Znaczenie biologiczne pierwiastków
Znaczenie biologiczne pierwiastków
Życie
, takie jakie istnieje na
Ziemi
, opiera się na
związkach chemicznych
, w skład w których wchodzi wiele
pierwiastków
. Pierwiastki niezbędne do prawidłowego funkcjonowania
organizmów żywych
są w
biologii
nazywane biogenami. Najważniejsze biogeny to
węgiel
,
wodór
,
azot
i
tlen
, wchodzące w skład
białek
,
kwasów nukleinowych
i wielu innych
związków organicznych
. Kolejnymi kluczowymi pierwiastkami są
fosfor
, którego związki tworzą system energetyczny komórki oraz wchodzą w skład kwasów nukleinowych, i
siarka
, m.in. wchodząca w skład dwóch aminokwasów –
cysteiny
i
metioniny
.
Mostki dwusiarczkowe
w białkach, powstające z połączenia pary cystein wchodzących w ich skład, stabilizują przestrzenną konfigurację białek. Pozostałe pierwiastki nie wchodzą w skład tak kluczowych związków, są jednak ważne dla wielu
procesów życiowych
. Ich ilość w organizmie
człowieka
jest niewielka, ale mają istotny wpływ na jego prawidłowy rozwój i funkcjonowanie. MakroelementyMianem makroelementów (makrominerałów) określa się pierwiastki, których dobowe zapotrzebowanie w diecie człowieka przekracza 100 mg na dobę. Niezbędne do prawidłowego rozwoju organizmów[1]. Zalicza się do nich:
fosfor
,
wapń
,
magnez
,
chlor
,
potas
,
sód
,
siarka
,
azot
,
wodór
,
tlen
,
węgiel
[1]. MikroelementyMikroelementy, mikroskładniki, pierwiastki śladowe – pierwiastki chemiczne występujące w bardzo małych (śladowych) ilościach w organizmach
roślinnych
i
zwierzęcych
. U ludzi zapotrzebowanie na te pierwiastki wynosi poniżej 100 mg na dobę[1]. Niedobór lub nadmiar tych pierwiastków może prowadzić do zaburzeń
fizjologicznych
. Składniki mineralne są niezbędne w ustroju do celów budulcowych (szczególnie w tkance kostnej), wchodzą w skład: płynów ustrojowych, niektórych
enzymów
, związków wysokoenergetycznych itp. Wywierają również wpływ na regulację czynności narządowych i ogólnoustrojowych. Do mikroelementów zalicza się:
jod
,
żelazo
,
fluor
,
bor
,
kobalt
,
miedź
,
chrom
,
cynk
,
mangan
,
molibden
,
selen
[1]. UltraelementyTrzecią grupą pierwiastków są ultraelementy, są to pierwiastki występujące w ilościach kilku μg na
gram
masy ciała. Zaliczamy do nich:
rad
,
srebro
,
złoto
,
platyna
. Są to aktywatory
enzymów procesów metabolicznych
. Ważniejsze mikro- i makroelementy u ludzi i zwierzątNazwa pierwiastka | Znaczenie u zwierząt | Ważniejsze skutki przy niedoborze |
---|
Tlen
, O | Pierwiastki te tworzą
cukry
,
tłuszcze
i
białka
– podstawowe budulce wszystkich żywych organizmów. | Śmierć organizmu (z głodu, odwodnienia lub uduszenia). |
Węgiel
, C |
Wodór
, H |
Azot
, N |
Wapń
, Ca | Budulec
kości
i
zębów
, bierze udział w procesie
krzepnięcia krwi
(tzw. IV czynnik), przewodnictwo
impulsów nerwowych
. | Niedostateczna mineralizacja
kośćca
,
próchnica
zębów,
krzywica
(u dzieci),
osteoporoza
(u dorosłych), zaburzenia krzepnięcia
krwi
, zaburzenia pracy
serca
i
mięśni szkieletowych
, skurcze mięśni, mrowienia i drętwienia kończyn. |
Fosfor
, P | Jest składnikiem
kości
;
DNA
i
RNA
oraz przenośnikiem energii
ATP
. | Zaburzenia wzrostu, brak apetytu, utrata masy ciała, nerwowość. |
Chlor
, Cl | Wraz z jonami
sodu
i
potasu
odpowiedzialny jest za równowagę wodnomineralną. Tworzy
kwas solny
w
żołądku
. Prawidłowe rozmieszczenie płynów w organizmie. | Gwałtowne
wymioty
, obrzęk
komórek
, osłabienie fizyczne i psychiczne, zmniejszenie łaknienia. |
Magnez
, Mg | Głównie regulacyjna (przewodnictwo nerwowe i in.) | Wzmożona aktywność układu nerwowo-mięśniowego (drżenia mięśniowe, kurcze,
fascykulacje
, drętwienie,
drgawki
), rzadziej: osłabienie mięśni, zaburzenia rytmu serca,
apatia
,
biegunka
, mdłości, ubytki w zębach, dolegliwości kostne, uczucie mrowienia w kończynach, nerwowość, niepokój, stan zagubienia, stan
depresyjny
. |
Żelazo
, Fe | Składnik
hemoglobiny
i
mioglobiny
. |
Anemia
, zmiany w
śluzówce
. |
Fluor
, F | Tworzy
szkliwo
zębów, występuje w
kośćcu
. | Większa podatność na próchnicę zębów. |
Jod
, I | Niezbędny do wytwarzania
tyroksyny
, odpowiada za prawidłowe działanie
tarczycy
. |
Wole
tarczycy. U dzieci
matołectwo
, spadek wydajności fizycznej, znużenie, brak energii życiowej, powolności w myśleniu, uczucie zagubienia, drżenie kończyn, kołatanie
serca
, suchość i łamliwość włosów, marznięcie. |
Lit
, Li | | |
Bor
, B | | |
Sód
, Na | Uczestniczy w utrzymaniu
ciśnienia osmotycznego
płynów ustrojowych. Bierze udział w przewodzeniu impulsów przez
neurony
. | Utrata pobudliwości komórek i zanik różnicy potencjałów. |
Glin
, Al | | |
Krzem
, Si | | |
Siarka
, S | Składnik niektórych
aminokwasów
i
białek
. | |
Potas
, K | Bierze udział w przewodzeniu impulsów nerwowych. Podwyższa stopień uwodnienia koloidów komórkowych. | |
Arsen
, As | | |
Selen
, Se | Wchodzi w skład
selenocysteiny
i
peroksydazy glutationowej
. | |
Brom
, Br | | |
Rubid
, Rb | Może zastępować ubytki wapnia w kościach. | |
Stront
, Sr | Może zastępować
wapń
w kościach. | |
Wanad
, V | | |
Chrom
, Cr | Wpływa na produkcję
insuliny
, składnik czynnika tolerancji
glukozy
, obniża poziom
cholesterolu
we
krwi
. | Napady nudności, bóle głowy,stany lękowe, silny pociąg do słodyczy i
alkoholu
, ryzyko
cukrzycy
i
choroby niedokrwiennej serca
. |
Mangan
, Mn | Wpływa na wzrost kości. Składnik
arginazy
, enzymu uczestniczącego w przemianach aminokwasów. | |
Kobalt
, Co | Składnik
witaminy B12
. | Zaburzenia procesu krzepnięcia krwi. |
Nikiel
, Ni | | |
Miedź
, Cu | Wchodzi w skład enzymów oddechowych. Ma wpływ na metabolizm żelaza w organizmie. | |
Cynk
, Zn | Odgrywa ważną rolę w procesie gojenia ran. | Zaburzenia erekcji[]. |
Molibden
, Mo | | |
Pierwiastki, których nie wypisano prawdopodobnie nie są potrzebne organizmowi ludzkiemu, bądź są trujące. Fluorki są łatwo przyswajalne przez organizm w postaci soli. Ważniejsze mikro- i makroelementy u roślinNazwa pierwiastka | Znaczenie u roślin | Ważniejsze skutki przy niedoborze |
---|
Tlen
, O | Pierwiastki te tworzą
cukry
,
tłuszcze
i
białka
– podstawowe budulce wszystkich żywych organizmów. | Śmierć organizmu (z głodu, odwodnienia lub uduszenia). |
Węgiel
, C |
Wodór
, H |
Azot
, N |
Wapń
, Ca | | |
Fosfor
, P | Jest składnikiem
DNA
i
RNA
oraz przenośnikiem energii
ATP
. | |
Chlor
, Cl | Wraz z jonami
sodu
i
potasu
odpowiedzialny jest za równowagę wodnomineralną. | |
Magnez
, Mg | Składnik
chlorofilu
. | Chloroza liści, więdnięcie, zahamowanie
fotosyntezy
. |
Żelazo
, Fe | Aktywator enzymów biorących udział w
fazie jasnej fotosyntezy
|
Chloroza
młodych liści. Zakłócenia w procesach oddychania i fotosyntezy. |
Fluor
, F | | Nie stwierdzono |
Jod
, I | | Nie stwierdzono |
Lit
, Li | | |
Bor
, B | Wpływ na procesy wzrostowe u roślin, w tym także na wzrost
łagiewki pyłkowej
| |
Sód
, Na | Uczestniczy w utrzymaniu
ciśnienia osmotycznego
płynów ustrojowych. | Utrata pobudliwości komórek i zanik różnicy potencjałów. |
Glin
, Al | | |
Krzem
, Si | U roślin
krzemionka
usztywnia ściany komórkowe
skrzypów
i
traw
. | |
Siarka
, S | Składnik niektórych
aminokwasów
i
białek
. | |
Potas
, K | Bierze udział w przewodzeniu impulsów nerwowych. Podwyższa stopień uwodnienia koloidów komórkowych. | Martwica organów, zahamowanie wzrostu korzenia i pędu, chloroza liści. |
Arsen
, As | | |
Selen
, Se | Wchodzi w skład
selenocysteiny
i
peroksydazy glutationowej
. | |
Brom
, Br | | |
Rubid
, Rb | | |
Stront
, Sr | | |
Wanad
, V | | |
Chrom
, Cr | | |
Mangan
, Mn | Składnik
arginazy
, enzymu uczestniczącego w przemianach aminokwasów. Aktywator enzymów
cyklu kwasu cytrynowego
i fazy świetlnej fotosyntezy. | |
Kobalt
, Co | Konieczny dla roślin motylkowych żyjących w symbiozie z bakteriami w procesie wiązania azotu atmosferycznego. | Zahamowanie procesu wiązania azotu przez rośliny motylkowe. |
Nikiel
, Ni | | |
Miedź
, Cu | Składnik enzymów fazy świetlnej fotosyntezy np.
plastocyjaniny
. | Bielenie i zasychanie młodych liści. |
Cynk
, Zn | Odpowiada za syntezę związków odpowiedzialnych za wzrost rośliny. | Chloroza oraz karlenie liści. |
Molibden
, Mo | | |
Zobacz też Bibliografia- Ewa Holak, Waldemar Lewiński, Małgorzata Łaszczyca, Grażyna Skirmuntt, Jolanta Walkiewicz, Biologia 2, Wydawnictwo pedagogiczne OPERON, str. 12-13
- Barbara Żarnowska, Słownik Biologia, Wydawnictwo Park Sp. zo.o, Bielsko-Biała 2006
Przypisy- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 [Murray Robert, Granner Daryl, Mayes Peter, Rodwell Victor: Biochemia Harpera. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa, 1995 (wydanie III). ]
Inne hasła zawierające informacje o "Znaczenie biologiczne pierwiastków":
Dzień Zmarłych
...
Dzień Zaduszny
...
Nadciśnienie tętnicze
...
Adwentyzm
...
Autorytet
...
Brno
...
Grzyby
...
Wittenberga
...
Szlezwik
...
Nowa Polityka Ekonomiczna
...
Inne lekcje zawierające informacje o "Znaczenie biologiczne pierwiastków":
19 Sygnały na drodze. Hierarchia sygnałów i znaków (plansza 2)
...
Świat roślinny i zwierzęcy w Polsce (plansza 15)
...
Pierwiastki (plansza 9)
...
|