Shtanko T.Yu. broj 221-987-502
Predmet: Kemijski sastav stanice. Ugljikohidrati, lipidi, njihova uloga u staničnoj aktivnosti .
Pojmovnik lekcije: monosaharidi, oligosaharidi, polisaharidi, lipidi, voskovi, fosfolipidi.
Osobni rezultati: formiranje spoznajni interesi te motive proučavanja žive prirode. Razvoj intelektualnih vještina i kreativnih sposobnosti.
Metapredmetni rezultati: formiranje vještina uspoređivanja, donošenja zaključaka, zaključivanja, formuliranja definicija pojmova.
Rezultati predmeta: karakteriziraju strukturne značajke i funkcije ugljikohidrata i lipida,njihovu ulogu u životu stanice.
UUD: izgradnja logičkog lanca zaključivanja, usporedba, korelacija pojmova.
Svrha lekcije: upoznati učenike s građom, klasifikacijom i funkcijama ugljikohidrata, raznolikošću i funkcijama lipida.
Tijekom nastave: provjera znanja
Opišite kemijski sastav stanice.
Zašto možemo reći da je kemijski sastav stanice potvrda jedinstva žive prirode i zajednice žive i nežive prirode?
Zašto se vjeruje da je ugljik kemijska osnova života?
Odaberite točan redoslijed kemijskih elemenata prema rastućoj koncentraciji u stanici:
a) jod-ugljik-sumpor; b) željezo-bakar-kalij;
c) fosfor-magnezij-cink; d) fluor-klor-kisik.
Nedostatak kojeg elementa može izazvati promjene u obliku udova kod djece?
a) željezo; b) kalij; c) magnezij; d) kalcij.
Opišite građu molekule vode i njezine funkcije u stanici.
Voda je otapalo. Polarne molekule vode otapaju polarne molekule drugih tvari. Tvari topljive u vodi nazivaju sehidrofilni , netopljiv u vodi– hidrofobni .
Visoki specifični toplinski kapacitet. Za pauzu vodikove veze zadržavajući molekule vode koje treba apsorbirati veliki broj energije. Ovo svojstvo vode osigurava održavanje toplinska ravnoteža u organizmu.
Toplinska vodljivost.
Voda se praktički ne komprimira, osiguravajući tlak turgora.
Kohezija i površinska napetost. Vodikove veze osiguravaju viskoznost vode i prianjanje na molekule drugih tvari. Zbog sila prianjanja na površini vode stvara se film koji karakterizira površinska napetost.
Može biti u tri stanja.
Gustoća. Kada se ohladi, kretanje molekula vode se usporava. Broj vodikovih veza postaje maksimalan. Voda ima najveću gustoću na 4 stupnja. Voda koja se smrzava se širi (potreban je prostor za stvaranje vodikovih veza), gustoća joj se smanjuje, pa led pluta na površini vode.
Odaberite funkcije vode u kavezu:
a) energetika d) građevinarstvo
b) enzimatski e) mazivi
c) transportni e) termoregulacijski
Odaberite samo fizička svojstva voda:
a) sposobnost disocijacije
b) hidroliza soli
c) gustoća
d) toplinska vodljivost
e) električna vodljivost
e) donacija elektrona
Količina vode u stanicama embrija je 97,55%; osam mjeseci - 83%; novorođenčad - 74%; odrasla osoba - 66% (kosti - 20%, jetra - 70%, mozak -86%). Količina vode izravno je proporcionalna brzini metabolizma.
Recite nam kako se određuje kiselost ili bazičnost otopina? (koncentracija H iona)
Kako se izražava ta koncentracija? (Ova koncentracija se izražava pomoću pH vrijednosti)
Neutralna reakcija pH = 7
Kiseli pH manji od 7
Osnovni pH veći od 7
Opseg pH ljestvice do 14
pH vrijednost u stanicama je 7. Promjena od 1-2 jedinice je štetna za stanicu.
Kako se održava pH konstantnost u stanicama (održava se zbog puferskih svojstava njihovog sadržaja).
Pufer Otopina koja sadrži smjesu slabe kiseline i njezine topive soli naziva se otopina. Kada se kiselost (koncentracija H iona) poveća, slobodni anioni, koji dolaze iz soli, lako se spajaju sa slobodnim H ionima i uklanjaju ih iz otopine. Kada se kiselost smanjuje, oslobađaju se dodatni H ioni.
Budući da su komponente tjelesnih puferskih sustava, ioni određuju njihova svojstva - sposobnost održavanja pH na određenoj razini (blizu neutralne), unatoč činjenici da se kao rezultat metabolizma stvaraju kiseli i alkalni proizvodi.
Recite nam što je homeostaza?
Učenje novog gradiva.
Prikazane tvari rasporedite u skupine. Objasnite koji ste princip raspodjele koristili?
Riboza, hemoglobin, hitin, celuloza, albumin, kolesterol, murein, glukoza, fibrin, testosteron, škrob, glikogen, saharoza
Ugljikohidrati
Lipidi (masti)
Vjeverice
riboza
kolesterol
hemoglobin
hitin
testosterona
bjelanjak
celuloza
fibrin
murein
glukoza
škrob
glikogen
saharoza
Danas ćemo govoriti o ugljikohidratima i lipidima
Opća formula ugljikohidrata C (HO) Glukoza C H O
Pogledajte ugljikohidrate koje ste identificirali i pokušajte ih podijeliti u 3 skupine. Objasnite koji ste princip raspodjele koristili?
Monosaharidi
Disaharidi
polisaharidi
riboza
saharoza
hitin
glukoza
celuloza
murein
škrob
glikogen
Koja je razlika? Dajte pojam polimera.
Rad s crtežima:
(Stranica 3-9) Sl.8 Sl.9 Sl.10
Funkcije ugljikohidrata
Vrijednosti ugljikohidrata u stanici
Funkcije
Enzimskom razgradnjom molekule ugljikohidrata oslobađa se 17,5 kJ
energije
Kada ih ima u višku, ugljikohidrati se nalaze u stanici u obliku škroba i glikogena. Do pojačane razgradnje ugljikohidrata dolazi tijekom klijanja sjemena, dugotrajnog posta i intenzivnog rada mišića.
pohranjivanje
Ugljikohidrati su dio staničnih stijenki, tvore hitinozni omotač člankonožaca, sprječavaju prodor bakterija i oslobađaju se pri oštećenju biljaka.
zaštitnički
Celuloza, hitin, murein su dio staničnih stijenki. Hitin tvori oklop člankonožaca
konstrukcija, plastika
Sudjeluje u procesima staničnog prepoznavanja, percipira signale iz okoliš, dio glikoproteina
receptor, signalizacija
Lipidi su tvari slične mastima.
Njihove molekule su nepolarne, hidrofobne i topljive u organskim otapalima.
Prema građi dijele se na jednostavne i složene.
Jednostavno: neutralni lipidi (masti), voskovi, steroli, steroidi.
neutralni lipidi (masti) sastoje se od: vidi sl. 11
Složeni lipidi sadrže nelipidnu komponentu. Najvažniji: fosfolipidi, glikolipidi (u staničnim membranama)
Funkcije lipida
Podudaranje:
Opis funkcije Naziv
1) dio su staničnih membrana A) energija
2) pri oksidaciji 1g. Oslobađa se 38.9 kJ masti B) izvor vode
3) taloži se u biljnim i životinjskim stanicama B) regulacijski
4) potkožno masno tkivo štiti organe od hipotermije i šoka. D) skladištenje
5) neki od lipida su hormoni D) građenje
6) pri oksidaciji 1g masti oslobađa se više od 1g vode E) zaštitni
Pričvršćivanje:
pitanja p. 37 br. 1 - 3; str.39 br. 1 - 4.
D/Z: §9; §10
Zašto možemo jesti životinje, gljive i biljke, a bakterije i druge životinje se mogu hraniti našim tijelom, uzrokujući bolesti i patologije? Koje su organske, a koje nisu organska tvar trebaju li ljudi za normalno blagostanje? Bez kojih bi kemijskih elemenata mogao postojati život na Zemlji? Što se događa tijekom trovanja teškim metalima? Iz ove lekcije naučit ćete koji su kemijski elementi dio živih organizama, kako su raspoređeni u tijelu životinja i biljaka, kao višak ili nedostatak kemijske tvari može utjecati na životnu aktivnost različitih bića, saznati pojedinosti o mikro i makroelementima i njihovoj ulozi u životinjskom svijetu.
Tema: Osnove citologije
Lekcija: Značajke kemijski sastav Stanice
1. Kemijski sastav stanice
Stanice živih organizama građene su od različitih kemijski elementi.
Atomi ovih elemenata tvore dvije klase kemijskih spojeva: anorganske i organske (vidi sliku 1).
Riža. 1. Uvjetna podjela kemijskih tvari koje čine živi organizam
Od trenutno poznatih 118 kemijskih elemenata, žive stanice nužno sadrže 24 elementa. Ovi elementi s vodom tvore lako topive spojeve. Ima ih i u objektima nežive prirode, ali je omjer tih elemenata u živoj i neživoj tvari različit (slika 2).
Riža. 2. Relativni sadržaj kemijskih elemenata u Zemljina kora i ljudsko tijelo
U neživoj prirodi prevladavajući elementi su kisik, silicij, aluminij I natrij.
U živim organizmima prevladavajući elementi su vodik, kisik, ugljik I dušik. Osim toga, postoje još dva elementa važna za žive organizme, a to su: fosfor I sumpor.
Ovih 6 elemenata, tj. ugljik, vodik, dušik, kisik, fosfor I sumpor (C, H, N, O, P, S) , nazvao organogeni, ili hranjivim tvarima, budući da su oni dio organski spojevi, i elementi kisik I vodik, osim toga tvore molekule vode. Spojevi biogenih elemenata čine 98% mase bilo koje stanice.
2. Šest osnovnih kemijskih elemenata za živi organizam
Najvažnija distinktivna sposobnost elemenata C, H, N, O je da tvore čvrste veze valentne veze, i od svih atoma koji nastaju kovalentne veze, oni su najlakši. Osim toga, ugljik, dušik i kisik tvore jednostruke i dvostruke veze, zahvaljujući kojima mogu dati široku paletu kemijski spojevi. Atomi ugljika također mogu stvarati trostruke veze s drugim atomima ugljika i s atomima dušika - u cijanovodičnoj kiselini veza između ugljika i dušika je trostruka (slika 3)
Slika 3. Strukturna formula cijanovodika - cijanovodične kiseline
To objašnjava raznolikost ugljikovih spojeva u prirodi. Osim toga, valentne veze tvore tetraedar oko atoma ugljika (slika 4), zbog čega se različite vrste organske molekule imaju različite trodimenzionalne strukture.
Riža. 4. Tetraedarski oblik molekule metana. U središtu je narančasti atom ugljika, okružen s četiri plava atoma vodika koji tvore vrhove tetraedra.
Samo ugljik može stvoriti stabilne molekule s različitim konfiguracijama i veličinama i širokim rasponom funkcionalnih skupina (Slika 5).
Slika 5. Primjer strukturnih formula raznih ugljikovih spojeva.
Oko 2% stanične mase čine sljedeći elementi: kalij, natrij, kalcij, klor, magnezij, željezo. Preostali kemijski elementi sadržani su u stanici u znatno manjim količinama.
Dakle, svi kemijski elementi, prema sadržaju u živom organizmu, dijele se u tri velike skupine.
3. Mikro-, makro- i ultramikroelementi u živom organizmu
Elementi čija količina iznosi do 10-2% tjelesne težine su makronutrijenata.
Oni elementi čiji je udio od 10-2 do 10-6 - mikroelemenata.
Riža. 6. Kemijski elementi u živom organizmu
ruski i ukrajinski znanstvenik V. I. Vernadskog dokazao da su svi živi organizmi sposobni apsorbirati (asimilirati) elemente iz vanjskog okoliša i akumulirati ih (koncentrirati) u određenim organima i tkivima. Na primjer, veliki broj elemenata u tragovima nakuplja se u jetri, kostima i mišićnom tkivu.
4. Afinitet mikroelemenata za pojedine organe i tkiva
Pojedini elementi imaju afinitet prema određenim organima i tkivima. Na primjer, kalcij se nakuplja u kostima i zubima. U gušterači ima puno cinka. U bubrezima ima puno molibdena. Barij u mrežnici. Jod u štitnoj žlijezdi. U hipofizi ima puno mangana, broma i kroma (vidi tablicu "Akumulacija kemijskih elemenata u unutarnjim organima čovjeka").
Za normalno funkcioniranje vitalnih procesa neophodan je strogi omjer kemijskih elemenata u tijelu. Inače dolazi do teškog trovanja zbog nedostatka ili viška biofilnih elemenata.
5. Organizmi koji selektivno nakupljaju mikroelemente
Neki živi organizmi mogu biti indikatori kemijski uvjeti okolišu zbog činjenice da selektivno nakupljaju određene kemijske elemente u organima i tkivima (sl. 7, 8).
Riža. 7. Životinje koje u tijelu nakupljaju određene kemijske elemente. S lijeva na desno: raže (kalcij i stroncij), rizopodi (barij i kalcij), ascidije (vanadij)
Riža. 8. Biljke koje akumuliraju određene kemijske elemente u tijelu. S lijeva na desno: morska trava (jod), ljutić (litij), vodena trava (radij)
6. Tvari koje izgrađuju organizme
Kemijski spojevi u živim organizmima
Kemijski elementi tvore anorganske i organske tvari (vidi dijagram “Tvari od kojih se sastoje živi organizmi”).
Anorganske tvari u organizmima: voda i minerali(ioni soli; kationi: kalij, natrij, kalcij i magnezij; anioni: klor, sulfatni anion, bikarbonatni anion).
Organska tvar: monomeri (monosaharidi, aminokiseline, nukleotidi, masna kiselina i lipidi) i polimeri (polisaharidi, proteini, nukleinske kiseline).
Od anorganskih tvari stanica sadrži najviše voda(od 40 do 95%), među organskim spojevima u životinjskim stanicama prevladavaju vjeverice(10-20%), au biljnim stanicama - polisaharidi (stanična stijenka sastoji se od celuloze, a glavno rezervno hranjivo u biljkama je škrob).
Dakle, pogledali smo osnovne kemijske elemente koji čine žive organizme i spojeve koje oni mogu tvoriti (vidi shemu 1).
Važnost hranjivih tvari
Razmotrimo važnost hranjivih tvari za žive organizme (slika 9).
Element ugljik(ugljik) je dio svih organskih tvari, njihova osnova je ugljikov kostur. Element kisik(kisik) ulazi u sastav vode i organskih tvari. Element vodik(vodik) također je dio svih organskih tvari i vode. Dušik(dušik) ulazi u sastav proteina, nukleinskih kiselina i njihovih monomera (aminokiselina i nukleotida). Sumpor(sumpor) dio je aminokiselina koje sadrže sumpor i funkcionira kao sredstvo za prijenos energije. Fosfor dio je ATP-a, nukleotida i nukleinskih kiselina, mineralnih fosfornih soli sastavni su dio zubne cakline, koštanog i hrskavičnog tkiva.
Ekološki aspekti djelovanja anorganskih tvari
Problem zaštite okoliša prvenstveno se odnosi na sprječavanje onečišćenja okoliša raznim anorganske tvari . Glavni zagađivači su teški metali , koji se nakupljaju u tlu i prirodnim vodama.
Glavni zagađivači zraka su oksidi sumpora i dušika.
Kao rezultat brz razvoj tehnologije, količina metala koja se koristi u proizvodnji enormno je porasla. Metali ulaze u ljudsko tijelo, apsorbiraju se u krv, a zatim akumulirati u organima i tkivima: jetra, bubrezi, koštano i mišićno tkivo. Metali se uklanjaju iz tijela kroz kožu, bubrege i crijeva. Metalni ioni koji su među najotrovnijima (vidi popis „Najotrovniji ioni”, slika 10): živa, uran, kadmij, talij I arsen, uzrokuju akutno kronično trovanje.
Grupa umjereno toksičnih metala također je brojna (slika 11), a tu spadaju mangan, krom, osmij, stroncij I antimon. Ovi elementi mogu uzrokovati kronično trovanje s prilično teškim, ali rijetko fatalnim kliničkim manifestacijama.
Nisko toksični metali nemaju primjetnu selektivnost. Aerosoli niskotoksičnih metala, npr. alkalnih i zemnoalkalijskih metala, mogu izazvati promjene na plućima.
Domaća zadaća
1. Koji se kemijski elementi nalaze u živim organizmima?
2. Na koje se skupine, ovisno o količini elementa u živoj tvari, dijele kemijski elementi?
3. Imenovati organogene elemente i općeniti ih opis.
4. Koji se kemijski elementi ubrajaju u makroelemente?
5. Koji se kemijski elementi ubrajaju u mikroelemente?
6. Koji se kemijski elementi ubrajaju u ultramikroelemente?
7. Raspravite s prijateljima i obitelji kako Kemijska svojstva kemijski elementi povezani su s njihovom ulogom u živim organizmima.
1. Alkemičar.
2. Wikipedia.
3. Alkemičar.
4. Internetski portal Liveinternet. ru.
Bibliografija
1. Kamenski A. A., Kriksunov E. A., Pasečnik V. V. Opća biologija 10-11 razred Droplja, 2005.
2. Biologija. 10. razred. Opća biologija. Osnovna razina/ P. V. Izhevsky, O. A. Kornilova, T. E. Loshchilina i drugi - 2. izdanje, revidirano. - Ventana-Graf, 2010. - 224 str.
3. Belyaev D.K. Biologija 10-11 razreda. Opća biologija. Osnovna razina. - 11. izd., stereotip. - M.: Obrazovanje, 2012. - 304 str.
4. Biologija 11.r. Opća biologija. Razina profila / V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonin i drugi - 5. izd., stereotip. - Droplja, 2010. - 388 str.
5. Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazov V. I. Biologija 10-11 razreda. Opća biologija. Osnovna razina. - 6. izd., dod. - Droplja, 2010. - 384 str.
Mendeljejeva tablica
Kemijski elementi stanice
Ne postoji niti jedan kemijski element u živim organizmima koji se ne bi nalazio u tijelima nežive prirode (što ukazuje na zajedništvo žive i nežive prirode).
Različite stanice uključuju gotovo iste kemijske elemente (što dokazuje jedinstvo žive prirode); a pritom čak i stanice jednog višestaničnog organizma koje izvode razne funkcije, mogu se značajno razlikovati jedni od drugih u kemijskom sastavu.
Od više od 115 trenutno poznatih elemenata, oko 80 je pronađeno u ćeliji.
Svi se elementi prema sadržaju u živim organizmima dijele u tri skupine:
- makronutrijenata- čiji sadržaj prelazi 0,001% tjelesne mase.
98% mase bilo koje stanice dolazi od četiri elementa (ponekad se nazivaju organogeni): - kisik (O) - 75%, ugljik (C) - 15%, vodik (H) - 8%, dušik (N) - 3%. Ovi elementi čine osnovu organskih spojeva (a kisik i vodik, osim toga, dio su vode, koja se također nalazi u stanici). Oko 2% stanične mase čini još osam makronutrijenata: magnezij (Mg), natrij (Na), kalcij (Ca), željezo (Fe), kalij (K), fosfor (P), klor (Cl), sumpor (S); - Preostali kemijski elementi sadržani su u stanici u vrlo malim količinama: mikroelemenata- oni čiji je udio od 0,000001% do 0,001% - bor (B), nikal (Ni), kobalt (Co), bakar (Cu), molibden (Mb), cink (Zn) itd.;
- ultramikroelementi- čiji sadržaj ne prelazi 0,000001% - uran (U), radij (Ra), zlato (Au), živa (Hg), olovo (Pb), cezij (Cs), selen (Se) itd.
Živi organizmi sposobni su akumulirati određene kemijske elemente. Na primjer, neke alge nakupljaju jod, ljutike - litij, patka - radij itd.
Kemikalije za stanice
Elementi u obliku atoma dio su molekula neorganski I organski stanične veze.
DO anorganski spojevi
uključuju vodu i mineralne soli.
Organski spojevi karakteristični su samo za žive organizme, dok anorganski postoje i u neživoj prirodi.
DO organski spojevi uključuju spojeve ugljika sa Molekularna težina od 100 do nekoliko stotina tisuća.
Ugljik - kemijska osnovaživot. Može komunicirati s mnogim atomima i njihovim skupinama, tvoreći lance i prstenove koji čine kostur organskih molekula različitog kemijskog sastava, strukture, duljine i oblika. Tvore složene kemijske spojeve koji se razlikuju po strukturi i funkciji. Ti organski spojevi koji čine stanice živih organizama nazivaju se biološki polimeri, ili biopolimeri. Oni čine više od 97% suhe tvari stanice.
Biologija. Opća biologija. 10. razred. Osnovna razina Sivoglazov Vladislav Ivanovich
5. Kemijski sastav stanice
5. Kemijski sastav stanice
Zapamtiti!
Što se dogodilo kemijski element?
Koji kemijski elementi prevladavaju u zemljinoj kori?
Što znate o ulozi kemijskih elemenata kao što su jod, kalcij, željezo u životu organizama?
Jedna od glavnih zajedničkih karakteristika živih organizama je jedinstvo njihovog elementarnog kemijskog sastava. Bez obzira kojem kraljevstvu, tipu ili klasi ovo ili ono pripada Živo biće, sastav njegovog tijela uključuje iste takozvane univerzalne kemijske elemente. Sličnost u kemijskom sastavu različitih stanica ukazuje na jedinstvo njihova podrijetla.
Riža. 8. Ljušture jednostaničnih dijatomeja sadrže velike količine silicija.
Oko 90 kemijskih elemenata otkriveno je u živoj prirodi, odnosno većina do sada poznatih. Ne postoje posebni elementi karakteristični samo za žive organizme, a to je jedan od dokaza zajedništva žive i nežive prirode. Ali kvantitativni sadržaj pojedinih elemenata u živim organizmima iu neživom okolišu koji ih okružuje značajno se razlikuje. Na primjer, silicija u tlu ima oko 33%, ali u kopnenim biljkama samo 0,15%. Takve razlike ukazuju na sposobnost živih organizama da akumuliraju samo one elemente koji su im potrebni za život (slika 8).
Ovisno o sadržaju, svi kemijski elementi koji čine živu prirodu dijele se u nekoliko skupina.
Makroelementi. Grupa I. Glavne komponente svih organskih spojeva koji obavljaju biološke funkcije su kisik, ugljik, vodik i dušik. Svi ugljikohidrati i lipidi sadrže vodik, ugljik I kisik, a sastav proteina i nukleinskih kiselina, osim ovih komponenti, uključuje dušik. Ova četiri elementa čine 98% mase živih stanica.
Grupa II. U skupinu makroelemenata spadaju i fosfor, sumpor, kalij, magnezij, natrij, kalcij, željezo i klor. Ovi kemijski elementi bitni su sastojci svih živih organizama. Sadržaj svakog od njih u stanici kreće se od desetinki do stotinki postotka ukupne mase.
Natrij, kalij I klor osiguravaju pojavu i provođenje električnih impulsa u živčanom tkivu. Održavanje normalnog otkucaja srca ovisi o koncentraciji u tijelu natrij, kalij I kalcij. Željezo sudjeluje u biosintezi klorofila, dio je hemoglobina (proteina nositelja kisika u krvi) i mioglobina (proteina koji sadrži opskrbu kisikom u mišićima). Magnezij u biljnim stanicama ulazi u sastav klorofila, a u životinjskom tijelu sudjeluje u stvaranju enzima potrebnih za normalno funkcioniranje mišićnog, živčanog i koštanog tkiva. Proteini često sadrže sumpor, a sve nukleinske kiseline sadrže fosfor. Fosfor je također sastavni dio svih membranskih struktura.
Među obje skupine makroelemenata, kisik, ugljik, vodik, dušik, fosfor i sumpor su grupirani zajedno bioelementi , ili organogeni , na temelju činjenice da oni čine osnovu većine organskih molekula (Tablica 1).
Mikroelementi. Postoji velika skupina kemijskih elemenata koji se nalaze u vrlo niskim koncentracijama u organizmima. To su aluminij, bakar, mangan, cink, molibden, kobalt, nikal, jod, selen, brom, fluor, bor i mnogi drugi. Udio svakog od njih nije veći od tisućinki postotka, a ukupni doprinos ovih elemenata masi stanice je oko 0,02%. Mikroelementi u biljke i mikroorganizme ulaze iz tla i vode, a životinje u tijelo s hranom, vodom i zrakom. Uloga i funkcije elemenata ove skupine u različitim organizmima vrlo su raznolike. Mikroelementi su u pravilu dio biološki aktivnih spojeva (enzima, vitamina i hormona), a njihov se učinak očituje uglavnom u načinu na koji utječu na metabolizam.
Tablica 1. Sadržaj bioelemenata u stanici
Kobalt dio je vitamina B 12 i sudjeluje u sintezi hemoglobina, njegov nedostatak dovodi do anemije. Molibden Kao dio enzima, sudjeluje u fiksaciji dušika u bakterijama i osigurava funkcioniranje stomatalnog aparata u biljkama. Bakar sastavni je dio enzima koji sudjeluje u sintezi melanina (pigmenta kože), utječe na rast i razmnožavanje biljaka, te na procese hematopoeze u životinjskim organizmima. Jod kod svih kralješnjaka ulazi u sastav hormona štitnjače – tiroksina. Bor utječe na procese rasta biljaka; njegov nedostatak dovodi do smrti apikalnih pupova, cvjetova i jajnika. Cinkov utječe na rast životinja i biljaka, a također je dio hormona gušterače - inzulina. manjak Selena dovodi do raka kod ljudi i životinja. Svaki element ima svoju specifičnu, vrlo važnu ulogu u osiguravanju vitalnih funkcija organizma.
U pravilu, biološki učinak pojedinog mikroelementa ovisi o prisutnosti drugih elemenata u tijelu, tj. svaki živi organizam je jedinstven uravnotežen sustav, čiji normalan rad ovisi, između ostalog, o pravilnom omjeru njegovih komponente na bilo kojoj razini organizacije. Na primjer, mangan poboljšava apsorpciju u tijelu bakar, A fluor utječe na metabolizam stroncij.
Otkriveno je da neki organizmi intenzivno akumuliraju određene elemente. Na primjer, mnoge morske alge se nakupljaju jod, preslica – silicij, ljutić – litij, a školjke imaju visok sadržaj bakar.
Mikroelementi se široko koriste u modernom poljoprivreda u obliku mikrognojiva za povećanje prinosa usjeva i kao dodaci stočnoj hrani za povećanje produktivnosti životinja. Mikroelementi se također koriste u medicini.
Ultramikroelementi. Postoji skupina kemijskih elemenata koji su u organizmima sadržani u tragovima, odnosno zanemarivo malim koncentracijama. To uključuje zlato, berilij, srebro i druge elemente. Fiziološka uloga ovih komponenti u živim organizmima još nije definitivno utvrđena.
Uloga vanjskih čimbenika u formiranju kemijskog sastava žive prirode. Sadržaj pojedinih elemenata u tijelu određen je ne samo karakteristikama danog organizma, već i sastavom sredine u kojoj živi i hranom koju koristi. Geološka povijest našem planetu, osobitosti procesa formiranja tla dovele su do formiranja područja na Zemljinoj površini koja se međusobno razlikuju po sadržaju kemijskih elemenata. Oštar nedostatak ili, obrnuto, višak bilo kojeg kemijskog elementa uzrokuje unutar takvih zona pojavu biogeokemijskih endema - bolesti biljaka, životinja i ljudi.
U mnogim regijama naše zemlje - na Uralu i Altaju, u Primorju iu Rostovska regija značajno se smanjuje količina joda u tlu i vodi.
Ako osoba ne dobije potrebnu količinu joda iz hrane, njegova sinteza tiroksina se smanjuje. Štitnjača, pokušavajući nadoknaditi nedostatak hormona, raste, što dovodi do stvaranja takozvane endemske guše. Osobito teške posljedice nedostatka joda javljaju se kod djece. Smanjena količina tiroksina dovodi do oštrog zaostajanja u mentalnom i tjelesnom razvoju.
Za prevenciju bolesti štitnjače liječnici preporučuju dosoljavanje hrane posebnom soli obogaćenom kalijevim jodidom, jedenje jela od ribe i morskih algi.
Prije gotovo 2 tisuće godina, vladar jedne od sjeveroistočnih provincija Kine izdao je dekret u kojem je obvezao sve svoje podanike da jedu 2 kg alge u godini. Od tada, stanovnici poslušno poštuju drevni dekret, i unatoč činjenici da postoji jasan nedostatak joda u tom području, stanovništvo ne pati od bolesti štitnjače.
Pregledajte pitanja i zadatke
1. Koje su sličnosti između bioloških sustava i neživih objekata?
2. Navedite bioelemente i objasnite njihovu važnost u nastanku žive tvari.
3. Što su mikroelementi? Navedite primjere i opišite biološki značaj ovi elementi.
4. Kako će nedostatak bilo kojeg mikroelementa utjecati na život stanice i tijela? Navedite primjere takvih pojava.
5. Recite nam nešto o ultramikroelementima. Koliki je njihov sadržaj u tijelu? Što se zna o njihovoj ulozi u živim organizmima?
6. Navedite primjere vama poznatih biokemijskih endema. Objasnite razloge njihova nastanka.
7. Napravite dijagram koji prikazuje elementarni kemijski sastav živih organizama.
Razmišljati! Učini to!
1. Po kojem se principu svi kemijski elementi koji čine živu prirodu dijele na makroelemente, mikroelemente i ultramikroelemente? Predložite vlastitu alternativnu klasifikaciju kemijskih elemenata, temeljenu na drugačijem principu.
2. Ponekad se u udžbenicima i priručnicima umjesto fraze "elementarni kemijski sastav" može pronaći izraz "elementarni kemijski sastav". Objasnite zašto je ova formulacija netočna.
3. Raspitajte se postoje li neke osobitosti u kemijskom sastavu vode u području u kojem živite (primjerice, višak željeza ili nedostatak fluora i sl.). Korištenje Daljnje čitanje i internetskih resursa, utvrdite kakav bi to učinak mogao imati na ljudsko tijelo.
Rad s računalom
Pogledajte elektroničku prijavu. Proučite gradivo i riješite zadatke.
Ponovite i zapamtite!
Bilje
Gnojiva. Dušik neophodni biljkama za normalno formiranje vegetativnih organa. Dodatnim unosom dušika i dušičnih gnojiva u tlo povećava se rast nadzemnih izdanaka. Fosfor utječe na razvoj i sazrijevanje plodova. Kalij potiče odljev organskih tvari iz lišća u korijenje, utječe na pripremu biljke za zimu.
Biljke dobivaju sve elemente u mineralnim solima iz tla. Za visoke prinose potrebno je održavati plodnost tla i primjenjivati gnojiva. U modernoj poljoprivredi koriste se organska i mineralna gnojiva, zahvaljujući kojima usjevi dobivaju potrebne hranjive tvari.
Organska gnojiva(gnoj, treset, humus, ptičji izmet itd.) sadrže sve hranjive tvari potrebne biljci. Primjenom organskih gnojiva u tlo ulaze mikroorganizmi koji mineraliziraju organske ostatke i time povećavaju plodnost tla. Stajnjak se mora primijeniti puno prije sjetve sjemena, tijekom jesenske obrade tla.
Mineralna gnojiva obično sadrže one elemente koji nedostaju tlu: dušik (natrijev i kalijev nitrat, amonijev klorid, urea itd.), kalij (kalijev klorid, kalijev sulfat), fosfor (superfosfati, fosfatna stijena itd.). Gnojiva koja sadrže dušik obično se primjenjuju u proljeće ili rano ljeto, jer se brzo ispiru iz tla. Kalijeva i fosforna gnojiva traju dulje pa se primjenjuju u jesen. Višak gnojiva jednako je štetan za biljke kao i njihov nedostatak.
Iz knjige Ponašanje vuka (zbornik članaka) Autor Krušinski Leonid ViktorovičSastav populacije i samoregulacija Kao rezultat dugotrajnih (više od 20 godina) promatranja populacija vukova u sjevernom. Minnesota, na otoku. Isle Royale, u S. - W. teritorijima iu Nacionalni parkovi Kanadi, kao i proučavanje vukova u prirodnim uvjetima u Italiji iu velikim ograđenim prostorima
Iz knjige Dopingi u uzgoju pasa autor Gourmand E G11.3. SASTAV HRANE Sastav hrane mora zadovoljiti potrebe organizma i njegovu sposobnost apsorpcije ovih nutrijenata iz zadanog sastava. Većina prehrambenih smjernica (bilo ljudi ili životinja) naglašava potrebu za uravnoteženjem unosa i
Iz knjige Nova znanost o životu Autor Sheldrake Rupert4.2. Kemijska morfogeneza Morfogeneza agregacije javlja se sve jačim intenzitetom u anorganskim sustavima kako se temperatura smanjuje: kada se plazma hladi, subatomske čestice se agregiraju u atome; na nižim temperaturama atomi se agregiraju u
Iz knjige Najnovija knjigačinjenice. Svezak 1 [Astronomija i astrofizika. Zemljopis i druge znanosti o zemlji. Biologija i medicina] Autor Iz knjige Mrav, obitelj, kolonija Autor Zakharov Anatolij AleksandrovičSASTAV OBITELJI Upotreba izraza “obitelj” u odnosu na populaciju mravinjaka posljedica je podrijetla zajednice mrava. Te su zajednice nastale kao rezultat dosljednog jačanja veza između roditelja i njihovih neposrednih potomaka, a ne nasumično
Iz knjige Testovi iz biologije. 6. razred autor Benuzh ElenaSTANIČNA GRAĐA ORGANIZAMA GRAĐA STANICE. UREĐAJI ZA PROUČAVANJE GRAĐE STANICE 1. Odaberite jedan najtočniji odgovor Stanica je: A. Najmanja čestica svih živih bića. Najmanja čestica žive biljkeB. Dio biljkeG. Umjetno stvorena jedinica za
Iz knjige Biologija [ Kompletan vodič pripremiti se za jedinstveni državni ispit] Autor Lerner Georgij Isaakovič Iz knjige Bijeg od samoće Autor Panov Evgenij NikolajevičKolektivističke stanice i solitarne stanice Bliska suradnja stanica koje čine višestanični organizam temelji se na najmanje dva važna razloga. Prvo, svaka pojedinačna stanica, koja je sama po sebi izuzetno vješta i učinkovita
Iz knjige Mravi, tko su oni? Autor Marikovsky Pavel Justinovič Iz knjige Najnovija knjiga činjenica. Svezak 1. Astronomija i astrofizika. Zemljopis i druge znanosti o zemlji. Biologija i medicina Autor Kondrašov Anatolij PavlovičKoji je kemijski element najzastupljeniji u svemiru? Najčešći elementi u Svemiru su najlakši elementi - vodik i helij. Sunce, zvijezde i međuzvjezdani plin 99 posto se sastoje od njih po broju atoma. Na dio svih ostalih, uključujući i većinu
Iz knjige Kako je nastao i razvio se život na Zemlji Autor Gremjatski Mihail AntonovičV. Sastav i građa živih tijela Promatrajući život biljaka, životinja i ljudi, vidimo da se u njima neprestano događaju najrazličitije promjene: rastu, množe se, stare i umiru. U njima se neprestano kreću razni sokovi, plinovi, hrana itd.
Iz knjige Problemi terapijskog posta. Kliničke i eksperimentalne studije [sva četiri dijela!] Autor Anohin Petar KuzmičKemijski sastav tkiva štakora tijekom potpunog gladovanja V.I.DOBRYNINA (Moskva) Gladovanje kao metoda liječenja uspješno se pokazalo kod nekih psihičkih i somatskih bolesti (3, 7, 10-13). Njegova uporaba posebno je obećavajuća za metaboličke, alergične
Iz knjige Uzgoj riba, rakova i domaćih ptica močvarica Autor Zadorožnaja Ljudmila Aleksandrovna Iz knjige Trenutna država biosfera i ekološka politika autor Kolesnik Yu. A.1.2. Karakteristike i sastav biosfere Pojam “biosfera” (od grčkog bios - život i sphaira - lopta) prvi je uveo u biologiju J. Lamarck god. početkom XIX V. Naglasio je da su sve tvari koje se nalaze na površini zemaljske kugle i čine njezinu koru nastale zahvaljujući
U prošlom stoljeću drvo za ogrjev bilo je glavno gorivo. Čak iu naše vrijeme, ogrjevno drvo kao gorivo još uvijek ima veliki značaj, posebno za grijanje zgrada u ruralnim područjima. Kod loženja drva u pećima teško je zamisliti da u biti koristimo energiju koju dobivamo od Sunca koje se nalazi na udaljenosti od oko 150 milijuna kilometara od Zemlje. Ipak, upravo je to tako.
Kako je sunčeva energija završila akumulirana u drvu za ogrjev? Zašto možemo reći da izgaranjem drva koristimo energiju dobivenu od Sunca?
Jasan odgovor na postavljena pitanja dao je izvrsni ruski znanstvenik K. A. Timirjazev. Ispada da je razvoj gotovo svih biljaka moguć samo pod utjecajem sunčeve svjetlosti. Život velike većine biljaka, od male trave do snažnog eukaliptusa, koji doseže 150 metara visine i 30 metara u opsegu debla, temelji se na percepciji sunčeve svjetlosti. Zeleni listovi biljaka sadrže posebnu tvar - klorofil. Ova tvar daje biljkama važna imovina: apsorbiraju energiju sunčevih zraka, razgrađuju se zahvaljujući toj energiji ugljični dioksid, koji je spoj ugljika i kisika, na svoje sastavne dijelove, tj. ugljik i kisik, te u svojim tkivima tvore organske tvari od kojih se zapravo sastoje biljna tkiva. Bez pretjerivanja, ovo svojstvo biljaka može se nazvati izvanrednim, jer zahvaljujući njemu biljke mogu pretvoriti tvari anorganske prirode u organske tvari. Osim toga, biljke apsorbiraju ugljični dioksid iz zraka, koji je proizvod aktivnosti živih bića, industrije i vulkanskog djelovanja, te zasićuju zrak kisikom bez kojeg su, kao što znamo, nemogući procesi disanja i izgaranja. Zato su, inače, zelene površine neophodne za život čovjeka.
Lako je provjeriti da lišće biljke apsorbira ugljični dioksid i razdvaja ga na ugljik i kisik vrlo jednostavnim pokusom. Zamislimo da se u epruveti nalazi voda u kojoj je otopljen ugljični dioksid i zeleno lišće nekog drveta ili trave. Voda koja sadrži ugljični dioksid vrlo je rasprostranjena: za vrućih dana upravo je ta voda, zvana gazirana voda, vrlo ugodna za gašenje žeđi.
Vratimo se, međutim, našem iskustvu. Nakon nekog vremena možete primijetiti male mjehuriće na listovima, koji se, kako se formiraju, dižu i nakupljaju u gornjem dijelu epruvete. Ako se taj plin dobiven iz lišća skupi u posebnu posudu i zatim u nju unese malo tinjajuću krhotinu, ona će planuti. Na temelju ove značajke, kao i niza drugih, može se zaključiti da imamo posla s kisikom. Što se tiče ugljika, njega apsorbira lišće i iz njega nastaju organske tvari - biljno tkivo, čija se kemijska energija, a to je pretvorena energija sunčevih zraka, izgaranjem oslobađa u obliku topline.
U našoj priči, koja se nužno dotiče raznih grana prirodnih znanosti, susreli smo se s još jednim novim pojmom: kemijskom energijom. Potrebno je barem ukratko objasniti o čemu se radi. Kemijska energija tvari (osobito drva za ogrjev) ima mnogo toga zajedničkog s toplinskom energijom. Toplinska energija, kako se čitatelj sjeća, sastoji se od kinetičke i potencijalne energije najmanjih čestica tijela: molekula i atoma. Toplinska energija tijela se stoga definira kao zbroj energije translatornog i rotacijskog gibanja molekula i atoma danog tijela i energije privlačenja ili odbijanja između njih. Kemijska energija tijela, za razliku od toplinske energije, sastoji se od energije akumulirane unutar molekula. Ova energija se može osloboditi samo kroz kemijsku transformaciju, kemijska reakcija kada se jedna ili više tvari pretvara u druge tvari.
Ovome je potrebno dodati dva važna pojašnjenja. Ali prvo moramo podsjetiti čitatelja na neke odredbe o strukturi materije. Znanstvenici su dugo vremena pretpostavljali da se sva tijela sastoje od sitnih i dalje nedjeljivih čestica – atoma. U prijevodu s grčkog, riječ "atom" znači nedjeljiv. U svom prvom dijelu ova pretpostavka je potvrđena: sva tijela se zaista sastoje od atoma, a veličine ovih potonjih su izuzetno male. Težina atoma vodika, na primjer, je 0,000 000 000 000 000 000 000 0017 grama. Veličina atoma je toliko mala da se ne mogu vidjeti ni najjačim mikroskopom. Kad bi bilo moguće rasporediti atome na isti način kao što sipamo grašak u čašu, t.j. dodirujući ih jedan s drugim, tada bi oko 10 000 000 000 000 000 000 000 atoma stalo u vrlo mali volumen od 1 kubičnog milimetra.
Ukupno je poznato oko sto vrsta atoma. Težina atoma urana, jednog od najtežih atoma, otprilike je 238 puta veća od težine najlakšeg atoma vodika. Jednostavne tvari, tj. tvari koje se sastoje od atoma iste vrste nazivamo elementima.
Međusobnim povezivanjem atomi tvore molekule. Ako se molekula sastoji od različitih vrsta atoma, tada se tvar naziva složenom. Molekula vode, na primjer, sastoji se od dva atoma vodika i jednog atoma kisika. Poput atoma, molekule su vrlo male. Eklatantan primjer, koji ukazuje na malu veličinu molekula i koliki se njihov broj nalazi čak iu relativno malom volumenu, primjer je engleskog fizičara Thomsona. Ako uzmete čašu vode i na određeni način označite sve molekule vode u toj čaši, a zatim vodu ulijete u more i dobro promiješate, ispostavit će se da bez obzira u kojem oceanu ili moru nacrtamo čašu vode, sadržavat će stotinjak označenih nas molekula.
Sva tijela su nakupine vrlo veliki broj molekule ili atome. U plinovima su te čestice u kaotičnom gibanju, koje ima veći intenzitet što je temperatura plina viša. U tekućinama su kohezijske sile između pojedinih molekula mnogo veće nego u plinovima. Stoga, iako se molekule tekućine također kreću, one se više ne mogu odvojiti jedna od druge. Krutine su građene od atoma. Sile privlačenja između atoma čvrstog tijela znatno su veće ne samo u usporedbi s silama privlačenja između molekula plina, nego ni u usporedbi s molekulama tekućine. Kao rezultat toga, atomi čvrstog tijela izvode samo oscilatorna kretanja oko više ili manje konstantnih ravnotežnih položaja. Što je viša temperatura tijela, to je veća kinetička energija atoma i molekula. Zapravo, kinetička energija atoma i molekula je ta koja određuje temperaturu.
Što se tiče pretpostavke da je atom nedjeljiv, da je navodno najmanja čestica materije, ta je pretpostavka kasnije odbačena. Fizičari sada imaju zajedničko stajalište, a to je da atom nije nedjeljiv, da se sastoji od još manjih čestica materije. Štoviše, ovo gledište fizičara sada je potvrđeno eksperimentima. Dakle, atom je, pak, složena čestica koja se sastoji od protona, neutrona i elektrona. Protoni i neutroni tvore jezgru atoma, okruženu elektronska ljuska. Gotovo sva masa atoma koncentrirana je u njegovoj jezgri. Najmanji od svih postojećih atomske jezgre- jezgra atoma vodika, koja se sastoji od samo jednog protona, ima masu koja je 1850 puta veća od mase elektrona. Mase protona i neutrona približno su međusobno jednake. Dakle, masa atoma određena je masom njegove jezgre, odnosno, drugim riječima, brojem protona i neutrona. Protoni imaju pozitivan električni naboj, elektroni imaju negativan naboj, a neutroni uopće nemaju naboj. električno punjenje. Nuklearni naboj je stoga uvijek pozitivan i jednak broju protona. Ova količina se zove serijski broj element u periodni sustav elemenata D. I. Mendeljejev. Obično je broj elektrona koji čine ljusku jednak broju protona, a budući da je naboj elektrona negativan, atom kao cjelina je električki neutralan.
Iako je volumen atoma vrlo malen, jezgra i elektroni koji je okružuju zauzimaju samo mali dio tog volumena. Stoga se može zamisliti kolika je gustoća atomskih jezgri. Kad bi bilo moguće rasporediti vodikove jezgre na takav način da gusto ispunjavaju volumen od samo 1 kubični centimetar, tada bi njihova težina bila otprilike 100 milijuna tona.
Nakon što smo ukratko iznijeli neke odredbe o strukturi materije i još jednom podsjetili da je kemijska energija energija akumulirana unutar molekula, možemo konačno prijeći na iznošenje dva važna razmatranja, obećana ranije, koja potpunije otkrivaju bit kemijske energije.
Gore smo rekli da se toplinska energija tijela sastoji od energije translacije i rotacijski pokreti molekule i energija privlačenja ili odbijanja između njih. Ova definicija toplinske energije nije posve točna, ili bolje rečeno, nije posve potpuna. U slučaju kada se molekula tvari (tekućine ili plina) sastoji od dva odn više atoma, tada toplinska energija mora uključivati i energiju oscilatorno gibanje atoma unutar molekule. Ovaj zaključak je donesen na temelju sljedećih razmatranja. Iskustvo pokazuje da toplinski kapacitet gotovo svih tvari raste s porastom temperature. Drugim riječima, količina topline potrebna da se temperatura 1 kilograma neke tvari povisi za 1 °C u pravilu je veća što je temperatura te tvari viša. Većina plinova slijedi ovo pravilo. Što ovo objašnjava? Moderna fizika odgovara na ovo pitanje na sljedeći način: glavni razlog koji uzrokuje povećanje toplinskog kapaciteta plina s porastom temperature je brzi porast energije vibracije atoma koji čine molekulu plina s porastom temperature. Ovo objašnjenje potvrđuje činjenica da toplinski kapacitet raste s porastom temperature što se molekula plina sastoji od više atoma. Toplinski kapacitet monoatomskih plinova, tj. plinova čije su najmanje čestice atomi, općenito ostaje gotovo nepromijenjen s porastom temperature.
Ali ako se energija vibracijskog gibanja atoma unutar molekule mijenja, pa čak i prilično značajno, kada se plin zagrijava, što se događa bez promjene kemijskog sastava ovog plina, tada se, očito, ta energija ne može smatrati kemijskom energijom. Ali što je onda s gornjom definicijom kemijske energije, prema kojoj je to energija akumulirana unutar molekule?
Ovo pitanje je sasvim prikladno. Prvo treba pojasniti gornju definiciju kemijske energije: kemijska energija ne uključuje svu energiju akumuliranu unutar molekule, već samo onaj njezin dio koji se može promijeniti samo kemijskim transformacijama.
Drugo razmatranje koje se tiče suštine kemijske energije je sljedeće. Ne može se sva energija pohranjena unutar molekule osloboditi kao rezultat kemijske reakcije. Dio energije, i to vrlo velik, ne mijenja se ni na koji način kao rezultat kemijskog procesa. To je energija sadržana u atomu, točnije, u jezgri atoma. Naziva se atomska ili nuklearna energija. Strogo govoreći, to nije iznenađujuće. Možda se i na temelju svega navedenog ova okolnost mogla predvidjeti. Doista, uz pomoć bilo koje kemijske reakcije nemoguće je transformirati jedan element u drugi, atome jedne vrste u atome druge vrste. U prošlosti su si taj zadatak postavljali alkemičari koji su pod svaku cijenu nastojali druge metale, poput žive, pretvoriti u zlato. Alkemičari nisu uspjeli postići uspjeh u ovom pitanju. Ali ako uz pomoć kemijske reakcije nije bilo moguće pretvoriti jedan element u drugi, atome jedne vrste u atome druge vrste, onda to znači da sami atomi, odnosno njihovi glavni dijelovi - jezgre - ostaju nepromijenjen tijekom kemijske reakcije. Stoga nije moguće osloboditi vrlo veliku energiju koja je nakupljena u jezgrama atoma. A ova energija je stvarno jako velika. Trenutno su fizičari naučili osloboditi nuklearnu energiju atoma urana i nekih drugih elemenata. To znači da je sada moguće transformirati jedan element u drugi. Kada se atomi urana, uzeti u količini od samo 1 grama, odvoje, oslobađa se oko 10 milijuna kalorija topline. Za dobivanje takve količine topline bilo bi potrebno spaliti oko jednu i pol tonu dobrog ugljena. Možete misliti što velike mogućnosti uključuje korištenje nuklearne (nuklearne) energije.
Budući da transformacija atoma jedne vrste u atome druge vrste i oslobađanje nuklearne energije povezano s takvom transformacijom više nije dio zadaće kemije, nuklearna energija nije uključena u kemijsku energiju tvari.
Dakle, kemijska energija biljaka, koja je, takoreći, očuvana solarna energija, možemo objaviti i koristiti prema vlastitom nahođenju. Da bi se oslobodila kemijska energija neke tvari, pretvarajući je barem djelomično u druge vrste energije, potrebno je organizirati kemijski proces koji bi rezultirao proizvodnjom tvari čija bi kemijska energija bila manja od kemijske energije tvari. inicijalno uzetih tvari. U tom slučaju dio kemijske energije može se pretvoriti u toplinu, a ova potonja se koristi u termoelektrani s krajnjim ciljem proizvodnje električne energije.
U odnosu na ogrjevno drvo - biljno gorivo - takav prikladan kemijski proces je proces izgaranja. Čitatelju je sigurno poznat. Stoga ćemo samo ukratko podsjetiti da je izgaranje ili oksidacija tvari kemijski proces spajanja te tvari s kisikom. Kao rezultat spoja goruće tvari s kisikom, oslobađa se značajna količina kemijske energije - oslobađa se toplina. Toplina se oslobađa ne samo prilikom izgaranja drva, već i tijekom bilo kojeg drugog procesa izgaranja ili oksidacije. Poznato je, primjerice, koliko se topline oslobađa izgaranjem slame ili ugljena. U našem tijelu također se odvija polagani proces oksidacije pa je temperatura unutar tijela nešto viša od temperature okoline koja nas inače okružuje. Rđanje željeza također je proces oksidacije. I ovdje se oslobađa toplina, ali taj proces teče tako sporo da zagrijavanje praktički ne primjećujemo.
Trenutačno se drvo za ogrjev gotovo uopće ne koristi u industriji. Šume su previše važne za život ljudi da bi dopustile da se drva izgaraju u ložištima parnih kotlova u tvornicama, tvornicama i elektranama. I svi šumski resursi na zemlji ne bi dugo potrajali da su ih odlučili koristiti u tu svrhu. Kod nas se radi sasvim drugačije: vrši se masovna sadnja zaštitnih pojaseva i šuma radi poboljšanja klimatskim uvjetima teren.
Međutim, sve što je gore rečeno o formiranju biljnih tkiva zahvaljujući energiji sunčevih zraka i korištenju kemijske energije biljnih tkiva za proizvodnju topline najizravnije je povezano s onim gorivima koja se danas široko koriste u industriji, a posebno , u termoelektranama. U takva goriva prvenstveno spadaju: treset, mrki ugljen i ugljen. Sva ova goriva su proizvodi razgradnje mrtvih biljaka, u većini slučajeva bez pristupa zraka ili s malim pristupom zraka. Takvi uvjeti za odumiranje dijelova biljaka stvaraju se u vodi, ispod sloja vodenih taloga. Stoga je do nastanka ovih goriva najčešće dolazilo u močvarama, u često plavljenim nizinskim područjima, u plitkim ili potpuno suhim rijekama i jezerima.
Od tri gore navedena goriva, treset je najmlađeg porijekla. Sadrži veliki broj biljnih dijelova. Kvalitetu pojedinog goriva uvelike karakterizira njegova ogrjevna vrijednost. Kalorijska vrijednost ili ogrjevna vrijednost je količina topline, mjerena u kalorijama, koja se oslobodi pri izgaranju 1 kilograma goriva. Kada bismo imali na raspolaganju suhi treset koji ne sadrži vlagu, tada bi njegova kalorijska vrijednost bila nešto veća od kalorijske vrijednosti drva za ogrjev: suhi treset ima kalorijsku vrijednost od oko 5500 kalorija po 1 kilogramu, a drvo za ogrjev - oko 4500. Treset izvađen iz rudnika, obično sadrži dosta vlage i stoga ima nižu kalorijsku vrijednost. Korištenje treseta u ruskim elektranama počelo je 1914. godine, kada je izgrađena elektrana nazvana po izuzetnom ruskom inženjeru R. E. Klassonu, utemeljitelju nove metode vađenja treseta, takozvane hidrauličke metode. Nakon Velike listopadske socijalističke revolucije uporaba treseta u elektranama postala je raširena. Ruski inženjeri razvili su najracionalnije metode za vađenje i spaljivanje ovog jeftinog goriva, čija su nalazišta u Rusiji vrlo značajna, kao i proizvodnja zračnih kanala.
Stariji produkt razgradnje biljnih tkiva od treseta je tzv. mrki ugljen. Međutim, smeđi ugljen još uvijek sadrži biljne stanice i dijelovima biljaka. Suhi mrki ugljen s niskim udjelom negorivih primjesa - pepela - ima kalorijsku vrijednost preko 6000 kalorija po 1 kilogramu, tj. veću čak i od ogrjevnog drveta i suhog treseta. U stvarnosti, smeđi ugljen je gorivo puno niže kalorijske vrijednosti zbog značajnog sadržaja vlage i često visokog sadržaja pepela. Trenutno je mrki ugljen jedno od najčešće korištenih goriva u svijetu. Njegova nalazišta u našoj zemlji su vrlo velika.
Što se tiče tako vrijednih goriva kao što su nafta i prirodni plin, ona se gotovo uopće ne koriste. Kao što je već spomenuto, u našoj zemlji korištenje rezervi goriva provodi se uzimajući u obzir interese svih industrija, planirano i ekonomski. Za razliku od zapadne zemlje, u Rusiji elektrane uglavnom sagorijevaju niskokvalitetna goriva koja se malo koriste u druge svrhe. Istodobno, elektrane se u pravilu grade u područjima gdje se proizvodi gorivo, što onemogućuje transport na velike udaljenosti. Sovjetski inženjeri energetike morali su se jako potruditi da naprave takve uređaje za sagorijevanje goriva - peći koje bi omogućile korištenje niskokvalitetnog, mokrog goriva.
