Тема: «Неорганические вещества клетки».
План
Микроэлементы, их значение.
Значение воды и минеральных солей.
Функции воды в организме.
Обмен воды и минеральных солей.
Лит-ра 1 В.Н. Ярьшин с.24-36
2 Мамонтов с.29-40
3 Н.Ю. Павлов «Биология- пособие-репетитор» с.23-50
Заполнить таблицу.
Название элемента |
Содержание в клетке |
Суточная потребность |
Ф-цим |
источник |
Значение для жив.орг |
Na |
|
|
|
|
|
K |
|
|
|
|
|
CI |
|
|
|
|
|
Ca |
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
Fe |
|
|
|
|
|
Mn |
|
|
|
|
|
J |
|
|
|
|
|
1. В живой клетке обнаружено около 60 хим. элементов. По относительному содержанию элементы принято делить на три группы:
Основные (биогенные) – О-Н-С-N- составляют основную часть процентного состава живых организмов- 98 процентов
Макроэлементы –Са-CI-К-S-P-Mg-Na-Fe- их содержание в клетке составляет десятые и сотые доли процента-1,9 процента
Микроэлементы –Mn-Co-Zn-Cu-J- их доля в клетке составляет меньше 0,01 процента
Многие микроэлементы входят в состав различных биологически активных соединений- ферментов, витаминов (Co- в состав витамина В12), гормонов ( J-в тироксин). Влияют на рост и развитие растений ( Zn Mn Cu ), кроветворение (Fe Cu ), процессы тканевого дыхания ( Cu Zn ).
2. При участие воды и минеральных солей происходят важные физико-химические процессы в организме. Лишние организма воды может привести к смерти уже через несколько дней, в то время, как при полном голодании человек проживает 40-45 дней. От концентрации мин. Солей зависит величина давления крови и тканевой жидкости. Мин. соли и вода участвует в процессах диффузии, осмоса, которые играют роль во всасывании и выделении.Мин. Соли и вода способствуют сохранению коллоидного состояния протоплазмы живой клетки.
Ионы -Ca- и – P- необходимы для построения костной ткани. Ионы –Ca- участвуют в механизме мышечного сокращения. Ионы –Na и – K- необходимы для возникновения возбуждения в нервах и мышцах.
Лишние организма мин.-Солей приводит к потере аппетита, исхуданию и гибели.
Воду делят на внутриклеточную и внеклеточную.-Внутриклеточная составляет 72 процента всей воды организма.-внеклеточная вода входит в состав крови, лимфы, межтканевой жидкости, спиномозговой-28 процентов
В организме взрослого мужчины содержится 61- процент воды
Женщины-51 процент- у новорожденного-80 процентов
Меньше всего воды в костях-22 процента, жировой ткани-30 процентов.
Больше всего ( и постоянно) в крови-90-92 процента, в мышцах-76-86 процентов
Большая часть неорганических веществ клетки находиться в виде солей, или диссоциированых на ионы.
1)Катионы K Na Za- обеспечивают раздражимость.
2)Ионы солей способствуют нормализации буферных свойств клетки – способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию своего содержимого на постоянном уровне.
Внутри клетки буферность обеспечивается анионами Н2Po4 , HPO4.
Анионы слабых кислот и слабые щелочи связывают ионы водорода и гидроксид ионы (OH),
Благодаря чему, реакция внутри клетки практически не меняется.
3) Нерастворимые мин. соли(фосфорнокислый кальций) входят в состав межклеточного вещества костной ткани, обеспечивая прочность.
Важные биологические функции элементов мин. питания
Сохранение кислотно-щелочного равновесия
Активизация ферментов
Участие в создании мембранных потенциалов клеток
Создание осмотического давления в клетке
Образование внутреннего и наружного скелета (раковины малюсков)
Вода-это важнейшее неорганическое соединение живых клеток и
организмов; в среднем в многоклеточном организме вода составляет до
80% от массы тела.
Ф-ции. воды обусловлены структурной её молекул. Молекула воды
вследствие пространственного расположения атомов в ней представляет
собой диполь. Дипольное строение молекулы воды способствует расщеплению ряда водорастворимых веществ на катионы и анионы.
По отношению к воде все вещества делят
гидрофильные гидрофобные
(растворимые в воде сахар,соль) (нерастворимые в воде жиры
углеводы сложные).
В качестве растворителя вода обеспечивает как приток в клетке веществ, так и удаление из неё продуктов жизнедеятельности.
Между молекулами воды существует водородная связь. Она образуется за счет того, что частично отрицательный атом кислорода одной молекулы воды притягивает частично положительный атом водорода другой молекулы воды. Структура молекул воды и их способность образовывать водородные связи обеспечивает воде ряд свойств, имеющих большое значение для жизни. Молекулы воды способны слипаться сами с собой, такое явление –когезия. Слипание молекул воды с молекулами других веществ- адгезия. Благодаря когезии и адгезии возможны явления капиллярности и поверхностного натяжения воды. Хорошая теплопроводность и большая теплоемкость воды обеспечивают живым организмом сохранения жизненных ф-ций при резких изменениях температуры окружающей среды.
В клетках эмали зубов воды примерно 10% в клетках развивающегося зародыша- более 90%. При потере большого кол-ва воды многие организмы гибнут, некоторые одноклеточные и даже многоклеточные- переходят в состояние анабиоза- временное замедление внешних жизненных ф-ций.
Функции воды:
Вода растворитель.
Полярность молекул воды делает её прекрасным растворителем для других полярных соединений. Вещества растворяющихся в воде – гидрофильные , не растворяющиеся – гидрофобные.
Транспортная. Передвижение по организму воды , с растворенными в ней веществами позволяет переносить последние, доставляя их к различным частям организма. Вода принимает участие в удалении ненужных продуктов из организма.
Вода- термостабилизатор и терморегулятор.
Высокая теплоемкость воды позволяет ей смягчать влияние на организм значительных перепадов температуры в окружающей среде. Кроме того у воды высокая теплопроводимость , что позволяет организму поддерживать одинаковую температуру во всем его объеме.
Способность молекул воды при испарении уносит с собой значительное кол-во тепла (высокая теплота испарения), охлаждая организм( используя при потоотделении у млекопитающих, тепловой отдышке у крокодилов и транспирация у растений, предотвращая перегрев).
Вода-реагент.
Вода служит средой протекания химических реакций и участвуют во многих из них.(например: в процессе фотосинтеза H2O служит источником водорода.)
5.Структурная функция.
Цитоплазма клеток содержит около 60-95% воды и именно она придает клеткам их нормалную форму. У растений вода определяет турисцентность клеток, а у некоторых животных выполняет опорные функции, являясь гидростатическим скелетом (круглые черви)
В ядре находится большая группа ферментов, ответственных за репликацию (синтез) ДНК и за ее транскрипцию.
В митохондриях- ферментов энергетического обмена.
В лизосомах- большинство гидролаз, способных разрушать НК и белки.
Обмен воды и минеральных солей.
Значение воды и минеральных солей в органиме.
Обмен минеральных солей: натрия , калия, хлора, Ca, Fe, P,Mn,J.
Обмен воды.
При участие воды и минеральных солей происходит важ=физико-химические процессы в организме.Вода выполняет в организме:
1.служит растворителем продуктов питания и обмена
2.переносит растворенные вещества
3.ослабляет трение разл.поверхностей в организме друг о друга
4.регурирует температуру тела за счет большой теплопроводности и за счет испарения.
В относительном небольших количествах в организме содержится Сa, P, К, Na, Cl, S. В маленьких количествах имеются Mg, Fe, J. В минимальных количествах: Si, торф, CO, Mn, Br, Zn, Al – это микроэлементы. При обычном смешанном питании организм человека получает достаточное количество минеральных солей, за исключением-NaCl- который необходимо добавлять пищу. Поэтому не требуется специальной заботы о минеральном составе пищи. Иначе обстоит дело в растущем организме. Для развития костей и нервных тканей ребенка необходимо, чтобы он получал с пищей большое количество Ca и Р. Кроме того в оргазме ребенка происходит задержка Na-K-Mg-Cl. Наилучшими источниками минеральных солей: молоко, мясо, яйца, овощи, фрукты.
Обмен Na.
Na участвует в процессах возбуждения нервных и мыщечных клеток. Поддерживает тонус сосудов, осмотическое давление в крови и других жидкостях организма, участвующих в регуляции водного обмена. Содержание Na в организме составляет 0,2% от веса тела. Он поступает в организм в виде хлористого натрия(Mg-Cl). Выделения Na происходит с мочой, с потом.
Обмен К.
К играет важную роль в процессе нервного и мышечного возбуждения в нормальной деятельности сердца, в регуляции кислотности желудочного сока. В организме К содержится 0,22-0.23% от массы тела. В организм человека поступает около 2-3 грамм К в сутки. Выделяется он с мочой.
Обмен Cl.
Сl поддерживает нормальную реакцию внутренней среды организма. Регулируют водно-солевой обмен. Его содержится в организме -0,16% от массы тела. Выделение Cl происходит с мочой, с калом, с потом.
Обмен Са.
Са- в основном входит в состав костной ткани, играет большую роль в процессах возбуждения и сокращения мышц скелетные и мышцы сердца. Са принимает участие в процессах свертывания крови. Среднее содержание Са в организме 1,4% от массы тела. 98% этого количества- в костях. Для отложения Са в костях необходимо , чтобы организм получал достаточное количество Р. Наилучшее соотношение Са и Р имеется в молоке. При отсутствии витамина Д(рахит)., при недостатке гормона околощитовидной железы(тетания) кальциевый обмен нарушен и Са избыточного выводится из организма с мочой и калом.
Обмен Р.
Роль Р велика в фосформировании углеводов и в механизме мышечного сокращения. Р входи в состав АДФ. АДФ- главный источник в организме энергии. В большом количестве Р содержится в костях.
Обмен Fe.
Fe входит в состав гемоглобина. Коцентрация Fe в организме 0,005-0,006% от массы тела. Из других соединений Fe- надо отмет – ферритин – белок, содержащийся в печени, селезенке. Fe в ферритине запасное, использование для синтеза гена.
Обмен Mn.
Mn-один из микроэлементов, он оказывается большое влияние на процесс роста, кроветворения, половое созревание и т.д.
Обмен J.
J-микроэлемент, необходим для синтеза гормонов щитовидной железа- тирозина,тироксина.
При обычной температуре и обычной влажности среды, суточный водный баланс взрослого человека 2,2-2,8литра. Организм теряет в сутки:
1,5 л. С мочой
400-600мл. спотом
350-400мл. с выдыхаемым воздухом
100-150 мл. с калом
Потери воды покрываются за счет выпитой воды(1,5л), воды входящей в состав пищи 600-900мл.и воды обретенной клетках в результате окислительных процессов 300-400мл. при высокой температуре с усиленной потерей Н2О, увеличивается и суточная потребность. Потребность в воде увеличивается после приема соленой пищи и возникает ощущения жажды.