Canlı orqanizmlərdə kimyəvi elementlərin bioloji rolu. "Kimyəvi elementlər və onların orqanizmdə bioloji rolu" mövzusunda biologiyadan təqdimat

İnsan bədənində 86 tapıldı kimyəvi elementlər, Kimyəvi Elementlərin Dövri Cədvəlinə daxil olan D.İ. Mendeleyev. Bu elementlər şərti olaraq dörd qrupa bölünür:

  • makroelementlər - karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O) və azot (N) daxil olmaqla hüceyrənin əsas hissəsini təşkil edən elementlər (quru çəkiyə görə təqribən 98-99%);
  • quru çəki əsasında hesablanan hüceyrədəki tərkibi təxminən 1,9% olan elementlər. Bunlar kalium (K), natrium (Na), kalsium (Ca), maqnezium (Mg), kükürd (S), fosfor (P), xlor (Cl) və dəmir (Fe);
  • hüceyrədəki tərkibi quru çəki əsasında hesablanan 0,01%-dən az olan elementlər mikroelementlərdir. Bunlar sink (Zn), mis (Cu), flüor (F), yod (I), kobalt (Co), molibden (Mo) və s.
  • hüceyrədəki tərkibi quru çəki əsasında hesablanan 0,00001%-dən az olan elementlər - ultramikroelementlər: qızıl (Au), uran (U), radium (Ra) və s.

Canlı orqanizmlərin hüceyrələrində kimyəvi elementlərin rolu

Canlı orqanizmi təşkil edən hər bir element müəyyən bir funksiyanı yerinə yetirmək üçün məsuliyyət daşıyır (Cədvəl 1).

Cədvəl 1. Canlı orqanizmlərin hüceyrələrində kimyəvi elementlərin rolu.

Kimyəvi element Tərkibində kimyəvi element olan maddələr Kimyəvi elementin iştirak etdiyi proseslər

Karbon, hidrogen, oksigen, azot

Zülallar, nuklein turşuları, lipidlər, karbohidratlar və digər üzvi maddələr

Sintez üzvi maddələr və bu üzvi maddələrin yerinə yetirdiyi bütün funksiyalar kompleksi

Kalium, natrium

Membranların funksiyasını təmin etmək, xüsusən də hüceyrə membranının elektrik potensialını saxlamaq, Na + /Ka + nasosunun işləməsi, sinir impulslarının, anion, kation və osmotik tarazlıqların keçirilməsi.

Qanın laxtalanması prosesində iştirak

Kalsium fosfat, kalsium karbonat

Sümük toxuması, diş minası, mollyuska qabıqları

Kalsium pektat

Bitkilərdə median lövhənin və hüceyrə divarının əmələ gəlməsi

Xlorofil

fotosintez

Disulfid körpülərinin əmələ gəlməsi hesabına məkan zülal strukturunun formalaşması

Nuklein turşuları, ATP

Sintez nuklein turşuları

Hüceyrə membranının elektrik potensialının saxlanılması, Na+/Ka+ nasosunun işləməsi, sinir impulslarının, anion, kation və osmotik tarazlıqların keçirilməsi.

Həzm fermentlərinin aktivləşdirilməsi mədə şirəsi

Hemoqlobin

Oksigen nəqli

Sitokromlar

Fotosintez və tənəffüs zamanı elektronların ötürülməsi

manqan

Dekarboksilazalar, dehidrogenazlar

Yağ turşularının oksidləşməsi, tənəffüs və fotosintez proseslərində iştirak

Hemosiyanin

Bəzi onurğasızlarda oksigen nəqli

tirozinaza

Melanin əmələ gəlməsi

Vitamin B 12

Qırmızı qan hüceyrələrinin əmələ gəlməsi

Alkoqol dehidrogenaz

Bitkilərdə anaerob tənəffüs

Karbonik anhidraz

Onurğalılarda CO 2 daşınması

Kalsium florid

Sümük toxuması, diş minası

Tiroksin

Bazal maddələr mübadiləsinin tənzimlənməsi

molibden

Nitrogenaz

Azot fiksasiyası

Hər hansı bir elementin çatışmazlığı xəstəliyə və hətta bədənin ölümünə səbəb ola bilər, çünki hər bir element müəyyən bir rol oynayır. Birinci qrupun makroelementləri biopolimerlərin - zülalların, karbohidratların, nuklein turşularının, həmçinin lipidlərin əsasını təşkil edir, onsuz həyat mümkün deyil. Kükürd bəzi zülalların, fosfor nuklein turşularının, dəmir hemoglobinin, maqnezium isə xlorofilin bir hissəsidir. Kalsium maddələr mübadiləsində mühüm rol oynayır

Hüceyrənin tərkibində olan bəzi kimyəvi elementlər qeyri-üzvi maddələrin - mineral duzların və suyun bir hissəsidir. Mineral duzlar hüceyrədə, bir qayda olaraq, kationlar (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) və anionlar (HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, CI -, HCO) şəklində olur. 3 -), hüceyrələrin həyatı üçün vacib olan mühitin turşuluğunu müəyyən edən nisbət, bir çox hüceyrələrin bir qədər qələvi mühiti və onun pH demək olar ki, dəyişmir, çünki kationların və anionların müəyyən nisbəti daim saxlanılır. o.

Su oynayır böyük rol V kimyəvi reaksiyalar hüceyrədə axır sulu məhlullar. Bədənin ehtiyacı olmayan metabolik məhsulları həll edir və bununla da onların bədəndən çıxarılmasına kömək edir. Hüceyrədəki suyun yüksək olması ona elastiklik verir. Su hüceyrə daxilində və ya hüceyrədən hüceyrəyə müxtəlif maddələrin hərəkətini asanlaşdırır.

Problemin həlli nümunələri

NÜMUNƏ 1

NÜMUNƏ 2

Məşq edin Hər hansı bir zəruri elementin olmaması hüceyrənin və orqanizmin həyatına necə təsir edəcək? Nümunələr verin.
Cavab verin Hər hansı bir mikroelementin çatışmazlığı bu mikroelementin daxil olduğu üzvi maddələrin sintezinin azalmasına səbəb olur. Nəticədə böyümə, maddələr mübadiləsi, çoxalma və s. proseslər pozulur. Məsələn, qidada yod çatışmazlığı orqanizmin fəaliyyətinin ümumi azalmasına və qalxanabənzər vəzinin - endemik zobun böyüməsinə səbəb olur. Borun olmaması bitkilərdə apikal qönçələrin ölümünə səbəb olur. Selenium çatışmazlığı insanlarda və heyvanlarda xərçəngə səbəb ola bilər.

IN müasir şərait Kimyanın tədrisində ən aktual problemlərdən biri fənn biliklərinin praktiki yönümünün təmin edilməsidir. Bu, öyrənilən nəzəri prinsiplərlə həyat təcrübəsi arasında sıx əlaqənin aydınlaşdırılması, kimyəvi biliklərin tətbiqi mahiyyətinin nümayiş etdirilməsi zərurəti deməkdir. Tələbələr kimya fənnini maraqla öyrənməyə başlayırlar. Şagirdlərin idrak marağını qorumaq üçün onları kimyəvi biliklərin səmərəliliyinə inandırmaq və tədris materialını mənimsəməyə şəxsi ehtiyacı formalaşdırmaq lazımdır.

Bu dərsin məqsədi: tələbələrin üfüqlərini genişləndirmək və fənni öyrənməyə idrak marağı artırmaq, təbiətin bilinməsi haqqında ideoloji anlayışlar formalaşdırmaq. Bu dərsin 8-ci sinifdə Dövri Cədvəlin kimyəvi elementlərini öyrəndikdən sonra, uşaqlarda onların müxtəlifliyi haqqında təsəvvür yarandıqda tədris edilməsi təklif olunur.

DƏRSLƏR zamanı

Müəllim:

Təbiətdə başqa heç nə yoxdur
Nə burada, nə də orada, kosmosun dərinliklərində:
Hər şey - kiçik qum dənələrindən tutmuş planetlərə qədər -
Vahid elementlərdən ibarətdir.
Formula kimi, iş qrafiki kimi,
Mendeleyev sisteminin strukturu sərtdir.
Ətrafınızda canlı dünya baş verir,
Onu daxil edin, nəfəs alın, əllərinizlə toxunun.

Dərs "Cədvəldə ən vacib olan kimdir?" teatrlaşdırılmış süjeti ilə başlayır. (santimetr. Əlavə 1).

Müəllim:İnsan orqanizmində təbiətdə olan 92 kimyəvi elementdən 81-i var. İnsan bədəni mürəkkəb bir kimyəvi laboratoriyadır. Təsəvvür etmək çətindir ki, bizim gündəlik rifahımız, əhvalımız və hətta iştahımız ondan asılı ola bilər. minerallar. Onlarsız vitaminlər faydasızdır, zülalların, yağların və karbohidratların sintezi və parçalanması mümkün deyil.

Şagirdlərin stollarında “Kimyəvi elementlərin bioloji rolu” cədvəlləri var (bax. Əlavə 2). Onu tanımaq üçün vaxt verilir. Müəllim və tələbələr suallar verməklə cədvəli təhlil edirlər.

Müəllim: Həyatın əsasını ilk üç dövrün altı elementi (H, C, N, O, P, S) təşkil edir, bunlar canlı maddənin kütləsinin 98%-ni təşkil edir (dövri cədvəlin qalan elementləri 2%-dən çox olmamalıdır.
Qida elementlərinin üç əsas xüsusiyyəti (H, C, N, O, P, S):

  • kiçik atom ölçüsü,
  • kiçik nisbi atom kütləsi,
  • güclü kovalent bağlar yaratmaq qabiliyyəti.

Şagirdlərə mətnlər verilir (bax Əlavə 3). Tapşırıq: mətni diqqətlə oxuyun; həyat üçün zəruri olan elementləri və canlı orqanizmlər üçün təhlükəli olan elementləri müəyyən etmək; onları Dövri Cədvəldə tapın və rolunu izah edin.
Tapşırığı yerinə yetirdikdən sonra bir neçə tələbə müxtəlif mətnləri təhlil edir.

Müəllim: Təbii mühitdəki analoq elementlər rəqabətə girir və canlı orqanizmlərdə bir-birini əvəz edə, onlara mənfi təsir göstərir.
Heyvanlarda və insanlarda natrium və kaliumun litium ilə əvəz edilməsi sinir sisteminin pozğunluqlarına səbəb olur, çünki bu vəziyyətdə hüceyrələr sinir impulslarını keçirmir. Belə pozuntular şizofreniyaya gətirib çıxarır.
Kaliumun bioloji rəqibi olan tallium onu ​​hüceyrə divarlarında əvəz edir və mərkəzi və periferik sinir sisteminə, mədə-bağırsaq traktına və böyrəklərə təsir göstərir.
Selenyum zülallarda kükürdün yerini tuta bilər. Bu yeganə elementdir ki, bitkilərdə yüksək səviyyədə olduqda, onları yeyən heyvanlarda və insanlarda qəfil ölümə səbəb ola bilər.
Torpaqda kalsium çatışmazlığı olduqda, orqanizm onu ​​stronsiumla əvəz edir, bu da tədricən skeletin normal quruluşunu pozur. Xüsusilə təhlükəli olan kalsiumun nüvə partlayışları zamanı (nüvə silahlarının sınaqları zamanı) və ya atom elektrik stansiyalarında qəzalar zamanı çox miqdarda toplanan stronsium-90 ilə əvəz edilməsidir. Bu radionuklid sümük iliyini məhv edir.
Kadmium sinklə rəqabət aparır. Bu element həzm fermentlərinin fəaliyyətini azaldır, qaraciyərdə qlikogen əmələ gəlməsi prosesini pozur, skelet deformasiyasına səbəb olur, sümük böyüməsini maneə törədir, həmçinin bel və ayaq əzələlərində şiddətli ağrılara və sümük kövrəkliyinə səbəb olur (məsələn, qabırğaların sınığı olduqda). öskürək). Digər mənfi nəticələr ağciyər və rektum xərçəngi, pankreas disfunksiyasıdır. Böyrəklərin zədələnməsi, qanda dəmir, kalsium və fosforun səviyyəsinin azalması. Bu element su və quru bitkilərində özünütəmizləmə proseslərini maneə törədir (məsələn, tütün yarpaqlarında kadmiumun 20-30 dəfə artması qeyd olunur).
Halogenlər bədəndə çox asanlıqla dəyişdirilə bilər. Ətraf mühitdə flüorun həddindən artıq olması (flüorlu su, alüminium istehsalı zavodunun ətrafındakı torpağın flüor birləşmələri ilə çirklənməsi və digər səbəblər) yodun insan orqanizminə daxil olmasına mane olur. Bu baxımdan, qalxanabənzər vəzinin və bütövlükdə endokrin sisteminin xəstəlikləri baş verir.

Tələbə mesajları əvvəlcədən hazırlanmışdır.

1-ci tələbə:

Orta əsr kimyagərləri qızılı kamillik, digər metalları isə yaradılış aktında səhv hesab etmiş və məlum olduğu kimi, bu səhvi aradan qaldırmaq üçün çox səy göstərmişlər. Qızılın tibbi praktikaya daxil edilməsi ideyası kimyanın məqsədinin bütün metalların qızıla çevrilməsi deyil, dərman preparatlarının hazırlanması olduğunu bəyan edən Paraselsə aid edilir. Qızıldan və onun birləşmələrindən hazırlanan dərmanlar bir çox xəstəliklərin müalicəsi üçün cəhd edilmişdir. Onlar cüzam, lupus və vərəmi müalicə etmək üçün istifadə olunurdu. Qızıla həssas olan insanlarda bu, qanın tərkibinin pozulmasına, böyrəklərdə, qaraciyərdə reaksiyaya səbəb ola bilər, əhval-ruhiyyəyə, dişlərin və saçların böyüməsinə təsir göstərə bilər. Qızıl sinir sisteminin fəaliyyətini təmin edir. Qarğıdalıda olur. Və qala qan damarları germaniumdan asılıdır. Tərkibində germanium olan yeganə qida məhsulu sarımsaqdır.

2-ci tələbə:

İnsan orqanizmində ən böyük miqdarda mis beyin və qaraciyərdə olur və təkcə bu hal onun həyatdakı əhəmiyyətini göstərir. Məlum olub ki, ağrı qanda və onurğa beyni mayesində misin konsentrasiyasını artırır. Suriya və Misirdə yeni doğulan uşaqlara raxit və epilepsiya xəstəliyinin qarşısını almaq üçün mis bilərziklər verilir.

3-cü tələbə:

ALÜMİNİYUM

Alüminium qablar kasıb adamın qabı adlanır, çünki bu metal qocalıq aterosklerozunun inkişafına kömək edir. Belə qablarda yemək bişirərkən alüminium qismən bədənə keçir və orada toplanır.

4-cü tələbə:

  • Almanın tərkibində hansı element var? (Dəmir.)
  • Bu nədir bioloji rolu? (Orqanizmdə 3 q dəmir var, onun 2 q-ı qanda olur. Dəmir hemoglobinin bir hissəsidir. Dəmirin qeyri-kafi olması baş ağrılarına və yorğunluğa səbəb olur.)

Sonra tələbələr laboratoriya təcrübəsi keçirirlər, məqsədi müəyyən metalların duzlarının zülala təsirini eksperimental olaraq sübut etməkdir. Onlar zülalı qələvi və mis sulfat məhlulları ilə qarışdıraraq bənövşəyi çöküntünün əmələ gəlməsini müşahidə edirlər. Onlar zülalın məhv edildiyi qənaətinə gəlirlər.

5-ci tələbə:

İnsan da təbiətdir.
O, həm də gün batımı və doğuşudur.
Və orada dörd fəsil var.
Və bunda xüsusi bir musiqi üsulu var.

xüsusi müqəddəslik rənglər,
Bəzən qəddar, bəzən mehriban atəşlə.
Kişi qışdır. Ya da yay.
Ya da payız. İldırım və yağışla.

İçində hər şey var idi - millər və zaman.
Və o, atom fırtınalarından kor oldu.
İnsan həm torpaqdır, həm də toxumdur.
Və tarlanın ortasında bir alaq. Və çörək.

Və orada hava necədir?
Onda nə qədər tənhalıq var? Görüşlər?
İnsan da təbiətdir...
Beləliklə, təbiəti qoruyaq!

(S. Ostrovoy)

Dərsdə əldə edilmiş bilikləri möhkəmləndirmək üçün “Təbəssüm” testi keçirilir (bax. Əlavə 4).
Sonra sizdən “Kimyəvi Kaleydoskop” krossvordunu doldurmağınız xahiş olunur (bax. Əlavə 5).
Müəllim ən fəal şagirdləri qeyd edərək dərsə yekun vurur.

6-cı tələbə:

Dəyiş, dəyiş!
Zəng çalır.
Nəhayət bitdi
Narahat dərs!

Kükürdü pigtail ilə çəkmək,
Maqnezium keçdi.
Sinifdəki yod buxarlandı,
Sanki heç orada olmamışam.

Flüor təsadüfən suyu yandırdı,
Xlor başqasının kitabını yedi.
Karbon birdən hidrogenlə
Görünməz olmağı bacardı.

Kalium və brom küncdə mübarizə aparır:
Onlar elektronu paylaşmayacaqlar.
Oksigen meşədə yaramaz oğlandır
At belində çaparaq ötüb keçdi.

İstifadə olunmuş Kitablar:

  1. O.V. Baydalina Kimyəvi biliklərin tətbiqi aspekti üzrə. “Məktəbdə kimya” No5, 2005
  2. Kimya və ekologiya məktəb kursunda. “Birinci sentyabr” № 14, 2005-ci il
  3. I. N. Pimenov, A. V. Pimenov“Ümumi biologiyadan mühazirələr”, dərslik, Saratov, ASC “Lisey” nəşriyyatı, 2003
  4. Ayədə kimya haqqında, Cədvəldə ən vacib olan kimdir? “Birinci sentyabr”, No15, 2005-ci il
  5. İnsan orqanizmində metallar.“Məktəbdə kimya”, No6, 2005.
  6. Krossvord “Kimyəvi Kaleydoskop”. “Birinci sentyabr”, No 1 4, 2005-ci il
  7. "Mən kimya dərsinə gedirəm." Müəllimlər üçün kitab. M. “Birinci sentyabr”, 2002, səh.12.

1. Anlayışların təriflərini verin.
Element- dövri cədvəldəki seriya (atom) nömrəsi ilə üst-üstə düşən eyni nüvə yükü və proton sayına malik atomlar toplusu.
Mikroelement - bədəndə çox aşağı konsentrasiyalarda olan bir element.
Makronutrient - bədəndə yüksək konsentrasiyalarda olan bir element.
Bioelement- hüceyrənin həyatında iştirak edən və biomolekulların əsasını təşkil edən kimyəvi element.
Hüceyrənin elementar tərkibi - hüceyrədəki kimyəvi elementlərin faizi.

2. Canlı və cansız təbiətin ümumiliyinin sübutlarından biri nədir?
Kimyəvi tərkibin vəhdəti. Yalnız cansız təbiətə xas olan elementlər yoxdur.

3. Cədvəli doldurun.

HÜCEYANIN ELEMENTAL TƏRKİBİ

4. Molekulları üç, dörd və beş makroelementdən ibarət olan üzvi maddələrə nümunələr göstərin.
3 element: karbohidratlar və lipidlər.
4 element: zülallar.
5 element: nuklein turşuları, zülallar.

5. Cədvəli doldurun.

ELEMENTLƏRİN BİOLOJİ ROLU

6. § 2.2-də “Rol” bölməsini öyrənin xarici amillər canlı təbiətin kimyəvi tərkibinin formalaşmasında” sualına cavab verin: “Biokimyəvi endemiklər nədir və onların yaranmasının səbəbləri nədir?”.
Biokimyəvi endemiklər bitkilərin, heyvanların və insanların müəyyən ərazidə hər hansı elementin kəskin çatışmazlığı və ya artıqlığı nəticəsində yaranan xəstəlikləridir.

7. Mikroelementlərin çatışmazlığı ilə bağlı hansı xəstəlikləri bilirsiniz?
Yod çatışmazlığı - endemik guatr. Tiroksin sintezinin azalması və nəticədə tiroid toxumasının proliferasiyası.
Dəmir çatışmazlığı - dəmir çatışmazlığı anemiyası.

8. Kimyəvi elementlərin makro, mikro və ultra-mikroelementlərə hansı əsaslarla bölündüyünü xatırlayın. Kimyəvi elementlərin öz alternativ təsnifatını təklif edin (məsələn, canlı hüceyrədəki funksiyalara görə).
Mikro-, makro- və ultra-mikroelementlər hüceyrədəki faiz nisbətinə görə bölünür. Bundan əlavə, elementləri fəaliyyətləri tənzimləyən funksiyalara görə təsnif etmək mümkündür müəyyən sistemlər orqanlar: sinir, əzələ, qan dövranı və ürək-damar, həzm və s.

9. Düzgün cavabı seçin.
Test 1.
Hansı kimyəvi elementlər ən çox üzvi maddələr əmələ gətirir?
2) C, O, H, N;

Test 2.
Makroelementlərə şamil edilmir:
4) manqan.

Test 3.
Canlı orqanizmlərin azota ehtiyacı var, çünki o:
1) zülalların və nuklein turşularının tərkib hissəsi; 10. Biri istisna olmaqla, aşağıdakı elementlərin hamısının bir qrupda birləşdirildiyi xarakteristikanı müəyyənləşdirin. Bu "əlavə" elementi vurğulayın.
Oksigen, hidrogen, kükürd, dəmir, karbon, fosfor, azot. Yalnız DNT ehtiva edir. Qalanların hamısı zülallardadır.

11. Mənşəyi izah edin və ümumi məna sözlər (terminlər), onları təşkil edən köklərin mənası əsasında.


12. Termin seçin və onun necə olduğunu izah edin müasir məna onun köklərinin ilkin mənasına uyğun gəlir.
Seçilmiş termin- orqanogen.
Yazışmalar: termin, prinsipcə, ilkin mənasına uyğundur, lakin bu gün daha çox var dəqiq tərif. Əvvəllər məna belə idi ki, elementlər yalnız toxumaların və orqan hüceyrələrinin qurulmasında iştirak edirdi. İndi bioloji olaraq aydın olur mühüm elementlər hüceyrələrdə kimyəvi molekullar əmələ gətirir və s., həm də hüceyrələrdə, toxumalarda və orqanlarda gedən bütün prosesləri tənzimləyir. Onlar hormonların, vitaminlərin, fermentlərin və digər biomolekulların bir hissəsidir.

13. § 2.2-nin əsas fikirlərini tərtib edin və yazın.
Hüceyrənin elementar tərkibi hüceyrədəki kimyəvi elementlərin faizidir. Hüceyrə elementləri adətən özlərinə görə təsnif edilir faiz, mikro, makro və ultramikroelementlər üçün. Hüceyrənin həyatında iştirak edən, biomolekulların əsasını təşkil edən elementlərə bioelementlər deyilir.
Makroelementlərə aşağıdakılar daxildir: C N H O. Onlar hamısının əsas komponentləridir üzvi birləşmələr qəfəsdə. Bundan əlavə, P S K Ca Na Fe Cl Mg - bütün ən vacib biomolekulların bir hissəsidir. Onlar olmadan bədən fəaliyyət göstərə bilməz. Onların çatışmazlığı ölümlə nəticələnir.
Mikroelementlər üçün: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni I Se Br F B və s. Onlar həmçinin orqanizmin normal fəaliyyəti üçün lazımdır, lakin o qədər də kritik deyil. Onların çatışmazlığı xəstəliyə səbəb olur. Onlar bioloji aktiv birləşmələrin bir hissəsidir və maddələr mübadiləsinə təsir göstərir.
Ultramikroelementlər var: Au Ag Be və s. Fizioloji rolu qəti şəkildə müəyyən edilməmişdir. Lakin onlar hüceyrə üçün vacibdir.
"Biokimyəvi endemiklər" anlayışı var - müəyyən bir ərazidə hər hansı bir elementin kəskin çatışmazlığı və ya çox olması nəticəsində yaranan bitki, heyvan və insan xəstəlikləri. Məsələn, endemik zob (yod çatışmazlığı).
Pəhriz səbəbiylə bir elementin çatışmazlığı varsa, xəstəlik və ya xəstəlik də baş verə bilər. Məsələn, dəmir çatışmazlığı ilə - anemiya. Kalsium çatışmazlığı ilə - tez-tez qırıqlar, saç tökülməsi, dişlərin tökülməsi, əzələ ağrısı.

Minerallar (minerallar)- təxminən homojen olan təbii maddələr kimyəvi birləşməfiziki xassələri, süxurlara, filizlərə, meteoritlərə daxildir (latınca minera - filiz).

Minerallar, zülallar, yağlar, karbohidratlar və vitaminlərlə birlikdə canlı toxumaların strukturlarının qurulması və biokimyəvi və fizioloji proseslər, orqanizmin həyati fəaliyyətinin əsasını təşkil edən. Minerallar bədənin ən vacib metabolik proseslərində iştirak edir: su-duz və turşu-əsas. Bədəndə bir çox fermentativ proseslər müəyyən mineralların iştirakı olmadan mümkün deyil.

İnsan orqanizmi bu elementləri ətraf mühitdən, qidadan və sudan alır.

Bədəndəki müəyyən bir kimyəvi elementin kəmiyyət tərkibi onun tərkibindəki tərkibi ilə müəyyən edilir xarici mühit, həmçinin elementin özünün xassələri, onun birləşmələrinin həll olunma qabiliyyəti nəzərə alınmaqla.

Birinci elmi əsasölkəmizdə mikroelementlər doktrinası V.İ.Vernadski (1960) tərəfindən əsaslandırılmışdır. Fundamental tədqiqatlar A.P. Vinoqradov (1957) - biogeokimyəvi vilayətlər və onların insan və heyvanların endemik xəstəliklərinin yaranmasında rolu doktrinasının banisi və V.V. Kovalski (1974) - geokimyəvi ekologiyanın və kimyəvi elementlərin biocoğrafiyasının banisi.

Hazırda 92 təbii elementdən insan orqanizmində 81 kimyəvi elementə rast gəlinir.

Kütləvi olaraq minerallar insan bədəninin əhəmiyyətli bir hissəsini təşkil edir (orta hesabla bədəndə təxminən 3 kq kül var). Sümüklərdə minerallar kristallar şəklində mövcuddur yumşaq toxumalar- əsasən zülallarla birlikdə həqiqi və ya kolloid məhlul şəklində. Aydınlıq üçün aşağıdakı nümunəni verə bilərik: yetkin insanın orqanizmində təxminən 1 kq kalsium, 0,5 kq fosfor, 150 q kalium, natrium və xlor, 25 q maqnezium, 4 q dəmir var.

  • Kimyəvi elementlərin təsnifatı
    • Kimyəvi elementlərin bioloji əhəmiyyətinə görə təsnifatı. Bütün kimyəvi elementləri qruplara bölmək olar:
      • 12 struktur elementi karbon, oksigen, hidrogen, azot, kalsium, maqnezium, natrium, kalium, kükürd, fosfor, flüor və xlordur.
      • 15 əsas (həyati) element - dəmir, yod, mis, sink, kobalt, xrom, molibden, nikel, vanadium, selen, manqan, arsen, flüor, silikon, litium.
      • 2 şərti zəruri element - bor və brom.
      • 4 element ciddi "zərurət üçün namizədlər"dir - kadmium, qurğuşun, alüminium və rubidium.
      • Qalan 48 element bədən üçün daha az əhəmiyyət kəsb edir.
    • Kimyəvi elementlərin insan orqanizmindəki tərkibinin kəmiyyətcə qiymətləndirilməsi əsasında təsnifatı Ənənəvi olaraq bütün mineral maddələr insan orqanizmindəki tərkibinə görə iki qrupa bölünür.
      • Makroelementlər.
      • Mikroelementlər.

        Bədəndə iz elementlərinin konsentrasiyası azdır. Bədəndə milliqram və ya mikroqramla ölçülən miqdarlar var. Mikroelementlər, laboratoriya heyvanları və insanlar üçün təxmin edilən pəhriz tələbinin adətən 1 mkq/q-dan az və çox vaxt 50 ng/q-dan az olduğu minerallardır.

        Az ehtiyac olmasına baxmayaraq, bu elementlər kofermentlər (biokimyəvi proseslərin aktivatorları və katalizatorları) kimi ferment sistemlərinin bir hissəsidir. Mikroelementlər qrupuna daxildir: sink, yod, flüor, silisium, xrom, mis, manqan, kobalt, molibden, nikel, bor, brom, arsen, qurğuşun, qalay, litium, kadmium, vanadium və digər maddələr.

  • Mineralların insan orqanizminə təsiri.

    Mineralların zülallar, yağlar və karbohidratlar kimi enerji dəyəri yoxdur. Halbuki onlarsız insan həyatı mümkün deyil. Əsas çatışmazlığı ilə eyni qida maddələri və ya vitaminlər, insan orqanizmində mineralların çatışmazlığı olduqda, xarakterik xəstəliklərə səbəb olan spesifik pozğunluqlar yaranır.

    Mikroelementlər və vitaminlər müəyyən mənada onlardan daha vacibdir qida maddələri, çünki onlar olmadan sonuncu bədən tərəfindən düzgün şəkildə sorulmayacaq.

    Minerallar sümüklərin, əzələlərin, əzələlərin intensiv böyüməsi dövründə uşaqlar üçün xüsusilə vacibdir. daxili orqanlar. Təbii ki, hamilə qadınlar və süd verən analar mineral maddələrin qəbulunu artırmalıdırlar. Yaşla minerallara ehtiyac azalır.

    • Mineralların çatışmazlığı və həddindən artıq qəbulu

      Mikro və makroelementlərin heyvanların və insanların həyat fəaliyyətinə təsiri tibbi məqsədlər üçün fəal şəkildə öyrənilir. Hər hansı bir patoloji, bioloji orqanizmin sağlamlığında hər hansı bir sapma ya həyati (vacib) elementlərin çatışmazlığı, ya da həm əsas, həm də zəhərli mikroelementlərin artıqlığı ilə müşayiət olunur. Makro və mikroelementlərin bu balanssızlığı birləşdirici "mikroelementoz" adını aldı.

      1970-ci illərdən bəri mikronutrient çatışmazlığının bir sıra xroniki xəstəliklərin əhəmiyyətli bir səbəbi olduğuna dair bir çox spekulyativ iddialar var. Bir çox hallarda bu ifadə eksperimental olaraq təsdiq edilmişdir, lakin bu gün bəzi elm adamları hesab edirlər ki, müəyyən bir mikroelementin qeyri-kafi qəbulu yalnız orqanizm bu mikroelementə ehtiyacı artıran stressə məruz qaldıqda əhəmiyyətlidir.

      Kimyəvi maddələr insan orqanizmi üçün əhəmiyyətinə və zərurətinə baxmayaraq, mövcud formalarının konsentrasiyası müəyyən həddi aşdıqda bitkilərə, heyvanlara və insanlara da mənfi təsir göstərə bilər. Kadmium, qalay, qurğuşun və rubidium şərti olaraq zəruri hesab olunur, çünki onlar bitki və heyvanlar üçün az əhəmiyyət kəsb edir və nisbətən aşağı konsentrasiyalarda belə insan sağlamlığı üçün təhlükəlidirlər. Bəzi iz elementlərinin bioloji rolu hazırda kifayət qədər öyrənilməmişdir.

      Mineral kompleksləri istehlak edərkən bəzi ehtiyat tədbirlərini xatırlamaq lazımdır (məsələn, dərmanlar, və bioloji aktiv qida əlavələri).

      Bir mineralın həddindən artıq dozası funksional pozğunluğa və digər mineralın ifrazının artmasına səbəb ola bilər. İstənməyən olması da mümkündür yan təsirlər. Məsələn, artıq sink xolesterin tərkibli yüksək sıxlıqlı lipidlərin ("yaxşı" xolesterin) səviyyəsinin azalmasına gətirib çıxarır.

      Həddindən artıq kalsium fosfor çatışmazlığına səbəb ola bilər və əksinə.

      Həddindən artıq molibden mis tərkibini azaldır.

      Bəzi iz elementləri (selen, xrom, mis) həddindən artıq dozada zəhərlidir. Bu xüsusilə bir çox metalların duzlarına aiddir.

      Mineralları istehlak edərkən, tibbi tövsiyələrə ciddi şəkildə riayət etməlisiniz.

    • Ağır metalların insan orqanizminə təsiri

      IN son illər ağır metalların insan orqanizminə təsirini ayırd edin. Ağır metallar nisbi atom kütləsi 40-dan çox olan kimyəvi elementlər qrupudur.

      Ədəbiyyatda "ağır metallar" termininin meydana çıxması müəyyən metalların toksikliyinin və onların canlı orqanizmlər üçün təhlükəsinin təzahürü ilə əlaqələndirilirdi.

      Bununla belə, “ağır” qrupa bəzi mikroelementlər, həyati zərurət və geniş diapazon bioloji təsiri təkzibedilməz şəkildə sübut edilmişdir.

      "Ağır" metallar qurğuşun, kadmium, sink, mis, nikel, xromdur.

      Son illərdə əksər "ağır" metalların mühüm bioloji rolu getdikcə daha çox təsdiqlənir. Çoxsaylı tədqiqatlar müəyyən etmişdir ki, metalların təsiri çox müxtəlifdir və onların ətraf mühitdəki məzmunundan və mikroorqanizmlərin, bitkilərin, heyvanların və insanların onlara olan ehtiyac dərəcəsindən asılıdır.

      "Ağır" metalların canlı orqanizmlərə təsiri çox müxtəlifdir. Bu, birincisi, metalların kimyəvi xüsusiyyətləri, ikincisi, orqanizmlərin onlara münasibəti və üçüncüsü, ətraf mühit şəraiti ilə bağlıdır.

      Artıq dünyanın bir çox bölgələrində mühit kimyəvi baxımdan getdikcə daha çox “aqressiv” olur. Son onilliklərdə biogeokimyəvi tədqiqatların əsas obyektləri sənaye şəhərlərinin əraziləri və onlara bitişik torpaqlar olmuşdur, xüsusən də kənd təsərrüfatı bitkiləri onlarda becərilir və sonra qida üçün istifadə olunur.

Tədqiq olunan kimyəvi elementlərin bioloji rolu, onların insan orqanizmindəki maddələr mübadiləsi, gündəlik istehlak normaları, qida məhsullarında kimyəvi maddələrin tərkibi haqqında müasir elmi məlumatlar hər bir kimyəvi elementi təsvir edən ayrıca məqalələrdə verilmişdir. Məqalələrdə, həmçinin bu kimyəvi maddələrin kifayət qədər istehlakı ilə inkişaf edən çatışmazlıq şərtləri, həmçinin qida maddələrinin həddindən artıq istehlakına bədənin reaksiyası haqqında məlumatlar təqdim olunur.

  • Makronutrientlər
    • Duz
  • Mikroelementlər