Makrotoitained

  • Hüpoglükeemia

Bioloogiliselt olulised elemendid (vastandina bioloogiliselt inertsetele elementidele) on keemilised elemendid, mis on vajalikud inimese või looma kehale, et tagada normaalne elu. Need on jagatud makroainetega (mille sisaldus elusorganismides on üle 0,001%) ja mikroelementidest (sisaldus on alla 0,001%).

Sisu

Termini "mineraal" kasutamine bioloogiliselt oluliste elementide suhtes

Mikro- ja makro-toitained (va hapnik, vesinik, süsinik ja lämmastik) sisenevad kehasse reeglina söömise ajal. Ingliskeelseks nimetamiseks on mõiste "Dieetmineraal".

Kahekümnenda sajandi lõpus hakkasid mõnede ravimite ja toidulisandite tootjad kasutama terminit mineraal, et viidata makro- ja mikroelementidele, jälgides inglise keele dieetmineraali. Teaduslikust seisukohast on selline mõiste „mineraal” kasutamine vale, vene keeles tuleks sõna „mineraal” kasutada ainult kristallstruktuuriga geoloogilise loodusliku keha tähistamiseks. Kuid tootjad nn. „Bioloogilised lisandid”, mis võivad olla müügiedenduseks, hakkasid oma tooteid vitamiin-mineraalide kompleksideks nimetama.

Makrotoitained

Need elemendid moodustavad elusorganismide liha. Makroelementide soovitatav päevadoos on üle 200 mg. Makrotoitained sisenevad reeglina toiduga inimkehasse.

Toitainete elemendid

Neid makroelemente nimetatakse biogeenseteks (organogeenseteks) elementideks või makroelementideks (inglise makroelement). Orgaanilised ained, nagu valgud, rasvad, süsivesikud, ensüümid, vitamiinid ja hormoonid, on peamiselt ehitatud makroelementidest. Makroelementide määramiseks kasutatakse mõnikord lühendit CHNOPS, mis koosneb perioodilise tabeli vastavate keemiliste elementide nimetustest.

Muud makrotoitained

Soovitatav ööpäevane annus> 200 mg:

Mikroelemendid

Mõiste "mikroelemendid" oli eriti populaarne meditsiinilises, bioloogilises ja põllumajanduslikus teaduskirjanduses 20. sajandi keskel. Agronoomide puhul sai selgeks, et isegi piisav arv „makroelemente” väetistes (kolmainsuse NPK - lämmastik, fosfor, kaalium) ei taga taimede normaalset arengut.

Mikroelemente nimetatakse elementideks, mille sisu kehas on väike, kuid nad osalevad biokeemilistes protsessides ja on vajalikud elusorganismide jaoks. Inimeste mikroelementide soovitatav päevane tarbimine on alla 200 mg. Hiljuti hakkasid toidulisandite tootjad kasutama terminit mikroelement, mis on laenatud Euroopa keeltest (inglise keeles mikroelement). Mikrotoitainete all kombineeritakse mikroelemente, vitamiine ja mõningaid makroelemente (kaaliumi, kaltsiumi, magneesiumi, naatriumi).

Keha sisekeskkonna püsivuse (homeostaasi) säilitamine hõlmab peamiselt mineraalainete kvalitatiivse ja kvantitatiivse sisalduse säilitamist elundite kudedes füsioloogilisel tasandil.

Mikroelemendid

Kaasaegsete andmete kohaselt peetakse taimede, loomade ja inimeste elulise aktiivsuse seisukohast oluliseks rohkem kui 30 mikroelementi. Nende hulgas (tähestikulises järjekorras):

Mida madalam on ühendite kontsentratsioon kehas, seda raskem on määrata elemendi bioloogilist rolli, et identifitseerida ühendid, mille moodustamisel see osaleb. Kahtlemata on olulised vanadiin, räni jne.

Ühilduvus

Vitamiinide, mikroelementide ja makroelementide assimilatsiooni protsessi käigus on võimalik komponentide antagonism (negatiivne koostoime) või sünergism (positiivne koostoime).

Mikroelementide puudumine kehas

Mineraalide puudumise peamised põhjused:

  • Ebaõige toitumine või monotoonne toitumine, halva kvaliteediga joogivesi.
  • Maa eri piirkondade geoloogilised omadused on endeemilised (ebasoodsad) piirkonnad.
  • Suure mineraalide kaotus veritsuse, Crohni tõve, haavandilise koliidi tõttu.
  • Mõningate mikroelementide kadumise või põhjustavate ravimite kasutamine.

Vaata ka

Märkused

Lingid

Wikimedia Foundation. 2010

Vaadake, millised "makroelementid" on teistes sõnaraamatutes:

MASINA ELEMENDID - keemilised elemendid või nende ühendid, mida organismid kasutavad suhteliselt suurtes kogustes: hapnik, vesinik, süsinik, lämmastik, raud, fosfor, kaalium, kaltsium, väävel, magneesium, naatrium, kloor jne.

Makroelemendid on keemilised elemendid, mis moodustavad peamised toiduained ja teised, mis on kehas suhteliselt suurtes kogustes, millest kaltsium, fosfor, raud, naatrium ja kaalium on hügieeniliselt olulised. Allikas:...... Ametlik terminoloogia

makrotoitained - makrotsell makro - [L.G.Sumenko. Inglise vene sõnaraamat infotehnoloogia kohta. M.: GP ZNIIS, 2003.] Infotehnoloogia üldised teemad Üldine makrotsellide sünonüümid Makro makro käsk... Tehnilise tõlkija käsiraamat

makroelementid - makroelementai statusas T sritis chemija apibrėžtis Cheminiai elementai, labai labai reikia gyviesiems organizmams. vastavmenys: angl. makroelemendid; makromaineid rus. makrotoitained... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

makrotoitained - makroelementai statusas terminų aiškinamasis žodynas

MAKROELEMENDID - (kreeka keeles: Makrós, suur ja pikk. Elementum algne aine), keemiliste elementide vananenud nimi, mis moodustab suurema osa elusainest (99,4%). M. sisaldab: hapnikku, süsinikku, vesinikku, lämmastikku, kaltsiumi,...... veterinaaria entsüklopeedilist sõnaraamatut

MAKROELEMENDID - suurte kogustega taimedega võrdsustatud keemilised elemendid, mille sisaldust väljendatakse väärtustes, mis ulatuvad kümnetest protsendist protsendini. Lisaks orgaanilistele ainetele (C, O, H, N) hõlmab M rühma Si, K, Ca, Mg, Na, Fe, P, S, Al...

Makroelemendid - keemilised elemendid, mis on taimedega võrdsustatud suurtes kogustes, alates n. 10 kuni n. 10 2 kaal. % Peamised M. on N, P, K, Ca, Mg, Si, Fe, S... Mullateaduse seletav sõnastik

Makroelemendid - - näiteks toitainete koostisosad, mille päevane vajadus on mõõdetud vähemalt kümnendiku grammiga, sisalduvad rakkude ja orgaaniliste ühendite struktuuris. naatrium, kaalium, kaltsium, magneesium, fosfor jne. Põllumajandusloomade füsioloogia mõistete sõnastik

toidu makroelementid - toiduainetes sisalduvad keemilised elemendid, mille igapäevast vajadust mõõdetakse vähemalt kümnendiku grammiga. naatrium, kaalium, kaltsium, magneesium, fosfor... Suur meditsiiniline sõnastik

Dashkov Maxim Leonidovich, bioloogia juhendaja Minskis

Kvalitatiivne ettevalmistus tsentraliseeritud testimiseks, lütseumi vastuvõtmiseks

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

Jaga sõpradega

Põhimenüü

Õpilastele ja õpetajatele

Õpetaja nõustamine

Otsi sait

1. Millises grupis kuuluvad kõik elemendid makroelementidesse? Elementide jälgimiseks?

a) raud, väävel, koobalt; b) fosfor, magneesium, lämmastik; c) naatrium, hapnik, jood; g) fluor, vask, mangaan.

Makroelementide hulka kuuluvad: b) fosfor, magneesium ja lämmastik.

Mikroelementide hulka kuuluvad: d) fluor, vask, mangaan.

2. Milliseid keemilisi elemente nimetatakse makrotoitaineks? Nimetage need. Milline on makroelementide väärtus elusorganismides?

Makrotoitained on keemilised elemendid, mille sisaldus elusorganismides on üle 0,01% (kaalu järgi). Makroelemendid on hapnik (O), süsinik (C), vesinik (H), lämmastik (N), kaltsium (Ca), fosfor (P), kaalium (K), väävel (S), kloor (Cl), naatrium (Na ) ja magneesium (Mg). Taimede puhul on makroelement ka räni (Si).

Süsinik, hapnik, vesinik ja lämmastik - elusorganismide orgaaniliste ühendite põhikomponendid. Lisaks on hapnik ja vesinik osa veest, mille massiosa elusorganismides on keskmiselt 60-75%. Molekulaarne hapnik (O2) kasutab enamik elusorganisme raku hingamiseks, mille jooksul organism vajab vajalikku energiat. Väävel on valkude ja mõnede aminohapete komponent, fosfor on osa orgaanilistest ühenditest (näiteks DNA, RNA, ATP), luukoe komponentidest ja hambaemailist. Kloor on osa inimeste ja loomade maomahla soolhappest.

Kaalium ja naatrium osalevad bioelektrilise potentsiaali tekkes, tagavad inimeste ja loomade südame aktiivsuse normaalse rütmi säilitamise. Kaalium osaleb ka fotosünteesi protsessis. Kaltsium ja magneesium on osa luukoest, hambaemail. Lisaks on vere koagulatsiooni ja lihaste kokkutõmbumise jaoks vajalik kaltsium, see on osa taime rakuseinast ja magneesium on osa klorofüllist ja mitmetest ensüümidest.

3. Milliseid elemente nimetatakse mikroelementideks? Anna näiteid. Mis on mikroelementide roll organismide elutähtsas tegevuses?

Mikroelemente nimetatakse elutähtsateks keemilisteks elementideks, mille massiosa elusorganismides on 0,01% või vähem. Sellesse rühma kuuluvad raud (Fe), tsink (Zn), vask (Cu), fluor (F), jood (I), mangaan (Mn), koobalt (Co), molübdeen (Mo) ja mõned teised elemendid.

Raud on osa hemoglobiinist, müoglobiinist ja paljudest ensüümidest, osaleb rakulise hingamise ja fotosünteesi protsessides. Vask on osa hemotsüaniinidest (mõnede selgrootute vere ja hemolüümide respiratoorsed pigmendid), osaleb rakulise hingamise protsessides, fotosünteesil, hemoglobiini sünteesil. Tsink on osa hormooninsuliinist, mõned ensüümid on seotud fütohormonide sünteesiga. Fluoriid on hambaemaili ja luukoe komponent, jood on osa kilpnäärme hormoonidest (trijodürooniin ja türoksiin). Mangaan on osa paljudest ensüümidest või suurendab nende aktiivsust, osaleb luude moodustamises fotosünteesi protsessis. Kobalt on vajalik vere moodustumise protsesside jaoks, see on osa B-vitamiinist12. Molübdeen on seotud molekulaarse lämmastiku sidumisega (N2) sõlme bakterid.

4. Kehtestada vastavus keemilise elemendi ja selle bioloogilise funktsiooni vahel:

1) kaltsium

2) magneesium

3) koobalt

4) jood

5) tsink

6) vask

a) on seotud taimehormoonide sünteesiga, on insuliini osa.

b) on osa kilpnäärme hormoonidest.

c) on klorofülli komponent.

g) on ​​osa selgrootute hemotsüaniinidest.

e) vajalik lihaste kontraktsiooniks ja vere hüübimiseks.

e) on osa B-vitamiinist12.

1 - d (kaltsium on vajalik lihaste kokkutõmbumiseks ja vere hüübimiseks);

2 - in (magneesium on klorofülli komponent);

3 - e (koobalt on osa B-vitamiinist12);

4 - b (jood on kilpnäärme hormoonide osa);

5 - a (tsink on seotud taimehormoonide sünteesiga, on insuliini osa);

6 g (vask on osa mõnede selgrootute hemotsüaniinidest).

5. Lähtudes materjalist, mis käsitleb makro- ja mikroelementide bioloogilist rolli ja teadmisi, mis on saadud inimkeha uurimisel 9. klassis, selgitage teatud keemiliste elementide puudumise tagajärgi inimkehas.

Näiteks kaltsiumi puudumise korral halveneb hammaste seisund ja areneb hammaste lagunemine, suureneb luude deformatsiooni ja murdumise tendents, tekivad krambid ja väheneb vere hüübimine. Kaaliumi puudumine põhjustab uimasust, depressiooni, lihasnõrkust, südame rütmihäireid. Rauapuuduse korral täheldatakse hemoglobiini taseme langust, tekib aneemia (aneemia). Joodi ebapiisava tarbimisega on häiritud trijodürooniini ja türoksiini (kilpnäärme hormoonide) süntees, kilpnäärme laienemine struuma vormis, areneb kiire väsimus, mälu halveneb, tähelepanu väheneb jne. Joodide pikaajaline puudumine lastes võib põhjustada mahajäämust füüsiline ja vaimne areng. Koobalti puudumisel väheneb vere erütrotsüütide arv. Fluori defitsiit võib põhjustada hammaste hävimist ja kadumist, igemekahjustusi.

6. Tabelis on esitatud maapõue põhiliste keemiliste elementide sisaldus (massiprotsentides). Võrdle kooriku ja elusorganismide koostist. Millised on elusorganismide elementaarse koostise tunnused? Millised faktid võimaldavad teha järeldusi elava ja elutu looduse ühtsuse kohta?

Vastus

Kinnitatud eksperdi poolt

Vastus on antud

Americanka

need keemilised elemendid, mille sisaldus kehas on üle 0,005% kehakaalust. Need on vesinik, süsinik, hapnik, lämmastik, naatrium, magneesium, fosfor, väävel, kloor, kaalium, kaltsium.

Kõigi vastuste juurde pääsemiseks ühendage teadmiste pluss. Kiiresti, ilma reklaami ja vaheajadeta!

Ära jäta olulist - ühendage Knowledge Plus, et näha vastust kohe.

Vaadake videot, et vastata vastusele

Oh ei!
Vastuse vaated on möödas

Kõigi vastuste juurde pääsemiseks ühendage teadmiste pluss. Kiiresti, ilma reklaami ja vaheajadeta!

Ära jäta olulist - ühendage Knowledge Plus, et näha vastust kohe.

Makrotoitained

Makrotoitained on keemilised elemendid, mida taimed suurtes kogustes neelavad. Selliste ainete sisaldus taimedes varieerub sadade protsentide ja mitme kümne protsendi vahel.

Sisu:

Üksused

Makroelementid on otseselt seotud taime orgaaniliste ja anorgaaniliste ühendite ehitamisega, mis moodustab suurema osa selle kuivainest. Enamik neist on rakkudes esindatud ioonidega.

Makrotoitained ja nende ühendid on erinevate mineraalväetiste toimeained. Sõltuvalt tüübist ja kujust kasutatakse neid põhi-, külvi- ja väetisena. Makroelementide hulka kuuluvad: süsinik, vesinik, hapnik, lämmastik, fosfor, kaalium, kaltsium, magneesium, väävel ja mõned teised, kuid taimse toitumise põhielemendid on lämmastik, fosfor ja kaalium.

Täiskasvanu keha sisaldab umbes 4 grammi rauda, ​​100 g naatriumi, 140 g kaaliumi, 700 g fosforit ja 1 kg kaltsiumi. Sellistest erinevatest numbritest hoolimata on järeldus ilmselge: "makroelementide" all kombineeritud ained on meie olemasolu jaoks elulise tähtsusega. [8] Teistel organismidel on ka nende jaoks suur vajadus: prokarüootid, taimed, loomad.

Arengu teooria pooldajad väidavad, et makroelementide vajalikkust määravad tingimused, mille alusel elab Maa peal. Kui maa koosnes tahketest kivimitest, küllastati atmosfääri süsinikdioksiidi, lämmastiku, metaani ja veeauruga ning vihma asemel langesid maapinnale hapete lahused, nimelt olid makroelemendid ainsad maatriksid, mille põhjal ilmusid esimesed orgaanilised ained ja primitiivsed eluvormid. Seega, isegi nüüd, miljardeid aastaid hiljem, tunneb kogu meie planeedi elu endiselt vajadust uuendada magneesiumi, väävli, lämmastiku ja muude oluliste elementide sisemisi ressursse, mis moodustavad bioloogiliste objektide füüsilise struktuuri.

Füüsikalised ja keemilised omadused

Makroelemendid on erinevad nii keemiliste kui ka füüsikaliste omaduste poolest. Nende hulgas on metallid (kaalium, kaltsium, magneesium jt) ja mittemetallid (fosfor, väävel, lämmastik ja teised).

Mõned makroelementide füüsikalised ja keemilised omadused vastavalt andmetele: [2]

Makroelement

Füüsiline seisund normaalsetes tingimustes

hõbe-valge metall

tahke valge metall

hõbe-valge metall

nõrgad kollased kristallid

hõbedane metall

Makroelementide sisu looduses

Makroelemente leidub looduses kõikjal: pinnases, kivimites, taimedes, elusorganismides. Mõned neist, näiteks lämmastik, hapnik ja süsinik, on Maa atmosfääri lahutamatu osa.

Andmete kohaselt põllukultuuride teatud toitainete puudumise sümptomid: [6]

Element

Sage sümptomid

Tundlikud kultuurid

Lehtede rohelise värvi muutmine kahvaturoheliseks, kollakaks ja pruuniks,

Lehe suurus väheneb,

Lehed on kitsad ja paiknevad varre suhtes terava nurga all,

Viljade (seemnete, terade) arv väheneb järsult

Valge ja lillkapsas

Lehtpea servade keeramine

Lilla värvus

Lehtede serva põletamine,

Apikaalse punga valgendamine,

Noorte lehtede valgendamine

Lehtede otsad on painutatud,

Lehede servad on keerdunud

Valge ja lillkapsas

Valge ja lillkapsas

Lehtede rohelise värvi intensiivsuse muutus,

Madal valgusisaldus

Lehe värv muutub valge,

  • Lämmastikuga seotud seisund on jõgede, ookeanide, litosfääri ja atmosfääri vetes. Suurem osa lämmastikust atmosfääris sisaldub vabas olekus. Ilma lämmastikuta on valgu molekulide moodustumine võimatu. [2]
  • Fosfor on kergesti oksüdeeruv ja sellega seoses looduses ei leidu seda puhtal kujul. Kuid peaaegu kõikjal leitud ühendites. See on taime- ja loomsete valkude oluline komponent. [2]
  • Kaalium esineb mullas soolade kujul. Taimedes ladestatakse seda peamiselt varred. [2]
  • Magneesium on üldlevinud. Massiivsetes kivimites sisaldub see aluminaatidena. Muld sisaldab sulfaate, karbonaate ja kloriide, kuid domineerivad silikaadid. Merevees sisalduva iooni kujul. [1]
  • Kaltsium on üks levinumaid elemente looduses. Selle hoiuseid võib leida kriidi, lubjakivi, marmori kujul. Fosfaatide, sulfaatide, karbonaatide kujul leiduvate taimede organismides. [4]
  • Serav laad on väga levinud: nii vabas olekus kui ka erinevate ühendite vormis. Seda leidub nii kivimites kui ka elusorganismides. [1]
  • Raud on üks levinumaid metalle maa peal, kuid vabas olekus on see ainult meteoriitides. Maismaa päritoluga mineraalides on rauda sulfide, oksiide, silikaate ja paljusid teisi ühendeid. [2]

Roll käitises

Biokeemilised funktsioonid

Iga põllumajanduskultuuri suur saagikus on võimalik ainult täis- ja piisava toitumise tingimustes. Lisaks valgusele, soojusele ja veele vajavad taimed toitained. Taimorganismide koosseisus on üle 70 keemilise elemendi, millest 16 on absoluutselt hädavajalikud orgaanilised ained (süsinik, vesinik, lämmastik, hapnik), tuhk-mikroelemendid (fosfor, kaalium, kaltsium, magneesium, väävel) ning raud ja mangaan.

Iga element täidab oma funktsioone taimedes ja on täiesti võimatu asendada ühte elementi teisega.

Õhust

  • Süsinikdioksiid (CO2). See on kõigi orgaaniliste ühendite koostise aluseks: rasvad, valgud, süsivesikud ja teised.
  • Vesinikku tarbitakse vee koostises, see on orgaaniliste ainete sünteesiks äärmiselt vajalik.
  • Hapniku neelavad lehed õhust, muldade juurtest ja vabanevad ka muudest ühenditest. See on vajalik nii hingamisel kui ka orgaaniliste ühendite sünteesimisel. [7]

Järgmine tähtsus

  • Lämmastik on taimede arengu oluline osa, nimelt valguainete moodustumine. Selle sisaldus valkudes varieerub 15 kuni 19%. See on osa klorofüllist ja osaleb seega fotosünteesis. Lämmastikku leidub ensüümides - erinevate protsesside katalüsaatorites organismides. [7]
  • Fosfor sisaldub raku tuumade, ensüümide, fütiini, vitamiinide ja teiste sama tähtsate ühendite koostises. Osaleb süsivesikute ja lämmastikku sisaldavate ainete muundamise protsessides. Taimedes sisaldub see nii orgaanilises kui ka mineraalses vormis. Mineraalühendid - ortofosforhappe soolad - kasutatakse süsivesikute sünteesiks. Taimed kasutavad orgaanilisi fosforiühendeid (heksofosfaate, fosfatiide, nukleoproteiine, suhkrufosfaate, fütiini). [7]
  • Kaaliumil on oluline osa valkude ja süsivesikute ainevahetuses, mis suurendab lämmastiku kasutamise mõju ammoniaagi vormidest. Toitumine kaaliumiga on üksikute taimeorganite arengu võimas tegur. See element soosib suhkru kogunemist rakumahus, mis suurendab taimede vastupanuvõimet talveperioodil ebasoodsatele looduslikele teguritele, aitab kaasa vaskulaarsete kimpude arengule ja rakkude paksenemisele. [7]

Järgmised makrotoitained

  • Väävel on aminohapete komponent - tsüsteiin ja metioniin mängivad olulist rolli nii valgu ainevahetuses kui ka redoksprotsessides. Positiivne mõju klorofülli moodustumisele aitab kaasa kaunviljade juurte sõlmede moodustumisele, samuti sõlme bakteritele, mis omastavad lämmastiku atmosfäärist. [7]
  • Kaltsium - süsivesikute ja valkude ainevahetuses osaleja omab positiivset mõju juurekasvule. Peamiselt vajalik normaalseks taimede toitumiseks. Happeliste muldade kaltsineerimine kaltsiumiga suurendab mulla viljakust. [7]
  • Magneesium on seotud fotosünteesiga, selle sisaldus klorofüllis ulatub 10% -ni taimede roheliste osade kogusisaldusest. Magneesiumi vajadus taimedes ei ole sama. [7]
  • Raud ei kuulu klorofülli hulka, kuid osaleb redoksprotsessides, mis on klorofülli moodustamiseks hädavajalikud. Mängib suurt rolli hingamisel, kuna see on hingamisteede ensüümide lahutamatu osa. See on vajalik nii roheliste taimede kui kloorivabade organismide puhul. [7]

Makroelementide puudumine (puudus) taimedes

Makro puudumisel mullas ja sellest tulenevalt on taimedel selgelt välised märgid. Iga taimeliigi tundlikkus makroelementide puudumise suhtes on rangelt individuaalne, kuid sarnaseid märke on. Näiteks, kui on lämmastiku, fosfori, kaaliumi ja magneesiumi puudus, kannatavad madalamate tasandite vanad lehed, samas kui kaltsiumi, väävli ja raua-noorte elundite, värskete lehtede ja kasvava punkti puudumine.

Eriti selgelt ilmneb toitumise puudumine kõrge saagikusega kultuurides.

Ülemäärased makro-toitained taimedes

Taimede seisundit mõjutavad mitte ainult makroelementide puudumine, vaid ka liigne hulk. See avaldub peamiselt vanades elundites ja aeglustab taimede kasvu. Sageli on samade elementide puudumise ja liigse märgi märgid mõnevõrra sarnased. [6]

Raku keemilised elemendid.

Elusorganismide rakud nende keemilises koostises erinevad märkimisväärselt ümbritsevast elusast keskkonnast ja keemiliste ühendite struktuurist ning keemiliste elementide kogusest ja sisaldusest. Kokku on elusorganismides olemas (praegu leitud) umbes 90 keemilist elementi, mis sõltuvalt nende sisust on jagatud kolme põhirühma: makro-toitained, mikroelemendid ja ultramikroelemendid.

Makroelemendid.

Olulistes kogustes on makroelemente esindatud elusorganismides, ulatudes sada protsenti protsentidest kümneteni. Kui mis tahes keemilise aine sisaldus kehas ületab 0,005% kehakaalust, nimetatakse seda ainet makroelementideks. Nad on osa peamistest kudedest: veri, luud ja lihased. Nende hulka kuuluvad näiteks järgmised keemilised elemendid: vesinik, hapnik, süsinik, lämmastik, fosfor, väävel, naatrium, kaltsium, kaalium, kloor. Makroelemendid moodustavad umbes 99% elusrakkude massist, enamus (98%) vesinikust, hapnikust, süsinikust ja lämmastikust.

Alltoodud tabelis on esitatud peamised keha makrotoitained:

Elusorganismide kõigi nelja kõige tavalisema elemendi (vesinik, hapnik, süsinik, lämmastik, nagu varem öeldud) puhul on iseloomulik üks ühine omadus. Neil elementidel puudub välis- orbiidil üks või mitu elektroni, mis moodustavad stabiilseid elektroonilisi sidemeid. Seega puudub stabiilse elektronsideme moodustamiseks vajalik vesinikuaatom välispinnal ühel elektronil, hapniku aatomitel, lämmastikul ja süsinikul - kaks, kolm ja neli elektroni. Sellega seoses moodustavad need keemilised elemendid elektronide sidumise tõttu kergesti kovalentseid sidemeid ja võivad üksteisega kergesti suhelda, täites nende välised elektronide kestad. Lisaks võivad hapnik, süsinik ja lämmastik moodustada mitte ainult üksikud sidemed, vaid ka kaksiksidemed. Selle tulemusena suureneb nendest elementidest moodustatavate keemiliste ühendite arv oluliselt.

Lisaks on kovalentseid sidemeid moodustavate elementide hulgas kõige kergem süsinik, vesinik ja hapnik. Seetõttu on need kõige sobivamad elusainet moodustavate ühendite moodustamiseks. Eraldi tuleb märkida veel üks oluline süsinikuaatomite omadus - võime moodustada korraga neli muud süsinikuaatomit kovalentseid sidemeid. Tänu sellele võimele luuakse skeletid suurest hulgast orgaanilistest molekulidest.

Mikroelemendid

Kuigi mikroelementide sisaldus ei ületa 0,005% iga üksiku elemendi kohta ja kokku moodustavad nad vaid umbes 1% rakkude massist, on mikroelemendid organismide elutähtsaks toimimiseks vajalikud. Sisu puudumisel või puudumisel võib esineda erinevaid haigusi. Paljud mikroelemendid on osa mitte-valgu ensüümi rühmadest ja on vajalikud nende katalüütilise funktsiooni rakendamiseks.
Näiteks on raud raua lahutamatu osa, mis on osa tsütokroomidest, mis on elektronide ülekandeahela komponendid, ja hemoglobiin, valk, mis transpordib hapnikku kopsudest kudedesse. Rauapuudus inimkehas põhjustab aneemia tekkimist. Kilpnäärmehormooni türoksiini osaks oleva joodi puudumine viib selliste hormoonide puudulikkusega seotud haiguste tekkeni, nagu endeemiline struuma või kretinism.

Mikroelementide näited on esitatud järgmises tabelis:

Makrotoitained

Makroelemendid on kehale kasulikud ained, mille päevane määr inimesele on 200 mg.

Makroelementide puudumine põhjustab ainevahetushäireid, enamiku elundite ja süsteemide talitlushäireid.

On olemas ütlus: me oleme see, mida me sööme. Aga muidugi, kui te küsite oma sõpradele, kui nad viimast korda sõid, näiteks väävlit või kloori, ei saa te vastupidi üllatusi vältida. Vahepeal inimkehas elab peaaegu 60 keemilist elementi, mille varud, mõnikord ilma seda mõistmata, täiendatakse toidust. Ja umbes 96 protsenti igaüks meist koosneb ainult 4 keemilisest nimetusest, mis esindavad makrotoitainete rühma. Ja see:

  • hapnik (65% igas inimkehas);
  • süsinik (18%);
  • vesinik (10%);
  • lämmastik (3%).

Ülejäänud 4 protsenti on muid perioodilise tabeli aineid. Tõsi, nad on palju väiksemad ja esindavad teist gruppi kasulikke toitaineid - mikroelemente.

Kõige tavalisemate keemiliste elementide - makroelementide - puhul on tavapärane kasutada terminit CHON, mis koosneb tähtede suurtähtedest: süsinik, vesinik, hapnik ja lämmastik ladina keeles (süsinik, vesinik, hapnik, lämmastik).

Makroelementid inimkehas, loodus on tühistanud üsna laialdased volitused. See sõltub neist:

  • skeleti ja rakkude moodustumine;
  • keha pH;
  • närviimpulsside nõuetekohane transport;
  • keemiliste reaktsioonide piisavus.

Paljude katsete tulemusena loodi: iga päev vajavad inimesed 12 mineraali (kaltsium, raud, fosfor, jood, magneesium, tsink, seleen, vask, mangaan, kroom, molübdeen, kloor). Kuid isegi need 12 ei suuda toitainete funktsioone asendada.

Toitainete elemendid

Peaaegu iga keemiline element mängib olulist rolli kogu elu elus Maal, kuid ainult 20 neist on peamised.

Need elemendid jagunevad:

  • 6 peamist toitainet (esindatud peaaegu kõigis elusolendites maa peal ja sageli üsna suurtes kogustes);
  • 5 väiksemat toitainet (leidub paljudes elusolendites suhteliselt väikestes kogustes);
  • mikroelemendid (olulised ained, mida on vaja väikestes kogustes, et säilitada biokeemilised reaktsioonid, mis sõltuvad elust).

Toitainete hulgas eristatakse:

Peamised biogeensed elemendid või orgaanilised ained on rühm süsinikku, vesinikku, hapnikku, lämmastikku, väävlit ja fosforit. Väiksemaid toitaineid esindab naatrium, kaalium, magneesium, kaltsium, kloor.

Hapnik (O)

See on teine ​​Maa kõige levinumate ainete loendis. See on vee komponent ja nagu te teate, moodustab see umbes 60 protsenti inimkehast. Gaasilises vormis muutub hapnik osaks atmosfääri. Selles vormis mängib see otsustavat rolli Maa elu toetamisel, fotosünteesi edendamisel (taimedes) ja hingamisel (loomadel ja inimestel).

Süsinik (C)

Süsinikku võib pidada ka elu sünonüümiks: kõikide planeedi olendite kuded sisaldavad süsinikuühendit. Lisaks aitab süsiniku sidemete moodustumine kaasa teatud energiakoguse arengule, mis mängib olulist rolli oluliste keemiliste protsesside voolamisel rakutasandil. Paljud süsinikku sisaldavad ühendid süttivad kergesti, vabastades soojust ja valgust.

Vesinik (H)

See on universumi kõige lihtsam ja kõige tavalisem element (eriti diatomiidi gaasi H2 kujul). Vesinik on reaktiivne ja tuleohtlik aine. Hapnikuga moodustub plahvatusohtlik segu. Sellel on 3 isotoopi.

Lämmastik (N)

Aatomi number 7 on Maa atmosfääri peamine gaas. Lämmastik on osa paljudest orgaanilistest molekulidest, sealhulgas aminohapetest, mis on DNA ja nukleiinhapete koostisosad. Peaaegu kogu lämmastik toodetakse kosmoses - nn planeetide udud, mis on loodud vananevate tähtede poolt, rikastavad Universumit selle makroelemendiga.

Muud makrotoitained

Kaalium (K)

Kaalium (0,25%) on oluline aine, mis vastutab kehas elektrolüüdi protsesside eest. Lihtsate sõnadega: see transpordib tasu vedelike kaudu. See aitab reguleerida närvisüsteemi südamelööke ja edastada impulsse. Samuti osaleb homeostaasis. Elementide puudus põhjustab südameprobleeme, isegi peatades selle.

Kaltsium (Ca)

Kaltsium (1,5%) on inimkehas kõige tavalisem toitaine - peaaegu kõik selle aine varud on koondunud hammaste ja luude kudedesse. Kaltsium on vastutav lihaste kokkutõmbumise ja valgu reguleerimise eest. Aga keha „sööb” seda elementi luudest (mis on osteoporoosi tekke tõttu ohtlik), kui ta tunneb oma puudust igapäevases toidus.

Nõutav taimed rakumembraanide moodustamiseks. Loomad ja inimesed vajavad seda makroelementi tervete luude ja hammaste säilitamiseks. Lisaks mängib kaltsium rakkude tsütoplasmas protsesside "moderaatorina" rolli. Looduses esindatud paljude kivimite (kriit, lubjakivi) koosseisus.

Kaltsium inimestel:

  • mõjutab neuromuskulaarset erutuvust - osaleb lihaste kontraktsioonis (hüpokaltseemia põhjustab krampe);
  • reguleerib glükogenolüüsi (glükogeeni lagunemine glükoosi olekusse) lihastes ja glükoneogeneesis (glükoosi moodustumine mitte-süsivesikute moodustumistest) neerudes ja maksas;
  • vähendab kapillaarseinte ja rakumembraani läbilaskvust, suurendades seeläbi põletikuvastast ja allergiavastast toimet;
  • soodustab vere hüübimist.

Kaltsiumi ioonid on olulised rakusisesed sõnumitoojad, mis mõjutavad insuliini ja seedetrakti ensüüme peensooles.

Ca imendumine sõltub fosfori sisaldusest kehas. Kaltsiumi ja fosfaadi vahetust reguleeritakse hormonaalselt. Paratüreoidhormoon (paratüreoidhormoon) vabastab luudest Ca verd ja kaltsitoniin (kilpnäärmehormoon) soodustab elementide ladestumist luudes, mis vähendab selle kontsentratsiooni veres.

Magneesium (Mg)

Magneesium (0,05%) mängib olulist rolli skeleti ja lihaste struktuuris.

See on enam kui 300 metaboolse reaktsiooni liige. Tüüpiline intratsellulaarne katioon, klorofülli oluline komponent. Esineb skeletis (70% koguhulgast) ja lihastes. Kudede ja kehavedelike lahutamatu osa.

Inimorganismis vastutab magneesium lihaste lõõgastumise, toksiinide eritumise ja südame verevoolu paranemise eest. Aine puudulikkus häirib seedimist ja aeglustab kasvu, põhjustab kiiret väsimust, tahhükardiat, unetust, PMS suureneb naistel. Kuid makromajandus on peaaegu alati urolithiaasi areng.

Naatrium (Na)

Naatrium (0,15%) on elektrolüüdi soodustav element. See aitab edastada närviimpulsse kogu kehas ja vastutab ka vedeliku taseme reguleerimise eest organismis, kaitstes seda dehüdratsiooni eest.

Väävel (S)

Väävlit (0,25%) leidub kahes aminohappes, mis moodustavad valke.

Fosfor (P)

Fosfor (1%) on kontsentreeritud luudes, eelistatavalt. Kuid lisaks on olemas ATP molekul, mis annab rakkudele energiat. Esitatakse nukleiinhapetes, rakumembraanides, luudes. Nagu kaltsium, on see vajalik ka luu- ja lihaskonna süsteemi nõuetekohaseks arendamiseks ja toimimiseks. Inimkehas täidab struktuurilist funktsiooni.

Kloor (Cl)

Kloori (0,15%) leidub tavaliselt kehas negatiivse iooni (kloriid) kujul. Selle funktsioonid hõlmavad vee tasakaalu säilitamist kehas. Toatemperatuuril on kloor mürgine roheline gaas. Tugev oksüdeerija võib kergesti sattuda keemilistesse reaktsioonidesse, moodustades kloriide.

Teema 4. "Raku keemiline koostis".

Organismid koosnevad rakkudest. Erinevate organismide rakkudel on sarnane keemiline koostis. Tabelis 1 on toodud elusorganismide rakkudes leitud peamised keemilised elemendid.

Tabel 1. Keemiliste elementide sisaldus rakus

Kärje sisu saab jagada kolme elementide rühma. Esimene rühm hõlmab hapnikku, süsinikku, vesinikku ja lämmastikku. Need moodustavad peaaegu 98% kogu rakkude koostisest. Teine rühm hõlmab kaaliumi, naatriumi, kaltsiumi, väävlit, fosforit, magneesiumi, rauda, ​​kloori. Nende sisu rakus on kümnendik ja sajandik protsenti. Nende kahe rühma elemendid kuuluvad makroelementidesse (kreeka keelest. Makro-suur).

Ülejäänud elemendid, mis on rakkudes esindatud sajandiku ja tuhande protsendiga, kuuluvad kolmandasse rühma. Need on mikroelemendid (kreeka keeles. Micro-small).

Kõiki elemente, mis on iseloomulikud ainult looduses, ei tuvastata. Kõik loetletud keemilised elemendid on samuti osa elusast loodusest. See viitab elava ja elutu looduse ühtsusele.

Mis tahes elemendi puudumine võib põhjustada haiguse ja isegi organismi surma, kuna igal elemendil on teatud roll. Esimese rühma makroelemendid moodustavad biopolümeeride - valkude, süsivesikute, nukleiinhapete ja ka lipiidide - aluse, ilma milleta elu on võimatu. Väävel on osa mõnedest valkudest, fosfor on osa nukleiinhapetest, raud on osa hemoglobiinist ja magneesium on klorofülli osa. Kaltsium mängib ainevahetuses olulist rolli.

Mõned rakus sisalduvad keemilised elemendid sisalduvad anorgaaniliste ainete - mineraalsoolade ja vee - koostises.

Mineraalsoolad on rakus, tavaliselt katioonide (K +, Na +, Ca2 +, Mg2 +) ja anioonide kujul (HPO 2- / 4, H2PO - / 4, CI -, NSO3), mille suhe määrab sööde happesuse, mis on oluline rakkude elulise aktiivsuse jaoks.

(Paljudes rakkudes on keskkond veidi leeliseline ja selle pH peaaegu ei muutu, kuna see säilitab alati teatud katioonide ja anioonide suhte.)

Looduslikult anorgaanilistest ainetest on veest suur roll.

Ilma veeta on elu võimatu. See on enamiku rakkude oluline mass. Inimese aju rakkudes ja embrüodes on palju vett: vesi on üle 80%; rasvkoe rakkudes - ainult 40% vanuse järgi väheneb rakkude veesisaldus. Isik, kes on kaotanud 20% veest, sureb.

Vee unikaalsed omadused määravad selle rolli kehas. See osaleb soojuse reguleerimises, mis on tingitud vee suurest soojusvõimsusest - suure energia koguse tarbimisest kuumutamisel. Mis määrab vee kõrge soojusvõimsuse?

Veemolekulis on hapnikuaatom kovalentselt seotud kahe vesinikuaatomiga. Veemolekul on polaarne, kuna hapnikuaatomil on osaliselt negatiivne laeng ja mõlemal on kaks vesinikuaatomit

osaliselt positiivne laeng. Ühe vesimolekuli hapniku aatomi ja teise molekuli vesinikuaatomi vahel moodustub vesiniksideme vorm. Vesiniksidemed pakuvad suure hulga veemolekulide kombinatsiooni. Vee soojendamisel kulutatakse oluline osa vesiniku sidemete purustamisest, mis määrab selle suure soojusvõimsuse.

Vesi on hea lahusti. Oma molekulide polaarsuse tõttu on need positiivselt ja negatiivselt laetud ioonidega koostoimes, aidates seeläbi kaasa aine lahustumisele. Vee osas jagatakse kõik raku ained hüdrofiilseteks ja hüdrofoobseteks.

Hüdrofiilset (kreeka keeles. Hüdro- ja phileo-ma armastan) nimetatakse vees lahustuvateks aineteks. Nende hulka kuuluvad ioonsed ühendid (näiteks soolad) ja mõned mitteioonsed ühendid (näiteks suhkrud).

Hüdrofoobsed (kreeklastest. Hüdro - vesi ja foobos - hirm) on vees lahustumatud ained. Nende hulka kuuluvad näiteks lipiidid.

Vesi mängib olulist rolli keemilistes reaktsioonides, mis toimuvad vesilahustes rakus. See lahustab ainevahetusprodukte, mida keha ei vaja, ning aitab seega kaasa nende eemaldamisele kehast. Vee kõrge sisaldus rakus annab selle elastsuse. Vesi soodustab erinevate ainete liikumist rakus või ühest rakust teise.

Elusate ja elutute loomade kehad koosnevad samadest keemilistest elementidest. Elusorganismide koostis sisaldab anorgaanilisi aineid - vett ja mineraalsooli. Vee elutähtsad mitmed funktsioonid rakus on tingitud selle molekulide eripäradest: nende polaarsusest, nende võimest moodustada vesiniksidemeid.

ANORGAANILISED KELLISED KOMPONENDID

Elusorganismide rakkudes leidub umbes 90 elementi, neist umbes 25 leiti peaaegu kõigis rakkudes. Vastavalt raku sisule jagunevad keemilised elemendid kolmeks suureks rühmaks: makro-toitained (99%), mikroelemendid (1%), ultramikroelemendid (vähem kui 0,001%).

Makroelementide hulka kuuluvad hapnik, süsinik, vesinik, fosfor, kaalium, väävel, kloor, kaltsium, magneesium, naatrium, raud.
Mikroelementide hulka kuuluvad mangaan, vask, tsink, jood, fluor.
Ultramicroelements sisaldab hõbedat, kulda, broomi, seleeni.

KOLLI ORGAANILISED KOMPONENDID

Valkude kõige olulisem funktsioon on katalüütiline. Valgumolekule, mis suurendavad rakkude keemiliste reaktsioonide kiirust mitmete suuruste järgi, nimetatakse ensüümideks. Biokeemilist protsessi kehas ei esine ilma ensüümide osaluseta.

Praegu leitakse üle 2000 ensüümi. Nende efektiivsus on mitu korda suurem kui tootmisel kasutatavate anorgaaniliste katalüsaatorite efektiivsus. Seega asendab 1 mg raua ensüümi katalaasi koostises 10 tonni anorgaanilist rauda. Katalaas suurendab vesinikperoksiidi lagunemise kiirust (H2Oh2) 10 kuni 11 korda. Ensüüm, mis katalüüsib süsinikhappe moodustumist (CO2+H2O = H2KÕIKI3), kiirendab reaktsiooni 10 korda 7 korda.

Ensüümide oluline omadus on nende toime spetsiifilisus, iga ensüüm katalüüsib ainult ühte või väikest hulka sarnaseid reaktsioone.

Ensüümi mõjutavat ainet nimetatakse substraadiks. Ensüümimolekuli struktuurid ja substraat peavad üksteisega täpselt vastama. See selgitab ensüümide toime spetsiifilisust. Kui substraat kombineeritakse ensüümiga, muutub ensüümi ruumiline struktuur.

Ensüümi ja substraadi vahelise interaktsiooni järjestust võib esitada skemaatiliselt:

Substraat + ensüüm - ensüüm-substraadi kompleks - ensüüm + toode.

Joonisel on selge, et substraat ühendab ensüümiga ensüüm-substraadi kompleksi. Sel juhul muutub substraat uueks aineks - toode. Lõppfaasis vabaneb ensüüm tootest ja reageerib uuesti järgmise substraadi molekuliga.

Ensüümid toimivad ainult teataval temperatuuril, ainete kontsentratsioonil, söötme happesusel. Muutuvad tingimused põhjustavad valgu molekuli tertsiaarse ja kvaternaarse struktuuri muutumist ning järelikult ensüümi aktiivsuse pärssimist. Kuidas see läheb? Katalüütilise aktiivsusega on ainult teatud osa ensüümimolekulist, mida nimetatakse aktiivseks keskuseks. Aktiivne keskus sisaldab 3 kuni 12 aminohappejääki ja moodustub polüpeptiidahela painutamise tulemusena.

Erinevate tegurite mõjul muutub ensüümimolekuli struktuur. See katkestab aktiivse keskuse ruumilise konfiguratsiooni ja ensüüm kaotab oma aktiivsuse.

Ensüümid on valgud, mis mängivad bioloogiliste katalüsaatorite rolli. Tänu ensüümidele suureneb rakkude keemiliste reaktsioonide kiirus mitu korda. Ensüümide oluline omadus on teatud tingimustes toimimise spetsiifilisus.

Nukleiinhapped avastati 19. sajandi teisel poolel. Šveitsi biokeemik F. Micher, kes eraldas rakkude tuumast kõrge lämmastiku- ja fosforisisaldusega aine ning nimetas seda "nukleiiniks" (ladina tuumast).

Nukleiinhapped säilitavad pärilikku teavet iga raku ja kõigi Maa elusolendite struktuuri ja toimimise kohta. Nukleiinhappeid on kahte tüüpi - DNA (deoksüribonukleiinhape) ja RNA (ribonukleiinhape). Nukleiinhapetel, nagu valkudel, on liigi spetsiifilisus, st iga liigi organismidel on oma DNA tüüp. Liikide spetsiifilisuse põhjuste väljaselgitamiseks kaaluge nukleiinhapete struktuuri.

Nukleiinhapete molekulid on väga pikad ahelad, mis koosnevad paljudest sadadest ja isegi miljonitest nukleotiididest. Iga nukleiinhape sisaldab ainult nelja tüüpi nukleotiide. Nukleiinhappemolekulide funktsioonid sõltuvad nende struktuurist, nende nukleotiididest, nende arvust ahelas ja ühendi järjestusest molekulis.

Iga nukleotiid koosneb kolmest komponendist: lämmastiku alusest, süsivesinikust ja fosforhappest. Iga DNA nukleotiid sisaldab ühte neljast lämmastikaluse tüübist (adeniin-A, tümiin-T, guaniin-G või tsütosiin-C), samuti deoksüriboosi süsinikku ja fosforhappe jääki.

Seega erinevad DNA nukleotiidid ainult lämmastiku aluse tüübist.

DNA molekul koosneb suurest hulgast nukleotiididest, mis aheldatakse kokku konkreetses järjestuses. Igal DNA molekuli tüübil on oma number ja nukleotiidide järjestus.

DNA molekulid on väga pikad. Näiteks vajatakse umbes 820000 lehekülje mahuga kirja, et kirjutada nukleotiidjärjestus ühest inimese rakust (46 kromosoomi) DNA molekulides. Nelja tüüpi nukleotiidide vaheldumine võib moodustada lõpmatu arvu DNA molekulide variante. Need DNA molekulide struktuursed omadused võimaldavad neil salvestada tohutult palju teavet organismide kõigi tunnuste kohta.

1953. aastal lõid Ameerika bioloog J. Watson ja inglise füüsik F. Crick DNA molekuli struktuuri mudeli. Teadlased on kindlaks teinud, et iga DNA molekul koosneb kahest ahelast, mis on omavahel ühendatud ja spiraalselt keeratud. Selle välimus on kahekordne spiraal. Igas ahelas vahelduvad nelja tüüpi nukleotiidid konkreetses järjestuses.

DNA nukleotiidkoostis erineb erinevate bakterite, seente, taimede ja loomade liikidest. Aga see ei muutu vanusega, sõltub vähe keskkonnamuutustest. Nukleotiidid on seotud, see tähendab, et ükskõik millises DNA molekulis on adeniini nukleotiidide arv võrdne tümidiini nukleotiidide (A-T) arvuga ja tsütosiini nukleotiidide arv võrdub guaniini nukleotiidide (C-D) arvuga. Selle põhjuseks on asjaolu, et kahe ahela ühendamine üksteisega DNA molekulis järgib teatud reeglit, nimelt: ühe ahela adeniin on alati seotud kahe vesiniksidemega ainult teise ahela tümiiniga ja guaniiniga - kolme vesiniksidemega tsütosiiniga, st ühe molekuli nukleotiidahelaga DNA on komplementaarne, komplementaarne.

DNA sisaldab kõiki baktereid, enamikku viirustest. Seda leidub loomade, seente ja taimede rakkude tuumades, mitokondrites ja kloroplastides. Iga inimese raku tuumas on 6,6 x 10-12 g DNA-d ja idurakkude tuumas - kaks korda vähem - 3,3 x 10-12 g.

Nukleiinhappe molekulid - DNA ja RNA koosnevad nukleotiididest. DNA nukleotiid sisaldab lämmastikku (A, T, G, C), deoksüriboosi süsivesikuid ja fosforhappe molekuli jääki. DNA molekul on kahekordne spiraal, mis koosneb kahest ahelast, mis on seotud vesiniksidemetega vastavalt komplementaarsuse põhimõttele. DNA funktsioon - päriliku teabe säilitamine.

Kõigi organismide rakkudes on ATP-adenosiini trifosfaadi molekule. ATP on universaalne raku aine, mille molekulil on energiasäästlikud sidemed. ATP-molekul on ühe tüüpi nukleotiid, mis, nagu teised nukleotiidid, koosneb kolmest komponendist: lämmastiku alusest - adeniinist, süsivesinik-riboosist, kuid ühe asemel on kolm fosforhappe molekuli jääki (joonis 12). Joonisel näidatud sidemed ikooniga on energias ja neid nimetatakse kõrgeks energiaks. Iga ATP molekul sisaldab kahte makromaatrilist sidet.

Makromaatrilise sideme katkestamisel ja ühe fosforhappe molekuli lõhustamisel ensüümidega vabaneb 40 kJ / mooli energia ja ATP muundatakse ADP-adenosiini difosforhappeks. Teise fosforhappe molekuli eemaldamisega vabaneb veel 40 kJ / mol; Moodustub AMP-adenosiini monofosforhape. Need reaktsioonid on pöörduvad, st AMP võib ATP-sse muutuda ADP-ks.

ATP molekulid ei ole mitte ainult jagatud, vaid ka sünteesitud, nii et nende sisu rakus on suhteliselt konstantne. ATP väärtus rakkude elus on tohutu. Need molekulid mängivad juhtivat rolli energia metabolismis, mis on vajalik raku ja organismi kui terviku elulise aktiivsuse tagamiseks.

Joonis fig. 12. ATP struktuuri skeem.

RNA molekul on reeglina üksikahel, mis koosneb neljast nukleotiiditüübist: A, U, G ja C. On teada kolm peamist RNA tüüpi: mRNA, rRNA ja tRNA. RNA molekulide sisaldus rakus ei ole konstantne, nad on seotud valgu biosünteesiga. ATP on raku universaalne energiline aine, milles on energiasäästlikke võlakirju. ATP-l on raku energia metabolismis keskne roll. RNA ja ATP sisalduvad nii rakus kui ka tsütoplasmas.

Ülesanded ja testid teemal "Teema 4." Raku keemiline koostis "."

  • Raku keemiline koostis - tsütoloogia - rakuteadus Üldised bioloogilised mustrid (9–11 klassi)

Soovitused teema kohta

Olles nende teemade kallal töötanud, peaksite suutma:

  1. Kirjeldage allpool esitatud mõisteid ja selgitage nende vahelisi suhteid:
    • polümeeri monomeer;
    • süsivesikud, monosahhariidid, disahhariidid, polüsahhariidid;
    • lipiid, rasvhape, glütseriin;
    • aminohape, peptiidi side, valk;
    • katalüsaator, ensüüm, aktiivne keskus;
    • nukleiinhape, nukleotiid.
  2. Loetlege 5-6 põhjust, mis muudavad vee elusüsteemide oluliseks osaks.
  3. Nimetage elusorganismides sisalduvate orgaaniliste ühendite neli põhiklassi; igaühe rolli.
  4. Selgitage, miks ensüümiga kontrollitud reaktsioonid sõltuvad temperatuurist, pH-st ja koensüümide olemasolust.
  5. Rääkige ATP rollist raku energiasektoris.
  6. Märkige reaktsioonide algmaterjalid, peamised etapid ja lõpptooted, mis on põhjustatud kerge ja süsiniku sidumise reaktsioonidest.
  7. Andke lühiülevaade rakulise hingamise üldisest skeemist, millest oleks selge, milline koht on glükolüüsi reaktsioonid, G. Krebsi tsükkel (sidrunhappe tsükkel) ja elektroni ülekandeahel.
  8. Võrdle hinge ja kääritamist.
  9. Kirjeldage DNA molekuli struktuuri ja selgitage, miks adeniinijääkide arv on võrdne tümiinijääkide arvuga ja guaniinijääkide arv on võrdne tsütosiinijääkide arvuga.
  10. Tehke lühike skeem RNA DNA sünteesimiseks (transkriptsioon) prokarüootides.
  11. Kirjeldage geneetilise koodi omadusi ja selgitage, miks see peaks olema triplett.
  12. Selle DNA ahela ja koodonitabeli põhjal määrake messenger RNA komplementaarne järjestus, näidake transpordi RNA koodonid ja translatsiooni tulemusel moodustunud aminohappejärjestust.
  13. Loetlege valgu sünteesi etapid ribosoomi tasemel.

Algoritm probleemide lahendamiseks.

Tüüp 1. Isekopeeruv DNA.

Üks DNA ahelatel on järgmine nukleotiidjärjestus:
AGTATSGATATSTSTGTTTTSG.
Millise nukleotiidide järjestusega on sama molekuli teine ​​ahel?

DNA molekuli teise ahela nukleotiidijärjestuse kirjutamiseks, kui esimese ahela järjestus on teada, piisab tümiini asendamisest adeniiniga, adeniiniga tümiini, guaniintsütosiini ja tsütosiiniga guaniiniga. Pärast sellise asenduse tegemist saame järjestuse:
TATSTGGTSTATGAGTSTAAATG.

Tüüp 2. Valgu kodeerimine.

Ribonukleaasvalgu aminohappeahelal on järgmine algus: lüsiin-glutamiin-treoniin-alaniin-alaniin-alaniin-lüsiin.
Milline nukleotiidide järjestus käivitab sellele valkule vastava geeni?

Selleks kasutage geneetilise koodi tabelit. Iga aminohappe jaoks leiame selle koodinimetuse vastavate kolme nukleotiidi kujul ja kirjutage see välja. Nende kolmikute paigutamine üksteise järel samasse järjestusse, milles vastavad aminohapped lähevad, saame valemit informatiivse RNA segmendi struktuuri jaoks. Reeglina on mitu sellist kolmikut, valik tehakse vastavalt teie otsusele (aga ainult üks kolmekordistest). Lahendused võivad olla mitu.
AAACAAATSUGTSGGTSUGTSGAAG

Tüüp 3. DNA molekulide dekodeerimine.

Milline aminohapete järjestus algab, kui see on kodeeritud järgmise nukleotiidjärjestusega:
ACGSTsCATSGGTGCGGT.

Vastavalt komplementaarsuse põhimõttele leiame DNA molekuli antud segmendis moodustunud messenger RNA piirkonna struktuuri:
UGTSGGGAATSGGTsTSA.

Siis pöördume geneetilise koodi tabeli ja iga kolme nukleotiidi poole, alustades esimesest, leiame ja kirjutame vastava aminohappe:
Tsüsteiin-glütsiin-türosiin-arginiin-proliin.

Ivanova TV, Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Üldine bioloogia". Moskva, "Valgustus", 2000

  • Teema 4. "Raku keemiline koostis". §2-§7 lk 7-21
  • Teema 5. "Fotosüntees." § 16-17 lk 44-48
  • Teema 6. "Rakuline hingamine". §12-13 lk 34-38
  • Teema 7. "Geneetiline teave". § 14-15 lk 39-44