შტანკო T.Yu. №221-987-502

თემა: უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა. ნახშირწყლები, ლიპიდები, მათი როლი უჯრედის ცხოვრებაში .

გაკვეთილის ლექსიკონი: მონოსაქარიდები, ოლიგოსაქარიდები, პოლისაქარიდები, ლიპიდები, ცვილები, ფოსფოლიპიდები.

პირადი შედეგები: ველური ბუნების შესწავლის შემეცნებითი ინტერესებისა და მოტივების ჩამოყალიბება. ინტელექტუალური უნარების განვითარება, შემოქმედებითი შესაძლებლობები.

მეტასუბიექტის შედეგები: შედარების, დასკვნის გამოტანის, მსჯელობის, ცნებების განმარტებების ჩამოყალიბების უნარების ჩამოყალიბება.

თემის შედეგები: ახასიათებს ნახშირწყლებისა და ლიპიდების სტრუქტურული მახასიათებლები, ფუნქციები,მათი როლი უჯრედების სიცოცხლეში.

UUD: მსჯელობის ლოგიკური ჯაჭვის აგება, შედარება, ცნებების კორელაცია.

გაკვეთილის მიზანი:გააცნოს მოსწავლეებს ნახშირწყლების სტრუქტურა, კლასიფიკაცია და ფუნქციები, ლიპიდების მრავალფეროვნება და ფუნქციები.

გაკვეთილების დროს:ცოდნის შემოწმება

აღწერეთ უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა.

რატომ შეიძლება იმის მტკიცება, რომ უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა არის ცოცხალი ბუნების ერთიანობის და ცოცხალი და უსულო ბუნების საერთოობის დადასტურება?

რატომ ითვლება ნახშირბადი სიცოცხლის ქიმიურ საფუძვლად?

შეარჩიეთ ქიმიური ელემენტების სწორი თანმიმდევრობა უჯრედში კონცენტრაციის გაზრდის მიზნით:

ა) იოდ-ნახშირბად-გოგირდის; ბ) რკინა-სპილენძ-კალიუმი;

გ) ფოსფორ-მაგნიუმ-თუთია; დ) ფტორ-ქლორ-ჟანგბადი.

რა ელემენტის ნაკლებობამ შეიძლება გამოიწვიოს ბავშვებში კიდურების ფორმის შეცვლა?

ა) რკინა; ბ) კალიუმი; გ) მაგნიუმი; დ) კალციუმი.

აღწერეთ წყლის მოლეკულის სტრუქტურა და მისი ფუნქციები უჯრედში.

წყალი არის გამხსნელი. პოლარული წყლის მოლეკულები ხსნიან სხვა ნივთიერებების პოლარულ მოლეკულებს. წყალში ხსნად ნივთიერებებს ე.წჰიდროფილური წყალში უხსნადი– ჰიდროფობიური .

მაღალი სპეციფიკური სითბოს ტევადობა. დიდი ენერგია სჭირდება წყალბადის ბმების გაწყვეტას, რომლებიც ატარებენ წყლის მოლეკულებს. წყლის ეს თვისება უზრუნველყოფს ორგანიზმში სითბოს ბალანსის შენარჩუნებას.

თბოგამტარობა.

წყალი პრაქტიკულად არ იკუმშება, რაც უზრუნველყოფს ტურგორის წნევას.

გადაბმა და ზედაპირული დაძაბულობა. წყალბადის ბმები უზრუნველყოფს წყლის სიბლანტეს და ადჰეზიას სხვა ნივთიერებების მოლეკულებთან. ადჰეზიური ძალების გამო, წყლის ზედაპირზე წარმოიქმნება ფილმი, რომელიც ხასიათდება ზედაპირული დაჭიმვით.

ეს შეიძლება იყოს სამ შტატში.

სიმკვრივე. გაციებისას წყლის მოლეკულების მოძრაობა ნელდება. წყალბადის ბმების რაოდენობა ხდება მაქსიმალური. წყალს აქვს ყველაზე მაღალი სიმკვრივე 4 გრადუსზე. გაყინული წყალი ფართოვდება (მოითხოვს ადგილს წყალბადის ბმების წარმოქმნისთვის), მისი სიმკვრივე მცირდება, ამიტომ ყინული ცურავს წყლის ზედაპირზე.

აირჩიეთ წყლის ფუნქციები გალიაში:

ა) ენერგეტიკა დ) კონსტრუქცია

ბ) ფერმენტული ე) საპოხი

გ) ტრანსპორტი ვ) თერმორეგულაციური

აირჩიეთ მხოლოდ წყლის ფიზიკური თვისებები:

ა) დისოციაციის უნარი

ბ) მარილების ჰიდროლიზი

გ) სიმკვრივე

დ) თბოგამტარობა

ე) ელექტრული გამტარობა

ვ) ელექტრონის დონაცია

ემბრიონის უჯრედებში წყლის რაოდენობა - 97,55%; რვათვიანი - 83%; ახალშობილი - 74%; ზრდასრული - 66% (ძვლები - 20%, ღვიძლი - 70%, ტვინი - 86%). წყლის რაოდენობა პირდაპირპროპორციულია მეტაბოლური სიჩქარის.

როგორ დგინდება ხსნარის მჟავიანობა ან ფუძეობა? (H იონების კონცენტრაცია)

როგორ არის გამოხატული ეს კონცენტრაცია? (ეს კონცენტრაცია გამოიხატება pH მნიშვნელობის გამოყენებით)

ნეიტრალური pH = 7

მჟავე pH 7-ზე ნაკლები

ძირითადი pH 7-ზე მეტი

pH მასშტაბის სიგრძე 14-მდე

pH მნიშვნელობა უჯრედებში არის 7 1-2 ერთეულის ცვლილება საზიანოა უჯრედისთვის.

როგორ არის შენარჩუნებული pH მუდმივი უჯრედებში (შენარჩუნებულია მათი შიგთავსის ბუფერული თვისებების გამო).

ბუფერი სუსტი მჟავისა და მისი ხსნადი მარილის ნარევს შემცველ ხსნარს ე.წ. როდესაც მჟავიანობა (H იონების კონცენტრაცია) იზრდება, მარილიდან გამომავალი თავისუფალი ანიონები ადვილად უერთდებიან თავისუფალ H იონებს და აშორებენ მათ ხსნარიდან. მჟავიანობის კლებასთან ერთად გამოიყოფა დამატებითი H იონები.

როგორც სხეულის ბუფერული სისტემების კომპონენტები, იონები განსაზღვრავენ მათ თვისებებს - pH-ის შენარჩუნების უნარს გარკვეულ დონეზე (ნეიტრალურთან ახლოს), მიუხედავად იმისა, რომ მჟავე და ტუტე პროდუქტები წარმოიქმნება მეტაბოლიზმის შედეგად.

ახსენით რა არის ჰომეოსტაზი?

ახალი მასალის სწავლა.

წარმოდგენილი ნივთიერებები დაყავით ჯგუფებად. ახსენით რა პრინციპი გამოიყენეთ განაწილებისთვის?

რიბოზა, ჰემოგლობინი, ქიტინი, ცელულოზა, ალბუმინი, ქოლესტერინი, მურეინი, გლუკოზა, ფიბრინი, ტესტოსტერონი, სახამებელი, გლიკოგენი, საქაროზა

ნახშირწყლები

ლიპიდები (ცხიმები)

ციყვები

რიბოზა

ქოლესტერინი

ჰემოგლობინი

ქიტინი

ტესტოსტერონის

ალბუმინი

ცელულოზა

ფიბრინი

მურეინი

გლუკოზა

სახამებელი

გლიკოგენი

საქაროზა

დღეს ვისაუბრებთ ნახშირწყლებსა და ლიპიდებზე.

ნახშირწყლების ზოგადი ფორმულა C (HO) გლუკოზა C H O

შეხედეთ თქვენს მიერ გამოვლენილ ნახშირწყლებს და შეეცადეთ დაყოთ ისინი 3 ჯგუფად. ახსენით რა განაწილების პრინციპი გამოიყენეთ?

მონოსაქარიდები

დისაქარიდები

პოლისაქარიდები

რიბოზა

საქაროზა

ქიტინი

გლუკოზა

ცელულოზა

მურეინი

სახამებელი

გლიკოგენი

Რა არის განსხვავება? განსაზღვრეთ პოლიმერი.

ნახატებთან მუშაობა:

(P.3-9) სურ.8 სურ.9 სურ.10

ნახშირწყლების ფუნქციები

ნახშირწყლების მნიშვნელობები უჯრედში

ფუნქციები

ნახშირწყლების მოლეკულის ფერმენტული გაყოფა გამოყოფს 17,5 კჯ

ენერგია

ჭარბად ნახშირწყლები უჯრედში გვხვდება სახამებლის, გლიკოგენის სახით. ნახშირწყლების გაძლიერებული დაშლა ხდება თესლის გაღივების, ხანგრძლივი შიმშილის, კუნთების ინტენსიური მუშაობის დროს.

შენახვა

ნახშირწყლები უჯრედის კედლების ნაწილია, ქმნიან ფეხსახსრიანების ქიტინურ საფარს და ხელს უშლიან ბაქტერიების შეღწევას, რომლებიც გამოიყოფა მცენარეების დაზიანებისას.

დამცავი

ცელულოზა, ქიტინი, მურეინი არის უჯრედის კედლების ნაწილი. ჩიტინი ქმნის ფეხსახსრიანების გარსს

კონსტრუქცია, პლასტმასის

მონაწილეობს უჯრედების ამოცნობის პროცესებში, აღიქვამს სიგნალებს გარემოდან, არის გლიკოპროტეინების ნაწილი

რეცეპტორი, სიგნალი

ლიპიდები ცხიმის მსგავსი ნივთიერებებია.

მათი მოლეკულები არის არაპოლარული, ჰიდროფობიური, ხსნადი ორგანულ გამხსნელებში.

სტრუქტურის მიხედვით, ისინი იყოფა მარტივ და რთულებად.

მარტივია: ნეიტრალური ლიპიდები (ცხიმები), ცვილები, სტეროლები, სტეროიდები.

ნეიტრალური ლიპიდები (ცხიმები) შედგება: იხილეთ სურ. 11

კომპლექსური ლიპიდები შეიცავს არალიპიდურ კომპონენტს. ყველაზე მნიშვნელოვანი: ფოსფოლიპიდები, გლიკოლიპიდები (უჯრედული მემბრანების ნაწილი)

ლიპიდების ფუნქციები

Კორელაციური:

ფუნქციის აღწერა დასახელება

1) უჯრედის მემბრანების ნაწილია ა) ენერგია

2) დაჟანგვის დროს 1გ. ცხიმი გამოიყოფა 38,9 კჯ ბ) წყლის წყარო

3) დეპონირდება მცენარეთა და ცხოველურ უჯრედებში ბ) მარეგულირებელი

4)კანქვეშა ცხიმოვანი ქსოვილი იცავს ორგანოებს ჰიპოთერმიისგან, შოკისგან. დ) შენახვა

5) ლიპიდების ნაწილი არის ჰორმონები დ) შენება

6) 1გრ ცხიმის დაჟანგვისას გამოიყოფა 1გრ-ზე მეტი წყალი ე) დამცავი

დაფიქსირება:

კითხვები გვ.37 No1 - 3; გვ.39 No1 - 4.

D/W: § ცხრა; §ათ

1. რა არის ქიმიური ელემენტი?

უპასუხე. ქიმიური ელემენტი არის ატომების ერთობლიობა, რომლებსაც აქვთ იგივე ბირთვული მუხტი და პროტონების რაოდენობა, რომლებიც ემთხვევა პერიოდულ ცხრილის რიგით (ატომურ) რიცხვს. თითოეულ ქიმიურ ელემენტს აქვს თავისი სახელი და სიმბოლო, რომლებიც მოცემულია დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევის ელემენტების პერიოდულ ცხრილში.

2. რამდენი ქიმიური ელემენტია ამჟამად ცნობილი?

უპასუხე. ბუნებაში 90-მდე ქიმიური ელემენტია გამოვლენილი, რატომ? იმის გამო, რომ ელემენტებს შორის, რომელთა ატომური რიცხვი 92-ზე ნაკლებია (ურანამდე), ტექნეტიუმი (43) და ფრანციუმი (87) ბუნებაში არ არის. პრაქტიკულად არ არსებობს ასტატინი (85), მეორე მხრივ, ნეპტუნიუმი (93) და პლუტონიუმი (94) (არასტაბილური ტრანსურანის ელემენტები) გვხვდება ბუნებაში, სადაც გვხვდება ურანის მადნები. მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში პლუტონიუმის Pu-ს შემდეგ ყველა ელემენტი მთლიანად არ არის დედამიწის ქერქში, თუმცა ზოგიერთი მათგანი უდავოდ წარმოიქმნება კოსმოსში სუპერნოვას აფეთქებების დროს. მაგრამ ისინი დიდხანს არ ძლებენ...

დღეისათვის მეცნიერებმა მოახდინეს 26 ტრანსურანის ელემენტის სინთეზირება, დაწყებული ნეპტუნიუმით (N=93) და დამთავრებული ელემენტის ნომრით N=118 (ელემენტის ნომერი შეესაბამება ატომის ბირთვში პროტონების რაოდენობას და ატომის ბირთვის გარშემო ელექტრონების რაოდენობას). .

ტრანსურანის ქიმიური ელემენტები 93-დან 100-მდე მიიღება ბირთვულ რეაქტორებში, ხოლო დანარჩენი - ბირთვული რეაქციების შედეგად ნაწილაკების ამაჩქარებლებში.

3. რა ნივთიერებებს უწოდებენ არაორგანულს?

უპასუხე. არაორგანული ნივთიერებები (არაორგანული ნაერთები) - ქიმიური ნაერთები, რომლებიც არ არის ორგანული, ანუ არ შეიცავს ნახშირბადს, აგრეთვე ნახშირბადის შემცველ ნაერთებს (კარბიდები, ციანიდები, კარბონატები, ნახშირბადის ოქსიდები და ზოგიერთი სხვა ნივთიერება, რომლებიც ტრადიციულად კლასიფიცირდება როგორც არაორგანული) . არაორგანულ ნივთიერებებს არ აქვთ ორგანული ნივთიერებებისთვის დამახასიათებელი ნახშირბადის ჩონჩხი.

4. რა ნაერთებს უწოდებენ ორგანულს?

უპასუხე. ორგანული ნაერთები, ორგანული ნივთიერებები - ქიმიური ნაერთების კლასი, რომელიც მოიცავს ნახშირბადს (კარბიდების, ნახშირმჟავას, კარბონატების, ნახშირბადის ოქსიდების და ციანიდების გარდა). ორგანული ნაერთები, ნახშირბადის გარდა, ყველაზე ხშირად შეიცავს ელემენტებს წყალბადს, ჟანგბადს, აზოტს, გაცილებით ნაკლებად ხშირად - გოგირდს, ფოსფორს, ჰალოგენებს და ზოგიერთ ლითონს (ცალკე ან სხვადასხვა კომბინაციებში).

5. რომელ ქიმიურ ბმებს ეწოდება კოვალენტური?

უპასუხე. კოვალენტური ბმა (ატომური ბმა, ჰომეოპოლარული ბმა) - ქიმიური ბმა, რომელიც წარმოიქმნება ვალენტური ელექტრონული ღრუბლების წყვილის გადაფარვით (სოციალიზაცია). ელექტრონულ ღრუბლებს (ელექტრონებს), რომლებიც უზრუნველყოფენ კომუნიკაციას, ეწოდება საერთო ელექტრონული წყვილი.

კოვალენტური ბმის დამახასიათებელი თვისებები - მიმართულება, გაჯერება, პოლარობა, პოლარიზება - განსაზღვრავს ნაერთების ქიმიურ და ფიზიკურ თვისებებს.

ბმის მიმართულება განპირობებულია ნივთიერების მოლეკულური სტრუქტურით და მათი მოლეკულის გეომეტრიული ფორმით. ორ კავშირს შორის კუთხეებს ბმის კუთხეები ეწოდება.

გაჯერება - ატომების უნარი შექმნან შეზღუდული რაოდენობის კოვალენტური ბმები. ატომის მიერ წარმოქმნილი ბმების რაოდენობა შემოიფარგლება მისი გარე ატომური ორბიტალების რაოდენობით.

ბმის პოლარობა განპირობებულია ელექტრონის სიმკვრივის არათანაბარი განაწილებით ატომების ელექტრონეგატიურობის განსხვავებების გამო. ამის საფუძველზე, კოვალენტური ბმები იყოფა არაპოლარულ და პოლარად.

ბმის პოლარიზება გამოიხატება ბმის ელექტრონების გადაადგილებაში გარე ელექტრული ველის გავლენის ქვეშ, მათ შორის სხვა რეაქციაში მყოფი ნაწილაკების. პოლარიზება განისაზღვრება ელექტრონების მობილურობით. კოვალენტური ბმების პოლარობა და პოლარიზება განსაზღვრავს მოლეკულების რეაქტიულობას პოლარულ რეაგენტებთან მიმართებაში.

კითხვები §6-ის შემდეგ

1. რატომ შეიძლება იმის მტკიცება, რომ უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა ცოცხალი ბუნების ერთიანობის და ცოცხალი და უსულო ბუნების საერთოობის დადასტურებაა?

უპასუხე. უჯრედის ქიმიური ელემენტები. სხვადასხვა ორგანიზმის უჯრედების ქიმიური შემადგენლობა და უჯრედებიც კი, რომლებიც ერთ მრავალუჯრედულ ორგანიზმში განსხვავებულ ფუნქციებს ასრულებენ, შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს ერთმანეთისგან. ამავდროულად, სხვადასხვა უჯრედები მოიცავს პრაქტიკულად ერთსა და იმავე ქიმიურ ელემენტებს. სხვადასხვა ორგანიზმის უჯრედების ელემენტარული ქიმიური შემადგენლობის მსგავსება ცოცხალი ბუნების ერთიანობას ადასტურებს. ამავდროულად, ცოცხალ ორგანიზმებში არ არის არც ერთი ქიმიური ელემენტი, რომელიც არ მოიძებნება უსულო ბუნების სხეულებში. ეს მიუთითებს ცხოველური და უსულო ბუნების საერთოობაზე.

2. რა ელემენტებია მაკროელემენტები?

უპასუხე. მაკროელემენტები - ქიმიური ელემენტები, რომლებიც შეიცავს ცოცხალი ორგანიზმების სხეულში კონცენტრაციით 0,001%-დან 70%-მდე. მაკროელემენტებს მიეკუთვნება: ჟანგბადი, წყალბადი, ნახშირბადი, აზოტი, ფოსფორი, კალიუმი, კალციუმი, გოგირდი, მაგნიუმი, ნატრიუმი, ქლორი, რკინა და ა.შ.

3. რა განსხვავებაა მიკროელემენტებსა და ულტრამიკრონუტრიენტებს შორის?

უპასუხე. ძირითადი განსხვავება პროცენტებშია: მაკროელემენტებისთვის 0,01%-ზე მეტი, მიკროელემენტებისთვის - 0,001%-ზე ნაკლები. ულტრამიკროელემენტები შეიცავს კიდევ უფრო მცირე მოცულობას - 0,0000001%-ზე ნაკლები. ულტრამიკროელემენტებში შედის ოქრო, ვერცხლი, ვერცხლისწყალი, პლატინა, ცეზიუმი და სელენი. ულტრამიკრონუტრიენტების ფუნქციები ამჟამად ნაკლებად არის გასაგები. მიკროელემენტებს მიეკუთვნება ბრომი, რკინა, იოდი, კობალტი, მანგანუმი, სპილენძი, მოლიბდენი, სელენი, ფტორი, ქრომი, თუთია. რაც უფრო დაბალია ნივთიერების კონცენტრაცია ორგანიზმში, მით უფრო რთულია მისი ბიოლოგიური როლის დადგენა.

4. რატომ ითვლება, რომ ნახშირბადი არის სიცოცხლის ქიმიური საფუძველი?

უპასუხე. ნახშირბადს აქვს უნიკალური ქიმიური თვისებები სიცოცხლისთვის. ატომის თვისებების ერთობლიობა - გარე ორბიტალში დაუწყვილებელი ელექტრონების ზომა და რაოდენობა, იძლევა სხვადასხვა ორგანული ნაერთების.მოლეკულების წარმოქმნის საშუალებას. ისინი ქმნიან რთულ ქიმიურ ნაერთებს, რომლებიც განსხვავდებიან სტრუქტურით და ფუნქციით.

უჯრედის ქიმიური ელემენტები

ცოცხალ ორგანიზმებში არ არსებობს ერთი ქიმიური ელემენტი, რომელიც არ მოიძებნება უსულო ბუნების სხეულებში (რაც მიუთითებს ცოცხალ და უსულო ბუნების საერთოობაზე).
სხვადასხვა უჯრედები მოიცავს პრაქტიკულად ერთსა და იმავე ქიმიურ ელემენტებს (რაც ადასტურებს ცოცხალი ბუნების ერთიანობას); და ამავე დროს, ერთი მრავალუჯრედიანი ორგანიზმის უჯრედებიც კი, რომლებიც ასრულებენ სხვადასხვა ფუნქციებს, შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს ერთმანეთისგან ქიმიური შემადგენლობით.
ამჟამად ცნობილი 115-ზე მეტი ელემენტიდან, დაახლოებით 80 გვხვდება უჯრედის შემადგენლობაში.

ყველა ელემენტი ცოცხალ ორგანიზმებში მათი შინაარსის მიხედვით იყოფა სამ ჯგუფად:

1. მაკროელემენტები- რომლის შემცველობა აღემატება სხეულის წონის 0,001%-ს.
   ნებისმიერი უჯრედის მასის 98% მოდის ოთხ ელემენტზე (მათ ზოგჯერ უწოდებენ ორგანოგენები): - ჟანგბადი (O) - 75%, ნახშირბადი (C) - 15%, წყალბადი (H) - 8%, აზოტი (N) - 3%. ეს ელემენტები ქმნიან ორგანულ ნაერთებს (და ჟანგბადი და წყალბადი, გარდა ამისა, წყლის ნაწილია, რომელიც ასევე შეიცავს უჯრედს). უჯრედის მასის დაახლოებით 2% შეადგენს კიდევ რვას მაკროელემენტები: მაგნიუმი (Mg), ნატრიუმი (Na), კალციუმი (Ca), რკინა (Fe), კალიუმი (K), ფოსფორი (P), ქლორი (Cl), გოგირდი (S);
2. დარჩენილი ქიმიური ელემენტები უჯრედში ძალიან მცირე რაოდენობითაა: კვალი ელემენტები- ისინი, რომლებიც შეადგენს 0,000001%-დან 0,001%-მდე - ბორი (B), ნიკელი (Ni), კობალტი (Co), სპილენძი (Cu), მოლიბდენი (Mb), თუთია (Zn) და ა.შ.;
3. ულტრამიკროელემენტები- რომლის შემცველობა არ აღემატება 0,000001%-ს - ურანი (U), რადიუმი (Ra), ოქრო (Au), ვერცხლისწყალი (Hg), ტყვია (Pb), ცეზიუმი (Cs), სელენი (Se) და ა.შ.

ცოცხალ ორგანიზმებს შეუძლიათ გარკვეული ქიმიური ელემენტების დაგროვება. ასე, მაგალითად, ზოგიერთი წყალმცენარე აგროვებს იოდს, პეპლები - ლითიუმი, იხვი - რადიუმი და ა.შ.

უჯრედის ქიმიკატები

ატომების სახით ელემენტები მოლეკულების ნაწილია არაორგანულიდა ორგანულიუჯრედის ნაერთები.

რომ არაორგანული ნაერთებიშეიცავს წყალს და მინერალურ მარილებს.

ორგანული ნაერთებიდამახასიათებელია მხოლოდ ცოცხალი ორგანიზმებისთვის, ხოლო არაორგანული არსებობს უსულო ბუნებაში.

რომ ორგანული ნაერთებიმოიცავს ნახშირბადის ნაერთებს მოლეკულური მასით 100-დან რამდენიმე ასეულ ათასამდე.
ნახშირბადი არის სიცოცხლის ქიმიური საფუძველი. მას შეუძლია შევიდეს კონტაქტში ბევრ ატომთან და მათ ჯგუფთან, შექმნას ჯაჭვები, რგოლები, რომლებიც ქმნიან ორგანული მოლეკულების ჩონჩხს, რომლებიც განსხვავდება ქიმიური შემადგენლობით, სტრუქტურით, სიგრძით და ფორმით. ისინი ქმნიან რთულ ქიმიურ ნაერთებს, რომლებიც განსხვავდებიან სტრუქტურით და ფუნქციით. ამ ორგანულ ნაერთებს, რომლებიც ქმნიან ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედებს, ე.წ ბიოლოგიური პოლიმერები, ან ბიოპოლიმერები. ისინი შეადგენენ უჯრედის მშრალი ნივთიერების 97%-ზე მეტს.

კითხვა 1. რა მსგავსება აქვთ ბიოლოგიურ სისტემებსა და უსულო ბუნების ობიექტებს?
მთავარი მსგავსება არის ქიმიური შემადგენლობის ურთიერთობა. დღეს ცნობილი ქიმიური ელემენტების დიდი უმრავლესობა გვხვდება როგორც ცოცხალ ორგანიზმებში, ასევე უსულო ბუნებაში. არ არსებობს ატომები, რომლებიც უნიკალურია ცოცხალი სისტემებისთვის. თუმცა, კონკრეტული ელემენტების შინაარსი ცოცხალ და უსულო ბუნებაში მკვეთრად განსხვავდება. ორგანიზმებს (ბაქტერიებიდან ხერხემლიანებამდე) შეუძლიათ შერჩევითად დააგროვონ სიცოცხლისთვის აუცილებელი ელემენტები.
ამასთან, შესაძლებელია გამოვყოთ თვისებების ერთობლიობა, რომლებიც თანდაყოლილია ყველა ცოცხალ არსებაში და განასხვავოთ ისინი უსულო ბუნების სხეულებისგან. ცოცხალ ობიექტებს ახასიათებთ გარემოსთან ურთიერთქმედების განსაკუთრებული ფორმა – მეტაბოლიზმი. იგი ეფუძნება ასიმილაციის (ანაბოლიზმი) და დისიმილაციის (კატაბოლიზმის) ურთიერთდაკავშირებულ და დაბალანსებულ პროცესებს. ეს პროცესები მიზნად ისახავს სხეულის სტრუქტურების განახლებას, ასევე მისი ცხოვრების სხვადასხვა ასპექტს საჭირო საკვები ნივთიერებებითა და ენერგიით. ნივთიერებათა ცვლის შეუცვლელი პირობაა გარკვეული ქიმიური ნაერთების მიწოდება გარედან, ანუ ორგანიზმის არსებობა ღია სისტემის სახით.
საინტერესოა, რომ უსულო ობიექტებს შეუძლიათ გამოავლინონ ინდივიდუალური თვისებები, რომლებიც უფრო მეტად ახასიათებს ცოცხალ არსებებს. ამრიგად, მინერალების კრისტალებს შეუძლიათ გარემოსთან ერთად ზრდა და მეტაბოლიზმი, ხოლო ფოსფორს შეუძლია სინათლის ენერგიის „შენახვა“. მაგრამ არც ერთ არაორგანულ სისტემას არ გააჩნია ცოცხალი ორგანიზმისთვის დამახასიათებელი თვისებების მთელი ნაკრები.

კითხვა 2. ჩამოთვალეთ ბიოელემენტები და ახსენით რა მნიშვნელობა აქვს მათ ცოცხალი მატერიის წარმოქმნაში.
ბიოელემენტები (ორგანოგენები) მოიცავს ჟანგბადს, ნახშირბადს, წყალბადს, აზოტს, ფოსფორს და გოგირდს. ისინი ქმნიან ცილების, ლიპიდების, ნახშირწყლების, ნუკლეინის მჟავების და სხვა ორგანული ნივთიერებების საფუძველს. ყველა ორგანული მოლეკულისთვის ნახშირბადის ატომებს, რომლებიც ქმნიან ჩარჩოს, განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვთ. ამ ჩარჩოს ერთვის სხვა ბიოელემენტებით წარმოქმნილი სხვადასხვა ქიმიური ჯგუფი. ასეთი ჯგუფების შემადგენლობისა და განლაგებიდან გამომდინარე, ორგანული მოლეკულები იძენენ ინდივიდუალურ თვისებებსა და ფუნქციებს. მაგალითად, ამინომჟავები შეიცავს დიდი რაოდენობით აზოტს, ხოლო ნუკლეინის მჟავები შეიცავს ფოსფორს.
ზოგიერთი ორგანიზმის უჯრედებში აღმოჩნდა გარკვეული ქიმიური ელემენტების გაზრდილი შემცველობა. მაგალითად, ბაქტერიებს შეუძლიათ მანგანუმის დაგროვება, ზღვის მცენარეებს - იოდი, იხვი - რადიუმს, მოლუსკებს და კიბოსნაირებს - სპილენძს, ხერხემლიანებს - რკინას.
ქიმიური ელემენტები ორგანული ნაერთების ნაწილია. ნახშირბადი, ჟანგბადი და წყალბადი მონაწილეობს ნახშირწყლებისა და ცხიმის მოლეკულების მშენებლობაში. ამ ელემენტების გარდა, ცილის მოლეკულებში შედის აზოტი და გოგირდი, ხოლო ნუკლეინის მჟავას მოლეკულებში შედის ფოსფორი და აზოტი. რკინა და სპილენძის იონები შედის ჟანგვითი ფერმენტების მოლეკულებში, მაგნიუმი შედის ქლოროფილის მოლეკულაში, რკინა არის ჰემოგლობინის ნაწილი, იოდი ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონის ნაწილია - თიროქსინი, თუთია არის ინსულინის ნაწილი - პანკრეასის ჰორმონი, კობალტი ნაწილია. ვიტამინი B 12.
ქიმიურ ელემენტებს, რომლებიც მონაწილეობენ მეტაბოლურ პროცესებში და აქვთ გამოხატული ბიოლოგიური აქტივობა, ეწოდება ბიოგენური.

კითხვა 3. რა არის მიკროელემენტები? მოიყვანეთ მაგალითები და აღწერეთ ამ ელემენტების ბიოლოგიური მნიშვნელობა.
ბევრი ქიმიური ელემენტი შეიცავს ცოცხალ სისტემებს ძალიან მცირე რაოდენობით (მთლიანი მასის პროცენტის წილად). ასეთ ნივთიერებებს კვალი ელემენტებს უწოდებენ.
მიკროელემენტები: Cu, B, Co, Mo, Mn, Ni, Br, T.p. მე და სხვები. მათი წილი უჯრედში მთლიანობაში 0,1%-ზე მეტს შეადგენს; თითოეულის კონცენტრაცია არ აღემატება 0,001%-ს. ეს არის ლითონის იონები, რომლებიც ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების (ჰორმონები, ფერმენტები და ა.შ.) ნაწილია. მცენარეები, სოკოები, ბაქტერიები იღებენ კვალი ელემენტებს ნიადაგისა და წყლისგან; ცხოველები - ძირითადად საკვებით. მიკროელემენტები უმეტესად ცილების და ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების (ჰორმონები, ვიტამინები) ნაწილია. მაგალითად, თუთია გვხვდება პანკრეასის ჰორმონ ინსულინში, ხოლო იოდი - თიროქსინში (ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონი). კობალტი ვიტამინი B 12-ის ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტია. რკინა სხეულის სამოცდაათამდე ცილის ნაწილია, სპილენძი ოცი ცილის ნაწილია და ა.შ.
ზოგიერთი ორგანიზმის უჯრედებში აღმოჩნდა გარკვეული ქიმიური ელემენტების გაზრდილი შემცველობა. მაგალითად, ბაქტერიებს შეუძლიათ მანგანუმის დაგროვება, ზღვის მცენარეებს - იოდი, იხვი - რადიუმს, მოლუსკებს და კიბოსნაირებს - სპილენძს, ხერხემლიანებს - რკინას. ულტრამიკროელემენტები: ურანი, ოქრო, ბერილიუმი, ვერცხლისწყალი, ცეზიუმი, სელენი და სხვა. მათი კონცენტრაცია არ აღემატება 0,000001%-ს. ბევრი მათგანის ფიზიოლოგიური როლი დადგენილი არ არის.

კითხვა 4. რა გავლენას მოახდენს რომელიმე მიკროელემენტის ნაკლებობა უჯრედისა და ორგანიზმის სიცოცხლეზე? მიეცით ასეთი ფენომენების მაგალითები.
ნებისმიერი მიკროელემენტის ნაკლებობა იწვევს ორგანული ნივთიერების სინთეზის შემცირებას, რომელშიც შედის ეს მიკროელემენტი. შედეგად ირღვევა ზრდის პროცესები, ნივთიერებათა ცვლა, გამრავლება და ა.შ.მაგალითად, საკვებში იოდის ნაკლებობა იწვევს სხეულის ზოგადი აქტივობის დაქვეითებას და ფარისებრი ჯირკვლის ჭარბ ზრდას – ენდემურ ჩიყვს. ბორის დეფიციტი იწვევს მცენარეებში აპიკური კვირტების სიკვდილს. ორგანიზმში რკინის ძირითადი ფუნქციაა ჟანგბადის ტრანსპორტირება და მონაწილეობა ჟანგვის პროცესებში (ათობით ჟანგვითი ფერმენტის მეშვეობით). რკინა არის ჰემოგლობინის, მიოგლობინის, ციტოქრომების ნაწილი. რკინა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ენერგიის გამოყოფის პროცესებში, ორგანიზმის იმუნური პასუხების უზრუნველყოფაში, ქოლესტერინის მეტაბოლიზმში. თუთიის ნაკლებობით ირღვევა უჯრედების დიფერენციაცია, ინსულინის წარმოება, E ვიტამინის შეწოვა, ირღვევა კანის უჯრედების რეგენერაცია. თუთია მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ალკოჰოლის გადამუშავებაში, ამიტომ მისი დეფიციტი ორგანიზმში იწვევს ალკოჰოლიზმისადმი მიდრეკილებას (განსაკუთრებით ბავშვებში და მოზარდებში). თუთია ინსულინის ნაწილია. ჰემატოპოეზში ჩართული რამდენიმე ფერმენტი.
სელენის ნაკლებობამ შეიძლება გამოიწვიოს კიბო ადამიანებში და ცხოველებში. ავიტამინოზის ანალოგიით, ასეთ დაავადებებს მიკროელემენტოზებს უწოდებენ.

კითხვა 5. გვითხარით ულტრამიკროელემენტების შესახებ. როგორია მათი შემცველობა ორგანიზმში? რა არის ცნობილი მათი როლის შესახებ ცოცხალ ორგანიზმებში?
ულტრამიკროელემენტები- ეს არის ელემენტები, რომლებიც შეიცავს უჯრედში უმნიშვნელო რაოდენობით (თითოეულის კონცენტრაცია არ აღემატება პროცენტის მემილიონედს). მათ შორისაა ურანი, რადიუმი, ოქრო, ვერცხლი, ვერცხლისწყალი, ბერილიუმი, დარიშხანი და ა.შ.
დარიშხანი კლასიფიცირდება როგორც პირობითად აუცილებელი, იმუნოტოქსიკური ელემენტები. ცნობილია, რომ დარიშხანი ცილებთან (ცისტეინი, გლუტამინი), ლიპოის მჟავა. დარიშხანი მოქმედებს მიტოქონდრიის ჟანგვის პროცესებზე და მონაწილეობს ბევრ სხვა მნიშვნელოვან ბიოლოგიურ პროცესში, ის არის ფერმენტების ნაწილი, რომელიც იცავს ჩვენი უჯრედების გარსებს დაჟანგვისგან და აუცილებელია მათი ნორმალური ფუნქციონირებისთვის.
ორგანიზმში ლითიუმი ხელს უწყობს მაგნიუმის გამოყოფას უჯრედული "საწყობებიდან" და აფერხებს ნერვული იმპულსების გადაცემას, რითაც ამცირებს. ნერვული სისტემის აგზნებადობა. ლითიუმი ასევე მოქმედებს ნეიროენდოკრინულ პროცესებზე, ცხიმებისა და ნახშირწყლების ცვლაზე.
ვანადიუმი მონაწილეობს ნახშირწყლების მეტაბოლიზმის რეგულირებაში და გულ-სისხლძარღვთა სისტემაში და ასევე მონაწილეობს ძვლისა და კბილის ქსოვილების მეტაბოლიზმში. ულტრაელემენტების უმეტესობის ფიზიოლოგიური როლი დადგენილი არ არის. შესაძლებელია, რომ ის საერთოდ არ იყოს, შემდეგ კი ულტრამიკროელემენტების ნაწილი უბრალოდ ცოცხალი ორგანიზმების მინარევებია. ბევრი ულტრამიკროელემენტი ტოქსიკურია ადამიანებისა და ცხოველებისთვის გარკვეული კონცენტრაციით, მაგალითად, ვერცხლი, ტიტანი, დარიშხანი და ა.შ.

კითხვა 6. მიეცით თქვენთვის ცნობილი ბიოქიმიური ენდემების მაგალითები. ახსენით მათი წარმოშობის მიზეზები.
ბიოქიმიური ენდემური- ეს არის მცენარეების, ცხოველებისა და ადამიანების დაავადებები, რომლებიც დაკავშირებულია გარემოში რაიმე ქიმიური ელემენტის მკაფიო დეფიციტთან ან სიჭარბით. შედეგად ვითარდება მიკროელემენტოზები ან სხვა დარღვევები. ასე რომ, ჩვენი ქვეყნის ბევრ რეგიონში იოდის რაოდენობა წყალსა და ნიადაგში საგრძნობლად მცირდება. იოდის ნაკლებობა იწვევს ჰორმონ თიროქსინის სინთეზის დაქვეითებას, ფარისებრი ჯირკვალი, რომელიც ცდილობს მისი ნაკლებობის კომპენსირებას, იზრდება (განვითარდება ენდემური ჩიყვი). სხვა მაგალითებია სელენის დეფიციტი მონღოლეთის ზოგიერთი რეგიონის ნიადაგში, აგრეთვე ვერცხლისწყლის სიჭარბე ჩილესა და ცეილონის ზოგიერთი მთის მდინარის წყალში. ბევრი უბნის წყალში არის ფტორის სიჭარბე, რაც იწვევს სტომატოლოგიურ დაავადებას - ფლუოროზს.
ბიოქიმიური ენდემიის ერთ-ერთ ფორმად შეიძლება ჩაითვალოს რადიოაქტიური ელემენტების სიჭარბე ჩერნობილის ატომური ელექტროსადგურის მიდამოში და ინტენსიური რადიოს ზემოქმედების ქვეშ მყოფ ადგილებში, მაგალითად,