1. Поняття про науку біохімію.
Біохімія – наука, що вивчає хімічний склад живих організмів, властивості речовин, шляхи їх виникнення та перетворення, значення для організму, процеси обміну речовин і перетворення енергії.
Завдання біохімії - з’ясування механізмів регуляції життєдіяльності клітин і організму в цілому, які забезпечують єдність процесів обміну речовин і перетворення енергії в організмі.
2. Елементний склад організмів.
Характеристика:
-
Хімічний склад відносно сталий;
-
від 60 до 70 елементів таблиці Мєндєлєєва виявлено в складі живих організмів;
-
єдність живої і неживої природи;
-
За кількісним складом в організмі всі елементи можна поділити на 3 групи:
Хімічні
елементи організмів
|
1. Макроелементи
|
2. Мікроелементи від 0,01% до 10-6
|
3. Ультрамікроелементи від 10-6 до 10-24% (понад 50 елементів) |
|
Органоелементи (98%) О, N, C, H (1,9%) P,K,S,Cl,Ca,Mq,Na,Fe |
Zn, Mn, Co, Cu, F, Br, J, B, Se, Si,Sn, Ni, Cr
|
Li,Al,Cd,As,V,Ti, Au,Hg,Ra |
|
За загальною масою та кількістю атомів у органіч-них сполуках значно пере-вищують усі інші елементи і найчастіше за все трап-ляються у вигляді йонів |
Входять до складу ферментів, гор-монів, виконують захисну роль (Si, Cr), складову частину структурних клітин (J, Cu) |
Біологічна роль мало досліджена, але окремі елементи виявляють сутєвий профілактичний ефект (Au) |
Проблеми, пов’язані з порушенням вмісту елементів:
-
Нестача елементів:
-
І – порушення робот щитовидної залози,
-
Fe – викликає анемію,
-
Р – підвищує ламкість кісток,
-
N, Р – пригнцчує у рослин ріст, пожовтіння і опадання листя (Fe,Mo, Ca, Mg)/
Надлишок елементів:
-
Hg, Pb, Cu, As – важкі отруєня і порушує роботу нирок та печінки,
-
Р – ураження нервової системи,
-
Mn – пожовтіння у рослин листків,
-
В – відмірання країв листка.
У мікроскопічній клітині міститься кілька тисяч речовин, які беруть участь у різноманітних хімічних реакціях. Хімічні процеси, що відбуваються в клітині – основа її життя, розвитку і функціонування.
За набором елементів жива і нежива природа мало чим відрізняється. Увесь вихідний матеріал для будови живих молекул постачає нежива природа. Цікаво зазначити, що морська вода за змістом елементів близька до внутрішнього середовища живих організмів, а її іонний склад майже ідентичний складові плазми крові людини. У живих тілах поряд з речовинами, поширеними у неживій природі міститься багато речовин, характерних тільки для живих організмів.
Висновок:
На рівні хімічних елементів жива і нежива пророда не відрізняються, оскільки і живій і неживій природі притаманні однакові хімічні елементи у різних концентраціях.
3. Молекулярний рівень будови організмів – рівень хімічних речовин.
Усі хімічні елементи, що містяться в клітині, входять до складу органічних і неорганічних сполук або перебувають у вигляді іонів.
органічні неорганічні
білки – 2-20% вода (Н2О) – 40-60%
жири – 1-5% мінеральні солі – 1,0-1,5%
вуглеводи – 0,2-2,0
нуклеїнові кислоти – 0,4-0,5%
БАР – 0,01-0,1%
Д⁄з : § 4, запитання до §.
|
Елемент і його символ |
Вміст від маси клітини, % |
Біологічне значення |
|
Оксиген ( О ) |
65-75 |
Входить до складу молекул води, багатьох неорганічних та органічних сполук; завдяки окисненню сполук вивільняється енергія, необхідна організму |
|
Карбон ( С ) |
15-18 |
Входить до складу молекул усіх органічних і багатьох неорганічних сполук; входить до складу зовнішнього (черепашки форамініфер, молюсків, кутикула десятиногих раків тощо) та внутрішнього (хребетні тварини) скелетів; вуглекислий газ (СО2) фіксують організми в процесі фотосинтезу. |
|
Гідроген ( Н ) |
8-10 |
Входить до складу молекули води. Інших органічних та неорганічних сполук. |
|
Нітроген ( N ) |
1,5-3,0 |
Складова амінокислот, білків, нуклеїнових кислот, АТФ, та деяких інших біомолекул; сполуки Нітрогену потрібні для росту рослин. |
|
Фосфор ( Р ) |
0,2-1,0 |
Входить до складу білків, НК, АТФ, деяких інших біомолекул; солі ортофосфатної кислоти – компонент скелетів різних тварин. |
|
Калій ( К ) |
0,15-0,4 |
Один з основних позитивно заряджених йонів живих орагнізмів; бере участь у забезпеченні транспорту сполук через клітинні мембрани, регуляції роботи серця ссавців, створенні електричного потенціалу на мембранах клітин. |
|
Сульфур ( S ) |
0,15-0,2 |
Входить до складу білків (зокрема кератину) і деяких іншіх біологічно значущих органічних речовин. |
|
Хлор ( Cl ) |
0, 05-0,1 |
Основний негативно заряджений йон живих орагнізмів; входить до складу хлоридної кислоти – складової шлункового соку людини і багатьох тварин, плазми крові. |
|
Кальцій ( Са ) |
0,04-2,0 |
Входить до складу зубів, кісток, черепашок, в йонній формі бере участь у регуляції обміну речовин, скорочень скелетних м’язів, діяльності серця; необхідний для забезпечення зсідання крові у людини та інших ссавців. |
|
Магній ( Мg ) |
0,02-0,03 |
Як небілкова частина входить до складу багатьох ферментів, молекул хлорофілу. |
|
Натрій ( Na ) |
0,02-0,03 |
Один з провідних позаклітинних позитивно заряджених йонів; бере участь у забезпеченні транспорту сполук через клітинні мембрани; входить до складу плазми крові. |
|
Ферум ( Fe ) |
0,01-0,015 |
Входить до складу деяких біомолекул: (дихального пігменту - гемоглобіну, білка м’язів – міоглобіну, складних ферментів тощо.) |
|
Цинк ( Zn ) |
0,0003 |
Компонент деяких ферментів і гормонів. |
|
Купрум ( Сг ) |
0,0002 |
Входить до складу гормонів щитовидної залози |
|
Флуор ( F ) |
0,0001 |
Входить до складу емалі зубів |
Лекція № 4.
Тема: Неорганічні речовини живих організмів.
Мета уроку:
-
Ознайомити студентів із функціями води т мінеральних речовин в живих організмів.
-
Проаналізувати особливості будови й хімічні властивості води та мінеральних речовин, які дозволяють їй ефективно виконувати свої функції.
-
Звернути увагу на значення води та мінеральних речовин для життєдіяльності живих та організмів.
Обладнання та матеріали:
Таблиці, які ілюструють особливості будови та функції води та мінеральних речовин, моделі молекули води, підручники біології.
Базові поніття та терміни:
Вода, полярні речовини, неполярні речовини, дифузія, біологічні мембрани, осмотичний тиск, мінеральні речовини, солі, кислоти, аніони, катіони.
План: