Матеріали підготовки до пракичних занять з біонеорганічної хіміії для студентів відділення “Лікувальна справа”

ЗАНЯТТЯ № 1

Тема заняття: Біогенні s- , p- та d- елементи. Електронна структура та електронегативність s- і р-елементів. Типові хімічні властивості s- і р-елементів та їхніх сполук. Зв’язок між місцезнаходженням s- та р-елементів у періодичній системі та їхнім вмістом в організмі.

1. Біогенні елементи. Макро- і мікро- та ультрамікроелементи.

2. Властивості та біологічна роль деяких s-елементів

3. Властивості та біологічна роль деяких р-елементів. Інші біологічно важливі р-елементи

4. Властивості та біологічна роль деяких d-елементів.

5. Біологічна роль води в організмі.

1. Біогенні елементи. Макро- і мікро- та ультрамікроелементи.

Усі живі істоти мають більш-менш подібний хімічний склад, що свідчить про єдність живої природи. Водночас немає жодного хімічного елемента живих організмів, якого б не було у неживій природі. Це підтверджує єдність живої і неживої природи. Проте вже зазначалося, співвідношення хімічних елементів у живих істотах та неживій природі інше. Наприклад, вміст Карбону в рослинах становить 15-18 %, а у ґрунті його менше 1 % ; Нітрогену в рослинах міститься до 5-6 % , а у повітрі - до 78 %.

Вміст хімічних елементів у клітині

У складі живих істот виявлено понад 60 хімічних елементів. Хімічні елементи, що постійно входять до складу організмів і необхідні для їхньої життєдіяльності, називають біогенними. Понад 90 % вмісту клітин становлять такі важливі біогенні елементи, як Оксиген, Карбон, Гідроген, Нітроген. Серед інших важливе значення мають Кальцій, Калій, Фосфор, Магній, Сульфур, Ферум, Купрум, Хлор, Натрій. Ці біогенні елементи універсальні. Вони є у клітинах усіх видів організмів. Вміст інших хімічних елементів значно нижчий, вони можуть траплятися в організмів одних видів і не траплятися в інших. Усі біогенні елементи, незалежно від їхнього вмісту, впливають на життєдіяльність організмів. За відсутності того чи іншого хімічного елемента можуть порушуватись процеси життєдіяльності або істота взагалі гине. Наприклад, за відсутності Магнію та Феруму листки рослини стають блідо-зеленими або жовтіють і процес фотосинтезу гальмується. Це пояснюється тим, що без цих хімічних елементів не може утворюватись пігмент хлорофіл.

Встановлено, що між концентрацією елемента і його біологічною функцією прямого і звичайного зв’язку нема. Так, залізо і кобальт, які містяться в організмі в дуже малих кількостях, життєво необхідні, і спад їх концентрації нижче допустимого рівня веде до найтяжчих розладів. Це пояснюється тим, що більшість металів виконують головні функції каталізаторів.

В процесі еволюції організми виростили систему оборони від подразнюючої дії металів як на рівні геному, так і на рівні тканинних регуляційних механізмів. Система оборони надається специфічними білками, які виробляються організмом, які діють на регулятивні ділянки ДНК і РНК; синтез таких білків призводить до появи стійких (толерантних) до токсичної дії металів популяцій. Білки володіють деякими центрами зв’язку, що дає змогу нейтралізувати одночасно велику кількість поступаючи до організму металів.

Залежно від кількісного вмісту всі біоелементи В.І. Вернацький розділив на макро-, мікро- і ультрамікроелементами.

До макроелементів відносять елементи, вміст яких в організмі становить 0,01 % і більше маси тіла. Це натрій, калій, кальцій, фосфор, хлор, сульфур, магній. До мікроелементів – 10-3–10-5 %. Це йод, бром, фтор, залізо, купрум, алюміній, манган, кобальт, цинк, стронцій, літій, селен, молібден. Ультрамікроелементи – ртуть, золото, хром, силіцій, нікель.