Перечислите биоэлементы и объясните каково их значение в образовании живой материи кратко

Обновлено: 05.07.2024

Наибольшее распространение в земной коре имеют 46 элементов, из них 8 составляют 97,2—98,8% ее массы, 2 (кислород й кремний) — 75% от общей массы Земли.

Распределение химических элементов в процентах от массы земном коры (по А. Е. Ферсману) следующее в %:

Первые 13 элементов (за исключением титана), наиболее часто встречающиеся в земной коре, входят в состав органического вещества растений, участвуют во всех жизненно необходимых процессах и играют важную роль в плодородии почв. Большое количество элементов, участвующих в химических реакциях в недрах Земли, приводит к образованию самых разнообразных соединений.

3. Что вам известно о роли таких химических элементов, как иод, кальций, железо, в жизнедеятельности организмов?

Биологическая роль кальция. Прежде всего, кальций является важнейшим структурным компонентом костей и зубов. Также кальций регулирует проницаемость клеточных мембран, а также инициирует ответы клеток на различные внешние стимулы. Присутствие кальция в клетки или во внеклеточной среде обуславливает дифференцировку клетки, а также сокращение мышц, секрецию и перистальтику. Кальций регулирует активность многих ферментов (включая ферменты систем свертывания крови). Кальций регулирует работу некоторых эндокринных желез, обладает десенсибилизирующим и противовоспалительным эффектом.

Основные функции кальция в организме:

– структурный компонент костей и зубов

– участвует в мышечных сокращениях

– регулирует проницаемость клеточных мембран

– участвует проводимости сигнала по нервным клеткам

– регулирует сердечную деятельность

– участвует в свертывании крови

Биологическая роль йода. Основная биологическая роль йода заключается в синтезе гормонов щитовидной железы (тироксина и трийодтиронина), через которые он и реализует следующие эффекты:

– стимулирует рост и развитие организма

– регулирует рост и дифференцировку тканей

– повышает артериальное давление, а также частоту и силу сердечных сокращений

– регулирует (увеличивает) скорость протекания многих биохимических реакций

– регулирует обмен энергии, повышает температуру тела

– регулирует белковый, жировой, водно-электролитный обмен

– регулирует обмен витаминов

– повышает потребление тканями кислорода

Железо входит в группу эссенциальных (жизненно важных) микроэлементов.

Ранее из-за относительно высокого содержания его в организме (4,0-4,5 грамма в теле взрослого человека) его относили к макроэлементам. Однако 75-80% железа сосредоточено в гемоглобине крови и еще примерно 20% железа запасается в печени и селезенке. В остальных же тканях его концентрация сопоставима с микроэлементами.

Биологическая роль железа

– обеспечивает транспорт кислорода (входит в состав гемоглобина)

– обеспечивает транспорт электронов в окислительно-восстановительных реакциях организма (входит в состав цитохромов и железосеропротеидов)

– участвует в формировании активных центров окислительно-восстановительных ферментов

Вопросы для повторения и задания

1. В чём заключается сходство биологических систем и объектов неживой природы?

В живой природе обнаружено около 90 химических элементов, т. е. большая часть всех известных на сегодняшний день. Никаких специальных элементов, характерных только для живых организмов, не существует, и это является одним из доказательств общности живой и неживой природы. Но количественное содержание тех или иных элементов в живых организмах и в окружающей их неживой среде существенно отличается. Например, кремния в почве около 33%, а в наземных растениях лишь 0,15%. Подобные различия указывают на способность живых организмов накапливать только те элементы, которые необходимы им для жизнедеятельности.

2. Перечислите биоэлементы и объясните, каково их значение в образовании живой материи.

Макроэлементы. I группа. Главными компонентами всех органических соединений, выполняющих биологические функции, являются кислород, углерод, водород и азот. Все углеводы и липиды содержат водород, углерод и кислород, а в состав белков и нуклеиновых кислот, кроме этих компонентов, входит азот. На долю этих четырёх элементов приходится 98% от массы живых клеток. II группа. К группе макроэлементов относятся также фосфор, сера, калий, магний, натрий, кальций, железо, хлор. Эти химические элементы являются обязательными компонентами всех живых организмов. Содержание каждого из них в клетке составляет от десятых до сотых долей процента от общей массы. Натрий, калий и хлор обеспечивают возникновение и проведение электрических импульсов в нервной ткани. Поддержание нормального сердечного ритма зависит от концентрации в организме натрия, калия и кальция. Железо участвует в биосинтезе хлорофилла, входит в состав гемоглобина (белка-переносчика кислорода в крови) и миоглобина (белка, содержащего запас кислорода в мышцах). Магний в клетках растений входит в состав хлорофилла, а в животном организме участвует в формировании ферментов, необходимых для нормального функционирования мышечной, нервной и костной тканей. В состав белков часто входит сера, а все нуклеиновые кислоты содержат фосфор. Фосфор также является компонентом всех мембранных структур. Среди обеих групп макроэлементов кислород, углерод, водород, азот, фосфор и сера объединяются в группу биоэлементов, или органогенов, на основании того, что они составляют основу большинства органических молекул.

3. Что такое микроэлементы? Приведите примеры и охарактеризуйте биологическое значение этих элементов.

Существует большая группа химических элементов, которые содержатся в организмах в очень низких концентрациях. Это алюминий, медь, марганец, цинк, молибден, кобальт, никель, иод, селен, бром, фтор, бор и многие другие. На долю каждого из них приходится не более тысячных долей процента, а общий вклад этих элементов в массу клетки — около 0,02%. В растения и микроорганизмы микроэлементы поступают из почвы и воды, а в организм животных — с пищей, водой и воздухом. Роль и функции элементов этой группы в различных организмах весьма разнообразны. Как правило, микроэлементы входят в состав биологически активных соединений (ферментов, витаминов и гормонов), и их действие проявляется главным образом в том, как они влияют на обмен веществ. Кобальт входит в состав витамина В12 и принимает участие в синтезе гемоглобина, его недостаток приводит к анемии.

Молибден в составе ферментов участвует в фиксации азота у бактерий и обеспечивает работу устьичного аппарата у растений.

Медь является компонентом фермента, участвующего в синтезе меланина (пигмента кожи), влияет на рост и размножение растений, на процессы кроветворения у животных организмов.

Иод у всех позвоночных животных входит в состав гормона щитовидной железы — тироксина. Бор влияет на ростовые процессы у растений, его недостаток приводит к отмиранию верхушечных почек, цветков и завязей.

Цинк действует на рост животных и растений, а также входит в состав гормона поджелудочной железы — инсулина.

Так, например, марганец улучшает усвоение организмом меди, а фтор влияет на метаболизм стронция. Обнаружено, что некоторые организмы интенсивно накапливают определённые элементы.

Например, многие морские водоросли накапливают иод, хвощи — кремний, лютики — литий, а моллюски отличаются повышенным содержанием меди.

Микроэлементы широко используют в современном сельском хозяйстве в виде микроудобрений для повышения урожайности культур и в качестве добавок к кормам для увеличения продуктивности животных. Применяют микроэлементы и в медицине.

4. Как отразится на жизнедеятельности клетки и организма недостаток какого-либо микроэлемента? Приведите примеры таких явлений.

Нехватка селена приводит к возникновению у человека и животных раковых заболеваний. Каждый элемент играет свою определённую, очень важную роль в обеспечении жизнедеятельности организма. Как правило, биологический эффект того или иного микроэлемента зависит от присутствия в организме других элементов, т. е. каждый живой организм — это уникальная сбалансированная система, нормальная работа которой зависит, в том числе, и правильного соотношения её компонентов на любом уровне организации.

5. Расскажите об ультрамикроэлементах. Каково их содержание в организме? Что известно об их роли в живых организмах?

Существует группа химических элементов, которые содержатся в организмах в следовых, т. е. ничтожно малых, концентрациях. К ним относят золото, бериллий, серебро и другие элементы. Физиологическая роль этих компонентов в живых организмах пока окончательно не установлена.

6. Приведите примеры известных вам биохимических эндемий. Объясните причины их происхождения.

Резкий недостаток или, наоборот, избыток какого-либо химического элемента вызывает в пределах таких зон возникновение биогеохимических эндемий — заболеваний растений, животных и человека. Во многих районах нашей страны — на Урале и Алтае, в Приморье и в Ростовской области количество иода в почве и в воде значительно снижено. Если человек не получает с пищей нужного количества иода, у него снижается синтез тироксина. Щитовидная железа, пытаясь компенсировать нехватку гормона, разрастается, что приводит к образованию так называемого эндемического зоба. Особенно тяжёлые последствия от недостатка иода возникают у детей. Сниженное количество тироксина приводит к резкому отставанию в умственном и физическом развитии. Чтобы предотвратить заболевания щитовидной железы, врачи рекомендуют подсаливать пищу специальной солью, обогащённой иодидом калия, употреблять рыбные блюда и морскую капусту.

7. Составьте схему, иллюстрирующую элементный химический состав живых организмов.

Подумайте! Вспомните!

1. По какому принципу все химические элементы, входящие в состав живой природы, разделяют на макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы? Предложите свою, альтернативную, классификацию химических элементов, основанную на другом принципе.

По процентному содержанию в живых клетках.

- ионы неметаллов (бескислородные)

- ионы кислотных остатков кислородсодержащих кислот.

Элементный – означает, состоящий из элементов, в данном случае химических, а элементарный – означает, слишком простой, поверхностный, ограниченный.

3. Выясните, существуют ли какие-либо особенности химического состава воды в местности, где вы живёте (например, избыток железа или нехватка фтора и т. д.). Используя дополнительную литературу и ресурсы Интернета, определите, какое влияние это может оказать на организм человека.

Некоторые водные ресурсы Челябинской области

Озеро Смолино. По химическому составу вода в озере относится к хлоридному классу, группе магния. Минерализация озерной воды высокая – 1400–1840 мг/л. Среднегодовые концентрации металлов составили: меди – 5,5 ПДК, цинка – 6,1 ПДК, марганца в северной части акватории – 6,4. Озеро Первое. По химическому составу вода в озере относится к хлоридному классу с переходом в гидрокарбонатный, группу кальция. Минерализация озерной воды повышенная – 602–983 мг/л. Среднегодовые концентрации трудноокисляемых органических соединений (ХПК) составило 1,8 ПДК, фторидов – 2,6 ПДК, меди – 5,3 ПДК, цинка – 5,8 ПДК, марганца в северной части акватории – 5,2 ПДК, в южной – 3,7 ПДК. Озеро Чебаркуль. По химическому составу вода в озере относилась к гидрокарбонатному классу, группе кальция. Среднегодовые концентрации составили: органических соединений по БПК5 – 1 ПДК, ХПК – 2,1 ПДК, азота аммония – 0,7 ПДК, азота нитритов и меди – 2 ПДК, цинка – 2,5 ПДК, марганца – 4,3 ПДК. Озеро Тургояк. Озеро Тургояк не испытывает техногенной нагрузки и используется в рекреационных целях. По химическому составу вода в озере относилась к гидрокарбонатному классу, группе кальция. Содержание в воде биогенных компонентов, нефтепродуктов, СПАВ, фторидов не превышало рыбохозяйственных нормативов, средняя концентрация органических соединений по ХПК превышала ПДК в 1,4 раза, марганца – 1,2 ПДК, меди – 2,8 ПДК, цинка – 3,4 ПДК.

Токсической дозой для человека считается 40 мг марганца в день, летальная - не установлена. Не было выявлено фактов отравления человека марганцем из пищевых продуктов, зафиксированы случаи острой интоксикации марганцевой пылью на производстве. Развиваются тяжелые нарушения психики, в том числе галлюцинации – "марганцевое безумие", гипермоторика, гиперраздражительность. Появлению симптомов при хроническом отравлении предшествует несколько лет.

Симптомы избытка марганца:

Упадок сил, повышенная утомляемость, вялость, снижение памяти, депрессивные состояния. Двигательные нарушения: расстройства мышечного тонуса, походки, атрофия мышц, скованность и замедленность движений, парестезии. Энцефалопатия, паркинсонизм. Интерстициальные заболевания лёгких, манганокониоз.

Избыток цинка в организме

Доза цинка свыше 200 мг в сутки является рвотным средством.Продолжительный прием добавок цинка, превышающих 150 мг в день, становится причиной ухудшения работы иммунитета и появления эрозий в желудке. Среди признаков острого отравления цинком отмечались: боли в области эпигастрии, рвота, тошнота, диарея. Хроническая интоксикация приводила к вторичному дефициту меди.

Причины избытка цинка в организме:

Чрезмерное количество поступления цинка в организм, к примеру, в процессе контакта с соединениями микроэлемента в условиях производства.Неконтролируемый прием препаратов цинка, включая цинковые мази.Нарушения цинкового обмена.

Симптомы избытка цинка:

Снижение работы иммунной системы, развитие аутоиммунных реакций. Патологические состояния ногтей, кожи, волос. Боли в области желудка, тошнота. Понижение уровня кадмия, меди, железа в организме. Нарушения работы печени, поджелудочной железы, простаты.

Избыток меди в организме

Токсичной дозой является количество 200 – 250 мг в сутки. Случаи острого отравления медью были зафиксированы: в попытках самоубийства; при наружном использовании; при случайном употреблении детьми; при приеме загрязненной питьевой воды или воды и напитков из медных контейнеров; у рабочих, трудившихся на виноградниках и применяющих соединения из меди в качестве пестицидов.

Причины избытка меди:

Избыточное поступление микроэлемента в организм: в условиях производства через вдыхание пыли и паров соединений меди, в быту - в результате отравлений растворами соединений меди, применения посуды из меди. Нарушения обмена микроэлемента.

Симптомы избытка меди:

Нарушения работы ЦНС: депрессивные состояния, бессонница, снижение памяти. "Медная лихорадка" при вдыхании паров: значительное повышение температуры, обильное потоотделение, озноб, спазмы в икроножных мышцах. Пыль и окись меди провоцирует слезотечение, раздражение слизистых оболочек и конъюнктивы, чихание, жжение в зеве, головную боль, слабость, боли в мышцах, желудочно-кишечные расстройства. Нарушения работы почек и печени. Развитие цирроза печени и вторичное поражение головного мозга, обусловленное наследственным нарушением белкового обмена и обмена меди - болезнь Вильсона-Коновалова. Эта наследственная патология, связанная с процессом накопления меди в печени. Аллергические дерматозы: нейродермит, экземы, крапивница. Повышение вероятности развития атеросклероза. Эритроцитолиз (разрушение эритроцитов с выделением гемоглобина), гемоглобин в моче, малокровие. Отложение избытка микроэлемента в ткани головного мозга, в печени, миокарде, коже, поджелудочной железе.

Основное сходство — это родство химического состава. Подавляющее большинство известных на сегодняшний день химических элементов обнаружено как в живых организмах, так и в неживой природе. Атомов, характерных только для живых систем, не существует. Однако содержание конкретных элементов в живой и неживой природе резко различается. Организмы (от бактерий до позвоночных) способны избирательно накапливать элементы, которые необходимы для жизнедеятельности.

Вопрос 2. Перечислите биоэлементы и объясните, каково их значение в образовании живой материи.

К биоэлементам (органогенам) относят кислород, углерод, водород, азот, фосфор и серу. Они составляют основу белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и других органических веществ. Для всех органических молекул особое значение имеют атомы углерода, образующие каркас. К этому каркасу присоединяются разнообразные химические группы, образованные другими биоэлементами. В зависимости от состава и расположения таких групп органические молекулы приобретают индивидуальные свойства и функции. Например, аминокислоты в большом количестве содержат азот, а нуклеиновые кислоты — фосфор.

Вопрос 3. Что такое микроэлементы? Приведите примеры и охарактеризуйте биологическое значение этих элементов.

Многие химические элементы содержатся в живых системах в очень малых количествах (доли процента от общей массы). Такие вещества называют микроэлементами. В их числе медь, марганец, цинк, молибден, кобальт, иод, бром, фтор и многие другие. Растения, грибы, бактерии получают микроэлементы из почвы и воды; животные — в основном с пищей. В большинстве своем микроэлементы входят в состав белков и биологически активных веществ (гормонов, витаминов). Например, цинк содержится в гормоне поджелудочной железы инсулине, а иод — в тироксине (гормоне щитовидной железы). Кобальт является важнейшей составной частью витамина В12. Железо входит в состав примерно семидесяти белков организма, медь — в состав двадцати белков и т. д.

Вопрос 4. Как отразится на жизнедеятельности клетки и организма недостаток какого-либо микроэлемента? Приведите примеры таких явлений.

Недостаток какого-либо микроэлемента приводит к уменьшению синтеза того органического вещества, в состав которого этот микроэлемент входит. В результате нарушаются процессы роста, обмена веществ, воспроизведения и т. п. Например, дефицит иода в пище приводит к общему падению активности организма и разрастанию щитовидной железы — эндемическому зобу. Недостаток бора вызывает отмирание верхушечных почек у растений. Нехватка селена может привести к возникновению раковых заболеваний у человека и животных. По аналогии с авитаминозами такие заболевания называют микроэлементозами.

Вопрос 5. Расскажите об ультрамикроэлементах. Каково их содержание в организме? Что известно об их роли в живых организмах?

Ультрамикроэлементы — это элементы, которые содержатся в клетке в ничтожно малых количествах (концентрация каждого не превышает одной миллионной доли процента). К ним относят уран, радий, золото, серебро, ртуть, бериллий, мышьяк и др. Физиологическая роль большинства из них не установлена. Не исключено, что она вообще отсутствует, и тогда часть ультрамикроэлементов являются просто примесями живых организмов. Вместе с тем, например, известно, что мышьяк входит в состав ферментов, защищающих мембраны наших клеток от окисления, и необходим для их нормальной работы.

Вопрос 6. Приведите примеры известных вам биохимических эндемий. Объясните причины их происхождения.

Биохимические эндемии — это заболевания растений, животных и человека, связанные с явным недостатком либо избытком какого-либо химического элемента в окружающей среде. В результате развиваются микроэлементозы или некоторые другие нарушения. Так, во многих районах нашей страны значительно снижено количество иода в воде и почве. Нехватка иода приводит к падению синтеза гормона тироксина, щитовидная железа, пытаясь компенсировать его нехватку, разрастается (развивается эндемический зоб). Другими примерами могут служить дефицит селена в почве ряда районов Монголии, а также избыток ртути в воде некоторых горных рек Чили и Цейлона.

Биоэлементы

Перечислите биоэлементы и объясните, каково их значение в образовании живой материи.

bioelementos или биогенные элементы (био = жизнь, генетика = начало) - это те химические элементы, которые составляют материю живых существ.

Существует около 70 таких элементов, которые различаются в разных пропорциях и не все присутствуют во всех живых существах (Bioelements, 2009)..

Вся материя во Вселенной происходит в виде атомов небольшого числа элементов. Во Вселенной 92 природных химических элемента.

С нашей земной точки зрения трудно представить себе формы жизни, в которых элементы водород, углерод, кислород, азот, сера и фосфор не играют доминирующей роли (ХИМИИ БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ., С.Ф.).

Тот факт, что они действительно играют эту роль во всей вселенной, представляется весьма вероятным, отчасти потому, что (кроме фосфора) они являются наиболее распространенными элементами во всем космосе, а также производятся в значительных количествах между строительными блоками планет земной группы..

Кроме того, его химия особенно хорошо подходит для разработки сложных структур и функций, которые характерны для живых систем.

Поскольку Солнце и планеты образовались всего 4,6 миллиарда лет назад во вселенной, возраст которой, возможно, составляет 15 миллиардов лет, очевидно, что эти "биогенные элементы" пережили долгую и сложную химическую историю, прежде чем войти во вселенную. наземная биохимия.

В настоящее время неизвестно, сыграла ли эта предыдущая история прямую роль в происхождении жизни на Земле..

Ясно, что астрохимия - это в значительной степени химия биогенных элементов, и что понимание природы и эволюции химической сложности во всей вселенной имеет решающее значение для понимания как раннего химического состояния нашей собственной солнечной системы, так и частота, с которой сопутствующие условия существуют в других частях нашей галактики и других галактик (Комитет Национального совета по исследованиям (США) по планетарной биологии и химической эволюции., 1990).

Классификация биоэлементов

В соответствии с их количеством в составе биомолекул, биоэлементы классифицируются как первичные, вторичные и микроэлементы (Rastogi, 2003).

1- Первичные биоэлементы

Первичные биоэлементы - это те, которые находятся в большем количестве (приблизительно 96% живого вещества) и являются теми, которые составляют большую часть органических биомолекул (углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты)..

Эти элементы характеризуются тем, что они легкие (с низким атомным весом) и в изобилии. Основными биоэлементами являются углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера..

Углерод (С)

Это основной биоэлемент, который составляет биомолекулы. Он обладает способностью собираться с образованием крупных углерод-углеродных цепей с помощью одинарных, двойных или тройных связей, а также циклических структур..

Он может включать множество функциональных групп, таких как кислород, гидроксид, фосфат, амино, нитро и т. Д., Что приводит к огромному разнообразию различных молекул.

Атом углерода, вероятно, является одним из наиболее важных биоэлементов, поскольку все биомолекулы содержат углерод. Можно найти, например, липиды без фосфора или азота (например, холестерин), но нет биомолекул без углерода.

Водород (H)

Это один из компонентов молекулы воды, который необходим для жизни и является частью углеродных скелетов органических молекул..

Чем больше молекул водорода в биомолекуле, тем больше она будет уменьшаться и тем больше способность окисляться, производя больше энергии.

Например, жирные кислоты имеют больше электронов, чем углеводов, поэтому они способны производить больше энергии за счет деградации.

Кислород (O)

Это другой элемент, который составляет молекулу воды. Это очень электроотрицательный элемент, который позволяет большее производство энергии за счет аэробного дыхания.

Кроме того, полярные связи с водородом, в результате чего водорастворимые полярные радикалы.

Азот (N)

Элемент, который присутствует во всех аминокислотах. Благодаря азоту аминокислоты обладают способностью образовывать пептидную связь с образованием белков.

Этот биоэлемент также содержится в азотистых основаниях нуклеиновых кислот. Выводится организмом в виде мочевины.

Одной из первых биомолекул, которая сформировалась, была АТФ, из-за обилия азота в атмосфере Земли. Азот является частью аденозина АТФ.

фосфор (Р)

Группа в основном встречается как фосфат (ПО₄ 3- ) это часть нуклеотидов. Формируйте энергетически насыщенные ссылки, которые позволяют легко обмениваться (ATP).

Это также важно в структуре ДНК, так как она образует фосфодиэфирную связь с нуклеотидами для образования этой молекулы.

Сера (S)

Биоэлемент, который обнаруживается в основном в виде сульфгидрильной группы (-SH), являющейся частью аминокислот, таких как цистеин, в которых дисульфидные связи необходимы для создания стабильности в третичной и четвертичной структуре белков..

Он также содержится в коэнзиме А, необходимом для различных универсальных метаболических путей, таких как цикл Кребса (Llull, S.F.). Это самый тяжелый первичный биоэлемент, который существует, поскольку его атомный вес составляет 36 г / моль..

2- Вторичные биоэлементы

Эти типы элементов также присутствуют во всех живых существах, но не в тех же количествах, что и первичные элементы..

Они не соответствуют биомолекулам, но используются в градиентах клеточной концентрации, диэлектрической сигнализации нейронов и нейротрансмиттеров, стабилизируют заряженные биомолекулы, такие как АТФ, и образуют часть костной ткани..

Этими биоэлементами являются кальций (Ca), натрий (Na), калий (K), магний (Mg) и хлор (Cl). Наиболее распространенными являются натрий, калий, магний и кальций.

Кальций (Ca)

Кальций необходим для живых организмов, поскольку растениям необходим кальций для создания клеточных стенок..

Он образует часть костной ткани позвоночных в виде гидроксиапатита (Ca3 (PO4) 2) 2, Ca (OH) 2, и его фиксация связана с потреблением витамина D и солнечного света. Кальций, присутствующий в ионной форме, служит важным регулятором процессов в клеточной цитоплазме.

Кальций влияет на нервно-мышечную возбудимость мышц (наряду с ионами K, Na и Mg и участвует в сокращении мышц.) Гипокальциемия приводит к колики-тетании. Он также участвует в регуляции синтеза гликогена в почках, печени и скелетных мышцах..

Кальций уменьшает проницаемость клеточной мембраны и стенки капилляра, что приводит к его противовоспалительным, антиэкссудативным и антиаллергическим эффектам. Это также необходимо для свертывания крови.

Ионы кальция являются важными внутриклеточными мессенджерами, которые влияют на секрецию инсулина в кровообращении и секрецию ферментов пищеварения в тонкой кишке..

На реабсорбцию кальция влияют взаимоотношения кальция и фосфатов в кишечнике и присутствие холекальциферола, который регулирует активную реабсорбцию кальция и фосфора..

Обмен кальция и фосфатов регулируется гормонально паратоидным гормоном и кальцитонином. Паратоидный гормон высвобождает кальций из костей в крови.

Кальцитонин способствует отложению кальция в костях, что снижает уровень крови.

Магний (Mg)

Магний является вторичным биоэлементом, который входит в состав биомолекул, поскольку он является кофактором хлорофилла. Магний является типичным внутриклеточным катионом и является неотъемлемой частью тканей и жидкостей организма..

Он присутствует в скелете (до 70%) и в мышцах животных и в числе его функций заключается в стабилизации отрицательного заряда фосфатов молекулы АТФ.

Натрий (Na)

Это важный внеклеточный катион, он участвует в гомеостазе организма. Защищает организм от чрезмерных потерь воды через натриевые каналы и участвует в распространении нервного возбуждения.

Калий (К)

Участвует в гомеостазе организма и в распространении нервного возбуждения по калиевым каналам. Дефицит калия может привести к остановке сердца.

Хлор (Cl)

Галоген из группы VII периодической таблицы. Он присутствует в организме живых существ в основном в виде хлорид-иона, который стабилизирует положительный заряд ионов металлов (Biogenic elements, S.F.).

3- Элементы в следах

Они присутствуют в некоторых живых существах. Многие из этих микроэлементов действуют как кофакторы в ферментах.

Микроэлементами являются бор (B), бром (Br), медь (Cu), фтор (F), марганец (Mn), кремний (Si), железо (Fe), йод (I) и т. Д..

Доля биоэлементов

Существует разница в пропорции биоэлементов в организмах и в атмосфере, гидросфере или земной коре, что свидетельствует о выборе более подходящих элементов для формирования структур и выполнения специфических функций выше изобилия..

Например, углерод составляет примерно 20% от массы организмов, но его концентрация в атмосфере в виде диоксида углерода низкая. С другой стороны, азот составляет почти 80% атмосферы Земли, но только 3,3% азота составляет организм человека.

В следующей таблице показана доля некоторых биоэлементов в живых организмах по сравнению с остальной частью Земли (Bioelements, s.f.):

Таблица 1: изобилие биоэлементов во вселенной, на земле и в организме человека.

биомолекулы

Биоэлементы соединяются друг с другом и могут образовывать тысячи различных молекул. Биомолекулы участвуют в конституции клеток.

Они могут быть классифицированы на неорганические (вода и минералы) и органические (углеводы, липиды, аминокислоты и нуклеиновые кислоты).

Биомолекулы известны как структурные ашлары жизни, так как они представляют собой кирпичи или основные формы, из которых состоят более сложные молекулы..

Например, аминокислоты являются структурными ашларами белков. Аминокислотная последовательность определяет первичную структуру белка.

Молекулы, такие как липиды, образуют клеточную мембрану, а лобиомолы простые углеводы образуют сложные углеводы, такие как молекула гликогена..

Существует также случай азотистых оснований, которые, когда они связываются с углеводом или дезоксирибозой рибозы, образуют молекулы РНК и ДНК, где их последовательность будет целоваться из генетического кода..

Биоэлементы - это различные химические элементы, которые виды должны иметь возможность нормально развиваться. Химические элементы, с другой стороны, представляют собой типы материи, которые образованы атомами того же класса.

Также известные как биогенные элементы, биоэлементы встречаются во всех живых организмах. В каждом живом существе можно найти около семидесяти элементов, хотя большая часть массы клеток состоит всего из четырех химических элементов: азота, водорода, углерода и кислорода .

Биоэлементы позволяют формировать биомолекулы : молекулы, которые составляют живые организмы. По функции, которую они выполняют при образовании биомолекул, биоэлементы можно классифицировать как первичные или вторичные.

Основными биоэлементами являются четыре элемента, названные выше (азот, водород, углерод и кислород), а также сера и фосфор . Эти биоэлементы необходимы для выработки белков, углеводов, нуклеиновых кислот и липидов . Давайте посмотрим больше информации о них ниже:

* азот : особенно проявляется в виде аминогруппы (функциональной группы, получаемой из аммиака или одного из его производных) в белках, поскольку он содержится во всех аминокислотах . Мы также можем найти его в нуклеиновых кислотах, особенно в их азотистых основаниях. Растения ответственны за включение в природу почти всего азота в форме нитрат-иона ;

* водород : это один из важнейших компонентов органических молекул (в их углеродных скелетах), в дополнение к их уже известному присутствию в молекуле воды, без которого жизнь, как мы знаем, была бы невозможна. Водород обладает способностью образовывать связи с любым биоэлементом;

* углерод : может образовывать обширные углерод-углеродные цепи (так называемые макромолекулы ) посредством одинарных или двойных связей, в дополнение к циклическим структурам. Огромное разнообразие молекул, в которых он участвует, обусловлено его способностью включать в себя множество различных радикалов. Другой его характеристикой является стабильность его связей, что отличает его от кремния;

* сера : в основном в форме сульфгидрильного радикала (соединение, функциональная группа которого образована двумя атомами, одним из серы и другого из водорода), как часть нескольких белков, в которых она создает дисульфидные связи, необходимые для третичных структур и Четвертичные стабильны. С другой стороны, мы можем найти этот первичный биоэлемент в коферменте А, фундаментальный для многих универсальных метаболических путей, среди которых выделяется цикл Кребса ;

* Фосфор : тип группы, в которой мы можем найти это обычно фосфат, то есть ион, который состоит из одного атома фосфора в центре и четырех из кислорода вокруг него, образуя тетраэдр. Этот биоэлемент обычно является частью нуклеотидов. Связи, которые образуются, обладают огромным энергетическим богатством, и это значительно облегчает их обмен.

Вторичные биоэлементы, с другой стороны, обнаружены в уменьшенной пропорции в живых организмах. Можно провести различие между необходимыми вторичными биоэлементами и переменными вторичными биоэлементами .

Среди основных вторичных элементов, которые содержатся во всех живых существах, можно назвать кальций, калий, натрий и магний . Переменные вторичные биоэлементы, с другой стороны, появляются только в определенных организмах . В эту группу входят, например, медь, бром и фтор .

В соответствии с их обилием, наконец, биоэлементы можно разделить на основные биоэлементы (присутствующие на уровне более 0, 1% от общего веса организма), микроэлементы, содержащие микроэлементы (их доля составляет от 0, 1 до 0%)., 0001% от веса ) и сверхжировые биоэлементы (его присутствие составляет менее 0, 0001% от органического веса).

Читайте также: