86 που βρέθηκαν στο ανθρώπινο σώμα χημικά στοιχεία, που περιλαμβάνεται στον Περιοδικό Πίνακα Χημικών Στοιχείων Δ.Ι. Μεντελέεφ. Αυτά τα στοιχεία χωρίζονται συμβατικά σε τέσσερις ομάδες:

• μακροστοιχεία - στοιχεία που αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος του κυττάρου (περίπου 98-99% όσον αφορά το ξηρό βάρος), συμπεριλαμβανομένου του άνθρακα (C), του υδρογόνου (Η), του οξυγόνου (Ο) και του αζώτου (Ν).
• στοιχεία, η περιεκτικότητα των οποίων στο κελί, υπολογισμένη με βάση το ξηρό βάρος, είναι περίπου 1,9%. Αυτά είναι το κάλιο (K), το νάτριο (Na), το ασβέστιο (Ca), το μαγνήσιο (Mg), το θείο (S), ο φώσφορος (P), το χλώριο (Cl) και ο σίδηρος (Fe).
• Τα στοιχεία των οποίων η περιεκτικότητα σε μια κυψέλη, υπολογιζόμενη σε ξηρό βάρος, είναι μικρότερη από 0,01% είναι μικροστοιχεία. Αυτά είναι ο ψευδάργυρος (Zn), ο χαλκός (Cu), το φθόριο (F), το ιώδιο (I), το κοβάλτιο (Co), το μολυβδαίνιο (Mo) κ.λπ.
• στοιχεία των οποίων η περιεκτικότητα σε μια κυψέλη, υπολογισμένη με βάση το ξηρό βάρος, είναι μικρότερη από 0,00001% - υπερμικροστοιχεία: χρυσός (Au), ουράνιο (U), ράδιο (Ra) κ.λπ.

Ο ρόλος των χημικών στοιχείων στα κύτταρα των ζωντανών οργανισμών

Κάθε στοιχείο που συνθέτει έναν ζωντανό οργανισμό είναι υπεύθυνο για την εκτέλεση μιας συγκεκριμένης λειτουργίας (Πίνακας 1).

Πίνακας 1. Ο ρόλος των χημικών στοιχείων στα κύτταρα των ζωντανών οργανισμών.

Η ανεπάρκεια οποιουδήποτε στοιχείου μπορεί να οδηγήσει σε ασθένεια, ακόμη και θάνατο του σώματος, αφού κάθε στοιχείο παίζει έναν συγκεκριμένο ρόλο. Τα μακροστοιχεία της πρώτης ομάδας αποτελούν τη βάση των βιοπολυμερών - πρωτεϊνών, υδατανθράκων, νουκλεϊκών οξέων, καθώς και λιπιδίων, χωρίς τα οποία η ζωή είναι αδύνατη. Το θείο είναι μέρος ορισμένων πρωτεϊνών, ο φώσφορος είναι μέρος των νουκλεϊκών οξέων, ο σίδηρος είναι μέρος της αιμοσφαιρίνης και το μαγνήσιο είναι μέρος της χλωροφύλλης. Το ασβέστιο παίζει σημαντικό ρόλο στο μεταβολισμό

Μερικά από τα χημικά στοιχεία που περιέχονται στο κύτταρο είναι μέρος ανόργανων ουσιών - μεταλλικά άλατα και νερό. Τα ορυκτά άλατα βρίσκονται στο κύτταρο, κατά κανόνα, με τη μορφή κατιόντων (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) και ανιόντων (HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, CI -, HCO 3 -), η αναλογία που καθορίζει την οξύτητα του περιβάλλοντος, η οποία είναι σημαντική για τη ζωή των κυττάρων, το ελαφρώς αλκαλικό περιβάλλον πολλών κυττάρων και το pH του σχεδόν δεν αλλάζει, επειδή μια ορισμένη αναλογία κατιόντων και ανιόντων διατηρείται συνεχώς σε το.

Το νερό παίζει μεγάλο ρόλο V χημικές αντιδράσειςρέει στο κελί μέσα υδατικά διαλύματα. Διαλύει μεταβολικά προϊόντα που δεν χρειάζεται ο οργανισμός και έτσι προωθεί την απομάκρυνσή τους από τον οργανισμό. Η υψηλή περιεκτικότητα σε νερό στο κύτταρο του δίνει ελαστικότητα. Το νερό διευκολύνει τη μετακίνηση διαφόρων ουσιών μέσα σε ένα κύτταρο ή από κύτταρο σε κύτταρο.

Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2

ΣΕ σύγχρονες συνθήκεςΈνα από τα πιο πιεστικά προβλήματα στη διδασκαλία της χημείας είναι η διασφάλιση του πρακτικού προσανατολισμού της γνώσης του αντικειμένου. Αυτό σημαίνει την ανάγκη να αποσαφηνιστεί η στενή σχέση μεταξύ των θεωρητικών αρχών που μελετώνται και της πρακτικής της ζωής, για να καταδειχθεί η εφαρμοσμένη φύση της χημικής γνώσης. Οι μαθητές αρχίζουν να μελετούν τη χημεία με ενδιαφέρον. Προκειμένου να διατηρηθεί το γνωστικό ενδιαφέρον των μαθητών, είναι απαραίτητο να πειστούν για την αποτελεσματικότητα της χημικής γνώσης και να διαμορφωθεί μια προσωπική ανάγκη να κατέχουν το εκπαιδευτικό υλικό.

Ο σκοπός αυτού του μαθήματος:διευρύνουν τους ορίζοντες των μαθητών και αυξάνουν το γνωστικό ενδιαφέρον για τη μελέτη του θέματος, διαμορφώνουν ιδεολογικές έννοιες για τη γνώση της φύσης. Αυτό το μάθημα προτείνεται να διδαχθεί στην 8η τάξη μετά τη μελέτη των χημικών στοιχείων του Περιοδικού Πίνακα, όταν τα παιδιά έχουν ήδη μια ιδέα για τη διαφορετικότητά τους.

ΚΑΤΑ ΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Δάσκαλος:

Δεν υπάρχει τίποτα άλλο στη φύση
Ούτε εδώ ούτε εκεί, στα βάθη του διαστήματος:
Τα πάντα – από μικρούς κόκκους άμμου μέχρι πλανήτες –
Αποτελείται από ομοιόμορφα στοιχεία.
Σαν φόρμουλα, σαν πρόγραμμα εργασίας,
Η δομή του συστήματος Mendeleev είναι αυστηρή.
Ο ζωντανός κόσμος συμβαίνει γύρω σου,
Μπείτε το, εισπνεύστε το, αγγίξτε το με τα χέρια σας.

Το μάθημα ξεκινά με ένα θεατρικό σκετς «Ποιος είναι πιο σημαντικός στον πίνακα;» (εκ. Παράρτημα 1).

Δάσκαλος:Το ανθρώπινο σώμα περιέχει 81 χημικά στοιχεία από τα 92 που υπάρχουν στη φύση. Το ανθρώπινο σώμα είναι ένα πολύπλοκο χημικό εργαστήριο. Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι η καθημερινή μας ευεξία, η διάθεση και ακόμη και η όρεξή μας μπορεί να εξαρτώνται από αυτό μεταλλικά στοιχεία. Χωρίς αυτές, οι βιταμίνες είναι άχρηστες, η σύνθεση και η διάσπαση πρωτεϊνών, λιπών και υδατανθράκων είναι αδύνατη.

Στα θρανία των μαθητών υπάρχουν πίνακες «Βιολογικός ρόλος των χημικών στοιχείων» (βλ. Παράρτημα 2). Δίνεται χρόνος για να τη γνωρίσουμε. Ο δάσκαλος και οι μαθητές αναλύουν τον πίνακα κάνοντας ερωτήσεις.

Δάσκαλος:Η βάση της ζωής αποτελείται από έξι στοιχεία των τριών πρώτων περιόδων (H, C, N, O, P, S), τα οποία αντιπροσωπεύουν το 98% της μάζας της ζωντανής ύλης (τα υπόλοιπα στοιχεία του περιοδικού πίνακα αποτελούν όχι περισσότερο από 2%).
Τρία κύρια χαρακτηριστικά των θρεπτικών συστατικών (H, C, N, O, P, S):

• μικρό ατομικό μέγεθος,
• μικρή σχετική ατομική μάζα,
• την ικανότητα να σχηματίζει ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς.

Δίνονται στους μαθητές κείμενα (βλ Παράρτημα 3). Εργασία: διαβάστε προσεκτικά το κείμενο. προσδιορίζει στοιχεία απαραίτητα για τη ζωή και στοιχεία επικίνδυνα για τους ζωντανούς οργανισμούς· βρείτε τα στον Περιοδικό Πίνακα και εξηγήστε το ρόλο τους.
Μετά την ολοκλήρωση της εργασίας, αρκετοί μαθητές αναλύουν διαφορετικά κείμενα.

Δάσκαλος:Ανάλογα στοιχεία στο φυσικό περιβάλλον μπαίνουν σε ανταγωνισμό και μπορούν να εναλλάσσονται σε ζωντανούς οργανισμούς, επηρεάζοντας τους αρνητικά.
Η αντικατάσταση του νατρίου και του καλίου σε ζώα και ανθρώπους με λίθιο προκαλεί διαταραχές του νευρικού συστήματος, αφού σε αυτή την περίπτωση τα κύτταρα δεν διεξάγουν νευρικές ώσεις. Τέτοιες διαταραχές οδηγούν σε σχιζοφρένεια.
Το θάλλιο, ένας βιολογικός ανταγωνιστής του καλίου, το αντικαθιστά στα κυτταρικά τοιχώματα και επηρεάζει το κεντρικό και περιφερικό νευρικό σύστημα, τη γαστρεντερική οδό και τα νεφρά.
Το σελήνιο μπορεί να αντικαταστήσει το θείο στις πρωτεΐνες. Αυτό είναι το μόνο στοιχείο που, όταν υπάρχει σε υψηλά επίπεδα στα φυτά, μπορεί να προκαλέσει αιφνίδιο θάνατο σε ζώα και ανθρώπους που τα τρώνε.
Όταν το ασβέστιο έχει έλλειψη στο έδαφος, το σώμα το αντικαθιστά με στρόντιο, το οποίο σταδιακά διαταράσσει τη φυσιολογική δομή του σκελετού. Ιδιαίτερα επικίνδυνη είναι η αντικατάσταση του ασβεστίου με στρόντιο-90, το οποίο συσσωρεύεται σε τεράστιες ποσότητες σε χώρους πυρηνικών εκρήξεων (κατά τη διάρκεια δοκιμών πυρηνικών όπλων) ή κατά τη διάρκεια ατυχημάτων σε πυρηνικούς σταθμούς. Αυτό το ραδιονουκλίδιο καταστρέφει τον μυελό των οστών.
Το κάδμιο ανταγωνίζεται τον ψευδάργυρο. Αυτό το στοιχείο μειώνει τη δραστηριότητα των πεπτικών ενζύμων, διαταράσσει τη διαδικασία σχηματισμού γλυκογόνου στο ήπαρ, προκαλεί σκελετική παραμόρφωση, αναστέλλει την ανάπτυξη των οστών και επίσης προκαλεί έντονο πόνο στο κάτω μέρος της πλάτης και στους μύες των ποδιών και ευθραυστότητα των οστών (για παράδειγμα, κατάγματα πλευρών όταν βήχας). Άλλες αρνητικές συνέπειες είναι ο καρκίνος του πνεύμονα και του ορθού, η δυσλειτουργία του παγκρέατος. Βλάβη στα νεφρά, μειωμένα επίπεδα σιδήρου, ασβεστίου και φωσφόρου στο αίμα. Αυτό το στοιχείο αναστέλλει τις διαδικασίες αυτοκαθαρισμού σε υδρόβια και χερσαία φυτά (για παράδειγμα, σημειώνεται 20-30 φορές αύξηση του καδμίου στα φύλλα του καπνού).
Τα αλογόνα μπορούν να εναλλάσσονται πολύ εύκολα στο σώμα. Η περίσσεια φθορίου στο περιβάλλον (φθοριούχο νερό, μόλυνση του εδάφους με ενώσεις φθορίου γύρω από μια μονάδα παραγωγής αλουμινίου και άλλοι λόγοι) εμποδίζει την είσοδο ιωδίου στο ανθρώπινο σώμα. Από αυτή την άποψη, εμφανίζονται ασθένειες του θυρεοειδούς αδένα και του ενδοκρινικού συστήματος στο σύνολό του.

Μηνύματα μαθητών προετοιμασμένα εκ των προτέρων.

1ος μαθητής:

Οι μεσαιωνικοί αλχημιστές θεωρούσαν τον χρυσό ως την τελειότητα και τα άλλα μέταλλα ως λάθος στην πράξη της δημιουργίας και, όπως είναι γνωστό, κατέβαλαν μεγάλες προσπάθειες για να εξαλείψουν αυτό το λάθος. Η ιδέα της εισαγωγής του χρυσού στην ιατρική πρακτική αποδίδεται στον Παράκελσο, ο οποίος δήλωσε ότι στόχος της χημείας δεν πρέπει να είναι η μετατροπή όλων των μετάλλων σε χρυσό, αλλά η παρασκευή φαρμάκων. Φάρμακα που παρασκευάζονται από χρυσό και τις ενώσεις του έχουν δοκιμαστεί για τη θεραπεία πολλών ασθενειών. Χρησιμοποιήθηκαν για τη θεραπεία της λέπρας, του λύκου και της φυματίωσης. Σε άτομα ευαίσθητα στον χρυσό, θα μπορούσε να προκαλέσει διαταραχή στη σύνθεση του αίματος, αντίδραση στα νεφρά, το συκώτι, να επηρεάσει τη διάθεση, την ανάπτυξη των δοντιών και των μαλλιών. Ο χρυσός διασφαλίζει τη λειτουργία του νευρικού συστήματος. Βρίσκεται στο καλαμπόκι. Και το φρούριο αιμοφόρα αγγείαεξαρτάται από το γερμάνιο. Το μόνο προϊόν διατροφής που περιέχει γερμάνιο είναι το σκόρδο.

2ος μαθητής:

Στο ανθρώπινο σώμα, η μεγαλύτερη ποσότητα χαλκού βρίσκεται στον εγκέφαλο και το συκώτι, και αυτή η περίσταση από μόνη της δείχνει τη σημασία του στη ζωή. Έχει βρεθεί ότι ο πόνος αυξάνει τη συγκέντρωση χαλκού στο αίμα και στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό. Στη Συρία και την Αίγυπτο δίνονται στα νεογέννητα χάλκινα βραχιόλια για την πρόληψη της ραχίτιδας και της επιληψίας.

3ος μαθητής:

ΑΛΟΥΜΙΝΙΟ

Τα μαγειρικά σκεύη αλουμινίου ονομάζονται σκεύη του φτωχού, καθώς αυτό το μέταλλο συμβάλλει στην ανάπτυξη της γεροντικής αθηροσκλήρωσης. Όταν μαγειρεύετε φαγητό σε τέτοια δοχεία, το αλουμίνιο περνά εν μέρει στο σώμα, όπου συσσωρεύεται.

4ος μαθητής:

• Τι στοιχείο περιέχεται στα μήλα; (Σίδερο.)
• Τι είναι αυτό βιολογικό ρόλο? (Το σώμα περιέχει 3 g σιδήρου, εκ των οποίων τα 2 g βρίσκονται στο αίμα. Ο σίδηρος είναι μέρος της αιμοσφαιρίνης. Η ανεπαρκής περιεκτικότητα σε σίδηρο οδηγεί σε πονοκεφάλους και κόπωση.)

Στη συνέχεια οι μαθητές διεξάγουν ένα εργαστηριακό πείραμα, σκοπός του οποίου είναι να αποδείξουν πειραματικά την επίδραση των αλάτων ορισμένων μετάλλων στην πρωτεΐνη. Αναμιγνύουν την πρωτεΐνη με διαλύματα αλκαλίου και θειικού χαλκού και παρατηρούν το σχηματισμό ενός πορφυρού ιζήματος. Συμπεραίνουν ότι η πρωτεΐνη καταστρέφεται.

5ος μαθητής:

Ο άνθρωπος είναι και φύση.
Είναι και ηλιοβασίλεμα και ανατολή.
Και υπάρχουν τέσσερις εποχές σε αυτό.
Και υπάρχει ένας ιδιαίτερος τρόπος μουσικής σε αυτό.

ΚΑΙ ειδικό μυστήριοχρωματιστά,
Άλλοτε με σκληρή, άλλοτε με ευγενική φωτιά.
Ο άνθρωπος είναι χειμώνας. Ή καλοκαίρι.
Ή το φθινόπωρο. Με βροχές και βροχές.

Περιείχε τα πάντα – μίλια και χρόνο.
Και τυφλώθηκε από τις ατομικές καταιγίδες.
Ο άνθρωπος είναι και χώμα και σπόρος.
Και ένα αγριόχορτο στη μέση του χωραφιού. Και ψωμί.

Και πώς είναι ο καιρός εκεί;
Πόση μοναξιά υπάρχει μέσα του; Συναντήσεις;
Ο άνθρωπος είναι και φύση...
Ας σώσουμε λοιπόν τη φύση!

(S. Ostrovoy)

Για την εμπέδωση των γνώσεων που αποκτήθηκαν στο μάθημα, πραγματοποιείται το τεστ «Χαμόγελο» (βλ. Παράρτημα 4).
Στη συνέχεια, σας ζητείται να συμπληρώσετε το σταυρόλεξο «Χημικό Καλειδοσκόπιο» (βλ. Παράρτημα 5).
Ο δάσκαλος συνοψίζει το μάθημα, σημειώνοντας τους πιο δραστήριους μαθητές.

6ος μαθητής:

Αλλαγή, αλλαγή!
Η κλήση χτυπάει.
Επιτέλους τελείωσε
Εκνευριστικό μάθημα!

Τραβώντας το θείο από την πλεξίδα,
Το μαγνήσιο πέρασε.
Το ιώδιο από την τάξη έχει εξατμιστεί,
Ήταν σαν να μην είχα πάει ποτέ εκεί.

Το φθόριο έβαλε κατά λάθος φωτιά στο νερό,
Το χλώριο έφαγε το βιβλίο κάποιου άλλου.
Άνθρακας ξαφνικά με υδρογόνο
Κατάφερε να γίνει αόρατος.

Κάλιο και βρώμιο παλεύουν στη γωνία:
Δεν θα μοιραστούν το ηλεκτρόνιο.
Το Oxygen είναι ένα άτακτο αγόρι στο δάσος
Πέρασε με κάλπασμα έφιππος.

Μεταχειρισμένα βιβλία:

1. O.V. ΜπαϊνταλίναΣχετικά με την εφαρμοσμένη πτυχή της χημικής γνώσης. «Χημεία στο σχολείο» Νο. 5, 2005
2. Χημεία και οικολογία στο σχολικό μάθημα. «Πρωτο Σεπτέμβρη» Νο. 14, 2005
3. I. N. Pimenov, A. V. Pimenov«Διαλέξεις γενικής βιολογίας», φροντιστήριο, Saratov, OJSC Publishing House "Lyceum", 2003
4. Σχετικά με τη χημεία στο στίχο, Ποιος είναι πιο σημαντικός στον πίνακα; «Πρωτο Σεπτέμβρη», Νο. 15, 2005
5. Μέταλλα στο ανθρώπινο σώμα «Χημεία στο σχολείο», Νο. 6, 2005.
6. Σταυρόλεξο «Χημικό Καλειδοσκόπιο». «Πρωτο Σεπτέμβρη», Νο. 1 4, 2005
7. «Πάω στο μάθημα χημείας». Βιβλίο για δασκάλους. Μ. «Πρωτο Σεπτέμβρη», 2002, σελ. 12.

1. Δώστε ορισμούς εννοιών.
Στοιχείο- μια συλλογή ατόμων με το ίδιο πυρηνικό φορτίο και τον ίδιο αριθμό πρωτονίων, που συμπίπτει με τον σειριακό (ατομικό) αριθμό στον περιοδικό πίνακα.
Μικροστοιχείο - ένα στοιχείο που βρίσκεται σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις στον οργανισμό.
Μακροθρεπτικό συστατικό - ένα στοιχείο που βρίσκεται σε υψηλές συγκεντρώσεις στον οργανισμό.
Βιοστοιχείο- ένα χημικό στοιχείο που εμπλέκεται στη ζωή ενός κυττάρου και αποτελεί τη βάση των βιομορίων.
Στοιχειακή σύνθεση του κυττάρου - ποσοστό χημικών στοιχείων στο κύτταρο.

2. Ποια είναι μια από τις αποδείξεις της κοινότητας της ζωντανής και της άψυχης φύσης;
Ενότητα χημικής σύνθεσης. Δεν υπάρχουν στοιχεία χαρακτηριστικά μόνο της άψυχης φύσης.

3. Συμπληρώστε τον πίνακα.

ΣΤΟΙΧΕΙΑΚΗ ΣΥΝΘΕΣΗ ΚΥΤΤΑΡΟΥ

4. Δώστε παραδείγματα οργανικών ουσιών των οποίων τα μόρια αποτελούνται από τρία, τέσσερα και πέντε μακροστοιχεία.
3 στοιχεία: υδατάνθρακες και λιπίδια.
4 στοιχεία: πρωτεΐνες.
5 στοιχεία: νουκλεϊκά οξέα, πρωτεΐνες.

5. Συμπληρώστε τον πίνακα.

ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΡΟΛΟΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

6. Μελετήστε την ενότητα «Ρόλος» στην § 2.2 εξωτερικοί παράγοντεςστο σχηματισμό της χημικής σύνθεσης της ζωντανής φύσης» και απαντήστε στην ερώτηση: «Τι είναι τα βιοχημικά ενδημικά και ποιοι είναι οι λόγοι για την προέλευσή τους;»
Τα βιοχημικά ενδημικά είναι ασθένειες των φυτών, των ζώων και των ανθρώπων που προκαλούνται από έντονη ανεπάρκεια ή περίσσεια οποιουδήποτε στοιχείου σε μια συγκεκριμένη περιοχή.

7. Ποιες ασθένειες γνωρίζετε που σχετίζονται με την έλλειψη μικροστοιχείων;
Ανεπάρκεια ιωδίου - ενδημική βρογχοκήλη. Μείωση της σύνθεσης θυροξίνης και, ως αποτέλεσμα, πολλαπλασιασμός του θυρεοειδικού ιστού.
Έλλειψη σιδήρου – σιδηροπενική αναιμία.

8. Θυμηθείτε σε ποια βάση τα χημικά στοιχεία χωρίζονται σε μακρο-, μικρο- και υπερ-μικροστοιχεία. Προτείνετε τη δική σας εναλλακτική ταξινόμηση των χημικών στοιχείων (για παράδειγμα, κατά συνάρτηση σε ένα ζωντανό κύτταρο).
Τα μικρο-, μακρο- και υπερ-μικροστοιχεία διαιρούνται ανάλογα με το ποσοστό τους στο κύτταρο. Επιπλέον, είναι δυνατή η ταξινόμηση στοιχείων κατά λειτουργίες που ρυθμίζουν τις δραστηριότητες ορισμένα συστήματαόργανα: νευρικά, μυϊκά, κυκλοφορικά και καρδιαγγειακά, πεπτικά κ.λπ.

9. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση.
Δοκιμή 1.
Ποια χημικά στοιχεία σχηματίζουν τις περισσότερες οργανικές ουσίες;
2) C, Ο, Η, Ν;

Δοκιμή 2.
Δεν ισχύει για μακροστοιχεία:
4) μαγγάνιο.

Δοκιμή 3.
Οι ζωντανοί οργανισμοί χρειάζονται άζωτο γιατί εξυπηρετεί:
1) συστατικό συστατικό πρωτεϊνών και νουκλεϊκών οξέων. 10. Προσδιορίστε το χαρακτηριστικό με το οποίο όλα τα παρακάτω στοιχεία, εκτός από ένα, συνδυάζονται σε μια ομάδα. Δώστε έμφαση σε αυτό το «έξτρα» στοιχείο.
Οξυγόνο, υδρογόνο, θείο, σίδηρος, άνθρακας, φώσφορος, άζωτο. Περιέχει μόνο DNA. Και τα υπόλοιπα είναι όλα σε πρωτεΐνες.

11. Εξηγήστε την προέλευση και γενική σημασίαλέξεις (όροι), με βάση τη σημασία των ριζών που τους αποτελούν.

12. Επιλέξτε έναν όρο και εξηγήστε πώς είναι σύγχρονη έννοιααντιστοιχεί στην αρχική σημασία των ριζών του.
Επιλεγμένος όρος– οργανογόνο.
Αλληλογραφία:ο όρος, καταρχήν, αντιστοιχεί στην αρχική του σημασία, αλλά σήμερα υπάρχουν περισσότερα ακριβής ορισμός. Προηγουμένως, η έννοια ήταν τέτοια που τα στοιχεία συμμετείχαν μόνο στην κατασκευή ιστών και κυττάρων οργάνων. Τώρα είναι σαφές ότι βιολογικά σημαντικά στοιχείαόχι μόνο σχηματίζουν χημικά μόρια στα κύτταρα, κ.λπ., αλλά και ρυθμίζουν όλες τις διεργασίες σε κύτταρα, ιστούς και όργανα. Αποτελούν μέρος ορμονών, βιταμινών, ενζύμων και άλλων βιομορίων.

13. Διατυπώστε και καταγράψτε τις κύριες ιδέες της § 2.2.
Η στοιχειακή σύνθεση ενός κυττάρου είναι το ποσοστό των χημικών στοιχείων στο κύτταρο. Τα κυτταρικά στοιχεία ταξινομούνται συνήθως ανάλογα με τα στοιχεία τους ποσοστό, για μικρο-, μακρο- και υπερμικροστοιχεία. Τα στοιχεία εκείνα που συμμετέχουν στη ζωή του κυττάρου, αποτελούν τη βάση των βιομορίων, ονομάζονται βιοστοιχεία.
Τα μακροστοιχεία περιλαμβάνουν: C N H O. Είναι τα κύρια συστατικά όλων ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣσε ένα κλουβί. Επιπλέον, το P S K Ca Na Fe Cl Mg - αποτελούν μέρος όλων των πιο σημαντικών βιομορίων. Χωρίς αυτά, το σώμα δεν μπορεί να λειτουργήσει. Η έλλειψή τους οδηγεί στο θάνατο.
Για μικροστοιχεία: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni I Se Br F B, κλπ. Είναι επίσης απαραίτητα για τη φυσιολογική λειτουργία του οργανισμού, αλλά όχι τόσο κρίσιμα. Η έλλειψή τους προκαλεί ασθένειες. Αποτελούν μέρος βιολογικά ενεργών ενώσεων και επηρεάζουν το μεταβολισμό.
Υπάρχουν υπερμικροστοιχεία: Au Ag Be, κλπ. Ο φυσιολογικός ρόλος δεν έχει καθοριστεί οριστικά. Είναι όμως σημαντικά για το κύτταρο.
Υπάρχει η έννοια των «βιοχημικών ενδημικών» - ασθένειες των φυτών, των ζώων και των ανθρώπων που προκαλούνται από έντονη ανεπάρκεια ή περίσσεια οποιουδήποτε στοιχείου σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Για παράδειγμα, ενδημική βρογχοκήλη (ανεπάρκεια ιωδίου).
Εάν υπάρχει ανεπάρκεια ενός στοιχείου λόγω διατροφής, μπορεί επίσης να εμφανιστεί ασθένεια ή ασθένεια. Για παράδειγμα, με έλλειψη σιδήρου - αναιμία. Με έλλειψη ασβεστίου - συχνά κατάγματα, τριχόπτωση, απώλεια δοντιών, μυϊκός πόνος.

Ορυκτά (ορυκτά)- φυσικές ουσίες που είναι περίπου ομοιογενείς χημική σύνθεσηΚαι φυσικές ιδιότητες, περιλαμβάνονται σε πετρώματα, μεταλλεύματα, μετεωρίτες (από το λατινικό minera - ore).

Τα μέταλλα, μαζί με τις πρωτεΐνες, τα λίπη, τους υδατάνθρακες και τις βιταμίνες, είναι ζωτικά συστατικά της ανθρώπινης τροφής, απαραίτητα για την οικοδόμηση των δομών των ζωντανών ιστών και τη διεξαγωγή βιοχημικών και φυσιολογικές διεργασίες, που αποτελούν τη βάση της ζωτικής δραστηριότητας του οργανισμού. Τα μέταλλα συμμετέχουν στις πιο σημαντικές μεταβολικές διεργασίες του σώματος: νερό-αλάτι και όξινη βάση. Πολλές ενζυμικές διεργασίες στο σώμα είναι αδύνατες χωρίς τη συμμετοχή ορισμένων μετάλλων.

Το ανθρώπινο σώμα λαμβάνει αυτά τα στοιχεία από το περιβάλλον, την τροφή και το νερό.

Η ποσοτική περιεκτικότητα ενός συγκεκριμένου χημικού στοιχείου στο σώμα καθορίζεται από την περιεκτικότητά του σε εξωτερικό περιβάλλον, καθώς και τις ιδιότητες του ίδιου του στοιχείου, λαμβάνοντας υπόψη τη διαλυτότητα των ενώσεων του.

Πρώτα επιστημονική βάσητο δόγμα των μικροστοιχείων στη χώρα μας τεκμηριώθηκε από τον V.I. Vernadsky (1960). Η θεμελιώδης έρευνα πραγματοποιήθηκε από τον Α.Π. Vinogradov (1957) - ο ιδρυτής του δόγματος των βιογεωχημικών επαρχιών και ο ρόλος τους στην εμφάνιση ενδημικών ασθενειών ανθρώπων και ζώων και V.V. Kovalsky (1974) - ο ιδρυτής της γεωχημικής οικολογίας και της βιογεωγραφίας των χημικών στοιχείων.

Επί του παρόντος, από τα 92 φυσικά στοιχεία, τα 81 χημικά στοιχεία βρίσκονται στο ανθρώπινο σώμα.

Τα μέταλλα αποτελούν σημαντικό μέρος του ανθρώπινου σώματος κατά μάζα (κατά μέσο όρο, το σώμα περιέχει περίπου 3 κιλά τέφρας). Στα οστά, τα μέταλλα υπάρχουν με τη μορφή κρυστάλλων, σε απαλά χαρτομάντηλα- με τη μορφή αληθούς ή κολλοειδούς διαλύματος σε συνδυασμό κυρίως με πρωτεΐνες. Για λόγους σαφήνειας, μπορούμε να δώσουμε το ακόλουθο παράδειγμα: το σώμα ενός ενήλικα περιέχει περίπου 1 κιλό ασβέστιο, 0,5 κιλό φώσφορο, 150 γραμμάρια κάλιο, νάτριο και χλώριο, 25 γραμμάρια μαγνησίου, 4 γραμμάρια σίδηρο.

• Ταξινόμηση χημικών στοιχείων
  • Ταξινόμηση χημικών στοιχείων ανάλογα με τη βιολογική τους σημασία.Όλα τα χημικά στοιχεία μπορούν να χωριστούν σε ομάδες:
    • Τα 12 δομικά στοιχεία είναι άνθρακας, οξυγόνο, υδρογόνο, άζωτο, ασβέστιο, μαγνήσιο, νάτριο, κάλιο, θείο, φώσφορος, φθόριο και χλώριο.
    • 15 βασικά (ζωτικά) στοιχεία - σίδηρος, ιώδιο, χαλκός, ψευδάργυρος, κοβάλτιο, χρώμιο, μολυβδαίνιο, νικέλιο, βανάδιο, σελήνιο, μαγγάνιο, αρσενικό, φθόριο, πυρίτιο, λίθιο.
    • 2 απαραίτητα στοιχεία - βόριο και βρώμιο.
    • 4 στοιχεία είναι σοβαροί "υποψήφιοι για ανάγκη" - κάδμιο, μόλυβδος, αλουμίνιο και ρουβίδιο.
    • Τα υπόλοιπα 48 στοιχεία είναι λιγότερο σημαντικά για το σώμα.
  • Ταξινόμηση των χημικών στοιχείων με βάση την ποσοτική εκτίμηση της περιεκτικότητάς τους στο ανθρώπινο σώμα Παραδοσιακά, όλες οι ανόργανες ουσίες χωρίζονται σε δύο ομάδες ανάλογα με την περιεκτικότητά τους στο ανθρώπινο σώμα.
    • Μακροστοιχεία.
    • Μικροστοιχεία.

      Η συγκέντρωση των ιχνοστοιχείων στο σώμα είναι χαμηλή. Το σώμα περιέχει ποσότητες μετρημένες σε χιλιοστόγραμμα ή μικρογραμμάρια. Τα ιχνοστοιχεία είναι εκείνα τα μέταλλα για τα οποία η εκτιμώμενη διατροφική απαίτηση είναι συνήθως μικρότερη από 1 μg/g και συχνά μικρότερη από 50 ng/g διατροφής για πειραματόζωα και ανθρώπους.

      Παρά τη μικρή ανάγκη, αυτά τα στοιχεία αποτελούν μέρος των ενζυμικών συστημάτων ως συνένζυμα (ενεργοποιητές και καταλύτες βιοχημικών διεργασιών). Η ομάδα των μικροστοιχείων περιλαμβάνει: ψευδάργυρο, ιώδιο, φθόριο, πυρίτιο, χρώμιο, χαλκό, μαγγάνιο, κοβάλτιο, μολυβδαίνιο, νικέλιο, βόριο, βρώμιο, αρσενικό, μόλυβδο, κασσίτερο, λίθιο, κάδμιο, βανάδιο και άλλες ουσίες.

• Η επίδραση των μετάλλων στο ανθρώπινο σώμα.

  Τα μέταλλα δεν έχουν ενεργειακή αξία όπως οι πρωτεΐνες, τα λίπη και οι υδατάνθρακες. Ωστόσο, χωρίς αυτά, η ανθρώπινη ζωή είναι αδύνατη. Το ίδιο με την έλλειψη βασικών ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιεςή βιταμινών, όταν υπάρχει ανεπάρκεια μετάλλων στον ανθρώπινο οργανισμό, προκύπτουν συγκεκριμένες διαταραχές, που οδηγούν σε χαρακτηριστικές ασθένειες.

  Τα μικροστοιχεία και οι βιταμίνες είναι κατά κάποιο τρόπο ακόμη πιο σημαντικά από ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιες, γιατί χωρίς αυτά το τελευταίο δεν θα απορροφηθεί σωστά από τον οργανισμό.

  Τα μέταλλα είναι ιδιαίτερα σημαντικά για τα παιδιά σε περιόδους εντατικής ανάπτυξης των οστών, των μυών, εσωτερικά όργανα. Φυσικά, οι έγκυες γυναίκες και οι θηλάζουσες μητέρες χρειάζονται αυξημένη πρόσληψη μετάλλων. Με την ηλικία, η ανάγκη για μέταλλα μειώνεται.

  • Ανεπάρκεια και υπερβολική πρόσληψη μετάλλων

    Η επίδραση των μικρο- και μακροστοιχείων στη δραστηριότητα της ζωής των ζώων και των ανθρώπων μελετάται ενεργά για ιατρικούς σκοπούς. Οποιαδήποτε παθολογία, οποιαδήποτε απόκλιση στην υγεία ενός βιολογικού οργανισμού συνοδεύεται είτε από ανεπάρκεια ζωτικών (ουσιωδών) στοιχείων, είτε από περίσσεια τόσο βασικών όσο και τοξικών μικροστοιχείων. Αυτή η ανισορροπία μακρο- και μικροστοιχείων έλαβε το ενοποιητικό όνομα «μικροστοιχεία».

    Από τη δεκαετία του 1970, υπήρξαν πολλοί εικαστικοί ισχυρισμοί ότι οι ελλείψεις μικροθρεπτικών συστατικών συμβάλλουν σημαντικά σε μια σειρά χρόνιων ασθενειών. Σε πολλές περιπτώσεις, αυτή η δήλωση έχει επιβεβαιωθεί πειραματικά, αλλά ορισμένοι επιστήμονες σήμερα πιστεύουν ότι η ανεπαρκής πρόσληψη ενός συγκεκριμένου μικροθρεπτικού συστατικού είναι σημαντική μόνο όταν το σώμα εκτίθεται σε στρες, γεγονός που αυξάνει την ανάγκη για αυτό το μικροθρεπτικό συστατικό.

    Οι χημικές ουσίες, παρά τη σημασία και την αναγκαιότητά τους για τον ανθρώπινο οργανισμό, μπορούν επίσης να έχουν αρνητική επίδραση στα φυτά, τα ζώα και τον άνθρωπο εάν η συγκέντρωση των διαθέσιμων μορφών τους υπερβαίνει ορισμένα όρια. Το κάδμιο, ο κασσίτερος, ο μόλυβδος και το ρουβίδιο θεωρούνται υπό όρους απαραίτητα, γιατί φαίνεται να έχουν μικρή σημασία για τα φυτά και τα ζώα και είναι επικίνδυνα για την ανθρώπινη υγεία ακόμη και σε σχετικά χαμηλές συγκεντρώσεις. Ο βιολογικός ρόλος ορισμένων ιχνοστοιχείων δεν έχει μελετηθεί επί του παρόντος επαρκώς.

    Είναι απαραίτητο να θυμάστε ορισμένες προφυλάξεις κατά την κατανάλωση συμπλεγμάτων ορυκτών (όπως π.χ φάρμακακαι βιολογικά ενεργά πρόσθετα τροφίμων).

    Η υπερδοσολογία ενός ορυκτού μπορεί να οδηγήσει σε λειτουργική βλάβη και αυξημένη απέκκριση ενός άλλου ορυκτού. Είναι επίσης πιθανό ότι ανεπιθύμητο παρενέργειες. Για παράδειγμα, η περίσσεια ψευδάργυρου οδηγεί σε μείωση του επιπέδου των λιπιδίων υψηλής πυκνότητας που περιέχουν χοληστερόλη («καλή» χοληστερόλη).

    Η περίσσεια ασβεστίου μπορεί να οδηγήσει σε ανεπάρκεια φωσφόρου και το αντίστροφο.

    Η περίσσεια μολυβδαινίου μειώνει την περιεκτικότητα σε χαλκό.

    Ορισμένα ιχνοστοιχεία (σελήνιο, χρώμιο, χαλκός) είναι τοξικά σε υπερβολικές δόσεις. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για άλατα πολλών μετάλλων.

    Όταν καταναλώνετε μέταλλα, θα πρέπει να τηρείτε αυστηρά τις ιατρικές συστάσεις.

  • Επίδραση βαρέων μετάλλων στον ανθρώπινο οργανισμό

    ΣΕ τα τελευταία χρόνιαδιαχωρίζουν τις επιπτώσεις των βαρέων μετάλλων στο ανθρώπινο σώμα. Τα βαρέα μέταλλα είναι μια ομάδα χημικών στοιχείων με σχετική ατομική μάζα μεγαλύτερη από 40.

    Η εμφάνιση του όρου «βαρέα μέταλλα» στη βιβλιογραφία συνδέθηκε με την εκδήλωση της τοξικότητας ορισμένων μετάλλων και την επικινδυνότητά τους για τους ζωντανούς οργανισμούς.

    Ωστόσο, η «βαριά» ομάδα περιελάμβανε επίσης ορισμένα μικροστοιχεία, ζωτικής ανάγκης και ευρύ φάσματων οποίων οι βιολογικές επιδράσεις έχουν αποδειχθεί αδιαμφισβήτητα.

    Τα «βαρέα» μέταλλα είναι ο μόλυβδος, το κάδμιο, ο ψευδάργυρος, ο χαλκός, το νικέλιο, το χρώμιο.

    Τα τελευταία χρόνια, ο σημαντικός βιολογικός ρόλος των περισσότερων «βαρέων» μετάλλων επιβεβαιώνεται όλο και περισσότερο. Πολυάριθμες μελέτες έχουν αποδείξει ότι η επίδραση των μετάλλων είναι πολύ διαφορετική και εξαρτάται από την περιεκτικότητά τους στο περιβάλλον και τον βαθμό ανάγκης τους από μικροοργανισμούς, φυτά, ζώα και ανθρώπους.

    Η επίδραση των «βαρέων» μετάλλων στους ζωντανούς οργανισμούς είναι πολύ διαφορετική. Αυτό οφείλεται, πρώτον, στα χημικά χαρακτηριστικά των μετάλλων, δεύτερον, στη στάση των οργανισμών απέναντί ​​τους και, τρίτον, στις περιβαλλοντικές συνθήκες.

    Ήδη σε πολλές περιοχές του κόσμου περιβάλλονγίνεται όλο και πιο «επιθετικό» από χημική άποψη. Τις τελευταίες δεκαετίες, τα κύρια αντικείμενα της βιογεωχημικής έρευνας έχουν γίνει τα εδάφη βιομηχανικών πόλεων και παρακείμενων εδαφών, ειδικά εάν καλλιεργούνται γεωργικά φυτά σε αυτά και στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για τρόφιμα.

Σύγχρονα επιστημονικά δεδομένα σχετικά με τον βιολογικό ρόλο των χημικών στοιχείων που μελετήθηκαν, τον μεταβολισμό τους στο ανθρώπινο σώμα, τους ημερήσιους ρυθμούς κατανάλωσης και την περιεκτικότητα σε χημικές ουσίες στα τρόφιμα παρουσιάζονται σε ξεχωριστά άρθρα που περιγράφουν κάθε χημικό στοιχείο. Τα άρθρα παρουσιάζουν επίσης δεδομένα για καταστάσεις ανεπάρκειας που αναπτύσσονται με ανεπαρκή κατανάλωση αυτών των χημικών ουσιών, καθώς και την αντίδραση του οργανισμού στην υπερβολική κατανάλωση θρεπτικών ουσιών.

• Μακροθρεπτικά συστατικά
  • Αλας

• Μικροστοιχεία