Теоретические вопросы.

1. Определение и классификация биогенных элементов. Общая характеристика биогенных элементов, исходя из электронного строения их атомов, содержание в организме и биохимическая роль.

2. Общая характеристика биогенных s- и р-элементов IA – VIIA групп:

• положение в периодической системе элементов Д. И. Менделеева;

• электронная конфигурация атомов элементов;

• характерные степени окисления;

• изменение кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств в группах и периодах.

3. Биохимическая роль и медико-биологическое значение биогенных s-элементов (водород, литий, натрий, калий, магний, кальций).

4. Биохимическая роль и медико-биологическое значение биогенных р-элементов (углерод, азот, фосфор, кислород, сера, фтор, хлор, бром, йод, алюминий, мышьяк, бор).

5. Аналитические реакции открытия биологически активных ионов s- и р-элементов.

Набор заданий для контроля самоподготовки

Задание 1.

Основу всех живых систем составляют шесть элементов-органогенов. Определите эти элементы.

1. C, N, As, B, Al, Cl;

2. H, P, S, C, O, N;

3. O, Cl, Na, K, Ca, Mg;

4. H, F, Br, Bi, As, I;

5. O, K, Li, B, F, Se.

Задание 2.

Один из s-элементов расположен в периодической системе Д.И. Менделеева под порядковым номером 12. Укажите электронную конфигурацию, которая отвечает этому элементу.

1. 1s²2s²2p⁶3s²3p¹;

2. 1s²2s²2p⁶3s²;

3. 1s²2s²2p⁶3s¹;

4. 1s²2s²2p¹;

5. 1s²2s²2p³.

Задание 3.

Фосфор – незаменимый элемент, входящий в состав гидрофосфат- и дигидрофосфат-ионов фосфатной буферной системы организма. Укажите электронную конфигурацию, которая отвечает атому фосфора в составе этих ионов.

1. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹;

2. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴;

3. 1s²2s²2p⁶;

4. 1s²2s²2p⁶3s²3p²;

5. 1s²2s²2p⁶3s²3p³.

Задание 4.

Хлор – биогенный р-элемент, способный образовывать анионы различной степени устойчивости. Укажите анион, который обладает наименьшей окислительной активностью.

1. Cl^-;

2. ClO^-;

3. ClO₂^-;

4. ClO₃^-;

5. ClO₄^-.

Задание 5.

В поддержании постоянного осмотического давления биожидкостей (осмотического гомеостаза) принимают участие различные биогенные элементы. Укажите ион s-элемента, который играет в этом процессе ведущую роль.

1. Li⁺;

2. Na⁺;

3. Mg²⁺;

4. Ca²⁺;

5. Ba²⁺.

Задание 6.

С целью сокращения времени срастания костей при переломе врач назначил препарат, в состав которого входит биогенный s-элемент. Определите этот элемент.

1. Li;

2. Na;

3. K;

4. Ca;

5. Mg.

Задание 7.

Процесс дыхания сопровождается превращением гемоглобина в оксигемоглобин. Определите биогенный p-элемент, который осуществляет это превращение.

1. N;

2. S;

3. O;

4. Cl;

5. P.

Задание 8.

Макроэргические соединения являются основными источниками энергии в организме. Определите р-элемент, который является обязательным структурным компонентом этих соединений.

1. P;

2. S;

3. Cl;

4. N;

5. F.

Тема 3. Биогенные d- элементы; биологическая роль, применение в медицине

К d-блоку относятся 32 элемента периодической системы, расположенные в четвертом ─ седьмом больших периодах. Они называются переходными элементами, т.к. занимают переходное положение между s-элементами, начинающими каждый период, и р-элементами, его завершающими.

Присутствующие в организме человека биогенные d-элементы являются металлами - микроэлементами, т.е. их содержание в тканях составляет менее 10^-2 %. Жизненно необходимые биогенные d-элементы Zn, Cu, Fe, Mn, Co, Mo называются металлами жизни. Общими свойствами металлов – микроэлементов являются:

1) широкая распространённость в природе, доступность и легкая усвояемость организмом;

2) высокая комплексообразующая способность, обладание различными устойчивыми степенями окисления и возможность легкого перехода из одной степени окисления в другую.

Эти свойства биогенных d-элементов обеспечивают их активное участие в важнейших биохимических процессах в клетке:

1. ферментативный катализ реакций синтеза и реакций клеточной энергетики;

2. перенос электронов, ионов, молекул и молекулярных ферментов;

3. регулирование активности механизмов и систем клетки.

В биохимических реакциях организма d-элементы принимают участие в виде бионеорганических комплексов металлов, таких как гемоглобин, цитохромы, ферритин, цианкобаламин (витамин В₁₂), церулоплазмин, супероксиддисмутаза (СОД), цитохромоксидаза, карбоангидраза и др.

Соединения, содержащие в своем составе d-элементы, широко используются в медицинской практике. Например, комплексоны, в состав которых могут входить Fe, Ca, Cu, Cd, Hg, Pb, Be и др. применяются в терапии для поддержания металло-лигандного гомеостаза и выведения из организма ионов токсических металлов; в санитарно-гигиенических исследованиях - при анализе качества воды. Коллоидные препараты серебра (протаргол, колларгол) применяются в офтальмологии для лечения конъюнктивитов, для лечения инфекционных, кожных и венерических заболеваний. Сплавы, содержащие медь, серебро, олово применяются в стоматологии, хирургии.