Следует обратить внимание учащихся на то, что, хотя почти все известные элементы встречаются в живых организмах, но их соотношение в живых и неживых объектах различен. Если в неживых объектах на нашей планете по числу атомов наиболее распространены O (63%), Si (21,2%), Al (6,5%), Na (2,4%), Fe (1,9 %) и Ca (1,9%), то в живых первых по содержанию занимают H (64%), O (25,6%), C (7,5%), N (1,25%), P (0,24%), S (0,06%).

 

Анализируя эту информацию, надо подвести учащихся к мысли, что такое различие обусловлено определенными особенностями элементов, которые преобладают в живых объектах. Это напрямую связано с их химическими и физическими свойствами. Так, кислород и водород образуют воду, которая является универсальным растворителем и средой, в которой происходят биохимические реакции. Наличие азота крайне важна для образования важнейших информационных молекул - ДНК и РНК. Фосфор участвует в образовании макроэргических связей, т.е. является важнейшим компонентом систем обеспечения клеток энергией. А Сера играет важную роль в формировании пространственного строения биологических молекул.

 

Если же взять, например, кремний, которого очень много на нашей планете, то он, как и Карбон, способен связываться с четырьмя другими атомами, но за больший диаметр своего атома, он хуже образует макромолекулярные цепочки.

 

По содержанию в живых организмах химические элементы можно разделить на три группы: макроэлементы, микроэлементы и ультрамикро-элементы.

 

Макроэлементы

 

К этой группе относят элементы, масса которых составляет от 10 до 0,001% массы тела. Они являются основной массой вещества живых организмов и участвуют в образовании их органических и неорганических соединений. C, H, O, N, P и S входят преимущественно в состав органических соединений. Четыре элемента (C, H, O, N), которые по общей массе и количеству атомов в органических соединениях значительно превышают все другие, называют органогенными. Na, K, Mg, Ca и Cl в живых организмах чаще всего случаются в виде ионов.

 

Микроэлементы

 

К этой группе относят элементы, масса которых составляет от 0,001 до 0,000001% массы тела. Они входят в состав ферментов, гормонов и ряда других важных соединений. Например, I входит в состав гормонов щитовидной железы, а Fe - в состав гемоглобина. Некоторые из них имеют большое значение только для определенных систематических групп организмов. Так, бурые водоросли содержат много I, моллюски - много Cu, который входит в состав их дыхательных пигментов, а хвощи - много Si и Cr, которые выполняют защитные функции.

 

Ультрамикроэлементы

 

К этой группе относят элементы, масса которых не превышает 0,000001% массы тела. Их биологическая роль мало исследована. Скорее всего, они попадают в организм случайно в виде примесей в составе необходимых веществ. Однако в ряде случаев было отмечено их влияние на организм. Например, препараты, содержащие очень низкие концентрации Au, обнаружили существенный профилактический эффект в отношении атеросклероза.

 

Проблемы, связанные с нарушением содержания элементов Нарушения содержания химических элементов в живых организмах довольно часто приводит к негативным для них последствиям. Причиной негативных последствий может быть как недостаток, так и избыток элемента. Так, недостаток И приводит у человека к нарушению работы щитовидной железы, а избыток тяжелых металлов (Hg, Pb, Cu, As и др.) вызывает тяжелые отравления и нарушает работу печени и почек. Недостаток Fe у человека вызывает анемию, недостаток P повышает ломкость костей, а его избыток вызывает поражение нервной системы.

 

Дефицит N у растений подавляет их рост, вызывает пожелтение и опадение листьев и уменьшает урожайность. Дефицит P также вызывает угнетение роста и изменение окраски листьев. Разнообразные нарушения развития растений и окраска их отдельных частей вызывает и дефицит таких элементов, как Fe, Mo, Ca, Mg и т.д.. Избыток Mn вызывает у растений пожелтение листьев, а избыток B приводит к отмиранию краев листьев.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+