Елементний склад живих організмів. Класифікація хімічних елементів за їх кількістю в організмах: макроелементи, мікроелементи

Елементарний склад живих організмів

Викладач біології та хімії

ДНЗ “Тарутинський ПАЛ”

Ростя АННА Володимирівна

2017

Цілі уроку

• ознайомити учнів з особливостями хімічного складу живих організмів;
• розглянути біологічне значення хімічних елементів в живих організмах;
• виховувати бережливе відношення до життєвих процесів, що відбуваються у живих організмах.

План

• Хімічні елементи живих організмів
• Класифікація елементів:

- макроелементи

- мікроелементи

- ультрамікроелементи

• Функції елементів у живому організмі
• Проблеми, пов’язані з порушенням вмісту деяких елементів

“ Глибока корінна відміна живого від неживого полягає у здатності живого – створювати порядок із хаотичного теплового руху молекул”

В.О.Енгельгардт

В організмі людини постійно присутні понад 80 елементів періодичної системи Д.І. Менделєєва,

з них близько 30 — необхідні для нормальної життєдіяльності.

В міст деяких хімічних елементів в організмі людини, морській воді та земній корі

Макроелементи

Мікроелементи

Ультрамікроелементи

Групи елементів, які входять до складу живого

Макроелементи

• 99,9% елементарного складу організму людини
• До них відносяться C, O, H, N, Ca, Mg, Na, K, S, P, Fе, Cl
• Концентрація від 10 до 0,01 % маси тіла

Органогенні

• Основний будівельний матеріал це чотири елементи: C, O, H,N
• 98% маси клітини
• O, H – вода;
• C, O, H – вуглеводні, ліпіди;
• C, O, H, N – білки, ДНК, РНК.

Мікроелементи

• Більше ніж 60 елементів
• До них відносяться переважно йони важких металів, які входять у склад ферментів (Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Ni, Cr, I, F, Se, Si, B та інші)
• Концентрація від 0,01 до 0,00001 % маси тіла
• Беруть участь у окисно-відновних реакціях

Ультрамікроелементи

• Виступають в ролі інгібіторів ферментів
• Концентрація менше 0,000001 % маси тіла
• До них відносяться Ra, Au, Hg, Ag.

Функції макроелементів у живому організмі

Елемент

Функції

С

Входить до складу молекул органічних сполук, кісток, черепашок, бікарбонатної буферної системи (HCO 3 — , Н 2 CO 3 )

О

Входить до складу води та органічних сполук, забезпечує реакції окиснення

Н

Входить до складу води та органічних сполук

N

Входить до скаладу всіх амінокислот, нуклеїнових кислот, АТФ, НАД, НАДФ, ФАД

P

Входить до складу нуклеїнових кислот, АТФ, НАД, НАДФ, ФАД, фосфоліпідів, костної тканини, емалі зубів, фосфатной буферної системи (HPO42-, H2PO4-)

S

Входить до складу сірковмісних амінокислот (цистину, цистеїну, метиону), інсуліну, вітаміну B1, коферменту А, бере участь у формуванні третичної структури білка, в бактеріальному фотосинтезі , окислення з'єднань сірки- джерело енергії в хемосинтезе

Функції макроелементів у живому організмі (продовження)

Елемент

Функції

CL

Входить до складу соляної кислоти шлункового соку; бере участь у створенні мембранних потенціалів клітин, осмотичного тиску для поглинання рослинами води з грунту і тургорного тиску для підтримки форми клітини, процесах збудження і гальмування в нервових клітинах

Na

Бере участь у підтримці серцевого ритму (разом з іонами К + і Ca 2+ ), а також у створенні мембранних потенціалів клітин (в результаті роботи натрій-калієвого насоса), осмотичного тиску для поглинання рослинами води з грунту і тургорного тиску для підтримки форми клітини

K

Впливає на діяльність серця людини (разом з йонами Na +  и Ca 2+ ); забезпечує транспорт речовин через клітинні мембрани; активує ферменти, які беруть участь в синтезі білка

Ca

Входить до складу кісток, бере участь у регуляції метаболічних процесів, скорочень м’язів, діяльності серця людини (разом з йонами K +  и Na 2+ ), у процесах згортання крові

Mg

Активізує діяльність ферментів; структурний компонент хлорофілу

Fe

Входить до складу багатьох біомолекул, у тому числі гемоглобіну

Функції мікроелементів у живому організмі

Елемент

Функції

Cu

Входить до складу деяких ферментів, які беруть участь у реакціях окиснення

Zn

Входить до складу деяких ферментів

Co

Входить до складу вітаміну B 12

F

Входить до складу емалі зубів та кісток

I

Входить до складу гормонів щитоподібної залози

Br

Входить до складу вітаміну B 1

B

Впливає на зростання рослин

Функції ультрамікроелементів у живому організмі

Елемент

Функції

Ra, Au, Hg, Ag та інші

Також присутні в живих організмах, але їх кількість мізерно мало, присутні у вигляді позитивних чи негативних іонів. Вони важливі для живлення клітин, їх повноцінного зростання, створення нових тканин, підтримання в організмі нормального кислотно-лужної рівноваги. Але фізіологічна роль цих елементів ще недостатньо вивчена

Проблеми, пов’язані з порушенням вмісту деяких елементів у живому організмі

• Нестача І призводить у людини до порушення роботи щитоподібної залози.
• Надлишок важких металів ( Hg, Pb, Cu, As тощо) викликає важкі отруєння та порушує роботу печінки й нирок.
• Нестача Fe у людини викликає анемію.
• Нестача Р підвищує ламкість кісток, а його надлишок викликає ураження нервової системи.
• Дефіцит N у рослин пригнічує їхній ріст, викликає пожовтіння й опадання листя та зменшує врожайність.
• Дефіцит Р також викликає пригнічення росту і зміну забарвлення листків.
• Дефіцит таких елементів, як Fe, Mo, Са, Mg тощо викликає різноманітні порушення розвитку рослин і забарвлення їх окремих частин.
• Надлишок Мn викликає у рослин пожовтіння листків.
• Надлишок В призводить до відмирання країв листків.

Узагальнення та контроль знань учнів

• Які хімічні елементи трапляються в навколишньому середовищі частіше за все?
• На які групи діляться хімічні елементи (за вмістом у живому організмі)?
• Макроелементи – це …? Органогенні – це...?
• Мікроелементи – це…?
• Ультрамікроелементи – це…?
• Які функції елементів ви вивчили?
• До яких порушень призведе нестача вмісту мікроелементів у організмі людини?

Експрестест для самоперевірки

1.Укажіть хімічні елементи, які називають органогенними:

а) С, Zn, Н,О; в) N, О, S, O;

б) Н, О, S, Zn; г) О, Н, С, N.

2. Укажіть, що є джерелом Карбону для рослин:

а) органічні речовини ґрунту; в) вода з повітря;

б) Карбон (ІV) оксид з повітря; г) карбонати з ґрунту.

3. Якщо до організму людини довгий час не надходить достатньої кількості Кальцію, то:

а) зростає концентрація гемоглобіну;

б) знижується рівень холестерину;

в) підвищується зсідання крові;

г) підвищується крихкість кісток.

4. Живі організми містять переважно атоми елементів:

а) Оксиген; в) Алюміній;

б) Силіцій; г) Карбон.

Відповіді

1 - г,

2 - б,

3 - г,

4 – а.

Домашнє завдання