Функции химических элементов в клетке таблица: Химический состав клетки – свойства и роль кратко в таблице - Управленческое образование

Содержание

Химические элементы в организме человека их роль (Таблица)

В организме человека обнаружено 86 элементов периодической системы Менделеева, которые постоянно присутствуют, из них 25 необходимы для нормальной жизнедеятельности, 18 из которых абсолютно, а 7 полезны. Профессор В.Р. Вильямс назвал их элементами жизни.

В состав веществ, участвующих в реакциях, связанных с жизнью клетки, входят все известные химические элементы, большинство из них это кислород (65 — 75%), углерод (15 — 18%), водород (8 — 10%) и азот (1,5 — 3,0%). Остальные элементы делятся на 2 группы: макроэлементы (около 1,9%) и микроэлементы (около 0,1%). Макроэлементы — это сера, фосфор, хлор, калии, натрий, магний, кальций и железо, к микроэлементам — цинк, медь, иод, фтор, марганец, селен, кобальт, молибден, стронций, никель, хром, ванадий и др. Микроэлементы хоть и малочислены, но играют важную роль — влияют на обмен веществ. Без них невозможна нормальная жизнедеятельность каждой клетки в отдельности и организма как целого.

Таблица химические элементы в организме человека их роль

Элемент	Символ	Доля в общей массе %	Роль или функция элементов в организме человека
Основные элементы организма человека
Кислород	O	65	Требуется для реакций окисления, в первую очередь для процесса дыхания. Присутствует в большинстве органических веществ и в воде.
Углерод	C	18	Формирует каркас молекул органических веществ.
Водород	H	10	Присутствует в большинстве органических соединений и в воде.
Азот	N	3	Компонент всех белков, нуклеиновых кислот и многих других органических веществ.
Кальций	Ca	1,5	Структурный компонент костей и зубов. Важен для проведения нервных импульсов через синапсы, процессов свертывания крови, сокращения мышц, оплодотворения.
Фосфор	P	1	Компонент нуклеиновых кислот, фосфолипидов, нуклеотидов, участвующих в переносе энергии. Структурный компонент костей.
Калий	K	0,4	Важнейший внутриклеточный катион. Необходим для проведения нервных импульсов. Компонент большинства белков.
Сера	S	0,3	Является энергетическим транспортом клетки, так как может переносить электроны кислорода и метильные группы. Обеспечивает защиту тканей и клеток от окислительных процессов.
Натрий	Na	0,2	Важнейший внеклеточный катион. Участвует в регуляции движения жидкости между отделами тела, а также в проведении нервных импульсов.
Микроэлементы организма
Магний	Mg	0,1	Кофактор ферментов (киназ).
Хлор	Cl	0,1	Важнейший анион интерстициальной жидкости. Также важен для поддержания осмотического баланса. Участвует в транспорте кислорода с кровью (хлоридное смещение).
Железо	Fe	следовые количества	Компонент гемоглобина и миоглобина. Переносчик электронов. Кофактор ферментов (каталаз).
Иод	I	следовые количества	Компонент тиреоидных гормонов.
Кобальт	Co	следовые количества	Компонент витамина В₁₂
Прочие элементы, присутствующие в следовых количествах, включают марганец (Мn), медь (Сu), цинк (Zn), фтор (F), молибден (Mo) и селен (Se).

_______________

Источник информации: Биология человека в диаграммах / В.Р. Пикеринг — 2003.

5. Химический состав клетки. Биология. Общая биология. 10 класс. Базовый уровень

5. Химический состав клетки

Вспомните!

Что такое химический элемент?

Какие химические элементы преобладают в земной коре?

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

Одним из основных общих признаков живых организмов является единство их элементного химического состава. Независимо от того, к какому царству, типу или классу принадлежит то или иное живое существо, в состав его тела входят одни и те же так называемые универсальные химические элементы. Сходство в химическом составе разных клеток свидетельствует о единстве их происхождения.

Рис. 8. Панцири одноклеточных диатомовых водорослей содержат большое количество кремния

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 (рис. 8).

В зависимости от содержания все химические элементы, входящие в состав живой природы, разделяют на несколько групп.

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 (табл. 1).

Микроэлементы. 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.

Таблица 1. Содержание биоэлементов в клетке

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. 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 от правильного соотношения её компонентов на любом уровне организации. 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.

Ультрамикроэлементы. 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.

Роль внешних факторов в формировании химического состава живой природы. Содержание тех или иных элементов в организме определяется не только особенностями данного организма, но также составом среды, в которой он обитает, и той пищей, которую он использует. Геологическая история нашей планеты, особенности почвообразовательных процессов привели к тому, что на поверхности Земли сформировались области, которые отличаются друг от друга по содержанию химических элементов. 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.

Почти 2 тыс. лет назад правитель одной из северо-восточных провинций Китая издал указ, в котором обязал всех своих подданных съедать по 2 кг морской капусты в год. С тех пор жители послушно соблюдают древний указ, и, несмотря на то, что в этом районе существует явный недостаток иода, население не страдает заболеваниями щитовидной железы.

Вопросы для повторения и задания

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

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

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

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

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

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

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

Подумайте! Выполните!

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.

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

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.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

Повторите и вспомните!

Растения

Удобрения. Азот необходим растениям для нормального формирования вегетативных органов. При дополнительном внесении в почву азотных и азотистых удобрений усиливается рост наземных побегов. Фосфор влияет на развитие и созревание плодов. Калий способствует оттоку органических веществ от листьев к корням, влияет на подготовку растения к зиме.

Все элементы в составе минеральных солей растения получают из почвы. Для того чтобы были высокие урожаи, необходимо поддерживать плодородие почвы, вносить удобрения. В современном сельском хозяйстве используют органические и минеральные удобрения, благодаря которым культурные растения получают необходимые элементы питания.

Органические удобрения (навоз, торф, перегной, птичий помёт и др.) содержат все необходимые растению питательные вещества. При внесении органических удобрений в почву попадают микроорганизмы, которые минерализуют органические остатки и тем самым повышают плодородие почвы. Навоз необходимо вносить задолго до посева семян, при осенней обработке почвы.

Минеральные удобрения обычно содержат те элементы, которых не хватает в почве: азот (натриевая и калиевая селитры, хлористый аммоний, мочевина и др.), калий (хлористый калий, сульфат калия), фосфор (суперфосфаты, фосфоритная мука и пр.). Удобрения, содержащие азот, обычно вносят весной или в начале лета, так как они быстро вымываются из почвы. Калийные и фосфорные удобрения сохраняются дольше, поэтому их вносят осенью. Излишек удобрений столь же вреден для растений, как и их недостаток.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Роль химических элементов в жизни человека

Понедельник, 1 Апрель 2019

Роль макро, микроэлементов для человеческого организма велика. Ведь они принимают активное участие во многих жизненно важных процессах. На фоне дефицита того или иного элемента человек может столкнуться с появлением определенных заболеваний. Дабы избежать этого, необходимо понимать, для чего нужны макро и микроэлементы в человеческом организме, и какое их количество должно содержаться.

Что такое макро и микроэлементы

Все полезные и необходимые для организма вещества попадают в него благодаря продуктам питания, биологическим добавкам, призванным устранить дефицит определенных веществ. Поэтому к своему рациону необходимо отнестись предельно внимательно.

Перед тем как приступить к изучению функций микро и макроэлементов необходимо понимать их определение.

Так, макроэлементами принято считать соединения химических элементов или одиночные элементы, которые содержатся в организме в большом количестве, измеряемом граммами.

А значение микроэлементов отличается от макро количественными показателями. Ведь в данном случае химические элементы содержатся преимущественно в достаточно малом количестве.

Для того чтобы организм функционировал и в его работе не происходили сбои необходимо позаботиться о регулярном достаточном поступлении в него необходимых макро и микроэлементов. Информацию относительного этого можно рассмотреть на примере таблиц. Первая таблица наглядно продемонстрирует, какая суточная норма употребления тех или иных элементов является оптимальной для человека, а также поможет определиться с выбором всевозможных источников.

Роль химических элементов

Роль микроэлементов в организме человека, как и макроэлементов очень велика.

Многие люди даже не задумываются о том, что они принимают участие во многих обменных процессах, способствуют формированию и регулируют работу таких систем, как кровеносной, нервной.

Именно от химических элементов, которые содержит первая и вторая таблица, происходят значимые для жизни человека обменные процессы, к их числу можно отнести водно-солевой и кислотно-щелочной обмен. Это лишь небольшой перечень того, что получает человек.

Биологическая роль макроэлементов заключается в следующем:

· Функции кальция заключаются в формировании костной ткани. Он принимает участие в формировании и росте зубов, отвечает за свертываемость крови. Если этот элемент не будет поступать в необходимом количестве, то привести такое изменение может к развитию рахита у детей, а также остеопороза, судорог.

· Функции калия заключаются в том, что он обеспечивает водой клетки организма, а также принимает участие в кислотно-щелочном равновесии. Благодаря калию происходит синтез белка. Дефицит калия приводит к развитию многих заболеваний. К их числу можно отнести проблемы с желудком, в частности, гастрит, язва, сбой сердечного ритма, болезни почек, паралич.

· Благодаря натрию удается держать на уровне осмотическое давление, кислотно-щелочной баланс. Ответственный натрий и за поставку нервного импульса. Недостаточное содержание натрия чревато развитием заболеваний. К их числу можно отнести судороги мышц, болезни, связанные с давлением.

· Функции магния среди всех макроэлементов наиболее обширные. Он принимает участие в процессе формирования костей, зубов, отделении желчи, работе кишечника, стабилизации нервной системы, от него зависит слаженная работа сердца. Этот элемент входит в состав жидкости, содержащейся в клетках тела. Учитывая важность этого элемента, его дефицит не останется незамеченным, ведь осложнения, вызванные этим фактом, могут сказаться на желудочно-кишечном тракте, процессах отделения желчи, появлении аритмии. Человек ощущает хроническую усталость и нередко впадает в состояние депрессии, что может сказаться на нарушении сна.

· Основной задачей фосфора является преобразование энергии, а также активное участие в формировании костной ткани. Лишив организм этого элемента можно столкнуться с некоторыми проблемами, например, нарушениями в формировании и росте кости, развитием остеопороза, депрессивного состояния. Дабы избежать всего этого, необходимо регулярно пополнять запасы фосфора.

· Благодаря железу происходят окислительные процессы, ведь он входит в цитохромы. Нехватка железа может сказаться на замедлении роста, истощении организма, а также спровоцировать развитие анемии.

Биологическая роль химических элементов заключается в участии каждого из них в естественных процессах организма. Недостаточное их поступление может привести к сбою в работе всего организма. Роль микроэлементов для каждого человека неоценима, поэтому необходимо придерживаться суточной нормы их потребления, которую содержит приведенная выше таблица.

Так, микроэлементы в организме человека отвечают за следующее:

· Йод необходим для щитовидки. Недостаточное его поступление приведет к проблемам с развитием нервной системы, гипотиреоза.

· Такой элемент, как кремний, обеспечивает формирование костной ткани и мышц, а также входит в состав крови. Нехватка кремния может привести к чрезмерной слабости кости, в результате чего увеличивается вероятность получения травм. От дефицита страдает кишечник, желудок.

· Цинк приводит к скорейшему заживлению ран, восстановлению травмированных участков кожи, входит в состав большинства ферментов. О его нехватке свидетельствует изменения вкуса, восстановления поврежденного участка кожи на протяжении длительного времени.

· Роль фтора заключается в принятии участия в процессах формирования зубной эмали, костной ткани. Его нехватка приводит к поражению зубной эмали кариесом, затруднениям, возникшим в процессе минерализации.

· Селен обеспечивает стойкую иммунную систему, принимает участие в функционировании щитовидки. Говорить о том, что в организме селен присутствует в недостающем количестве можно в случае, когда прослеживаются проблемы с ростом, формированием костной ткани, развивается анемия.

· С помощью меди становится возможным перемещение электронов, ферментный катализ. Если содержание меди недостаточное, то может развиться анемия.

· Хром принимает активное участие в обмене углеводов в организме. Его нехватка сказывается на изменении уровня сахара в крови, что нередко становится причиной развития диабета.

· Молибден способствует переносу электронов. Без него возрастает вероятность поражения зубной эмали кариесом, появления нарушений со стороны нервной системы.

· Роль магния заключается в принятии активного участия в механизме ферментного катализа.

Микро, макроэлементы, поступающие в организм вместе с продуктами, биологически активными добавками жизненно необходимы для человека, и свидетельствуют об их важности проблемы, заболевания, возникающие в результате их дефицита. Для того чтобы восстановить их баланс необходимо правильно подбирать питание, отдав предпочтение тем продуктам, которые содержат необходимый элемент.

ОГБУЗ «Старооскольский кожвендиспансер»

желает Вам здоровья и долголетия!

Химический состав клетки – таблица с элементами, свойства и роль

Автор Nat WorldВремя чтения 4 мин.Просмотры 369Опубликовано 2021-03-15Обновлено 2021-03-15

Элементы — это основные единицы материи. Из 92 стабильных элементов, найденных на Земле, только 25 встречаются в организмах живых существах и 16–18 являются жизненно важными. Элементы, которые, как известно, имеют универсальное значение для всех живых организмов, включают водород (H), кислород (O), углерод (C), азот (N), кальций (Ca), фосфор (P), калий (K), серу (S), хлор (Cl), натрий (Na), магний (Mg) и железо (Fe).

Все элементы, которые входят в химический состав организма, в зависимости от их доли содержания в клетке, можно разделить на четыре группы:

Органогены (биоэлементы) – химические элементы, которые входят в состав всех органических соединений и составляют примерно 98% от массы клетки:

Водород – компонент воды и органических молекул
Углерод – основа органических молекул
Азот – компонент белков и нуклеиновых кислот
Кислород – необходим для клеточного дыхания

Макроэлементы – элементы, содержащиеся в клетке в значительно меньших количествах – десятые и сотые доли процента:

Натрий – важен в функционировании нервов
Магний – компонент хлорофилла
Фосфор – компонент нуклеиновых кислот, костей и зубов
Сера – компонент некоторых белков и витаминов
Хлор – главный анион в жидкостях вне клетки
Калий – важен в функционировании нервов
Кальций – кофактор ферментов, запускающий сокращение мышц и компонент костей, зубов и клеточных стенок растений

Микроэлементы – элементы, составляющие от 0,001% до 0,000001% массы живого организма:

Железо – кофактор многих ферментов и составная часть гемоглобина
Йод – участвует в обменных процессах

Ультрамикроэлементы – на их долю приходится менее 0,000001% от массы живого организма. К этой группе принадлежат золото, серебро, обладающие бактерицидным воздействием, ртуть, препятствующая обратному всасыванию воды в почечных канальцах, влияя на ферменты.

Химические соединения в клетке также могут быть разделены на две основные группы: органические и неорганические соединения.

Органические соединения являются химическими соединениями, которые содержат углерод. К органическим веществам в клетке относятся углеводы, белки, липиды и нуклеиновые кислоты. Некоторые из этих соединений синтезируются самой клеткой.

Вода — это неорганическое соединение, которое состоит из водорода и кислорода. Это важное вещество, но в клетке также содержится множество других химических элементов, с которыми мы ознакомимся в таблице ниже.

Таблица. Основные химические элементы в клетках живых организмов

Содержание элемента в процентном соотношении	Название элемента	Значение
65%	Кислород	Этот элемент, очевидно, является самым важным в клетках живых организмов. Атомы кислорода присутствуют в воде, которая является наиболее распространенным веществом в организме, и других соединениях, составляющих ткани. Он также содержится в крови и легких благодаря дыханию
18.6%	Углерод	Углерод содержится в каждой органической молекуле в организме, а также в побочных продуктах дыхания (углекислый газ). Обычно он попадает в организм вместе с пищей
9.7%	Водород	Содержится во всех молекулах воды в организме, а также во многих других соединениях, составляющих различные ткани
3.2%	Азот	Очень распространен в белках и органических соединениях. Он также присутствует в легких из-за его обилия в атмосфере
1.8%	Кальций	Является основным компонентом скелетной системы, включая зубы. Он также содержится в нервной системе, мышцах и крови
1.0%	Фосфора	Этот элемент распространен в костях и зубах, а также в нуклеиновых кислотах
0.4%	Калий	Калий содержится в мышцах, нервах и некоторых тканях живых организмов
0.2%	Натрий	Содержится в мышцах и нервах
0.2%	Хлор	Присутствует в коже и облегчает поглощение воды клетками
0.06%	Магний	Служит кофактором для различных ферментов в организме
0.04%	Сера	Присутствует во многих аминокислотах и белках
0.007%	Железо	Содержится в основном в крови, облегчает транспортировку кислорода
0.0002%	Йод	Встречается в гормонах в щитовидной железе, участвует в обменных процессах

Значение органических соединений в клетке

Углеводы:

Служат энергией для клеточных процессов
Средство накопления энергии
Обеспечивают структурную поддержку клеточным стенкам

Липиды:

Хранят большое количество энергии в течение длительного периода времени
Действуйте как источник энергии
Играют важную роль в структуре клеточных мембран
Являются источником метаболической воды
Сокращают потери воды при испарении

Белки:

Действуют как строительные блоки многих структурных компонентов клетки; необходимы для роста
Образуют ферменты, катализирующие химические реакции
Образуют гормоны, которые контролируют рост и обмен веществ

Нуклеиновые кислоты

Содержат генетическую информацию клеток
Играют жизненно важную роль в синтезе белка

Роль воды в клетке

Вода важна для жизни, потому что ее химические и физические свойства позволяют поддерживать жизнь
Вода — это полярная молекула, состоящая из 2 атомов водорода и 1 атома кислорода. Полярная молекула — это молекула с неравномерным распределением зарядов. Каждая молекула имеет положительно заряженный и отрицательно заряженный конец. Полярные молекулы притягивают друг друга так же, как и ионы. Из-за этого свойства вода является хорошим сильнополярным растворителем
Выступает транспортной средой в крови
Действует как среда для биохимических реакций
Вода помогает в поддержании стабильной внутренней среды в живом организме. Концентрация воды и неорганических солей, растворяющихся в воде, играет важную роль в поддержании осмотического баланса между кровью и интерстициальной жидкостью
Молекулы воды обладают очень высокой когезией (сплоченность). Молекулы воды имеют тенденцию прилипать друг к другу и перемещаться длинными непрерывными колоннами через сосудистые ткани растений

Мне нравитсяНе нравится

Не все нашли? Используйте поиск по сайту ↓

Микроэлементы, таблица и подробная информация о микроэлементах

Элементы

Из 92 встречающихся в природе химических элементов 81 обнаружен в организме человека. 12 элементов называют структурными, т.к. они составляют 99 % элементного состава человеческого организма: (углерод С, Кислород О, Водород Н, Азот N, Кальций Ca, Магний Mg, Натрий Na, Калий K, Сера S, Фосфор P, Фтор F, Хлор Cl).

Микроэлементами (МЭ) называют элементы, присутствующие в организме человека в очень малых следовых количествах (англ. — “trace elements”). Это в первую очередь 15 эссенциальных (жизненно необходимых, от англ. “essential”) — Fe, I, Cu, Zn, Co, Cr, Mo, Ni, V, Se, Mn, As, F, Si, Li, а также условно-эссенциальные B, Br. Элементы Cd, Pb, Al, Rb являются серьезными кандидатами на эссенциальность. В учение о МЭ особенно отчетливо видна справедливость слов Парацельса о том, что “нет токсичных веществ, а есть токсичные дозы”.

МЭ являются важнейшими катализаторами различных биохимических процессов, обмена веществ, играют значительную роль в адаптации организма в норме и патологии. Ряд элементов широко представленных в природе, редко встречается у человека, и наоборот. В этом проявляются особенности накопления элементов — активное и избирательное использование элементов внешней среды для поддержания гомеостаза и построения организма вне зависимости от меняющихся параметров внешних условий.

Хорошо известно, что микроэлементы обладают широким спектром синергических и антагонистических взаимоотношений. Так, показано, что между 15 известными жизненно необходимыми элементами существует 105 двусторонних и 455 трехсторонних взаимодействий. Это положение является естественной основой для изучения проявлений и оценки развития дисбаланса микроэлементного гомеостаза, столь характерного при дефиците даже одного эссенциального элемента.

Микроэлементный гомеостаз может нарушаться при недостаточном поступлении эссенциальных МЭ и/или избыточном поступлении в организм токсических микроэлементов. Причем, с учетом сложных антагонистических и синергических взаимовлияний и отношений между элементами, картина интоксикации или возникновения патологического состояния и заболеваний может быть очень сложной и трудной для интерпретации. В этом случае очень важна адекватная диагностика микроэлементозов, связанная, в первую очередь, с точным количественным определением элементов в индикаторных биосубстратах человека.

Накопленные к настоящему времени научные и медицинские данные о роли минеральных элементов в функционировании отдельных органов, систем и организма человека в целом, данные о последствиях, для здоровья человека, дефицита биогенных, жизненно необходимых элементов и избытка токсичных могут быть обобщены и используются в диагностической и лечебной практике Центром Биотической Медицины под руководством д.м.н. проф. А.В.Скального.

Подробно о каждом элементе:

Смотрите научные статьи в нашем журнале Микроэлементы в медицине

Исследование крови на микроэлементы Анализ волос на микроэлементы Определение содержание микроэлементов в моче Оценка шерсти животных на микроэлементный состав Анализ эякулята на микроэлементный статус Анализ слюны на микроэлементный состав Анализ волос на эссенциальные микроэлементы Анализ взаимодействия микроэлементов в реальной среде Источники микроэлементов Сопоставительный анализ крови и волос у пациентов с челюстно лицевой патологией можно увидеть здесь Большинство измерений элементного состава волос, крови, эякулята и других субстратах выполняется в лаборатории ЦБМ на самом современном оборудовании с использованием методик, разработанных с участием наших специалистов и аттестованных органами метрологического надзора за качеством измерений РФ: Аттестованная методика измерений элементов в волосах, крови и других биосубстратах человека

Химическая организация клетки. Неорганические вещества

Изучение химического состава клеток показывает, что в живых организмах нет никаких особых химических элементов, свойственных только им: именно в этом проявляется единство химического состава живой и неживой природы.

Велика роль химических элементов в клетке: N и S входят в состав белков, Р — в ДНК и РНК, Mg — в состав многих ферментов и молекулу хлорофилла, Сu — компонент многих окислительных ферментов, Zn- гормона поджелудочной железы, Fe — молекулы гемоглобина, I — гормона тироксина и т. д. Наиболее важны для клетки анионы НРО42-, Н2РО4-, СО32-, Сl-, НСОз- и катионы Na+, К+, Ca2+

Содержание катионов и анионов в клетке отличается от их концентрации в среде, окружающей клетку, вследствие активной регуляции переноса веществ мембраной. Так обеспечивается постоянство химического состава живой клетки. С гибелью клетки концентрация веществ в среде и в цитоплазме выравнивается. Из неорганических соединений важное значение имеют вода, минеральные соли, кислоты, основания.

Вода в функционирующей клетке занимает до 80% ее объема и находится в ней в двух формах: свободной и связанной. Молекулы связанной воды прочно соединены с белками и образуют вокруг них водные оболочки, изолирующие белки друг от друга. Полярность молекул воды, способность образовывать водородные связи объясняет ее высокую удельную теплоемкость. Вследствие этого в живых системах предотвращаются резкие колебания температуры, происходит распределение и отдача тепла в клетке. Благодаря связанной воде клетка способна выдерживать низкие температуры. Ее содержание в клетке составляет примерно 5%, и 95% приходится на свободную воду. Последняя растворяет многие вещества, вовлекаемые клеткой в обмен.

В высокоактивных клетках, например в ткани головного мозга, на долю воды приходится около 85%, а в мышцах-более 70%; в менее активных клетках, например в жировой ткани, вода составляет около 40% ее массы. В. живых организмах вода не только растворяет многие вещества; с ее участием происходят реакции гидролиза — расщепления органических соединений до промежуточных и конечных веществ. (Н.Е. Ковалев, Л.Д. Шевчук, О.И. Щуренко. Биология для подготовительных отделений медицинских институтов.)

ТАБЛИЦА

Вещество	Поступление в клетку	Местонахождение и преобразование	Свойства
Вода	У растений — из окружающей среды; у животных образуется непосредственно в клетке при углеводов и поступает из окружающей среды	В цитоплазме, вакуолях, матриксе органелл, ядерном соке, клеточной стенке, межклетниках. Вступает в реакции синтеза, гидролиза и окисления	Растворитель. Источник кислорода, осмотический регулятор, среда для физиологических и биохимических процессов, химический компонент, терморегулор
Соединения азота	У растений — из окружающей среды в виде ионов NН4+ и НОз-; у животных — с пищей в виде белков и аминокислот	В клетках растений ионы аммония и нитратов восстанавливаются до Nh3 и включаются в синтез аминокислот; у животных аминокислоты идут на построение собственных белков. При отмирании организмов включаются в круговорот веществ в форме свободного азота	Входят в состав белков, аминокислот, нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) и АТФ
Соединения фосфора	У растений — из окружающей среды в виде ионов Н2РО4- и НРО4; у животных — с пищей в форме органических (фосфолипиды) и неорганических соединений	Соли фосфора — фосфаты, находясь в почве, растворяются корневыми выделениями растений и усваиваются. Остатки фосфорной кислоты при отмирании организмов минерализуются, образуя соли	Входят в состав всех мембранных структур, нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) и АТФ, ферментов, тканей (костной)
Соединения калия	У растений — из внешней среды в виде иона К+; у животных — с пищей	Калий содержится во всех клетках в виде ионов К+, концентрация которых намного выше, чем в окружающей среде. После отмирания возвращается в окружающую среду в виде ионов К+	«Калиевый насос» клетки способствует проникновению веществ через мембрану. Активизирует жизнедеятельность клетки, проведение возбуждений и импульсов
Соединения кальция	У растений — из внешней среды в виде ионов Ca2+•, у животных — с пищей	Кальций содержится в клетках в виде ионов или кристаллов солей	Образует межклеточное вещество и кристаллы в клетках растений. Входит в состав крови, способствует ее свертыванию. Входит в состав костей, раковин, известковых скелетов, коралловых полипов у животных

Ответ § 5. Химический состав клетки

Клетка — основная единица жизни. Все клетки живых организмов сходны по химическому составу.

1) Заполните схему.

Ответ:

2) Какова роль воды в клетке? Как уменьшение воды в клетках влияет на жизнедеятельность организмов? Почему одним из необходимых условий для прорастания семян является наличие воды?

Ответ: Роль воды определяется ее химическими и физическими свойствами. Она образует, за счет строения молекулы, водородные связи, которые присутствуют в каждом организме. Так же благодаря водородным связям обеспечивает растворение многих минеральных и органических веществ. Вода обладает удельной теплоемкостью и теплопроводимостью, т.е. поддерживает в тепловом равновесии клетки и организи. Так же при испарении воды, организм защищает себя от перенагревания. Вода способствует упрогости клетки.

3) Заполните таблицу «Основные химические элементы клетки», указав роль каждого элемента в клетке.

Ответ:

Химический элемент	Значение
Кислород	Входит в состав воды и всех биологических соединений
Углерод	Входит в состав всех биологических соединений
Водород и азот	Структурные компоненты органических веществ
Фосфор	Входит в состав ДНК
Сера	Служит катализатором химических реакций в клетке
Железо	Входит в состав гемоглобина
Кальций	Структурны йэлемент клеток, отвечает за обмен пр. в клетке

4) Какой химический элемент является основой строения молекул всех органических вещест? Что изображает следующий фрагмент формулы:

Ответ: Углерод

5) Сколько от общей массы клетки (%) составляют минеральные соли? Каково их значение?

Ответ: 1-1,5% от массы клетки. Учавствуют в химических реакциях (катализаторы, ферменты).

6) Отметьте особенности строения углеводов, перечислите их основные функции.

Ответ: Углеводы бывают 3-х разновидностей, являются биополимерами, бывают гемополисахариды (крахмал, хитин, гликоген, целлюлоза), гетерополисахариды (пектин, муреин, гепарин). Функции: 1) Энергетическая 2) Структурная 3) Запасающая

7) Среди перечисленных ниже углеводов укажите моносахариды: глюкоза, гликоген, фруктоза, крахмал, рибоза, дезоксирибоза, целлюлоза.

Ответ: Моносахариды: Глюкоза, фруктоза, рибоза и дизоксирибоза. Полисахариды: Гликоген, крахмал, целлюлоза.

8) Отметьте особенности строения липидов. Каково их значение?

Ответ: Липиды — нерастворимые в воде органические вещества. Также немаловажную роль для некоторых растений и животных играет запасающая функция липидов.

Какие основные химические элементы содержатся в клетках в биологии?

Обновлено 30 апреля 2018 г.

Автор: Дэвид Х. Нгуен, Ph.D.

Клетки живых существ состоят в основном из четырех элементов: углерода, водорода, кислорода и азота. Они составляют 96% атомов живых существ, поэтому их можно считать основными химическими веществами. Однако, в зависимости от того, как вы определяете основные, другие элементы, составляющие лишь несколько процентов ячеек, могут возглавлять список. Если «мажорный» также означает «необходимый для жизни», то «микроэлементы» очень важны, хотя их всего 0.5% атомов в организме.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Четыре самых важных элемента в клетках — это углерод, водород, кислород и азот. Однако другие элементы, такие как натрий, калий, кальций и фосфор, также важны.

Большая четверка

Углерод, водород, кислород и азот известны как основные «органические» элементы, потому что они образуют строительные блоки, делающие жизнь возможной. Среди этих четырех углерод, пожалуй, самый особенный, поскольку он может образовывать связи с самим собой и создавать молекулы, которые имеют множество различных форм.Молекулы углерода могут быть короткими, длинными, изогнутыми, разветвленными и кольцевыми. Четыре класса макромолекул, которые делают возможной жизнь (белки, углеводы, липиды и нуклеиновые кислоты), состоят из углерода вместе с тремя другими основными органическими элементами.

Основные элементы

Помимо большой четверки, упомянутой выше, следующими основными элементами будут фосфор, сера, натрий, хлор, калий, кальций и магний. Они составляют 3,5% живых существ.Фосфор помогает соединить отдельные звенья ДНК в длинную цепочку. Сера образует мосты между различными частями белка, которые помогают придать белку его трехмерную форму. Натрий, хлор, калий и кальций необходимы нервным клеткам для передачи электрических сигналов другим клеткам. А некоторым ферментам для работы необходим магний.

Микроэлементы

Микроэлементы присутствуют в организмах в небольших количествах и составляют всего 0,5% живых клеток. Однако живые существа не смогли бы выжить без микроэлементов.Микроэлементы включают:

железо
йод
марганец
молибден
селен
кремний
олово
ванадий
бор
хром
кобальт
медь
фтор

Железо содержится в красных кровяных тельцах и помогает переносить кислород в кровоток.Йод важен для выработки различных форм гормона щитовидной железы, который регулирует рост и уровень энергии у людей. Многие из микроэлементов необходимы ферментам для протекания химических реакций.

Важность воды

Вода состоит из двух атомов водорода, связанных с атомом кислорода. Хотя вода существует в виде отдельных молекул и не образует физических связей с белками, липидами, углеводами и нуклеиновыми кислотами, она необходима для жизни. Молекулы, делающие жизнь возможной, работают, только если они растворены в воде.Ферменты ускоряют химические реакции, липиды служат хранилищами энергии, а сахара легко расщепляются для получения энергии, но все это возможно, потому что эти молекулы плавают в водной среде. Водород и кислород в воде — два из четырех больших элементов жизни, но эти два служат определенной цели, как вода, по сравнению с целями, которым они служат, когда они являются частью углеродсодержащих органических молекул.

Какие химические элементы содержатся в организме человека?

Химические элементы — строительный блок жизни.Они составляют ошеломляющее количество молекул, которые вместе образуют ДНК, клеточные органеллы, клетки, ткани и органы. В этой статье мы обсудим те элементы, которые присутствуют в организме человека, их соотношение и различные важные функции, которые они выполняют.

Изображение предоставлено: bestber / Shutterstock.com

Элементы, из которых состоит человеческое тело

Тело во всех смыслах представляет собой чрезвычайно сложную машину. Для этого требуется множество частей, работающих вместе в сложных отношениях от микро- до макромолекулярного уровня.Структура строительных блоков, составляющих сумму этих частей, таких как белки и нуклеиновые кислоты, определяется соотношением и взаимодействием химических элементов.

Некоторые элементы встречаются гораздо чаще, чем другие. Человеческое тело примерно на 99% состоит всего из шести элементов: кислорода, водорода, азота, углерода, кальция и фосфора. Еще пять элементов составляют около 0,85% от оставшейся массы: сера, калий, натрий, хлор и магний. Все эти 11 элементов являются важными элементами.

Остальные 0,15% человеческого тела состоят из микроэлементов. Суммарная масса микроэлементов не дает в сумме массы магния, который является наименее распространенным из неследных элементов. Согласно лабораторным данным, некоторые из микроэлементов (около дюжины) могут быть необходимы для жизни.

Функция химических элементов в организме

Большинство химических элементов, содержащихся в организме человека, играют жизненно важную роль. Некоторые микроэлементы, такие как титан и цезий, могут быть загрязнителями.Некоторые из них, такие как свинец, ртуть, мышьяк и кадмий, являются активными токсинами в зависимости от их количества.

Функции основных элементов человеческого тела в процентном отношении к массе следующие:

Кислород

Кислород — самый распространенный элемент в организме человека, составляющий примерно 65,0% массы тела. Большая часть кислорода находится в форме воды. Кислород играет решающую роль в метаболизме и дыхании, и этот элемент содержится в каждой основной органической молекуле в организме, включая белки, углеводы, жиры и нуклеиновые кислоты.

Углерод

Углерод — следующий по распространенности элемент в организме человека, составляющий 18% всего тела по массе. Его роль в основном структурная, составляющая «основу» многих органических молекул.

Водород

Водород является самым распространенным элементом во Вселенной (около 75% общей массы) и составляет около 10% массы тела человека. Он присутствует в форме воды (наряду с кислородом), а также является важным элементом в органических молекулах.

Азот

Азот составляет 3% массы тела человека. Он содержится во всех организмах в таких молекулах, как аминокислоты (из которых состоят белки), нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) и аденозинтрифосфат (АТФ), важная молекула для передачи энергии.

Кальций

Кальций — самый распространенный металл в организме человека, около 1,4% по массе. Возможно, его наиболее известная функция заключается в формировании костей и зубов, а недостаток кальция в рационе может привести к множеству дегенеративных состояний.Другие важные роли в организме человека включают синтез белка, поддержание разности потенциалов на клеточных мембранах и действие в качестве вторичных посредников в путях передачи сигналов.

фосфор

Фосфор обладает высокой реакционной способностью, и из-за этого свойства он никогда не встречается на Земле как свободный элемент. Фосфаты необходимы для жизни, и эта связанная форма фосфора является основным компонентом незаменимых органических молекул, таких как фосфолипиды, АТФ и нуклеиновые кислоты.Он составляет 1,1% от общей массы тела человека.

Калий

Калий составляет менее 1% массы тела. Он играет жизненно важную роль в нервной передаче через перенос ионов калия через мембраны нервных клеток.

Сера

Сера, занимающая десятое место по распространенности во Вселенной и пятое по распространенности на Земле, играет важную роль в организме человека. Он находится в организме почти всегда в виде сульфидов металлов и сероорганических соединений.Сера также является основным структурным элементом протеина кератина, который содержится в коже и волосах.

Натрий

Натрий, щелочной металл, обычно содержится в соли. Ионы натрия вносят вклад в осмотическое давление, поскольку они являются основными катионами во внеклеточной жидкости (ВКЖ). Натрий также играет ключевую роль в нервной передаче.

Хлор

Хлор играет важную роль в поддержании кислотно-щелочного баланса крови, а также в формировании сухожилий, зубов и костей.Он обычно содержится в солях и в сочетании с калием и натрием в организме. Он также способствует работе печени и помогает удалять органические отходы.

Магний

Магний — наименее распространенный из незаменимых элементов в организме человека. Примерно 300 ферментам для правильного функционирования требуются ионы магния, а ионы магния взаимодействуют с такими соединениями, как ДНК, РНК и АТФ.

Микроэлементы

Микроэлементы играют множество ролей, некоторые из которых важнее других, в то время как другие не вносят никаких заметных функций.Некоторые из них очень токсичны для человека.

Три самых распространенных незаменимых микроэлемента — это железо, фтор и цинк. Железо играет важную роль в здоровье человека как часть гемоглобина, который переносит кислород по всему телу в крови. Фтор важен для зубов. Цинк необходим более чем 300 ферментам и 1000 факторам транскрипции и жизненно важен для здоровья глаз и роста репродуктивных органов.

Изображение предоставлено: Aldona Griskeviciene / Shutterstock.com

Заключение

Основным источником всех этих элементов является диета.Некоторые элементы более важны, чем другие, и они находятся в огромном количестве соединений и молекул в организме человека.

Некоторые из них могут даже нанести активный вред организму, и уровни их присутствия в организме могут определить, насколько вредны последствия. Пропорции химических элементов варьируются от человека к человеку в зависимости от множества факторов, но, как правило, они в основном одинаковы для всех видов.

Из каких элементов состоит человек? Играть

Химия жизни: человеческое тело

Примечание редактора: в этой периодической серии статей рассматриваются жизненно важные вещи в нашей жизни и химический состав, из которого они состоят. Вы то, что вы едите. Но вы помните, как ели молибден или перекусывали селеном? В организме обнаружено около 60 химических элементов, но что все они там делают, до сих пор неизвестно. Примерно 96 процентов массы человеческого тела состоит всего из четырех элементов: кислорода, углерода, водорода и азота, большая часть которых находится в форме воды. Остальные 4 процента — это редкая выборка из периодической таблицы элементов.

Некоторые из наиболее известных представителей называются макронутриентами, тогда как те, которые встречаются только на уровне миллионных долей или меньше, называются микронутриентами.Эти питательные вещества выполняют различные функции, включая строительство костей и клеточных структур, регулирование pH в организме, перенос заряда и запуск химических реакций. FDA установило стандартную суточную норму потребления 12 минералов (кальций, железо, фосфор, йод, магний, цинк, селен, медь, марганец, хром, молибден и хлорид). Натрий и калий также имеют рекомендуемые уровни, но их лечат отдельно. Однако этим список необходимых элементов не исчерпывается. Сера обычно не упоминается как пищевая добавка, потому что организм получает ее в большом количестве с белками.И есть несколько других элементов, таких как кремний, бор, никель, ванадий и свинец, которые могут играть биологическую роль, но не классифицируются как важные. «Это может быть связано с тем, что биохимическая функция не была определена экспериментальными данными», — сказала Виктория Дрейк из Института Лайнуса Полинга при Университете штата Орегон. Иногда все, что известно, — это то, что лабораторные животные плохо себя чувствовали, когда в их рационе не хватало какого-то несущественного элемента. Однако определить точную пользу, которую приносит элемент, может быть сложно, поскольку они редко попадают в организм в чистом виде.«Мы не рассматриваем их как отдельные элементы, а как элементы, заключенные в соединение», — сказала Кристин Гербштадт, национальный представитель Американской диетической ассоциации. Обычная диета состоит из тысяч соединений (некоторые из которых содержат микроэлементы), влияние которых изучается в настоящее время. На данный момент мы можем только сказать наверняка, что делают около 20 элементов. Вот краткое изложение, в скобках указан процент веса тела. Кислород (65%) и водород (10%) преимущественно содержатся в воде, которая составляет около 60 процентов веса тела.Практически невозможно представить жизнь без воды. Углерод (18%) является синонимом жизни. Его центральная роль связана с тем, что он имеет четыре места связывания, которые позволяют строить длинные сложные цепочки молекул. Более того, углеродные связи могут быть образованы и разорваны с помощью небольшого количества энергии, что обеспечивает динамическую органическую химию, происходящую в наших клетках. Азот (3%) содержится во многих органических молекулах, включая аминокислоты, из которых состоят белки, и нуклеиновые кислоты, из которых состоит ДНК. Кальций (1,5%) — самый распространенный минерал в организме человека — почти весь он содержится в костях и зубах. По иронии судьбы, наиболее важная роль кальция заключается в функциях организма, таких как сокращение мышц и регулирование белков. Фактически, организм будет извлекать кальций из костей (вызывая такие проблемы, как остеопороз), если в рационе человека недостаточно этого элемента. Фосфор (1%) содержится преимущественно в костях, но также и в молекуле АТФ, которая обеспечивает клетки энергией для запуска химических реакций. Калий (0,25%) — важный электролит (то есть он несет заряд в растворе). Он помогает регулировать сердцебиение и имеет жизненно важное значение для передачи электрических сигналов в нервах. Сера (0,25%) содержится в двух аминокислотах, которые важны для придания белкам их формы. Натрий (0,15%) — еще один электролит, жизненно важный для передачи электрических сигналов в нервах. Он также регулирует количество воды в организме. Хлор (0,15%) обычно содержится в организме в виде отрицательного иона, называемого хлоридом.Этот электролит важен для поддержания нормального баланса жидкости. Магний (0,05%) играет важную роль в структуре скелета и мышц. Он также необходим в более чем 300 основных метаболических реакциях. Железо (0,006%) является ключевым элементом метаболизма почти всех живых организмов. Он также содержится в гемоглобине, который является переносчиком кислорода в красных кровяных тельцах. Половина женщин не получают достаточного количества железа в своем рационе. Фтор (0,0037%) содержится в зубах и костях.Помимо предотвращения кариеса, это не имеет никакого значения для здоровья человека. Цинк (0,0032%) является важным микроэлементом для всех форм жизни. Некоторые белки содержат структуры, называемые «цинковые пальцы», которые помогают регулировать гены. Известно, что дефицит цинка приводит к карликовости в развивающихся странах. Медь (0,0001%) важна как донор электронов в различных биологических реакциях. Без достаточного количества меди железо не будет нормально работать в организме. Йод (0.000016%) необходим для выработки гормонов щитовидной железы, регулирующих скорость метаболизма и другие клеточные функции. Дефицит йода, который может привести к зобу и повреждению головного мозга, является важной проблемой для здоровья во многих странах мира. Селен (0,000019%) необходим для определенных ферментов, включая несколько антиоксидантов. В отличие от животных, растениям не нужен селен для выживания, но они поглощают его, поэтому есть несколько случаев отравления селеном при употреблении в пищу растений, выращенных на богатых селеном почвах. Хром (0,0000024%) помогает регулировать уровень сахара, взаимодействуя с инсулином, но точный механизм до сих пор полностью не изучен. Марганец (0,000017%) необходим для некоторых ферментов, в частности для тех, которые защищают митохондрии — место, где внутри клеток вырабатывается полезная энергия — от опасных окислителей. Молибден (0,000013%) необходим практически для всех форм жизни. У людей это важно для преобразования серы в пригодную для использования форму.У азотфиксирующих бактерий он важен для преобразования азота в пригодную для использования форму. Кобальт (0,0000021%) содержится в витамине B12, который важен для образования белка и регуляции ДНК.

Периодическая таблица и элементы организма

2.1: Периодическая таблица и элементы организма

Обзор

Элементы — это мельчайшие единицы вещества, которые не могут быть расщеплены химическими процессами.Известно 118 элементов, но не все они встречаются в природе, и еще меньше жизненно необходимых. Живое вещество состоит в основном из углерода, азота, водорода и кислорода с меньшим количеством других элементов, таких как кальций, фосфор, калий и сера. Другие элементы также необходимы для жизни, но только в следовых количествах.

Периодическая таблица содержит информацию о физических и химических свойствах элементов

В периодической таблице элементы организованы на основе их физических и химических свойств.Атомный номер элемента соответствует количеству протонов в его ядре, и каждый квадрат в периодической таблице также содержит полное название, химический символ и атомный вес элемента. Число протонов дает информацию о размере элемента, но это не единственный организационный принцип, лежащий в основе структуры периодической таблицы. Элементы организованы в столбцы (группы) и строки (периоды) на основе других физических и химических свойств, таких как реакционная способность, расположение их самых удаленных электронов и способность создавать определенные типы связей.Элементы в одной группе (т. Е. Столбце) различаются по размеру, но имеют много общих химических свойств друг с другом. Напротив, элементы в одном периоде (то есть в ряду) более похожи по размеру и имеют свои электроны, расположенные в аналогичном месте, но сильно различаются по своим химическим свойствам.

Основные элементы и микроэлементы составляют человеческое тело

Все живое на Земле содержит элементы кислород, углерод, водород и азот. Точнее, 96% человеческого тела состоит из этих четырех элементов.Остальные 4% состоят в основном из кальция, фосфора, калия, серы, натрия, хлора и магния в порядке относительного содержания. Кроме того, некоторые элементы необходимы для человека, но их содержание в организме составляет менее 0,01%; они называются микроэлементами. Несмотря на то, что они присутствуют в небольших количествах, микроэлементы по-прежнему имеют решающее значение для здоровья. Железо, например, играет важную роль в красных кровяных тельцах, помогая связывать кислород, чтобы его можно было транспортировать по кровеносной системе.Недостаток железа может привести к железодефицитной анемии, которая характеризуется симптомами, вызванными недостатком кислорода, включая усталость, одышку, слабость и нерегулярные сердечные ритмы.

Некоторые элементы вредны для живых организмов

Некоторые элементы даже в малых дозах оказывают вредное воздействие на здоровье. Ртуть, например, является одним из нескольких тяжелых металлов, которые могут вызывать ряд симптомов в малых дозах — в зависимости от пораженной ткани — и вызывать смерть в больших дозах.Со временем он может накапливаться в тканях многоклеточных организмов, поэтому повторное воздействие является проблемой. Новые способы удаления тяжелых металлов из окружающей среды с использованием биологических методов — биоремедиации — требуют исследований, чтобы понять как химический состав загрязняющих веществ, так и биологию первых организмов, на которые они влияют. Тяжелые металлы часто попадают в пищевую сеть на уровне первичных продуцентов, прежде чем они затронут организмы на более высоких трофических уровнях, такие как люди.

Рекомендуемая литература

Райс, Кевин М., Эрнест М. Уокер, Миаозонг Ву, Крис Джиллетт и Эрик Р. Блаф. «Ртуть в окружающей среде и ее токсическое воздействие». Журнал профилактической медицины и общественного здравоохранения 47, вып. 2 (31 марта 2014 г.): 74–83. [Источник]

элементов в человеческом теле и что они делают

Можете ли вы назвать элементы в человеческом теле и то, что они делают? Почти 99% массы вашего человеческого тела состоит всего из 6 химических элементов: кислорода, углерода, водорода, азота, кальция и фосфора.Еще 5 элементов составляют большую часть последнего процентного пункта: калий, сера, натрий, хлор и магний. Вот посмотрите на эти элементы в чистом виде и на их функции в организме человека. Обратите внимание, что проценты являются приблизительными. Уровень гидратации (сколько воды вы пьете) оказывает большое влияние на количество кислорода и водорода в вашем теле и влияет на относительный состав остальных элементов в вашем теле.

Периодическая таблица процентного состава элементов в организме человека

Периодическая таблица, показывающая элементы в организме человека.Значения соответствуют массовой доле элемента в среднем человеческом теле.
Эта таблица Менделеева показывает процентный состав среднего человеческого тела. Так, например, кислород составляет 65% массы тела, азот — 3% и так далее. Стоит отметить, что большинство благородных металлов не обнаруживаются в организме в заметных количествах. И благородные газы тоже. В обоих случаях два набора элементов довольно инертны. Синтетические радиоактивные элементы отсутствуют, но некоторые природные радиоактивные элементы, такие как радий, торий и уран, находятся в следовых количествах.
Таблицу можно распечатать как файл изображения PNG или как файл PDF.
Функции элементов в организме
Кислород (O) — 65% массы тела
Атомный номер: 8
Жидкий кислород синего цвета. (Уорвик Хиллиер)
Кислород — самый распространенный элемент в организме человека. В основном обнаруживается, что он связан с водородом в форме воды. Вода, в свою очередь, составляет около 60% человеческого тела и участвует в бесчисленных метаболических реакциях. Элемент кислород действует как акцептор электронов и окислитель.Он содержится во всех четырех основных классах органических молекул: белках, углеводах, липидах и нуклеиновых кислотах. Поскольку это ключевой элемент аэробного клеточного дыхания, большое количество кислорода содержится в легких и кровотоке. Гемоглобин в крови связывает молекулу кислорода O ₂ из вдыхаемого воздуха. Кислород используется митохондриями в клетках для производства энергетической молекулы аденозинтрифосфата или АТФ. Хотя он необходим для жизни человека, слишком много кислорода может быть смертельно опасным, поскольку может привести к окислительному повреждению клеток и тканей.
Углерод (C) — 18% массы тела
Атомный номер: 6
Углерод является вторым по распространенности элементом в организме человека и элементом, который считается основой органической химии. Каждая органическая молекула в вашем теле содержит углерод. Элемент связывается с самим собой, образуя цепи и кольцевые структуры, которые служат основой для всех метаболических реакций в организме. Углерод, содержащийся в двуокиси углерода, выделяется как отходы при дыхании.
Водород (H) — 10% массы тела
Атомный номер: 1
Водородная трубка (Alchemist-hp)
Большая часть водорода в организме связывается с кислородом с образованием воды, H ₂ О.Водород, как и углерод, содержится в каждой органической молекуле в организме. Водород также действует как протон или положительный ион в химических реакциях.
Азот (N) — 3% от массы тела
Атомный номер: 7
Жидкий азот (Кори Доктороу)
Поскольку большая часть воздуха состоит из азота, газообразный азот находится в легких, но не всасывается в тело таким образом. Люди получают азот из пищи. Этот элемент является важным компонентом аминокислот, которые используются для создания пептидов и белков.Азот также является важным компонентом нуклеиновых кислот ДНК и РНК, а также всех других молекул, полученных из азотистых оснований.
Кальций (Ca) — 1,4% от массы тела
Атомный номер: 20
Металлический кальций (Томихандорф)
Около 99% кальция в организме содержится в костях и зубах, где этот элемент используется для укрепления структурные соединения, такие как гидроксиапатит. Хотя большая часть кальция находится в костях и зубах, это не самая важная функция минерала.Кальций — важный ион, используемый для сокращения мышц и регуляции белков. Если для какой-либо критической функции недостаточно кальция, организм фактически вытянет его из костей и зубов. Это может привести к остеопорозу и другим проблемам, поэтому важно получать достаточно кальция с пищей.
Фосфор (P) — 1% массы тела
Атомный номер: 15
Аллотропы фосфора (материаловед)
Как и кальций, элемент и минеральный фосфор находятся в костях и зубах.Этот элемент также содержится в нуклеиновых кислотах и энергетических молекулах, таких как АТФ (аденозинтрифосфат).
Калий (K) — 0,25%
Атомный номер: 19
Электрохимия в организме зависит от ионов. Из них катионный калий является одним из наиболее важных. Калий используется в нервной проводимости и регулирует сердцебиение. Все клетки организма нуждаются в калий для нормальной работы.
Сера (S) — 0,25%
Атомный номер: 16
Сера содержится в нескольких важных аминокислотах, которые используются для создания белков в организме.Сера содержится в биотине, метионине, тиамине и цистеине.
Натрий (Na) — 0,15%
Атомный номер: 11
Натрий, как и калий, является важным катионом. Этот элемент важен для нервной передачи и функции мышц.
Хлор (Cl) — 0,15%
Атомный номер: 17
Хлор является важным анионом. Одна из его функций заключается в транспортировке фермента АТФазы, который используется для снабжения энергией биохимических реакций.Хлор используется для производства соляной кислоты, которая содержится в желудке и переваривает пищу.
Магний (Mg) — 0,005%
Атомный номер: 12
Магний связывается с АТФ и нуклеотидами. Его катион является важным кофактором ферментативных реакций. Магний используется для укрепления зубов и костей.
Микроэлементы включают железо, фтор, цинк, кремний, рубидий, стронций, бром, свинец, медь и многие другие. Некоторые микроэлементы необходимы или оказывают благотворное влияние на организм, в то время как другие не имеют известной функции или кажутся токсичными.
Ссылки
Banci, Lucia (2013). Металломика и клетка . Springer Science & Business Media. С. 333–368. ISBN 978-94-007-5561-1.
Чанг, Раймонд (2007). Химия (9-е изд.). Макгроу-Хилл. п. 52. ISBN 0-07-110595-6.
Frausto Da Silva, J. J. R; Уильямс, Р. Дж. П (2001). Биологическая химия элементов: неорганическая химия жизни . ISBN 9780198508489.
Нельсон, Ленингер, Кокс (2008). Принципы биохимии Ленингера (5-е изд.). Макмиллан.
Связанные сообщения
Элементы человеческого тела и их функции
Есть несколько способов рассмотреть состав человеческого тела, включая элементы, тип молекулы или тип клеток. Большая часть человеческого тела состоит из воды, H ₂ O, при этом костные клетки состоят из воды на 31%, а легкие на 83%. Поэтому неудивительно, что большая часть массы человеческого тела состоит из кислорода. .На втором месте идет углерод, основная единица органических молекул. 96,2% массы человеческого тела состоит всего из четырех элементов: кислорода, углерода, водорода и азота.
Кислород (O) — 65% — Кислород вместе с водородом образуют воду, которая является основным растворителем в организме и используется для регулирования температуры и осмотического давления. Кислород содержится во многих ключевых органических соединениях.
Углерод (C) — 18,5% — Углерод имеет четыре места связывания для других атомов, что делает его ключевым атомом для органической химии.Углеродные цепи используются для создания углеводов, жиров, нуклеиновых кислот и белков. Разрыв связи с углеродом — это источник энергии.
Водород (H) — 9,5% — Водород содержится в воде и во всех органических молекулах.
Азот (N) — 3,2% — Азот содержится в белках и нуклеиновых кислотах, составляющих генетический код.
Кальций (Ca) — 1,5% — Кальций — самый распространенный минерал в организме. Он используется в качестве структурного материала в костях, но необходим для регуляции белка и сокращения мышц.
Фосфор (P) — 1,0% — Фосфор содержится в молекуле АТФ, которая является основным носителем энергии в клетках. Он также находится в кости.
Калий (K) — 0,4% — Калий является важным электролитом. Он используется для передачи нервных импульсов и регуляции сердцебиения.
Натрий (Na) — 0,2% — Натрий является важным электролитом. Как и калий, он используется для передачи нервных сигналов. Натрий — один из электролитов, который помогает регулировать количество воды в организме.
Хлор (Cl) — 0,2% — Хлор — важный отрицательно заряженный ион (анион), используемый для поддержания баланса жидкости.
Магний (Mg) — 0,1% — Магний участвует в более чем 300 метаболических реакциях. Он используется для построения структуры мышц и костей и является важным кофактором ферментативных реакций.
Сера (S) — 0,04% — Две аминокислоты включают серу. Связки серных форм помогают придать белкам ту форму, которая им необходима для выполнения своих функций.
Многие другие элементы могут быть найдены в очень малых количествах (менее 0,01%). Например, человеческое тело часто содержит следовые количества тория, урана, самария, вольфрама, бериллия и радия. Микроэлементы, которые считаются незаменимыми для человека, включают цинк, селен, никель, хром, марганец, кобальт и свинец.
Не все элементы, находящиеся в организме, необходимы для жизни. Некоторые из них считаются загрязнителями, которые не причиняют вреда, но выполняют неизвестную функцию.Примеры включают цезий и титан. Другие активно токсичны, включая ртуть, кадмий и радиоактивные элементы. Считается, что мышьяк токсичен для человека, но в следовых количествах выполняет функцию у других млекопитающих (коз, крыс, хомяков). Алюминий интересен тем, что он является третьим по распространенности элементом в земной коре, но его роль в организме человека неизвестна. В то время как фтор используется растениями для выработки защитных токсинов и имеет «очевидное полезное потребление» для людей.
Вы также можете просмотреть элементный состав среднего человеческого тела по массе.
Дополнительные ссылки
Чанг, Раймонд (2007). Химия , 9-е издание. Макгроу-Хилл. ISBN 0-07-110595-6.
Эмсли, Джон (2011). Строительные блоки природы: руководство по элементам от А до Я . ОУП Оксфорд. п. 83. ISBN 978-0-19-960563-7.
Frausto Da Silva, J. J. R; Уильямс, Р. Дж. П (16 августа 2001 г.). Биологическая химия элементов: неорганическая химия жизни .ISBN 9780198508489.
H. A., V. W. Rodwell; П. А. Майес, Обзор физиологической химии , 16-е изд., Lange Medical Publications, Лос-Альтос, Калифорния, 1977 г.
Зумдал, Стивен С. и Сьюзан А. (2000). Химия , 5-е издание. Компания Houghton Mifflin. п. 894. ISBN 0-395-98581-1.
Из чего сделан корпус?
Человеческое тело содержит около 20 различных элементов, в основном изнутри древних звезд.Если вы разделите 80-килограммового человека на атомы, вы получите примерно следующее количество различных элементов:
Кислород — 52 кг
Этот элемент составляет более половины массы вашего тела, но только четверть его атомов.
Углерод — 14,4 кг
Самый важный структурный элемент и причина того, что мы известны как углеродные формы жизни. Около 12 процентов атомов вашего тела составляют углерод.
Водород — 8 кг
Атомы водорода в вашем теле образовались в результате Большого взрыва.Все остальные были сделаны внутри звезды давным-давно и были выброшены в космос взрывом сверхновой. Так что, хотя вы, возможно, слышали, что все мы звездная пыль, это не совсем так.
Азот — 2,4 кг
Четыре самых распространенных элемента в организме человека — водород, кислород, углерод и азот — составляют более 99 процентов атомов внутри вас. Они встречаются по всему телу, в основном в виде воды, но также в виде компонентов биомолекул, таких как белки, жиры, ДНК и углеводы.
Кальций — 1,12 кг
Фосфор — 880 г
Сера — 200 г
Калий — 200 г
Натрий — 120 г
Хлор — 120 г
Магний — ключевой компонент супероксиддисмутазы, одного из важнейших ферментов детоксикации.
Железо — 4,8 г
Обнаружено в геме, кислородсодержащей части молекулы гемоглобина внутри красных кровяных телец
Фтор — 3.0g
Укрепляет зубы, хотя фтор не считается необходимым для жизни.
Цинк — 2,6 г
Стронций — 0,37 г
Стронций содержится почти исключительно в костях, где он может оказывать благотворное влияние на рост и плотность.
Йод 0,0128 г
Йод является важным компонентом тиреоидного гормона тироксина.