych ważnych elementów, które tworzą fizyczną strukturę obiektów biologicznych.

Właściwości fizyczne i chemiczne

Makroelementy różnią się zarówno właściwościami chemicznymi, jak i fizycznymi. Należą do nich metale (potas, wapń, magnez i inne) i niemetale (fosfor, siarka, azot i inne).

Niektóre właściwości fizyczne i chemiczne makroelementów, zgodnie z danymi: [2]

Element makro

Stan fizyczny w normalnych warunkach

srebrno-biały metal

biały metal

srebrno-biały metal

kruche żółte kryształy

srebrny metal

Zawartość makroskładników w przyrodzie

Makroelementy występują wszędzie w przyrodzie: w glebie, skałach, roślinach, żywych organizmach. Niektóre z nich, takie jak azot, tlen i węgiel, są integralnymi elementami atmosfery ziemskiej.

Objawy braku pewnych składników odżywczych w uprawach, zgodnie z danymi: [6]

Element

Typowe objawy

Kultury wrażliwe

Zmiana zielonego koloru liści na jasnozielony, żółtawy i brązowy,

Rozmiar liścia maleje,

Liście są wąskie i umieszczone pod ostrym kątem do łodygi,

Liczba owoców (nasion, ziaren) gwałtownie spada

Biały i kalafior,

Skręcanie krawędzi blaszki liściowej

Fioletowy kolor

Oparzenie liści,

Wybielanie wierzchołkowego pączka,

Wybielanie młodych liści

Koniuszki liści są wygięte,

Krawędzie liści są skręcone

Biały i kalafior,

Biały i kalafior,

Zmiana intensywności zielonego koloru liści,

Niska zawartość białka

Kolor liści zmienia się na biały,

• Stany związane azotem występują w wodach rzek, oceanów, litosfery, atmosfery. Większość azotu w atmosferze jest zawarta w stanie wolnym. Bez azotu nie jest możliwe tworzenie cząsteczek białka. [2]
• Fosfor łatwo ulega utlenieniu iw związku z tym nie występuje w przyrodzie w czystej postaci. Jednak w związkach znalezionych niemal wszędzie. Jest ważnym składnikiem białek roślinnych i zwierzęcych. [2]
• Potas występuje w glebie w postaci soli. W roślinach jest osadzany głównie w łodygach. [2]
• Magnez jest wszechobecny. W masywnych skałach zawarty jest w postaci glinianów. Gleba zawiera siarczany, węglany i chlorki, ale przeważają krzemiany. W postaci jonu zawartego w wodzie morskiej. [1]
• Wapń jest jednym z najbardziej powszechnych elementów w przyrodzie. Jego złoża można znaleźć w postaci kredy, wapienia, marmuru. W organizmach roślinnych występujących w postaci fosforanów, siarczanów, węglanów. [4]
• Natura Serava jest bardzo rozpowszechniona: zarówno w stanie wolnym, jak iw postaci różnych związków. Występuje zarówno w skałach, jak iw żywych organizmach. [1]
• Żelazo jest jednym z najczęstszych metali na ziemi, ale w stanie wolnym występuje tylko w meteorytach. W minerałach pochodzenia ziemskiego żelazo występuje w siarczkach, tlenkach, krzemianach i wielu innych związkach. [2]

Rola w zakładzie

Funkcje biochemiczne

Wysoka wydajność każdej uprawy rolnej jest możliwa tylko pod warunkiem pełnego i wystarczającego odżywienia. Oprócz światła, ciepła i wody rośliny potrzebują składników odżywczych. Skład organizmów roślinnych obejmuje ponad 70 pierwiastków chemicznych, z czego 16 absolutnie niezbędnych to organogeny (węgiel, wodór, azot, tlen), pierwiastki śladowe popiołu (fosfor, potas, wapń, magnez, siarka), a także żelazo i mangan.

Każdy element spełnia swoje funkcje w roślinach i absolutnie niemożliwe jest zastąpienie jednego elementu innym.

Z atmosfery

• Węgiel jest pochłaniany z powietrza przez liście roślin i trochę korzeniami z gleby w postaci dwutlenku węgla (CO₂). Jest podstawą składu wszystkich związków organicznych: tłuszczów, białek, węglowodanów i innych.
• Wodór jest zużywany w kompozycji wody, jest niezwykle niezbędny do syntezy substancji organicznych.
• Tlen jest pochłaniany przez liście z powietrza, przez korzenie z gleby, a także jest uwalniany z innych związków. Jest niezbędny zarówno do oddychania, jak i syntezy związków organicznych. [7]

Następnie ważna

• Azot jest niezbędnym pierwiastkiem do rozwoju roślin, a mianowicie do tworzenia substancji białkowych. Jego zawartość w białkach waha się od 15 do 19%. Jest częścią chlorofilu i dlatego bierze udział w fotosyntezie. Azot znajduje się w enzymach - katalizatorach różnych procesów w organizmach. [7]
• Fosfor obecny jest w składzie jąder komórkowych, enzymów, fityny, witamin i innych równie ważnych związków. Uczestniczy w procesach konwersji węglowodanów i substancji zawierających azot. W roślinach występuje zarówno w postaci organicznej, jak i mineralnej. Związki mineralne - sole kwasu ortofosforowego - stosowane są w syntezie węglowodanów. Rośliny wykorzystują organiczne związki fosforu (heksofosforany, fosfatydy, nukleoproteiny, fosforany cukru, fitynę). [7]
• Potas odgrywa ważną rolę w metabolizmie białek i węglowodanów, wzmacnia efekt stosowania azotu z form amoniaku. Odżywianie z potasem jest silnym czynnikiem w rozwoju poszczególnych narządów roślinnych. Ten pierwiastek sprzyja akumulacji cukru w ​​soku komórkowym, co zwiększa odporność roślin na niekorzystne czynniki naturalne w okresie zimowym, przyczynia się do rozwoju wiązek naczyniowych i pogrubia komórki. [7]

Następujące makroelementy

• Siarka jest składnikiem aminokwasów - cysteiny i metioniny, odgrywa ważną rolę zarówno w metabolizmie białek, jak iw procesach redoks. Pozytywny wpływ na powstawanie chlorofilu, przyczynia się do tworzenia się guzków na korzeniu roślin strączkowych, a także bakterii brodawkowych, które asymilują azot z atmosfery. [7]
• Wapń - uczestnik metabolizmu węglowodanów i białek, ma pozytywny wpływ na wzrost korzeni. Zasadniczo potrzebne do normalnego odżywiania roślin. Zwapnienia kwaśnych gleb z wapniem zwiększają żyzność gleby. [7]
• Magnez bierze udział w fotosyntezie, a jego zawartość w chlorofilu osiąga 10% całkowitej zawartości w zielonych częściach roślin. Zapotrzebowanie na magnez w roślinach nie jest takie samo. [7]
• Żelazo nie jest częścią chlorofilu, ale bierze udział w procesach redoks, które są niezbędne do tworzenia chlorofilu. Odgrywa dużą rolę w oddychaniu, ponieważ jest integralną częścią enzymów oddechowych. Jest to konieczne zarówno dla roślin zielonych, jak i organizmów wolnych od chloru. [7]

Brak (niedobór) makroelementów w roślinach

Na brak makro w glebie, aw konsekwencji, w zakładzie wyraźnie pokazują zewnętrzne znaki. Wrażliwość każdego gatunku roślin na brak makroskładników jest ściśle indywidualna, ale są pewne podobne oznaki. Na przykład, gdy brakuje azotu, fosforu, potasu i magnezu, stare liście niższych poziomów cierpią, podczas gdy brak wapnia, siarki i żelaza - młode narządy, świeże liście i punkt wzrostu.

Szczególnie wyraźnie brak żywienia przejawia się w uprawach o wysokiej wydajności.

Nadmiar makroskładników w roślinach

Na stan roślin wpływa nie tylko niedobór, ale także nadmiar makroskładników. Przejawia się przede wszystkim w starych narządach i opóźnia wzrost roślin. Często oznaki braku i nadwyżki tych samych elementów są nieco podobne. [6]

Pierwiastki chemiczne komórki.

Komórki organizmów żywych w ich składzie chemicznym znacznie różnią się od otaczającego środowiska nieożywionego i struktury związków chemicznych, a także zestawu i zawartości pierwiastków chemicznych. Łącznie w organizmach żywych obecnych jest około 90 pierwiastków chemicznych (występujących obecnie), które w zależności od ich zawartości dzielą się na 3 główne grupy: makroskładniki, mikroelementy i ultramikroelementy.

Makroelementy.

Makroelementy w znacznych ilościach są reprezentowane w żywych organizmach, od setnych do kilkudziesięciu procent. Jeżeli zawartość jakiejkolwiek substancji chemicznej w ciele przekracza 0,005% masy ciała, substancja ta jest określana jako makroelementy. Są częścią głównych tkanek: krwi, kości i mięśni. Należą do nich na przykład następujące pierwiastki chemiczne: wodór, tlen, węgiel, azot, fosfor, siarka, sód, wapń, potas, chlor. Makroskładniki stanowią łącznie około 99% masy żywych komórek, przy czym większość (98%) stanowi wodór, tlen, węgiel i azot.

Poniższa tabela pokazuje główne makroelementy w ciele:

Dla wszystkich czterech najczęstszych pierwiastków w organizmach żywych (wodór, tlen, węgiel, azot, jak powiedziano wcześniej), charakterystyczna jest jedna wspólna właściwość. Pierwiastkom tym brakuje jednego lub więcej elektronów na zewnętrznej orbicie, tworząc stabilne wiązania elektronowe. Tak więc, atom wodoru do tworzenia stabilnego wiązania elektronowego nie ma jednego elektronu na zewnętrznej orbicie, atomach tlenu, azocie i węglu - odpowiednio dwóch, trzech i czterech elektronach. Pod tym względem te pierwiastki chemiczne z łatwością tworzą wiązania kowalencyjne z powodu parowania elektronów i mogą łatwo wchodzić w interakcje ze sobą, wypełniając ich zewnętrzne powłoki elektronowe. Ponadto tlen, węgiel i azot mogą tworzyć nie tylko pojedyncze wiązania, ale także podwójne wiązania. W rezultacie znacznie wzrasta liczba związków chemicznych, które mogą powstawać z tych pierwiastków.

Ponadto węgiel, wodór i tlen - najlżejszy spośród pierwiastków zdolnych do tworzenia wiązań kowalencyjnych. Dlatego okazały się najbardziej odpowiednie do tworzenia związków, które składają się na żywą materię. Należy zauważyć oddzielnie inną ważną właściwość atomów węgla - zdolność do tworzenia wiązań kowalencyjnych z czterema innymi atomami węgla jednocześnie. Dzięki tej zdolności szkielety powstają z ogromnej różnorodności cząsteczek organicznych.

Śledzenie elementów

Chociaż zawartość pierwiastków śladowych nie przekracza 0,005% dla każdego pojedynczego pierwiastka, iw sumie stanowią one tylko około 1% masy komórek, pierwiastki śladowe są niezbędne do życiowej aktywności organizmów. W przypadku braku lub braku treści mogą wystąpić różne choroby. Wiele pierwiastków śladowych jest częścią niebiałkowych grup enzymów i jest niezbędnych do realizacji ich funkcji katalitycznych.
Na przykład, żelazo jest integralną częścią hemu, który jest częścią cytochromów, które są składnikami łańcucha przenoszenia elektronów, oraz hemoglobiny, białka, które transportuje tlen z płuc do tkanek. Niedobór żelaza w ludzkim ciele powoduje rozwój anemii. Brak jodu, który jest częścią tyroksyny hormonu tarczycy, prowadzi do wystąpienia chorób związanych z niewydolnością tego hormonu, takich jak endemiczny wola lub kretynizm.

Przykłady pierwiastków śladowych przedstawiono w poniższej tabeli:

Makroskładniki

Makroelementy są pożytecznymi substancjami dla ciała, których dzienna dawka dla osoby wynosi 200 mg.

Brak makroskładników prowadzi do zaburzeń metabolicznych, dysfunkcji większości narządów i układów.

Jest takie powiedzenie: jesteśmy tym, co jemy. Ale, oczywiście, jeśli zapytasz znajomych, kiedy jedli ostatnio, na przykład, siarki lub chloru, nie można w zamian uniknąć zaskoczenia. A w międzyczasie prawie 60 pierwiastków chemicznych "żyje" w ludzkim ciele, których rezerwy, czasem nie zdając sobie z tego sprawy, są uzupełniane z pożywienia. A przez około 96 procent każdy z nas składa się tylko z 4 chemicznych nazw reprezentujących grupę makroelementów. A to:

• tlen (65% w każdym ludzkim ciele);
• węgiel (18%);
• wodór (10%);
• azot (3%).

Pozostałe 4 procent to inne substancje z układu okresowego. To prawda, że ​​są znacznie mniejsze i reprezentują inną grupę użytecznych składników odżywczych - mikroelementów.

W przypadku najpowszechniejszych pierwiastków chemicznych - makroskładników zwyczajowo używa się nazwy CHON, składającej się z wielkich liter pojęć: węgiel, wodór, tlen i azot po łacinie (węgiel, wodór, tlen, azot).

Makroelementy w ludzkim ciele, natura wycofała dość szerokie uprawnienia. To zależy od nich:

• tworzenie szkieletu i komórek;
• pH ciała;
• prawidłowy transport impulsów nerwowych;
• adekwatność reakcji chemicznych.

W wyniku wielu eksperymentów ustalono: każdego dnia ludzie potrzebują 12 minerałów (wapnia, żelaza, fosforu, jodu, magnezu, cynku, selenu, miedzi, manganu, chromu, molibdenu, chloru). Ale nawet te 12 nie będzie w stanie zastąpić funkcji składników odżywczych.

Składniki odżywcze

Niemal każdy pierwiastek chemiczny odgrywa istotną rolę w egzystencji całego życia na Ziemi, ale tylko 20 z nich jest głównymi.

Te elementy są podzielone na:

• 6 głównych składników odżywczych (reprezentowanych w prawie wszystkich organizmach żywych na ziemi i często w dość dużych ilościach);
• 5 mniejszych składników odżywczych (występujących w wielu organizmach żywych w stosunkowo niewielkich ilościach);
• pierwiastki śladowe (niezbędne substancje w małych ilościach, aby utrzymać reakcje biochemiczne, od których zależy życie).

Wśród składników odżywczych wyróżniamy:

Główne pierwiastki biogenne lub organogeny to grupa węgla, wodoru, tlenu, azotu, siarki i fosforu. Drobne składniki odżywcze są reprezentowane przez sód, potas, magnez, wapń, chlor.

Tlen (O)

Jest to druga na liście najczęściej występujących substancji na Ziemi. Jest składnikiem wody i, jak wiadomo, stanowi około 60 procent ludzkiego ciała. W postaci gazowej tlen staje się częścią atmosfery. W tej formie odgrywa decydującą rolę we wspieraniu życia na Ziemi, promowaniu fotosyntezy (w roślinach) i oddychaniu (u zwierząt i ludzi).

Węgiel (C)

Węgiel można również uznać za synonim życia: tkanki wszystkich stworzeń na planecie zawierają związek węgla. Ponadto tworzenie się wiązań węglowych przyczynia się do rozwoju pewnej ilości energii, która odgrywa znaczącą rolę w przepływie ważnych procesów chemicznych na poziomie komórki. Wiele związków zawierających węgiel łatwo ulega zapaleniu, uwalniając ciepło i światło.

Wodór (H)

Jest to najłatwiejszy i najpowszechniejszy element we Wszechświecie (w szczególności w postaci dwuatomowego gazu H2). Wodór jest substancją reaktywną i łatwopalną. W przypadku tlenu tworzy wybuchowe mieszaniny. Ma 3 izotopy.

Azot (N)

Element o liczbie atomowej 7 jest głównym gazem w atmosferze Ziemi. Azot jest częścią wielu cząsteczek organicznych, w tym aminokwasów, które są składnikiem białek i kwasów nukleinowych, które tworzą DNA. Niemal cały azot jest wytwarzany w kosmosie - tak zwane mgławice planetarne tworzone przez starzejące się gwiazdy wzbogacają Wszechświat tym makroelementem.

Inne makroelementy

Potas (K)

Potas (0,25%) jest ważną substancją odpowiedzialną za procesy elektrolitowe w organizmie. W prostych słowach: przenosi ładunek przez płyny. Pomaga regulować bicie serca i przekazywać impulsy układu nerwowego. Zajmuje się również homeostazą. Niedobór pierwiastka prowadzi do problemów z sercem, a nawet do jego zatrzymania.

Wapń (Ca)

Wapń (1,5%) jest najczęstszym składnikiem odżywczym w organizmie człowieka - prawie wszystkie rezerwy tej substancji są skoncentrowane w tkankach zębów i kości. Wapń jest odpowiedzialny za skurcz mięśni i regulację białek. Ale ciało "zje" ten pierwiastek z kości (co jest niebezpieczne z powodu rozwoju osteoporozy), jeśli odczuwa jego niedobór w codziennej diecie.

Wymagany przez rośliny do tworzenia błon komórkowych. Zwierzęta i ludzie potrzebują tego makroelementu, aby utrzymać zdrowe kości i zęby. Ponadto wapń pełni rolę "moderatora" procesów w cytoplazmie komórek. W naturze reprezentowany w kompozycji wielu skał (kreda, wapień).

Wapń u ludzi:

• wpływa na pobudliwość nerwowo-mięśniową - bierze udział w skurczu mięśni (hipokalcemia prowadzi do drgawek);
• reguluje glikogenolizę (rozkład glikogenu do stanu glukozy) w mięśniach i glukoneogenezę (tworzenie się glukozy z nie węglowodanowych formacji) w nerkach i wątrobie;
• zmniejsza przepuszczalność ścian naczyń włosowatych i błony komórkowej, przez co wzmacnia działanie przeciwzapalne i przeciwalergiczne;
• sprzyja krzepnięciu krwi.

Jony wapnia są ważnymi wewnątrzkomórkowymi przekaźnikami, które wpływają na insulinę i enzymy trawienne w jelicie cienkim.

Pochłanianie Ca zależy od zawartości fosforu w organizmie. Wymiana wapnia i fosforanu jest regulowana hormonalnie. Parathormon (parathormon) uwalnia Ca z kości do krwi, a kalcytonina (hormon tarczycy) sprzyja odkładaniu się pierwiastka w kościach, co zmniejsza jego stężenie we krwi.

Magnez (Mg)

Magnez (0,05%) odgrywa znaczącą rolę w budowie szkieletu i mięśni.

Jest członkiem ponad 300 reakcji metabolicznych. Typowy kation wewnątrzkomórkowy, ważny składnik chlorofilu. Obecne w szkielecie (70% całości) i mięśniach. Integralna część tkanek i płynów ustrojowych.

W ludzkim ciele magnez jest odpowiedzialny za rozluźnienie mięśni, wydalanie toksyn i poprawę przepływu krwi do serca. Niedobór substancji przeszkadza w trawieniu i spowalnia wzrost, co prowadzi do szybkiego zmęczenia, tachykardii, bezsenności, wzrostu wartości PMS u kobiet. Ale nadmiar makr prawie zawsze oznacza rozwój kamicy.

Sód (Na)

Sód (0,15%) jest pierwiastkiem promującym elektrolit. Pomaga przekazywać impulsy nerwowe w całym ciele i jest również odpowiedzialny za regulację poziomu płynu w ciele, chroniąc go przed odwodnieniem.

Siarka (S)

Siarka (0,25%) znajduje się w 2 aminokwasach, które tworzą białka.

Fosfor (P)

Fosfor (1%) jest korzystnie skoncentrowany w kościach. Ale dodatkowo istnieje cząsteczka ATP, która dostarcza komórkom energii. Prezentowany w kwasach nukleinowych, błonach komórkowych, kościach. Podobnie jak wapń, jest niezbędny do prawidłowego rozwoju i funkcjonowania układu mięśniowo-szkieletowego. W ludzkim ciele spełnia funkcję strukturalną.

Chlor (Cl)

Chlor (0,15%) zazwyczaj znajduje się w organizmie w postaci jonu ujemnego (chlorek). Jego funkcje obejmują utrzymanie równowagi wodnej w ciele. W temperaturze pokojowej chlor jest trującym zielonym gazem. Silny utleniacz, łatwo wchodzi w reakcje chemiczne, tworząc chlorki.

Temat 4. "Skład chemiczny komórki."

Organizmy składają się z komórek. Komórki różnych organizmów mają podobny skład chemiczny. Tabela 1 przedstawia główne pierwiastki chemiczne występujące w komórkach organizmów żywych.

Tabela 1. Zawartość pierwiastków chemicznych w komórce

Zawartość w komórce można podzielić na trzy grupy elementów. Pierwsza grupa obejmuje tlen, węgiel, wodór i azot. Stanowią one prawie 98% całkowitego składu komórkowego. Druga grupa obejmuje potas, sód, wapń, siarkę, fosfor, magnez, żelazo, chlor. Ich zawartość w komórce wynosi dziesiąte i setne procenta. Elementy tych dwóch grup należą do makroelementów (od greckiego: Macro - large).

Pozostałe elementy, reprezentowane w komórkach przez setne i tysięczne procenty, należą do trzeciej grupy. Są to pierwiastki śladowe (od greckiego, mikro - małe).

Wszelkie elementy występujące tylko w naturze, w komórce nie są wykrywane. Wszystkie wymienione pierwiastki chemiczne są również częścią przyrody nieożywionej. Wskazuje to na jedność natury ożywionej i nieożywionej.

Brak jakiegokolwiek elementu może prowadzić do choroby, a nawet śmierci organizmu, ponieważ każdy element odgrywa pewną rolę. Makroelementy pierwszej grupy stanowią podstawę biopolimerów - białek, węglowodanów, kwasów nukleinowych, a także lipidów, bez których życie nie jest możliwe. Siarka jest częścią niektórych białek, fosfor jest częścią kwasów nukleinowych, żelazo jest częścią hemoglobiny, a magnez jest częścią chlorofilu. Wapń odgrywa ważną rolę w metabolizmie.

Niektóre z pierwiastków chemicznych zawartych w komórce są zawarte w składzie substancji nieorganicznych - soli mineralnych i wody.

Sole mineralne znajdują się w komórce, zwykle w postaci kationów (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) i anionów (HPO 2- / 4, H₂PO - / 4, CI -, NSO₃), którego stosunek określa kwasowość pożywki, która jest ważna dla żywotnej aktywności komórek.

(W wielu komórkach medium jest lekko zasadowe, a jego pH prawie się nie zmienia, ponieważ zawsze zachowuje pewien stosunek kationów i anionów).

Z substancji nieorganicznych w przyrodzie, woda odgrywa ogromną rolę.

Bez wody życie jest niemożliwe. Jest to znacząca masa większości komórek. Dużo wody znajduje się w ludzkich komórkach mózgowych i zarodkach: woda jest większa niż 80%; w komórkach tkanki tłuszczowej - tylko 40.% Z wiekiem zmniejsza się zawartość wody w komórkach. Osoba, która straciła 20% wody, umiera.

Unikalne właściwości wody decydują o jej roli w ciele. Bierze udział w termoregulacji, która wynika z dużej pojemności cieplnej wody - zużycia dużych ilości energii podczas ogrzewania. Co decyduje o dużej pojemności cieplnej wody?

W cząsteczce wody atom tlenu jest kowalencyjnie związany z dwoma atomami wodoru. Cząsteczka wody jest polarna, ponieważ atom tlenu ma częściowo ujemny ładunek i każdy z dwóch atomów wodoru ma

częściowo ładunek dodatni. Wiązanie wodorowe tworzy się pomiędzy atomem tlenu jednej cząsteczki wody a atomem wodoru innej cząsteczki. Wiązania wodorowe zapewniają kombinację dużej liczby cząsteczek wody. Gdy woda jest podgrzewana, znaczna część energii jest zużywana na rozerwanie wiązań wodorowych, co decyduje o jej dużej pojemności cieplnej.

Woda jest dobrym rozpuszczalnikiem. Ze względu na polarność jego cząsteczek oddziałuje z dodatnio i ujemnie naładowanymi jonami, przyczyniając się w ten sposób do rozpuszczenia substancji. W odniesieniu do wody wszystkie substancje w komórce są podzielone na hydrofilowe i hydrofobowe.

Hydrofilowe (z greckiego: Hydro - woda i phileo - kocham) nazywane są substancjami, które rozpuszczają się w wodzie. Należą do nich związki jonowe (na przykład sole) i niektóre związki niejonowe (na przykład cukry).

Hydrofobowe (z greckiego: Hydro - woda i fobos - strach) to substancje nierozpuszczalne w wodzie. Należą do nich na przykład lipidy.

Woda odgrywa ważną rolę w reakcjach chemicznych zachodzących w komórce w roztworach wodnych. Rozpuszcza produkty przemiany materii, które nie są potrzebne organizmowi, a przez to przyczynia się do ich usuwania z organizmu. Wysoka zawartość wody w komórce zapewnia jej elastyczność. Woda promuje ruch różnych substancji w komórce lub z jednej komórki do drugiej.

Ciała ożywionej i nieożywionej natury składają się z tych samych pierwiastków chemicznych. Skład organizmów żywych obejmuje substancje nieorganiczne - wodę i sole mineralne. Istotne liczne funkcje wody w komórce wynikają z osobliwości jej cząsteczek: ich polarności, ich zdolności do tworzenia wiązań wodorowych.

NIEORGANICZNE KOMPONENTY KOMÓRKOWE

Około 90 pierwiastków znajduje się w komórkach żywych organizmów, z których około 25 znajduje się w prawie wszystkich komórkach. Zgodnie z zawartością w komórce, pierwiastki chemiczne dzieli się na trzy duże grupy: makroelementy (99%), mikroelementy (1%), ultramikroelementy (mniej niż 0,001%).

Makrocząsteczki obejmują tlen, węgiel, wodór, fosfor, potas, siarkę, chlor, wapń, magnez, sód, żelazo.
Pierwiastki śladowe obejmują mangan, miedź, cynk, jod, fluor.
Ultramicroelements to srebro, złoto, brom, selen.

ORGANICZNE ELEMENTY KOMÓREK

Najważniejszą funkcją białek jest katalityczny. Cząsteczki białka, które zwiększają szybkość reakcji chemicznych w komórce o kilka rzędów wielkości, nazywane są enzymami. Żaden proces biochemiczny w organizmie nie zachodzi bez udziału enzymów.

Obecnie znajduje się ponad 2000 enzymów. Ich wydajność jest wielokrotnie wyższa niż wydajność katalizatorów nieorganicznych wykorzystywanych w produkcji. Tak więc 1 mg żelaza w składzie enzymu katalazy zastępuje 10 ton żelaza nieorganicznego. Katalaza zwiększa szybkość rozkładu nadtlenku wodoru (H.₂Och₂) 10 do 11 razy. Enzym katalizujący powstawanie kwasu węglowego (CO₂+H₂O = H₂Z₃), przyspiesza reakcję 10 7 razy.

Ważną właściwością enzymów jest swoistość ich działania, każdy enzym katalizuje tylko jedną lub niewielką grupę podobnych reakcji.

Substancja, która wpływa na enzym, nazywana jest substratem. Struktury cząsteczki enzymu i substratu muszą dokładnie pasować do siebie. To tłumaczy specyfikę działania enzymów. Gdy substrat jest połączony z enzymem, zmienia się przestrzenna struktura enzymu.

Sekwencję oddziaływania między enzymem a substratem można przedstawić schematycznie:

Substrate + Enzyme - kompleks enzym-substrat - enzym + produkt.

Z diagramu jasno wynika, że ​​substrat łączy się z enzymem, tworząc kompleks enzym-substrat. W tym przypadku substrat zamienia się w nową substancję - produkt. W końcowym etapie enzym zostaje uwolniony z produktu i ponownie wchodzi w interakcję z następną cząsteczką substratu.

Enzymy działają tylko w określonej temperaturze, stężeniu substancji, kwasowości pożywki. Zmieniające się warunki prowadzą do zmiany w trzeciorzędowej i czwartorzędowej strukturze cząsteczki białka, a w konsekwencji do zahamowania aktywności enzymu. Jak to działa? Tylko pewna część cząsteczki enzymu, zwana centrum aktywnym, ma aktywność katalityczną. Aktywne centrum zawiera od 3 do 12 reszt aminokwasowych i powstaje w wyniku zginania łańcucha polipeptydowego.

Pod wpływem różnych czynników zmienia się struktura cząsteczki enzymu. To zakłóca przestrzenną konfigurację centrum aktywnego, a enzym traci swoją aktywność.

Enzymy to białka, które pełnią rolę katalizatorów biologicznych. Dzięki enzymom szybkość reakcji chemicznych w komórkach wzrasta o kilka rzędów wielkości. Ważną właściwością enzymów jest swoistość działania w określonych warunkach.

Kwasy nukleinowe odkryto w drugiej połowie XIX wieku. szwajcarski biochemik F. Micher, który wyizolował substancję o wysokiej zawartości azotu i fosforu z jąder komórek i nazwał ją "nukleiną" (z łacińskiego jądra - jądra).

Kwasy nukleinowe przechowują dziedziczną informację o strukturze i funkcjonowaniu każdej komórki i wszystkich żywych istot na Ziemi. Istnieją dwa rodzaje kwasów nukleinowych - DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) i RNA (kwas rybonukleinowy). Kwasy nukleinowe, podobnie jak białka, mają swoistość gatunkową, czyli organizmy każdego gatunku mają swój własny typ DNA. Aby poznać przyczyny specyficzności gatunkowej, należy wziąć pod uwagę strukturę kwasów nukleinowych.

Cząsteczki kwasów nukleinowych to bardzo długie łańcuchy składające się z setek, a nawet milionów nukleotydów. Jakikolwiek kwas nukleinowy zawiera tylko cztery typy nukleotydów. Funkcje cząsteczek kwasu nukleinowego zależą od ich struktury, nukleotydów, liczby w łańcuchu i sekwencji związku w cząsteczce.

Każdy nukleotyd składa się z trzech składników: zasady azotowej, węglowodanu i kwasu fosforowego. Struktura każdego nukleotydu DNA składa się z jednego z czterech rodzajów zasad azotowych (adenina - A, tymina - T, guanina - lub cytozyny T - C), a także pozostałości węgla i dezoksyrybozy wodny kwasu fosforowego.

W związku z tym nukleotydy DNA różnią się jedynie rodzajem zasady azotowej.

Cząsteczka DNA składa się z ogromnej różnorodności nukleotydów, które są połączone ze sobą w określonej sekwencji. Każdy typ cząsteczki DNA ma swoją własną liczbę i sekwencję nukleotydów.

Cząsteczki DNA są bardzo długie. Na przykład litera o objętości około 820000 stron byłaby wymagana do napisania sekwencji nukleotydowej w cząsteczkach DNA z pojedynczej komórki ludzkiej (46 chromosomów). Naprzemienność czterech rodzajów nukleotydów może tworzyć nieskończoną liczbę wariantów cząsteczek DNA. Te strukturalne cechy cząsteczek DNA pozwalają im przechowywać ogromną ilość informacji o wszystkich oznakach organizmów.

W 1953 roku model struktury cząsteczki DNA został stworzony przez amerykańskiego biologa J. Watsona i angielskiego fizyka F. Cricka. Naukowcy ustalili, że każda cząsteczka DNA składa się z dwóch łańcuchów połączonych ze sobą i skręconych spiralnie. Ma wygląd podwójnej helisy. W każdym łańcuchu cztery typy nukleotydów zmieniają się w określonej sekwencji.

Skład nukleotydów DNA różni się w różnych gatunkach bakterii, grzybów, roślin i zwierząt. Ale nie zmienia się wraz z wiekiem, niewiele zależy od zmian środowiskowych. Nukleotydy są połączone, to znaczy liczba adeniny nukleotydów dowolnej cząsteczki DNA równa liczbie nukleotydów tymidyna (A-T) i nukleotydów cytozyny w liczbie równej liczbie nukleotydów guaniny (C-F). Wynika to z faktu, że połączenie dwóch łańcuchów ze sobą w cząsteczce DNA wypełnia wszystkie pewną regułę, mianowicie adenina obwód dźwiękowy jest zawsze, połączoną dwoma wiązaniami wodorowymi tylko tyminy innego łańcucha i guaniny - trzech wiązań wodorowych z cytozyną, to znaczy łańcuch nukleotydów jednej cząsteczce DNA jest komplementarny, uzupełniający.

DNA zawiera wszystkie bakterie, zdecydowaną większość wirusów. Występuje w jądrach komórek zwierząt, grzybów i roślin, a także w mitochondriach i chloroplastach. W jądrze każdej komórki ludzkiego ciała zawiera 6,6 x 10 -12 g DNA, a w jądrze komórek zarodkowych - dwa razy mniej - 3,3 x 10 -12 g.

Cząsteczki kwasu nukleinowego - DNA i RNA składają się z nukleotydów. Nukleotyd DNA zawiera azotową zasadę (A, T, G, C), węglowodan dezoksyrybozy i resztę cząsteczki kwasu fosforowego. Cząsteczka DNA jest podwójną helisą składającą się z dwóch łańcuchów połączonych wiązaniami wodorowymi zgodnie z zasadą komplementarności. Funkcja DNA - przechowywanie informacji dziedzicznych.

W komórkach wszystkich organizmów znajdują się cząsteczki ATP - trójfosforanu adenozyny. ATP jest uniwersalną substancją komórkową, której cząsteczka ma wiązania energetyczne. ATP Molecule - jeden rodzaj z nukleotydów, które, podobnie jak innych nukleotydów, składa się z trzech elementów: zasady azotowe - adeniny, węglowodanów - ryboza, lecz zawiera resztę kwasu fosforowego trzy cząsteczki (fig. 12). Wiązania wskazane na rysunku ikoną są bogate w energię i nazywane są wysoką energią. Każda cząsteczka ATP zawiera dwa wiązania makroergiczne.

Przy zerwaniu, a energia wiązania rozszczepienia przez enzymy z jedną cząsteczką kwasu fosforowego uwalnia energii 40 kJ / mol, a więc ATP przeprowadza się w ADP - kwas adenozyny. Po usunięciu kolejnej cząsteczki kwasu fosforowego uwalniane jest kolejne 40 kJ / mol; AMP - powstaje adenozyno-monofosforowy kwas. Reakcje te są odwracalne, tzn. AMP może przekształcić się w ADP, ADP - w ATP.

Cząsteczki ATP są nie tylko rozdzielane, ale również syntetyzowane, więc ich zawartość w komórce jest względnie stała. Wartość ATP w życiu komórki jest ogromna. Cząsteczki te odgrywają wiodącą rolę w metabolizmie energetycznym niezbędnym do zapewnienia żywotnej aktywności komórki i organizmu jako całości.

Ryc. 12. Schemat struktury ATP.

cząsteczkę RNA, zazwyczaj jeden łańcuch składa się z czterech typów nukleotydów - A, U, G, C Istnieją trzy główne rodzaje RNA: mRNA, rRNA, tRNA. Zawartość cząsteczek RNA w komórce nie jest stała, biorą udział w biosyntezie białka. ATP jest uniwersalną substancją energetyczną komórki, w której znajdują się wiązania energetyczne. ATP odgrywa kluczową rolę w metabolizmie energetycznym w komórce. RNA i ATP są zawarte zarówno w jądrze, jak iw cytoplazmie komórki.

Zadania i testy na temat "Temat 4." Skład chemiczny komórki "."

• Skład chemiczny komórki - Cytologia - komórka Ogólne wzorce biologiczne (klasa 9-11)

Zalecenia dotyczące tematu

Pracując nad tymi tematami, powinieneś być w stanie:

1. Opisz poniższe pojęcia i wyjaśnij zależności między nimi:
   • monomer polimerowy;
   • węglowodany, monosacharydy, disacharydy, polisacharydy;
   • lipid, kwas tłuszczowy, gliceryna;
   • aminokwas, wiązanie peptydowe, białko;
   • katalizator, enzym, centrum aktywne;
   • kwas nukleinowy, nukleotyd.
2. Wymień 5-6 powodów, które sprawiają, że woda jest tak ważnym składnikiem systemów żywych.
3. Wymień cztery główne klasy związków organicznych zawartych w żywych organizmach; scharakteryzować rolę każdego z nich.
4. Wyjaśnij, dlaczego reakcje kontrolowane przez enzym zależą od temperatury, pH i obecności koenzymów.
5. Opowiedz o roli ATP w sektorze energetycznym komórki.
6. Nazwij materiały wyjściowe, główne etapy i końcowe produkty reakcji wywołanych reakcjami wiązania światła i węgla.
7. Daje krótki opis ogólny schemat oddychanie komórek, z którego będzie oczywiste, jakie miejsce reakcja glikolizy cykl G.Krebsa (cykl kwasu cytrynowego) i transportu elektronów łańcucha.
8. Porównaj oddech i fermentację.
9. Opisz strukturę cząsteczki DNA i wyjaśnij, dlaczego liczba reszt adeninowych jest równa liczbie reszt tyminy, a liczba reszt guaniny jest równa liczbie reszt cytozyny.
10. Przygotuj krótki schemat syntezy RNA w DNA (transkrypcji) u prokariontów.
11. Opisz właściwości kodu genetycznego i wyjaśnij, dlaczego powinno to być trojany.
12. Opierając się na tym łańcuchu DNA i tabeli kodonów, należy określić komplementarną sekwencję informacyjnego RNA, wskazać kodony transportowego RNA i sekwencję aminokwasową powstałą w wyniku translacji.
13. Wymień etapy syntezy białka na poziomie rybosomów.

Algorytm rozwiązywania problemów.

Typ 1. Samokopiujące się DNA.

Jedna z nici DNA ma następującą sekwencję nukleotydową:
AGTATSGATATSTSTGTTTTSG.
Jaką sekwencję nukleotydów ma drugi łańcuch tej samej cząsteczki?

Aby utworzyć sekwencję nukleotydów drugim łańcuchów cząsteczek DNA przy znanej sekwencji pierwszego łańcucha jest wystarczająca, aby zastąpić tyminy, adeniny na adeninę tyminy na cytozynę, guaninę i cytozynę do guaniny. Po dokonaniu takiej wymiany otrzymujemy sekwencję:
TATSTGGTSTATGAGTSTAAATG.

Wpisz 2. Kodowanie białka.

Łańcuch aminokwasowy białka rybonukleazy ma następujący początek: lizyna-glutamina-treonina-alanina-alanina-alanina-lizyna.
Jaka sekwencja nukleotydów rozpoczyna gen odpowiadający temu białku?

Aby to zrobić, użyj tabeli kodu genetycznego. Dla każdego aminokwasu znajdujemy jego oznaczenie kodu w postaci odpowiednich trzech nukleotydów i zapisujemy go. Wprowadzając te trzy grupy jeden po drugim w tej samej kolejności, w której znajdują się odpowiednie aminokwasy, otrzymujemy wzór struktury segmentu informacyjnego RNA. Z reguły istnieje kilka takich trójek, wybór jest dokonywany zgodnie z Twoją decyzją (ale tylko jedna z trójek jest zajęta). Rozwiązania, odpowiednio, mogą być kilka.
AAACAAATSUGTSGGTSUGTSGAAG

Typ 3. Dekodowanie cząsteczek DNA.

Z jakiej sekwencji aminokwasów zaczyna się białko, jeśli jest kodowane za pomocą następującej sekwencji nukleotydów:
ACGSTsCATSGGTGCGGT.

Zgodnie z zasadą komplementarności, znajdujemy strukturę regionu informacyjnego RNA utworzonego w danym segmencie cząsteczki DNA:
UGTSGGGAATSGGTSTSA.

Następnie zwracamy się do tabeli kodu genetycznego i dla każdego z trzech nukleotydów, zaczynając od pierwszego, znajdujemy i zapisujemy odpowiedni aminokwas:
Cysteina-glicyna-tyrozyna-arginina-prolina-.

Ivanova TV, Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Ogólny biologia". Moskwa, "Oświecenie", 2000

• Temat 4. "Skład chemiczny komórki." §2-§7 s. 7-21
• Temat 5. "Fotosynteza". § 16-17 s. 44-48
• Temat 6. "Oddychanie komórkowe". § 12-13 s. 34-38
• Temat 7. "Informacja genetyczna". §14-15 s. 39-44