Элементы

Группы по количеству: макро-, микро-, ультрамикроэлементы. Группы по свойствам и функциям. Место в периодической таблице. Функции отдельных ионов.

Дополнительно:

Образование элементов в ядерных реакциях. Избирательное накопление отдельных элементов некоторыми организмами. Биогеохимические провинции – территории с определенным составом элементов в горных породах, почвах и растениях. Исследования биогеохимических провинций России (Советского Союза) проводил ученик , академик Александр Павлович Виноградов (он и ввел это понятие).

1. Группы по количеству: макро-, микро-, ультрамикроэлементы.

Макро – больше 0,01% (12 штук):

Микро – 0,0001– 0,01% (ок 15 штук):

Рекомендуемая суточная доза потребления микроэлементов для человека составляет менее 200 мг. Микроэлемент ≈ микронутриент

Ультрамикро – меньше 0,0001%

2. Группы по строению атома и химическим свойствам.

«Неметаллы» s - и p-элементы (O, C, H, N, P, S) участвуют в образовании неорганических соединений (в том числе анионов кислородсодержащих кислот) и всех органических соединений.

«Неметалл» Cl присутствует в виде ионов.

«Металлы» s-элементы (Na, K, Ca, Mg) присутствуют в виде ионов, формируют клеточную среду, необходимы для поддержания структуры многих белков.

«Металлы» d-элементы.

3. Таблица. Элементы живых организмов и их функции

(Беляев, с. 11-12, с дополнениями)

Элемент

Симв.

Сод., %

Функции

Кислород

О

62
    Входит в состав воды; входит в состав анионов неорганических солей (фосфатов, карбонатов, сульфатов, нитритов, нитратов); входит в состав почти всех органических веществ; участвует в клеточном дыхании у аэробных организмов - акцептор электронов (конечный окислитель); выделяется в виде молекулярного кислорода при фотосинтезе; образует озон – сильный окислитель и дезинфицирующее (бактерицидное) вещество; образует опасные для клетки активные формы (перекись водорода, супероксидный радикал и др.)

Углерод

С

20
    Входит в состав гидрокарбонатного иона, Входит в состав минеральных скелетов многих групп организмов (нерастворимый карбонат кальция), Входит в состав всех органических веществ

Водород

Н

10
    Входит в состав воды Входит в состав органических веществ; участвует в процессах преобразования энергии (реакции гидрирования – дегидрирования)

Азот

N

3
    Входит в состав аммиака, ионов аммония, нитритного и нитратного Входит в состав оксида азота (II) – регулятора процессов Входит в состав многих органических веществ: всех аминокислот, белков, нуклеиновых кислот, АТФ, некоторых углеводов (хитин), некоторых липидов (лецитин, сфингомиелин), хлорофилла, гема в белках, многих витаминов (В1, В2, В6, В12), гормонов (адреналин, норадреналин), нейромедиаторов (ацетилхолин, серотонин).

Кальций

Са

2,5
    Входит в состав наружных скелетов животных /и растений/ в форме карбоната, Входит в состав внутренних скелетов и зубов позвоночных (в виде гидроксиапатита), клеточной стенки у растений, необходим для свертывание крови, сокращения мышечных волокон

Фосфор

Р

1,0
    Входит в состав фосфатных групп (анионов фосфорной кислоты HPO42–, H2PO4– - вместе с гидрокарбонатными ионами отвечают за буферные свойства крови) Входит в состав костной ткани и зубной эмали Входит в состав нуклеиновых кислот, АТФ. Участвует в регуляции активности ферментов (обратимое фосфорилирование – дефосфорилирование при помощи ферментов - киназ)

Сера

S

0,25
    Входит в состав сульфатных, сульфитных и сульфидных ионов, Входит в состав 2 аминокислот (цистеин и метионин), участвует в образовании дисульфидних связей при образовании третичной структуры белков Входит в состав некоторых витаминов.

Калий

К

0,25
    Содержится в клетке только в виде ионов Аактивирует ферменты белкового синтеза обусловливает нормальный ритм сердечной деятельности участвует в процессах фотосинтеза генерации биоэлектрических потенциалов (в т. ч. нервного импульса)

Хлор

Cl

0,2
    Преобладающий отрицательный ион в организме животных. Компонент соляной к-ты в желудочном соке

Натрий

Nа

0,10
    Содержится в клетке только в виде ионов, участвует в процессах фотосинтеза, генерации биоэлектрических потенциалов (в т. ч. нервного импульса), обусловливает нормальный ритм сердечной деятельности.

Магний

Mg

0,07
    Входит в состав молекул хлорофилла; костей и зубов; активирует энергетический обмен и синтез ДНК (образует комплексное соединение с АТФ)

Железо

Fe

0,01-0,015
    Входит в состав многих ферментов, гемоглобина и миоглобина, участвует в биосинтезе хлорофилла, в транспорте электронов (в процессах дыхания и фотосинтеза)

Йод

I

0,01
    Входит в состав гормонов щитовидной железы у позвоночных и человека

Медь

Cu

Следы
    Входит в состав гемоцианинов у беспозвоночных, в состав некоторых ферментов, участвует в процессах клеточного дыхания, кроветворения, фотосинтеза, синтеза гемоглобина

Марганец

Mn

-//-
    Входит в состав или повышает активность нек. Ферментов, участвует в развитии костей, ассимиляции азота и фотосинтезе

Молибден

Мо

-//-
    Входит в состав некоторых ферментов (нитроредуктаза), участвует в процессах связывания атмосферного азота клубеньковыми бактериями

Кобальт

Со

-//-
    Входит в состав витамина В12. Участвует в фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями

Бор

В

-//-
    Влияет на ростовые процессы растений, активирует восстановительные ферменты дыхания

Цинк

Zn

-//-
    Входит в состав некоторых пептидаз, участвует в синтезе растительных гормонов (ауксинов) и гликолизе, в состав ферментов полимераз.

Фтор

F

-//-
    Входит в состав костей и эмали зубов

Селен

Se

Кремний

Si

Хром

Cr

Ванадий

V

Литература

Беляев и др. Общая биология. Учебник для 10-11 кл. М.: Просвещение. Д. Мецлер. Биохимия. Т.1. М.: Мир, 1980. Шапиро химия. М.: Вентана граф, 2011. - 272 с.