Noorganik ionlar yoki minerallar organizmda quyidagi funktsiyalarni bajaradi:
1. Bioelektrik funktsiya. Bu funktsiya hujayra membranalarida potentsial farqning paydo bo'lishi bilan bog'liq. Membrananing har ikki tomonidagi ion kontsentratsiyasi gradienti turli hujayralarda taxminan 60-80 mV potentsial hosil qiladi. Hujayra membranasining ichki tomoni tashqi qismiga nisbatan manfiy zaryadlangan. Membrananing elektr potentsiali qanchalik yuqori bo'lsa, hujayra ichidagi oqsil miqdori va uning ionlashuvi (manfiy zaryad) va hujayradan tashqarida kationlar kontsentratsiyasi (Na+ va K+ ionlarining membrana orqali hujayra ichiga tarqalishi qiyinlashadi). ). Noorganik ionlarning bu funktsiyasi ayniqsa qo'zg'aluvchan hujayralar (asab, mushak) funktsiyalarini tartibga solish va nerv impulslarini o'tkazish uchun ishlatiladi.
2. Osmotik funktsiya osmotik bosimni tartibga solish uchun ishlatiladi. Tirik hujayra izosmopolyarlik qonuniga bo'ysunadi: suvning erkin almashinuvi mavjud bo'lgan tananing barcha muhitlarida bir xil osmotik bosim o'rnatiladi. Agar ma'lum bir muhitda ionlar soni ko'paysa, suv yangi muvozanat va osmotik bosimning yangi darajasi o'rnatilguncha ularning orqasidan yuguradi.
3. Strukturaviy funktsiya metallarning kompleks xossalari tufayli. Metall ionlari oqsillarning anion guruhlari, nuklein kislotalar va boshqa makromolekulalar bilan o'zaro ta'sir qiladi va shu bilan boshqa omillar bilan bir qatorda ushbu molekulalarning ma'lum konformatsiyasini ta'minlaydi. Biopolimerlarning biologik faolligi ularning konformatsiyasiga bog'liq bo'lganligi sababli, oqsillar tomonidan ularning funktsiyalarini normal bajarishi, nuklein kislotalar tarkibidagi ma'lumotlarning to'sqinliksiz amalga oshirilishi, supramolekulyar komplekslarning shakllanishi, hujayra osti tuzilmalarining shakllanishi va boshqa jarayonlarning ishtirokisiz tasavvur qilib bo'lmaydi. kationlar va anionlar.
4. Tartibga solish funktsiyasi metall ionlari ferment faollashtiruvchisi bo'lib, shu bilan hujayradagi kimyoviy o'zgarishlar tezligini tartibga soladi. Bu kationlarning bevosita tartibga soluvchi ta'siridir. Bilvosita, metall ionlari ko'pincha boshqa regulyatorning, masalan, gormonning ta'siri uchun zarurdir. Keling, bir nechta misollar keltiraylik. Sink ionlarisiz insulinning faol shaklini shakllantirish mumkin emas. RNK ning uchinchi darajali tuzilishi asosan eritmaning ion kuchi bilan belgilanadi va spiral shakllanishida Cr 2+, Ni 2+, Fe 2+, Zn 2+, Mn 2+ va boshqalar kabi kationlar bevosita ishtirok etadi. nuklein kislotalarning tuzilishi. Mg 2+ ionlarining kontsentratsiyasi ribosomalar kabi supramolekulyar strukturaning shakllanishiga ta'sir qiladi.
5. Transport funksiyasi elektronlar yoki oddiy molekulalarni o'tkazishda ma'lum metallarning (metalloproteinlarning bir qismi sifatida) ishtirokida o'zini namoyon qiladi. Masalan, temir va mis kationlari nafas olish zanjirida elektron tashuvchisi bo'lgan sitoxromlarning bir qismidir, gemoglobindagi temir esa kislorodni bog'laydi va uni uzatishda ishtirok etadi.
6. Energiya funktsiyasi ATP va ADP hosil bo'lishida fosfat anionlaridan foydalanish bilan bog'liq (ATP tirik organizmlarda energiyaning asosiy tashuvchisi).
7. Mexanik funksiya. Masalan, Ca+2 kationi va fosfat anioni suyaklarning gidroksilapatit va kalsiy fosfat tarkibiga kiradi va ularning mexanik kuchini aniqlaydi.
8. Sintetik funktsiya. Sintezda ko'plab noorganik ionlar qo'llaniladi murakkab molekulalar. Masalan, yod I¯ ionlari qalqonsimon bez hujayralarida yodotironinlar sintezida ishtirok etadi; anion (SO 4) 2- - ester-oltingugurt birikmalarini sintez qilishda (organizmdagi zararli organik spirtlar va kislotalarni neytrallash jarayonida). Selen peroksidning toksik ta'siridan himoya qilish mexanizmida muhim ahamiyatga ega. U sisteinning analogi bo'lgan selenotsistein hosil qiladi, unda selen atomlari oltingugurt atomlarini almashtiradi. Selenosistein glutation peroksidaza fermentining tarkibiy qismi bo'lib, u vodorod periksni glutation (tripeptid - g-glutamil-sisteinilglitsin) bilan kamaytirishni katalizlaydi.
Shuni ta'kidlash kerakki, ma'lum chegaralarda ba'zi ionlarning almashinishi mumkin. Agar metall ioni yetishmasa, uni fizik-kimyoviy xossalari va ion radiusi bo‘yicha o‘xshash boshqa metall ioni bilan almashtirish mumkin. Masalan, natriy ioni litiy ioni bilan almashtiriladi; kaltsiy ioni - stronsiy ioni; molibden ioni - vanadiy ioni; temir ioni - kobalt ioni; ba'zan magniy ionlari - marganets ionlari.
Minerallar fermentlar ta'sirini faollashtirishi tufayli ular metabolizmning barcha jabhalariga ta'sir qiladi. Keling, nuklein kislotalar, oqsillar, uglevodlar va lipidlar almashinuvi ma'lum noorganik ionlarning mavjudligiga qanday bog'liqligini ko'rib chiqaylik.
Minerallar - bu bizning ovqatlanishimizning eng muhim tarkibiy qismlaridan biri, ularsiz tanadagi hayotiy jarayonlarning to'g'ri oqimi mumkin emas, ular barcha inson to'qimalarining kimyoviy tuzilishini va, albatta, mushak to'qimalarini, shu jumladan, to'g'ri shakllanishini ta'minlaydi. Hammasi minerallar, tanamizda mavjud bo'lgan, makroelementlar va mikroelementlarga bo'linishi mumkin.
Makronutrientlar– organizmda nisbatan ko‘p miqdorda bo‘lgan mineral moddalar: temir, kaltsiy, natriy, fosfor, magniy, kaliy, oltingugurt, xlor.
Mikroelementlar– organizmda nisbatan kam miqdorda bo‘lgan mineral moddalar: rux, marganets, mis, ftor, xrom, nikel, kobalt va boshqalar.
|
Moddalar |
Joylashuv va transformatsiya |
Xususiyatlari |
|
Azotli birikmalar |
O'simlik hujayralarida ammoniy va nitrat ionlari kamayadi va aminokislotalar sinteziga kiradi. Hayvonlarda aminokislotalar o'z oqsillarini yaratish uchun ishlatiladi. Organizmlar nobud bo'lganda, ular erkin azot ko'rinishidagi moddalar aylanishiga kiradi. |
Tarkibida oqsillar, aminokislotalar, nuklein kislotalar (DNK, RNK) va ATP mavjud |
|
Fosfor birikmalari |
Tuproqdagi ftor tuzlari (fosfatlar) o'simlik ildizi sekretsiyasi bilan eriydi va so'riladi. Organizmlar nobud bo'lganda, fosfor kislotasining qoldiqlari tuzlarni hosil qilib, minerallanadi. |
Ular barcha membrana tuzilmalarining bir qismidir; nuklein kislotalar, DNK, RNK, ATP, to'qima fermentlari (suyak) |
|
Kaliy birikmalari |
Kaliy barcha hujayralarda kaliy ionlari ko'rinishida mavjud bo'lib, ularning kontsentratsiyasi avvalgisidan ancha yuqori. muhit. O'lgandan keyin u kaliy ionlari shaklida atrof-muhitga qaytadi. |
Hujayraning "kaliy nasosi" membrana orqali kirib borishiga yordam beradi. Hujayraning hayotiy faoliyatini, qo'zg'alish va impulslarni o'tkazishni faollashtiradi. |
|
Kaltsiy birikmalari |
Kaltsiy hujayralarda ionlar va tuz kristallari shaklida bo'ladi. |
O'simlik hujayralarida hujayralararo modda va kristallar hosil qiladi. Suyaklar, qobiqlar, kalkerli skeletlarning bir qismi |
Hujayraning hayotiy faoliyati unda doimiy ravishda sodir bo'ladigan metabolik jarayonlar bilan tavsiflanadi va sitoplazma turli xil muhit omillarining ta'siriga tanlab reaksiyaga kirishadi. Diffuziya va osmos jarayonlari moddalarning so'rilishi va chiqarilishida muhim rol o'ynaydi. O'tkazuvchan membrana orqali tashishning selektivligi hujayrada osmotik hodisalarning paydo bo'lishiga olib keladi. Osmotik yarim o'tkazuvchan membrana bilan ajratilgan ikkita eritmadan tashkil topgan tizimda sodir bo'ladigan hodisalarni. O'simlik hujayrasida yarim o'tkazuvchan plyonkalar rolini bajaradi: plazmalemma - sitoplazma va hujayradan tashqari muhitni ajratib turadigan membrana va tonoplast - vakuolaning tarkibi bo'lgan sitoplazma va hujayra shirasini ajratib turadigan membrana.
Osmos - suvning yarim o'tkazuvchan membrana orqali past erigan konsentratsiyali eritmadan yuqori erigan konsentratsiyali eritmaga tarqalishi. Suyuqlikning tarqalishi to'xtaydigan bosim deyiladi osmotik bosim. Agar eritmaning osmotik bosimi tekshirilayotgan suyuqlik bosimidan katta bo'lsa, eritma deyiladi gipertonik; kamroq bo'lsa - gipotonik, agar xuddi shunday bo'lsa - izotonik.
O'simlik hujayralarining turgori. Agar siz kattalar o'simlik hujayralarini (masalan, epidermis to'qimalarining bir qismi sifatida) gipotonik sharoitda joylashtirsangiz, ular yorilib ketmaydi, chunki har bir o'simlik hujayrasi ko'proq yoki kamroq qalin hujayra devori bilan o'ralgan. U kiruvchi suvning hujayrani yirtib tashlashiga to'sqinlik qiluvchi qattiq tuzilish bo'lib xizmat qiladi. Agar hujayra devori va plazma membranasi cho'zilsa, suv hujayra ichiga osmotik konsentratsiyaga ega bo'lgunga qadar kiradi. faol moddalar hujayraning tashqi va ichki qismi mos kelmaydi. Haqiqatda, hujayra devori kuchli, cho'zilmaydigan tuzilma bo'lib, gipotonik sharoitda hujayra ichiga kiradigan suv hujayra devorini bosib, plazmalemmani unga mahkam bosadi. Protoplastning ichkaridan hujayra devoriga bosimi deyiladi turgor bosim. O'simlik hujayralari mavjud turg'unlik. Turgor bosimi ko'proq suvning hujayraga kirishiga to'sqinlik qiladi. Ko'p suv miqdori va uning membranasidagi hujayra tarkibining rivojlanayotgan bosimi tufayli hujayraning ichki kuchlanish holati deyiladi. turgor.
1 slayd
"Biologiya" fanidan taqdimot. Mavzu: “Mineral moddalar va ularning hujayradagi roli”. Taqdimot 10-sinf o'quvchisi Noikova E. tomonidan tayyorlandi O'qituvchi: Danilkina O.N.
2 slayd
Makroelementlarga natriy, kaliy, kaltsiy, magniy, xlor, kremniy, oltingugurt, temir va boshqalar kiradi. Mikroelementlar tarkibiga mahsulotlardagi miqdori ahamiyatsiz bo'lgan moddalar kiradi - yod, rux, mis, ftor, brom, marganets va boshqalar. Kam miqdorda bo'lishiga qaramay, mikroelementlar inson ovqatlanishi uchun juda muhimdir. Tirik organizmlar hujayralarida organik moddalar - oqsillar, uglevodlar, yog'lar bilan bir qatorda mineral moddalarning keng guruhini tashkil etuvchi birikmalar mavjud. Bularga suv va turli tuzlar kiradi, ular erigan holatda dissotsiatsiyalanadi (parchalanadi) ionlar: kationlar (musbat zaryadlangan) va anionlar (manfiy zaryadlangan). Minerallar barcha hujayralar, to'qimalar, suyaklarning bir qismidir; ular organizmdagi kislota-baz muvozanatini saqlaydi va bor katta ta'sir metabolizm bo'yicha. Minerallar oziq-ovqat yoki inson organizmidagi tarkibiga qarab, shartli ravishda makroelementlar va mikroelementlarga bo'linadi.
3 slayd
Ko'p minerallar muhim ahamiyatga ega strukturaviy elementlar tana - kaltsiy va fosfor suyak va tishlarning mineral moddalarining asosiy qismini tashkil qiladi, natriy va xlor plazmaning asosiy ionlari, kaliy esa tirik hujayralar ichida ko'p miqdorda bo'ladi. Muvofiqlikni saqlash ichki muhit Tananing (gomeostazi) va hujayra membranalaridagi osmotik bosimi, birinchi navbatda, to'qimalar va organlardagi minerallarning sifat va miqdoriy tarkibini fiziologik darajada saqlashni o'z ichiga oladi. Hatto me'yordan kichik og'ishlar ham tananing yoki alohida hujayraning salomatligi uchun eng og'ir oqibatlarga olib kelishi mumkin.Makro va mikroelementlarning butun majmuasi tananing o'sishi va rivojlanishi jarayonlarini ta'minlaydi. Minerallar immunitet jarayonlarini tartibga solishda, hujayra membranalarining yaxlitligini saqlashda, to'qimalarning nafas olishini ta'minlashda muhim rol o'ynaydi.
4 slayd
Noorganik ionlar: kationlar va anionlar Kationlar - kaliy, natriy, magniy va kaltsiy. Anionlar xlorid anioni, bikarbonat anioni, vodorod fosfat anioni, digidrofosfat anioni, karbonat anioni, fosfat anioni va nitrat anionidir. Keling, ionlarning ma'nosini ko'rib chiqaylik. Ionlar, birga joylashgan turli tomonlar hujayra membranalari transmembran potensialini hosil qiladi. Ko'p ionlar hujayra va atrof-muhit o'rtasida notekis taqsimlangan. Shunday qilib, hujayradagi kaliy ionlarining (K+) kontsentratsiyasi atrof-muhitga qaraganda 20-30 baravar yuqori; Natriy ionlarining (Na+) konsentratsiyasi esa hujayradagi muhitga nisbatan o‘n barobar past bo‘ladi. Konsentratsiya gradientlarining mavjudligi tufayli mushak tolalarining qisqarishi, nerv hujayralarining qo'zg'alishi va moddalarning membrana orqali o'tishi kabi ko'plab hayotiy jarayonlar sodir bo'ladi. Kationlar sitoplazmaning yopishqoqligi va suyuqligiga ta'sir qiladi. Kaliy ionlari yopishqoqlikni pasaytiradi va suyuqlikni oshiradi, kaltsiy ionlari (Ca2+) hujayra sitoplazmasiga teskari ta'sir ko'rsatadi. Kuchsiz kislotalarning anionlari - bikarbonat anioni (HCO3-), vodorod fosfat anioni (HPO42-) - hujayraning kislota-ishqor muvozanatini, ya'ni muhitning pH darajasini saqlashda ishtirok etadi. Reaksiyaga ko'ra eritmalar kislotali, neytral yoki asosli bo'lishi mumkin.
5 slayd
Atrof muhitning pH va uni saqlashda ionlarning roli Hujayradagi pH qiymati taxminan 7 ga teng. PH ning u yoki bu yo'nalishda o'zgarishi hujayraga zararli ta'sir ko'rsatadi, chunki hujayrada sodir bo'ladigan biokimyoviy jarayonlar. darhol o'zgartiring. Hujayraning doimiy pH darajasi uning tarkibidagi buferlik xususiyatlari tufayli saqlanadi. Bufer eritmasi qo'llab-quvvatlovchi yechimdir doimiy qiymat atrof-muhitning pH. Odatda bufer sistema kuchli va kuchsiz elektrolitdan: tuz va uni hosil qiluvchi kuchsiz asos yoki kuchsiz kislotadan iborat.Bufer eritmaning ta'siri shundaki, u muhitning pH o'zgarishiga qarshilik ko'rsatadi. Muhitning pH qiymatining o'zgarishi eritmani konsentratsiyalash yoki uni suv, kislota yoki ishqor bilan suyultirish natijasida yuzaga kelishi mumkin. Kislotalik, ya'ni vodorod ionlarining konsentratsiyasi oshganda, manbai tuz bo'lgan erkin anionlar protonlar bilan o'zaro ta'sir qiladi va ularni eritmadan chiqaradi.
6 slayd
Atrof muhitning pH darajasi va uni saqlashda ionlarning roli Kislotalik pasayganda protonlarni chiqarish tendentsiyasi kuchayadi. Shunday qilib, pH ma'lum darajada saqlanadi, ya'ni protonlar konsentratsiyasi ma'lum bir doimiy darajada saqlanadi. Biroz organik birikmalar, xususan, oqsillar ham buferlik xususiyatiga ega. Magniy, kalsiy, temir, rux, kobalt, marganets kationlari fermentlar va vitaminlar tarkibiga kiradi.Metal kationlari gormonlar tarkibiga kiradi. Sink insulinning bir qismidir. Insulin - bu qon glyukoza darajasini tartibga soluvchi oshqozon osti bezi gormoni. Magniy xlorofillning bir qismidir. Temir gemoglobinning bir qismidir. Ushbu kationlarning etishmasligi bilan hujayraning hayotiy jarayonlari buziladi
7 slayd
Qon bufer tizimi Inson tanasida har doim o'zgarish uchun ma'lum sharoitlar mavjud normal reaktsiya to'qimalarning muhiti, masalan, qon, atsidoz (kislotalanish) yoki alkaloz (deoksidlanish - pH ning yuqoriga siljishi). Qonga turli mahsulotlar kiradi, masalan, fosfororganik birikmalar yoki oltingugurt o'z ichiga olgan oqsillarni oksidlanishi natijasida hosil bo'lgan sut kislotasi, fosforik kislota, oltingugurt kislotasi. Bunday holda, qon reaktsiyasi kislotali ovqatlarga o'tishi mumkin. Go'sht mahsulotlarini iste'mol qilganda kislotali birikmalar qonga kiradi. O'simlik ovqatlarini iste'mol qilganda, asoslar qonga kiradi. Shu bilan birga, qonning pH ma'lum bir doimiy darajada qoladi. Qonda pH ni ma'lum darajada ushlab turadigan bufer tizimlar mavjud. Qon bufer tizimlariga quyidagilar kiradi: - karbonat bufer tizimi, - fosfat bufer tizimi, - gemoglobin bufer tizimi, - plazma oqsili bufer tizimi.
Hujayra organik va mineral moddalardan iborat.
Hujayralarning mineral tarkibi
Yo'qdan organik moddalar hujayra 86 ta elementdan iborat davriy jadval, taxminan 16-18 element tirik hujayraning normal mavjudligi uchun juda muhimdir.
Elementlar orasida: organogenlar, makroelementlar, mikroelementlar va ultramikroelementlar mavjud.
Organogenlar
Bular organik moddalarni tashkil etuvchi moddalar: kislorod, uglerod, vodorod va azot.
Kislorod(65-75%) - tarkibida mavjud juda katta raqam organik molekulalar- oqsillar, yog'lar, uglevodlar, nuklein kislotalar. Sifatida oddiy modda(O2) kislorodli fotosintez jarayonida (siyanobakteriyalar, suv o'tlari, o'simliklar) hosil bo'ladi.
Vazifalari: 1. Kislorod kuchli oksidlovchi (hujayra nafas olish jarayonida glyukozani oksidlaydi, jarayonda energiya ajralib chiqadi)
2. Hujayraning organik moddalarining bir qismi
3. Suv molekulasining bir qismi
Uglerod(15-18%) - barcha organik moddalar tuzilishining asosini tashkil qiladi. Sifatida karbonat angidrid nafas olish paytida chiqariladi va fotosintez paytida so'riladi. CO shaklida bo'lishi mumkin - uglerod oksidi. Kaltsiy karbonat (CaCO3) shaklida u suyaklarning bir qismidir.
Vodorod(8 - 10%) - uglerod kabi, u har qanday organik birikmaning bir qismidir. Shuningdek, u suvning bir qismidir.
Azot(2 - 3%) - aminokislotalarning bir qismi, shuning uchun oqsillar, nuklein kislotalar, ba'zi vitaminlar va pigmentlar. Atmosferadan bakteriyalar tomonidan o'rnatiladi.
Makronutrientlar
Magniy (0,02 - 0,03%)
1. Hujayrada - fermentlarning bir qismi, DNK sintezi va energiya almashinuvida ishtirok etadi
2. O'simliklarda - xlorofillning bir qismi
3. Hayvonlarda - mushak, asab va suyak to'qimalarining faoliyatida ishtirok etadigan fermentlarning bir qismi.
Natriy (0,02 - 0,03%)
1. Hujayrada - kaliy-natriy kanallari va nasoslarning bir qismi
2. O'simliklarda - tuproqdan suvning so'rilishini ta'minlaydigan osmosda ishtirok etadi.
3. Hayvonlarda - buyraklar faoliyatida ishtirok etadi, yurak ritmini saqlaydi, qon (NaCl) tarkibiga kiradi, kislota-ishqor muvozanatini saqlashga yordam beradi.
Kaltsiy (0,04 - 2,0%)
1. Hujayrada - membrananing selektiv o'tkazuvchanligida, DNKni oqsillar bilan bog'lash jarayonida ishtirok etadi.
2. O'simliklarda - pektin moddalarining tuzlarini hosil qiladi, birlashtiruvchi hujayralararo moddaga qattiqlik beradi. o'simlik hujayralari, shuningdek hujayralararo kontaktlarning shakllanishida ishtirok etadi
3. Hayvonlarda - umurtqali hayvonlar suyaklarining bir qismi, mollyuskalar qobig'i va marjon poliplari, safro hosil bo'lishida ishtirok etadi, refleks qo'zg'aluvchanligini oshiradi. orqa miya va so‘lak ajralish markazi nerv impulslarining sinaptik uzatilishida, qon ivish jarayonlarida ishtirok etadi, yo‘l-yo‘l muskullar qisqarishida zaruriy omil hisoblanadi.
Temir (0,02%)
1. Hujayrada - sitoxromlarning bir qismi
2. O'simliklarda - xlorofill sintezida ishtirok etadi, nafas olishda ishtirok etuvchi fermentlar tarkibiga kiradi, sitoxromlar tarkibiga kiradi.
3. Hayvonlarda - gemoglobinning bir qismi
Kaliy (0,15 - 0,4%)
1. Hujayrada - sitoplazmaning kolloid xususiyatlarini saqlaydi, kaliy-natriy nasoslari va kanallari tarkibiga kiradi, glikoliz jarayonida oqsil sintezida ishtirok etuvchi fermentlarni faollashtiradi.
2. O'simliklarda - suv almashinuvi va fotosintezni tartibga solishda ishtirok etadi
3. Yurakning to‘g‘ri ritmi uchun zarur, nerv impulslarini o‘tkazishda ishtirok etadi.
Oltingugurt (0,15 - 0,2%)
1. Hujayrada - ba'zi aminokislotalar - sitin, sistein va metionin tarkibiga kiradi, oqsilning uchinchi tuzilishida disulfid ko'priklarini hosil qiladi, ba'zi fermentlar va koenzim A tarkibiga kiradi, bakterioxlorofil tarkibiga kiradi, ba'zi kimyoviy sintetik moddalar oltingugurtdan foydalanadi. energiya ishlab chiqarish uchun birikmalar
2. Hayvonlarda - insulinning bir qismi, B1 vitamini, biotin
Fosfor (0,2 - 1,0%)
1. Hujayrada - fosfor kislotasi qoldiqlari shaklida DNK, RNK, ATP, nukleotidlar, NAD, NADP, FAD kofermentlari, fosforlangan qandlar, fosfolipidlar va ko'plab fermentlar tarkibiga kiradi, fosfolipidlar tarkibida membranalar hosil qiladi.
2. Hayvonlarda - suyaklar, tishlarning bir qismi, sutemizuvchilarda bufer sistemaning tarkibiy qismi bo'lib, to'qima suyuqligining kislota balansini nisbatan barqaror ushlab turadi.
Xlor (0,05 - 0,1%)
1. Hujayrada - hujayraning elektron neytralligini saqlashda ishtirok etadi
2. O'simliklarda - turgor bosimini tartibga solishda ishtirok etadi
3. Hayvonlarda - qon plazmasining osmotik potentsialini hosil qilishda, shuningdek, asab hujayralarida qo'zg'alish va inhibisyon jarayonlarida ishtirok etadi, xlorid kislotasi shaklida me'da shirasining bir qismidir.
Mikroelementlar
Mis
1. Hujayrada - sitoxromlar sintezida ishtirok etuvchi fermentlarning bir qismi
2. O'simliklarda - fotosintezning qorong'u fazasi reaktsiyalarida ishtirok etadigan fermentlarning bir qismi
3. Hayvonlarda - gemoglobin sintezida ishtirok etadi, umurtqasizlarda gemosiyaninlar - kislorod tashuvchilar, odamlarda - teri pigmenti - melanin tarkibiga kiradi.
Sink
1. Spirtli fermentatsiyada ishtirok etadi
2. O'simliklarda - karbonat kislotaning parchalanishida va o'simlik gormonlari - auksinlarning sintezida ishtirok etadigan fermentlarning bir qismi.
Yod
1. Umurtqali hayvonlarda - qalqonsimon bez gormonlarining bir qismi (tiroksin)
Kobalt
1. Hayvonlarda - B12 vitaminining bir qismi (gemoglobin sintezida ishtirok etadi), uning etishmasligi anemiyaga olib keladi.
Ftor
1. Hayvonlarda - suyak va tish emaliga kuch beradi
Marganets
1. Hujayrada - nafas olish, oksidlanishda ishtirok etuvchi fermentlarning bir qismi yog 'kislotalari, karboksilaza faolligini oshiradi
2. O'simliklarda - fermentlar tarkibida fotosintezning qorong'u reaktsiyalarida va nitratlarning qaytarilishida ishtirok etadi.
3. Hayvonlarda - suyak o'sishi uchun zarur bo'lgan fosfataza fermentlarining bir qismi
Brom
1. Hujayrada - piruvik kislotaning parchalanishida ishtirok etadigan B1 vitaminining bir qismi
Molibden
1. Hujayrada - fermentlar tarkibida atmosfera azotini biriktirishda ishtirok etadi.
2. O'simliklarda - fermentlar tarkibida stomata va aminokislotalar sintezida ishtirok etuvchi fermentlar ishida ishtirok etadi.
Bor
1. O'simliklarning o'sishiga ta'sir qiladi
Ushbu darsdan siz mikro- va makroelementlarning mineral birikmalarining tirik organizmlar hayotidagi o'rni haqida bilib olasiz. Siz atrof-muhitning vodorod ko'rsatkichi - pH bilan tanishasiz, bu ko'rsatkich tananing fiziologiyasi bilan qanday bog'liqligini, tananing atrof-muhitning doimiy pH darajasini qanday saqlab turishini bilib olasiz. Metabolik jarayonlarda noorganik anionlar va kationlarning rolini bilib oling, Na, K va Ca kationlarining organizmdagi funktsiyalari, shuningdek, boshqa qanday metallar tanamizning bir qismi ekanligi va ularning funktsiyalari haqida batafsil ma'lumot oling.
Kirish
Mavzu: Sitologiya asoslari
Dars: Minerallar va ularning hujayra hayotidagi roli
1.Kirish. Hujayradagi minerallar
Minerallar hujayra nam massasining 1 dan 1,5% gacha qismini tashkil qiladi va hujayrada ionlarga ajralgan tuzlar shaklida yoki qattiq holatda topiladi (1-rasm).
Guruch. 1. Kimyoviy tarkibi tirik organizmlarning hujayralari
Har qanday hujayraning sitoplazmasida kristalli qo'shimchalar mavjud bo'lib, ular ozgina eriydigan kaltsiy va fosfor tuzlari bilan ifodalanadi; ulardan tashqari kremniy oksidi va boshqalar bo'lishi mumkin noorganik birikmalar, hujayraning qo'llab-quvvatlovchi tuzilmalarini shakllantirishda ishtirok etadigan - radiolarianlarning mineral skeleti holatida - va organizm, ya'ni ular suyak to'qimalarining mineral moddasini hosil qiladi.
2. Noorganik ionlar: kationlar va anionlar
Anorganik ionlar hujayra hayoti uchun muhim ahamiyatga ega (2-rasm).
Guruch. 2. Hujayraning asosiy ionlarining formulalari
Kationlar- kaliy, natriy, magniy va kaltsiy.
Anionlar- xlorid anioni, bikarbonat anioni, vodorod fosfat anioni, digidrofosfat anioni, karbonat anioni, fosfat anioni va nitrat anioni.
Keling, ionlarning ma'nosini ko'rib chiqaylik.
Hujayra membranalarining qarama-qarshi tomonlarida joylashgan ionlar transmembran potensialini hosil qiladi. Ko'p ionlar hujayra va atrof-muhit o'rtasida notekis taqsimlangan. Shunday qilib, hujayradagi kaliy ionlarining (K+) konsentratsiyasi atrof-muhitga nisbatan 20-30 marta yuqori; Natriy ionlarining (Na+) konsentratsiyasi esa hujayradagi muhitga nisbatan o‘n barobar past bo‘ladi.
Mavjudlikka rahmat kontsentratsiya gradientlari, mushak tolalarining qisqarishi, nerv hujayralarining qo'zg'alishi va moddalarni membrana orqali o'tkazish kabi ko'plab hayotiy jarayonlar amalga oshiriladi.
Kationlar sitoplazmaning yopishqoqligi va suyuqligiga ta'sir qiladi. Kaliy ionlari yopishqoqlikni pasaytiradi va suyuqlikni oshiradi, kaltsiy ionlari (Ca2+) hujayra sitoplazmasiga teskari ta'sir ko'rsatadi.
Kuchsiz kislotalarning anionlari - bikarbonat anioni (HCO3-), vodorod fosfat anioni (HPO42-) - hujayraning kislota-ishqor muvozanatini saqlashda ishtirok etadi, ya'ni. pHmuhit. Ularning reaktsiyasiga ko'ra, eritmalar bo'lishi mumkin nordon, neytral Va asosiy.
Eritmaning kislotaliligi yoki asosliligi undagi vodorod ionlarining konsentratsiyasi bilan aniqlanadi (3-rasm).
Guruch. 3. Eritmaning kislotaliligini universal indikator yordamida aniqlash
Ushbu konsentratsiya pH qiymati yordamida ifodalanadi, shkala 0 dan 14 gacha. Neytral muhit pH - taxminan 7. Kislotali - 7 dan kam. Asosiy - 7 dan ortiq. Indikator qog'ozlari yoki chiziqlar yordamida muhitning pH darajasini tezda aniqlashingiz mumkin (videoga qarang).
Biz indikator qog'ozini eritmaga botiramiz, so'ngra chiziqni olib tashlaymiz va darhol chiziqning indikator zonasi rangini to'plamga kiritilgan standart taqqoslash shkalasi ranglari bilan solishtiramiz, rangning o'xshashligini baholaymiz va pH ni aniqlaymiz. qiymat (videoga qarang).
3. Muhitning pH darajasi va uni saqlashda ionlarning roli
Hujayradagi pH qiymati taxminan 7 ga teng.
PH ning u yoki bu yo'nalishda o'zgarishi hujayraga zararli ta'sir ko'rsatadi, chunki hujayrada sodir bo'ladigan biokimyoviy jarayonlar darhol o'zgaradi.
Hujayra pH ning doimiyligi tufayli saqlanadi bufer xususiyatlari uning mazmuni. Bufer eritmasi doimiy pH qiymatini saqlaydigan eritmadir. Odatda, bufer tizimi kuchli va kuchsiz elektrolitdan iborat: tuz va uni hosil qiluvchi kuchsiz asos yoki kuchsiz kislota.
Bufer eritmaning ta'siri shundaki, u muhitning pH o'zgarishiga qarshilik ko'rsatadi. Muhitning pH qiymatining o'zgarishi eritmani konsentratsiyalash yoki uni suv, kislota yoki ishqor bilan suyultirish natijasida yuzaga kelishi mumkin. Kislotalik, ya'ni vodorod ionlarining konsentratsiyasi oshganda, manbai tuz bo'lgan erkin anionlar protonlar bilan o'zaro ta'sir qiladi va ularni eritmadan chiqaradi. Kislotalik pasayganda, protonlarni chiqarish tendentsiyasi kuchayadi. Shunday qilib, pH ma'lum darajada saqlanadi, ya'ni protonlar konsentratsiyasi ma'lum bir doimiy darajada saqlanadi.
Ayrim organik birikmalar, xususan, oqsillar ham buferlik xususiyatiga ega.
Magniy, kaltsiy, temir, sink, kobalt, marganets kationlari fermentlar va vitaminlar tarkibiga kiradi (videoga qarang).
Metall kationlar gormonlar tarkibiga kiradi.
Sink insulinning bir qismidir. Insulin - bu qon glyukoza darajasini tartibga soluvchi oshqozon osti bezi gormoni.
Magniy xlorofillning bir qismidir.
Temir gemoglobinning bir qismidir.
Ushbu kationlarning etishmasligi bilan hujayraning hayotiy jarayonlari buziladi.
4. Metall ionlari kofaktor sifatida
Natriy va kaliy ionlarining ahamiyati
Natriy va kaliy ionlari butun tanada tarqalgan, natriy ionlari esa asosan hujayralararo suyuqlikda, kaliy ionlari esa hujayralar ichida joylashgan: ionlarning 95%. kaliy o'z ichiga olgan hujayra ichidagi, va 95% ionlar natriy tarkibida mavjud hujayralararo suyuqliklar(4-rasm).
Natriy ionlari bilan bog'langan osmotik bosim suyuqliklar, to'qimalarda suvni ushlab turish va tashish, yoki transport membrana orqali aminokislotalar va shakar kabi moddalar.
Kaltsiyning inson organizmidagi ahamiyati
Kaltsiy inson tanasida eng ko'p uchraydigan elementlardan biridir. Kaltsiyning asosiy qismi suyaklar va tishlarda joylashgan. Suyak kaltsiyining tashqaridagi qismi tanadagi kaltsiyning umumiy miqdorining 1% ni tashkil qiladi. Ekstraosseous kaltsiy qon ivishiga, shuningdek, nerv-mushaklarning qo'zg'aluvchanligiga va mushak tolasining qisqarishiga ta'sir qiladi.
Fosfat bufer tizimi
Fosfat tampon tizimi tananing kislota-baz muvozanatini saqlashda rol o'ynaydi, bundan tashqari, u buyrak kanalchalarining lümeninde, shuningdek hujayra ichidagi suyuqlikda muvozanatni saqlaydi.
Fosfat bufer tizimi dihidrogen fosfat va vodorod fosfatdan iborat. Vodorod fosfat bog'laydi, ya'ni protonni neytrallaydi. Dihidrogen fosfat protonni chiqaradi va qonga kiradigan ishqoriy mahsulotlar bilan o'zaro ta'sir qiladi.
Fosfat bufer tizimi qon bufer tizimining bir qismidir (5-rasm).
Qon bufer tizimi
Inson tanasida to'qima muhitining normal reaktsiyasining, masalan, qonning atsidoz (kislotalanish) yoki alkaloz (deoksidlanish - pH ning yuqoriga siljishi) tomon siljishi uchun har doim ma'lum sharoitlar mavjud.
Qonga turli mahsulotlar kiradi, masalan, fosfororganik birikmalar yoki oltingugurt o'z ichiga olgan oqsillarni oksidlanishi natijasida hosil bo'lgan sut kislotasi, fosforik kislota, oltingugurt kislotasi. Bunday holda, qon reaktsiyasi kislotali ovqatlarga o'tishi mumkin.
Go'sht mahsulotlarini iste'mol qilganda kislotali birikmalar qonga kiradi. O'simlik ovqatlarini iste'mol qilganda, asoslar qonga kiradi.
Shu bilan birga, qonning pH ma'lum bir doimiy darajada qoladi.
Qonda bor bufer tizimlari, bu pH ni ma'lum darajada ushlab turadi.
Qon bufer tizimlariga quyidagilar kiradi:
Karbonat tampon tizimi,
Fosfat tampon tizimi,
gemoglobin bufer tizimi,
Plazma oqsili bufer tizimi (6-rasm).
Ushbu tampon tizimlarining o'zaro ta'siri qonning ma'lum bir doimiy pH ni hosil qiladi.
Shunday qilib, bugun biz minerallar va ularning hujayra hayotidagi rolini ko'rib chiqdik.
Uy vazifasi
Qaysi kimyoviy moddalar mineral deb ataladi? Minerallarning tirik organizmlar uchun ahamiyati nimada? Tirik organizmlar asosan qanday moddalardan iborat? Tirik organizmlarda qanday kationlar mavjud? Ularning vazifalari qanday? Tirik organizmlarda qanday anionlar mavjud? Ularning roli qanday? Bufer tizimi nima? Qanday qon bufer tizimlarini bilasiz? Tanadagi minerallarning tarkibi nima bilan bog'liq?
1. Tirik organizmlarning kimyoviy tarkibi.
2. Vikipediya.
3. Biologiya va tibbiyot.
4. O'quv markazi.
Adabiyotlar ro'yxati
1. Kamenskiy A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. Umumiy biologiya 10-11-sinf Bustard, 2005 yil.
2. Biologiya. 10-sinf. Umumiy biologiya. Asosiy daraja/ P. V. Izhevskiy, O. A. Kornilova, T. E. Loshchilina va boshqalar - 2-nashr, qayta ko'rib chiqilgan. - Ventana-Graf, 2010. - 224 pp.
3. Belyaev D.K. Biologiya 10-11 sinf. Umumiy biologiya. Asosiy daraja. - 11-nashr, stereotip. - M.: Ta'lim, 2012. - 304 b.
4. Agafonova I. B., Zaxarova E. T., Sivoglazov V. I. Biologiya 10-11 sinf. Umumiy biologiya. Asosiy daraja. - 6-nashr, qo'shimcha. - Bustard, 2010. - 384 b.
