هر علمی پر از مفاهیم است و در صورت عدم تسلط بر این مفاهیم، ​​یادگیری موضوعات غیرمستقیم بسیار دشوار خواهد بود. یکی از مفاهیمی که باید برای هر فردی که خود را کم و بیش تحصیل کرده می داند به خوبی درک کند، تقسیم مواد به آلی و معدنی است. مهم نیست که یک فرد چند ساله باشد، این مفاهیم در لیست کسانی هستند که با کمک آنها سطح کلی توسعه را در هر مرحله از زندگی انسان تعیین می کنند. برای درک تفاوت بین این دو اصطلاح، ابتدا باید بدانید که هر کدام از آنها چیست.

ترکیبات آلی - آنها چیست؟

مواد آلی گروهی از ترکیبات شیمیایی با ساختار ناهمگن هستند که شامل عناصر کربنی، به صورت کووالانسی به یکدیگر مرتبط هستند. استثناها کاربیدها، زغال سنگ و اسیدهای کربوکسیلیک هستند. همچنین یکی از مواد تشکیل دهنده علاوه بر کربن، عناصر هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، گوگرد، فسفر و هالوژن هستند.

چنین ترکیباتی به دلیل توانایی اتم های کربن برای تشکیل پیوندهای منفرد، دوگانه و سه گانه به وجود می آیند.

زیستگاه ترکیبات آلی موجودات زنده است. آنها می توانند یا بخشی از موجودات زنده باشند یا در نتیجه فعالیت های حیاتی آنها (شیر، شکر) ظاهر شوند.

محصولات حاصل از سنتز مواد آلی عبارتند از: مواد غذایی، دارو، اقلام پوشاک، مصالح ساختمانی، تجهیزات مختلف، مواد منفجره، انواع کودهای معدنی، پلیمرها، افزودنی های غذایی، لوازم آرایشی و بهداشتی و غیره.

مواد معدنی - آنها چیست؟

مواد معدنی گروهی از ترکیبات شیمیایی هستند که فاقد عناصر کربن، هیدروژن یا ترکیبات شیمیایی هستند که عنصر تشکیل دهنده آنها کربن است. هر دو آلی و معدنی اجزای سلول هستند. اولین آنها به صورت عناصر حیات بخش، برخی دیگر در ترکیب آب، مواد معدنی و اسیدها و همچنین گازها.

مواد آلی و معدنی چه مشترکاتی دارند؟

چه چیزی می تواند بین دو مفهوم به ظاهر متضاد مشترک باشد؟ معلوم می شود که آنها چیزی مشترک دارند، یعنی:

1. موادی با منشا آلی و معدنی از مولکول ها تشکیل شده اند.
2. مواد آلی و معدنی را می توان در نتیجه یک واکنش شیمیایی خاص به دست آورد.

مواد آلی و معدنی - تفاوت در چیست

1. ارگانیک ها بیشتر شناخته شده و مورد مطالعه علمی قرار گرفته اند.
2. در جهان مواد آلی بسیار بیشتری وجود دارد. تعداد مواد آلی شناخته شده برای علم حدود یک میلیون، غیر آلی - صدها هزار نفر است.
3. بیشتر ترکیبات آلی با استفاده از ماهیت کووالانسی ترکیب به یکدیگر متصل می شوند؛ ترکیبات معدنی را می توان با استفاده از یک ترکیب یونی به یکدیگر پیوند داد.
4. همچنین در ترکیب عناصر ورودی تفاوت وجود دارد. مواد آلی از کربن، هیدروژن، اکسیژن و به ندرت عناصر نیتروژن، فسفر، گوگرد و هالوژن تشکیل شده است. غیر آلی - شامل تمام عناصر جدول تناوبی به جز کربن و هیدروژن است.
5. مواد آلی بسیار حساس تر به تأثیر دمای گرم هستند و حتی در دماهای پایین نیز می توانند از بین بروند. بیشتر مواد معدنی به دلیل ماهیت نوع ترکیبات مولکولی کمتر در معرض اثرات گرمای شدید هستند.
6. مواد آلی عناصر تشکیل دهنده قسمت زنده جهان (زیست کره)، مواد معدنی اجزای غیر زنده (هیدروسفر، لیتوسفر و جو) هستند.
7. ترکیب مواد آلی از نظر ساختار پیچیده تر از ترکیب مواد معدنی است.
8. مواد آلی با تنوع گسترده ای از احتمالات برای تبدیل و واکنش های شیمیایی متمایز می شوند.
9. با توجه به نوع پیوند کووالانسی بین ترکیبات آلی، واکنش های شیمیایی کمی بیشتر از واکنش های شیمیایی در ترکیبات معدنی طول می کشد.
10. مواد معدنی نمی توانند یک محصول غذایی برای موجودات زنده باشند، حتی برخی از این نوع ترکیبات می تواند برای یک موجود زنده کشنده باشد. مواد آلی محصولی است که توسط طبیعت زنده تولید می شود و همچنین عنصری از ساختار موجودات زنده است.

کل جهان ما: گیاهان، جانوران، هر چیزی که ما را احاطه کرده است از همان ریز عناصر تشکیل شده است که در غلظت های مختلف در همه چیز و البته در غذای ما وجود دارد.

هر عنصری بر سلامت ما تأثیر می گذارد. محتوای عناصر در محصولات غذایی بسیار متغیر است. یک مقدار پایدارتر و ثابت تر، محتوای عناصر در بدن یک فرد سالم است، اگرچه ممکن است دارای تنوع (تغییرپذیری) نیز باشد.

برای بدن انسان نقش حدود 30 عنصر شیمیایی به طور قطع ثابت شده است که بدون آنها نمی تواند به طور معمول وجود داشته باشد. این عناصر حیاتی نامیده می شوند. علاوه بر آنها، عناصری وجود دارد که در مقادیر کم بر عملکرد بدن تأثیر نمی گذارند، اما در سطوح خاصی سم هستند.

درشت مغذی ها- محتوای بیش از یک گرم در بدن: فسفر، پتاسیم، گوگرد، سدیم، کلر، منیزیم، آهن، فلوئور، روی، سیلیکون، زیرکونیوم - 11 عنصر.

ریز عناصر- محتوای بیش از یک میلی گرم در بدن: روبیدیم، استرانسیوم، برم، سرب، نیوبیم، مس، آلومینیوم، کادمیوم، باریم، بور (ده عنصر اصلی)، تلوریم، وانادیم، آرسنیک، قلع، سلنیوم، تیتانیوم، جیوه، منگنز، ید، نیکل، طلا، مولیبدن، آنتیموان، کروم، ایتریم، کبالت، سزیم، ژرمانیوم - 28 عنصر. هر عنصری بر سلامت ما تأثیر می گذارد. محتوای عناصر در محصولات غذایی بسیار متغیر است. یک مقدار پایدارتر و ثابت تر، محتوای عناصر در بدن یک فرد سالم است، اگرچه ممکن است دارای تنوع (تغییرپذیری) نیز باشد.

فرضیات برخی از دانشمندان فراتر می رود. آنها معتقدند که نه تنها همه عناصر شیمیایی در یک موجود زنده وجود دارند، بلکه هر یک از آنها عملکرد بیولوژیکی خاصی را انجام می دهند. این احتمال وجود دارد که این فرضیه تایید نشود. با این حال، با توسعه تحقیقات در این جهت، نقش بیولوژیکی تعداد فزاینده ای از عناصر شیمیایی آشکار می شود.

بدن انسان از 60 درصد آب، 34 درصد مواد آلی و 6 درصد مواد معدنی تشکیل شده است. اجزای اصلی مواد آلی کربن، هیدروژن، اکسیژن و همچنین شامل نیتروژن، فسفر و گوگرد است. مواد معدنی بدن انسان لزوماً حاوی 22 عنصر شیمیایی هستند: Ca, P, O, Na, Mg, S, B, Cl, K, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si, من، اف، سه.

به عنوان مثال، اگر وزن یک فرد 70 کیلوگرم است، پس از آن (بر حسب گرم): کلسیم - 1700، پتاسیم - 250، سدیم - 70، منیزیم - 42، آهن - 5، روی - 3.

دانشمندان توافق کرده اند که اگر کسر جرمی یک عنصر در بدن بیش از 10-2٪ باشد، باید آن را یک عنصر کلان در نظر گرفت. نسبت ریز عناصر در بدن 10-3-10-5 درصد است.

تعداد زیادی از عناصر شیمیایی، به ویژه عناصر سنگین، وجود دارد که برای موجودات زنده سم هستند - آنها اثرات بیولوژیکی نامطلوبی دارند. این عناصر عبارتند از: Ba، Ni، Pd، Pt، Au، Ag، Hg، Cd، Tl، Pb، As، Sb، Se.

عناصری وجود دارند که در مقادیر نسبتاً زیاد سمی هستند، اما در غلظت های کم اثر مفیدی دارند. به عنوان مثال، آرسنیک، سم قوی که سیستم قلبی عروقی را مختل می کند و بر کلیه ها و کبد تأثیر می گذارد، در دوزهای کم مفید است و پزشکان آن را برای بهبود اشتها تجویز می کنند. اکسیژنی که فرد برای تنفس به آن نیاز دارد در غلظت های بالا (مخصوصاً تحت فشار) اثر سمی دارد. در میان عناصر ناخالصی نیز مواردی وجود دارد که در دوزهای کم خاصیت درمانی مؤثری دارند. بنابراین، خاصیت باکتری کشی (باعث مرگ باکتری های مختلف) نقره و نمک های آن از مدت ها قبل مورد توجه قرار گرفت. به عنوان مثال، در پزشکی، از محلول نقره کلوئیدی (کلارگل) برای شستن زخم های چرکی، مثانه، برای سیستیت مزمن و اورتریت و همچنین به صورت قطره چشم برای ورم ملتحمه چرکی و بلنوره استفاده می شود. مداد نیترات نقره برای سوزاندن زگیل ها و دانه ها استفاده می شود. در محلول های رقیق شده (0.1-0.25%) از نیترات نقره به عنوان یک عامل قابض و ضد میکروبی برای لوسیون ها و همچنین به عنوان قطره چشم استفاده می شود. دانشمندان معتقدند که اثر سوزاندن نیترات نقره با برهمکنش آن با پروتئین های بافتی مرتبط است که منجر به تشکیل نمک های پروتئینی نقره - آلبومینات می شود. نقره هنوز به عنوان یک عنصر حیاتی طبقه بندی نشده است، اما محتوای افزایش یافته آن در مغز انسان، غدد درون ریز و کبد قبلاً به صورت تجربی ثابت شده است. نقره از طریق غذاهای گیاهی مانند خیار و کلم وارد بدن می شود.

یک سوال بسیار جالب در مورد اصول انتخاب طبیعت از عناصر شیمیایی برای عملکرد موجودات زنده است. شکی نیست که شیوع آنها عامل تعیین کننده ای نیست. یک بدن سالم خود قادر به تنظیم محتوای عناصر فردی است. با توجه به انتخاب (غذا و آب)، حیوانات می توانند به طور غریزی به این مقررات کمک کنند. توانایی گیاهان در این فرآیند محدود است.

مواد آلی سلول. ترکیبات حیاتی اصلی پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات ها هستند. پلیمرهای زیستی

ترکیبات آلی به طور متوسط ​​20 تا 30 درصد از توده سلولی یک موجود زنده را تشکیل می دهند. اینها شامل پلیمرهای بیولوژیکی، پروتئین ها، کربوهیدرات ها، لیپیدها، هورمون ها، اسیدهای نوکلئیک و ویتامین ها هستند.

پلیمرهای بیولوژیکی- ترکیبات آلی که سلول های موجودات زنده را می سازند. یک پلیمر یک زنجیره چند پیوندی از مواد ساده - مونومرها (n ÷ 10 هزار - 100 هزار مونومر است.

خواص بیوپلیمرها به ساختار مولکولهای آنها، تعداد و تنوع واحدهای مونومر بستگی دارد. اگر مونومرها متفاوت باشند، تناوب مکرر آنها در زنجیره یک پلیمر منظم ایجاد می کند.

…A – A – B – A – A – B... منظم

…A – A – B – B – A – B – A... نامنظم

کربوهیدرات ها

فرمول کلی Сn(H 2 O)m

کربوهیدرات ها نقش مواد انرژی زا در بدن انسان را ایفا می کنند. مهمترین آنها ساکارز، گلوکز، فروکتوز و نشاسته است. آنها به سرعت در بدن جذب ("سوخته") می شوند. استثناء فیبر (سلولز) است که به ویژه در غذاهای گیاهی فراوان است. عملا توسط بدن جذب نمی شود، اما از اهمیت زیادی برخوردار است: به عنوان بالاست عمل می کند و به هضم کمک می کند، غشاهای مخاطی معده و روده را به طور مکانیکی تمیز می کند. کربوهیدرات های زیادی در سیب زمینی و سبزیجات، غلات، ماکارونی، میوه ها و نان وجود دارد.

به عنوان مثال: گلوکز، ریبوز، فروکتوز، دئوکسی ریبوز - مونوساکاریدهاساکارز - دی ساکاریدهانشاسته، گلیکوژن، سلولز - پلی ساکاریدها

بودن در طبیعت: در گیاهان، میوه ها، گرده، سبزیجات (سیر، چغندر)، سیب زمینی، برنج، ذرت، دانه گندم، چوب...

توابع آنها:

1) انرژی: در طی اکسیداسیون به CO2 و H2O، انرژی آزاد می شود. انرژی اضافی در سلول های کبد و ماهیچه به شکل گلیکوژن ذخیره می شود.

2) ساخت و ساز: در یک سلول گیاهی - یک پایه قوی از دیواره های سلولی (سلولز).

3) ساختاری: آنها بخشی از ماده بین سلولی پوست و تاندون های غضروف هستند.

4) شناسایی توسط سلول های دیگر: به عنوان بخشی از غشای سلولی، اگر سلول های کبدی جدا شده با سلول های کلیه مخلوط شوند، به دلیل تعامل سلول های یک نوع، به طور مستقل به دو گروه تقسیم می شوند.

لیپیدها (لیپیدها، چربی ها)

لیپیدها شامل چربی های مختلف، مواد مشابه چربی، فسفولیپیدها... همگی در آب نامحلول هستند، اما در کلروفرم، اتر...

بودن در طبیعت: در سلول های حیوانی و انسانی در غشای سلولی; بین سلول ها لایه زیرپوستی چربی قرار دارد.

کارکرد:

1) عایق حرارتی (در نهنگ ها، نوک پاها...)؛

2) ذخیره مواد مغذی؛

3) انرژی: انرژی در طول هیدرولیز چربی ها آزاد می شود.

4) ساختاری: برخی از لیپیدها به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از غشای سلولی عمل می کنند.

چربی ها همچنین به عنوان منبع انرژی برای بدن انسان عمل می کنند. بدن آنها را "در ذخیره" ذخیره می کند و آنها به عنوان یک منبع انرژی طولانی مدت عمل می کنند. علاوه بر این، چربی ها رسانایی حرارتی کمی دارند و بدن را از هیپوترمی محافظت می کنند. جای تعجب نیست که رژیم غذایی سنتی مردمان شمالی حاوی این همه چربی حیوانی است. برای افرادی که کار سنگین بدنی انجام می دهند، جبران انرژی مصرف شده با غذاهای چرب نیز آسان تر است (اگرچه نه همیشه سالم تر). چربی ها بخشی از دیواره های سلولی، تشکیلات درون سلولی و بافت عصبی هستند. یکی دیگر از وظایف چربی ها تامین ویتامین های محلول در چربی و سایر مواد فعال بیولوژیکی به بافت های بدن است.

سنجاب ها

نقاشی - مولکول پروتئین

سنجاب ها- پلیمرهای زیستی که مونومرهای آنها اسیدهای آمینه هستند.

تشکیل مولکول های پروتئینی خطی در نتیجه واکنش اسیدهای آمینه با یکدیگر رخ می دهد.

منابع پروتئین می تواند نه تنها محصولات حیوانی (گوشت، ماهی، تخم مرغ، پنیر)، بلکه محصولات گیاهی، به عنوان مثال، حبوبات (لوبیا، نخود، سویا، بادام زمینی، که حاوی حداکثر 22-23٪ پروتئین وزن) باشد. ، آجیل و قارچ. با این حال، بیشترین پروتئین در پنیر (تا 25٪)، محصولات گوشتی (گوشت خوک 8-15٪)، بره 16-17٪، گوشت گاو 16-20٪، مرغ (21٪)، ماهی (13-21٪) است. تخم مرغ (13%)، پنیر دلمه (14%). شیر حاوی 3٪ پروتئین و نان 7-8٪ است. در بین غلات، قهرمان پروتئین گندم سیاه (13 درصد پروتئین در غلات خشک) است، به همین دلیل برای تغذیه رژیمی توصیه می شود. برای جلوگیری از "افراط" و در عین حال اطمینان از عملکرد طبیعی بدن، قبل از هر چیز لازم است که مجموعه کاملی از پروتئین ها را با غذا به فرد بدهید. اگر پروتئین کافی در رژیم غذایی وجود نداشته باشد، یک فرد بالغ احساس از دست دادن قدرت می کند، عملکرد او کاهش می یابد و بدن او در برابر عفونت ها و سرماخوردگی مقاومت کمتری دارد. در مورد کودکان، اگر آنها تغذیه پروتئینی ناکافی داشته باشند، از رشد بسیار عقب هستند: کودکان رشد می کنند، و پروتئین ها "مواد ساختمانی" اصلی طبیعت هستند. هر سلول یک موجود زنده حاوی پروتئین است. ماهیچه ها، پوست، مو و ناخن انسان عمدتاً از پروتئین تشکیل شده است. علاوه بر این، پروتئین ها اساس زندگی هستند، آنها در متابولیسم شرکت می کنند و تولید مثل موجودات زنده را تضمین می کنند.

ساختار:

ساختار اولیه- خطی، با اسیدهای آمینه متناوب؛

ثانوی- به شکل مارپیچ با پیوندهای ضعیف بین پیچ ها (هیدروژن).

درجه سوم- یک مارپیچ به یک توپ نورد.

چهارتایی- هنگام ترکیب چندین زنجیره که در ساختار اولیه آنها متفاوت است.

کارکرد:

1) ساخت و ساز: پروتئین ها جزء ضروری تمام ساختارهای سلولی هستند.

2) ساختاری: پروتئین ها در ترکیب با DNA بدن کروموزوم ها را تشکیل می دهند و با RNA بدن ریبوزوم ها را تشکیل می دهند.

3) آنزیمی: کاتالیزور شیمیایی. واکنش ها توسط هر آنزیمی انجام می شود - یک پروتئین، اما بسیار خاص.

4) انتقال: انتقال O 2 و هورمون ها در بدن حیوانات و انسان.

5) تنظیمی: پروتئین ها اگر هورمون باشند می توانند عملکرد تنظیمی داشته باشند. به عنوان مثال، انسولین (هورمونی که از عملکرد لوزالمعده حمایت می کند) جذب مولکول های گلوکز توسط سلول ها و تجزیه یا ذخیره آنها در داخل سلول را فعال می کند. با کمبود انسولین، گلوکز در خون تجمع می یابد و دیابت ایجاد می شود.

6) محافظ: هنگامی که اجسام خارجی وارد بدن می شوند، پروتئین های محافظ تولید می شوند - آنتی بادی هایی که به اجسام خارجی متصل می شوند، فعالیت حیاتی آنها را ترکیب و سرکوب می کنند. این مکانیسم مقاومت بدن را مصونیت می گویند.

7) انرژی: با کمبود کربوهیدرات ها و چربی ها، مولکول های اسید آمینه را می توان اکسید کرد.

مفهوم "زندگی". علائم اصلی موجودات زنده: تغذیه، تنفس، دفع، تحریک پذیری، تحرک، تولید مثل، رشد و نمو.

زیست شناسی- علم پیدایش و توسعه موجودات زنده، ساختار آنها، اشکال سازماندهی و روشهای فعالیت. در حال حاضر بیش از 50 علم در مجموعه دانش زیستی وجود دارد که از جمله آنها می توان به گیاه شناسی، جانورشناسی، آناتومی، ریخت شناسی، بیوفیزیک، بیوشیمی، اکولوژی و غیره اشاره کرد. این تنوع رشته های علمی با پیچیدگی موضوع مطالعه توضیح داده می شود - ماده زنده.

از این منظر، درک اینکه چه معیارهایی زیربنای تقسیم ماده به زنده و غیر زنده است، اهمیت ویژه ای دارد.

در زیست شناسی کلاسیک، دو موضع متضاد با هم رقابت کردند و جوهر موجودات زنده را به روش های اساسی متفاوت توضیح دادند - تقلیل گرایی و حیات گرایی

حامیان تقلیل گراییاعتقاد بر این بود که تمام فرآیندهای حیات موجودات را می توان به مجموعه ای از واکنش های شیمیایی خاص تقلیل داد. مدت، اصطلاح "تقلیل گرایی"از کلمه لاتین redaction می آید - به عقب برگشتن، بازگشت. ایده های بیولوژیکی تقلیل گراییبر ایده‌های ماتریالیسم مکانیستی مبتذل تکیه می‌کرد که در فلسفه قرن‌های 17 و 18 رایج‌تر شد. ماتریالیسم مکانیکی تمام فرآیندهای رخ داده در طبیعت را از دیدگاه قوانین مکانیک کلاسیک توضیح داد. انطباق موقعیت ماتریالیستی مکانیکی با شناخت زیستی منجر به شکل گیری بیولوژیک شد. تقلیل گراییاز نقطه نظر علم طبیعی مدرن، تبیین تقلیل گرایانه را نمی توان رضایت بخش تلقی کرد، زیرا جوهر موجودات زنده را از بین می برد. بیشترین توزیع را دارد تقلیل گراییدر قرن 18 دریافت شد.

نقطه مقابل تقلیل گرایی است حیات گرایی، که حامیان آن ویژگی موجودات زنده را با وجود یک نیروی حیاتی خاص در آنها توضیح می دهند. مدت، اصطلاح "زندگی گرایی"از کلمه لاتین vita - زندگی گرفته شده است. مبنای فلسفی حیات گرایی ایده آلیسم است. ویتالیسم ویژگی ها و مکانیسم های عملکرد موجودات زنده را توضیح نداد و تمام تفاوت های موجود بین آلی و معدنی را به عمل یک "نیروی حیاتی" مرموز و ناشناخته تقلیل داد.

زیست شناسی مدرن ویژگی های اصلی موجودات زنده را به شرح زیر می داند:

1) متابولیسم مستقل،

2) تحریک پذیری

4) توانایی تولید مثل،

5) تحرک،

6) سازگاری با محیط

بر اساس مجموع این خواص، موجودات زنده با موجودات غیر زنده تفاوت دارند. سیستم های بیولوژیکی- اینها سیستم های باز کل نگر هستند که دائماً ماده، انرژی، اطلاعات را با محیط مبادله می کنند و قادر به خودسازماندهی هستند. سیستم های زنده به طور فعال به تغییرات محیطی پاسخ می دهند و با شرایط جدید سازگار می شوند. برخی از کیفیت‌های موجودات زنده نیز ممکن است ذاتی در سیستم‌های معدنی باشند، اما هیچ یک از سیستم‌های معدنی دارای کلیت ویژگی‌های ذکر شده نیستند.

اشکال انتقالی وجود دارد که برای مثال خواص زنده و غیرزنده را ترکیب می کند ویروس هاکلمه "ویروس"مشتق شده از ویروس لاتین - سم. ویروس هادر سال 1892 توسط دانشمند روسی D. Ivanovsky کشف شد. از یک طرف، آنها از پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک تشکیل شده اند و قادر به تولید مثل خود هستند، یعنی. دارای نشانه هایی از موجودات زنده هستند، اما از طرف دیگر، در خارج از یک موجود زنده یا سلول، نشانه هایی از موجودات زنده نشان نمی دهند - آنها متابولیسم خود را ندارند، به محرک ها واکنش نشان نمی دهند و قادر به رشد و تولید مثل نیستند.

همه موجودات زنده روی زمین ترکیب بیوشیمیایی یکسانی دارند: 20 اسید آمینه، 5 پایه نیتروژنی، گلوکز، چربی. شیمی آلی مدرن بیش از 100 اسید آمینه می شناسد. ظاهراً چنین تعداد کمی از ترکیبات که همه موجودات زنده را تشکیل می دهند، نتیجه انتخابی است که در مرحله تکامل پیش زیستی رخ داده است. پروتئین هایی که سیستم های زنده را تشکیل می دهند، ترکیبات آلی با مولکولی بالا هستند. در هر پروتئین خاص، ترتیب اسیدهای آمینه همیشه یکسان است. بیشتر پروتئین ها به عنوان آنزیم عمل می کنند - کاتالیزور برای واکنش های شیمیایی که در سیستم های زنده رخ می دهد.

یکی از دستاوردهای مهم زیست شناسی کلاسیک ایجاد نظریه ساختار سلولی موجودات زنده بود. در مجموعه دانش بیولوژیکی مدرن، رشته جداگانه ای وجود دارد که به مطالعه سلول ها می پردازد - سیتولوژی

مفهوم "سلول" توسط گیاه شناس انگلیسی آر. هوک در سال 1665 وارد استفاده علمی شد. او با بررسی محیط چوب پنبه خشک، سلول ها یا اتاقک های زیادی را کشف کرد که آنها را سلول نامید. با این حال، دو قرن از لحظه این کشف تا ایجاد نظریه سلولی می گذرد.

در سال 1837، M. Schleiden، گیاه شناس آلمانی، نظریه ای در مورد تشکیل سلول های گیاهی ارائه کرد. به گفته شلایدن، هسته سلولی نقش مهمی در تولید مثل و رشد سلول ها دارد که وجود آن در سال 1831 توسط R. Brown ایجاد شد.

در سال 1839، هموطن M. Schleiden، آناتومیست T. Schwann، بر اساس داده های تجربی و نتیجه گیری های نظری، یک نظریه سلولی در مورد ساختار موجودات زنده ایجاد کرد. ایجاد نظریه سلولی در اواسط قرن نوزدهم گام مهمی در ایجاد زیست شناسی به عنوان یک رشته علمی مستقل بود.

اصول اولیه تئوری سلولی

1. سلول یک واحد بیولوژیکی ابتدایی، پایه ساختاری و عملکردی همه موجودات زنده است.

2. سلول متابولیسم مستقل را انجام می دهد، قادر به تقسیم و خود تنظیمی است.

3. تشکیل سلول های جدید از مواد غیر سلولی غیرممکن است؛ تولید مثل سلولی تنها از طریق تقسیم سلولی اتفاق می افتد.

نظریه سلولی ساختار موجودات زنده به استدلال قانع کننده ای در حمایت از ایده وحدت منشأ حیات در زمین تبدیل شده است و تأثیر قابل توجهی در شکل گیری تصویر علمی مدرن از جهان داشته است.

موادی مانند ماسه، خاک رس، مواد معدنی مختلف، آب، اکسیدهای کربن، اسید کربنیک، نمک های آن و سایر مواردی که در «طبیعت بی جان» یافت می شوند، مواد معدنی یا معدنی نامیده می شوند.

از حدود یکصد عنصر شیمیایی موجود در پوسته زمین، فقط شانزده عنصر برای حیات ضروری است و چهار عنصر از آنها - هیدروژن (H)، کربن (C)، اکسیژن (O) و نیتروژن (N) رایج ترین عناصر موجود در زندگی هستند. موجودات زنده و 99 درصد از جرم موجودات زنده را تشکیل می دهند. اهمیت بیولوژیکی این عناصر با ظرفیت آنها (1، 2، 3، 4) و توانایی تشکیل پیوندهای کووالانسی قوی، که قوی تر از پیوندهای تشکیل شده توسط عناصر دیگر با همان ظرفیت است، مرتبط است. مهم‌ترین یون‌های فسفر (P)، گوگرد (S)، سدیم، منیزیم، کلر، پتاسیم و یون‌های کلسیم (Na, Mg, Cl, K, Ca) هستند. آهن (Fe)، کبالت (Co)، مس (Cu)، روی (Zn)، بور (B)، آلومینیوم (Al)، سیلیکون (Si)، وانادیم (V)، مولیبدن (Mo)، ید (I) منگنز (Mn).

همه عناصر شیمیایی به شکل یون یا به عنوان بخشی از ترکیبات خاص در ساخت بدن شرکت می کنند. به عنوان مثال، کربن، هیدروژن و اکسیژن در کربوهیدرات ها و چربی ها یافت می شوند. در ترکیب پروتئین ها، نیتروژن و گوگرد به آنها اضافه می شود، در ترکیب اسیدهای نوکلئیک - نیتروژن، فسفر، آهن، که در ساخت مولکول هموگلوبین نقش دارند. منیزیم در کلروفیل یافت می شود. مس در برخی از آنزیم های اکسیداتیو یافت می شود. ید در مولکول تیروکسین (هورمون تیروئید) موجود است. سدیم و پتاسیم بار الکتریکی را بر روی غشای سلول های عصبی و رشته های عصبی ایجاد می کنند. روی در مولکول هورمون پانکراس - انسولین گنجانده شده است. کبالت در ویتامین B12 یافت می شود.

ترکیبات نیتروژن، فسفر، کلسیم و سایر مواد معدنی به عنوان منبع مصالح ساختمانی برای سنتز مولکول‌های آلی (اسیدهای آمینه، پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک و غیره) عمل می‌کنند و بخشی از تعدادی از ساختارهای پشتیبان سلول و ارگانیسم هستند. . برخی از یون های معدنی (به عنوان مثال یون های کلسیم و منیزیم) فعال کننده ها و اجزای بسیاری از آنزیم ها، هورمون ها و ویتامین ها هستند. با کمبود این یون ها، فرآیندهای حیاتی در سلول مختل می شود.

اسیدهای معدنی و نمک های آنها عملکردهای مهمی را در موجودات زنده انجام می دهند. اسید کلریدریک بخشی از شیره معده حیوانات و انسان است و فرآیند هضم پروتئین های غذا را تسریع می کند. بقایای اسید سولفوریک، با پیوستن به مواد خارجی نامحلول در آب، به آنها حلالیت می دهد و حذف آنها از بدن را تسهیل می کند. نمک های غیر آلی سدیم و پتاسیم اسیدهای نیتروژن و فسفریک به عنوان اجزای مهم تغذیه معدنی گیاهان هستند و به عنوان کود به خاک اضافه می شوند. نمک های کلسیم و فسفر بخشی از بافت استخوانی حیوانات هستند. دی اکسید کربن (CO2) به طور مداوم در طبیعت در طی اکسیداسیون مواد آلی (بقایای گیاهی و حیوانی پوسیده، تنفس، احتراق سوخت) در مقادیر زیاد تشکیل می شود، از شکاف های آتشفشانی و از آب چشمه های معدنی آزاد می شود.

آب یک ماده بسیار رایج در زمین است. تقریباً سطح کره زمین پوشیده از آب است و اقیانوس ها و دریاها را تشکیل می دهد. رودخانه ها، دریاچه ها. مقدار زیادی آب به صورت بخار گازی در جو وجود دارد. در تمام طول سال به صورت توده های عظیم برف و یخ بر روی قله های کوه های مرتفع قرار دارد و در کشورهای قطبی در روده های زمین نیز آبی وجود دارد که در خاک و سنگ ها نفوذ می کند.

آب در زندگی گیاهان، حیوانات و انسان بسیار مهم است. بر اساس ایده های مدرن، منشاء حیات با دریا مرتبط است. در هر موجودی، آب محیطی است که در آن فرآیندهای شیمیایی انجام می شود که حیات موجودات را تضمین می کند. علاوه بر این، خود در تعدادی از واکنش های بیوشیمیایی شرکت می کند.

خواص شیمیایی و فیزیکی آب کاملاً غیرعادی است و عمدتاً با اندازه کوچک مولکول های آن، با قطبیت مولکول های آن و توانایی آنها در ارتباط با یکدیگر از طریق پیوندهای هیدروژنی مرتبط است.

بیایید اهمیت بیولوژیکی آب را در نظر بگیریم. آب - عالی حلالبرای مواد قطبی اینها شامل ترکیبات یونی مانند نمک ها می شود که در آنها ذرات باردار (یون ها) در آب هنگام حل شدن ماده جدا می شوند (از یکدیگر جدا می شوند) و همچنین برخی از ترکیبات غیر یونی مانند قندها و الکل های ساده که حاوی باردار هستند. مولکولها گروههای (قطبی) (در قندها و الکلها اینها گروههای OH هستند). هنگامی که یک ماده وارد محلول می شود، مولکول ها یا یون های آن می توانند آزادانه تر حرکت کنند و بر این اساس، واکنش پذیری آن افزایش می یابد. به همین دلیل، بیشتر واکنش های شیمیایی در یک سلول در محلول های آبی رخ می دهد. مواد غیر قطبی، مانند لیپیدها، با آب مخلوط نمی شوند و بنابراین می توانند محلول های آبی را به بخش های جداگانه جدا کنند، همانطور که غشاء آنها را جدا می کند. قسمت‌های غیر قطبی مولکول‌ها توسط آب دفع می‌شوند و در حضور آن به یکدیگر جذب می‌شوند، مثلاً زمانی که قطرات نفت به قطرات بزرگ‌تر ادغام می‌شوند. به عبارت دیگر، مولکول های غیرقطبی آبگریز هستند. چنین فعل و انفعالات آبگریز نقش مهمی در تضمین پایداری غشاها و همچنین بسیاری از مولکول های پروتئین و اسیدهای نوکلئیک دارند. خواص ذاتی آب به عنوان یک حلال همچنین به این معنی است که آب به عنوان وسیله ای برای انتقال مواد مختلف عمل می کند. این نقش را در خون، در سیستم لنفاوی و دفعی، در دستگاه گوارش و در آبکش و آوند چوبی گیاهان انجام می دهد.

آب عالی داره ظرفیت گرمایی.این بدان معنی است که افزایش قابل توجه انرژی حرارتی باعث افزایش نسبتاً کمی در دمای آن می شود. این پدیده با این واقعیت توضیح داده می شود که بخش قابل توجهی از این انرژی صرف شکستن پیوندهای هیدروژنی می شود که تحرک مولکول های آب را محدود می کند، یعنی برای غلبه بر چسبندگی آن. ظرفیت گرمایی بالای آب تغییرات دمایی را که در آن اتفاق می افتد به حداقل می رساند. به همین دلیل، فرآیندهای بیوشیمیایی در محدوده دمایی کوچک‌تر و با سرعت ثابت‌تری اتفاق می‌افتند و خطر اختلال در این فرآیندها از انحرافات ناگهانی دما، آنها را با شدت کمتری تهدید می‌کند. آب به عنوان زیستگاه بسیاری از سلول ها و ارگانیسم ها عمل می کند که با ثبات نسبتاً قابل توجهی از شرایط مشخص می شود.

آب با بزرگ مشخص می شود گرمای تبخیر. گرمای نهان تبخیر (یا گرمای نهان نسبی تبخیر) اندازه‌گیری مقدار انرژی حرارتی است که باید به مایع منتقل شود تا به بخار تبدیل شود، یعنی بر نیروهای انسجام مولکولی در مایع غلبه کند. مایع تبخیر آب به مقدار قابل توجهی انرژی نیاز دارد. این با وجود پیوندهای هیدروژنی بین مولکول های آب توضیح داده می شود. به همین دلیل است که نقطه جوش آب، ماده ای با چنین مولکول های کوچک، به طور غیرعادی بالا است.

انرژی مورد نیاز برای تبخیر مولکول های آب از محیط آنها می آید. بنابراین تبخیر با سرد شدن همراه است. این پدیده در حیوانات هنگام تعریق، در هنگام تنگی نفس حرارتی در پستانداران یا در برخی از خزندگان (مثلاً کروکودیل ها) که با دهان باز در آفتاب می نشینند استفاده می شود. همچنین ممکن است نقش مهمی در خنک کردن برگ‌های در حال تعرق داشته باشد. گرمای نهان همجوشی (یا گرمای نهان نسبی همجوشی) معیاری از انرژی حرارتی مورد نیاز برای ذوب یک جامد (یخ) است. آب برای ذوب (ذوب شدن) به انرژی نسبتاً زیادی نیاز دارد. عکس آن نیز صادق است: وقتی آب یخ می زند، باید مقدار زیادی انرژی حرارتی آزاد کند. این امر احتمال انجماد محتویات سلولی و مایع اطراف را کاهش می دهد. کریستال های یخ زمانی که در داخل سلول ها تشکیل می شوند برای موجودات زنده مضر هستند.

آب تنها ماده ای است که بیشتر دارد تراکم،نسبت به جامد. از آنجایی که یخ در آب شناور است، زمانی که ابتدا روی سطح خود یخ می زند و در نهایت در لایه های پایینی یخ می زند، تشکیل می شود. اگر انجماد حوضچه ها به ترتیب معکوس، از پایین به بالا رخ می داد، در مناطقی با آب و هوای معتدل یا سرد، زندگی در بدنه های آب شیرین به هیچ وجه نمی توانست وجود داشته باشد. یخ مانند یک پتو ستون آب را می پوشاند که شانس زنده ماندن موجودات زنده در آن را افزایش می دهد. این امر در آب و هوای سرد و در فصول سرد اهمیت دارد، اما بدون شک در عصر یخبندان نقش مهمی را ایفا کرد. یخ با قرار گرفتن در سطح، سریعتر آب می شود. این واقعیت که لایه های آبی که دمای آنها به زیر 4 درجه رسیده است به سمت بالا بالا می روند باعث حرکت آنها در حجم های بزرگ آبی می شود. مواد مغذی موجود در آن همراه با آب در گردش هستند، به همین دلیل بدنه های آبی توسط موجودات زنده تا اعماق زیاد پر می شوند.

آب بزرگی دارد کشش سطحی و انسجام. انسجام- این چسبندگی مولکول های یک جسم فیزیکی به یکدیگر تحت تأثیر نیروهای جاذبه است. کشش سطحی روی سطح مایع وجود دارد - نتیجه نیروهای منسجمی که بین مولکول ها به سمت داخل عمل می کنند. به دلیل کشش سطحی، مایع به شکلی تمایل دارد که سطح آن حداقل باشد (در حالت ایده آل، یک شکل کروی). در بین تمام مایعات، آب بیشترین کشش سطحی را دارد. ویژگی انسجام قابل توجه مولکول های آب نقش مهمی در سلول های زنده و همچنین در حرکت آب از طریق آوندهای آوند چوبی در گیاهان دارد. بسیاری از ارگانیسم‌های کوچک از کشش سطحی سود می‌برند: به آن‌ها اجازه می‌دهد روی آب شناور شوند یا روی سطح آن سر بخورند.

اهمیت بیولوژیکی آب نیز با این واقعیت مشخص می شود که یکی از متابولیت های ضروری است، یعنی در واکنش های متابولیک شرکت می کند. به عنوان مثال از آب به عنوان منبع هیدروژن در فرآیند فتوسنتز استفاده می شود و همچنین در واکنش های هیدرولیز شرکت می کند.

نقش آب برای موجودات زنده به ویژه در این واقعیت منعکس می شود که یکی از عوامل اصلی انتخاب طبیعی که بر گونه زایی تأثیر می گذارد کمبود آب است (محدود کردن توزیع برخی از گیاهان با گامت های متحرک). همه موجودات زمینی برای به دست آوردن و حفظ آب سازگار هستند. در تظاهرات شدید آنها - در خشکی ها، در حیوانات بیابانی و غیره. به نظر می رسد این نوع سازگاری یک معجزه واقعی از نبوغ طبیعت است.

عملکرد بیولوژیکی آب:

در همه موجودات:

1) حفظ ساختار را تضمین می کند (مقدار بالای آب در پروتوپلاسم). 2) به عنوان یک حلال و واسطه برای انتشار عمل می کند. 3) در واکنش های هیدرولیز شرکت می کند. 4) به عنوان محیطی عمل می کند که در آن لقاح رخ می دهد.

5) پراکندگی دانه ها، گامت ها و مراحل لاروی موجودات آبزی و همچنین بذر برخی از گیاهان خشکی مانند نخل نارگیل را تضمین می کند.

در گیاهان:

1) اسمز و تورژیتی را تعیین می کند (که چیزهای زیادی به آن بستگی دارد: رشد (بزرگ شدن سلول ها)، حفظ ساختار، حرکت روزنه ها و غیره). 2) در فتوسنتز شرکت می کند. 3) انتقال یون های معدنی و مولکول های آلی را فراهم می کند. 4) جوانه زنی بذر را تضمین می کند - تورم، پارگی پوشش بذر و توسعه بیشتر.

در حیوانات:

1) حمل و نقل مواد را فراهم می کند.

2) تنظیم اسمزی را تعیین می کند.

3) خنک کننده بدن (تعریق، تنگی نفس حرارتی) را تقویت می کند.

4) به عنوان یکی از اجزای روانکاری، به عنوان مثال در مفاصل، عمل می کند.

5) دارای عملکردهای حمایتی (اسکلت هیدرواستاتیک) است.

6) عملکرد محافظتی را انجام می دهد، به عنوان مثال در مایع اشک آور و مخاط.

7) مهاجرت (جریان های دریایی) را ترویج می کند.



عملکردهای دفعی توسط دستگاه گوارش انجام می شود. اندام های تنفسی خارجی؛ غدد عرق، چربی، اشکی، پستانی و سایر غدد و همچنین کلیه ها (شکل 1.14) که با کمک آنها محصولات پوسیدگی از بدن خارج می شوند.

برنج. 1.14.

یکی از اعضای مهم دستگاه دفع، کلیه ها هستند که مستقیماً در تنظیم متابولیسم آب و مواد معدنی نقش دارند، تعادل اسید و باز (تعادل) را در بدن تضمین می کنند و مواد فعال بیولوژیکی مانند رنین را تشکیل می دهند که بر فشار خون تأثیر می گذارد. سطوح

ساختار شیمیایی بدن انسان

بدن انسان حاوی مواد آلی و معدنی است. آب 60 درصد وزن بدن را تشکیل می دهد و مواد معدنی به طور متوسط ​​4 درصد وزن بدن را تشکیل می دهد. مواد آلی عمدتاً توسط پروتئین ها (18٪)، چربی ها (15٪)، کربوهیدرات ها (2-3٪) نشان داده می شوند. تمام مواد بدن و همچنین طبیعت بی جان از اتم های عناصر شیمیایی مختلف ساخته شده اند.

از 110 عنصر شیمیایی شناخته شده، بدن انسان عمدتا حاوی 24 عنصر است (جدول 1.2). عناصر شیمیایی بسته به مقدار آنها در بدن به عناصر اساسی، ماکرو، میکرو و فوق میکرو تقسیم می شوند.

توجه داشته باشید که تک تک عناصر شیمیایی در اندام ها و بافت های مختلف بدن انسان به طور ناموزون تجمع می یابند. به عنوان مثال، بافت استخوانی کلسیم و فسفر، خون - آهن، غده تیروئید - ید، کبد - مس، پوست - استرانسیوم و غیره را جمع می کند.

ترکیب کمی و کیفی عناصر شیمیایی بدن هم به عوامل محیطی خارجی (تغذیه، اکولوژی و غیره) و هم به عملکرد اندام های فردی بستگی دارد.

درشت مغذی هاو اهمیت آنها در بدن با این واقعیت تعیین می شود که آنها برای اجرای بسیاری از بیولوژیکی ضروری هستند

جدول 1.2

عناصر شیمیایی که بدن انسان را تشکیل می دهند

(به گفته N.I. Volkov)

	عنصر شیمیایی
پایه ای	اکسیژن (O)		مجموع 99.9%
عناصر	کربن (C)
	هیدروژن (H) نیتروژن (N)
درشت مغذی ها	کلسیم (Ca)
	فسفر (P)
	سدیم (Na)
	منیزیم (Mg)
میکرو و اولترا
ریز عناصر	فلوئور (F) سیلیکون (Si) وانادیم (V) کروم (Cr) منگنز (Mn) آهن (Fe) کبالت (Co) مس (Cu) روی (Zn) سلنیوم (Se)
	مولیبدن (Mo) ید (J)

فرآیندهای شیمیایی آنها عوامل تغذیه ای ضروری هستند، زیرا در بدن تولید نمی شوند. محتوای مواد معدنی نسبتا کم است (4-10 درصد وزن خشک بدن) و به وضعیت عملکردی بدن، سن، وضعیت تغذیه و شرایط محیطی بستگی دارد.

کلسیمدر بدن انسان 40 درصد از کل کل مواد معدنی را تشکیل می دهد. این بخشی از دندان ها و استخوان ها است و به آنها قدرت می بخشد. کاهش جریان کلسیم به بافت های بدن منجر به آزاد شدن آن از استخوان ها می شود که باعث کاهش قدرت آنها (پوکی استخوان) و همچنین اختلال در عملکرد سیستم عصبی، گردش خون، از جمله فعالیت ماهیچه ها می شود.

فسفر 22 درصد از کل مواد معدنی را تشکیل می دهد. حدود 80 درصد از مقدار آن در بافت ها به صورت فسفات کلسیم یافت می شود. فسفر نقش مهمی در فرآیندهای تشکیل انرژی ایفا می کند، زیرا به شکل بقایای اسید فسفریک در ترکیب منابع انرژی - ATP، ADP، CrP، نوکلئوتیدهای مختلف و همچنین در ترکیب حامل های هیدروژن و برخی از آنها گنجانده شده است. محصولات متابولیک

سدیم و پتاسیمدر تمام بافت ها و مایعات بدن یافت می شود. پتاسیم عمدتا در داخل سلول ها، سدیم - در فضای خارج سلولی است. هر دو در هدایت تکانه‌های عصبی، تحریک بافت، ایجاد فشار خون اسمزی (یون‌های فعال اسمزی)، حفظ تعادل اسید و باز نقش دارند و همچنین بر فعالیت آنزیم‌های Naf، Kf، ATPase تأثیر می‌گذارند. این عناصر تبادل آب را در بدن تنظیم می‌کنند: یون‌های سدیم آب را در بافت‌ها حفظ می‌کنند و باعث تورم پروتئین‌ها (تشکیل کلوئید) می‌شوند که منجر به ادم می‌شود. برعکس یون های پتاسیم باعث افزایش دفع سدیم و آب از بدن می شود. کمبود سدیم و پتاسیم در بدن باعث اختلال در سیستم عصبی مرکزی، دستگاه انقباض ماهیچه ای، سیستم قلبی عروقی و گوارشی می شود که منجر به کاهش عملکرد بدنی می شود.

منیزیمدر بافت های بدن نسبت معینی با کلسیم دارد. این بر متابولیسم انرژی، سنتز پروتئین تأثیر می گذارد، زیرا فعال کننده بسیاری از آنزیم ها است که به نام کینازهاو عملکرد انتقال یک گروه فسفات از یک مولکول ATP به بسترهای مختلف را انجام دهد. منیزیم همچنین بر تحریک پذیری عضلات تأثیر می گذارد و به حذف کلسترول از بدن کمک می کند.

کمبود آن منجر به افزایش تحریک پذیری عصبی عضلانی، بروز گرفتگی و ضعف عضلانی می شود.

کلربه مواد فعال اسمزی اشاره دارد و در تنظیم فشار اسمزی و متابولیسم آب سلول های بدن نقش دارد که برای تشکیل اسید هیدروکلریک (HC1) - یک جزء ضروری شیره معده - استفاده می شود. کمبود کلر در بدن می تواند منجر به کاهش فشار خون، انفارکتوس میوکارد و ایجاد خستگی، تحریک پذیری و خواب آلودگی شود.

میکرو و فوق میکرو عناصر اهننقش بسیار مهمی در فرآیندهای تشکیل انرژی هوازی در بدن دارد. این بخشی از پروتئین های هموگلوبین و میوگلوبین است که 0 2 و CO 2 را در بدن حمل می کند و همچنین سیتوکروم ها - اجزای زنجیره تنفسی که در آن فرآیندهای اکسیداسیون بیولوژیکی و تشکیل LTP رخ می دهد. کمبود آهن در بدن منجر به اختلال در تشکیل هموگلوبین و کاهش غلظت آن در خون می شود. این می تواند منجر به ایجاد کم خونی فقر آهن، کاهش ظرفیت اکسیژن خون و کاهش شدید عملکرد فیزیکی شود.

فلز رویبخشی از بسیاری از آنزیم های متابولیسم انرژی و همچنین آنزیم های کربنیک انیدراز است که تبادل H 2 CO 3 و لاکتات دهیدروژناز را کاتالیز می کند که تجزیه اکسیداتیو اسید لاکتیک را تنظیم می کند. در ایجاد ساختار فعال پروتئین انسولین - هورمون پانکراس شرکت می کند و اثر هورمون های هیپوفیز (گنادوتروپیک) و غدد جنسی (تستوسترون، استروژن) را بر فرآیندهای سنتز پروتئین افزایش می دهد. کمبود روی می تواند منجر به تضعیف ایمنی، از دست دادن اشتها و کندتر شدن روند رشد شود.

فلز مسرشد بدن را تقویت می کند، فرآیندهای خونساز را افزایش می دهد، بر سرعت اکسیداسیون گلوکز و تجزیه گلیکوژن تأثیر می گذارد. این بخشی از آنزیم های زنجیره تنفسی است، فعالیت لیپاز، پپسین و سایر آنزیم ها را افزایش می دهد.

منگنز, کبالت, کرومتوسط بدن به عنوان فعال کننده بسیاری از آنزیم ها استفاده می شود که در متابولیسم کربوهیدرات ها، پروتئین ها، لیپیدها، سنتز کلسترول شرکت می کنند، بر فرآیندهای خون سازی تأثیر می گذارند و دفاع بدن را افزایش می دهند. کروم همچنین سنتز پروتئین را افزایش می دهد و اثر آنابولیک از خود نشان می دهد. منگنز در سنتز ویتامین C نقش دارد که برای ورزشکاران بسیار مهم است.

یدبرای ساخت هورمون های تیروئید - تیروکسین و مشتقات آن ضروری است. کمبود آن در بدن منجر به بیماری های غده تیروئید (گواتر آندمیک) می شود: 150 میکروگرم نیاز روزانه بدن به ید را برطرف می کند.

فلوئوربخشی از مینا و عاج دندان است. بیش از حد آن فرآیندهای تنفس بافتی و اکسیداسیون اسیدهای چرب را سرکوب می کند. فلوراید ناکافی باعث بیماری دندان (پوسیدگی) و بیش از حد باعث لکه شدن مینای دندان (فلوروزیس) می شود.

سلنیومدارای اثر آنتی اکسیدانی است، به عنوان مثال. سلول ها را از پراکسیداسیون بیش از حد لیپیدی محافظت می کند که منجر به تجمع پراکسیدهای هیدروژن مضر در بافت ها می شود. آخرین تحقیقات حاکی از آن است که سلنیوم سیستم ایمنی بدن را تقویت کرده و از بروز سلول های سرطانی جلوگیری می کند و در انتقال اطلاعات ژنتیکی نقش دارد.

مواد معدنی ترکیبات شیمیایی هستند که بر خلاف مواد آلی، کربن ندارند (به جز سیانیدها، کاربیدها، کربناتها و برخی دیگر از ترکیبات که به طور سنتی متعلق به این گروه هستند).

طبقه بندی مواد معدنی به شرح زیر است. مواد ساده وجود دارد: نافلزات (H2، N2، O2)، فلزات (Na، Zn، Fe)، مواد ساده آمفوتریک (Mn، Zn، Al)، گازهای نجیب (Xe، He، Rn) و مواد پیچیده: اکسیدها (H2O). CO2، P2O5)؛ هیدروکسیدها (Ca(OH)2، H2SO4)؛ نمک ها (CuSO4، NaCl، KNO3، Ca3(PO4)2) و ترکیبات دوتایی.

مولکول های مواد ساده (تک عنصری) فقط از اتم های یک نوع (یک) خاص (عنصر) تشکیل شده اند. آنها در واکنش های شیمیایی تجزیه نمی شوند و قادر به تشکیل مواد دیگر نیستند. مواد ساده به نوبه خود به فلزات و غیر فلزات تقسیم می شوند. به دلیل توانایی مواد ساده برای نشان دادن خواص دوگانه، مرز مشخصی بین آنها وجود ندارد. برخی از عناصر به طور همزمان خواص فلزات و غیر فلزات را نشان می دهند. به آنها آمفوتریک می گویند.

گازهای نجیب دسته جداگانه ای از مواد معدنی هستند. آنها در میان دیگران با اصالت خاص خود برجسته می شوند. VIIIA-گروه ها.

توانایی برخی از عناصر برای تشکیل چندین عنصر ساده که از نظر ساختار و خواص متفاوت هستند، آلوتروپی نامیده می شود. به عنوان مثال می توان به عناصر C، کاربین تشکیل دهنده الماس و گرافیت اشاره کرد. O - ازن و اکسیژن؛ R - سفید، قرمز، سیاه و دیگران. این پدیده به دلیل تعداد متفاوت اتم ها در مولکول و به دلیل توانایی اتم ها در تشکیل اشکال کریستالی مختلف امکان پذیر است.

علاوه بر موارد ساده، طبقات اصلی مواد معدنی شامل ترکیبات پیچیده است. مواد پیچیده (دو یا چند عنصری) به معنای ترکیبات عناصر شیمیایی است. مولکول های آنها از انواع مختلفی از اتم ها (عناصر مختلف) تشکیل شده است. هنگامی که در واکنش های شیمیایی تجزیه می شوند، چندین ماده دیگر را تشکیل می دهند. آنها به پایه و نمک تقسیم می شوند.

در بازها، اتم های فلز به گروه های هیدروکسیل (یا یک گروه) متصل می شوند. این ترکیبات به دو دسته محلول (قلیایی) و نامحلول در آب تقسیم می شوند.

اکسیدها از دو عنصر تشکیل شده اند که یکی از آنها لزوماً اکسیژن است. آنها غیر نمک ساز و نمک زا هستند.

هیدروکسیدها موادی هستند که از برهمکنش (مستقیم یا غیر مستقیم) با آب تشکیل می شوند. اینها عبارتند از: بازها (Al(OH)3، Ca(OH)2)، اسیدها (HCl، H2SO4، HNO3، H3PO4)، (Al(OH)3، Zn(OH)2). هنگامی که انواع مختلف هیدروکسیدها با یکدیگر تعامل دارند، نمک های حاوی اکسیژن تشکیل می شوند.

نمک ها به نمک های متوسط ​​تقسیم می شوند (شامل کاتیون ها و آنیون ها - Ca3(PO4)2، Na2SO4). اسیدی (حاوی اتم های هیدروژن در باقی مانده اسیدی است که می تواند با کاتیون های -NaHSO3، CaHPO4 جایگزین شود)، بازی (حاوی یک گروه هیدروکسو یا اکسو - Cu2CO3(OH)2)؛ نمک های مضاعف (حاوی دو کاتیون شیمیایی مختلف) و/یا مجتمع (حاوی دو باقیمانده اسیدی مختلف) (CaMg(CO3)2، K3).

ترکیبات دوتایی (کلاس نسبتاً بزرگی از مواد) به اسیدهای بدون اکسیژن (H2S، HCl) تقسیم می شوند. نمک های بدون اکسیژن (CaF2، NaCl) و سایر ترکیبات (CaC2، AlH3، CS2).

مواد معدنی اسکلت کربنی ندارند که اساس ترکیبات آلی است.

بدن انسان دارای هر دو (34٪) و ترکیبات معدنی است. دومی شامل اول از همه، آب (60٪) و نمک های کلسیم است که اسکلت انسان عمدتاً از آنها تشکیل شده است.

مواد معدنی در بدن انسان توسط 22 عنصر شیمیایی نشان داده می شود. بیشتر آنها فلزی هستند. بسته به غلظت عناصر در بدن، آنها را عناصر میکرو (که محتوای آنها در بدن بیش از 0.005٪ وزن بدن نیست) و درشت عناصر نامیده می شود. ریز عناصر ضروری برای بدن عبارتند از: ید، آهن، مس، روی، منگنز، مولیبدن، کبالت، کروم، سلنیوم و فلوئور. دریافت آنها از غذا به بدن برای عملکرد طبیعی آن ضروری است. عناصر درشت مانند کلسیم، فسفر و کلر اساس بسیاری از بافت ها هستند.