Что такое минеральные вещества в биологии 5 класс кратко

Обновлено: 30.06.2024

Роль минеральных веществ в питании человека исключительно велика. Минеральные вещества входят в состав всех клеток, тканей, костей; они поддерживают кислотно-щелочное равновесие в организме и оказывают большое влияние на обмен веществ.

Минеральные вещества в зависимости от их содержания в продуктах или организме человека условно подразделяют на макроэлементы и микроэлементы.

К макроэлементам относят натрий, калий, кальций, магний, хлор, кремний, серу, железо и др.

Натрий (Na) и хлор (С1) содержатся в пище в недостаточном количестве, поэтому данные компоненты добавляют к ней в виде поваренной соли (NaCl). Натрий играет большую роль в обмене веществ, поддерживает определенную реакцию крови и величину осмотического давления в тканях.

Высоким содержанием натрия характеризуются сыры, яйца, икра. Натрий поддерживает кислотно-щелочное равновесие. Хлор необходим для образования соляной кислоты, входящей в состав желудочного сока. Хлор поступает в организм за счет поваренной соли, добавляемой в пищу.

Калий (К) регулирует содержание воды в тканях, улучшает работу сердца. Калий, кроме того, положительно влияет на кровообращение, сердечно-сосудистую деятельность. Питание преимущественно растительной пищей повышает количество калий в крови, при этом увеличивается мочеотделение и выведение солей натрия. Много калия в баклажанах, кабачках, томатах, капусте, а также в кураге, черносливе и изюме, горохе, фасоли, мясе, молоке.

Кальций (Са) входит в состав костей и зубов человека. От его содержания в пище зависит нормальная деятельность нервной системы, сердца, рост, он повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям. Наибольшее количество солей кальция содержится в молоке и молочных продуктах, богаты кальцием желток яиц, хлеб, овощи, бобовые, салат, щавель. Организму человека требуется в сутки 0,7—0,8 г Са. Недостаток кальция вызывает рахит.

Магний (Mg) способствует снижению холестерина в плазме крови, обладает сосудорасширяющим свойством, оказывает влияние на нервную систему. Недостаток магния ведет к прекращению роста, нервной сверхвозбудимости, заболеванию кожи, выпадению волос. Наиболее богаты магнием горох, овсяная крупа, ржаной хлеб.

Сера (S) содержится в крупах, хлебе, мясе, яйцах, сыре, рыбе. Сера входит в состав некоторых аминокислот, витамина В₁, гормона инсулина.

Железо (Fe) входит в состав гемоглобина, а также ряда ферментов. Недостаток железа вызывает упадок сил, малокровие. Большое количество железа содержится в мясе, печени, мозгах, гречневой и овсяной крупах, яичном желтке, много железа в ягодах. Железо, содержащееся в ягодах и плодах, усваивается особенно хорошо, так как содержит витамин С, способствующий его усвоению.

Фосфор (Р) также входит в состав костей и зубов человека в сочетании с кальцием. Кроме того, он содержится в нервных тканях, а также участвует в процессе усвоения углеводов, белков и жиров. Наиболее богаты фосфором рыба, овощи, грибы, сыр, мясо, ржаной хлеб, яйца, орехи, картофель, крупы, молочные продукты.

К микроэлементам относятся вещества, содержание которых в продуктах ничтожно мало — это йод, цинк, медь, фтор, бром, марганец и др. Несмотря на малое содержание, микроэлементы исключительно важны для питания человека.

Йод необходим для нормальной деятельности щитовидной железы. Много йода в морепродуктах, грецких орехах, салате, шпинате.

Марганец (М n ) участвует в процессе формирования костей, образования гемоглобина крови, способствует росту организма. Много марганца в листовых овощах, крупах, хлебе, плодах.

Медь (С u ) и кобальт (Со) участвуют в кроветворении. Они содержатся в небольшом количестве в говяжьей печени, рыбе, свекле.

Фтор (F) необходим для формирования костей и зубов. Находится он в молоке и мясе, но в наибольшем количестве в хлебе из муки простого помола.

Цинк (Zn) входит в состав всех тканей, влияет на функцию поджелудочной железы и жировой обмен, способствует нормальному росту молодого организма. Цинк содержится в печени животных, говядине, яйцах, репчатом луке и пр. Цинк также может привести к отравлению организма.

Потребности человека в микроэлементах выражаются в миллиграммах или долями миллиграмма, но их отсутствие или недостаток в питании приводит к серьезным осложнениям.

Некоторые микроэлементы, поступающие в организм в дозах, превышающих норму, могут вызвать отравления. Стандартами не допускается содержание в продуктах свинца, мышьяка, количество олова и меди строго ограничивается.

О количестве минеральных веществ продукта судят по количеству золы, оставшейся после полного его сжигания. Зольность является показателем качества некоторых пищевых продуктов, например муки.

Сведения о важнейших минералах приведены в табл.

Важнейшие минералы, их значение и источники

Улучшает работу сердца, поддерживает водно-солевой баланс

Авокадо, свежие и сухие фрукты, орехи, бананы, бобовые, картофель

Вместе с калием регулирует баланс жидкости в организме, играет большую роль в обмене веществ

Поваренная соль, экстракт дрожжей

Является важной составляющей ткани и зубов, значительную роль играет в процессе свертывания крови и передаче нервных импульсов

Молоко, моллюски, желток яйца, зелень, кукуруза

Формирует структуру костей и зубов, играет важную роль в сокращении мышц и работе нервной системы. Необходим для синтеза энергии в клетках

Молочные продукты, мясо, рыба, домашняя птица, орехи, семечки, крупы неочищенные

Важная составляющая гемоглобина. Недостаток приводит к развитию железодефицитной анемии

Сухой чернослив, фасоль, говяжья печень, гречка, орехи, желток яйца, зелень

Требуется для нормального функционирования мышц и нервов, участвует в формировании костей и зубов

Бобовые, орехи, сушеный инжир, зеленые листовые овощи

Необходим щитовидной железе для выработки гормонов, влияющих на:

— развитие и работу клеток мозга;

— правильное развитие и вынашивание плода во время беременности

Иодированная соль, морепродукты, жир из печени трески

Участвует в синтезе гемоглобина, необходим для роста костей и формирования соединительной ткани, входит в состав ферментов, нейтрализующих свободные радикалы, входит в состав фермента, необходимого для образования кожного пигмента

Яйца, бобовые, свекла, рыба, шпинат, спаржа, моллюски, раки, орехи, семечки, грибы, какао

Составляющая многих гормонов и витаминов

Говядина, баранина, печень, рыба, яйцо, сыр, бобовые

Необходим для образования инсулина, улучшает память, влияет на концентрацию внимания. Необходим для роста волос, ногтей и организма в целом, для заживления ран, важен для поддержания иммунитета

Устрицы, морская рыба, мясо индейки, говядина, печень, морковь, горох, отруби, овсяная мука, арахис, семечки подсолнуха

Необходим для образования красных кровяных телец

Необходим для воспроизведения здорового потомства, играет важную роль в образовании грудного молока

Химический элемент – это атомы одного и того же вида.

Органические вещества – это вещества, которые входят в состав живых организмов и образуются только при их участии.

Неорганические вещества – это вещества, которые входят в состав неживой природы и могут образовываться без участия живых организмов.

Обязательная и дополнительная литература по теме

Биология. 5–6 классы. Пасечник В. В., Суматохин С. В., Калинова Г. С. и др. / Под ред. Пасечника В. В. М.: Просвещение, 2019
Биология. 6 класс. Теремов А. В., Славина Н. В. М.: Бином, 2019.
Биология. 5 класс. Мансурова С. Е., Рохлов В. С., Мишняева Е. Ю. М.: Бином, 2019.
Биология. 5 класс. Суматохин С. В., Радионов В. Н. М.: Бином, 2014.
Биология. 6 класс. Беркинблит М. Б., Глаголев С. М., Малеева Ю. В., Чуб В. В. М.: Бином, 2014.
Биология. 6 класс. Трайтак Д. И., Трайтак Н. Д. М.: Мнемозина, 2012.
Биология. 6 класс. Ловягин С. Н., Вахрушев А. А., Раутиан А. С. М.: Баласс, 2013.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Сейчас на Земле известно более ста химических элементов. Из их атомов состоят все вещества, встречающиеся на Земле. 80 химических элементов обнаружены в составе живых организмов. При этом четыре из них – углерод, водород, азот и кислород составляют около 98 % массы любого организма. Остальные химические элементы встречаются в живых организмах в малых количествах.

Клетки всех живых организмов состоят из одних и тех же химических элементов. Эти же элементы входят и в состав объектов неживой природы. Сходство состава указывает на общность живой и неживой природы.

На этом уроке вы узнаете, из каких химических элементов состоят клетки живых организмов, и какие изменения претерпевают эти химические соединения по мере роста и развития клеток.

В клетках живых организмов больше всего содержится таких химических элементов, как углерод, водород, кислород и азот. Вместе они составляют до 98 % массы клетки. Около 2 % массы клетки приходится на восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы содержатся в клетках в очень малых количествах.

Химические элементы, соединяясь между собой, образуют неорганические (вода и минеральные соли) и органические (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и др.) вещества.

Значение каждого из веществ, содержащегося в клетке уникально. Вода придаёт клетке упругость, определяет её форму, участвует в обмене веществ. Неорганические вещества используются для синтеза органических молекул. При недостатке минеральных веществ важнейшие процессы жизнедеятельности клеток нарушаются. Углеводы придают прочность клеточным оболочкам, а также служат запасающими веществами. Белки входят в состав разнообразных клеточных структур, регулируют процессы жизнедеятельности и тоже могут запасаться в клетках. Жиры откладываются в клетках. При расщеплении жиров освобождается необходимая живым организмам энергия. Нуклеиновые кислоты играют ведающую роль в сохранении наследственной информации.

Клетка – это миниатюрная природная лаборатория, в которой синтезируются и претерпевают изменения различные химические соединения. Сходство химического состава клеток разных организмов доказывает единство живой природы.

Минеральные вещества, как и витамины, являются незаменимыми питательными веществами и, хотя они и не являются источником энергии, должны поступать в организм с пищей и водой в определенных количествах.

В зависимости от того, как много минеральных веществ содержится в организме и насколько велики объемы этих веществ в обменных процессах, они подразделяются на макро- и микроэлементы. Макроэлементы, как и микронутриенты (белки, жиры), являются структурными элементами тканей, обеспечивают кислотно-щелочное равновесие внутренних сред организма, регулируют водно-солевой обмен. Микроэлементы играют специфическую биологическую роль в ферментативных реакциях, участвуют в генной и метаболической регуляции.

Дисбаланс минеральных веществ обычно возникает по следующим причинам:

1. Существенное сокращение (или избыток) их поступления с пищей.

2. Врожденные генетические нарушения систем всасывания и метаболизма минеральных веществ.

3. Отдельные заболевания, ведущие к изменению усвояемости, депонирования в организме, выделения минеральных веществ.

4. Повышенное поступление из внешней среды в результате загрязнения (отравления).

Нормы физиологической потребности установлены для 14 минеральных компонентов пищи. Для оптимального обеспечения здорового человека всеми необходимыми минеральными веществами необходимо разнообразно и полноценно питаться, включая все группы продуктов в свой рацион или дополнять его приемом биологически-активных добавок (после консультации со специалистом).

Для нормальной жизнедеятельности организмов требуются минеральные соли. В клетке они находятся в твёрдом или в растворённом виде. Растворённые соли диссоциированы на ионы. Наиболее важными являются катионы металлов: калия K + , натрия Na + , кальция Ca 2 + , магния Mg 2 + , и анионы: Cl − , H 2 PO 4 − , HPO 4 2 − , HCO 3 − , CO 3 2 − .

Роль минеральных солей в клетке разная. Так, ионы калия и натрия обеспечивают возбудимость клеток. Внутри клетки больше ионов K + , а снаружи всегда больше содержание Na + , что приводит к возникновению разности потенциалов на клеточной мембране, обеспечивает раздражимость клеток и передачу возбуждения по нервам или мышцам. Перенос ионов через мембрану клетки осуществляется натрий-калиевым насосом и происходит с затратами АТФ (активный транспорт).

Ионы кальция участвуют в регуляции мышечных сокращений, необходимы для процесса свёртывания крови. Твёрдые соли кальция входят в состав костной ткани, содержатся в раковинах моллюсков и панцирях ракообразных.

Катионы многих металлов (магния, кальция, железа, меди, кобальта, цинка, марганца и др.) необходимы для синтеза некоторых ферментов, гормонов и витаминов.

Анионы фосфорной и угольной кислот образуют буферные системы, поддерживающие на постоянном уровне содержание ионов водорода в клетке (рН среды). Анионы HPO 4 2 − и H 2 PO 4 − (фосфатная буферная система) обеспечивают рН цитоплазмы клеток в пределах \(6,9\)–\(7,4\). Анионы H CO 3 − и CO 3 2 − (бикарбонатная буферная система) поддерживают значение рН плазмы крови \(7,4\).

Фосфаты входят в состав костной и зубной ткани. Хлорид-ионы необходимы для образования соляной кислоты, содержащейся в желудочном соке, а сульфат ионы — для синтеза некоторых аминокислот.

Недостаток минеральных солей приводит к нарушению процессов обмена веществ и негативно сказывается на жизнедеятельности клетки.

Читайте также: