в чем разница между микроэлементами и ультрамикроэлементами
В чем разница между микроэлементами и ультрамикроэлементами
Подробное решение параграф § 6 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. 2014
1. Что такое химический элемент?
Ответ. Химический элемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числом протонов, совпадающим с порядковым (атомным) номером в таблице Менделеева. Каждый химический элемент имеет свои название и символ, которые приводятся в Периодической системе элементов Дмитрия Ивановича Менделеева
2. Сколько химических элементов известно в настоящее время?
Ответ. Химических элементов в природе выявлено около 90. Почему около? Потому, что среди элементов с порядковым номером менее 92 (до урана) в природе отсутствуют технеций (43) и франций (87). Практически нет астата (85).С другой стороны, и нептуний (93) и плутоний (94) (нестабильные трансурановые элементы) обнаруживаются в природе там, где встречаются урановые руды. Все элементы следующие после плутония Pu в периодической системе Д.И.Менделеева в земной коре полностью отсутствуют, хотя некоторые из них несомненно образуются в космосе во время взрывов сверхновых звёзд. Но долго они не живут.
К настоящему времени ученые синтезировали 26 трансурановых элементов, начиная с нептуния (N=93) и заканчивая элементом с номером N=118 (номер элемента соответствует числу протонов в ядре атома и числу электронов вокруг ядра атома).
3. Какие вещества называют неорганическими?
Ответ. Неорганические вещества (неорганические соединения) — химические соединения, не являющиеся органическими, то есть, не содержащие углерода, а также некоторые углеродсодержащие соединения (карбиды, цианиды, карбонаты, оксиды углерода и некоторые другие вещества, которые традиционно относят к неорганическим). Неорганические вещества не имеют характерного для органических веществ углеродного скелета.
4. Какие соединения называют органическими?
Ответ. Органические соединения, органические вещества — класс химических соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов). Органические соединения, кроме углерода, чаще всего содержат элементы водород, кислород, азот, значительно реже — серу, фосфор, галогены и некоторые металлы (порознь или в различных комбинациях).
5. Какие химические связи называют ковалентными?
Ответ. Ковалентная связь (атомная связь, гомеополярная связь) — химическая связь, образованная перекрытием (обобществлением) пары валентных электронных облаков. Обеспечивающие связь электронные облака (электроны) называются общей электронной парой.
Характерные свойства ковалентной связи — направленность, насыщаемость, полярность, поляризуемость — определяют химические и физические свойства соединений.
Направленность связи обусловлена молекулярным строением вещества и геометрической формы их молекулы. Углы между двумя связями называют валентными.
Насыщаемость — способность атомов образовывать ограниченное число ковалентных связей. Количество связей, образуемых атомом, ограничено числом его внешних атомных орбиталей.
Полярность связи обусловлена неравномерным распределением электронной плотности вследствие различий в электроотрицательностях атомов. По этому признаку ковалентные связи подразделяются на неполярные и полярные.
Поляризуемость связи выражается в смещении электронов связи под влиянием внешнего электрического поля, в том числе и другой реагирующей частицы. Поляризуемость определяется подвижностью электронов. Полярность и поляризуемость ковалентных связей определяет реакционную способность молекул по отношению к полярным реагентам.
Электроны тем подвижнее, чем дальше они находятся от ядер.
Вопросы после §6
1. Почему можно утверждать, что химический состав клетки является подтверждением единства живой природы и общности живой и неживой природы?
Ответ. Химические элементы клетки. По химическому составу клетки разных организмов и даже клетки, выполняющие различные функции в одном многоклеточном организме, могут существенно отличаться друг от друга. В то же время разные клетки включают в себя практически одни и те же химические элементы. Сходство элементарного химического состава клеток разных организмов доказывает единство живой природы. Вместе с тем нет ни одного химического элемента, содержащегося в живых организмах, который не был бы найден в телах неживой природы. Это указывает на общность живой и неживой природы.
2. Какие элементы относятся к макроэлементам?
3. В чём разница между микроэлементами и ультрамикроэлементами?
Ответ. Главное различие в процентном содержании: для макроэлементов больше 0.01%, для микроэлементов — менее 0.001%. Ультрамикроэлементы содержатся в еще меньшем объеме — менее 0.0000001%. К ультрамикроэлементам относятся золото, серебро, ртуть, платина, цезий, селен. Функции ультрамикроэлементов на данный момент мало понятны. К микроэлементам относят бром, железо, йод, кобальт, марганец, медь, молибден, селен, фтор, хром, цинк. Чем меньше концентрация вещества в организме, тем труднее определить его биологическую роль.
4. Почему считают, что углерод составляет химическую основу жизни?
Макро- микроэлементы: в чем разница и почему необходимы и те, и другие?
О витаминах и их роли для здоровья знают даже дети. Но не все могут объяснить, для чего нам нужны минералы, чем отличаются макро – и микроэлементы и какую роль для здоровья они несут. А между тем дефицит минералов грозит серьезными проблемами со здоровьем.
Минералы и их роль для человека
Минералы представляют собой неорганические вещества, которые содержатся в воде и почве, а также входят в состав всех жидкостей и тканей живых организмов, включая человека.
Процент их содержания всего 4-5%, но роль огромна. Минеральные вещества регулируют более 50 тысяч (!) биохимических процессов в нашем теле. Это основа для нормальной работы костной и мышечной систем, сердечно-сосудистой, иммунной, гормональной, нервной системы, для процессов кроветворения, обмена веществ, пищеварения и выведения. Минералы в нашем организме:
Тело взрослого человека содержит порядка 3 кг минеральных солей, из них порядка 2,5 кг приходится на костную ткань.
Минералы в нашем организме распределяются между тканями и органами неравномерно. Большинство депонируется в печени, костной и мышечной тканях, но есть и исключения.
Организм стремится поддерживать гомеостаз, и при нормальном минеральном обмене человек не будет испытывать дефицита в макро- и микроэлементах. Но заболевания могут нарушить содержание химических элементов в органах и тканях: при рахите нарушается фосфорно-кальциевый обмен, при нефрите уменьшается содержание кальция, натрия, хлора и повышается содержание магния и калия. На поддержание нормального уровня минералов влияют гормоны.
Микро- и макроэлементы: в чем разница
Среди перечня есть и макроэлементы, и микроэлементы.
В основном это деление связано со степенью содержания элементов в организме:
Также выделяют ультрамикроэлементы концентрацией ниже 0,00001%. Это селен, кобальт, ванадий, хром, никель, литий, барий, серебро и другие.
Установлено важное значение для организма многих элементов из группы микро- и ультрамикроэлементов. Так, дефицит макроэлементов (калия или кальция, например) человек способен достаточно долго не замечать и более-менее нормально переносить. Но даже небольшое отклонение в содержании микро- и ультрамикролементов вызывает серьезные проблемы.
Это объясняется важной ролью микроэлементов в нашем организме:
Какие минералы нам жизненно нужны
Для нормальной жизнедеятельности нам необходимо 20 минеральных веществ. В организм они попадают с пищей, так что при сбалансированном рационе мы не сталкиваемся с дефицитом. Степень усвоения минералов зависит от состояния органов дыхания и пищеварения, уровень макро- и микроэлементов зависит от сезона: весной понижается, в начале осени растет.
Нехватка минералов, типичная для весны из-за бедного нутриентами рациона, отражается на самочувствии:
Не стоит самостоятельно назначать себе БАДы и витаминно-минеральные комплексы, без рекомендаций врача и сдачи биохимического анализа крови. Но вот пересмотреть свой рацион так, чтобы получать максимум минералов, под силу каждому. Достаточно лишь добавить фрукты, овощи, зелень, полноценный белок, а также орехи, семена, проростки, богатые макро- и микроэлементами.
Макро- и микроэлементы в рационе, польза для здоровья
Натрий. Системный электролит. Вместе с хлором регулирует водно-солевой обмен. Участвует в обновлении клеток. При недостатке натрия ухудшается пищеварение, при избытке возникает отеки. Нельзя резко снижать количество соли в рационе, норма составляет 1-2 грамма соли в день.
Где искать: поваренная соль (норма до 2х г в день), морская капуста, молоко, шпинат, урбеч из семян льна (около 30мг на 100г), урбеч из семян чиа (30мг на 100г), урбеч из семян мака (26 мг на 100г).
Хлор. Важен для производства соляной кислоты в желудке. Важен для проницаемости клеточных мембран.
Где искать: поваренная соль (NaCl).
Железо. При недостатке нарушается синтез гемоглобина в крови, развивается железодефицитная анемия. В сутки нужно 18 мг.
Где искать: печень и субпродукты, красное мясо, рыба (тунец, лосось), злаки, бобовые, яйца, шпинат, свекла, куркума, петрушка, тофу, спаржа, зелень, соя, креветки, помидоры, оливки, сухофрукты, урбеч из тмина (около 16,3 мг на 100г), урбеч из семян мака (9,7 мг на 100г), урбеч из конопли, урбеч из семян тыквы ( 8 мг на 100г).
Кальций. Основа костной ткани, составляющая кровяных телец. Необходим детям для нормального роста и развития, взрослым — для сердца и мышц, пищеварительной системы. Влияет на обмен веществ, повышает сопротивляемость организма инфекциям.
Калий. Системный электролит, поддерживает здоровье сердечно-сосудистой системы, действует как мочегонное. При недостатке вызывает сердечную аритмию.
Где искать: бананы, картофель, батат, бобовые, помидоры, цельные зерна, авокадо, щавель, шпинат, папайя, куркума, урбеч из какао-бобов (около 1524 мг на 100г), урбеч из тмина (около 1351мг на 100г), урбеч из конопли (около 1200 мг на 100г), урбеч из семян льна (830 мг на 100г), урбеч из фисташки (около 1025 мг на 100г), урбеч из семян тыквы (788 мг на 100г), урбеч из кешью (660 мг на 100г).
Магний. Входит в состав костной ткани, отвечает за синтез белков. Нормализует возбудимость нервной системы. Является спазмолитиком.
Где искать: орехи, соя, шпинат, морская капуста, помидоры, палтус, фасоль, зеленый горошек, яйца, проростки пшеницы, имбирь, гвоздика, урбеч из конопли (около 700 мг на 100г), урбеч из семян тыквы (550 мг на 100г), урбеч из тмина (258мг на 100г), урбеч из какао-бобов (499мг на 100г), урбеч амаранта (около 258 мг на 100г), урбеч из фисташки.
Фосфор. Содержится во всех тканях. Входит в состав костной ткани, участвует в энергообмене на уровне клеток, играет важную роль в метаболизме, улучшает работу нервной системы.
Где искать: красное мясо, молочные продукты, рыба, птица, хлеб, рис, овес, урбеч из конопли (1650 мг а 100г), урбеч из семян тыквы (1174 мг на 100г), урбеч из семян мака (870 мг на 100г),урбеч из какао-бобов (около 734 мг на 100г), урбеч из кешью (593 мг на 100г), урбеч из амаранта (557мг на 100г).
Марганец. Участник белкового и фосфорного обмена и процессов окисления и выработки ферментов, а также синтеза витаминов группы В и гормонов. Стимулирует обновление клеток. Дефицит нарушает работу ЦНС, нормальное развитие скелета и снабжение тканей кислородом. Суточная потребность увеличивается с возрастом.
Где искать: растительная пища — зерновые культуры, дикий рис, бобовые, шпинат, ананас, рожь, соевые бобы, тимьян, зелень, помидоры, виноград, малина, клубника, кабачок, баклажан, гвоздика, корица, куркума, урбеч из конопли (7,6 мг на 100г), урбеч из мака (около 6,7 мг на 100г), урбеч из фундука (6,1 мг на 100г), урбеч из грецкого ореха (3,4мг на. 100г), урбеч из амаранта (3,3 мг на 100г).
Бром. Регулирует деятельность нервной системы, активирует половую функцию, вместе с хлором влияет на кислотность желудочного сока. Участвует в белковых связях сухожилий и хрящей. Переизбыток опасен угнетением функции щитовидки и нервной системы.
Где искать: содержится в хлебе, молочных продуктах, бобовых.
Медь. Обязательный элемент окислительно-восстановительных ферментов. Участвует в тканевом дыхании и кроветворении, усиливает действие цинка. Дефицит приводит к анемии. Потребность в меди увеличивается при воспалительных процессах, эпилепсии, анемии, циррозе печени.
Цинк. Структурный компонент гормона поджелудочной железы. Участвует в формировании кровяных телец и обмене более 20 ферментов. Влияет на рост и развитие, половое созревание мальчиков. Дефицит приводит к нарушению полового развития мальчиков, вызывает заболевания ЦНС.
Молибден. Входит в состав ферментов, влияет на вес и рост, препятствует кариесу. Дефицит связан с задержкой роста
Где искать: помидоры, лук, морковь, субпродукты.
Селен. Участвует в обмене аминокислот, сохраняет витамин Е и защищает клетки от свободных радикалов. Необходим для укрепления иммунитета.
Хром. Нормализует углеводный обмен, участвует в образовании инсулина, регулирует уровень глюкозы в крови, снижает уровень холестерина, защищает сердце и сосуды. Отвечает за здоровье нервной системы. При дефиците, в том числе из-за употребления рафинированных продуктов, может развиваться ожирение, образуются отеки, повышается давление.
Ванадий. Влияет на проницаемость клеточных мембран, повышает устойчивость зубов к кариесу, снижает уровень холестерина.
Где искать: грибы, соя, зелень (петрушка, укроп), хлебные злаки, печень, рыба и морепродукты.
Йод. Необходим для синтеза гормонов щитовидной железы. Также необходим как антиоксидант, для молочных и слюнных желез, слизистой желудка. Необходим для нормальной работы иммунной системы. При недостатке развивается эндемический зоб, при избытке — гипотиреоз.
Где искать: морская рыба, морская капуста, моллюски, йодированная соль, яйца, клубника, сыр моцарелла, йогурт, молоко.
Кремний. Необходим для формирования эритроцитов, нормального синтеза коллагенов, образования костной ткани. Отвечает за здоровое функционирование соединительной ткани.
Где искать: цельнозерновые крупы (нешлифованный рис, овес, просо, ячмень, гречка), бобовые, арахис, грецкие орехи, миндаль, фундук, фисташки, капуста, огурцы, картофель, редис, земляника, малина, ананас, дыня, банан, авокадо, инжир.
Сера. Участвует в образовании кератина, белка в суставах, ногтях и волосах. Участвует в углеводном обмене, входит в состав аминокислот и витаминов группы В. Способствует секреции желчи в печени. Дефицит встречается редко и связан с белковыми дефицитами.
Где искать: белковая пища — мясо, рыба, птица, а также крупы, лук, горчица.
Кобальт. Необходим для синтеза витамина В12. Это единственный витамин, который содержит минеральное вещество, таким образом. В12 необходим для нормального белкового обмена, профилактики анемии и нормального развития нервной ткани.
Где искать: продукты животного происхождения — печень и другие субпродукты, красное мясо, яйца, индейка. Также в бобовых: фасоль, горох, нут, соя, чечевица, маш.