О чем говорит сходство химического состава всех живых организмов

Особенности химического состава клетки

Вопрос 1. В чем заключается сходство биологических систем и объектов неживой природы?
Основное сходство — это родство химического состава. Подавляющее большинство известных на сегодняшний день химических элементов обнаружено как в живых организмах, так и в неживой природе. Атомов, характерных только для живых систем, не существует. Однако содержание конкретных элементов в живой и неживой природе резко различается. Организмы (от бактерий до позвоночных) способны избирательно накапливать элементы, которые необходимы для жизнедеятельности.
Можно однако выделить совокупность свойств, которые присущи всем живым существам и отличают их от тел неживой природы. Для живых объектов характерна особая форма взаимодействия с окружающей средой — обмен веществ. Основу его составляют взаимосвязанные и сбалансированные процессы ассимиляции (анаболизм) и диссимиляции (катаболизм). Эти процессы направлены на обновление структур организма, а также на обеспечение различных сторон его жизнедеятельности необходимыми питательными веществами и энергией. Обязательным условием обмена веществ служит поступление извне определенных химических соединений, т. е. существование организма как открытой системы.
Интересно, что неживые объекты могут проявлять отдельные свойства, более характерные для живого. Так, кристаллы минералов способны к росту и обмену веществ с окружающей средой, а фосфор может «запасать» энергию света. Но всей совокупностью черт, присущих живому организму, не обладает ни одна неорганическая система.

Вопрос 4. Как отразится на жизнедеятельности клетки и организма недостаток какого-либо микроэлемента? Приведите примеры таких явлений.
Недостаток какого-либо микроэлемента приводит к уменьшению синтеза того органического вещества, в состав которого этот микроэлемент входит. В результате нарушаются процессы роста, обмена веществ, воспроизведения и т. п. Например, дефицит иода в пище приводит к общему падению активности организма и разрастанию щитовидной железы — эндемическому зобу. Недостаток бора вызывает отмирание верхушечных почек у растений. Основной функцией железа в организме является перенос кислорода и участие в окислительных процессах (посредством десятков окислительных ферментов). Железо входит в состав гемоглибина, миоглобина, цитохромов. Железо играет важную роль в процессах выделения энергии, в обеспечении имунных реакций организма, в метаболизме холестерина. При недостатке цинка нарушается дифференцировка клеток, выработка инсулина, всасывание витамина Е, нарушается регенерация кожных клеток. Немаловажную роль цинк играет в переработке алкоголя, поэтому недостаток его в организме вызывает предрасположенность к алкоголизму (особенно у детей и подростков). Цинк входит в состав инсулина. ряда ферментов, участвует в кроветворении.
Нехватка селена может привести к возникновению раковых заболеваний у человека и животных. По аналогии с авитаминозамитакие заболевания называют микроэлементозами.

Вопрос 5. Расскажите об ультрамикроэлементах. Каково их содержание в организме? Что известно об их роли в живых организмах?
Ультрамикроэлементы — это элементы, которые содержатся в клетке в ничтожно малых количествах (концентрация каждого не превышает одной миллионной доли процента). К ним относят уран, радий, золото, серебро, ртуть, бериллий, мышьяк и др.
Мышьяк относят к условно эссенциальным, иммунотоксичным элементам. Известно, что мышьяк с белками (цистеином, глутамином), липоевой кислотой. Мышьяк оказывает влияние на окислительные процессы в митохондриях и принимает участие во многих других важных биологических процессах, он входит в состав ферментов, защищающих мембраны наших клеток от окисления, и необходим для их нормальной работы.
В организме литий способствует высвобождению магния из клеточных «депо» и тормозит передачу нервного импульса, тем самым снижая. возбудимость нервной системы. литий также влияет на нейроэндокринные процессы, жировой и углеводный обмен.
Ванадий принимает участие в регуляции углеводного обмена и сердечно-сосудистой системы также входит в метаболизме тканей костей и зубов. Физиологическая роль большинства из ультраэлементов не установлена. Не исключено, что она вообще отсутствует, и тогда часть ультрамикроэлементов являются просто примесями живых организмов. Многие ультрамикроэлементы токсичны для человека и животных в определённых концентрациях, например, серебро, титан, мышьяк и др.

Источник

2.2 Химический состав клетки

Вопрос 1. В чем заключается сходство биологи­ческих систем и объектов неживой природы?

Основное сходство — это родство химиче­ского состава. Подавляющее большинство из­вестных на сегодняшний день химических элементов обнаружено как в живых организ­мах, так и в неживой природе. Атомов, харак­терных только для живых систем, не сущест­вует. Однако содержание конкретных элемен­тов в живой и неживой природе резко различается. Организмы (от бактерий до по­звоночных) способны избирательно накапли­вать элементы, которые необходимы для жиз­недеятельности.

Интересно, что неживые объекты могут проявлять отдельные свойства, более харак­терные для живого. Так, кристаллы минера­лов способны к росту и обмену веществ с окру­жающей средой, а фосфор может «запасать» энергию света. Но всей совокупностью черт, присущих живому организму, не обладает ни одна неорганическая система.

Вопрос 2. Перечислите биоэлементы и объяс­ните, каково их значение в образовании живой ма­терии.

К биоэлементам (органогенам) относят кис­лород, углерод, водород, азот, фосфор и серу. Они составляют основу белков, липидов, угле­водов, нуклеиновых кислот и других органи­ческих веществ. Для всех органических моле­кул особое значение имеют атомы углерода, образующие каркас. К этому каркасу присо­единяются разнообразные химические груп­пы, образованные другими биоэлементами. В зависимости от состава и расположения та­ких групп органические молекулы приобрета­ют индивидуальные свойства и функции. На­пример, аминокислоты в большом количестве содержат азот, а нуклеиновые кислоты — фос­фор.

Вопрос 3. Что такое микроэлементы? Приведи­те примеры и охарактеризуйте биологическое зна­чение этих элементов.

Вопрос 4. Как отразится на жизнедеятельности клетки и организма недостаток какого-либо микро­элемента? Приведите примеры таких явлений.

Недостаток какого-либо микроэлемента приводит к уменьшению синтеза того органи­ческого вещества, в состав которого этот мик­роэлемент входит. В результате нарушаются процессы роста, обмена веществ, воспроизве­дения и т. п. Например, дефицит иода в пище приводит к общему падению активности орга­низма и разрастанию щитовидной железы — эндемическому зобу. Недостаток бора вызыва­ет отмирание верхушечных почек у растений. Нехватка селена может привести к возникно­вению раковых заболеваний у человека и жи­вотных. По аналогии с авитаминозами такие заболевания называют микроэлементозами.

Вопрос 5. Расскажите об ультрамикроэлемен­тах. Каково их содержание в организме? Что извест­но об их роли в живых организмах?

Ультрамикроэлементы — это элемен­ты, которые содержатся в клетке в ничтожно малых количествах (концентрация каждого не превышает одной миллионной доли процента). К ним относят уран, радий, золото, серебро, ртуть, бериллий, мышьяк и др. Физиологиче­ская роль большинства из них не установлена. Не исключено, что она вообще отсутствует, и тогда часть ультрамикроэлементов являются просто примесями живых организмов. Вместе с тем, например, известно, что мышьяк входит в состав ферментов, защищающих мембраны наших клеток от окисления, и необходим для их нормальной работы.

Вопрос 6. Приведите примеры известных вам биохимических эндемий. Объясните причины их происхождения.

Биохимические эндемии — это заболева­ния растений, животных и человека, связан­ные с явным недостатком либо избытком какого-либо химического элемента в окру­жающей среде. В результате развиваются микроэлементозы или некоторые другие наруше­ния. Так, во многих районах нашей страны значительно снижено количество иода в воде и почве. Нехватка иода приводит к падению синтеза гормона тироксина, щитовидная же­леза, пытаясь компенсировать его нехватку, разрастается (развивается эндемический зоб). Другими примерами могут служить дефицит селена в почве ряда районов Монголии, а так­же избыток ртути в воде некоторых горных рек Чили и Цейлона.

Источник

О чем говорит сходство химического состава всех живых организмов

Современные положения клеточной теории

Перечислите современные положения клеточной теории.

Значение клеточной теории

Охарактеризуйте значение клеточной теории для развития биологии.

По определению философов, изучавших историю науки (например, Фридриха Энгельса), клеточная теория является одним из величайших открытий XIX в. Она сыграла огромную роль в развитии не только биологии, но и естествознания в целом. Клеточная теория впервые однозначно указала на единство живого мира. С ее появлением исчезла пропасть между царством животных и царством растений. На основе клеточной теории в середине XIX в. возникла цитология — наука, изучающая структуру и функции клетки.

Клетка и организм

Подумайте, для каких представителей органического мира понятия «клетка» и «организм» совпадают.

Понятия «клетка» и «организм» совпадают в том случае, если речь идет об одноклеточных организмах. К ним относятся прокариоты, или безъядерные (в частности, бактерии), а из эукариот, или ядерных, — простейшие (такие, как инфузория туфелька, хламидомонада, эвглена зеленая). Их тело состоит из одной клетки, которая реализует все функции организма — обмен веществ, раздражимость, размножение, движение. Выполнению этих функций способствуют разнообразные органоиды, в том числе специального назначения (например, жгутики и реснички обеспечивают движение). Одноклеточные организмы часто способны образовывать скопления — колонии. Однако к колонии еще неприменимо понятие «многоклеточный организм», поскольку входящие в ее состав клетки имеют однотипное строение (не подразделяются на ткани), слабо взаимодействуют друг с другом и, будучи изолированы от колонии, без особых проблем продолжают самостоятельно существовать и размножаться.

Сходство живых и неживых объектов

В чем заключается сходство биологических систем и объектов неживой природы?

Основное сходство — это родство химического состава. Подавляющее большинство известных на сегодняшний день химических элементов обнаружено как в живых организмах, так и в неживой природе. Атомов, характерных только для живых систем, не существует. Однако содержание конкретных элементов в живой и неживой природе резко различается. Организмы (от бактерий до позвоночных) способны избирательно накапливать элементы, которые необходимы для жизнедеятельности. Интересно, что неживые объекты могут проявлять отдельные свойства, более характерные для живого. Так, кристаллы минералов способны к росту и обмену веществ с окружающей средой, а фосфор может «запасать» энергию света. Но всей совокупностью черт, присущих живому организму, не обладает ни одна неорганическая система.

Биоэлементы

Перечислите биоэлементы и объясните, каково их значение в образовании живой материи.

К биоэлементам (органогенам) относят кислород, углерод, водород, азот, фосфор и серу. Они составляют основу белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и других органических веществ. Для всех органических молекул особое значение имеют атомы углерода, образующие каркас. К этому каркасу присоединяются разнообразные химические группы, образованные другими биоэлементами. В зависимости от состава и расположения таких групп органические молекулы приобретают индивидуальные свойства и функции. Например, аминокислоты в большом количестве содержат азот, а нуклеиновые кислоты — фосфор.

Микроэлементы

Что такое микроэлементы? Приведите примеры и охарактеризуйте биологическое значение этих элементов.

Недостаток микроэлементов

Как отразится на жизнедеятельности клетки и организма недостаток какого-либо микроэлемента? Приведите примеры таких явлений.

Недостаток какого-либо микроэлемента приводит к уменьшению синтеза того органического вещества, в состав которого этот микроэлемент входит. В результате нарушаются процессы роста, обмена веществ, воспроизведения и т. п. Например, дефицит йода в пище приводит к общему падению активности организма и разрастанию щитовидной железы — эндемическому зобу. Недостаток бора вызывает отмирание верхушечных почек у растений. Нехватка селена может привести к возникновению раковых заболеваний у человека и животных. По аналогии с авитаминозами такие заболевания называют микроэлементозами.

Ультрамикроэлементы

Расскажите об ультрамикроэлементах. Каково их содержание в организме? Что известно об их роли в живых организмах?

Ультрамикроэлементы — это элементы, которые содержатся в клетке в ничтожно малых количествах (концентрация каждого не превышает одной миллионной доли процента). К ним относят уран, радий, золото, серебро, ртуть, бериллий, мышьяк и др. Физиологическая роль большинства из них не установлена. Не исключено, что она вообще отсутствует, и тогда часть ультрамикроэлементов являются просто примесями живых организмов. Вместе с тем, например, известно, что мышьяк входит в состав ферментов, защищающих мембраны наших клеток от окисления, и необходим для их нормальной работы.

Биохимические эндемии

Приведите примеры известных вам биохимических эндемий. Объясните причины их происхождения.

Биохимические эндемии — это заболевания растений, животных и человека, связанные с явным недостатком либо избытком какого-либо химического элемента в окружающей среде. В результате развиваются микроэлементозы или некоторые другие нарушения. Так, во многих районах нашей страны значительно снижено количество йода в воде и почве. Нехватка йода приводит к падению синтеза гормона тироксина, щитовидная железа, пытаясь компенсировать его нехватку, разрастается (развивается эндемический зоб). Другими примерами могут служить дефицит селена в почве ряда районов Монголии, а также избыток ртути в воде некоторых горных рек Чили и Цейлона.

Молекулярная структура воды

Каковы особенности пространственной организации молекул воды, обуславливающие ее биологическое значение?

Молекулы воды представляют собой диполи — структуры, на положительном полюсе которых находятся два атома водорода, а на отрицательном полюсе — атом кислорода. Положительные и отрицательные полюса разных молекул воды притягиваются друг к другу. Это приводит к образованию так называемых водородных связей, что обеспечивает высокую теплоемкость воды, а также особенности процессов смены ее агрегатного состояния (плавление, испарение). Кроме того, Н₂O-диполи активно взаимодействуют с любыми молекулами, имеющими заряженные участки. Это обуславливает важнейшее свойство воды как универсального растворителя органических и неорганических веществ.

Источник

§ 7. Химический состав клетки

1. Что такое химический элемент? 2. Какие химические вещества вам известны?

Клетки всех живых организмов состоят из одних и тех же химических элементов. Эти же элементы входят и в состав объектов неживой природы. Сходство состава указывает на общность живой и неживой природы.

В клетках больше всего содержится таких химических элементов, как углерод, водород, кислород и азот. Вместе они составляют до 98% массы клетки.

Около 2% массы клетки приходится на следующие восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы содержатся в клетках в очень малых количествах. Примерное соотношение химических элементов в клетке показано на схеме:

Химические элементы, соединяясь между собой, образуют неорганические и органические вещества.

Неорганические вещества клетки — это вода и минеральные соли. Больше всего в клетке содержится воды (от 40 до 95% её общей массы). Вода придаёт клетке упругость, определяет её форму, участвует в обмене веществ. Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.

Приблизительно 1 —1,5% общей массы клетки составляют минеральные соли, в частности соли кальция, калия, фосфора и др. Эти неорганические вещества используются для синтеза органических молекул (белков, нуклеиновых кислот и др.). При недостатке минеральных веществ нарушаются важнейшие процессы жизнедеятельности клетки.

Неорганические вещества клетки

Неорганические вещества клетки — это вода и минеральные соли. Больше всего в клетке содержится воды (от 40 до 95% её общей массы). Вода придаёт клетке упругость, определяет её форму, участвует в обмене веществ. Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.

Приблизительно 1 —1,5% общей массы клетки составляют минеральные соли, в частности соли кальция, калия, фосфора и др. Эти неорганические вещества используются для синтеза органических молекул (белков, нуклеиновых кислот и др.). При недостатке минеральных веществ нарушаются важнейшие процессы жизнедеятельности клетки.

Органические вещества

Органические вещества — сложные углеродсодержащие соединения. Они входят в состав всех живых организмов. Сначала считали, что органические вещества образуют только живые организмы, поэтому их и назвали органическими. К ним относят углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты и другие вещества.

Углеводы — важная группа органических веществ, в результате расщепления которых клетки получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности. Углеводы входят в состав оболочек клеток, придавая им прочность. Запасающие вещества в клетках — крахмал и сахара, они также относятся к углеводам.

Белки играют важнейшую роль в жизни клеток. Они входят в состав разнообразных клеточных структур, регулируют процессы жизнедеятельности и тоже могут запасаться в клетках.

Жиры откладываются в клетках. При расщеплении жиров освобождается необходимая живым организмам энергия.

Нуклеиновые кислоты играют ведущую роль в сохранении наследственной информации и передаче её потомкам.

Неорганические вещества. Органические вещества. Углеводы. Белки. Жиры. Нуклеиновые кислоты

Ответьте на вопросы

1. Каких химических элементов больше всего в клетке?

2. Какую роль в клетке играет вода?

3. Какую роль в клетке играют минеральные соли?

4. Какие вещества относят к органическим?

5. Каково значение органических веществ в клетке?

6. Что указывает на общность живой и неживой природы?

Почему клетку сравнивают с миниатюрной природной лабораторией?

Источник

О чем говорит сходство химического состава всех живых организмов

Подробное решение параграф § 5 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Сивоглазов В.И., Агафонова И.Б., Захарова Е.Т. 2014

1. Что такое химический элемент?

Определенный вид атома

2. Какие химические элементы преобладают в земной коре?

Наибольшее распространение в земной коре имеют 46 элементов, из них 8 составляют 97,2—98,8% ее массы, 2 (кислород й кремний) — 75% от общей массы Земли.

Распределение химических элементов в процентах от массы земном коры (по А. Е. Ферсману) следующее в %:

Первые 13 элементов (за исключением титана), наиболее часто встречающиеся в земной коре, входят в состав органического вещества растений, участвуют во всех жизненно необходимых процессах и играют важную роль в плодородии почв. Большое количество элементов, участвующих в химических реакциях в недрах Земли, приводит к образованию самых разнообразных соединений.

3. Что вам известно о роли таких химических элементов, как иод, кальций, железо, в жизнедеятельности организмов?

Биологическая роль кальция. Прежде всего, кальций является важнейшим структурным компонентом костей и зубов. Также кальций регулирует проницаемость клеточных мембран, а также инициирует ответы клеток на различные внешние стимулы. Присутствие кальция в клетки или во внеклеточной среде обуславливает дифференцировку клетки, а также сокращение мышц, секрецию и перистальтику. Кальций регулирует активность многих ферментов (включая ферменты систем свертывания крови). Кальций регулирует работу некоторых эндокринных желез, обладает десенсибилизирующим и противовоспалительным эффектом.

Основные функции кальция в организме:

– структурный компонент костей и зубов

– участвует в мышечных сокращениях

– регулирует проницаемость клеточных мембран

– участвует проводимости сигнала по нервным клеткам

– регулирует сердечную деятельность

– участвует в свертывании крови

Биологическая роль йода. Основная биологическая роль йода заключается в синтезе гормонов щитовидной железы (тироксина и трийодтиронина), через которые он и реализует следующие эффекты:

– стимулирует рост и развитие организма

– регулирует рост и дифференцировку тканей

– повышает артериальное давление, а также частоту и силу сердечных сокращений

– регулирует (увеличивает) скорость протекания многих биохимических реакций

– регулирует обмен энергии, повышает температуру тела

– регулирует белковый, жировой, водно-электролитный обмен

– регулирует обмен витаминов

– повышает потребление тканями кислорода

Железо входит в группу эссенциальных (жизненно важных) микроэлементов.

Ранее из-за относительно высокого содержания его в организме (4,0-4,5 грамма в теле взрослого человека) его относили к макроэлементам. Однако 75-80% железа сосредоточено в гемоглобине крови и еще примерно 20% железа запасается в печени и селезенке. В остальных же тканях его концентрация сопоставима с микроэлементами.

Биологическая роль железа

– обеспечивает транспорт кислорода (входит в состав гемоглобина)

– обеспечивает транспорт электронов в окислительно-восстановительных реакциях организма (входит в состав цитохромов и железосеропротеидов)

– участвует в формировании активных центров окислительно-восстановительных ферментов

Вопросы для повторения и задания

1. В чём заключается сходство биологических систем и объектов неживой природы?

В живой природе обнаружено около 90 химических элементов, т. е. большая часть всех известных на сегодняшний день. Никаких специальных элементов, характерных только для живых организмов, не существует, и это является одним из доказательств общности живой и неживой природы. Но количественное содержание тех или иных элементов в живых организмах и в окружающей их неживой среде существенно отличается. Например, кремния в почве около 33%, а в наземных растениях лишь 0,15%. Подобные различия указывают на способность живых организмов накапливать только те элементы, которые необходимы им для жизнедеятельности.

2. Перечислите биоэлементы и объясните, каково их значение в образовании живой материи.

Макроэлементы. I группа. Главными компонентами всех органических соединений, выполняющих биологические функции, являются кислород, углерод, водород и азот. Все углеводы и липиды содержат водород, углерод и кислород, а в состав белков и нуклеиновых кислот, кроме этих компонентов, входит азот. На долю этих четырёх элементов приходится 98% от массы живых клеток. II группа. К группе макроэлементов относятся также фосфор, сера, калий, магний, натрий, кальций, железо, хлор. Эти химические элементы являются обязательными компонентами всех живых организмов. Содержание каждого из них в клетке составляет от десятых до сотых долей процента от общей массы. Натрий, калий и хлор обеспечивают возникновение и проведение электрических импульсов в нервной ткани. Поддержание нормального сердечного ритма зависит от концентрации в организме натрия, калия и кальция. Железо участвует в биосинтезе хлорофилла, входит в состав гемоглобина (белка-переносчика кислорода в крови) и миоглобина (белка, содержащего запас кислорода в мышцах). Магний в клетках растений входит в состав хлорофилла, а в животном организме участвует в формировании ферментов, необходимых для нормального функционирования мышечной, нервной и костной тканей. В состав белков часто входит сера, а все нуклеиновые кислоты содержат фосфор. Фосфор также является компонентом всех мембранных структур. Среди обеих групп макроэлементов кислород, углерод, водород, азот, фосфор и сера объединяются в группу биоэлементов, или органогенов, на основании того, что они составляют основу большинства органических молекул.

3. Что такое микроэлементы? Приведите примеры и охарактеризуйте биологическое значение этих элементов.

Существует большая группа химических элементов, которые содержатся в организмах в очень низких концентрациях. Это алюминий, медь, марганец, цинк, молибден, кобальт, никель, иод, селен, бром, фтор, бор и многие другие. На долю каждого из них приходится не более тысячных долей процента, а общий вклад этих элементов в массу клетки — около 0,02%. В растения и микроорганизмы микроэлементы поступают из почвы и воды, а в организм животных — с пищей, водой и воздухом. Роль и функции элементов этой группы в различных организмах весьма разнообразны. Как правило, микроэлементы входят в состав биологически активных соединений (ферментов, витаминов и гормонов), и их действие проявляется главным образом в том, как они влияют на обмен веществ. Кобальт входит в состав витамина В12 и принимает участие в синтезе гемоглобина, его недостаток приводит к анемии.

Молибден в составе ферментов участвует в фиксации азота у бактерий и обеспечивает работу устьичного аппарата у растений.

Медь является компонентом фермента, участвующего в синтезе меланина (пигмента кожи), влияет на рост и размножение растений, на процессы кроветворения у животных организмов.

Иод у всех позвоночных животных входит в состав гормона щитовидной железы — тироксина. Бор влияет на ростовые процессы у растений, его недостаток приводит к отмиранию верхушечных почек, цветков и завязей.

Цинк действует на рост животных и растений, а также входит в состав гормона поджелудочной железы — инсулина.

Так, например, марганец улучшает усвоение организмом меди, а фтор влияет на метаболизм стронция. Обнаружено, что некоторые организмы интенсивно накапливают определённые элементы.

Например, многие морские водоросли накапливают иод, хвощи — кремний, лютики — литий, а моллюски отличаются повышенным содержанием меди.

Микроэлементы широко используют в современном сельском хозяйстве в виде микроудобрений для повышения урожайности культур и в качестве добавок к кормам для увеличения продуктивности животных. Применяют микроэлементы и в медицине.

4. Как отразится на жизнедеятельности клетки и организма недостаток какого-либо микроэлемента? Приведите примеры таких явлений.

Нехватка селена приводит к возникновению у человека и животных раковых заболеваний. Каждый элемент играет свою определённую, очень важную роль в обеспечении жизнедеятельности организма. Как правило, биологический эффект того или иного микроэлемента зависит от присутствия в организме других элементов, т. е. каждый живой организм — это уникальная сбалансированная система, нормальная работа которой зависит, в том числе, и правильного соотношения её компонентов на любом уровне организации.

5. Расскажите об ультрамикроэлементах. Каково их содержание в организме? Что известно об их роли в живых организмах?

Существует группа химических элементов, которые содержатся в организмах в следовых, т. е. ничтожно малых, концентрациях. К ним относят золото, бериллий, серебро и другие элементы. Физиологическая роль этих компонентов в живых организмах пока окончательно не установлена.

6. Приведите примеры известных вам биохимических эндемий. Объясните причины их происхождения.

Резкий недостаток или, наоборот, избыток какого-либо химического элемента вызывает в пределах таких зон возникновение биогеохимических эндемий — заболеваний растений, животных и человека. Во многих районах нашей страны — на Урале и Алтае, в Приморье и в Ростовской области количество иода в почве и в воде значительно снижено. Если человек не получает с пищей нужного количества иода, у него снижается синтез тироксина. Щитовидная железа, пытаясь компенсировать нехватку гормона, разрастается, что приводит к образованию так называемого эндемического зоба. Особенно тяжёлые последствия от недостатка иода возникают у детей. Сниженное количество тироксина приводит к резкому отставанию в умственном и физическом развитии. Чтобы предотвратить заболевания щитовидной железы, врачи рекомендуют подсаливать пищу специальной солью, обогащённой иодидом калия, употреблять рыбные блюда и морскую капусту.

7. Составьте схему, иллюстрирующую элементный химический состав живых организмов.

Подумайте! Вспомните!

1. По какому принципу все химические элементы, входящие в состав живой природы, разделяют на макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы? Предложите свою, альтернативную, классификацию химических элементов, основанную на другом принципе.

По процентному содержанию в живых клетках.

— ионы неметаллов (бескислородные)

— ионы кислотных остатков кислородсодержащих кислот.

2. Иногда в учебниках и пособиях вместо словосочетания «элементный химический состав» можно встретить выражение «элементарный химический состав». Объясните, в чём некорректность такой формулировки.

Элементный – означает, состоящий из элементов, в данном случае химических, а элементарный – означает, слишком простой, поверхностный, ограниченный.

3. Выясните, существуют ли какие-либо особенности химического состава воды в местности, где вы живёте (например, избыток железа или нехватка фтора и т. д.). Используя дополнительную литературу и ресурсы Интернета, определите, какое влияние это может оказать на организм человека.

Некоторые водные ресурсы Челябинской области

Озеро Смолино. По химическому составу вода в озере относится к хлоридному классу, группе магния. Минерализация озерной воды высокая – 1400–1840 мг/л. Среднегодовые концентрации металлов составили: меди – 5,5 ПДК, цинка – 6,1 ПДК, марганца в северной части акватории – 6,4. Озеро Первое. По химическому составу вода в озере относится к хлоридному классу с переходом в гидрокарбонатный, группу кальция. Минерализация озерной воды повышенная – 602–983 мг/л. Среднегодовые концентрации трудноокисляемых органических соединений (ХПК) составило 1,8 ПДК, фторидов – 2,6 ПДК, меди – 5,3 ПДК, цинка – 5,8 ПДК, марганца в северной части акватории – 5,2 ПДК, в южной – 3,7 ПДК. Озеро Чебаркуль. По химическому составу вода в озере относилась к гидрокарбонатному классу, группе кальция. Среднегодовые концентрации составили: органических соединений по БПК5 – 1 ПДК, ХПК – 2,1 ПДК, азота аммония – 0,7 ПДК, азота нитритов и меди – 2 ПДК, цинка – 2,5 ПДК, марганца – 4,3 ПДК. Озеро Тургояк. Озеро Тургояк не испытывает техногенной нагрузки и используется в рекреационных целях. По химическому составу вода в озере относилась к гидрокарбонатному классу, группе кальция. Содержание в воде биогенных компонентов, нефтепродуктов, СПАВ, фторидов не превышало рыбохозяйственных нормативов, средняя концентрация органических соединений по ХПК превышала ПДК в 1,4 раза, марганца – 1,2 ПДК, меди – 2,8 ПДК, цинка – 3,4 ПДК.

Симптомы избытка марганца:

Упадок сил, повышенная утомляемость, вялость, снижение памяти, депрессивные состояния. Двигательные нарушения: расстройства мышечного тонуса, походки, атрофия мышц, скованность и замедленность движений, парестезии. Энцефалопатия, паркинсонизм. Интерстициальные заболевания лёгких, манганокониоз.

Избыток цинка в организме

Доза цинка свыше 200 мг в сутки является рвотным средством.Продолжительный прием добавок цинка, превышающих 150 мг в день, становится причиной ухудшения работы иммунитета и появления эрозий в желудке. Среди признаков острого отравления цинком отмечались: боли в области эпигастрии, рвота, тошнота, диарея. Хроническая интоксикация приводила к вторичному дефициту меди.

Причины избытка цинка в организме:

Чрезмерное количество поступления цинка в организм, к примеру, в процессе контакта с соединениями микроэлемента в условиях производства.Неконтролируемый прием препаратов цинка, включая цинковые мази.Нарушения цинкового обмена.

Симптомы избытка цинка:

Снижение работы иммунной системы, развитие аутоиммунных реакций. Патологические состояния ногтей, кожи, волос. Боли в области желудка, тошнота. Понижение уровня кадмия, меди, железа в организме. Нарушения работы печени, поджелудочной железы, простаты.

Избыток меди в организме

Токсичной дозой является количество 200 – 250 мг в сутки. Случаи острого отравления медью были зафиксированы: в попытках самоубийства; при наружном использовании; при случайном употреблении детьми; при приеме загрязненной питьевой воды или воды и напитков из медных контейнеров; у рабочих, трудившихся на виноградниках и применяющих соединения из меди в качестве пестицидов.

Причины избытка меди:

Симптомы избытка меди:

Источник