Anorganische Ionen oder Mineralien erfüllen im Körper folgende Funktionen:

1. Bioelektrische Funktion. Diese Funktion ist mit dem Auftreten einer Potentialdifferenz über Zellmembranen verbunden. Der Ionenkonzentrationsgradient auf beiden Seiten der Membran erzeugt in verschiedenen Zellen ein Potential in der Größenordnung von 60-80 mV. Die Innenseite der Zellmembran ist gegenüber der Außenseite negativ geladen. Das elektrische Potential der Membran ist umso höher, je größer der Proteingehalt und dessen Ionisierung (negative Ladung) innerhalb der Zelle und die Konzentration von Kationen außerhalb der Zelle ist (Diffusion von Na + - und K + -Ionen durch die Membran in die Zelle ist erschwert). ). Diese Funktion anorganischer Ionen wird genutzt, um die Funktionen besonders erregbarer Zellen (Nerv, Muskel) zu regulieren und Nervenimpulse weiterzuleiten.

2. Osmotische Funktion verwendet, um den osmotischen Druck zu regulieren. Eine lebende Zelle gehorcht dem Gesetz der Isoosmopolarität: In allen Umgebungen des Körpers, zwischen denen ein freier Wasseraustausch stattfindet, stellt sich der gleiche osmotische Druck ein. Wenn die Anzahl der Ionen in einem Medium zunimmt, strömt ihnen Wasser nach, bis sich ein neues Gleichgewicht und ein neues Niveau des osmotischen Drucks eingestellt haben.

3. Strukturelle Funktion aufgrund der komplexbildenden Eigenschaften von Metallen. Metallionen interagieren mit anionischen Gruppen von Proteinen, Nukleinsäuren und anderen Makromolekülen und sorgen somit zusammen mit anderen Faktoren für die Aufrechterhaltung bestimmter Konformationen dieser Moleküle. Da die biologische Aktivität von Biopolymeren von ihrer Konformation abhängt, sind die normale Umsetzung ihrer Funktionen durch Proteine, die ungehinderte Realisierung von in Nukleinsäuren eingebetteten Informationen, die Bildung supramolekularer Komplexe, die Bildung subzellulärer Strukturen und andere Prozesse ohne die Beteiligung nicht denkbar von Kationen und Anionen.

4. Regulierungsfunktion ist, dass Metallionen Aktivatoren von Enzymen sind und dadurch die Geschwindigkeit chemischer Umwandlungen in der Zelle regulieren. Dies ist eine direkte regulatorische Wirkung von Kationen. Indirekt werden Metallionen oft für die Wirkung eines anderen Regulators benötigt, beispielsweise eines Hormons. Nehmen wir ein paar Beispiele. Ohne Zinkionen ist die Bildung der aktiven Insulinform nicht möglich. Die Tertiärstruktur der RNA wird weitgehend durch die Ionenstärke der Lösung bestimmt, und Kationen wie Cr 2+ , Ni 2+ , Fe 2+ , Zn 2+ , Mn 2+ und andere sind direkt an der Bildung der Helix beteiligt Struktur von Nukleinsäuren. Die Konzentration von Mg 2+ -Ionen beeinflusst die Bildung einer solchen supramolekularen Struktur wie Ribosomen.

5. Transportfunktion manifestiert sich in der Beteiligung bestimmter Metalle (in der Zusammensetzung von Metalloproteinen) an der Übertragung von Elektronen oder einfachen Molekülen. Beispielsweise sind Eisen- und Kupferkationen Teil von Cytochromen, die Elektronenträger in der Atmungskette sind, und Eisen im Hämoglobin bindet Sauerstoff und ist an dessen Übertragung beteiligt.

6. Energiefunktion verbunden mit der Verwendung von Phosphatanionen bei der Bildung von ATP und ADP (ATP ist der Hauptenergieträger in lebenden Organismen).

7. Mechanische Funktion. Beispielsweise sind Ca +2 -Kationen und Phosphatanionen Bestandteil von Hydroxylapatit und Calciumphosphat von Knochen und bestimmen deren mechanische Festigkeit.

8. Synthetische Funktion. Viele anorganische Ionen werden bei der Synthese komplexer Moleküle verwendet. Beispielsweise sind Jodionen I¯ an der Synthese von Jodthyroninen in Schilddrüsenzellen beteiligt; Anion (SO 4) 2- - bei der Synthese von Ether-Schwefel-Verbindungen (bei der Neutralisation schädlicher organischer Alkohole und Säuren im Körper). Selen spielt eine wichtige Rolle im Schutzmechanismus gegen die toxischen Wirkungen von Peroxid. Es bildet Selenocystein, ein Analogon von Cystein, bei dem Selenatome Schwefelatome ersetzen. Selenocystein ist ein Bestandteil des Enzyms Glutathionperoxidase, das die Reduktion von Wasserstoffperoxid durch Glutathion (Tripeptid - γ-Glutamyl-Cysteinylglycin) katalysiert.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Austauschbarkeit einiger Ionen innerhalb gewisser Grenzen möglich ist. Wenn ein Metallion fehlt, kann es durch ein Ion eines anderen Metalls mit ähnlichen physikalisch-chemischen Eigenschaften und Ionenradius ersetzt werden. Beispielsweise wird ein Natriumion durch ein Lithiumion ersetzt; Calciumion - Strontiumion; Molybdänion - Vanadiumion; Eisenion - Kobaltion; manchmal Magnesiumionen - Mangan-Ionen.

Da Mineralien die Wirkung von Enzymen aktivieren, beeinflussen sie alle Aspekte des Stoffwechsels. Betrachten wir, wie sich die Abhängigkeit des Austauschs von Nukleinsäuren, Proteinen, Kohlenhydraten und Lipiden von der Anwesenheit bestimmter anorganischer Ionen ausdrückt.

Ziele:

Lehrreich:

• Systematisierung des Wissens über die chemische Zusammensetzung der Zelle.
• Vertiefung des Wissens über chemische Elemente und ihre Rolle in den Zellen lebender Organismen, der chemischen Lebensgemeinschaft der belebten und unbelebten Natur.
• Bewusstsein für die Rolle von Chemikalien für das normale Funktionieren des menschlichen Körpers.

Lehrreich:

• die Bildung einer Weltanschauung, einer aktiven Lebensposition, die Erfahrung von richtigem Verhalten und Kommunikation, die Umwandlung dieser wertvollen Eigenschaften in stabile moralische Eigenschaften einer Person, die Bildung der Bereitschaft zur Selbstbildung und geistigen Entwicklung; bilden die Fachkompetenz der Studierenden aus. Vermitteln Sie Hygienegewohnheiten für einen gesunden Lebensstil.

Entwicklung:

• Entwicklung von Intelligenz, Aufmerksamkeit, Wahrnehmung, Gedächtnis, Denken, Vorstellungskraft, Sprache, emotional-willkürlicher Sphäre von Schulkindern; Hervorheben der wichtigsten, dominierenden Aufgaben des Unterrichts, deren Konkretisierung unter Berücksichtigung der Eigenschaften und Fähigkeiten des Teams.

Ausrüstung: Schema "Chemische Elemente", Bilder mit Pflanzen und Tieren, Zeichen chemischer Elemente, Mehl, Stativ, Glasstab, Porzellantasse.

Aufgaben:

1. Beschreiben Sie die Einheit der chemischen Zusammensetzung von lebenden Organismen und unbelebter Natur.
2. Die Rolle von Mineralien im Leben einer Zelle eines lebenden Organismus aufzudecken.

Unterrichtsplan:

1. Wissenstest zum Thema „Methoden der Zytologie“, „Zelltheorie“ (Geschichte, Tests).
2. Neues Thema:
   1. Die chemische Zusammensetzung der Zelle.
   2. Klassifizierung von Mineralien (nach dem Inhalt in der Zelle).
   3. Die Rolle von Makro- und Mikroelementen im Leben der Zelle.
   4. Die Rolle der chemischen Elemente im menschlichen Körper.
3. Konsolidierung.
4. Hausaufgaben.

Während des Unterrichts

I. Wissenscheck:

1. Methoden und Aufgaben der Zytologie.

2. Lupen. Lichtmikroskopisches Gerät. Wie finde ich die Gesamtvergrößerung eines Lichtmikroskops heraus?

3. Die Entstehungsgeschichte der Zytologie. Der Beitrag einzelner Wissenschaftler zur Entwicklung der Zelltheorie.

4. Karten mit Tests:

Die Zellteilung entdeckte und stellte fest, dass jede Zelle aus dem Original stammt, indem sie sich teilte:
a) Leeuwenhoek
b) R. Hooke
c) R. Braun
d) R. Vikhrov

Die Zellstruktur von Organismen aller Reiche bezeugt:
a) die Einheit der organischen Welt
b) die Ähnlichkeit von belebter und unbelebter Natur
c) die Abstammung des Lebendigen vom Nichtlebenden
d) die Ähnlichkeit der Struktur von Bakterien, Viren, Pilzen.

Die Schöpfer der Zelltheorie sind:
a) Darwin und Wallace
b) Mendel und Morgan
c) Hooke und Leeuwenhoek
d) Schleiden und Schwann

Der Zelltheorie entspricht die folgende Aussage:
A) Zellen vermehren sich durch Teilung
B) Chromosomen - materielle Träger der Vererbung
C) Alle Lebewesen, außer Bakterien, haben eine Zellstruktur.
D) Die Zellen aller Lebewesen und Viren sind in Struktur und Funktion ähnlich

Was ist die Gemeinsamkeit zwischen den Schlussfolgerungen der zellulären und der atommolekularen Theorie?
A) bei der Festlegung der Struktureinheit des Objekts
b) in der Ähnlichkeit der Struktur der Studienobjekte
c) in der Ähnlichkeit der Eigenschaften der Untersuchungsgegenstände

II. Neues Thema: Und jetzt sehen wir eine Demo-Erfahrung.

Demonstrationsexperiment „Brennendes Mehl in einer Porzellantasse“

Welche Stoffe entstehen beim Verbrennen von Mehl? Welche Anzeichen einer Reaktion haben Sie beobachtet?

Anzeichen einer Reaktion:

• Wassertropfen (Wasserdampf kondensiert auf einer kalten Glasplatte);
• Rauch (organische Substanzen brennen);
• Asche (anorganische Materie). (Gleiten)

Die Zusammensetzung lebender Organismen umfasst also organische und anorganische Substanzen sowie Wasser. Heute konzentrieren wir uns in der Lektion auf das Studium anorganischer Substanzen in den Zellen lebender Organismen. Wir werden herausfinden, welche Rolle bestimmte chemische Elemente in den Lebensvorgängen lebender Organismen spielen.

Hören Sie, Jungs, Zeilen aus S. Shchipachevs Gedicht "Reading Mendeleev":

Nichts anderes gibt es in der Natur
Weder hier noch dort, in den Tiefen des Weltraums:
Alles - vom kleinen Sandkorn bis zum Planeten -
Es besteht aus einzelnen Elementen.

Leute, im Biologie- und Chemieunterricht haben wir immer wieder dafür gesorgt, dass wir von der Welt der chemischen Verbindungen umgeben sind. In jedem lebenden Organismus, einschließlich des menschlichen Körpers, laufen ständig viele chemische Reaktionen ab. Wir können sagen, dass jede lebende Zelle ein mikroskopisches chemisches Labor ist. Die Aufnahme von Chemikalien erfolgt aufgrund einer wichtigen Eigenschaft der Zelle - Stoffwechsel und Energie.

Leute, erinnern wir uns und beantworten die folgenden Fragen:

• Was nennt man Stoffwechsel?
• Welche Bedeutung hat der Stoffwechsel?
• Was sind die Hauptrichtungen des Stoffwechsels?
• Was ist Assimilation?
• Was heißt Dissimilation?

Jede Art von Organismus zeichnet sich durch eine besondere, genetisch festgelegte Art des Stoffwechsels aus. Jede Krankheit wird von Stoffwechselstörungen begleitet und genetisch bedingte Stoffwechselstörungen sind die Ursache vieler Erbkrankheiten.

Viele Chemiker kennen die geflügelten Worte der deutschen Wissenschaftler Walter und Ida Noddak in den 40er Jahren des laufenden Jahrhunderts, dass alle Elemente des Periodensystems in jedem Kopfsteinpflaster vorhanden sind. Diese Worte stießen zunächst nicht auf einhellige Zustimmung. Als jedoch immer präzisere Methoden zur analytischen Bestimmung chemischer Elemente entwickelt wurden, waren die Wissenschaftler immer mehr von der Gültigkeit dieser Worte überzeugt.

Wenn wir uns einig sind, dass jeder Stein alle Elemente enthält, dann sollte dies auch für einen lebenden Organismus gelten. Alle lebenden Organismen auf der Erde, einschließlich des Menschen, stehen in engem Kontakt mit der Umwelt. Das Leben erfordert einen ständigen Stoffwechsel im Körper. Die Aufnahme chemischer Elemente in den Körper wird durch Nahrung und konsumiertes Wasser erleichtert.

Lehrer: Wie viele chemische Elemente enthält das moderne Periodensystem von D.I. Mendelejew?

Von den 118 Elementen, die in der Natur vorkommen, sind mehr als 13 für das Funktionieren lebender Organismen ohne Bedeutung, aber 90 Elemente sind mehr oder weniger am Aufbau eines lebenden Organismus und an den darin ablaufenden Prozessen beteiligt . Die Hauptbaustoffe sind vier Elemente: Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff, und der Rest, der oft in sehr mikroskopischen Mengen im Körper vorhanden ist, beeinträchtigt die Gesundheit, und ein Mangel oder Überschuss eines Elements ist oft die Ursache einer bestimmten Krankheit.

Es gibt keine besonderen Elemente, die nur für lebende Organismen charakteristisch sind, und dies ist einer der Beweise für die Gemeinsamkeit von belebter und unbelebter Natur. Aber der quantitative Gehalt bestimmter Elemente in lebenden Organismen und in der unbelebten Umgebung, die sie umgibt, unterscheidet sich erheblich. Beispielsweise liegt Silizium im Boden bei etwa 33 % und in Landpflanzen nur bei 0,15 %. Solche Unterschiede weisen auf die Fähigkeit lebender Organismen hin, nur die Elemente anzusammeln, die sie zum Leben benötigen.

Um die quantitative Zusammensetzung der in den Zellen lebender Organismen enthaltenen chemischen Elemente zu untersuchen, werden wir anhand eines Lehrbuchs unabhängige Arbeiten durchführen. Eigenständiges Arbeiten der Studierenden (5 Minuten).

• Notieren Sie die chemischen Elemente, die zusammen 98 % des Gesamtinhalts der Zelle ausmachen.
• Schreiben Sie die chemischen Elemente auf, deren Gehalt in der Zelle in Zehntel und Hundertstel Prozent berechnet wird.

Lehrer: Leute, lasst uns die Leistung der unabhängigen Arbeit überprüfen.

Wir haben also drei Gruppen von Elementen identifiziert: Makroelemente - deren Anteil 98% beträgt, und Mikroelemente - deren Anteil 1,9% beträgt, Ultramikroelemente, deren Konzentration 10-5% nicht überschreitet. Dazu gehören Uran, Radium, Gold, Silber, Beryllium, Selen und andere seltene Elemente.

Viele chemische Elemente, aus denen die Zelle besteht, erfüllen eine bestimmte Funktion. Chemische Elemente, die Teil der Zelle sind und biologische Funktionen erfüllen, werden als biogen bezeichnet. Etwa 30 Elemente gehören zu den biogenen Elementen. Unter den biogenen Elementen nehmen die sogenannten Elemente einen besonderen Platz ein - Organogene, die die wichtigsten Substanzen in lebenden Organismen bilden - Wasser, Proteine, Fette, Kohlenhydrate, Vitamine, Hormone usw. Organogene umfassen sechs Elemente - C, O , H, N, H, S.

Zu den biogenen Elementen gehören auch eine Reihe von Metallen, von denen zehn, die sogenannten „Metalle des Lebens“, besonders wichtige biologische Funktionen erfüllen. Diese Metalle sind vier s - Elemente C, K, Na, Mg und sechs d-Elemente - Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co.

Zu den Makroelementen gehören Sauerstoff (65–75 %), Kohlenstoff (15–18 %), Wasserstoff (8–10 %), Stickstoff (2,0–3,0 %), Kalium (0,15–0,4 %), Schwefel (0,15–0,2 %), Phosphor (0,2–1,0 %), Chlor (0,05–0,1 %), Magnesium (0,02–0,03 %), Natrium (0,02–0,03 %), Calcium (0,04–2,00 %), Eisen (0,01–0,015 %). Elemente wie z C, O, H, N, S, P sind Bestandteile organischer Verbindungen.

Und jetzt werden wir den Vorträgen der Studenten über die Rolle der Makronährstoffe in der Zelle und im Körper von Pflanzen, Tieren und Menschen lauschen. Während der Ansprache der Kameraden füllen wir die Tabelle in Heften aus (Folie)

1. Sauerstoff - ist ein Bestandteil fast aller organischen Substanzen der Zelle. Entsteht bei der Photosynthese bei der Photolyse von Wasser. Für aerobe Organismen dient es als Oxidationsmittel bei der Zellatmung und versorgt die Zellen mit Energie. In den größten Mengen in lebenden Zellen ist in der Zusammensetzung Wasser enthalten. Es ist nicht nur ein wesentlicher Bestandteil unserer Atemluft und unseres Trinkwassers, es nimmt auch einen bedeutenden Platz in unserem Körper ein. Mit 65 % unserer gesamten Körpermasse ist Sauerstoff das wichtigste chemische Element in der Zusammensetzung des menschlichen Körpers.
2. Kohlenstoff - ist ein Bestandteil aller organischen Substanzen; ein Skelett aus Kohlenstoffatomen bildet ihre Basis. Darüber hinaus wird es in Form von CO2 bei der Photosynthese fixiert und bei der Atmung freigesetzt, in Form von CO (in geringen Konzentrationen) ist es an der Regulation von Zellfunktionen beteiligt, in Form von CaCO3 ist es Bestandteil der Mineralskelette .
3. Wasserstoff ist wie Sauerstoff ein wesentlicher Bestandteil von Luft und Trinkwasser. Und es gilt auch für die Hauptbestandteile des menschlichen Körpers. 10 % unseres Gewichts sind Wasserstoff. Wasserstoff - ist ein Bestandteil aller organischen Substanzen der Zelle. Es kommt in den höchsten Konzentrationen im Wasser vor. Einige Bakterien oxidieren molekularen Wasserstoff zu Energie.
4. Stickstoff - ist ein Bestandteil von Proteinen, Nukleinsäuren und ihren Monomeren - Aminosäuren und Nukleotiden. Es wird in Form von Ammoniak, Harnstoff, Guanin oder Harnsäure als Endprodukt des Stickstoffstoffwechsels aus dem Körper der Tiere ausgeschieden. In Form von Stickstoffmonoxid ist NO (in geringen Konzentrationen) an der Regulierung des Blutdrucks beteiligt. Stickstoff kommt zwar auch in der Luft vor, ist aber besser bekannt als Wärmeträgerflüssigkeit in flüssiger Form. Seine mysteriös verdunstenden Gase sollten jedoch nicht täuschen – 3 % unserer Körpermasse bestehen aus Stickstoff.
5. Kann Schwefel mit seinem unangenehmen Aussehen und Geruch für unseren Körper wichtig sein? Ja, das ist richtig. Schwefel ist ein wesentlicher Bestandteil von Aminosäuren und Coenzymen. Schwefel - gehört zu den schwefelhaltigen Aminosäuren und kommt daher in den meisten Proteinen vor. Es ist in geringen Mengen als Sulfation im Zytoplasma von Zellen und interzellulären Flüssigkeiten vorhanden.
6. Phosphor als Leuchtstoff ist jedem bekannt. Aber nicht jeder weiß, dass dank Phosphor im Körper die DNA gebildet wird, die Grundlage des menschlichen Lebens. Phosphor - ist Teil von ATP, anderen Nukleotiden und Nukleinsäuren (in Form von Phosphorsäureresten), in Knochengewebe und Zahnschmelz (in Form von Mineralsalzen) und ist auch im Zytoplasma und in interzellulären Flüssigkeiten (in der Form von Phosphationen).
7. Magnesium ist lebensnotwendig für alle Organismen auf der Erde, natürlich auch für uns Menschen. Trotz seines geringen Anteils von 0,05 % unseres Körpergewichts führt ein Mangel an Magnesium zu deutlich spürbaren Folgen: Nervosität, Kopfschmerzen, Müdigkeit und Muskelkrämpfe sind nur einige davon. Magnesium ist ein Cofaktor für viele Enzyme, die am Energiestoffwechsel und der DNA-Synthese beteiligt sind; erhält die Integrität von Ribosomen und Mitochondrien, ist Teil des Chlorophylls. In tierischen Zellen ist es für das Funktionieren von Muskel- und Knochensystemen notwendig.
8. Auch wenn es nur 1,5 % sind, ist Calcium ein wichtiges Metall in unserem Körper. Er ist es, der unsere Knochen und Zähne stärkt. Calcium - ist an der Blutgerinnung beteiligt und dient auch als einer der universellen Second Messenger, der die wichtigsten intrazellulären Prozesse reguliert (einschließlich der Teilnahme an der Aufrechterhaltung des Membranpotentials, das für die Muskelkontraktion und Exozytose erforderlich ist). Unlösliche Calciumsalze sind an der Bildung von Knochen und Zähnen von Wirbeltieren und den Mineralskeletten von Wirbellosen beteiligt.
9. Natrium nehmen wir hauptsächlich in Form von Natriumchlorid, auch Kochsalz genannt, zu uns. Das Element ist wichtig für den Schutz von Zellen und die Übertragung von Nervensignalen. Natrium - ist an der Aufrechterhaltung des Membranpotentials, der Erzeugung eines Nervenimpulses, an Osmoregulationsprozessen (einschließlich der Nierenfunktion beim Menschen) und der Schaffung eines Blutpuffersystems beteiligt.
10. Kalium nimmt mit bescheidenen 0,2 % kaum an den Prozessen des Körpers teil. Es gehört zu den Elektrolyten, die unser Körper vor allem beim Sport benötigt. Sein Mangel kann ein Gefühl der Erschöpfung und Krämpfe verursachen. Kalium - ist an der Aufrechterhaltung des Membranpotentials beteiligt, erzeugt einen Nervenimpuls und reguliert die Kontraktion des Herzmuskels. Enthalten in Interzellularsubstanzen.

Lehrer: Die lebenswichtigen Elemente Natrium und Kalium wirken zusammen. Es wurde zuverlässig festgestellt, dass alle lebenden Organismen durch das Phänomen der Ionenasymmetrie gekennzeichnet sind - eine ungleichmäßige Verteilung von Ionen innerhalb und außerhalb der Zelle. Beispielsweise gibt es in den Zellen von Muskelfasern, Herz, Leber und Nieren einen erhöhten Gehalt an Kaliumionen im Vergleich zu extrazellulären. Die Konzentration von Natriumionen ist dagegen außerhalb der Zelle höher als innerhalb. Das Vorhandensein eines Konzentrationsgradienten von Kalium und Natrium ist eine experimentell nachgewiesene Tatsache. Interessanterweise nimmt mit zunehmendem Alter der Konzentrationsgradient von Kalium- und Natriumionen an der Zellgrenze ab. Wenn der Tod eintritt, gleichen sich die Konzentrationen von Kalium und Natrium innerhalb und außerhalb der Zelle sofort an. Der menschliche Körper enthält durchschnittlich etwa 140 g Kalium und etwa 100 g Natrium. Mit der Nahrung nehmen wir täglich 1,5 bis 7 g Kaliumionen und 2 bis 15 g Natriumionen zu uns. Der Bedarf an Na-Ionen ist so groß, dass sie Lebensmitteln (in Form von Speisesalz) extra zugesetzt werden müssen. Ein erheblicher Verlust von Natriumionen (sie werden mit Urin und Schweiß aus dem Körper ausgeschieden) beeinträchtigt die menschliche Gesundheit. Daher empfehlen Ärzte bei heißem Wetter, mehr salzige Speisen zu sich zu nehmen. Ihr übermäßiger Gehalt an Lebensmitteln führt jedoch zu einer negativen Reaktion des Körpers, beispielsweise zu einem Anstieg des Blutdrucks.

Lehrer: Der Inhalt der Elemente im Körper wird durch die folgenden Vierzeiler erklärt.

Unser Blut schmeckt ein wenig salzig -
Es enthält Natriumchlorid;
Im Interzellularraum Natrium-Plus
Osmosedruck für die Zellen wird gespeichert.
Chloridionen herrschen im Magen,
Salzsäure liefern
Wir bieten - das ist kein Scherz -
Proteinnahrungsmittel bauen Schwänze ab.

Die Zusammensetzung des menschlichen Körpers.

Der französische Chemiker G. Bertrand berechnete, dass der Körper einer Person mit einem Gewicht von etwa 100 kg 63 kg Sauerstoff, 19 kg Kohlenstoff, 9 kg Wasserstoff, 5 kg Stickstoff, 1 kg Kalzium, 700 g Phosphor und 640 enthält g Schwefel , Natrium - 25o g, Kalium - 220 g, Chrom - 180 g, Magnesium - 80 g, Eisen - 3 g, Jod - 0,03 g Fluor, Brom, Mangan, Kupfer - noch weniger. Anzahl

Und jetzt werden wir Mikroelemente betrachten Folie Zu den Mikroelementen, die 0,001 % bis 0,000001 % des Körpergewichts von Lebewesen ausmachen, gehören Vanadium, Germanium, Jod, Kobalt, Mangan, Nickel, Ruthenium, Selen, Fluor, Kupfer, Chrom, Zink.

Unter allen Spurenelementen werden die sogenannten unersetzlichen Spurenelemente in eine besondere Gruppe eingeteilt. Essentielle Spurenelemente sind Spurenelemente, deren regelmäßige Aufnahme mit der Nahrung oder Wasser in den Körper für dessen normale Funktion unbedingt erforderlich ist. Essentielle Spurenelemente sind Bestandteil von Enzymen, Vitaminen, Hormonen und anderen biologisch aktiven Substanzen. Essentielle Spurenelemente sind: Eisen, Jod, Kupfer, Mangan, Zink, Kobalt, Molybdän, Selen, Chrom, Fluor.

Fragen an die Klasse:

• Welche Krankheiten werden durch einen Mangel an chemischen Elementen in pflanzlichen und tierischen Organismen verursacht?
• Welche Lebensmittel enthalten Mikronährstoffe?
• Welche biologische Rolle spielen Spurenelemente?

Sie sind eingeladen, den von Ihren Klassenkameraden vorbereiteten Nachrichten aufmerksam zuzuhören und die obigen Fragen zu beantworten.

1. „Die biologische Rolle von Fluor“

Fluor kommt in geringen Mengen in lebenden Organismen vor. Im menschlichen Körper befinden sich etwa 2,6 g Fluor, davon 2,5 g in den Knochen. Die biologische Rolle von Fluor besteht darin, dass es am Aufbau von Zähnen und Knochen, am Stoffwechsel und an der Aktivierung bestimmter Enzyme beteiligt ist. Die normale Aufnahme von Fluor im menschlichen Körper beträgt 2,5 bis 3,5 mg pro Tag. Eine Abnahme oder Zunahme der Fluormenge verursacht verschiedene Krankheiten. Eine chronische Vergiftung mit Fluorverbindungen verursacht die Krankheit Fluorose.

Lehrer: Und ich möchte dem Gesagten ein lustiges Gedicht hinzufügen

Die Forschung hat es bewiesen
Was ist fluor als spurenelement
So wichtig für den Zahnschmelz
Apropos Bauzement.
Es ist bekannt: mit einem Mangel an Fluor
Zahnschmerzen kommen bald.
Überschüssiges Fluorid ist auch schlecht:
Sie können ohne Zähne bleiben.

2. „Die biologische Rolle von Kobalt“

Kobalt ist ein Spurenelement, das vielfältige Auswirkungen auf die Lebensvorgänge von pflanzlichen, tierischen Organismen und Menschen hat. Der menschliche Körper enthält 0,03 g Kobalt, davon befinden sich 14 % in Knochen, je 43 % in Muskeln und Weichteilen. Das meiste Kobalt in der Leber, den Nieren und der Bauchspeicheldrüse. Die biologische Rolle von Kobalt ist groß - es ist an den Prozessen des Blutbildungsstoffwechsels beteiligt, beeinflusst den Eiweiß-, Fett-, Kohlenhydrat-, Mineralstoffwechsel und den Vitaminstoffwechsel. Beispielsweise beschleunigt Vitamin C die Synthese von Vitamin PP, ist Bestandteil von Enzymen (Peptidase).

Kobalt ist ein wesentlicher Bestandteil von Vitamin B12.

3. „Die biologische Rolle von Kupfer“

Kupfer ist eines der wichtigsten Spurenelemente, das an Prozessen der Photosynthese beteiligt ist und beeinflusst die Stickstoffaufnahme von Pflanzen. Der menschliche Körper enthält etwa 0,1 g Kupfer. Der Tagesbedarf eines Erwachsenen beträgt 2 bis 3 mg. Kupfer ist konzentriert in der Leber, im Blut, im Gehirn, in den Knochen. Kupfermangel und sein Überschuss sind für den Körper gleichermaßen schädlich. Bei einem Mangel an Kupfer in der menschlichen Ernährung nimmt die Bildung von Hämoglobin ab und es entwickelt sich eine Anämie, die Knochenbildung wird durch Veränderungen im Skelett gestört. Überschüssiges Kupfer sammelt sich in Leber, Gehirn, Nieren und Augen an und verursacht chronische Entzündungen im Gewebe.

Lehrer: Danke Jungs für die Leistungen.

Es stellt sich heraus, dass es möglich ist, von jeder Person ein elementares Porträt zu erstellen, das streng dem Geschlecht, dem Alter, der Konstitution, dem Temperament und natürlich dem Lebensstil entspricht. Das elementare „Porträt“ ist diese chemische Zusammensetzung, d.h. der Gehalt an Makro- und Mikroelementen, die wir in uns „tragen“. Und wenn es in unserem Leben (Organismus) zu Veränderungen kommt, wirkt sich das auch auf unsere elementare Zusammensetzung aus, die sehr schnell auf Kollisionen reagiert.

Die genaue Diagnose von Stress, der oft die Ursache der Krankheit ist, kann, wie sich herausstellt, durch die spektrale Zusammensetzung der Haare festgestellt werden. Die Konzentration aller chemischen Elemente, die nur in unserem Körper vorhanden sind, ist im Haar viel höher als in den für die Analyse üblichen biologischen Flüssigkeiten wie Blut und Urin. Darüber hinaus konzentriert das Haar fast alle chemischen Elemente, die in unserem Körper enthalten sind. Wenn es beispielsweise möglich ist, zuverlässig Daten zu 6–8 Elementen aus Blutserum zu erhalten, „gibt“ das Haar Informationen zu 20–30 Elementen aus. Alle Analysen werden mit einem Plasmaspektrometer durchgeführt. Die Ergebnisse der Analyse werden auf einem Computer verarbeitet, der aus seinem Speicher Informationen über die durchschnittliche Norm von Makro- und Mikroelementen für eine gesunde Person eines bestimmten Geschlechts und Alters abruft, die elementare Zusammensetzung der Haare des Patienten mit ihnen vergleicht und Abweichungen bewertet die mineralische Zusammensetzung. Zunächst wird der Gehalt an lebenswichtigen Elementen wie Kalzium, Kalium, Eisen, Kupfer, Magnesium, Zink bestimmt, da ihre Funktionen für unseren Körper äußerst wichtig sind.

Entsprechend dem festgestellten Ungleichgewicht wird eine vorläufige Diagnose gestellt, dann wird ein Behandlungsprogramm festgelegt, das darauf abzielt, den Mangel des fehlenden Elements zu beseitigen und schädliche oder überschüssige Substanzen aus dem Körper zu entfernen. Eine solche Korrektur des Mineralstoffwechsels des Körpers kann durch die Zusammenstellung einer speziellen Diät unter Einbeziehung von Produkten durchgeführt werden, die erhebliche Mengen der für das normale Funktionieren Ihres Körpers notwendigen Elemente enthalten (und die Diät sollte nur von Spezialisten zusammengestellt werden).

Im Haar eines Menschen, der viel nachdenkt, ist bestimmt mehr, im Vergleich zu den anderen, Zink und Kupfer. Bei Dunkelhaarigen überwiegen Mangan, Blei, Titan, Kupfer und Silber. Graues Haar enthält nur Nickel. Darüber hinaus werden sie mit Weisheit in Verbindung gebracht.

Auch im Haar findet sich Gold. Außerdem sind Frauen ihrem Inhalt nach wirklich wertvoller als Männer. Obwohl Dschingis Khan angeblich ein ganzes Büschel goldener Haare am Hinterkopf hatte.

Ultramikroelemente machen weniger als 0,0000001% in den Organismen von Lebewesen aus, darunter Gold, Silber wirken bakterizid, Quecksilber hemmt die Rückresorption von Wasser in den Nierentubuli und beeinflusst Enzyme. Platin und Cäsium werden auch als Ultramikroelemente bezeichnet. Einige zählen auch Selen zu dieser Gruppe, bei dessen Mangel Krebs entsteht. Selen ist ein essentielles Spurenelement. Gleichzeitig ist es im Falle einer Überdosierung hochgiftig, weshalb seine Verwendung als Nahrungsergänzungsmittel in Wissenschaftlerkreisen für große Diskussionen sorgt.

Die Funktionen von Ultramikroelementen sind noch wenig verstanden.

• Also, Leute, was habt ihr Neues im Unterricht gelernt?
• Was hat dir gefallen?
• Was hat dir nicht gefallen?
• Was hat Sie überrascht?

Benotung.

In dieser Lektion lernen Sie die Rolle von Mineralverbindungen von Mikro- und Makroelementen im Leben lebender Organismen kennen. Sie lernen den pH-Wert der Umgebung kennen - pH, erfahren, wie dieser Indikator mit der Physiologie des Körpers zusammenhängt und wie der Körper einen konstanten pH-Wert der Umgebung aufrechterhält. Erfahren Sie, welche Rolle anorganische Anionen und Kationen in Stoffwechselprozessen spielen, erfahren Sie mehr über die Funktionen von Na-, K- und Ca-Kationen im Körper, sowie darüber, welche anderen Metalle Bestandteil unseres Körpers sind und welche Funktionen sie haben.

Einführung

Thema: Grundlagen der Zytologie

Lektion: Mineralien und ihre Rolle im Zellleben

1. Einleitung. Mineralien in der Zelle

Mineralien machen 1 bis 1,5 % der Frischmasse der Zelle aus und liegen in Form von in Ionen dislozierten Salzen oder in festem Zustand in den Zellen vor (Abb. 1).

Reis. 1. Chemische Zusammensetzung von Zellen lebender Organismen

Im Zytoplasma jeder Zelle gibt es kristalline Einschlüsse, die durch leicht lösliche Calcium- und Phosphorsalze dargestellt werden; daneben können Siliziumoxid und andere anorganische Verbindungen vorhanden sein, die an der Bildung der Stützstrukturen der Zelle – im Fall des Mineralskeletts von Radiolarien – und des Körpers beteiligt sind, also die mineralische Substanz bilden von Knochengewebe.

2. Anorganische Ionen: Kationen und Anionen

Anorganische Ionen sind wichtig für das Leben der Zelle (Abb. 2).

Reis. 2. Formeln der Hauptionen der Zelle

Kationen- Kalium, Natrium, Magnesium und Kalzium.

Anionen- Chlorid-Anion, Hydrogencarbonat-Anion, Hydrogenphosphat-Anion, Dihydrogenphosphat-Anion, Carbonat-Anion, Phosphat-Anion und Nitratanion.

Betrachten Sie die Bedeutung von Ionen.

Ionen, die sich auf gegenüberliegenden Seiten von Zellmembranen befinden, bilden das sogenannte Transmembranpotential. Viele Ionen sind ungleichmäßig zwischen Zelle und Umgebung verteilt. So ist die Konzentration an Kaliumionen (K+) in der Zelle 20-30 mal höher als in der Umgebung; und die Konzentration an Natriumionen (Na+) ist in der Zelle zehnmal geringer als in der Umgebung.

Durch Existenz Konzentrationsgradienten werden viele lebenswichtige Prozesse durchgeführt, wie die Kontraktion von Muskelfasern, die Erregung von Nervenzellen und der Stofftransport durch die Membran.

Kationen beeinflussen die Viskosität und Fließfähigkeit des Zytoplasmas. Kaliumionen reduzieren die Viskosität und erhöhen die Fließfähigkeit, Calciumionen (Ca2+) haben eine gegenteilige Wirkung auf das Zellzytoplasma.

Anionen schwacher Säuren - Bicarbonat-Anion (HCO3-), Hydrophosphat-Anion (HPO42-) - sind an der Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts der Zelle beteiligt pH-WertUmgebungen. Entsprechend ihrer Reaktion können Lösungen sein sauer, neutral und hauptsächlich.

Die Azidität oder Basizität einer Lösung wird durch die Konzentration der darin enthaltenen Wasserstoffionen bestimmt (Abb. 3).

Reis. 3. Bestimmung des Säuregehalts der Lösung mit einem Universalindikator

Diese Konzentration wird durch den pH-Wert ausgedrückt, die Länge der Skala reicht von 0 bis 14. Neutraler pH-Wert liegt bei etwa 7. Sauer ist kleiner als 7. Basisch ist größer als 7. Den pH-Wert des Mediums kannst du mit Hilfe von Indikatorpapieren schnell bestimmen oder Streifen (siehe Video) .

Wir tauchen das Indikatorpapier in die Lösung, entfernen dann den Streifen und vergleichen sofort die Farbe der Indikatorzone des Streifens mit den Farben der im Kit enthaltenen Standard-Vergleichsskala, bewerten die Farbähnlichkeit und bestimmen den pH-Wert Wert (siehe Video).

3. pH-Wert des Mediums und die Rolle von Ionen bei seiner Aufrechterhaltung

Der pH-Wert in einer Zelle liegt bei etwa 7.

Eine Änderung des pH-Wertes in die eine oder andere Richtung wirkt sich nachteilig auf die Zelle aus, da sich die in der Zelle ablaufenden biochemischen Prozesse sofort ändern.

Der zelluläre pH-Wert wird durch aufrechterhalten Puffereigenschaften seinen Inhalt. Eine Pufferlösung ist eine Lösung, die einen konstanten pH-Wert des Mediums aufrechterhält. Typischerweise besteht ein Puffersystem aus einem starken und einem schwachen Elektrolyten: einem Salz und einer schwachen Base oder schwachen Säure, die es bilden.

Die Wirkung einer Pufferlösung besteht darin, dass sie Änderungen des pH-Werts des Mediums widersteht. Durch Konzentrieren der Lösung oder Verdünnen mit Wasser, Säure oder Lauge kann es zu einer Veränderung des pH-Wertes des Mediums kommen. Wenn der Säuregehalt, dh die Konzentration von Wasserstoffionen, zunimmt, interagieren freie Anionen, deren Quelle Salz ist, mit Protonen und entfernen sie aus der Lösung. Wenn der Säuregehalt abnimmt, steigt die Tendenz, Protonen freizusetzen. Auf diese Weise wird der pH-Wert auf einem bestimmten Niveau gehalten, dh die Konzentration an Protonen wird auf einem bestimmten konstanten Niveau gehalten.

Einige organische Verbindungen, insbesondere Proteine, haben auch Puffereigenschaften.

Kationen von Magnesium, Calcium, Eisen, Zink, Kobalt, Mangan sind Bestandteil von Enzymen und Vitaminen (siehe Video).

Metallkationen sind Bestandteil von Hormonen.

Zink ist Bestandteil von Insulin. Insulin ist ein Hormon der Bauchspeicheldrüse, das den Blutzuckerspiegel reguliert.

Magnesium ist Bestandteil des Chlorophylls.

Eisen ist Bestandteil des Hämoglobins.

Bei einem Mangel an diesen Kationen werden die lebenswichtigen Prozesse der Zelle gestört.

4. Metallionen als Cofaktoren

Der Wert von Natrium- und Kaliumionen

Natrium- und Kaliumionen sind im ganzen Körper verteilt, während Natriumionen hauptsächlich Teil der interzellulären Flüssigkeit sind und Kaliumionen in den Zellen enthalten sind: 95% der Ionen Kalium enthalten innerhalb von Zellen, und 95 % der Ionen Natrium Enthalten in interzelluläre Flüssigkeiten(Abb. 4).

Assoziiert mit Natriumionen osmotischer Druck Flüssigkeiten, Wassereinlagerungen durch Gewebe und Transport, oder Transport Substanzen wie Aminosäuren und Zucker durch die Membran.

Bedeutung von Calcium im menschlichen Körper

Calcium ist eines der am häufigsten vorkommenden Elemente im menschlichen Körper. Der Großteil des Kalziums befindet sich in Knochen und Zähnen. Die Fraktion außerhalb des Knochenkalziums beträgt 1 % der Gesamtkalziummenge im Körper. Extraossäres Calcium beeinflusst die Blutgerinnung sowie die neuromuskuläre Erregbarkeit und Muskelfaserkontraktion.

Phosphatpuffersystem

Das Phosphatpuffersystem spielt eine Rolle bei der Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts des Körpers, außerdem hält es ein Gleichgewicht im Lumen der Tubuli der Nieren sowie in der intrazellulären Flüssigkeit aufrecht.

Das Phosphatpuffersystem besteht aus Dihydrogenphosphat und Hydrogenphosphat. Hydrophosphat bindet, dh neutralisiert das Proton. Dihydrogenphosphat setzt ein Proton frei und interagiert mit alkalischen Produkten, die ins Blut gelangen.

Das Phosphatpuffersystem ist Teil des Blutpuffersystems (Abb. 5).

Blutpuffersystem

Im menschlichen Körper gibt es immer bestimmte Bedingungen für eine Verschiebung der normalen Reaktion der Gewebeumgebung, z. B. Blut, in Richtung Azidose (Übersäuerung) oder Alkalose (Desoxidation - Verschiebung des pH-Werts).

Verschiedene Produkte gelangen ins Blut, zum Beispiel Milchsäure, Phosphorsäure, schweflige Säure, die durch Oxidation von Organophosphorverbindungen oder schwefelhaltigen Proteinen entstehen. In diesem Fall kann sich die Reaktion des Blutes hin zu sauren Produkten verschieben.

Beim Verzehr von Fleischprodukten gelangen saure Verbindungen in den Blutkreislauf. Beim Verzehr pflanzlicher Lebensmittel gelangen Basen ins Blut.

Der pH-Wert des Blutes bleibt jedoch auf einem bestimmten konstanten Niveau.

Im Blut gibt es Puffersysteme die den pH-Wert auf einem bestimmten Niveau halten.

Zu den Puffersystemen des Blutes gehören:

Carbonatpuffersystem,

Phosphatpuffersystem,

Hämoglobin-Puffersystem,

Plasmaprotein-Puffersystem (Abb. 6).

Das Zusammenspiel dieser Puffersysteme erzeugt einen bestimmten konstanten Blut-pH-Wert.

Daher haben wir heute Mineralien und ihre Rolle im Leben der Zelle betrachtet.

Hausaufgaben

Welche Chemikalien werden Mineralien genannt? Welche Bedeutung haben Mineralien für lebende Organismen? Aus welchen Stoffen bestehen Lebewesen hauptsächlich? Welche Kationen kommen in lebenden Organismen vor? Was sind ihre Funktionen? Welche Anionen kommen in lebenden Organismen vor? Was ist ihre Rolle? Was ist ein Puffersystem? Welche Puffersysteme des Blutes kennen Sie? Wie hoch ist der Mineralstoffgehalt im Körper?

1. Chemische Zusammensetzung lebender Organismen.

2. Wikipedia.

3. Biologie und Medizin.

4. Bildungszentrum.

Referenzliste

1. Kamensky A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. Allgemeine Biologie 10-11 Klasse Bustard, 2005.

2. Biologie. 10. Klasse. Allgemeine Biologie. Grundstufe / P. V. Izhevsky, O. A. Kornilova, T. E. Loshchilina und andere - 2. Aufl., überarbeitet. - Ventana-Graf, 2010. - 224 Seiten.

3. Belyaev D.K. Biologie Klasse 10-11. Allgemeine Biologie. Ein Grundniveau von. - 11. Aufl., Stereotyp. - M.: Bildung, 2012. - 304 S.

4. Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazov V. I. Biologie 10-11 Klasse. Allgemeine Biologie. Ein Grundniveau von. - 6. Aufl., erg. - Trappe, 2010. - 384 p.

Eine Zelle ist nicht nur eine strukturelle Einheit aller Lebewesen, eine Art Baustein des Lebens, sondern auch eine kleine biochemische Fabrik, in der im Sekundenbruchteil verschiedene Umwandlungen und Reaktionen ablaufen. So entstehen die für das Leben und Wachstum des Organismus notwendigen Bausteine: die Mineralstoffe der Zelle, Wasser und organische Verbindungen. Daher ist es sehr wichtig zu wissen, was passiert, wenn einer von ihnen nicht ausreicht. Welche Rolle spielen verschiedene Verbindungen im Leben dieser winzigen, mit bloßem Auge nicht sichtbaren Strukturpartikel lebender Systeme? Versuchen wir, dieses Problem zu verstehen.

Klassifizierung von Zellsubstanzen

Alle Verbindungen, die die Masse der Zelle ausmachen, ihre strukturellen Teile bilden und für ihre Entwicklung, Ernährung, Atmung, plastische und normale Entwicklung verantwortlich sind, können in drei große Gruppen eingeteilt werden. Dies sind Kategorien wie:

• organisch;
• anorganische Substanzen der Zelle (Mineralsalze);
• Wasser.

Letzteres wird oft der zweiten Gruppe der anorganischen Komponenten zugeordnet. Zusätzlich zu diesen Kategorien können Sie diejenigen bestimmen, die sich aus ihrer Kombination zusammensetzen. Dies sind Metalle, aus denen das Molekül organischer Verbindungen besteht (z. B. ist ein Hämoglobinmolekül, das ein Eisenion enthält, von Natur aus ein Protein).

Mineralien der Zelle

Wenn wir speziell über die mineralischen oder anorganischen Verbindungen sprechen, aus denen jeder lebende Organismus besteht, dann sind sie sowohl in ihrer Natur als auch in ihrem quantitativen Gehalt nicht gleich. Daher haben sie ihre eigene Klassifizierung.

Alle anorganischen Verbindungen lassen sich in drei Gruppen einteilen.

1. Makronährstoffe. Solche, deren Gehalt in der Zelle mehr als 0,02% der Gesamtmasse anorganischer Substanzen beträgt. Beispiele: Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Magnesium, Calcium, Kalium, Chlor, Schwefel, Phosphor, Natrium.
2. Spurenelemente - weniger als 0,02 %. Dazu gehören: Zink, Kupfer, Chrom, Selen, Kobalt, Mangan, Fluor, Nickel, Vanadium, Jod, Germanium.
3. Ultramikroelemente - der Gehalt beträgt weniger als 0,0000001%. Beispiele: Gold, Cäsium, Platin, Silber, Quecksilber und einige andere.

Sie können auch mehrere Elemente hervorheben, die organogen sind, dh sie bilden die Grundlage organischer Verbindungen, aus denen der Körper eines lebenden Organismus aufgebaut ist. Dies sind Elemente wie:

• Wasserstoff;
• Stickstoff;
• Kohlenstoff;
• Sauerstoff.

Sie bilden die Moleküle von Proteinen (Lebensgrundlage), Kohlenhydraten, Lipiden und anderen Stoffen. Mineralien sind jedoch auch für das normale Funktionieren des Körpers verantwortlich. Die chemische Zusammensetzung der Zelle wird in Dutzenden von Elementen aus dem Periodensystem berechnet, die der Schlüssel zu einem erfolgreichen Leben sind. Nur etwa 12 aller Atome spielen überhaupt keine Rolle, oder sie ist vernachlässigbar und nicht untersucht.

Besonders wichtig sind einige Salze, die täglich in ausreichender Menge mit der Nahrung aufgenommen werden müssen, damit verschiedene Krankheiten nicht entstehen. Für Pflanzen ist dies beispielsweise Natrium, für Mensch und Tier Calciumsalze, Kochsalz als Quelle für Natrium und Chlor etc.

Wasser

Die Mineralstoffe der Zelle werden mit Wasser zu einer gemeinsamen Gruppe kombiniert, daher ist es unmöglich, ihre Bedeutung nicht zu sagen. Welche Rolle spielt es im Körper der Lebewesen? Enorm. Zu Beginn des Artikels haben wir die Zelle mit einer biochemischen Fabrik verglichen. Alle Stoffumwandlungen, die jede Sekunde stattfinden, werden also genau in der aquatischen Umwelt durchgeführt. Es ist ein universelles Lösungsmittel und Medium für chemische Wechselwirkungen, Synthese- und Zerfallsprozesse.

Darüber hinaus ist Wasser Teil der inneren Umgebung:

• Zytoplasma;
• Zellsaft in Pflanzen;
• Blut bei Tieren und Menschen;
• Urin;
• Speichel anderer biologischer Flüssigkeiten.

Austrocknung bedeutet für ausnahmslos alle Organismen den Tod. Wasser ist der Lebensraum für eine große Vielfalt an Flora und Fauna. Daher ist es schwierig, die Bedeutung davon zu überschätzen, sie ist wirklich unendlich groß.

Makronährstoffe und ihre Bedeutung

Den großen Wert haben die Mineralstoffe der Zelle für ihre normale Arbeit. Dies gilt zunächst einmal für Makronährstoffe. Die Rolle eines jeden von ihnen wurde im Detail untersucht und ist seit langem etabliert. Wir haben bereits aufgelistet, welche Atome die Gruppe der Makroelemente bilden, also wiederholen wir uns nicht. Lassen Sie uns kurz die Rolle der wichtigsten skizzieren.

1. Kalzium. Seine Salze sind für die Versorgung des Körpers mit Ca 2+ -Ionen notwendig. Die Ionen selbst sind an den Prozessen des Blutstillstands und der Blutgerinnung beteiligt, sorgen für Zellexozytose sowie für Muskelkontraktionen, einschließlich Herzkontraktionen. Unlösliche Salze sind die Grundlage für starke Knochen und Zähne von Tieren und Menschen.
2. Kalium und Natrium. Halten Sie den Zustand der Zelle aufrecht, bilden Sie die Natrium-Kalium-Pumpe des Herzens.
3. Chlor - ist an der Sicherstellung der Elektroneutralität der Zelle beteiligt.
4. Phosphor, Schwefel, Stickstoff - sind Bestandteile vieler organischer Verbindungen und nehmen auch an der Arbeit der Muskeln und der Zusammensetzung der Knochen teil.

Wenn wir jedes Element genauer betrachten, kann natürlich viel über seinen Überschuss im Körper und über seinen Mangel gesagt werden. Denn beides ist schädlich und führt zu Krankheiten verschiedenster Art.

Spurenelemente

Groß ist auch die Rolle der Mineralstoffe in der Zelle, die zur Gruppe der Spurenelemente gehören. Obwohl ihr Inhalt in der Zelle sehr gering ist, kann sie ohne sie lange Zeit nicht normal funktionieren. Die wichtigsten aller oben genannten Atome in dieser Kategorie sind wie:

• Zink;
• Kupfer;
• Selen;
• Fluor;
• Kobalt.

Ein normaler Jodspiegel ist für die Aufrechterhaltung der Schilddrüsenfunktion und der Hormonproduktion unerlässlich. Fluor wird vom Körper benötigt, um den Zahnschmelz zu stärken, und Pflanzen - um die Elastizität und die satte Farbe der Blätter zu erhalten.

Zink und Kupfer sind Elemente, aus denen viele Enzyme und Vitamine bestehen. Sie sind wichtige Teilnehmer an den Prozessen der Synthese und des Kunststoffaustauschs.

Selen ist ein aktiver Teilnehmer an Regulierungsprozessen, es ist ein Element, das für das Funktionieren des endokrinen Systems notwendig ist. Kobalt hingegen hat einen anderen Namen - Vitamin B 12, und alle Verbindungen dieser Gruppe sind äußerst wichtig für das Immunsystem.

Daher sind die Funktionen von Mineralstoffen in der Zelle, die von Mikroelementen gebildet werden, nicht geringer als die von Makrostrukturen. Daher ist es wichtig, beides in ausreichender Menge zu sich zu nehmen.

Ultramikroelemente

Die Mineralstoffe der Zelle, die durch Ultramikroelemente gebildet werden, spielen keine so große Rolle wie die oben genannten. Ihr langfristiger Mangel kann jedoch zu sehr unangenehmen und manchmal sehr gefährlichen Folgen für die Gesundheit führen.

Zu dieser Gruppe gehört beispielsweise auch Selen. Sein langfristiger Mangel provoziert die Entwicklung von Krebstumoren. Daher gilt es als unverzichtbar. Aber Gold und Silber sind Metalle, die sich negativ auf Bakterien auswirken und sie zerstören. Daher spielen im Inneren der Zellen eine bakterizide Rolle.

Generell ist jedoch zu sagen, dass die Funktionen der Ultramikroelemente wissenschaftlich noch nicht vollständig aufgeklärt sind und ihre Bedeutung unklar bleibt.

Metalle und organische Stoffe

Viele Metalle sind Bestandteil organischer Moleküle. Beispielsweise ist Magnesium ein Coenzym von Chlorophyll, das für die Photosynthese von Pflanzen notwendig ist. Eisen ist Teil des Hämoglobinmoleküls, ohne das es unmöglich ist zu atmen. Kupfer, Zink, Mangan und andere sind Bestandteile der Moleküle von Enzymen, Vitaminen und Hormonen.

Offensichtlich sind alle diese Verbindungen wichtig für den Körper. Es ist unmöglich, sie vollständig den mineralischen zuzuordnen, aber sie folgen teilweise noch.

Mineralstoffe der Zelle und ihre Bedeutung: Klasse 5, Tabelle

Um zusammenzufassen, was wir während des Artikels gesagt haben, werden wir eine allgemeine Tabelle erstellen, in der wir widerspiegeln, was Mineralverbindungen sind und warum sie benötigt werden. Sie können es verwenden, wenn Sie dieses Thema beispielsweise Schulkindern in der fünften Klasse erklären.

So werden den Schülerinnen und Schülern im Rahmen der Hauptschulbildung die Mineralstoffe der Zelle und ihre Bedeutung näher gebracht.

Folgen eines Mineralstoffmangels

Wenn wir sagen, dass die Rolle der Mineralien in der Zelle wichtig ist, müssen wir Beispiele nennen, die diese Tatsache beweisen.

Wir listen einige Krankheiten auf, die sich bei einem Mangel oder Überschuss an einer der im Verlauf des Artikels angegebenen Verbindungen entwickeln.

1. Hypertonie.
2. Ischämie, Herzinsuffizienz.
3. Kropf und andere Erkrankungen der Schilddrüse (Morbus Basedow und andere).
4. Anämie.
5. Falsches Wachstum und Entwicklung.
6. Krebstumore.
7. Fluorose und Karies.
8. Blutkrankheiten.
9. Störung des Muskel- und Nervensystems.
10. Verdauungsstörungen.

Natürlich ist dies keine vollständige Liste. Daher ist es notwendig, sorgfältig zu überwachen, ob die tägliche Ernährung korrekt und ausgewogen ist.

Die Zelle besteht aus organischen und mineralischen Stoffen.

Mineralische Zusammensetzung der Zellen

Von den anorganischen Stoffen enthält die Zelle 86 Elemente des Periodensystems, etwa 16-18 Elemente sind für die normale Existenz einer lebenden Zelle lebensnotwendig.

Unter den Elementen sind: Organogene, Makroelemente, Mikroelemente und Ultramikroelemente.

Organogene

Das sind die Stoffe, aus denen organische Materie besteht: Sauerstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff.

Sauerstoff(65-75%) - enthalten in einer Vielzahl organischer Moleküle - Proteine, Fette, Kohlenhydrate, Nukleinsäuren. In Form einer einfachen Substanz (O2) entsteht es im Prozess der oxygenen Photosynthese (Cyanobakterien, Algen, Pflanzen).

Funktionen: 1. Sauerstoff ist ein starkes Oxidationsmittel (oxidiert Glukose bei der Zellatmung, dabei wird Energie freigesetzt)

2. In den organischen Substanzen der Zelle enthalten

3. Im Wassermolekül enthalten

Kohlenstoff(15-18%) - ist die Grundlage der Struktur aller organischen Substanzen. In Form von Kohlendioxid wird es bei der Atmung freigesetzt und bei der Photosynthese aufgenommen. Kann in Form von CO - Kohlenmonoxid vorliegen. In Form von Calciumcarbonat (CaCO3) ist es Bestandteil der Knochen.

Wasserstoff(8 - 10%) - wie Kohlenstoff ist es Bestandteil jeder organischen Verbindung. Es enthält auch Wasser.

Stickstoff(2 - 3%) - ist Bestandteil von Aminosäuren und damit von Proteinen, Nukleinsäuren, einigen Vitaminen und Farbstoffen. Fixiert durch Bakterien aus der Atmosphäre.

Makronährstoffe

Magnesium (0,02 - 0,03%)

1. In der Zelle - ist Teil von Enzymen, beteiligt sich an der DNA-Synthese und dem Energiestoffwechsel

2. In Pflanzen - ist ein Teil des Chlorophylls

3. Bei Tieren - es ist Teil der Enzyme, die an der Funktion von Muskel-, Nerven- und Knochengewebe beteiligt sind.

Natrium (0,02 - 0,03%)

1. In der Zelle - ist ein Teil der Kalium-Natrium-Kanäle und Pumpen

2. In Pflanzen - beteiligt sich an der Osmose, die die Aufnahme von Wasser aus dem Boden sicherstellt

3. Bei Tieren - beteiligt sich an der Arbeit der Nieren, hält die Herzfrequenz aufrecht, ist Teil des Blutes (NaCl), trägt zur Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts bei

Kalzium (0,04 - 2,0%)

1. In der Zelle - beteiligt sich an der selektiven Permeabilität der Membran, am Prozess der Verbindung von DNA mit Proteinen

2. In Pflanzen - bildet Salze von Pektinsubstanzen, verleiht der interzellulären Substanz, die Pflanzenzellen verbindet, Härte und ist auch an der Bildung von interzellulären Kontakten beteiligt

3. Bei Tieren ist es Bestandteil der Knochen von Wirbeltieren, Schalen von Mollusken und Korallenpolypen, beteiligt sich an der Bildung von Galle, erhöht die Reflexerregbarkeit des Rückenmarks und des Speichelzentrums, beteiligt sich an der synaptischen Übertragung eines Nervs Impuls, in den Prozessen der Blutgerinnung, ist ein notwendiger Faktor bei der Reduzierung der quergestreiften Muskulatur

Eisen (0,02%)

1. In der Zelle - ist ein Teil der Cytochrome

2. In Pflanzen - beteiligt sich an der Synthese von Chlorophyll, ist Teil der an der Atmung beteiligten Enzyme, sind Teil der Cytochrome

3. Bei Tieren - ist ein Teil des Hämoglobins

Kalium (0,15 - 0,4%)

1. In der Zelle - behält die kolloidalen Eigenschaften des Zytoplasmas bei, ist Teil der Kalium-Natrium-Pumpen und -Kanäle, aktiviert Enzyme, die an der Proteinsynthese während der Glykolyse beteiligt sind

2. In Pflanzen - beteiligt sich an der Regulierung des Wasserstoffwechsels und der Photosynthese

3. Notwendig für den richtigen Herzrhythmus, beteiligt sich an der Weiterleitung eines Nervenimpulses

Schwefel (0,15 - 0,2%)

1. In der Zelle - ist Teil einiger Aminosäuren - Cytin, Cystein und Methionin, bildet Disulfidbrücken in der Tertiärstruktur des Proteins, ist Teil einiger Enzyme und Coenzym A, ist Teil von Bakteriochlorophyll, einige Chemosynthetika verwenden Schwefel Verbindungen zur Energiegewinnung

2. Bei Tieren - ist ein Teil von Insulin, Vitamin B1, Biotin

Phosphor (0,2 - 1,0%)

1. In der Zelle - in Form von Phosphorsäureresten ist es Teil von DNA, RNA, ATP, Nukleotiden, Coenzymen NAD, NADP, FAD, phosphorylierten Zuckern, Phospholipiden und vielen Enzymen, bildet Membranen als Teil von Phospholipiden

2. Bei Tieren - es ist Bestandteil der Knochen, Zähne, bei Säugetieren ist es Bestandteil des Puffersystems, hält den Säurehaushalt der Gewebeflüssigkeit relativ konstant

Chlor (0,05 - 0,1%)

1. In der Zelle - beteiligt sich an der Aufrechterhaltung der elektrischen Neutralität der Zelle

2. In Pflanzen - beteiligt sich an der Regulierung des Turgordrucks

3. Bei Tieren - beteiligt sich an der Bildung des osmotischen Potentials von Blutplasma, auch an Erregungs- und Hemmungsprozessen in Nervenzellen, ist ein Teil des Magensaftes in Form von Salzsäure

Spurenelemente

Kupfer

1. In der Zelle - ist ein Teil der Enzyme, die an der Synthese von Cytochromen beteiligt sind

2. In Pflanzen - es ist Teil der Enzyme, die an den Reaktionen der dunklen Phase der Photosynthese beteiligt sind

3. Bei Tieren - es ist an der Synthese von Hämoglobin beteiligt, bei Wirbellosen ist es Teil von Hämocyaninen - Sauerstoffträgern, beim Menschen - es ist Teil des Hautpigments - Melanin

Zink

1. Beteiligt sich an der alkoholischen Gärung

2. In Pflanzen - es ist Teil der Enzyme, die am Abbau von Kohlensäure und an der Synthese von Pflanzenhormonen-Auxinen beteiligt sind

Jod

1. Bei Wirbeltieren - ist Teil der Schilddrüsenhormone (Thyroxin)

Kobalt

1. Bei Tieren - es ist Teil von Vitamin B12 (beteiligt sich an der Synthese von Hämoglobin), sein Mangel führt zu Anämie

Fluor

1. Bei Tieren - stärkt Knochen und Zahnschmelz

Mangan

1. In der Zelle - ist ein Teil der an der Atmung beteiligten Enzyme, Oxidation von Fettsäuren, erhöht die Aktivität von Carboxylase

2. In Pflanzen - als Teil von Enzymen ist es an Dunkelreaktionen der Photosynthese und an der Reduktion von Nitraten beteiligt

3. Bei Tieren - es ist Teil der Phosphatase-Enzyme, die für das Knochenwachstum notwendig sind

Brom

1. In der Zelle - ist ein Teil von Vitamin B1, das am Abbau von Brenztraubensäure beteiligt ist

Molybdän

1. In der Zelle - als Teil von Enzymen ist es an der Fixierung von Luftstickstoff beteiligt

2. In Pflanzen - als Teil von Enzymen ist es an der Arbeit von Stomata und Enzymen beteiligt, die an der Synthese von Aminosäuren beteiligt sind

Bor

1. Beeinflusst das Pflanzenwachstum