Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Элементный (молекулярный) состав клетки. Макро и микроэлементы



Без знания химического состава клетки – основной единицы жизни – нельзя понять механизмы сложнейших процессов, которые протекают в живых организмах всех царств природы. Поэтому изучение общебиологических закономерностей мы начинаем с изучения химической организации жизни. Вначале сравним элементарный, т.е. атомарный, состав живой и неживой природы.

Самыми распространенными элементами земной коры, на долю которых приходится 90% ее атомарного состава, являются: О, Si, Al и Na. Далее следуют Са, Fe, Mg, P и другие элементы.

Изучение этой темы способствует закреплению знаний о единстве всей природы; пониманию того, что живые объекты состоят из тех же химических элементов, что и объекты неживой природы.

 

Биологически важные химические элементы. По химическому составу клетки различных организмов могут заметно отличаться друг от друга, но элементы, входящие в их состав, одинаковы. Из известных нам более 100 химических элементов периодической системы Д.И.Менделеева в состав живых организмов входят около 80, но лишь 24 из них постоянно встречаются в живых организмах. По количеству тех или иных элементов входящих в состав живых систем элементы можно объединить в три группы:

 

Первую группу МАКРОЭЛЕМЕНТЫ - содержаться в больших количествах, в сумме составляют более 98-99% массы живого организма. Это Н,О,С,N - главные компоненты всех органических соединений. Например, в составе клеток человеческого тела кислорода - более 60%, углерода - около 20% и водорода - около 10%. S и P, являются необходимыми составными частями молекул биологических полимеров (polys – много; meros – часть) – белков и нуклеиновых кислот, их часто называют биоэлементами. В меньших количествах в состав клетки, кроме упомянутых S и P, входят 6 элементов: K, Na, Ca, Mg, Fe, Cl. На азот, кальций, фосфор, хлор, калий, серу, натрий, магний, вместе взятые, приходится около 5%. Остальные элементы составляют 0,1%. Каждый из них выполняет важную функцию в клетке: Na, К и Cl – обеспечивают проницаемость клеточных мембран для различных веществ и проведение импульсов по нервному волокну; Ca и Р – участвуют в формировании межклеточного вещества костной ткани, кроме того от Са зависит нормальная свертываемость крови; Fe –входит в состав гемоглобина – белка эритроцита, участвующего в переносе кислорода от легких к тканям; Mg – в клетках растений включен в хлорофилл.

 

 

Вторая группа МИКРОЭЛЕМЕНТЫ - содержатся в меньших количествах (0,02%), но также играют большую роль. Это - йод, фтор, бор, медь, марганец, цинк и другие. Однако это не означает, что они меньше нужны организму. Zn – входит в молекулу гормона поджелудочной железы – инсулин(который участвует в регуляции обмена углеводов; I – необходимый компонент тироксина – гормона щитовидной железы, регулирующего интенсивность обмена веществ всего организма в целом и его рост в процессе развития.

 

 

Все остальные элементы – третья группа УЛЬТРАМИКРОЭЛЕМЕНТЫ - содержатся в еще более меньших количествах. Но при этом необходимо учитывать, все они играют определенную роль. Вообще в живых организмах содержатся все элементы, за исключением коротко живущих изотопов и тяжелых элементов, которые по своей природе нестабильны.

 

 


Макроэлементы Микроэлементы Ультрамикроэлементы

99-98 % - 103 % 106 %

биогенные: (0,02%)

O, C, H, N,( S, P) B, Mn, Zn, Cu, Co, U, Au, Be, Hg,

K, Na, Ca, Mg, Fe, Cl, F, I, Mo Se, Ra, Cs

 

Набор этих элементов не случаен. Жизнь зародилась в водах Мирового океана, и живые организмы состоят из тех элементов, которые образуют легко растворимые в воде соединения. Большинство таких элементов принадлежат к числу легких, их особенностью является способность вступать в прочные (ковалентные) связи и образовывать множество сложных молекул.

Даже те элементы, которые в клетках содержатся в ничтожно малых количествах, ничем не могут быть замены и совершенно необходимы для жизни. Так, содержание йода в клетках не превышает 0,01% - однако при недостатке его в почве ( из-за этого в пищевых продуктах) задерживается рост и развитие детей. Содержание меди – 0,0002% - однако при недостатке его в почве ( из-за этого и в растениях) возникают массовые заболевания с/х животных.

 

Элемент, примерное содержание Символ Значение для клетки и организма
Водород-10% Н Входит в состав воды и органических соединений
Бор-следы В Входит в состав клеточных стенок растений, влияет на ростовые процессы у растений
Углерод-20% С Входит в состав всех органических соединений
Азот-3% N Структурный компонент белков и нуклеиновых кислот
Кислород- 62% O Входит в состав воды и биологически активных соединений
Фтор-следы F Входит в состав эмали зубов
Натрий-0,1% Na Главный внеклеточный положительный ион, проведение нервного импульса, обусловливает нормальный ритм сердечной деятельности, участвует в процессе фотосинтеза
Магний-0,07% Mg Активирует работу многих ферментов; структурный компонент хлорофилла, поддерживает работу рибосом и митохондрий, активирует энергетический обмен и синтез ДНК
Фосфор- 1,0% P Входит в состав костной ткани, зубной эмали, нуклеиновых кислот
Сера-0,25% S Входит в состав белков, вит В1
Хлор-0,2% Cl Преобладающий отрицательный ион в организме животных, проведение нервного импульса, является компонентом соляной к-ты в желудочном соке
Калий-0,25% K Преобладающий положительный ион внутри клеток, проведение нервного импульса, обуславливает нормальный ритм сердечной деятельности
Кальций-2,5% Ca Основной компонент костей и зубов; активирует сокращение мышечных волокон и работу ряда ферментов, компонент свертывания крови
Марганец-следы Mn Необходим организмам в следовых количествах, активатор ферментов, влияет на процессы тканевого дыхания, участвует в развитии костей
Железо-0,01% Fe Входит в состав многих органических веществ, в том числе гемоглобина
Кобальт-следы Co Входит в состав витамина В12,участвует в развитии эритр-тов
Медь-следы Cu Необходим организмам в следовых количествах (обнаружен в составе некоторых ферментов), активатор ферментов, влияет на процессы тканевого дыхания, участвует в процессах кроветворения, фотосинтеза, синтеза гемоглобина
Цинк-следы Zn Необходим организмам в следовых количествах(обнаружен в некоторых ферментах и инсулине), активатор ферментов, влияет на процессы тканевого дыхания
Йод-0,01% I Входит в состав гормона щитовидной железы

 

Вышеперечисленные химические элементы образуют молекулы неорганических и органических веществ. Живые существа состоят из тех же химических элементов, что и неживые тела.




©2015 studenchik.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.