Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Биогенные элементы.ppt
Скачиваний:
14
Добавлен:
31.01.2022
Размер:
1.14 Mб
Скачать

Составитель О.П.Тарасова

Биогенные элементы

Круговорот химических элементов изучает

геохимия

биогеохимия

Биосфера (Вернадский)

Окружающая

 

 

 

Живая природа

 

 

неживая среда

 

 

человек, флора,

 

 

(земная кора, атмосфера,

 

фауна

гидросфера)

 

 

Биогенные элементы

это элементы, необходимы для

построения и жизнедеятельности клеток организма

Установлена биогенность 24 элементов:

1) 6 органогенов Н С О N S P

- 97,3 %

2) 10 металлов жизни: K Na Ca Mg Fe Cu Zn

Mn Mo Со

- 2,4 %

Критерии биогенности

 

 

 

 

 

 

1. Распространенность в природе

 

 

 

Чем больше в природе, тем

содержание

 

 

 

элемента в организме:

 

 

 

 

 

Содержание

Н

О

С

N

Р

S

 

Ca

Земная кора

1

49

0,35

0,04

1

0,1

3,25

In vivo

10

62

21

3,1

1

0,16

1,4

Биологическое концентрирование -

извлечение и содержания по сравнению с

окружающей cредой (С, N)

Критерии биогенности

2. Растворимость в воде (по Виноградову)

Хорошая растворимость усвоения

содержания элемента в организме (органогены)

Растворимости соединений ↓содержания

Содержание %

Si

Al

 

 

 

Земная кора

27

7,5

In vivo

10-5

10-5

Критерии биогенности

3. Размеры атома

порядкового № Rатома

ПСЭ

1) ↓ ω% содержания

 

2) токсичности

4. Способность приобретать устойчивую

электронную конфигурацию

К, Na, Ca, Cl in vivo существуют в виде ионов

-1e

Na+

1s2 2s2 2p6 3s1

1s2 2s2 2p6 устойчивая оболочка

Cl

+1e

Cl-

3s2 3p5

3s2 3p6

устойчив

5. Способность образовывать прочные,

разнообразные, но лабильные связи Катионы Ме+ ионные, донорно-акцепторные Неметаллы-органогены ионные, ковалентные Уникальность органогена № 1 (С) простые,

кратные связи С-цепи, циклические вещества

In vivo

Условия реакций: свет, O2, H2O, t0, ферменты Легкий разрыв связи новая связь - лабильность

6. Способность к комплексообразованию

d-элементы – Ме жизни: Fe, Cu, Co, Mn, Zn c биогенными лигандами гемоглобин,

ферменты, витамины, гормоны

 

Классификация биогенных

 

элементов

 

1.

По строению внешнего электронного уровня

 

s

p

d- элементы

Ме I и IIA группы III –VII группа

Ме побочных подгрупп

2.

По биороли

 

 

 

жизненно-необходимые (дефицит нарушение

 

жизнедеятельности - 20 (органогены +Ме жизни + Наl)

 

примесные (роль мало выяснена) Ba, Ag, Se, As

3.

По содержанию

 

 

 

макро ω > 10-2%

микро ω < 10-2%

 

органогены

 

d-элементы

 

Са Na K Mg

F Br

 

 

Функции макроэлементов

1. Строительная (построение тканей, органов)

2. Поддержание гомеостаза:

осмотического (постоянство осм) КОС (рН среды)

водно-электролитного металло-лигандного

3. Создание биопотенциалов (мембранный, диффузный)

Синергизм сходство функций, усиление действия

(Са и Mg – построение костей) Антагонизм противоположное действие, один

ослабляет действие другого

(Sr вместо Са хрупкость костей)

Функции микроэлементов

1. Ферментативная (все d-элементы)

Fe

ЦХ(дыхание)

 

 

каталаза

в основе Fe+2 ↔ Fe+3

 

пероксидаза

 

Сu

4ЦХОСu+1 +O2 +4H+ ↔ 4ЦХОСu+2 + 2H2O

 

дыхание

 

Zn

карбоангидраза СО2 + H2O ↔H2 СО3

 

карбоксипептидаза (гидролиз –СО-NH-)

Mn

аргиназа (образование мочевины из

 

 

аргинина)

фосфоглюкомутаза (глюкоза-1-фосфат

глюкоза-6-фосфат)