Живые организмы состоят из клеток, элементарных единиц. Все клетки имеют сходный химический состав, причем нельзя сказать, что живая клетка радикально отличается по составу от неживой природы. Одни и те же элементы имеются в космосе, в недрах Земли и в клетке. На сегодняшний день в клетках выявлено более 80 химических элементов, но только о 27 известно, какие они функции выполняют. В процентах на сухую массу лидируют кислород (65–75), углерод (15–18), водород (8–10) и азот (1,5–3).
1.Макроэлементы — это те жизненно необходимые элементы, которые присутствуют в клетках человеческого организма в относительно больших количествах, занимая от 70 процентов до 0,1 процента всей массы. В этот список входят кислород, углерод, азот, водород, а также калий, натрий, кальций, сера, фосфор.
2.Микроэлементы — занимают от 0,1 до 0,001 процента. Это в основном атомы металлов, входящие в состав ферментов и гормонов: магний, железо, хлор, кремний, алюминий, марганец и другие.
3.Ультрамикроэлементы — от 0,001 до 0,000001 процента: цинк, медь, бром, фтор, золото, платина, ртуть и др.
Роль некоторых химических элементов
|
Элементы |
Какие организмы накапливают? Где могут находиться элементы? Каково их значение в целом? |
|
Углерод, водород, кислород |
Углеводы, жиры. |
|
Углерод, водород, кислород, азот и сера |
Белки. |
|
Углерод, водород, кислород, азот и фосфор |
Нуклеиновые кислоты. |
|
Натрий и калий |
Присутствуют в межклеточной жидкости и цитоплазме. Формируют трансмембранный потенциал клетки, обеспечивая возбудимость ее наружной мембраны и проведение нервного импульса, а также сокращение мышц. Активируют ферменты белкового синтеза, фотосинтеза, стимулируют рост растений, выработку гормонов. |
|
Кальций |
Входит в состав клеточной стенки растений, костей и зубов животных. Оказывают влияние на процесс свертывания крови и на сокращение скелетных мышц. |
|
Хлор |
Входит в состав соляной кислоты желудка. Обеззараживает пищу. Активирует пищеварительные ферменты. |
|
Магний |
В костях и зубах. Входит в состав хлорофилла, рибосом, митохондрий. Участвует в синтезе ДНК. Активизирует энергетический обмен в клетке. |
|
Йод |
Морские водоросли. В тироксине, гормоне щитовидной железы. Влияет на скорость обмена веществ, потребление кислорода. |
|
Железо |
В составе гемоглобина, миоглобина, хрусталика, роговицы глаза. |
|
Кремний |
Диатомовые водоросли и злаки. |
|
Радий |
Ряска. |
|
Медь |
Моллюски и ракообразные. Содержится в окислительных ферментах. |
|
Марганец |
Накапливается в бактериях. |
|
Цинк |
Входит в состав инсулина. |
|
Алюминий |
Участвует в образовании белков, в построении соединительной ткани и эпителия, регенерации костной ткани, деятельности пищеварительных ферментов. |
Ионы в клетке и организме. Ионы калия и натрия
1.Содержание катионов и анионов обычно отличается в клетке и межклеточной среде.
2.Катионы могут быть достаточно разнообразными в клетке, это Са2+, Мg2+, Na+, K+. Анионы: HPO42-, H2PO4-, Сl-, HCO3-.
3. Внутри клетки высокая концентрация калия, а снаружи высокая концентрация натрия. Как это запомнить? Натрий — «сНАружи». Калий — «К» центру клетки, значит, внутри нее.
4.Следовательно, в окружающей среде (крови, морской воде) много натрия, а калия, напротив, мало, но зато его много внутри клетки.
5. В мышечных волокнах содержание калия в 30 раз выше, чем в крови, а содержание натрия в 10 раз ниже, чем в окружающей среде.
6.В клетке разница концентрации натрия и калия удерживается на заданном уровне. На это тратится значительное количество образующейся в клетке энергии.
