10. Біоелементи

1.

Хімічні елементи у складі
живих організмів

2.

Біоелементи – хімічні елементи,
які входять до складу живих організмів
і беруть участь у процесах життєдіяльності
• входять до складу молекул
• перебувають у формі нерозчинних сполук
• утворюють йони
Із великої кількості хімічних елементів
лише близько 30 беруть участь у
здійсненні життєвих функцій організмів

3.

Основні групи елементів
за вмістом у організмах:
органогени (98% від маси тіла):
С, О, N, H
макроелементи (близько 2% від маси тіла):
S, P, Cl, Na, K, Ca, Mg, Fe
мікроелементи (до 0,1% від маси тіла):
Zn, I, Cu, Mn, Co, Mo, B…
ультрамікроелементи (0, 000001% від маси тіла):
Pb, Ag, Au…

4.

Органогени – хімічні елементи,
частка яких складає 98% від маси тіла
Карбон (С)
Оксиген (О)
Нітроген (N)
Гідроген (Н)
- Це неметалічні елементи, мають малі розміри, невелику атомну масу,
що лежить в основі їхньої структурної функції.
- Органогени легко з’єднуються у різному порядку, утворюючи міцні
ковалентні зв’язки.
- Гідроген та Оксиген утворюють водневі зв’язки, які обумовлюють
структуру і властивості речовин.
- Органогени утворюють невелику різноманітність типів зв’язку, тому не
потребують великої кількості каталітичних систем.

5.

Органогени – хімічні елементи,
частка яких складає 98% від маси тіла
Карбон – основа «скелета» органічних сполук
Атоми Карбону здатні
утворювати велике число речовин
у вигляді ланцюжків - полімерів
Молекула
білка
Вміст Карбону у клітині
18%
Молекула крохмалю
Молекула РНК

6.

Органогени – хімічні елементи,
частка яких складає 98% від маси тіла
Оксиген входить до складу
води, білків, вітамінів, гормонів,
ліпідів, вуглеводів, ферментів
Вміст Оксигену у
клітині 65%
Оксиген забезпечує
процеси розщеплення
складних речовин
до простіших,
розкладання
органічних решток

7.

Органогени – хімічні елементи,
частка яких складає 98% від маси тіла
Нітроген входить до складу всіх молекул білків,
нуклеїнових кислот, АТФ, ферментів, вітамінів
Молекула
АТФ
Вміст Нітрогену
у клітині 3%

8.

Органогени – хімічні елементи,
частка яких складає 98% від маси тіла
Гідроген входить до складу води
та органічних сполук
Участь у процесі
фотосинтезу
Водневий
зв’язок
Водневий
зв’язок
Вміст Гідрогену
у клітині 10%
Підтримання просторової
структури
Фіксація атмосферного азоту
N2
NH3

9.

Макроелементи – хімічні елементи,
частка яких складає близько 2% від маси тіла
Сульфур (S)
Фосфор (P)
Хлор (Cl)
Натрій (Na)
Калій (K)
Кальцій (Ca)
Магній (Mg)
Ферум (Fe)
- Макроелементи мають високу здатність утворювати йони.
- Деякі з них можуть виявляти змінну валентність і тому
використовуватись при передачі електронів.
- Макроелементи забезпечують регуляцію життєвих функцій.

10.

Макроелементи – хімічні елементи,
частка яких складає близько 2% від маси тіла
Сульфур входить до складу деяких амінокислот,
ферментів, вітамінів
Вміст Сульфуру
у клітині 0,2%
Сульфур є компонентом
бактеріохлорофілу (виділено
кольором), тому бере участь
у фотосинтезі пурпурних і
зелених бактерій
Продукти харчування,
багаті на Сульфур
Дисульфідні місточки підтримують
третинну структуру білків

11.

Макроелементи – хімічні елементи,
частка яких складає близько 2% від маси тіла
Фосфор входить до складу нуклеїнових кислот,
фосфоліпідів, АТФ, кофермента НАДФ
Вміст Фосфору
у клітині до 1%
Продукти харчування,
багаті на Фосфор
Залишки ортофосфатної
кислоти, приєднуючись
до АМФ, утворюють
макроергічні зв’язки
Мембрана клітини утворена
фосфоліпідами
Фосфор входить до складу
емалі зубів і кісток

12.

Макроелементи – хімічні елементи,
частка яких складає близько 2% від маси тіла
Хлор створює постійний осмотичний
тиск і регулює водно-сольовий обмін
Продукти харчування,
багаті на Хлор
Симптоми нестачі
Хлору: пожовтіння і
передчасне старіння
листків, плями, краї
листків в’януть
Хлор бере участь в обміні речовин у рослин, стимулює процеси фотосинтезу

13.

Макроелементи – хімічні елементи,
частка яких складає близько 2% від маси тіла
Натрій бере участь у транспорті речовин через мембрану,
нормалізує водний і кислотно-лужний баланс
Продукти харчування,
багаті на Натрій
АТФ
АДФ
Йони Натрію активно викачуються з клітини
натрій-калієвими насосами

14.

Макроелементи – хімічні елементи,
частка яких складає близько 2% від маси тіла
Калій підтримає роботу скелетної та серцевої
мускулатури, забезпечує кислотно-лужний баланс,
осмотичну концентрацію крові
Продукти харчування,
багаті на Калій
Калій нагнітається до клітини натрій-калієвими насосами

15.

Макроелементи – хімічні елементи,
частка яких складає близько 2% від маси тіла
Кальцій міститься
у скелеті тварин
Продукти харчування,
багаті на Кальцій
Участь у зсіданні крові,
регуляція м’язового скорочення
Участь в утворенні
медіаторів, які здійснюють
передачу нервових імпульсів
між нервовими клітинами

16.

Макроелементи – хімічні елементи,
частка яких складає близько 2% від маси тіла
Магній входить до складу
хлорофілу рослинних клітин,
забезпечує процес фотосинтезу,
синтез АТФ
Молекула
хлорофілу
Mg
Магній підтримує цілісність рибосом
Магній підтримує нормальне функціонування
нервової системи і серцевого м’яза,
розширює судини, підвищує рухову
активність кишечника

17.

Макроелементи – хімічні елементи,
частка яких складає близько 2% від маси тіла
молекули
кисню
Молекула гемоглобіну
Транспортування
кисню
еритроцит
Продукти харчування,
багаті на Ферум
гем
Ферум входить до складу гемоглобіну
і забезпечує процеси дихання

18.

Мікроелементи – хімічні елементи,
частка яких складає близько 0,1% від маси тіла
Цинк (Zn)
Йод (I)
Купрум (Cu)
Молібден (Mo)
Силіцій (Si)
Манган (Mn)
Кобальт (Co)
Бор (B)
Бром (Br)
Флуор (F)
Вони забезпечують життєві процеси, оскільки входять до
складу дихальних пігментів, вітамінів, гормонів, ферментів

19.

Мікроелементи – хімічні елементи,
частка яких складає близько 0,1% від маси тіла
Силіцій входить до опорних
структур деяких рослин і тварин
Бром має
заспокійливу
дію на організм
Бор забезпечує процеси
росту і розвитку
рослин
Кобальт входить до складу вітаміну В12, що регулює
кровотворення

20.

Мікроелементи – хімічні елементи,
частка яких складає близько 0,1% від маси тіла
Манган впливає на ріст,
кровотворення, функції статевих залоз,
у рослин – на активність ферментів
Купрум входить
Молібден активізує роботу вітаміну С,
входить до складу ферментів, що
впливають на обмін, покращує синтез
амінокислот
до складу гемоціаніну
молюсків
Йод входить до складу
гормонів щитоподібної
залози
Нестача Йоду у раціоні призводить до ендемічного зобу

21.

Мікроелементи – хімічні елементи,
частка яких складає близько 0,1% від маси тіла
Цинк входить до складу біля 400 ферментів,
сприяє виділенню СО2 з клітин,
необхідний для функціонування чоловічої
статевої сфери, синтезу вітаміну Е
Флуор входить до складу
емалі зубів і кісток
альвеоли
гемоглобін
плазма
При нестачі Флуору виникає карієс,
при надлишку – плямистість емалі

22.

Ультрамікроелементи – хімічні елементи,
частка яких складає близько 0,000001%
від маси тіла
Плюмбум (Pb)
Аргентум (Ag)
Аурум (Au)
Платина (Pt)
Меркурій (Hg)
Біологічна роль ультрамікроелементів мало досліджена.
Вони потрапляють до організму випадково у вигляді домішок у
складі необхідних речовин. В ряді випадків було відмічено їхній
вплив на організм: препарати, які містили дуже низькі
концентрації Аu, виявили суттєвий профілактичний ефект щодо
атеросклерозу, Ag володіє бактерицидними властивостями

23.

Біоакумуляція – надлишкове нагромадження хімічних
елементів в організмах
Відповідні сполуки нагромаджуються в довкіллі у зв’язку із забрудненням:
- важкі метали: Купрум, Нікель, Кадмій, Цинк, Плюмбум, Меркурій
- радіонукліди: Цезій, Стронцій
Накопичення в організмах призводить до отруєння та хвороб
Надлишок або нестача хімічних
елементів в організмах призводить
до ендемічних хвороб
При нестачі Йоду виникає
ендемічний зоб

24.

Узагальнимо!
Основні групи елементів
за вмістом у організмах:
органогени (98% від маси тіла):
С, О, N, H
макроелементи (близько 2% від маси тіла):
S, P, Cl, Na, K, Ca, Mg, Fe
мікроелементи (до 0,1% від маси тіла):
Zn, I, Cu, Mn, Co, Mo, B…
ультрамікроелементи (0, 000001% від маси тіла):
Pb, Ag, Au…

25.

Чи маєте запитання?

26.

Відео до уроку ви можете переглянути
за посиланням:
https://www.youtube.com/watch?v=mKaJ4iy3zdc