Mineraalisolujen taulukko. Mineraalit ja niiden rooli solussa - Knowledge Hypermarket. Mitä prosessia kutsutaan dissosiaatioksi

Solu koostuu orgaanisista ja mineraaliaineista.

Solujen mineraalikoostumus

Epäorgaanisista aineista solu sisältää 86 jaksollisen järjestelmän alkuainetta, noin 16-18 alkuainetta ovat elintärkeitä elävän solun normaalille olemassaololle.

Alkuaineita ovat: organogeenit, makroelementit, mikroelementit ja ultramikroelementit.

Organogeenit

Nämä ovat aineita, jotka muodostavat orgaanisen aineen: happi, hiili, vety ja typpi.

Happi(65-75%) - sisältää valtavan määrän orgaanisia molekyylejä- proteiinit, rasvat, hiilihydraatit, nukleiinihapot. Kuten yksinkertainen aine(O2) muodostuu happifotosynteesin prosessissa (syanobakteerit, levät, kasvit).

Toiminnot: 1. Happi on voimakas hapetin (hapettaa glukoosia soluhengityksen aikana, energiaa vapautuu prosessissa)

2. Sisältyy solun orgaanisiin aineisiin

3. Sisältyy vesimolekyyliin

Hiili(15-18%) - on kaikkien orgaanisten aineiden rakenteen perusta. Hiilidioksidin muodossa se vapautuu hengityksen aikana ja imeytyy fotosynteesin aikana. Voi olla hiilimonoksidin muodossa. Kalsiumkarbonaatin (CaCO3) muodossa on osa luita.

Vety(8 - 10%) - kuten hiili, se on osa mitä tahansa orgaanista yhdistettä. Se sisältää myös vettä.

Typpi(2-3%) - on osa aminohappoja ja siten proteiineja, nukleiinihappoja, joitakin vitamiineja ja pigmenttejä. Korjaavat ilmakehän bakteerit.

Makroravinteet

Magnesium (0,02 - 0,03%)

1. Solussa - on osa entsyymejä, osallistuu DNA-synteesiin ja energia-aineenvaihduntaan

2. Kasveissa - on osa klorofylliä

3. Eläimillä - se on osa entsyymejä, jotka osallistuvat lihas-, hermo- ja luukudosten toimintaan.

Natrium (0,02 - 0,03%)

1. Solussa - on osa kalium-natriumkanavia ja pumppuja

2. Kasveissa - osallistuu osmoosiin, joka varmistaa veden imeytymisen maaperästä

3. Eläimillä - osallistuu munuaisten toimintaan, ylläpitää sykettä, on osa verta (NaCl), auttaa ylläpitämään happo-emästasapainoa

Kalsium (0,04 - 2,0%)

1. Solussa - osallistuu kalvon selektiiviseen läpäisevyyteen, DNA:n liittämisprosessiin proteiineihin

2. Kasveissa - muodostaa pektiiniaineiden suoloja, antaa kovuutta kasvisoluja yhdistävälle solujen väliselle aineelle ja osallistuu myös solujen välisten kontaktien muodostumiseen

3. Eläimillä se on osa selkärankaisten luita, nilviäisten ja korallipolyyppien kuoria, osallistuu sapen muodostumiseen, lisää selkäytimen ja syljenerityksen keskuksen refleksiherkkyyttä, osallistuu hermon synaptiseen siirtoon impulssi, veren hyytymisprosesseissa, on välttämätön tekijä poikkijuovaisten lihasten vähentämisessä

Rauta (0,02%)

1. Solussa - on osa sytokromeja

2. Kasveissa - osallistuu klorofyllin synteesiin, on osa hengitykseen osallistuvia entsyymejä, on osa sytokromeja

3. Eläimillä - on osa hemoglobiinia

kalium (0,15 - 0,4%)

1. Solussa - ylläpitää sytoplasman kolloidisia ominaisuuksia, on osa kalium-natriumpumppuja ja -kanavia, aktivoi entsyymejä, jotka osallistuvat proteiinisynteesiin glykolyysin aikana

2. Kasveissa - osallistuu veden aineenvaihdunnan ja fotosynteesin säätelyyn

3. Välttämätön oikealle sydämen rytmille, osallistuu hermoimpulssin johtamiseen

Rikki (0,15 - 0,2%)

1. Solussa - on osa joitakin aminohappoja - sytiiniä, kysteiiniä ja metioniinia, muodostaa disulfidisiltoja proteiinin tertiääriseen rakenteeseen, on osa joitakin entsyymejä ja koentsyymi A, on osa bakterioklorofylliä, jotkut kemosynteettiset aineet käyttävät rikkiä yhdisteitä energian tuottamiseksi

2. Eläimillä - on osa insuliinia, B1-vitamiinia, biotiinia

Fosfori (0,2 - 1,0%)

1. Solussa - fosforihappotähteiden muodossa se on osa DNA:ta, RNA:ta, ATP:tä, nukleotideja, koentsyymejä NAD, NADP, FAD, fosforyloituja sokereita, fosfolipidejä ja monia entsyymejä, muodostaa kalvoja osana fosfolipidejä

2. Eläimillä - se on osa luita, hampaita, nisäkkäillä se on osa puskurijärjestelmää, ylläpitää kudosnesteen happotasapainoa suhteellisen vakiona

Kloori (0,05 - 0,1%)

1. Solussa - osallistuu solun sähköisen neutraalisuuden ylläpitämiseen

2. Kasveissa - osallistuu turgoripaineen säätelyyn

3. Eläimillä - osallistuu veriplasman osmoottisen potentiaalin muodostumiseen, myös hermosolujen viritys- ja estoprosesseihin, on osa mahanestettä suolahapon muodossa

hivenaineet

Kupari

1. Solussa - on osa entsyymejä, jotka osallistuvat sytokromien synteesiin

2. Kasveissa - se on osa entsyymejä, jotka osallistuvat fotosynteesin pimeän vaiheen reaktioihin

3. Eläimillä - se osallistuu hemoglobiinin synteesiin, selkärangattomilla se on osa hemosyaniineja - hapen kantajia, ihmisillä - se on osa ihon pigmenttiä - melaniinia

Sinkki

1. Osallistuu alkoholikäymiseen

2. Kasveissa - on osa entsyymejä, jotka osallistuvat hajoamiseen hiilihappo ja kasvihormonien-auksiinien synteesissä

Jodi

1. Selkärankaisilla - on osa hormoneja kilpirauhanen(tyroksiini)

Koboltti

1. Eläimillä - se on osa B12-vitamiinia (osallistuu hemoglobiinin synteesiin), sen puute johtaa anemiaan

Fluori

1. Eläimillä - vahvistaa luita ja hammaskiillettä

Mangaani

1. Solussa - on osa entsyymejä, jotka osallistuvat hengitykseen, hapettumiseen rasvahapot, lisää karboksylaasin aktiivisuutta

2. Kasveissa - osana entsyymejä, se osallistuu fotosynteesin pimeisiin reaktioihin ja nitraattien pelkistykseen

3. Eläimillä - se on osa luun kasvulle välttämättömiä fosfataasientsyymejä

Bromi

1. Solussa - on osa B1-vitamiinia, joka osallistuu palorypälehapon hajoamiseen

Molybdeeni

1. Solussa - osana entsyymejä se osallistuu ilmakehän typen kiinnittymiseen

2. Kasveissa - osana entsyymejä, se osallistuu stoomien ja aminohappojen synteesiin osallistuvien entsyymien työhön

Bor

1. Vaikuttaa kasvien kasvuun

Solu ei ole vain kaiken eläimen rakenneyksikkö, eräänlainen elämän tiili, vaan myös pieni biokemiallinen tehdas, jossa tapahtuu erilaisia ​​muunnoksia ja reaktioita sekunnin murto-osassa. Näin muodostuvat elämälle ja kasvulle välttämättömät organismit. rakenneosat: mineraalisolut, vesi ja orgaaniset yhdisteet. Siksi on erittäin tärkeää tietää, mitä tapahtuu, jos yksi niistä ei riitä. Mikä rooli eri yhdisteillä on näiden elävien järjestelmien pienten rakenteellisten hiukkasten elämässä, jotka eivät näy paljaalla silmällä? Yritetään ymmärtää tämä ongelma.

Soluaineiden luokitus

Kaikki yhdisteet, jotka muodostavat solun massan, muodostavat sen rakenteelliset osat ja vastaavat sen kehityksestä, ravinnosta, hengityksestä, muovista ja normaalista kehityksestä, voidaan jakaa kolmeen suureen ryhmään. Nämä ovat luokkia, kuten:

• Luomu;
• solun epäorgaaniset aineet (mineraalisuolat);
• vettä.

Usein jälkimmäiseen viitataan epäorgaanisten komponenttien toiseen ryhmään. Näiden luokkien lisäksi voit määrittää ne, jotka muodostuvat niiden yhdistelmästä. Nämä ovat metalleja, jotka muodostavat orgaanisten yhdisteiden molekyylin (esimerkiksi rautaionin sisältävä hemoglobiinimolekyyli on luonnossa proteiinia).

Solun mineraalit

Jos puhumme nimenomaan kunkin elävän organismin muodostavista mineraali- tai epäorgaanisista yhdisteistä, ne eivät myöskään ole samoja luonteeltaan ja määrältään. Siksi niillä on oma luokittelunsa.

Kaikki epäorgaaniset yhdisteet voidaan jakaa kolmeen ryhmään.

1. Makroravinteet. Ne, joiden pitoisuus solun sisällä on yli 0,02 % epäorgaanisten aineiden kokonaismassasta. Esimerkkejä: hiili, happi, vety, typpi, magnesium, kalsium, kalium, kloori, rikki, fosfori, natrium.
2. Hivenaineet - alle 0,02%. Näitä ovat: sinkki, kupari, kromi, seleeni, koboltti, mangaani, fluori, nikkeli, vanadiini, jodi, germanium.
3. Ultramikroelementit - pitoisuus on alle 0,0000001%. Esimerkkejä: kulta, cesium, platina, hopea, elohopea ja jotkut muut.

Voit myös korostaa useita elementtejä, jotka ovat organogeenisiä, eli ne muodostavat perustan orgaanisille yhdisteille, joista elävän organismin keho on rakennettu. Nämä ovat elementtejä, kuten:

• vety;
• typpi;
• hiili;
• happi.

Ne rakentavat proteiinien (elämän perustan), hiilihydraattien, lipidien ja muiden aineiden molekyylejä. Kivennäisaineet ovat kuitenkin myös vastuussa kehon normaalista toiminnasta. Kemiallinen koostumus solut lasketaan jaksollisesta taulukosta kymmeninä elementeinä, jotka ovat menestyksen avain. Kaikista atomeista vain noin 12 ei näytä roolia ollenkaan tai se on merkityksetöntä eikä sitä ole tutkittu.

Eräät suolat ovat erityisen tärkeitä, joita tulee saada ruoan kanssa päivittäin riittävästi, jotta erilaisia ​​sairauksia ei synny. Kasveille tämä on esimerkiksi natriumia, ihmisille ja eläimille kalsiumsuoloja, pöytäsuolaa natriumin ja kloorin lähteenä jne.

Vesi

Solun mineraaliaineet yhdistyvät veden kanssa yhteiseksi ryhmäksi, joten sen merkityksestä on mahdotonta olla sanomatta. Mikä rooli sillä on elävien olentojen kehossa? Valtava. Artikkelin alussa vertasimme solua biokemialliseen tehtaaseen. Joten kaikki aineiden muutokset, jotka tapahtuvat joka sekunti, suoritetaan juuri vesiympäristössä. Se on yleinen liuotin ja väliaine kemiallisiin vuorovaikutuksiin, synteesiin ja hajoamisprosesseihin.

Lisäksi vesi on osa sisäistä ympäristöä:

• sytoplasma;
• solumehu kasveissa;
• veri eläimissä ja ihmisissä;
• virtsa;
• muiden biologisten nesteiden sylki.

Kuivuminen tarkoittaa kuolemaa kaikille organismeille poikkeuksetta. Vesi on elinympäristö valtavalle valikoimalle kasvistoa ja eläimistöä. Siksi tämän merkitystä on vaikea yliarvioida, se on todella äärettömän suuri.

Makroravinteet ja niiden merkitys

Mineraaliaineet solun sen normaaliin toimintaan hyvin tärkeä. Ensinnäkin tämä koskee makroravinteita. Jokaisen roolia on tutkittu yksityiskohtaisesti ja se on vakiintunut pitkään. Olemme jo luetteloineet, mitkä atomit muodostavat makroelementtien ryhmän, joten emme toista itseämme. Kuvataanpa lyhyesti tärkeimpien roolia.

1. Kalsium. Sen suolat ovat välttämättömiä Ca 2+ -ionien toimittamiseen kehoon. Ionit itse osallistuvat verenpysähdys- ja hyytymisprosesseihin, tarjoavat solujen eksosytoosia sekä lihasten supistuksia, mukaan lukien sydämen supistukset. Liukenemattomat suolat ovat eläinten ja ihmisten vahvojen luiden ja hampaiden perusta.
2. Kalium ja natrium. Säilytä solun tila, muodosta sydämen natrium-kaliumpumppu.
3. Kloori - osallistuu kennon sähköneutraaliuden varmistamiseen.
4. Fosfori, rikki, typpi - ovat monien orgaanisten yhdisteiden komponentteja ja osallistuvat myös lihasten työhön, luiden koostumukseen.

Tietenkin, jos tarkastelemme jokaista elementtiä yksityiskohtaisemmin, voidaan sanoa paljon sen ylimäärästä kehossa ja sen puutteesta. Loppujen lopuksi molemmat ovat haitallisia ja johtavat erilaisiin sairauksiin.

hivenaineet

Myös hivenaineryhmään kuuluvien mineraalien rooli solussa on suuri. Huolimatta siitä, että niiden sisältö on solussa hyvin pieni, ilman niitä se ei voi toimia normaalisti pitkään aikaan. Kaikista tämän luokan edellä mainituista atomeista tärkeimmät ovat kuten:

• sinkki;
• kupari;
• seleeni;
• fluori;
• koboltti.

Normaali joditaso on välttämätön kilpirauhasen toiminnan ja hormonituotannon ylläpitämiselle. Keho tarvitsee fluoria vahvistamaan hammaskiillettä ja kasvit - ylläpitämään lehtien joustavuutta ja täyteläistä väriä.

Sinkki ja kupari ovat alkuaineita, jotka muodostavat monia entsyymejä ja vitamiineja. He ovat tärkeitä osallistujia synteesi- ja muovinvaihdon prosesseissa.

Seleeni osallistuu aktiivisesti säätelyprosesseihin, se on hormonijärjestelmän toiminnan kannalta välttämätön alkuaine. Toisaalta koboltilla on toinen nimi - B 12 -vitamiini, ja kaikki tämän ryhmän yhdisteet ovat erittäin tärkeitä immuunijärjestelmälle.

Siksi mikroelementtien muodostamien solujen mineraaliaineiden toiminnot eivät ole vähäisempiä kuin makrorakenteiden suorittamat. Siksi on tärkeää, että niitä molempia syödään riittävästi.

Ultramikroelementit

Ultramikroelementeistä muodostuvilla solun mineraaliaineilla ei ole yhtä merkittävää roolia kuin edellä mainituilla. Niiden pitkäaikainen puute voi kuitenkin johtaa erittäin epämiellyttäviin ja joskus erittäin vaarallisiin seurauksiin terveydelle.

Esimerkiksi seleeni kuuluu myös tähän ryhmään. Sen pitkäaikainen puute provosoi syöpäkasvainten kehittymistä. Siksi sitä pidetään välttämättömänä. Mutta kulta ja hopea ovat metalleja, jotka vaikuttavat negatiivisesti bakteereihin ja tuhoavat niitä. Siksi solujen sisällä on bakterisidinen rooli.

Yleisesti on kuitenkin sanottava, että tutkijat eivät ole vielä täysin paljastaneet ultramikroelementtien toimintoja, ja niiden merkitys on edelleen epäselvä.

Metallit ja orgaaniset aineet

Monet metallit ovat osa orgaanisia molekyylejä. Esimerkiksi magnesium on klorofyllin koentsyymi, joka on välttämätön kasvien fotosynteesille. Rauta on osa hemoglobiinimolekyyliä, jota ilman on mahdotonta hengittää. Kupari, sinkki, mangaani ja muut ovat osia entsyymien, vitamiinien ja hormonien molekyyleistä.

On selvää, että kaikki nämä yhdisteet ovat tärkeitä keholle. On mahdotonta laskea niitä kokonaan mineraaleihin, mutta se seuraa silti osittain.

Solun mineraaliaineet ja niiden merkitys: luokka 5, taulukko

Yhteenvetona artikkelin aikana sanomistamme koostamme yleisen taulukon, jossa pohdimme, mitä mineraaliyhdisteet ovat ja miksi niitä tarvitaan. Voit käyttää sitä selittäessäsi tätä aihetta koululaisille esimerkiksi viidennellä luokalla.

Siten koululaiset oppivat koulutuksen päävaiheen aikana solun mineraaliaineet ja niiden merkityksen.

Mineraaliyhdisteiden puutteen seuraukset

Kun sanomme, että mineraalien rooli solussa on tärkeä, meidän on annettava esimerkkejä, jotka todistavat tämän tosiasian.

Luettelemme joitain sairauksia, jotka kehittyvät jonkin artikkelin aikana mainitun yhdisteen puutteen tai ylimäärän vuoksi.

1. Hypertensio.
2. Iskemia, sydämen vajaatoiminta.
3. Struuma ja muut kilpirauhasen sairaudet (Basedowin tauti ja muut).
4. Anemia.
5. Väärä kasvu ja kehitys.
6. Syövän kasvaimet.
7. Fluoroosi ja karies.
8. Veren sairaudet.
9. Lihas- ja hermoston häiriö.
10. Ruoansulatushäiriöt.

Tämä ei tietenkään ole täydellinen luettelo. Siksi on tarpeen seurata huolellisesti, että päivittäinen ruokavalio on oikea ja tasapainoinen.

Tältä oppitunnilta opit mikro- ja makroelementtien mineraaliyhdisteiden roolista elävien organismien elämässä. Tutustut ympäristön pH-arvoon - pH, opit kuinka tämä indikaattori liittyy kehon fysiologiaan, kuinka elimistö ylläpitää ympäristön pH:ta vakiona. Ota selvää epäorgaanisten anionien ja kationien roolista aineenvaihduntaprosesseissa, opi lisää Na-, K- ja Ca-kationien toiminnoista elimistössä sekä siitä, mitkä muut metallit ovat osa kehoamme ja mitkä ovat niiden tehtävät.

Johdanto

Aihe: Sytologian perusteet

Oppitunti: Mineraalit ja niiden rooli solujen elämässä

1. Esittely. Mineraalit solussa

Mineraalit muodostavat 1 - 1,5 % solun tuoreesta massasta ja ovat soluissa ioneiksi dislokoituneiden suolojen muodossa tai kiinteässä tilassa (kuvio 1).

Riisi. 1. Elävien organismien solujen kemiallinen koostumus

Minkä tahansa solun sytoplasmassa on kiteisiä sulkeumia, joita edustavat kalsiumin ja fosforin heikosti liukenevat suolat; niiden lisäksi voi olla piioksidia ja muita epäorgaanisia yhdisteitä, jotka osallistuvat solun - radiolaarien mineraalirungon - ja kehon tukirakenteiden muodostumiseen, eli ne muodostavat mineraaliaineen luukudoksesta.

2. Epäorgaaniset ionit: kationit ja anionit

Epäorgaaniset ionit ovat tärkeitä solun eliniän kannalta (kuva 2).

Riisi. 2. Solun pääionien kaavat

Kationit- kalium, natrium, magnesium ja kalsium.

Anionit- kloridianioni, vetykarbonaattianioni, vetyfosfaattianioni, divetyfosfaattianioni, karbonaattianioni, fosfaattianioni ja nitraattianioni.

Harkitse ionien merkitystä.

Ionit, jotka sijaitsevat solukalvojen vastakkaisilla puolilla, muodostavat niin kutsutun transmembraanisen potentiaalin. Monet ionit jakautuvat epätasaisesti solun ja ympäristön välillä. Siten kalium-ionien (K +) pitoisuus solussa on 20-30 kertaa suurempi kuin solussa. ympäristöön; ja natriumionien (Na+) pitoisuus solussa on kymmenen kertaa pienempi kuin ympäristössä.

Olemassaolon kautta pitoisuusgradientit, suoritetaan monia elintärkeitä prosesseja, kuten lihassäikeiden supistumista, hermosolujen viritystä ja aineiden siirtymistä kalvon läpi.

Kationit vaikuttavat sytoplasman viskositeettiin ja juoksevuuteen. Kaliumionit vähentävät viskositeettia ja lisäävät juoksevuutta, kalsiumioneilla (Ca2+) on päinvastainen vaikutus solun sytoplasmaan.

Heikkojen happojen anionit - bikarbonaattianioni (HCO3-), hydrofosfaattianioni (HPO42-) - osallistuvat solun happo-emästasapainon ylläpitämiseen, eli pHympäristöissä. Heidän reaktioidensa mukaan ratkaisut voivat olla hapan, neutraali ja pää.

Liuoksen happamuus tai emäksisyys määräytyy siinä olevien vetyionien pitoisuuden mukaan (kuva 3).

Riisi. 3. Liuoksen happamuuden määritys yleisindikaattorilla

Tämä pitoisuus ilmaistaan ​​pH-arvon avulla, asteikon pituus on 0-14. Neutraali pH on noin 7. Hapan on alle 7. Emäksinen on yli 7. Voit määrittää väliaineen pH-arvon nopeasti indikaattoripapereiden avulla. tai nauhat (katso video) .

Kastamme indikaattoripaperin liuokseen, poistamme sitten liuskan ja vertaamme välittömästi nauhan indikaattorivyöhykkeen väriä sarjaan sisältyvän standardin vertailuasteikon väreihin, arvioimalla värin samankaltaisuuden ja määrittämällä pH:n arvo (katso video).

3. Väliaineen pH ja ionien rooli sen ylläpitämisessä

Solun pH-arvo on noin 7.

pH:n muutos suuntaan tai toiseen vaikuttaa haitallisesti soluun, koska solussa tapahtuvat biokemialliset prosessit muuttuvat välittömästi.

Solujen pH:ta ylläpitää puskurin ominaisuudet sen sisältöä. Puskuriliuos on liuos, joka ylläpitää alustan pH-arvon vakiona. Yleensä puskurijärjestelmä koostuu vahvasta ja heikosta elektrolyytistä: suolasta ja heikosta emäksestä tai heikko happo jotka muodostavat sen.

Puskuriliuoksen vaikutus on, että se vastustaa väliaineen pH:n muutoksia. Väliaineen pH voi muuttua liuoksen väkevöinnin tai vedellä, hapolla tai emäksellä laimentamisen seurauksena. Kun happamuus, eli vetyionien pitoisuus, kasvaa, vapaat anionit, joiden lähde on suola, ovat vuorovaikutuksessa protonien kanssa ja poistavat ne liuoksesta. Kun happamuus vähenee, taipumus protonien vapautumiseen lisääntyy. Tällä tavalla pH pidetään tietyllä tasolla, toisin sanoen protonien pitoisuus pysyy tietyllä vakiotasolla.

Joillakin orgaanisilla yhdisteillä, erityisesti proteiineilla, on myös puskuroivia ominaisuuksia.

Magnesiumin, kalsiumin, raudan, sinkin, koboltin ja mangaanin kationit ovat osa entsyymejä ja vitamiineja (katso video).

Metallikationit ovat osa hormoneja.

Sinkki on osa insuliinia. Insuliini on haimahormoni, joka säätelee verensokeria.

Magnesium on osa klorofylliä.

Rauta on osa hemoglobiinia.

Näiden kationien puuttuessa solun elintärkeät prosessit häiriintyvät.

4. Metalli-ionit kofaktoreina

Natrium- ja kalium-ionien arvo

Natrium- ja kaliumionit jakautuvat kehoon, kun taas natriumionit ovat pääasiassa osa solujen välistä nestettä ja kaliumionit ovat solujen sisällä: 95 % ioneista kaliumia sisällä solujen sisällä ja 95 % ioneista natriumia sisältyvät solujen välisiä nesteitä(Kuva 4).

Liittyy natriumioneihin osmoottinen paine nesteet, kudosten vedenpidätys ja kuljetus tai kuljetus aineet, kuten aminohapot ja sokerit, kalvon läpi.

Kalsiumin merkitys ihmiskeholle

Kalsium on yksi ihmiskehon runsaimmista alkuaineista. Suurin osa kalsiumista löytyy luista ja hampaista. Luun ulkopuolella oleva kalsium on 1 % kehon kalsiumin kokonaismäärästä. Ekstraosseaalinen kalsium vaikuttaa veren hyytymiseen sekä hermo-lihashermoiluun ja lihaskuitujen supistumiseen.

Fosfaattipuskurijärjestelmä

Fosfaattipuskurijärjestelmällä on rooli kehon happo-emästasapainon ylläpitämisessä, lisäksi se ylläpitää tasapainoa munuaisten tubulusten ontelossa sekä solunsisäisessä nesteessä.

Fosfaattipuskurijärjestelmä koostuu divetyfosfaatista ja vetyfosfaatista. Hydrofosfaatti sitoo eli neutraloi protonin. Divetyfosfaatti vapauttaa protonin ja on vuorovaikutuksessa vereen joutuvien alkalisten tuotteiden kanssa.

Fosfaattipuskurijärjestelmä on osa veripuskurijärjestelmää (kuva 5).

Veripuskurijärjestelmä

Ihmiskehossa on aina tietyt olosuhteet kudosympäristön, esimerkiksi veren, normaalin reaktion siirtymiselle kohti asidoosia (happamoitumista) tai alkaloosia (deoksidaatio - pH:n siirtyminen ylöspäin).

Vereen pääsee erilaisia ​​tuotteita, esimerkiksi maitohappoa, fosforihappo, rikkihappo, joka muodostuu organofosforiyhdisteiden tai rikkiä sisältävien proteiinien hapettumisen seurauksena. Tällöin veren reaktio voi siirtyä kohti happamia tuotteita.

Lihatuotteita syödessä happamia yhdisteitä pääsee verenkiertoon. Kasviruokaa syödessään emäkset pääsevät vereen.

Veren pH pysyy kuitenkin tietyllä vakiotasolla.

Veressä niitä on puskurijärjestelmät jotka pitävät pH:n tietyllä tasolla.

Veren puskurijärjestelmät sisältävät:

karbonaattipuskurijärjestelmä,

Fosfaattipuskurijärjestelmä,

hemoglobiinipuskurijärjestelmä,

Plasmaproteiinipuskurijärjestelmä (kuvio 6).

Näiden puskurijärjestelmien vuorovaikutus luo tietyn vakion veren pH:n.

Siksi tänään olemme pohtineet mineraaleja ja niiden roolia solun elämässä.

Kotitehtävät

Minkälainen kemialliset aineet kutsutaan mineraaliksi? Mikä on kivennäisaineiden merkitys eläville organismeille? Mistä aineista elävät organismit pääasiassa koostuvat? Mitä kationeja löytyy elävistä organismeista? Mitkä ovat niiden tehtävät? Mitä anioneja löytyy elävistä organismeista? Mikä on heidän roolinsa? Mikä on puskurijärjestelmä? Mitä veren puskurijärjestelmiä tiedät? Mikä on kivennäisaineiden pitoisuus kehossa?

1. Elävien organismien kemiallinen koostumus.

2. Wikipedia.

3. Biologia ja lääketiede.

4. Koulutuskeskus.

Bibliografia

1. Kamensky A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. Yleinen biologia 10-11 luokka Bustard, 2005.

2. Biologia. Luokka 10. Yleinen biologia. Perustaso / P. V. Izhevsky, O. A. Kornilova, T. E. Loshchilina ja muut - 2. painos, tarkistettu. - Ventana-Graf, 2010. - 224 sivua.

3. Beljajev D.K. Biologia luokka 10-11. Yleinen biologia. Perustaso. - 11. painos, stereotypia. - M.: Koulutus, 2012. - 304 s.

4. Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazov V. I. Biologia 10-11 luokka. Yleinen biologia. Perustaso. - 6. painos, lisäys. - Bustard, 2010. - 384 s.

1 dia

Esitys aiheesta "Biologia". Aihe: "Mineraaliaineet ja niiden rooli solussa." Esityksen laati 10. luokan oppilas E. Noikova, ohjaaja: Danilkina O.N.

2 liukumäki

Makroelementtejä ovat natrium, kalium, kalsium, magnesium, kloori, pii, rikki, rauta jne. Mikroelementtejä ovat aineet, joiden pitoisuus tuotteissa on mitätön - näitä ovat jodi, sinkki, kupari, fluori, bromi, mangaani jne. Pienestä pitoisuudesta huolimatta hivenaineet ovat äärimmäisen tärkeitä ihmisten ravinnoksi. Elävien organismien solut sisältävät orgaanisten aineiden - proteiinien, hiilihydraattien, rasvojen - ohella yhdisteitä, jotka muodostavat laajan ryhmän mineraaliaineita. Näitä ovat vesi ja erilaiset suolat, jotka liuenneessa tilassa hajoavat (hajoavat) muodostaen ioneja: kationeja (positiivisesti varautuneita) ja anioneja (negatiivisesti varautuneita). Mineraalit ovat osa kaikkia soluja, kudoksia, luita; ne ylläpitävät kehon happo-emästasapainoa ja vaikuttavat suuresti aineenvaihduntaan. Kivennäisaineet, riippuen niiden pitoisuudesta elintarvikkeissa tai ihmiskehossa, jaetaan perinteisesti makro- ja hivenaineisiin.

3 liukumäki

Monet mineraalit ovat kehon välttämättömiä rakenneosia - kalsium ja fosfori muodostavat suurimman osan luiden ja hampaiden mineraaliaineesta, natrium ja kloori ovat tärkeimmät plasma-ionit, ja kaliumia löytyy suuria määriä elävien solujen sisällä. Kehon sisäisen ympäristön (homeostaasin) pysyvyyden ja solukalvojen osmoottisen paineen ylläpitäminen varmistaa ennen kaikkea kivennäisaineiden laadullisen ja kvantitatiivisen sisällön ylläpitämisen elinten kudoksissa fysiologisella tasolla. Pienetkin poikkeamat normista voivat johtaa vakavimpiin seurauksiin kehon tai yksittäisen solun terveydelle.Makro- ja mikroelementtien kokonaisuus varmistaa kehon kasvu- ja kehitysprosessit. Mineraalit ovat tärkeässä roolissa immuuniprosessien säätelyssä, ylläpitävät solukalvojen eheyttä ja tarjoavat kudoshengitystä.

4 liukumäki

Epäorgaaniset ionit: kationit ja anionit Kationit - kalium, natrium, magnesium ja kalsium. Anionit ovat kloridianioni, vetykarbonaattianioni, vetyfosfaattianioni, divetyfosfaattianioni, karbonaattianioni, fosfaattianioni ja nitraattianioni. Harkitse ionien merkitystä. Ionit, jotka sijaitsevat solukalvojen vastakkaisilla puolilla, muodostavat niin kutsutun transmembraanisen potentiaalin. Monet ionit jakautuvat epätasaisesti solun ja ympäristön välillä. Siten kalium-ionien (K+) pitoisuus solussa on 20-30 kertaa korkeampi kuin ympäristössä; ja natriumionien (Na+) pitoisuus solussa on kymmenen kertaa pienempi kuin ympäristössä. Konsentraatiogradienttien olemassaolon vuoksi suoritetaan monia elintärkeitä prosesseja, kuten lihassäikeiden supistumista, hermosolujen viritystä ja aineiden siirtymistä kalvon läpi. Kationit vaikuttavat sytoplasman viskositeettiin ja juoksevuuteen. Kaliumionit vähentävät viskositeettia ja lisäävät juoksevuutta, kalsiumioneilla (Ca2+) on päinvastainen vaikutus solun sytoplasmaan. Heikkojen happojen anionit - bikarbonaattianioni (HCO3-), hydrofosfaattianioni (HPO42-) - osallistuvat solun happo-emästasapainon eli ympäristön pH:n ylläpitämiseen. Reaktion mukaan liuokset voivat olla happamia, neutraaleja ja emäksisiä.

5 liukumäki

Ympäristön pH ja ionien rooli sen ylläpitämisessä Solun pH-arvo on suunnilleen 7. pH:n muutos suuntaan tai toiseen vaikuttaa haitallisesti soluun, koska solussa tapahtuvat biokemialliset prosessit. solu muuttuu välittömästi. Solun pH:n pysyvyys säilyy sen sisällön puskurointiominaisuuksien ansiosta. Puskuriliuos on liuos, joka ylläpitää alustan pH-arvon vakiona. Tyypillisesti puskurijärjestelmä koostuu vahvasta ja heikosta elektrolyytistä: suolasta ja sen muodostavasta heikosta emäksestä tai heikosta haposta.Puskuriliuoksen vaikutus on se, että se vastustaa väliaineen pH:n muutoksia. Väliaineen pH voi muuttua liuoksen väkevöinnin tai vedellä, hapolla tai emäksellä laimentamisen seurauksena. Kun happamuus, eli vetyionien pitoisuus, kasvaa, vapaat anionit, joiden lähde on suola, ovat vuorovaikutuksessa protonien kanssa ja poistavat ne liuoksesta.

6 liukumäki

Väliaineen pH ja ionien rooli sen ylläpitämisessä Kun happamuus laskee, protonien vapautumistaipumus lisääntyy. Tällä tavalla pH pidetään tietyllä tasolla, toisin sanoen protonien pitoisuus pysyy tietyllä vakiotasolla. Joillakin orgaanisilla yhdisteillä, erityisesti proteiineilla, on myös puskuroivia ominaisuuksia. Magnesiumin, kalsiumin, raudan, sinkin, koboltin ja mangaanin kationit ovat osa entsyymejä ja vitamiineja ja metallikationit hormoneja. Sinkki on osa insuliinia. Insuliini on haimahormoni, joka säätelee verensokeria. Magnesium on osa klorofylliä. Rauta on osa hemoglobiinia. Näiden kationien puuttuessa solun elintärkeät prosessit häiriintyvät.

7 liukumäki

Puskuriverijärjestelmä Ihmiskehossa on aina tietyt olosuhteet kudosympäristön, esimerkiksi veren, normaalin reaktion siirtymiselle kohti asidoosia (happamoitumista) tai alkaloosia (deoksidaatio - pH:n siirtyminen ylöspäin). Vereen pääsee erilaisia ​​tuotteita, esimerkiksi maitohappoa, fosforihappoa, rikkihappoa, joka muodostuu organofosforiyhdisteiden tai rikkipitoisten proteiinien hapettumisen seurauksena. Tällöin veren reaktio voi siirtyä kohti happamia tuotteita. Lihatuotteita syödessä happamia yhdisteitä pääsee verenkiertoon. Kasviruokaa syödessään emäkset pääsevät vereen. Veren pH pysyy kuitenkin tietyllä vakiotasolla. Veressä on puskurijärjestelmiä, jotka pitävät pH:n tietyllä tasolla. Veripuskurijärjestelmiä ovat: - karbonaattipuskurijärjestelmä, - fosfaattipuskurijärjestelmä, - hemoglobiinipuskurijärjestelmä, - plasmaproteiinipuskurijärjestelmä

1. Mitä aineita kutsutaan mineraaleiksi?

Vastaus. Mineraalit kemialliset alkuaineet, joita elävälle organismille tarvitaan normaalin elämän varmistamiseksi (kalsiumfosfori kaliummagnesium)

Magnesium - elintärkeä tärkeä elementti, lihakset rentoutuvat hänen osallistumisestaan. Magnesium estää hermopäätteiden virittymistä, osallistuu moniin katalyyttisiin prosesseihin, sillä on kyky stimuloida suolen motiliteettia, mikä myötävaikuttaa myrkkyjen (mukaan lukien kolesterolin) poistoon ja lisää sapen eritystä. Magnesiumilla on verisuonia laajentava vaikutus, se parantaa sydänlihaksen verenkiertoa.

Kalium on mineraaliaine, jota tarvitaan ääreis- ja keskushermoston solujen normaalille toiminnalle, osmoottisen paineen ylläpitämiselle ja kaikkien lihasten normaalille toiminnalle. Veden ja siten haitallisten aineenvaihduntatuotteiden poistaminen kehosta edistää niitä.

Natrium. Suola on välttämätöntä kehollemme. Se on erottamaton osa verta ja kudosnestettä. Tarvittava määrä ruokaa tulee kehoon ruoan mukana.

Fosfori on tärkein elementti, joka on osa nukleiinihappojen proteiineja, luukudosta; se vaikuttaa kudosten kasvu- ja regeneratiivisiin prosesseihin. Fosforia tarvitaan luustolle, ja sitä tarvitaan myös lihaksissa. Ihmisen energiaakku on adenosiinitrifosforihappo (ATP). Kun ihminen työskentelee, tämä happo hajoaa ja luovuttaa sille ominaista energiaa.

Tärkeä alkuaine on rikki, jonka merkityksen määrittää ensisijaisesti se, että se sisältyy proteiinien koostumukseen rikkiä sisältävien aminohappojen (kysteiini ja metioniini) muodossa sekä joidenkin proteiinien koostumuksessa. hormoneja ja vitamiineja. Ihmisen rikin tarve tyydytetään (noin 1 g päivässä) normaalilla päivittäisellä ruokavaliolla.

Kloori on myös elintärkeä alkuaine, joka osallistuu mahanesteen muodostumiseen, muodostaa plasmaa ja aktivoi useita entsyymejä. Klooripitoisuus elintarvikkeissa vaihtelee välillä 2-160 mg/%. Ilman pöytäsuolan lisäystä ruokavalio sisältää 1,6 g klooria.

Rauta on välttämätön hematopoieesille, se kuljettaa happea keuhkoista kudoksiin. Rauta on osa hemoglobiinia, veren punaista pigmenttiä. Punasoluja muodostuu luuytimessä; ne pääsevät verenkiertoon ja kiertävät siinä 6 viikon ajan. Sitten ne hajoavat osiinsa, ja niiden sisältämä rauta joutuu pernaan ja maksaan, ja se kerääntyy sinne "vaatimuksen mukaan".

Sinkki on osa verta ja lihaskudosta. Tämä elementti on välttämätön, jonka merkityksen määrää se, että se on osa haimahormonin insuliinia ja verensokeria säädellään. Se on myös tärkeä haavojen täydelliselle paranemiselle, osallistuu verenpaineen säätelyyn ja edistää prostaglandiinien muodostumista, joilla on anti-inflammatorisia vaikutuksia; auttaa poistamaan kolesterolia kehosta.

2. Mitä prosessia kutsutaan dissosiaatioksi?

Vastaus. Elektrolyyttinen dissosiaatio - prosessi, jossa elektrolyytit hajoavat ioneiksi, kun se liukenee veteen tai sulaa.

Dissosioituminen ioneiksi tapahtuu liuenneen aineen vuorovaikutuksesta liuottimen kanssa; spektroskooppisten menetelmien tietojen mukaan tämä vuorovaikutus on luonteeltaan suurelta osin kemiallista. Liuotinmolekyylien liuotuskyvyn ohella myös liuottimen makroskooppisella ominaisuudella on tietty rooli elektrolyyttisessä dissosiaatiossa - sen dielektrisyysvakio

3. Mitä ionit ovat?

Vastaus. Ioni on hiukkanen, jossa protonien kokonaismäärä ei vastaa elektronien kokonaismäärää. Ionilla, jossa protonien kokonaismäärä on suurempi kuin elektronien kokonaismäärä, on positiivinen varaus ja sitä kutsutaan kationiksi. Ionilla, jossa protonien kokonaismäärä on pienempi kuin elektronien kokonaismäärä, on negatiivinen varaus ja sitä kutsutaan anioniksi.

Itsenäisten hiukkasten muodossa ioneja löytyy kaikista aggregaatiotilat aineet: kaasuissa (erityisesti ilmakehässä), nesteissä (sulaissa ja liuoksissa), kiteissä ja plasmassa (erityisesti tähtienvälisessä avaruudessa).

Kysymykset §8:n jälkeen

1. Missä muodossa mineraalit ovat elävissä organismeissa?

Vastaus. Suurin osa solun mineraaliaineista on suolojen muodossa, ioneiksi dissosioituneita tai kiinteässä tilassa.

Melkein minkä tahansa solun sytoplasmassa on kiteisiä sulkeumia, jotka koostuvat yleensä huonosti liukenevista kalsiumin ja fosforin suoloista. Lisäksi ne voivat sisältää piidioksidia ja muita epäorgaanisia aineita. Niitä käytetään solun tukirakenteiden (esimerkiksi radiolaarien mineraalirungon) ja kehon - luukudoksen mineraaliaineen (kalsium- ja fosforisuolat), nilviäisten kuorien (kalsiumsuolat), kitiinin (kalsiumsuolat) muodostamiseen. , jne.

2. Mikä on epäorgaanisten ionien rooli solussa?

Vastaus. Epäorgaanisia ioneja, joilla ei ole vähäistä merkitystä solun elintoimintojen varmistamisessa, edustavat mineraalin kationit (K+, Na+, Ca2+, Mg2+, NH) ja anionit (Cl-, HPO, H2PO, HCO, NO, PO, CO). suolat. Kationien ja anionien pitoisuus solussa ja sen ympäristössä on erilainen. Tämän seurauksena solun sisällön ja sen ympäristön välille muodostuu potentiaaliero, joka tarjoaa sellaisia ​​tärkeitä prosesseja kuin ärtyneisyys ja virityksen siirtyminen hermoa tai lihasta pitkin.

3. Mikä on ionien rooli kehon puskurijärjestelmissä?

Vastaus. Solujen pH:n pysyvyys säilyy niiden sisällön puskuroivien ominaisuuksien ansiosta. Puskuriliuos on liuos, joka sisältää seoksen heikon hapon ja sen liukoisen suolan. Kun happamuus (H+-ionien pitoisuus) kasvaa, suolasta tulevat vapaat anionit yhdistyvät helposti vapaiden H+-ionien kanssa ja poistavat ne liuoksesta. Kun happamuus pienenee, vapautuu lisää H+-ioneja. Sisään siis puskuriliuos H+-ionien pitoisuus säilyy suhteellisen vakiona. Joillakin orgaanisilla yhdisteillä, erityisesti proteiineilla, on myös puskuroivia ominaisuuksia.

Elimistön puskurijärjestelmien komponentteina ionit määrittävät niiden ominaisuudet - kyvyn ylläpitää pH vakiotasolla (lähellä neutraalia), huolimatta siitä, että aineenvaihduntaprosessissa muodostuu jatkuvasti happamia ja emäksisiä tuotteita. Siten nisäkkäiden fosfaattipuskurijärjestelmä, joka koostuu HPO42- ja H2PO4-:sta, pitää solunsisäisen nesteen pH:n välillä 6,9–7,4. Solunulkoisen väliaineen (veriplasman) pääpuskurijärjestelmä on bikarbonaattijärjestelmä, joka koostuu H2CO3:sta ja HCO4-:sta ja ylläpitää pH:ta 7,4.

4. Miksi tiettyjen metalli-ionien puute tai puuttuminen johtaa solutoiminnan häiriintymiseen?

Vastaus. Jotkut metalli-ionit (Mg, Ca, Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Br, Co) ovat monien entsyymien, hormonien ja vitamiinien komponentteja tai aktivoivat niitä. Esimerkiksi Fe-ioni on osa veren hemoglobiinia, Zn-ioni on osa insuliinihormonia. Niiden puuttuessa solujen elintärkeimmät prosessit häiriintyvät.