Unsur kimia sel.
- Pencegahan
Sel-sel organisma hidup dalam komposisi kimia mereka jauh berbeza daripada persekitaran yang tidak bernyawa di sekitarnya dan struktur sebatian kimia, dan set dan kandungan unsur-unsur kimia. Secara keseluruhannya, kira-kira 90 elemen kimia hadir (didapati hari ini) dalam organisma hidup, yang, bergantung pada kandungan mereka, dibahagikan kepada 3 kumpulan utama: macronutrien, mikroelemen dan ultramicroelements.
Makroelements.
Makroelemen dalam kuantiti yang banyak diwakili dalam organisma hidup, mulai dari seratus peratus hingga puluhan peratus. Sekiranya kandungan bahan kimia dalam badan melebihi 0.005% berat badan, bahan ini dirujuk sebagai makroelements. Mereka adalah sebahagian daripada tisu utama: darah, tulang dan otot. Ini termasuk, contohnya, unsur-unsur kimia berikut: hidrogen, oksigen, karbon, nitrogen, fosforus, belerang, natrium, kalsium, kalium, klorin. Makroelemen total kira-kira 99% daripada jisim sel hidup, dengan majoriti (98%) hidrogen, oksigen, karbon, dan nitrogen.
Jadual di bawah menunjukkan makronutrien utama dalam badan:
Bagi semua empat elemen yang paling biasa dalam organisma hidup (hidrogen, oksigen, karbon, nitrogen, seperti yang dikatakan sebelumnya), satu sifat umum adalah ciri. Unsur-unsur ini kekurangan satu atau lebih elektron di orbit luar untuk membentuk ikatan elektronik yang stabil. Oleh itu, atom hidrogen untuk membentuk suatu ikatan elektron stabil tidak mempunyai satu elektron di orbit luar, atom oksigen, nitrogen dan karbon - dua, tiga dan empat elektron. Dalam hal ini, unsur-unsur kimia ini mudah membentuk ikatan kovalen disebabkan oleh pasangan elektron, dan dengan mudah dapat berinteraksi dengan satu sama lain, mengisi kulit elektron luaran mereka. Di samping itu, oksigen, karbon dan nitrogen boleh membentuk bukan sahaja ikatan tunggal, tetapi juga ikatan berganda. Akibatnya, bilangan sebatian kimia yang boleh dibentuk daripada unsur-unsur ini meningkat dengan ketara.
Di samping itu, karbon, hidrogen dan oksigen - yang paling ringan di antara unsur yang mampu membentuk ikatan kovalen. Oleh itu, mereka terbukti menjadi yang paling sesuai untuk pembentukan sebatian yang membentuk benda hidup. Perlu diingatkan secara berasingan lagi sifat penting atom karbon - keupayaan untuk membentuk ikatan kovalen dengan empat atom karbon lain sekaligus. Terima kasih kepada keupayaan ini, rangka dibuat dari pelbagai jenis molekul organik.
Elakkan unsur-unsur
Walaupun kandungan unsur surih tidak melebihi 0.005% untuk setiap elemen individu, dan secara keseluruhan mereka hanya membentuk kira-kira 1% daripada jisim sel, unsur surih diperlukan untuk aktiviti vital organisma. Dalam ketiadaan atau kekurangan kandungan, pelbagai penyakit boleh berlaku. Ramai unsur surih adalah sebahagian daripada kumpulan enzim bukan protein dan perlu untuk melaksanakan fungsi pemangkin mereka.
Sebagai contoh, besi merupakan bahagian integral dari heme, yang merupakan sebahagian daripada cytochromes, yang merupakan komponen rantai pemindahan elektron, dan hemoglobin, protein yang mengangkut oksigen dari paru-paru ke tisu. Kekurangan zat besi dalam tubuh manusia menyebabkan perkembangan anemia. Kekurangan iodin, yang merupakan sebahagian daripada tiroksin hormon thyroid, membawa kepada berlakunya penyakit yang berkaitan dengan ketidakstabilan hormon ini, seperti goiter endemik atau cretinism.
Contoh unsur jejak ditunjukkan dalam jadual di bawah:
2.3 Komposisi kimia sel. Makro dan unsur surih
Tutorial Video 2: Struktur, Harta dan Fungsi Sebatian Organik Konsep Biopolimer
Kuliah: Komposisi kimia sel. Makro dan unsur surih. Hubungan struktur dan fungsi zat anorganik dan organik
makronutrien yang kandungannya tidak lebih rendah daripada 0.01%;
unsur surih - kepekatan yang kurang daripada 0.01%.
Dalam mana-mana sel, kandungan unsur jejak adalah kurang daripada 1%, makro-elemen masing-masing - lebih daripada 99%.
Natrium, kalium dan klorin memberikan banyak proses biologi - turgor (tekanan sel dalaman), penampilan impuls elektrik saraf.
Nitrogen, oksigen, hidrogen, karbon. Ini adalah komponen utama sel.
Fosforus dan sulfur adalah komponen penting dalam peptida (protein) dan asid nukleik.
Kalsium adalah asas dari sebarang pembentukan rangka - gigi, tulang, cangkang, dinding sel. Ia juga mengambil bahagian dalam pengecutan otot dan pembekuan darah.
Magnesium adalah komponen klorofil. Mengambil bahagian dalam sintesis protein.
Besi adalah komponen hemoglobin, terlibat dalam fotosintesis, menentukan kecekapan enzim.
Elakkan unsur-unsur terkandung dalam kepekatan yang sangat rendah, penting untuk proses fisiologi:
Zink adalah komponen insulin;
Tembaga - mengambil bahagian dalam fotosintesis dan pernafasan;
Kobalt - komponen vitamin B12;
Iodin - terlibat dalam pengawalan metabolisme. Ia adalah komponen penting dalam hormon tiroid;
Fluorida adalah komponen gigi gigi.
Ketidaksimbangan dalam kepekatan mikro dan makronutrien membawa kepada gangguan metabolik, perkembangan penyakit kronik. Kekurangan kalsium - penyebab riket, besi - anemia, kekurangan nitrogen protein, yodium - penurunan keamatan proses metabolik.
Pertimbangkan hubungan bahan organik dan bukan organik dalam sel, struktur dan fungsi mereka.
Sel-sel mengandungi sejumlah besar mikro dan makromolekul yang mengandungi kelas kimia yang berbeza.
Perkara sel bukan organik
Air Daripada jumlah jisim organisma hidup, ia membentuk peratusan terbesar - 50-90% dan mengambil bahagian dalam hampir semua proses kehidupan:
Proses kapilari, kerana ia adalah pelarut polar universal, mempengaruhi sifat cecair interstitial, kadar metabolik. Berhubungan dengan air, semua sebatian kimia dibahagikan kepada hidrofilik (larut) dan lipofilik (larut dalam lemak).
Keamatan metabolisme bergantung kepada kepekatannya dalam sel - semakin banyak air, semakin cepat proses berlangsung. Kehilangan 12% air oleh tubuh manusia - memerlukan pemulihan di bawah penyeliaan seorang doktor, dengan kehilangan 20% - kematian berlaku.
Garam mineral. Dikandung dalam sistem hidup dalam bentuk terlarut (berpecah menjadi ion) dan tidak dapat diselesaikan. Garam yang terlarut terlibat dalam:
pemindahan bahan melalui membran. Kation logam menyediakan "kalium-natrium pam," mengubah tekanan osmotik sel. Kerana ini, air dengan bahan yang dibubarkan di dalamnya bergegas ke dalam sel atau meninggalkannya, mengambil yang tidak perlu;
pembentukan impuls saraf sifat elektrokimia;
adalah sebahagian daripada protein;
ion fosfat - komponen asid nukleik dan ATP;
ion karbonat - menyokong Ph dalam sitoplasma.
Garam tak larut dalam bentuk molekul keseluruhan membentuk struktur cangkang, cangkang, tulang, gigi.
Bahan organik sel
Ciri umum bahan organik ialah kehadiran rantai rangka karbon. Ini adalah biopolimer dan molekul kecil struktur mudah.
Kelas-kelas utama yang terdapat dalam organisma hidup:
Karbohidrat. Sel-sel mengandungi pelbagai jenisnya - gula mudah dan polimer tidak larut (selulosa). Sebagai peratusan, bahagian mereka dalam tumbuhan kering adalah sehingga 80%, haiwan - 20%. Mereka memainkan peranan penting dalam menyokong kehidupan sel:
Fruktosa dan glukosa (monosakarida) cepat diserap oleh badan, termasuk dalam metabolisme, adalah sumber tenaga.
Ribose dan deoxyribose (monosakarida) adalah salah satu daripada tiga komponen utama DNA dan RNA.
Laktosa (merujuk kepada disaharam) - disintesis oleh badan haiwan, adalah sebahagian daripada susu mamalia.
Sucrose (disaccharide) - sumber tenaga, terbentuk dalam tumbuhan.
Maltose (disaccharide) - memberikan percambahan benih.
Juga, gula mudah melakukan fungsi lain: isyarat, perlindungan, pengangkutan.
Karbohidrat polimer adalah glikogen larut air, serta selulosa, chitin, kanji tidak larut. Mereka memainkan peranan penting dalam metabolisme, menjalankan fungsi struktur, penyimpanan, perlindungan.
Lipid atau lemak. Mereka tidak larut dalam air, tetapi campurkan dengan baik antara satu sama lain dan larut dalam cecair bukan kutub (tidak mengandungi oksigen, contohnya, minyak tanah atau hidrokarbon siklik adalah pelarut bukan kutub). Lipid diperlukan dalam tubuh untuk memberikannya dengan tenaga - semasa tenaga pengoksidaan dan air dibentuk. Lemak sangat cekap tenaga - dengan bantuan 39 kJ per gram yang dibebaskan semasa pengoksidaan, anda dapat mengangkut beban seberat 4 tan ke ketinggian 1 m. Lemak juga menyediakan fungsi pelindung dan penebat - pada haiwan, lapisan tebal membantu mengekalkan panas pada musim sejuk. Bahan-bahan seperti lemak melindungi bulu mata air dari basah, memberikan rupa berkilat dan keanjalan rambut haiwan yang sihat, melaksanakan fungsi penutup pada daun tumbuhan. Sesetengah hormon mempunyai struktur lipid. Lemak membentuk asas struktur membran.
Protein atau protein adalah heteropolimer struktur biogenik. Mereka terdiri daripada asid amino, unit strukturnya ialah: kumpulan amino, radikal, dan karboksil. Sifat-sifat asid amino dan perbezaan antara satu sama lain menentukan radikal. Oleh kerana sifat amphoterik, mereka boleh membentuk ikatan antara mereka. Protein boleh terdiri daripada beberapa atau beratus-ratus asid amino. Secara keseluruhannya, struktur protein termasuk 20 asid amino, kombinasi mereka menentukan pelbagai bentuk dan sifat protein. Sekitar sedozen asid amino tidak diperlukan - mereka tidak disintesis dalam badan haiwan dan pengambilan mereka disediakan oleh makanan tumbuhan. Dalam protein saluran pencernaan dibahagikan kepada monomer individu yang digunakan untuk mensintesis protein mereka sendiri.
Ciri struktur protein:
struktur utama - rantai asid amino;
sekunder - rantai yang dipintal ke dalam lingkaran di mana ikatan hidrogen terbentuk di antara gegelung;
tertiary - spiral atau beberapa daripada mereka, dilancarkan ke dalam globule dan dihubungkan oleh bon yang lemah;
Quaternary tidak wujud dalam semua protein. Ini adalah beberapa globules yang dihubungkan oleh bon bukan kovalen.
Kekuatan struktur boleh dipecahkan, dan kemudian dipulihkan, sementara protein kehilangan sifat sifat dan aktiviti biologi buat sementara waktu. Hanya pemusnahan struktur utama tidak dapat dipulihkan.
Protein melaksanakan pelbagai fungsi dalam sel:
pecutan reaksi kimia (fungsi enzim atau pemangkin, masing-masing bertanggungjawab untuk reaksi tunggal tertentu);
pengangkutan - pemindahan ion, oksigen, asid lemak melalui membran sel;
perlindungan - protein darah seperti fibrin dan fibrinogen, terdapat dalam plasma darah dalam bentuk tidak aktif, membentuk bekuan darah di tapak kecederaan akibat oksigen. Antibodi - memberi imuniti.
struktur - peptida adalah sebahagian atau asas sel membran, tendon dan tisu penghubung lain, rambut, bulu, kuku dan kuku, sayap dan integumen luaran. Actin dan myosin memberikan aktiviti otot kontraksi;
regulatori - protein hormon menyediakan peraturan humoral;
tenaga - semasa kekurangan nutrien badan mula memecah protein sendiri, mengganggu proses aktiviti penting mereka sendiri. Itulah sebabnya, selepas kebuluran yang panjang, tubuh tidak boleh selalu sembuh tanpa bantuan perubatan.
Asid nukleik. Mereka wujud 2 - DNA dan RNA. RNA terdiri daripada beberapa jenis - maklumat, pengangkutan, dan ribosom. Ditemui oleh Swiss Swiss F. Fisher pada akhir abad ke-19.
DNA adalah asid deoksiribonukleik. Dikandung dalam nukleus, plastids dan mitokondria. Secara struktural, ia adalah polimer linier yang membentuk helix dua rantai nukleotida pelengkap. Konsep struktur spatialnya telah dibuat pada tahun 1953 oleh Amerika D. Watson dan F. Crick.
Unit monomerinya adalah nukleotida yang mempunyai struktur asas yang biasa dari:
asas nitrogenous (kepunyaan kumpulan purine - adenine, guanine, pyrimidine - timin dan cytosine.)
Dalam struktur molekul polimer, nukleotida digabungkan secara berpasangan dan melengkapkan, yang disebabkan oleh bilangan bilangan hidrogen yang berbeza: adenin + timin - dua, guanin + sitosin - tiga ikatan hidrogen.
Urutan nukleotida menguraikan urutan asam amino struktur molekul protein. Mutasi adalah perubahan susunan nukleotida, kerana molekul protein struktur yang berbeza akan dikodkan.
RNA - asid ribonukleik. Ciri-ciri struktur perbezaannya daripada DNA adalah:
bukannya nukleotida thymine - uracil;
ribosa dan bukannya deoxyribose.
RNA pengangkutan adalah rantaian polimer yang dilipat dalam bentuk daun semanggi di dalam kapal terbang; fungsi utamanya ialah penghantaran asid amino ke ribosom.
RNA matriks (messenger) sentiasa dibentuk dalam nukleus, melengkapi kepada mana-mana bahagian DNA. Ini adalah matriks struktur, berdasarkan struktur molekul proteinnya akan dipasang pada ribosom. Daripada jumlah kandungan molekul RNA, jenis ini adalah 5%.
Ribosomal - bertanggungjawab terhadap proses pembuatan molekul protein. Ia disintesis pada nukleolus. Ia dalam sangkar adalah 85%.
ATP - asid trifosfat adenosin. Ini adalah nukleotida yang mengandungi:
Untuk mengesan elemen termasuk
Jimat masa dan tidak melihat iklan dengan Knowledge Plus
Jimat masa dan tidak melihat iklan dengan Knowledge Plus
Jawapannya
Jawapannya diberikan
nikitasapper
Sambung Pengetahuan Plus untuk mengakses semua jawapan. Cepat, tanpa iklan dan rehat!
Jangan ketinggalan yang penting - sambungkan Knowledge Plus untuk melihat jawapan sekarang.
Tonton video untuk mengakses jawapannya
Oh tidak!
Pandangan Tindak Balas Adakah Lebih
Sambung Pengetahuan Plus untuk mengakses semua jawapan. Cepat, tanpa iklan dan rehat!
Jangan ketinggalan yang penting - sambungkan Knowledge Plus untuk melihat jawapan sekarang.
Komposisi kimia sel
Kumpulan unsur-unsur komposisi kimia sel
Sains yang mengkaji bahagian konstituen dan struktur sel hidup dipanggil sitologi.
Semua unsur yang termasuk dalam struktur kimia badan boleh dibahagikan kepada tiga kumpulan:
- makronutrien;
- mengesan elemen;
- unsur ultramikro.
Makroelements termasuk hidrogen, karbon, oksigen dan nitrogen. Hampir 98% daripada semua elemen konstituen jatuh pada bahagian mereka.
Unsur jejak adalah dalam bilangan kesepuluh dan seratus peratus. Dan kandungan ultramicroelements yang sangat rendah - seratus dan seribu peratus.
Diterjemahkan daripada bahasa Yunani, "makro" adalah besar, dan "mikro" adalah kecil.
Rajah. 1 Kandungan unsur kimia dalam sel
Para saintis mendapati bahawa tidak ada unsur-unsur tertentu yang unik untuk organisma hidup. Oleh itu, hidup itu, bahawa alam tidak hidup terdiri daripada unsur-unsur yang sama. Ini membuktikan hubungan mereka.
Walaupun kandungan kuantitatif unsur kimia, ketiadaan atau pengurangan sekurang-kurangnya satu daripada mereka membawa kepada kematian seluruh organisma. Lagipun, masing-masing mempunyai makna tersendiri.
Peranan komposisi kimia sel
Makroelemen adalah asas biopolimer, iaitu protein, karbohidrat, asid nukleik dan lipid.
Unsur jejak adalah sebahagian daripada bahan organik penting yang terlibat dalam proses metabolik. Mereka adalah komponen konstituen garam mineral, yang dalam bentuk kation dan anion, nisbahnya menentukan persekitaran alkali. Selalunya ia adalah sedikit alkali, kerana nisbah garam mineral tidak berubah.
Hemoglobin mengandungi besi, klorofil - magnesium, protein - sulfur, asid nukleik - fosforus, metabolisme berlaku dengan jumlah kalsium yang mencukupi.
Rajah. 2. Komposisi sel
Sesetengah unsur kimia adalah komponen bahan tak organik, sebagai contoh, air. Ia memainkan peranan penting dalam aktiviti penting sel-sel tumbuhan dan haiwan. Air adalah pelarut yang baik, oleh kerana itu, semua zat di dalam tubuh dibahagikan kepada:
- Hydrophilic-larut dalam air;
- Hidrofobik - jangan larut dalam air.
Oleh sebab kehadiran air, sel menjadi elastik, ia menggalakkan pergerakan bahan organik dalam sitoplasma.
Rajah. 3. Bahan sel.
Jadual "Sifat-sifat komposisi kimia sel"
Untuk memahami dengan jelas unsur-unsur kimia mana yang menjadi sebahagian daripada sel, kami telah menyenaraikannya dalam jadual berikut:
Unsur kimia apa yang berkaitan dengan makro dan mikronutrien sel?
Unsur kimia apa yang berkaitan dengan makro dan mikronutrien sel?
Makroelements (peratusan besar badan mengikut kandungannya) merangkumi unsur-unsur kimia berikut:
- oksigen (70%), karbon (15%), hidrogen (10%), nitrogen (2%), kalium (0.3%), sulfur (0, 2%), fosforus (1% 1%), selebihnya - magnesium, kalsium, sodium.
Untuk mengesan unsur (peratusan kecil kandungan badan) termasuk elemen kimia seperti:
- kobalt, zink, vanadium, fluorine, selenium, tembaga, kromium, nikel, germanium, yodium, ruthenium.
Komposisi kimia sel
Sel adalah unit kehidupan asas di Bumi. Ia mempunyai semua ciri-ciri organisma hidup: ia tumbuh, menggandakan, menukar bahan dan tenaga dengan alam sekitar, bertindak balas kepada rangsangan luar. Permulaan evolusi biologi dikaitkan dengan rupa bentuk kehidupan selular di Bumi. Organisma Unicelular adalah sel yang wujud secara berasingan daripada satu sama lain. Tubuh semua haiwan - dan tumbuhan multiselular - dibina dari sel yang lebih besar atau lebih kecil, yang merupakan sejenis blok yang membentuk organisma yang kompleks. Terlepas dari apakah sel adalah sistem hidup yang lengkap - organisme yang terpisah atau hanya sebahagian darinya, ia dikurniakan satu set ciri dan sifat yang umum untuk semua sel.
Komposisi kimia sel
Sekitar 60 unsur jadual berkala Mendeleev ditemui di dalam sel-sel, yang juga terdapat dalam alam yang tidak bernyawa. Ini adalah salah satu bukti kesamaan sifat bernyawa dan tidak aktif. Dalam organisma hidup yang paling biasa ialah hidrogen, oksigen, karbon dan nitrogen, yang membentuk kira-kira 98% daripada jisim sel. Ini disebabkan oleh keunikan sifat-sifat kimia hidrogen, oksigen, karbon dan nitrogen, sebagai hasilnya mereka menjadi yang paling sesuai untuk pembentukan molekul yang melaksanakan fungsi biologi. Empat unsur ini mampu membentuk ikatan kovalen yang sangat kuat melalui pasangan elektron yang dipunyai oleh dua atom. Atom karbon terikat kovalen boleh membentuk perancah pelbagai molekul organik yang berbeza. Oleh kerana atom-atom karbon dengan mudah membentuk ikatan kovalen dengan molekul oksigen, hidrogen, nitrogen, dan sulfur, molekul organik mencapai kerumitan yang luar biasa dan kepelbagaian struktur.
Sebagai tambahan kepada empat elemen utama dalam sel, jumlah yang ketara (pecahan ke-10 dan 100 peratus) mengandungi besi, kalium, sodium, kalsium, magnesium, klorin, fosforus dan belerang. Semua unsur lain (zink, tembaga, yodium, fluorin, kobalt, mangan, dan sebagainya) berada dalam sel dalam jumlah yang sangat kecil dan oleh itu dipanggil mikroelemen.
Unsur kimia adalah sebahagian daripada sebatian organik dan organik. Sebatian anorganik termasuk air, garam mineral, karbon dioksida, asid dan asas. Sebatian organik adalah protein, asid nukleik, karbohidrat, lemak (lipid) dan lipid. Selain oksigen, hidrogen, karbon, dan nitrogen, unsur-unsur lain boleh dimasukkan. Sesetengah protein mengandungi belerang. Konstituen asid nukleik adalah fosforus. Molekul hemoglobin termasuk besi, magnesium terlibat dalam pembinaan molekul klorofil. Unsur jejak, walaupun terdapat kandungan yang sangat rendah dalam organisma hidup, memainkan peranan penting dalam proses aktiviti penting. Iodin adalah sebahagian daripada hormon tiroid - tiroksin, kobalt - dalam komposisi vitamin B12 Insulin, hormon dari pulau pankreas, mengandungi zink. Dalam sesetengah ikan, tembaga menduduki tempat besi dalam molekul pigmen yang membawa oksigen.
Air
H2O - sebatian yang paling biasa dalam organisma hidup. Kandungannya dalam sel yang berlainan berbeza-beza dalam had yang agak luas: dari 10% dalam gigi gigi ke 98% dalam badan ubur-ubur, tetapi secara purata ia adalah kira-kira 80% berat badan. Peranan air yang sangat penting dalam memastikan proses aktiviti penting adalah disebabkan sifat fizikokimianya. Polaritas molekul dan keupayaan untuk membentuk ikatan hidrogen menjadikan air pelarut yang baik untuk sejumlah besar bahan. Kebanyakan tindak balas kimia yang berlaku di dalam sel hanya boleh berlaku dalam larutan akueus. Air terlibat dalam banyak transformasi kimia.
Jumlah bilangan ikatan hidrogen antara molekul air berbeza dengan t °. Pada t °, lebur ais menghancurkan kira-kira 15% daripada ikatan hidrogen, pada t ° 40 ° C - separuh. Semasa peralihan ke keadaan gas, semua ikatan hidrogen dimusnahkan. Ini menjelaskan haba spesifik air yang tinggi. Dengan perubahan dalam persekitaran luaran, air menyerap atau melepaskan haba disebabkan oleh pecah atau pembentukan semula ikatan hidrogen. Dengan cara ini, ayunan di dalam sel adalah lebih kecil daripada persekitaran. Haba yang tinggi penyejatan mendasari mekanisme pemindahan haba yang efektif dalam tumbuh-tumbuhan dan haiwan.
Air sebagai pelarut mengambil bahagian dalam fenomena osmosis, yang memainkan peranan penting dalam aktiviti penting sel organisme. Osmosis merujuk kepada penembusan molekul pelarut melalui membran separuh telap ke dalam larutan bahan. Membran separa yang telap dipanggil membran yang melalui molekul pelarut, tetapi tidak lulus molekul (atau ion) larut. Oleh itu, osmosis adalah penyebaran molekul air ke arah satu arah.
Garam mineral
Kebanyakan sel-sel bukan organik adalah dalam bentuk garam dalam pemisahan, atau dalam keadaan pepejal. Kepekatan kation dan anion dalam sel dan dalam persekitarannya berbeza-beza. Sel mengandungi banyak K dan banyak Na. Dalam persekitaran ekstraselular, contohnya, dalam plasma darah, dalam air laut, sebaliknya, terdapat banyak natrium dan tidak cukup kalium. Kerengsaan sel bergantung kepada nisbah kepekatan ion Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+. Dalam tisu haiwan multiselular, K dimasukkan dalam komposisi bahan multiselular yang memastikan perpaduan sel dan susunannya yang teratur. Tekanan osmotik dalam sel dan sifat penyangganya bergantung pada kepekatan garam. Buffering adalah keupayaan sel untuk mengekalkan reaksi alkali yang lemah dari kandungannya pada tahap yang tetap. Buffering dalam sel disediakan terutamanya oleh ion H2Ro4 dan NRA4 2- Dalam cecair ekstraselular dan dalam darah, H memainkan peranan penyangga.2DENGAN3 dan NSO3 -. Anion mengikat ion H ion dan hidroksida (OH -), berkat reaksi di dalam sel cecair ekstraselular kekal hampir tidak berubah. Garam mineral tidak terlarut (contohnya, kalsium fosfat) memberikan kekuatan tisu tulang vertebrata dan cengkerang moluska.
Bahan organik sel
Tupai
Di antara zat organik, sel-sel adalah protein di tempat pertama, baik dalam kuantiti (10-12% daripada jumlah jisim sel) dan dalam nilai. Protein adalah polimer molekul tinggi (dengan berat molekul dari 6000 hingga 1 juta ke atas), monomer yang asid amino. Organisma hidup menggunakan 20 asid amino, walaupun terdapat banyak lagi. Komposisi mana-mana asid amino termasuk kumpulan amino (-NH2), mempunyai sifat asas, dan kumpulan karboksil (-COOH), mempunyai sifat asid. Dua asid amino digabungkan menjadi satu molekul dengan menubuhkan ikatan HN-CO dengan pelepasan molekul air. Ikatan antara kumpulan amino satu asid amino dan karboksil yang lain dipanggil peptida. Protein adalah polipeptida yang mengandungi puluhan dan beratus-ratus asid amino. Molekul protein berbeza berbeza antara satu sama lain dalam berat molekul, nombor, komposisi asid amino dan urutan susunan mereka dalam rantaian polipeptida. Oleh itu, jelas bahawa protein berbeza dalam kepelbagaian yang besar, bilangan mereka dalam semua spesies organisma hidup dianggarkan 10 10 - 10 12.
Rantaian unit asid amino yang dikaitkan dengan ikatan peptida kovalen dalam urutan tertentu dipanggil struktur utama protein. Di dalam sel-sel, protein mempunyai bentuk serat atau bola yang berputar (globules). Ini dijelaskan oleh fakta bahawa dalam protein semulajadi, rantai polipeptida diletakkan dengan cara yang ketat, bergantung pada struktur kimia asid amino penyusunnya.
Pada mulanya, rantai polipeptida digulung. Tarikan timbul antara atom gegelung jiran dan ikatan hidrogen terbentuk, khususnya, antara kumpulan NH dan CO yang terletak di gegelung jiran. Rantai asid amino, dipintal ke dalam lingkaran, membentuk struktur sekunder protein. Sebagai hasil daripada lipatan helix, satu lagi spesifik untuk setiap konfigurasi protein, yang dipanggil struktur tersier, timbul. Struktur pengajian tinggi disebabkan oleh tindakan daya lekatan antara radikal hidrofobik mempunyai beberapa asid amino, dan ikatan kovalen antara kumpulan SH- daripada cysteine asid amino (bon S-S-). Jumlah asid amino oleh radikal hidrofobik dan sistein, serta urutan lokasi mereka dalam rantaian polipeptida, adalah khusus untuk setiap protein. Oleh itu, ciri-ciri struktur tertiary protein ditentukan oleh struktur utamanya. Protein mempamerkan aktiviti biologi hanya dalam bentuk struktur tersier. Oleh itu, penggantian walaupun satu asid amino dalam rantaian polipeptida boleh menyebabkan perubahan dalam konfigurasi protein dan penurunan atau kehilangan aktiviti biologinya.
Dalam beberapa kes, molekul protein bergabung antara satu sama lain dan boleh melaksanakan fungsi mereka hanya dalam bentuk kompleks. Jadi, hemoglobin adalah kompleks empat molekul dan hanya dalam bentuk ini ia mampu melampirkan dan mengangkut O. agregat tersebut mewakili struktur kuatern protein. Dalam komposisi, protein dibahagikan kepada dua kelas utama - mudah dan kompleks. protein mudah hanya terdiri daripada asid amino, asid nukleik (nukleotida), lipid (lipoprotein), Me (metalloproteins), P (fosfoproteidy).
Fungsi protein dalam sel sangat berbeza. Salah satu yang paling penting ialah fungsi bangunan: protein terlibat dalam pembentukan semua membran sel dan organoid sel, serta struktur intrasel. Peranan enzimatik (pemangkin) protein amat penting. Enzim mempercepat tindak balas kimia yang berlaku di dalam sel, 10 ki dan 100 juta kali. Fungsi motor disediakan oleh protein kontraktual khas. Ini protein yang terlibat dalam semua jenis pergerakan, yang mampu sel dan organisma :. Flicker silia dan paluan flagella protozoa, pengecutan otot pada haiwan, pergerakan daun dalam tumbuh-tumbuhan dan fungsi pengangkutan lain protein akan menyertai unsur-unsur kimia (contohnya, hemoglobin melekat O) atau bahan aktif biologi (hormon) dan memindahkannya ke tisu dan organ tubuh. Fungsi pelindung dinyatakan dalam bentuk produksi protein spesifik, yang disebut antibodi, sebagai tindak balas terhadap penembusan protein atau sel asing ke dalam tubuh. Antibodi mengikat dan meneutralkan bahan asing. Protein memainkan peranan penting sebagai sumber tenaga. Dengan pemisahan penuh 1g. protein diperuntukkan 17.6 kJ (
Karbohidrat
Karbohidrat, atau sakarida - bahan organik dengan formula umum (HC2O)n. Bagi kebanyakan karbohidrat, bilangan atom H adalah dua kali bilangan atom O, seperti dalam molekul air. Oleh itu, bahan-bahan ini dipanggil karbohidrat. Dalam sel hidup, karbohidrat adalah dalam jumlah yang tidak melebihi 1-2, kadang-kadang 5% (di dalam hati, di dalam otot). Sel-sel tumbuhan terkaya di dalam karbohidrat, di mana kandungan mereka dalam beberapa kes mencapai 90% daripada berat bahan kering (biji, ubi kentang, dan lain-lain).
Karbohidrat adalah mudah dan kompleks. Karbohidrat mudah dipanggil monosakarida. Bergantung kepada bilangan atom karbohidrat dalam molekul, monosakarida dipanggil trius, tetroses, pentos atau heksos. Daripada enam monosakarida karbon - hexoses - glukosa, fruktosa dan galaktosa adalah yang paling penting. Glukosa terkandung dalam darah (0.1-0.12%). Pentoses ribose dan deoxyribose adalah sebahagian daripada asid nukleik dan ATP. Jika dua monosakarida digabungkan dalam satu molekul, sebatian ini dipanggil disaccharide. Gula makanan, yang diperoleh daripada rotan atau bit gula, terdiri daripada satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa, gula susu - dari glukosa dan galaktosa.
Karbohidrat kompleks yang dibentuk oleh banyak monosakarida dipanggil polysaccharides. Monomer polisakarida seperti kanji, glikogen, selulosa, adalah glukosa. Karbohidrat melakukan dua fungsi utama: pembinaan dan tenaga. Selulosa membentuk dinding sel tumbuhan. Chitin polysaccharide kompleks adalah komponen utama struktur rangka arthropoda luar. Chitin juga mempunyai fungsi bangunan dalam cendawan. Karbohidrat memainkan peranan utama sumber tenaga dalam sel. Dalam proses pengoksidaan 1 g karbohidrat 17.6 kJ dilepaskan (
4.2 kcal). Kanji dalam tumbuh-tumbuhan dan glikogen dalam haiwan disimpan dalam sel dan berfungsi sebagai rizab tenaga.
Asid nukleik
Nilai asid nukleik dalam sel adalah sangat besar. Keistimewaan struktur kimia mereka memungkinkan untuk menyimpan, memindahkan dan memindahkan oleh pewaris kepada sel-sel anak perempuan maklumat tentang struktur molekul protein yang disintesis dalam setiap tisu pada tahap tertentu pembangunan individu. Memandangkan kebanyakan ciri-ciri dan tanda-tanda sel adalah disebabkan oleh protein, jelas bahawa kestabilan asid nukleik adalah keadaan yang paling penting untuk fungsi normal sel-sel dan seluruh organisma. Apa-apa perubahan dalam struktur sel atau aktiviti fisiologi di dalamnya, yang menjejaskan aktiviti penting. Kajian tentang struktur asid nukleik sangat penting untuk memahami warisan watak dalam organisma dan undang-undang yang mengawal fungsi kedua-dua sel individu dan sistem sel - tisu dan organ.
Terdapat 2 jenis asid nukleik - DNA dan RNA. DNA adalah polimer yang terdiri daripada dua heliks nukleotida, tertutup sedemikian rupa sehingga helix berganda terbentuk. Monomer molekul DNA adalah nukleotida terdiri daripada asas nitrogenous (adenina, thymine, guanine dan sitosin), karbohidrat (deoxyribose) dan sisa-sisa asid fosforik. pangkalan nitrogenous dalam molekul DNA adalah nombor yang tidak sama rata saling H-bon, dan tersusun secara berpasangan: adenina (A) sentiasa terhadap thymine (T), guanine (G) vs sitosin (C).
Nukleotida tidak bersambung dengan satu sama lain secara kebetulan, tetapi secara selektif. Keupayaan untuk berinteraksi secara selektif dengan adenin timin dan guanine dengan sitosin dipanggil complementarity. nukleotida pelengkap interaksi tertentu menerangkan ciri susunan ruang atom dalam molekul mereka yang membolehkan mereka untuk mendekati antara satu sama lain dan membentuk H-bon. Dalam rantai polynucleotide, nukleotida bersebelahan dihubungkan bersama melalui gula (deoxyribose) dan residu asid fosforik. RNA serta DNA adalah polimer yang monomernya adalah nukleotida. Asas nitrogen dari tiga nukleotida adalah sama seperti yang merupakan bahagian DNA (A, G, C); yang keempat, uracil (V), hadir dalam molekul RNA dan bukannya timin. Nukleotida RNA berbeza daripada nukleotida DNA dan struktur karbohidratnya (ribosa bukan deoxyribose).
Dalam rangkaian RNA, nukleotida dihubungkan dengan membentuk ikatan kovalen antara ribosa satu nukleotida dan sisa fosfat lain. Dalam struktur, RNA dua terkandas dibezakan. RNA dua terkandas adalah penjaga maklumat genetik untuk beberapa virus, iaitu. mereka melaksanakan fungsi kromosom. RNA tunggal terkandas memindahkan maklumat mengenai struktur protein dari kromosom ke tempat sintesis mereka dan mengambil bahagian dalam sintesis protein.
Terdapat beberapa jenis RNA tunggal terkandas. Nama mereka adalah disebabkan fungsi atau lokasi di dalam sel. Kebanyakan RNA sitoplasma (sehingga 80-90%) adalah RNA ribosom (rRNA) yang terdapat dalam ribosom. Molekul RRNA agak kecil dan terdiri daripada 10 nukleotida. Satu lagi jenis RNA (mRNA) yang membawa maklumat tentang urutan asid amino dalam protein yang mesti disintesis ke ribosom. Saiz RNA ini bergantung pada panjang rantau DNA yang mana ia telah disintesis. RNA pengangkutan menjalankan beberapa fungsi. Mereka menyampaikan asid amino ke tempat sintesis protein, mereka "mengenali" (mengikut prinsip pelengkap) satu triplet dan RNA yang sepadan dengan asid amino yang dipindahkan, menjalankan orientasi tepat asid amino pada ribosom.
Lemak dan Lipid
Lemak adalah sebatian asid lemak berat molekul tinggi dan alkohol triatomik gliserin. Lemak tidak larut dalam air - ia adalah hidrofobik. Selalunya terdapat bahan-bahan seperti lemak hidrofobik yang lain yang dikenali sebagai lipoid dalam sel. Salah satu fungsi utama lemak adalah tenaga. Semasa membelah 1 g lemak ke DENGAN2 dan H2Mengenai sejumlah besar tenaga dikeluarkan - 38.9 kJ (
9.3 kcal). Kandungan lemak dalam sel adalah 5-15% berat bahan kering. Dalam sel tisu hidup, jumlah lemak meningkat kepada 90%. Fungsi utama lemak dalam haiwan (dan sebahagian - tumbuhan) dunia - penyimpanan.
Dengan pengoksidaan penuh 1 g lemak (kepada karbon dioksida dan air), kira-kira 9 kcal tenaga dilepaskan. (1 kcal = 1000 kalori; kalori (kal, kal) adalah unit kerja dan tenaga luar sistem, sama dengan jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan 1 ml air pada 1 ° C dengan tekanan atmosfera standard 101.325 kPa; 1 kkal = 4.19 kJ). Apabila pengoksidaan (dalam badan) 1 g protein atau karbohidrat, hanya kira-kira 4 kcal / g dikeluarkan. Dalam pelbagai organisma akuatik - dari diatom bersel satu ke jerung gergasi - lemak akan terapung, mengurangkan kepadatan purata badan. Ketumpatan lemak haiwan adalah kira-kira 0.91-0.95 g / cm³. Ketumpatan tulang vertebra hampir 1.7-1.8 g / cm³, dan kepadatan purata kebanyakan tisu lain hampir 1 g / cm³. Adalah jelas bahawa lemak diperlukan agak banyak untuk "mengimbangi" rangka berat.
Lemak dan lipid melaksanakan fungsi bangunan: mereka adalah sebahagian daripada membran sel. Oleh kerana kekonduksian haba yang kurang baik, lemak mampu berfungsi. Dalam sesetengah haiwan (anjing laut, ikan paus), ia disimpan dalam tisu adiposa subkutan, membentuk lapisan sehingga 1 m tebal. Pembentukan beberapa lipoid mendahului sintesis sejumlah hormon. Oleh itu, bahan-bahan ini wujud dalam fungsi peraturan proses metabolik.
Makro dan unsur surih
Sekitar 80 unsur kimia ditemui dalam organisma hidup, tetapi hanya untuk 27 elemen ini berfungsi dalam sel dan organisma. Unsur-unsur yang tersisa hadir dalam kuantiti yang kecil, dan nampaknya masuk ke dalam tubuh dengan makanan, air dan udara.
Bergantung kepada kepekatan mereka, mereka dibahagikan kepada macronutrients dan microelements.
Kepekatan setiap makroelemen dalam badan melebihi 0.01%, dan jumlah kandungannya adalah 99%. Macroelements termasuk oksigen, karbon, hidrogen, nitrogen, fosforus, sulfur, kalium, kalsium, sodium, klorin, magnesium dan besi. Empat pertama unsur tersenarai (oksigen, karbon, hidrogen dan nitrogen) juga dipanggil organogenik, kerana ia adalah sebahagian daripada sebatian organik utama. Fosforus dan sulfur juga merupakan komponen dari beberapa bahan organik, seperti protein dan asid nukleik. Fosforus diperlukan untuk pembentukan tulang dan gigi.
Tanpa baki makronutrien yang mustahil berfungsi normal badan.
Jadi, potassium, natrium dan klorin terlibat dalam proses pengujaan sel. Kalsium adalah sebahagian daripada dinding sel tumbuhan, tulang, gigi dan cangkang moluska, diperlukan untuk penguncupan sel-sel otot dan pembekuan darah. Magnesium adalah komponen klorofil - pigmen yang memastikan aliran fotosintesis. Beliau juga mengambil bahagian dalam biosintesis protein dan asid nukleik. Besi adalah sebahagian daripada hemoglobin, dan diperlukan untuk berfungsi banyak enzim.
Unsur jejak terkandung dalam badan dalam kepekatan kurang daripada 0.01%, dan kepekatan mereka dalam sel tidak mencapai 0.1%. Microelements termasuk zink, tembaga, mangan, kobalt, yodium, fluorine, dan lain-lain.
Zink adalah sebahagian daripada molekul hormon pankreas, insulin, tembaga diperlukan untuk fotosintesis dan pernafasan. Kobalt adalah komponen vitamin B12, ketiadaan yang membawa kepada anemia. Iodin diperlukan untuk sintesis hormon tiroid, memastikan aliran normal metabolisme, dan fluorin dikaitkan dengan pembentukan enamel gigi.
Kedua-dua kekurangan dan metabolisme yang berlebihan atau terjejas makro dan microelements membawa kepada perkembangan pelbagai penyakit.
Khususnya kekurangan kalsium dan fosforus menyebabkan riket, kekurangan nitrogen - kekurangan protein yang teruk, kekurangan zat besi - anemia, kekurangan yodium - pembentukan hormon tiroid teroksida dan kadar metabolisme yang berkurangan, mengurangkan pengambilan fluorida - karies. Lead adalah toksik kepada hampir semua organisma.
Kekurangan makro dan microelements boleh dikompensasi dengan meningkatkan kandungan mereka dalam makanan dan air minuman, serta dengan mengambil ubat-ubatan.
Unsur kimia sel membentuk pelbagai sebatian - bukan organik dan organik.
Komposisi kimia sel. Unsur mikro dan makro
Komposisi kimia sel. Unsur mikro dan makro.
Setiap sel mengandungi banyak unsur kimia yang terlibat dalam pelbagai tindak balas kimia. Proses kimia, mengalir di dalam sangkar - salah satu syarat asas kehidupannya, pembangunan dan fungsi. Beberapa elemen kimia dalam sel lebih, yang lain - kurang.
Secara konvensional, semua elemen sel boleh dibahagikan kepada tiga kumpulan:
Macronutrien (> 0.01%)
Unsur jejak (dari 0.001% hingga 0.000001%)
Unsur Ultramicro (kurang daripada 0.0000001%)
Macronutrients
Macronutrients - unsur-unsur kimia yang membentuk daging organisma hidup.
Ini termasuk: (biogenik): karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, sulfur, fosforus, magnesium, kalsium, natrium, kalium.
Ciri-ciri:
Kandungan dalam organisma hidup comp. lebih daripada 0.01%
Kebanyakan makronutrien memasuki tubuh manusia dengan makanan
Kadar harian yang diperlukan -> 200mg. (Kalium, kalsium, magnesium, natrium, sulfur, klorin)
Terletak di dalam otot, tulang, tisu penghubung dan darah.
Bertanggungjawab untuk pembangunan asas berasid.
Mengekalkan tekanan osmosis.
Kekurangan makronutrien boleh menyebabkan kemerosotan kesihatan manusia.
Alasannya ialah: kekurangan zat makanan, ekologi miskin, kehilangan unsur-unsur mineral yang besar, disebabkan penyakit atau ubat.
Elemen unsur - unsur kimia yang terlibat dalam proses biokimia.
Ini termasuk: vanadium, iodin, kobalt, mangan, nikel, selenium, fluorin, tembaga, kromium, zink.
^ Unsur-unsur jejak asas - oksigen, nitrogen, karbon, hidrogen - adalah bahan binaan dan mempunyai bahagian terbesar. Elemen surih yang tersisa terkandung dalam kuantiti yang kecil, namun kesannya kepada kesihatan manusia tidak kurang.
Ciri-ciri:
Mengambil bahagian dalam proses pembentukan tulang, pembentukan darah, penguncupan otot.
Kadar harian yang diperlukan -
Topik 2.2. Komposisi sel kimia. - 10-11 kelas, Syvozlazov (buku kerja bahagian 1)
1. Berikan definisi konsep.
Unsur adalah satu set atom dengan caj nuklear yang sama dan bilangan proton bertepatan dengan nombor ordinal (atom) dalam jadual berkala.
Unsur jejak - elemen yang berada di dalam badan dalam kepekatan yang sangat rendah.
Macroelement - elemen yang berada dalam badan dalam kepekatan tinggi.
Bioelement - unsur kimia yang terlibat dalam aktiviti sel, membentuk asas biomolekul.
Komposisi elemen sel adalah peratusan unsur kimia dalam sel.
2. Apakah salah satu bukti komuniti yang bernyawa dan tidak aktif?
Perpaduan komposisi kimia. Tidak ada ciri-ciri unsur yang hanya bersifat tidak aktif.
3. Isikan jadual.
KOMPOSISI ELEMENTAL OF SELLS
4. Berikan contoh-contoh bahan organik yang molekulnya terdiri daripada tiga, empat dan lima makronutrien.
3 unsur: karbohidrat dan lipid.
4 elemen: tupai.
5 unsur: asid nukleik, protein.
5. Isikan jadual.
PERANAN BIOLOGI ELEMEN
6. Kajian di § 2.2 seksyen "Peranan faktor luaran dalam pembentukan komposisi kimia alam semulajadi" dan menjawab soalan: "Apakah endemik biokimia dan apakah sebab-sebab asalnya?"
Endemias biokimia adalah penyakit tumbuhan, haiwan, dan manusia, yang disebabkan oleh kekurangan akut atau lebihan unsur di kawasan tertentu.
7. Apakah penyakit yang diketahui berkaitan dengan kekurangan mikronutrien?
Kekurangan aisod - goiter endemik. Mengurangkan sintesis thyroxin dan peningkatan tisu tiroid yang dihasilkan.
Kekurangan zat besi - anemia kekurangan zat besi.
8. Ingatlah, berdasarkan apa unsur-unsur kimia diedarkan pada makro, mikro dan ultramicroelements. Menawarkan sendiri, klasifikasi alternatif elemen kimia (sebagai contoh, dengan fungsi dalam sel hidup).
Mikro, makro dan mikronutrien ultra dibahagikan mengikut tanda berdasarkan peratusan mereka dalam sel. Di samping itu, adalah mungkin untuk mengklasifikasikan unsur-unsur mengikut fungsi yang mengawal aktiviti sistem organ tertentu: saraf, otot, peredaran darah dan kardiovaskular, pencernaan, dan lain-lain.
9. Pilih jawapan yang betul.
Ujian 1.
Unsur kimia apa yang membentuk sebahagian besar zat organik?
2) C, O, H, N;
Ujian 2.
Unsur-unsur makro tidak berlaku:
4) mangan.
Ujian 3.
Organisme hidup memerlukan nitrogen, kerana ia berfungsi:
1) komponen protein dan asid nukleik; 10. Tentukan gejala yang mana semua unsur yang disenaraikan di bawah, kecuali satu, digabungkan menjadi satu kumpulan. Garis bawah item "tambahan" ini.
Oksigen, hidrogen, sulfur, besi, karbon, fosforus, nitrogen. Termasuk dalam DNA sahaja. Dan selebihnya adalah dalam protein.
11. Terangkan asal dan makna umum perkataan (istilah), berdasarkan makna akar yang membentuknya.
12. Pilih satu istilah dan terangkan bagaimana nilai semasanya sepadan dengan nilai asal asalnya.
Istilah yang dipilih adalah organogen.
Pematuhan: istilah, pada dasarnya, sesuai dengan makna asalnya, tetapi hari ini ada definisi yang lebih tepat. Sebelum ini, nilai itu sedemikian rupa sehingga unsur-unsur itu hanya terlibat dalam pembinaan tisu dan sel-sel organ. Sekarang telah didapati bahawa unsur-unsur penting secara biologi bukan sahaja membentuk molekul kimia dalam sel, dan lain-lain, tetapi juga mengawal semua proses dalam sel, tisu dan organ. Mereka adalah sebahagian daripada hormon, vitamin, enzim dan biomolekul lain.
13. Merangka dan tuliskan idea-idea asas § 2.2.
Komposisi unsur sel adalah peratusan unsur kimia dalam sel. Unsur-unsur sel biasanya dikelaskan, bergantung kepada peratusan mereka, pada mikro, makro dan ultramicroelements. Unsur-unsur yang terlibat dalam aktiviti penting sel membentuk asas biomolekul, yang disebut bioelements.
Makroelements termasuk: C N H O. Mereka adalah komponen utama semua sebatian organik dalam sel. Di samping itu, P S K Ca Na Fe Cl Mg - termasuk dalam semua biomolekul utama. Tanpa mereka, fungsi badan adalah mustahil. Kekurangan mereka membawa kepada kematian.
Untuk mengesan unsur-unsur: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni I Se Br F B, dan lain-lain. Mereka juga perlu berfungsi normal badan tetapi tidak begitu kritikal. Kekurangan mereka menyebabkan penyakit. Mereka adalah sebahagian daripada sebatian aktif biologi, mempengaruhi metabolisme.
Terdapat ultramicroelements: Au Ag Be dan lain-lain. Peranan fisiologi tidak sepenuhnya ditubuhkan. Tetapi mereka penting untuk sel.
Terdapat konsep "endemik biokimia" - penyakit tumbuh-tumbuhan, haiwan dan manusia, yang disebabkan oleh kekurangan akut atau kelebihan mana-mana elemen di kawasan tertentu. Sebagai contoh, goiter endemik (kekurangan iodin).
Dengan kekurangan unsur disebabkan oleh cara makan, penyakit atau penyakit juga mungkin berlaku. Sebagai contoh, dengan kekurangan besi - anemia. Dengan kekurangan kalsium - keretakan kerap, kehilangan rambut, gigi, sakit otot.
I.2. Komposisi kimia sel. Unsur mikro dan makro
Biasanya, 70-80% jisim sel adalah air, di mana pelbagai garam dan sebatian organik berat molekul rendah dibubarkan. Komponen yang paling ciri sel adalah protein dan asid nukleik. Sesetengah protein adalah komponen struktur sel, yang lain adalah enzim, iaitu. pemangkin yang menentukan kelajuan dan arah tindak balas kimia yang berlaku dalam sel. Asid nukleik berfungsi sebagai pembawa maklumat keturunan, yang dilaksanakan dalam proses sintesis protein intraselular. Seringkali sel mengandungi sejumlah bahan rizab yang berfungsi sebagai rizab makanan. Sel tumbuhan terutamanya menyimpan kanji, sejenis karbohidrat polimer. Dalam sel-sel hati dan otot, satu lagi polimer karbohidrat disimpan - glikogen. Produk lemak juga sering disimpan, walaupun sesetengah lemak melakukan fungsi yang berbeza, iaitu, mereka adalah komponen struktur yang paling penting. Protein dalam sel (dengan pengecualian sel benih) biasanya tidak disimpan. Ia tidak mungkin untuk menggambarkan komposisi tipikal sel, terutamanya kerana terdapat perbezaan besar dalam jumlah makanan dan air yang disimpan. Sel hati mengandungi, sebagai contoh, 70% air, protein 17%, lemak 5%, karbohidrat 2% dan asid nukleat 0.1%; baki 6% adalah garam dan sebatian organik berat molekul rendah, khususnya asid amino. Sel-sel tumbuhan biasanya mengandungi kurang protein, lebih banyak karbohidrat dan lebih banyak air; pengecualian adalah sel yang sedang berehat. Sel istirahat gandum gandum, yang merupakan sumber nutrien untuk embrio, mengandungi kira-kira 12% protein (protein yang paling disimpan), 2% lemak dan 72% karbohidrat. Jumlah air mencapai tahap normal (70-80%) hanya pada permulaan percambahan bijirin. Setiap sel mengandungi banyak unsur kimia yang terlibat dalam pelbagai tindak balas kimia. Proses kimia yang berlaku di dalam sel adalah salah satu syarat asas untuk kehidupannya, pembangunan dan fungsi. Beberapa elemen kimia dalam sel lebih, yang lain - kurang. Di peringkat atom, tidak terdapat perbezaan di antara alam semesta organik dan bukan organik alam semulajadi: organisma hidup terdiri daripada atom yang sama seperti badan-badan yang tidak bernyawa. Walau bagaimanapun, nisbah elemen kimia yang berlainan dalam organisma hidup dan kerak bumi sangat berbeza. Di samping itu, organisma hidup mungkin berbeza daripada persekitarannya dalam komposisi isotop daripada unsur-unsur kimia. Secara konvensional, semua elemen sel boleh dibahagikan kepada tiga kumpulan:
Makroelements. Makroelements termasuk oksigen (65-75%), karbon (15-18%), hidrogen (8-10%), nitrogen (2.0-3.0%), kalium (0.15-0.4%), sulfur (0.15-0.2%), fosforus (0.2-1.0%), klorin (0.05-0.1%), magnesium (0.02-0.03%), sodium (0.02-0.03%), kalsium (0.04-2.00%), besi (0.01-0.0155%). Unsur-unsur seperti C, O, H, N, S, P adalah sebahagian daripada sebatian organik. Karbon - adalah sebahagian daripada semua zat organik; rangka atom karbon adalah asas mereka. Di samping itu, dalam bentuk CO2 ditetapkan dalam proses fotosintesis dan dikeluarkan semasa pernafasan, dalam bentuk CO (dalam kepekatan rendah) mengambil bahagian dalam pengawalseliaan fungsi selular, dalam bentuk CaCO3 adalah sebahagian daripada rangka mineral. Oksigen - adalah sebahagian daripada hampir semua zat organik dalam sel. Ia terbentuk dalam perjalanan fotosintesis semasa fotolisis air. Untuk organisma aerobik, ia berfungsi sebagai agen pengoksidaan semasa pernafasan selular, menyediakan sel-sel dengan tenaga. Dalam jumlah terbesar dalam sel hidup terdapat dalam komposisi air. Hidrogen - adalah sebahagian daripada semua zat organik dalam sel. Dalam jumlah yang terkandung dalam komposisi air. Sesetengah bakteria mengoksidakan hidrogen molekul untuk tenaga. Nitrogen - adalah sebahagian daripada protein, asid nukleik dan monomer - asid amino dan nukleotida. Dari tubuh haiwan diperolehi dalam komposisi amonia, urea, guanine atau asid urik sebagai produk akhir metabolisme nitrogen. Dalam bentuk nitric oxide NO (dalam kepekatan rendah) terlibat dalam pengawalan tekanan darah. Sulfur - sebahagian daripada asid amino yang mengandungi sulfur, didapati dalam kebanyakan protein. Dalam kuantiti yang kecil, terdapat sulfat-ion dalam sitoplasma sel dan cecair ekstraselular. Fosforus - adalah sebahagian daripada ATP, nukleotida lain dan asid nukleik (dalam bentuk residu asid fosforik), dalam komposisi tisu tulang dan enamel gigi (dalam bentuk garam mineral), dan juga terdapat dalam cytoplasm dan cecair intercellular (dalam bentuk ion fosfat). Magnesium adalah cofactor daripada banyak enzim yang terlibat dalam metabolisme tenaga dan sintesis DNA; mengekalkan integriti ribosom dan mitokondria, adalah sebahagian daripada klorofil. Dalam sel-sel haiwan, adalah perlu untuk berfungsi sistem otot dan tulang. Kalsium terlibat dalam pembekuan darah, dan juga berfungsi sebagai mediator sekunder sejagat, mengawal selia proses intraselular yang paling penting (termasuk penyertaan dalam penyelenggaraan potensi membran, yang diperlukan untuk pengecutan otot dan exocytosis). Garam kalsium tidak larut terlibat dalam pembentukan tulang dan gigi vertebrata dan rangka mineral dalam invertebrata. Natrium terlibat dalam penyelenggaraan potensi membran, penjanaan impuls saraf, proses osmoregulation (termasuk kerja-kerja buah pinggang pada manusia) dan penciptaan sistem darah buffer. Potassium terlibat dalam penyelenggaraan potensi membran, penjanaan impuls saraf, peraturan penguncupan otot jantung. Dikandung dalam bahan ekstraselular. Klorin - mengekalkan electroneutrality sel.
Unsur-unsur surih: unsur-unsur surih yang terdiri daripada 0.001% hingga 0.000001% daripada berat badan yang hidup termasuk vanadium, germanium, yodium (sebahagian tiroksin, hormon tiroid), kobalt (vitamin B12), mangan, nikel, ruthenium, selenium, fluorin (enamel gigi), tembaga, kromium, zink Zink - adalah sebahagian daripada enzim yang terlibat dalam penapaian alkohol, adalah sebahagian daripada insulin. Tembaga - adalah sebahagian daripada enzim oksidatif yang terlibat dalam sintesis cytochromes. Selenium - terlibat dalam proses pengawalseliaan badan.
Unsur ultra-mikro. Ultramicroelements membentuk kurang daripada 0.0000001% dalam organisma makhluk hidup, mereka termasuk emas, perak mempunyai kesan bakteria, merkuri menghalang reabsorption air di tubula buah pinggang, yang memberi kesan kepada enzim. Platinum dan cesium juga tergolong dalam ultramicroelements. Sesetengah kumpulan ini juga termasuk selenium, dengan kekurangan kanser. Fungsi ultramicroelements masih kurang difahami. Komposisi molekul sel (tab №1)