عناصر شیمیایی در بدن انسان مواد آلی و معدنی

همانطور که می دانید، همه مواد را می توان به دو دسته بزرگ - معدنی و آلی تقسیم کرد. شما می توانید تعداد زیادی نمونه از مواد معدنی یا معدنی را ارائه دهید: نمک، سودا، پتاسیم. اما چه نوع اتصالاتی در دسته دوم قرار می گیرند؟ مواد آلی در هر موجود زنده ای وجود دارد.

سنجاب ها

مهمترین مثال از مواد آلی پروتئین ها هستند. آنها حاوی نیتروژن، هیدروژن و اکسیژن هستند. علاوه بر اینها، گاهی اوقات اتم های گوگرد نیز در برخی پروتئین ها یافت می شود.

پروتئین ها یکی از مهم ترین ترکیبات آلی هستند و بیشتر در طبیعت یافت می شوند. برخلاف سایر ترکیبات، پروتئین ها دارای ویژگی های مشخصه خاصی هستند. خاصیت اصلی آنها وزن مولکولی عظیم آنهاست. به عنوان مثال، وزن مولکولی یک اتم الکل 46، بنزن 78، و هموگلوبین 152000 است. در مقایسه با مولکول های سایر مواد، پروتئین ها غول های واقعی هستند که هزاران اتم دارند. گاهی اوقات زیست شناسان آنها را ماکرومولکول می نامند.

پروتئین ها پیچیده ترین ساختارهای آلی هستند. آنها به کلاس پلیمرها تعلق دارند. اگر یک مولکول پلیمری را زیر میکروسکوپ بررسی کنید، می بینید که یک زنجیره متشکل از ساختارهای ساده تری است. آنها مونومر نامیده می شوند و در پلیمرها بارها تکرار می شوند.

علاوه بر پروتئین ها، تعداد زیادی پلیمر - لاستیک، سلولز و همچنین نشاسته معمولی وجود دارد. همچنین، بسیاری از پلیمرها توسط دست انسان ایجاد شد - نایلون، لاوسان، پلی اتیلن.

تشکیل پروتئین

پروتئین ها چگونه تشکیل می شوند؟ آنها نمونه ای از مواد آلی هستند که ترکیب آنها در موجودات زنده توسط کد ژنتیکی تعیین می شود. در سنتز آنها در اکثریت قریب به اتفاق موارد از ترکیبات مختلفی استفاده می شود

همچنین، زمانی که پروتئین در سلول شروع به فعالیت می کند، اسیدهای آمینه جدید می توانند تشکیل شوند. با این حال، فقط حاوی اسیدهای آمینه آلفا است. ساختار اولیه ماده توصیف شده توسط توالی بقایای اسید آمینه تعیین می شود. و در بیشتر موارد، هنگامی که یک پروتئین تشکیل می شود، زنجیره پلی پپتیدی به یک مارپیچ پیچیده می شود که پیچ های آن نزدیک به یکدیگر قرار دارند. در نتیجه تشکیل ترکیبات هیدروژنی، ساختار نسبتاً قوی دارد.

چربی ها

نمونه دیگری از مواد آلی چربی ها هستند. انسان انواع چربی ها را می شناسد: کره، گوشت گاو و روغن ماهی، روغن های گیاهی. چربی ها به مقدار زیاد در دانه های گیاه تشکیل می شوند. اگر یک دانه آفتابگردان پوست کنده را روی کاغذ قرار دهید و آن را فشار دهید، لکه روغنی روی برگه باقی می ماند.

کربوهیدرات ها

کربوهیدرات ها در طبیعت زنده اهمیت کمتری ندارند. آنها در تمام اندام های گیاهی یافت می شوند. کلاس کربوهیدرات شامل شکر، نشاسته و فیبر است. غده های سیب زمینی و میوه های موز سرشار از آنها هستند. تشخیص نشاسته در سیب زمینی بسیار آسان است. هنگام واکنش با ید، این کربوهیدرات آبی رنگ می شود. می توانید با ریختن کمی ید روی سیب زمینی بریده شده، این موضوع را تأیید کنید.

قندها نیز به راحتی قابل تشخیص هستند - همه آنها طعم شیرینی دارند. کربوهیدرات های زیادی از این دسته در میوه های انگور، هندوانه، خربزه و سیب یافت می شود. آنها نمونه هایی از مواد آلی هستند که در شرایط مصنوعی نیز تولید می شوند. به عنوان مثال، شکر از نیشکر استخراج می شود.

کربوهیدرات ها در طبیعت چگونه تشکیل می شوند؟ ساده ترین مثال فرآیند فتوسنتز است. کربوهیدرات ها مواد آلی هستند که دارای زنجیره ای از چندین اتم کربن هستند. آنها همچنین حاوی چندین گروه هیدروکسیل هستند. در طی فتوسنتز، قند معدنی از مونوکسید کربن و گوگرد تشکیل می شود.

سلولز

نمونه دیگری از مواد آلی فیبر است. بیشتر آن در دانه های پنبه و همچنین ساقه گیاهان و برگ های آنها یافت می شود. فیبر از پلیمرهای خطی تشکیل شده است که وزن مولکولی آن از 500 هزار تا 2 میلیون متغیر است.

در حالت خالص ماده ای است که بو، طعم و رنگ ندارد. در ساخت فیلم های عکاسی، سلفون و مواد منفجره استفاده می شود. فیبر توسط بدن انسان جذب نمی شود، اما بخشی ضروری از رژیم غذایی است، زیرا عملکرد معده و روده را تحریک می کند.

مواد آلی و معدنی

ما می‌توانیم مثال‌های زیادی از شکل‌گیری مواد آلی و دوم همیشه از مواد معدنی - غیر زنده‌ای که در اعماق زمین تشکیل می‌شوند، بیاوریم. آنها همچنین در سنگ های مختلف یافت می شوند.

در شرایط طبیعی، مواد معدنی در هنگام تخریب مواد معدنی یا مواد آلی تشکیل می شوند. از سوی دیگر، مواد آلی به طور مداوم از مواد معدنی تشکیل می شوند. به عنوان مثال، گیاهان آب را با ترکیبات محلول در آن جذب می کنند که متعاقباً از یک دسته به دسته دیگر منتقل می شوند. موجودات زنده عمدتاً از مواد آلی برای تغذیه استفاده می کنند.

دلایل تنوع

اغلب، دانش‌آموزان یا دانش‌آموزان باید به این سؤال پاسخ دهند که دلایل تنوع مواد آلی چیست. عامل اصلی این است که اتم های کربن با استفاده از دو نوع پیوند - ساده و چندگانه - به یکدیگر متصل می شوند. آنها همچنین می توانند زنجیره تشکیل دهند. دلیل دیگر تنوع عناصر شیمیایی مختلف است که در مواد آلی گنجانده شده است. علاوه بر این، تنوع نیز به دلیل آلوتروپی است - پدیده وجود یک عنصر در ترکیبات مختلف.

مواد معدنی چگونه تشکیل می شوند؟ مواد آلی طبیعی و مصنوعی و نمونه های آنها هم در دبیرستان و هم در موسسات آموزش عالی تخصصی مطالعه می شود. تشکیل مواد معدنی فرآیند پیچیده ای مانند تشکیل پروتئین یا کربوهیدرات نیست. به عنوان مثال، مردم از زمان های بسیار قدیم از دریاچه های سودا سودا استخراج می کردند. در سال 1791، شیمیدان Nicolas Leblanc سنتز آن را در آزمایشگاه با استفاده از گچ، نمک و اسید سولفوریک پیشنهاد کرد. روزی روزگاری نوشابه، که امروزه برای همه آشناست، محصولی نسبتاً گران بود. برای انجام آزمایش لازم بود نمک خوراکی را همراه با اسید کلسینه کرده و سپس سولفات حاصل را به همراه سنگ آهک و زغال سنگ کلسینه کنند.

دیگری پرمنگنات پتاسیم یا پرمنگنات پتاسیم است. این ماده به صورت صنعتی به دست می آید. فرآیند تشکیل شامل الکترولیز محلول هیدروکسید پتاسیم و آند منگنز است. در این مورد، آند به تدریج حل می شود تا یک محلول بنفش تشکیل شود - این پرمنگنات پتاسیم شناخته شده است.

1 مواد آلی و معدنی

I. ترکیبات معدنی.

1. آب، خواص و اهمیت آن برای فرآیندهای بیولوژیکی.

آب یک حلال جهانی است. ظرفیت حرارتی بالا و در عین حال رسانایی حرارتی بالایی برای مایعات دارد. این خواص آب را به مایعی ایده آل برای حفظ تعادل حرارتی بدن تبدیل می کند.

آب به دلیل قطبیت مولکول های آن به عنوان تثبیت کننده ساختار عمل می کند.

آب منبع اکسیژن و هیدروژن است، این محیط اصلی است که در آن واکنش های بیوشیمیایی و شیمیایی انجام می شود، مهم ترین معرف و محصول واکنش های بیوشیمیایی است.

آب با شفافیت کامل در قسمت قابل مشاهده طیف مشخص می شود که برای فرآیند فتوسنتز و تعرق مهم است.

آب عملا فشرده نمی شود، که برای شکل دادن به اندام ها، ایجاد تورور و اطمینان از موقعیت معینی از اندام ها و قسمت های بدن در فضا بسیار مهم است.

به لطف آب، واکنش های اسمزی در سلول های زنده امکان پذیر است.

آب وسیله اصلی انتقال مواد در بدن است (گردش خون، جریان های صعودی و نزولی محلول ها در سراسر بدن گیاه و غیره).

2. مواد معدنی.

روش های مدرن تجزیه و تحلیل شیمیایی 80 عنصر جدول تناوبی را در ترکیب موجودات زنده نشان داده است. بر اساس ترکیب کمی آنها به سه گروه اصلی تقسیم می شوند.

عناصر ماکرو بخش عمده ای از ترکیبات آلی و معدنی را تشکیل می دهند، غلظت آنها از 60٪ تا 0.001٪ وزن بدن (اکسیژن، هیدروژن، کربن، نیتروژن، گوگرد، منیزیم، پتاسیم، سدیم، آهن و غیره) است.

ریز عناصر عمدتاً یون های فلزات سنگین هستند. موجود در موجودات به مقدار 0.001٪ - 0.000001٪ (منگنز، بور، مس، مولیبدن، روی، ید، برم).

غلظت اولترامیکرو عناصر از 0.000001% تجاوز نمی کند. نقش فیزیولوژیکی آنها در موجودات هنوز به طور کامل مشخص نشده است. این گروه شامل اورانیوم، رادیوم، طلا، جیوه، سزیم، سلنیوم و بسیاری از عناصر کمیاب دیگر است.

بخش عمده ای از بافت های موجودات زنده ساکن زمین از عناصر آلی تشکیل شده است: اکسیژن، کربن، هیدروژن و نیتروژن، که از آنها عمدتاً ترکیبات آلی ساخته می شود - پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها.

II. نقش و عملکرد عناصر منفرد.

نیتروژن در گیاهان اتوتروف محصول اولیه متابولیسم نیتروژن و پروتئین است. اتم های نیتروژن بخشی از بسیاری دیگر از ترکیبات غیر پروتئینی، اما مهم هستند: رنگدانه ها (کلروفیل، هموگلوبین)، اسیدهای نوکلئیک، ویتامین ها.

فسفر بخشی از بسیاری از ترکیبات حیاتی است. فسفر بخشی از AMP، ADP، ATP، نوکلئوتیدها، ساکاریدهای فسفریله و برخی آنزیم ها است. بسیاری از موجودات حاوی فسفر به شکل معدنی (فسفات های شیره سلولی محلول، فسفات بافت استخوان) هستند.

پس از مرگ موجودات، ترکیبات فسفر معدنی می شوند. به لطف ترشحات ریشه و فعالیت باکتری های خاک، فسفات ها حل می شوند که باعث می شود فسفر توسط موجودات گیاهی و سپس جانوری جذب شود.

گوگرد در ساخت اسیدهای آمینه حاوی گوگرد (سیستین، سیستئین) نقش دارد و بخشی از ویتامین B1 و برخی آنزیم ها است. گوگرد و ترکیبات آن به ویژه برای باکتری های شیمیایی مهم هستند. ترکیبات گوگردی در کبد به عنوان محصولات ضدعفونی مواد سمی تشکیل می شوند.

پتاسیم فقط به شکل یون در سلول ها یافت می شود. به لطف پتاسیم، سیتوپلاسم دارای خواص کلوئیدی خاصی است. پتاسیم آنزیم های سنتز پروتئین را فعال می کند، ریتم طبیعی فعالیت قلبی را تعیین می کند و در تولید پتانسیل های بیوالکتریک و در فرآیندهای فتوسنتز شرکت می کند.

سدیم (که به شکل یونی موجود است) بخش قابل توجهی از مواد معدنی خون را تشکیل می دهد و بنابراین نقش مهمی در تنظیم متابولیسم آب بدن دارد. یون های سدیم به قطبش غشای سلولی کمک می کنند. ریتم طبیعی فعالیت قلبی به وجود مقدار مورد نیاز نمک های سدیم، پتاسیم و کلسیم در محیط غذایی بستگی دارد.

کلسیم در حالت یونی آنتاگونیست پتاسیم است. بخشی از ساختارهای غشایی است و به شکل نمک مواد پکتین، سلول های گیاهی را به هم می چسباند. در سلول های گیاهی اغلب به شکل بلورهای ساده سوزنی شکل یا ذوب شده اگزالات کلسیم یافت می شود.

منیزیم به نسبت معینی با کلسیم در سلول ها وجود دارد. این بخشی از مولکول کلروفیل است، متابولیسم انرژی و سنتز DNA را فعال می کند.

آهن بخشی جدایی ناپذیر از مولکول هموگلوبین است. این ماده در بیوسنتز کلروفیل نقش دارد، بنابراین هنگامی که کمبود آهن در خاک وجود دارد، گیاهان دچار کلروز می شوند. نقش اصلی آهن مشارکت در فرآیندهای تنفس و فتوسنتز با انتقال الکترون ها به عنوان بخشی از آنزیم های اکسیداتیو - کاتالاز، فردوکسین است. مقدار مشخصی از آهن در بدن حیوانات و انسان ها در فریتین پروتئین حاوی آهن موجود در کبد و طحال ذخیره می شود.

مس در حیوانات و گیاهان یافت می شود که نقش مهمی ایفا می کند. مس بخشی از برخی آنزیم ها (اکسیدازها) است. اهمیت مس برای فرآیندهای خون سازی، سنتز هموگلوبین و سیتوکروم ها مشخص شده است.

روزانه 2 میلی گرم مس همراه با غذا وارد بدن انسان می شود. در گیاهان، مس بخشی از بسیاری از آنزیم هایی است که در واکنش های تاریک فتوسنتز و سایر بیوسنتزها شرکت می کنند. حیواناتی که کمبود مس دارند کم خونی، از دست دادن اشتها و بیماری قلبی را تجربه می کنند.

منگنز یک ریز عنصر است که مقادیر ناکافی آن باعث کلروز در گیاهان می شود. منگنز همچنین نقش زیادی در فرآیندهای کاهش نیترات در گیاهان دارد.

روی بخشی از برخی آنزیم هایی است که تجزیه کربنیک اسید را فعال می کند.

بور بر فرآیندهای رشد به ویژه موجودات گیاهی تأثیر می گذارد. در غیاب این ریز عنصر در خاک، بافت های رسانا، گل ها و تخمدان ها در گیاهان از بین می روند.

اخیراً ریز عناصر به طور گسترده در تولید محصولات زراعی (تصفیه بذر قبل از کاشت) و در دامپروری (افزودنی های خوراک ریزعناصر) مورد استفاده قرار گرفته اند.

سایر اجزای غیر آلی سلول اغلب به شکل نمک، تفکیک شده در محلول به یون یا در حالت حل نشده یافت می شوند (نمک های فسفر بافت استخوانی، پوسته های آهکی یا سیلیکونی اسفنج ها، مرجان ها، دیاتوم ها و غیره).

III. ترکیبات آلی

کربوهیدرات ها (ساکاریدها). مولکول های این مواد تنها از سه عنصر کربن، اکسیژن و هیدروژن ساخته شده اند. کربن ها منبع اصلی انرژی برای موجودات زنده هستند. علاوه بر این، آنها ترکیباتی را در اختیار موجودات زنده می‌گذارند که بعداً برای سنتز ترکیبات دیگر استفاده می‌شوند.

معروف ترین و رایج ترین کربوهیدرات ها مونو و دی ساکاریدهای محلول در آب هستند. آنها متبلور می شوند و طعم شیرینی دارند.

مونوساکاریدها (مونوزها) ترکیباتی هستند که نمی توانند هیدرولیز شوند. ساکاریدها می توانند پلیمریزه شوند تا ترکیبات با وزن مولکولی بالاتر - دی-، تری- و پلی ساکاریدها را تشکیل دهند.

الیگوساکاریدها مولکول های این ترکیبات از 2 تا 4 مولکول مونوساکارید ساخته شده اند. این ترکیبات همچنین می توانند متبلور شوند، به راحتی در آب حل می شوند، طعم شیرین دارند و وزن مولکولی ثابتی دارند. نمونه هایی از الیگوساکاریدها شامل دی ساکاریدهای ساکارز، مالتوز، لاکتوز، استاکیوز تتراساکارید و غیره است.

پلی ساکاریدها (پلیوزها) ترکیبات نامحلول در آب هستند (محلول کلوئیدی تشکیل می دهند) که طعم شیرینی ندارند و مانند گروه قبلی کربوهیدرات ها می توانند هیدرولیز شوند (آربان ها، زایلان ها، نشاسته، گلیکوژن). عملکرد اصلی این ترکیبات اتصال، چسباندن سلول های بافت همبند، محافظت از سلول ها در برابر عوامل نامطلوب است.

لیپیدها گروهی از ترکیبات هستند که در تمام سلول های زنده یافت می شوند و در آب نامحلول هستند. واحدهای ساختاری مولکول های لیپیدی می توانند زنجیره های هیدروکربنی ساده یا باقی مانده های مولکول های حلقوی پیچیده باشند.

لیپیدها بسته به ماهیت شیمیایی خود به چربی و لیپوئید تقسیم می شوند.

چربی ها (تری گلیسیرید، چربی های خنثی) گروه اصلی لیپیدها هستند. آنها استرهای گلیسرول الکل تری هیدریک و اسیدهای چرب یا مخلوطی از اسیدهای چرب آزاد و تری گلیسیرید هستند.

اسیدهای چرب آزاد نیز در سلول های زنده یافت می شوند: پالمتیک، استئاریک، ریسینیک.

لیپوئیدها موادی مانند چربی هستند. آنها از اهمیت زیادی برخوردار هستند زیرا به دلیل ساختارشان، لایه های مولکولی با جهت گیری واضح را تشکیل می دهند و آرایش منظم انتهای آبدوست و آبگریز مولکول ها برای تشکیل ساختارهای غشایی با نفوذپذیری انتخابی از اهمیت اولیه برخوردار است.

آنزیم ها اینها کاتالیزورهای بیولوژیکی با ماهیت پروتئینی هستند که می توانند واکنش های بیوشیمیایی را تسریع کنند. آنزیم ها در طول تبدیل های بیوشیمیایی از بین نمی روند، بنابراین مقادیر نسبتاً کمی از آنها واکنش های مقادیر زیادی ماده را کاتالیز می کنند. یک تفاوت مشخص بین آنزیم ها و کاتالیزورهای شیمیایی توانایی آنها در تسریع واکنش ها در شرایط عادی است.

با توجه به ماهیت شیمیایی آنها، آنزیم ها به دو گروه تقسیم می شوند - یک جزئی (که فقط از پروتئین تشکیل شده است، فعالیت آنها توسط مرکز فعال تعیین می شود - گروه خاصی از اسیدهای آمینه در یک مولکول پروتئین (پپسین، تریپسین)) و دو- جزء (متشکل از پروتئین (آپوآنزیم - حامل پروتئین) و یک جزء پروتئینی (کوآنزیم)، و ماهیت شیمیایی کوآنزیم ها می تواند متفاوت باشد، زیرا آنها می توانند شامل آلی (بسیاری از ویتامین ها، NAD، NADP) یا غیر آلی (اتم های فلز: آهن باشند). ، منیزیم، روی)).

عملکرد آنزیم ها کاهش انرژی فعال سازی است. در کاهش سطح انرژی مورد نیاز برای ایجاد واکنش پذیری یک مولکول.

طبقه بندی مدرن آنزیم ها بر اساس انواع واکنش های شیمیایی است که آنها کاتالیز می کنند. آنزیم های هیدرولاز واکنش تجزیه ترکیبات پیچیده را به مونومرها (آمیلاز (نشاسته را هیدرولیز می کند)، سلولاز (تجزیه سلولز به مونوساکارید)، پروتئاز (پروتئین ها را به اسیدهای آمینه هیدرولیز می کند) تسریع می کنند.

آنزیم های اکسیدرودوکتاز واکنش های ردوکس را کاتالیز می کنند.

ترانسفرازها گروه های آلدهید، کتون و نیتروژن را از یک مولکول به مولکول دیگر منتقل می کنند.

لیازها رادیکال‌های منفرد را می‌شکافند تا پیوندهای دوگانه ایجاد کنند یا افزودن گروه‌ها به پیوندهای دوگانه را کاتالیز کنند.

ایزومرازها ایزومریزاسیون را انجام می دهند.

لیگازها با استفاده از انرژی ATP یا سایر تری فسفات ها، واکنش های بین دو مولکول را کاتالیز می کنند.

رنگدانه ها ترکیبات رنگی طبیعی با وزن مولکولی بالا هستند. از میان چند صد ترکیب از این نوع، مهمترین آنها متالوپورفیرین و رنگدانه های فلاوین است.

متالوپورفیرین، که حاوی اتم منیزیم است، پایه مولکول رنگدانه های گیاهی سبز - کلروفیل ها را تشکیل می دهد. اگر به جای منیزیم یک اتم آهن وجود داشته باشد، چنین متالوپورفیرینی هِم نامیده می شود.

هموگلوبین گلبول های قرمز در انسان، تمام مهره داران دیگر و برخی از بی مهرگان حاوی اکسید آهن است که به خون رنگ قرمز می دهد. همیترین به خون رنگ صورتی می دهد (برخی کرم های پلی کات). کلروکرورین خون و مایع بافت را سبز رنگ می کند.

رایج ترین رنگدانه های تنفسی در خون هموگلوبین و هموسیان (رنگدانه تنفسی سخت پوستان بالاتر، عنکبوتیان و برخی از نرم تنان اختاپوس) هستند.

کروموپروتئین ها همچنین شامل سیتوکروم ها، کاتالاز، پراکسیداز، میوگلوبین هستند (در ماهیچه ها یافت می شود و منبع اکسیژن را ایجاد می کند که به پستانداران دریایی اجازه می دهد برای مدت طولانی زیر آب بمانند).

ترکیب شیمیایی سلول

نمک های معدنی

اب.
حلال خوب

آب دوست(از یونانی آبی- آب و filleo

آبگریز(از یونانی آبی- آب و فوبوس

قابلیت ارتجاعی

اب.اب- حلال جهانی آب دوست. 2- آبگریز. .3- ظرفیت گرمایی. 4- آب مشخص می شود 5- 6- آب فراهم می کند حرکت مواد 7- در گیاهان، آب تعیین می کند تورگور توابع پشتیبانی، 8- آب جزء جدایی ناپذیر است مایعات روان کننده لجن

نمک های معدنی. پتانسیل عمل ,

خواص فیزیکوشیمیایی آب به عنوان محیط اصلی در بدن انسان.

از میان مواد معدنی تشکیل دهنده سلول، مهمترین آنها آب است. مقدار آن از 60 تا 95 درصد کل توده سلولی متغیر است. آب نقش حیاتی در زندگی سلول ها و به طور کلی موجودات زنده دارد. علاوه بر این که بخشی از ترکیب آنها است، برای بسیاری از موجودات زنده نیز زیستگاه است. نقش آب در یک سلول با خواص شیمیایی و فیزیکی منحصربه‌فرد آن مشخص می‌شود که عمدتاً به اندازه کوچک مولکول‌های آن، قطبیت مولکول‌های آن و توانایی آنها در ایجاد پیوندهای هیدروژنی با یکدیگر مرتبط است.

لیپیدها عملکرد لیپیدها در بدن انسان

لیپیدها گروه بزرگی از مواد با منشاء بیولوژیکی هستند که در حلال های آلی مانند متانول، استون، کلروفرم و بنزن بسیار محلول هستند. در عین حال، این مواد نامحلول یا کمی محلول در آب هستند. حلالیت ضعیف با محتوای ناکافی اتم‌های دارای پوسته الکترونی قابل قطبش، مانند O، N، S یا P در مولکول‌های لیپیدی مرتبط است.

سیستم تنظیم هومورال عملکردهای فیزیولوژیکی. اصول هوم..

تنظیم فیزیولوژیکی هومورال از مایعات بدن (خون، لنف، مایع مغزی نخاعی و غیره) برای انتقال اطلاعات استفاده می کند. سیگنال ها از طریق مواد شیمیایی منتقل می شوند: هورمون ها، واسطه ها، مواد فعال بیولوژیکی (BAS)، الکترولیت ها و غیره.

ویژگی های تنظیم هومورال: مخاطب دقیقی ندارد - با جریان مایعات بیولوژیکی، مواد را می توان به هر سلول بدن رساند. سرعت تحویل اطلاعات کم است - با سرعت جریان سیالات بیولوژیکی تعیین می شود - 0.5-5 متر در ثانیه. مدت زمان عمل

انتقال تنظیم هومورال توسط جریان خون، لنف، با انتشار، تنظیم عصبی توسط رشته های عصبی انجام می شود. سیگنال هومورال کندتر حرکت می کند (با جریان خون در مویرگ با سرعت 0.05 میلی متر بر ثانیه) نسبت به سیگنال عصبی (سرعت انتقال عصبی 130 متر بر ثانیه است). یک سیگنال هومورال مخاطب دقیقی ندارد (بر اساس اصل "همه، همه، همه") به عنوان یک سیگنال عصبی کار می کند (به عنوان مثال، یک تکانه عصبی توسط عضلات منقبض انگشت منتقل می شود). اما این تفاوت قابل توجه نیست، زیرا سلول ها حساسیت متفاوتی به مواد شیمیایی دارند. بنابراین، مواد شیمیایی روی سلول های کاملاً تعریف شده، یعنی روی سلول هایی که قادر به درک این اطلاعات هستند، عمل می کنند. سلول هایی که حساسیت بالایی به هر عامل هومورال دارند سلول های هدف نامیده می شوند.
در میان عوامل هومورال، مواد باریک
طیف عمل، یعنی عمل هدایت شده روی تعداد محدودی از سلول های هدف (به عنوان مثال، اکسی توسین)، و گسترده تر (به عنوان مثال، آدرنالین)، که تعداد قابل توجهی از سلول های هدف وجود دارد.
تنظیم طنز برای اطمینان از واکنش هایی که نیاز به سرعت و دقت بالا در اجرا ندارند استفاده می شود.
تنظیم روحی، مانند تنظیم عصبی، همیشه انجام می شود
یک حلقه تنظیمی بسته که در آن تمام عناصر توسط کانال ها به هم متصل می شوند.
در مورد عنصر نظارت بر مدار دستگاه (SP)، به عنوان یک ساختار مستقل در مدار تنظیم هومورال وجود ندارد. عملکرد این پیوند معمولاً توسط سیستم غدد درون ریز انجام می شود.
سلول.
مواد هومورال که وارد خون یا لنف می شوند در مایع بین سلولی پخش می شوند و به سرعت از بین می روند. از این نظر، تأثیر آنها فقط می تواند به سلول های اندام مجاور گسترش یابد، یعنی تأثیر آنها در طبیعت محلی است. بر خلاف اثرات موضعی، اثرات دور از مواد هومورال به سلول های هدف در فاصله گسترش می یابد.

هورمون های هیپوتالاموس

اثر هورمونی

کورتیکولیبرین - تشکیل کورتیکوتروپین و لیپوتروپین را تحریک می کند

هورمون آزاد کننده گنادوتروپین - تشکیل لوتروپین و فولیتروپین را تحریک می کند.

پرولاکتولیبرین - باعث ترشح پرولاکتین می شود

پرولاکتواستاتین - آزادسازی پرولاکتین را مهار می کند

سوماتولیبرین ترشح هورمون رشد را تحریک می کند

سوماتواستاتین - ترشح هورمون رشد و تیروتروپین را مهار می کند

تیرولیبرین - ترشح تیروتروپین و پرولاکتین را تحریک می کند

ملانولیبرین - ترشح هورمون محرک ملانوسیت را تحریک می کند

ملانوستاتین - ترشح هورمون محرک ملانوسیت را مهار می کند

هورمون های آدنوژیپوفیزیک

STH (سوماتوتروپین، هورمون رشد) - رشد بدن، سنتز پروتئین در سلول ها، تشکیل گلوکز و تجزیه چربی را تحریک می کند.

پرولاکتین - تنظیم شیردهی در پستانداران، غریزه پرستاری از فرزندان، تمایز بافت های مختلف

TSH (تیروتروپین) - بیوسنتز و ترشح هورمون های تیروئید را تنظیم می کند

کورتیکوتروپین - ترشح هورمون ها از قشر آدرنال را تنظیم می کند

FSH (فولیتروپین) و LH (هورمون لوتئینیزه کننده) - LH سنتز هورمون های جنسی زنانه و مردانه را تنظیم می کند، رشد و بلوغ فولیکول ها را تحریک می کند، تخمک گذاری، تشکیل و عملکرد جسم زرد در تخمدان ها FSH اثر حساس کننده بر فولیکول ها دارد. و سلول های لیدیگ به عمل LH، اسپرم زایی را تحریک می کند

هورمون های تیروئیدی ترشح هورمون های تیروئید توسط دو غدد درون ریز "برتر" کنترل می شود. ناحیه ای از مغز که سیستم عصبی و غدد درون ریز را به هم متصل می کند، هیپوتالاموس نامیده می شود. هیپوتالاموس اطلاعاتی در مورد سطح هورمون های تیروئید دریافت می کند و موادی ترشح می کند که بر غده هیپوفیز تأثیر می گذارد. هیپوفیز همچنین در مغز در ناحیه یک فرورفتگی خاص - sella turcica قرار دارد. چندین ده هورمون را ترشح می کند که از نظر ساختار و عملکرد پیچیده هستند، اما تنها یکی از آنها بر روی غده تیروئید تأثیر می گذارد - هورمون محرک تیروئید یا TSH سطح هورمون های تیروئید در خون و سیگنال های هیپوتالاموس باعث تحریک یا مهار ترشح TSH می شود. به عنوان مثال، اگر مقدار تیروکسین در خون کم باشد، غده هیپوفیز و هیپوتالاموس از آن مطلع خواهند شد. غده هیپوفیز بلافاصله TSH را آزاد می کند که ترشح هورمون ها از غده تیروئید را فعال می کند.

تنظیم هومورال هماهنگی عملکردهای فیزیولوژیکی بدن انسان از طریق خون، لنف و مایع بافتی است. تنظیم هومورال توسط مواد فعال بیولوژیکی انجام می شود - هورمون هایی که عملکردهای بدن را در سطوح زیر سلولی، سلولی، بافت، اندام و سیستم تنظیم می کنند و واسطه هایی که تکانه های عصبی را منتقل می کنند. هورمون ها توسط غدد درون ریز (غدد درون ریز) و همچنین توسط غدد ترشح خارجی (بافت - دیواره های معده، روده ها و غیره) تولید می شوند. هورمون ها بر متابولیسم و ​​فعالیت اندام های مختلف تأثیر می گذارند و از طریق خون وارد آنها می شوند. هورمون ها دارای خواص زیر هستند: فعالیت بیولوژیکی بالا. ویژگی - اثرات بر اندام ها، بافت ها، سلول های خاص. آنها به سرعت در بافت ها از بین می روند. مولکول ها از نظر اندازه کوچک هستند و به راحتی از طریق دیواره های مویرگ ها به بافت ها نفوذ می کنند.

غدد فوق کلیوی - جفت شده غدد درون ریز مهره دارانحیوانات و شخص. زونا گلومرولوزا هورمون هایی به نام تولید می کند مینرال کورتیکوئیدها. این شامل :آلدوسترون (پایه ای هورمون معدنی کورتیکواستروئید قشر آدرنال) کورتیکوسترون (ناچیز و نسبتاً غیر فعال هورمون گلوکوکورتیکوئید). مواد معدنی کورتیکوئید افزایش می یابد بازجذبدفع Na + و K + در کلیه ها. در منطقه پرتو تشکیل شده است گلوکوکورتیکوئیدها، که شامل: کورتیزول. گلوکوکورتیکوئیدها تأثیر مهمی بر تقریباً تمام فرآیندهای متابولیک دارند. آنها آموزش را تحریک می کنند گلوکزاز جانب چربیو آمینو اسید(گلوکونئوژنز) ظلم کنند التهابی, مصونو حساسیتیواکنش ها، کاهش تکثیر بافت همبندو همچنین حساسیت را افزایش می دهد اندام های حسیو تحریک پذیری سیستم عصبی. تولید شده در منطقه مش هورمون های جنسی (آندروژن ها، که مواد پیش ساز هستند استروژن). این هورمون های جنسی نقش کمی متفاوت از هورمون های ترشح شده ایفا می کنند غدد جنسی. سلول های مدولای آدرنال تولید می کنند کاتکول آمین ها - آدرنالین و نوراپی نفرین . این هورمون ها باعث افزایش فشار خون، افزایش عملکرد قلب، گشاد شدن لوله های برونش و افزایش سطح قند خون می شوند. هنگامی که در حال استراحت هستند، به طور مداوم مقادیر کمی کاتکول آمین آزاد می کنند. تحت تأثیر یک موقعیت استرس زا، ترشح آدرنالین و نوراپی نفرین توسط سلول های مدولای آدرنال به شدت افزایش می یابد.

پتانسیل غشاء استراحت کمبود بارهای الکتریکی مثبت در داخل سلول است که در نتیجه نشت یون های پتاسیم مثبت از آن و عمل الکتروژنی پمپ سدیم-پتاسیم ایجاد می شود.

پتانسیل اقدام (AP). تمام محرک هایی که روی سلول عمل می کنند در درجه اول باعث کاهش PP می شوند. هنگامی که به یک مقدار بحرانی (آستانه) می رسد، یک پاسخ انتشار فعال - PD - رخ می دهد. دامنه AP تقریباً 110-120 است mv.ویژگی مشخصه AP، که آن را از سایر اشکال پاسخ سلولی به تحریک متمایز می کند، این است که از قانون "همه یا هیچ" تبعیت می کند، یعنی تنها زمانی رخ می دهد که محرک به یک مقدار آستانه معین و افزایش بیشتر در آن برسد. شدت محرک دیگر بر دامنه و مدت زمان AP تأثیر نمی گذارد. پتانسیل عمل یکی از مهمترین اجزای فرآیند تحریک است. در رشته های عصبی هدایت تحریک از انتهای حسی را تضمین می کند. گیرنده ها) به بدن سلول عصبی و از آن به انتهای سیناپسی که بر روی سلول های عصبی، ماهیچه ای یا غده ای مختلف قرار دارد. هدایت PD در طول رشته های عصبی و عضلانی توسط به اصطلاح انجام می شود. جریان‌های موضعی یا جریان‌های عملی که بین بخش‌های برانگیخته (دپلاریزه) و بخش‌های استراحت غشاء مجاور آن به وجود می‌آیند.

پتانسیل های پس سیناپسی (PSPs) در مناطقی از غشای سلول های عصبی یا ماهیچه ای به طور مستقیم در مجاورت پایانه های سیناپسی ایجاد می شوند. دامنه آنها مرتبه چند است mvو مدت زمان 10-15 msec. PSP ها به دو دسته تحریکی (EPSP) و مهاری (IPSP) تقسیم می شوند.

پتانسیل های ژنراتور در غشای پایانه های عصبی حساس - گیرنده ها ایجاد می شود. دامنه آنها در حد چند است mvو به قدرت تحریک اعمال شده روی گیرنده بستگی دارد. مکانیسم یونی پتانسیل های ژنراتور هنوز به اندازه کافی مورد مطالعه قرار نگرفته است.

پتانسیل عمل

پتانسیل عمل یک تغییر سریع در پتانسیل غشایی است که زمانی رخ می دهد که عصب، ماهیچه و برخی از سلول های غده ای برانگیخته می شوند. وقوع آن بر اساس تغییرات در نفوذپذیری یونی غشا است. در توسعه یک پتانسیل عمل، چهار دوره متوالی متمایز می شود: واکنش محلی، دپلاریزاسیون، دوباره قطبی شدن و پتانسیل های ردیابی.

تحریک پذیری توانایی یک موجود زنده برای پاسخ به تأثیرات خارجی با تغییر ویژگی های فیزیکوشیمیایی و فیزیولوژیکی آن است. تحریک پذیری خود را در تغییرات مقادیر فعلی پارامترهای فیزیولوژیکی نشان می دهد که از جابجایی آنها در حالت استراحت فراتر می رود. تحریک پذیری یک تجلی جهانی از فعالیت حیاتی همه بیوسیستم ها است. این تغییرات محیطی که باعث واکنش ارگانیسم می شود می تواند شامل مجموعه وسیعی از واکنش ها باشد، از واکنش های پروتوپلاسمی منتشر در تک یاخته ها تا واکنش های پیچیده و بسیار تخصصی در انسان. در بدن انسان، تحریک پذیری اغلب با خاصیت بافت های عصبی، ماهیچه ای و غده ای برای پاسخ دادن به شکل تولید تکانه عصبی، انقباض عضلانی یا ترشح مواد (بزاق، هورمون ها و غیره) همراه است. در موجودات زنده ای که فاقد سیستم عصبی هستند، تحریک پذیری می تواند خود را در حرکات نشان دهد. بنابراین آمیب ها و سایر تک یاخته ها محلول های نامطلوبی با غلظت نمک بالا به جا می گذارند. و گیاهان برای به حداکثر رساندن جذب نور (کشش به سمت نور) موقعیت شاخه ها را تغییر می دهند. تحریک پذیری یک ویژگی اساسی سیستم های زنده است: وجود آن یک معیار کلاسیک است که توسط آن موجودات زنده از موجودات غیر زنده متمایز می شوند. حداقل مقدار محرک کافی برای تظاهر تحریک پذیری، آستانه درک نامیده می شود. پدیده های تحریک پذیری در گیاهان و حیوانات مشترکات زیادی دارند، اگرچه تظاهرات آنها در گیاهان به شدت با اشکال معمول فعالیت حرکتی و عصبی حیوانات متفاوت است.

قوانین تحریک بافت های تحریک پذیر: 1) قانون زور- تحریک پذیری با نیروی آستانه نسبت معکوس دارد: هر چه نیروی آستانه بیشتر باشد تحریک پذیری کمتر است. با این حال، برای ایجاد تحریک، نیروی تحریک به تنهایی کافی نیست. لازم است که این تحریک مدتی طول بکشد. 2) قانون زمانعمل محرک هنگامی که نیروی یکسانی به بافت‌های مختلف وارد می‌شود، مدت‌های مختلف تحریک مورد نیاز خواهد بود، که بستگی به توانایی بافت معین برای نشان دادن فعالیت خاص خود، یعنی تحریک پذیری دارد: کمترین زمان برای بافت با تحریک پذیری بالا و طولانی ترین زمان برای بافت با تحریک پذیری کم. بنابراین، تحریک پذیری با طول مدت محرک نسبت معکوس دارد: هر چه مدت زمان محرک کوتاه تر باشد، تحریک پذیری بیشتر است. تحریک پذیری بافت نه تنها با قدرت و مدت زمان تحریک، بلکه با سرعت (سرعت) افزایش قدرت تحریک نیز تعیین می شود که توسط قانون سوم تعیین می شود - قانون میزان افزایش قدرت تحریک(نسبت قدرت محرک به زمان عمل آن): هر چه میزان افزایش قدرت تحریک بیشتر باشد، تحریک پذیری کمتر می شود. هر بافت میزان آستانه افزایش قدرت تحریک خود را دارد.

توانایی یک بافت برای تغییر فعالیت خاص خود در پاسخ به تحریک (تحریک پذیری) به طور معکوس به بزرگی نیروی آستانه، مدت زمان تحریک و سرعت (سرعت) افزایش قدرت تحریک بستگی دارد.

سطح بحرانی دپلاریزاسیون مقدار پتانسیل غشا است که با رسیدن به آن پتانسیل عمل رخ می دهد. سطح بحرانی دپلاریزاسیون (CLD) سطح پتانسیل الکتریکی غشای یک سلول تحریک پذیر است که از آن پتانسیل موضعی به پتانسیل عمل تبدیل می شود.

یک پاسخ موضعی به محرک های زیرآستانه رخ می دهد. با تضعیف بیش از 1-2 میلی متر پخش می شود. با افزایش قدرت محرک افزایش می یابد، به عنوان مثال. از قانون "زور" پیروی می کند. به طور خلاصه - با تحریک مکرر زیرآستانه مکرر افزایش می یابد 10 - 40 میلی ولت افزایش می یابد.

مکانیسم شیمیایی انتقال سیناپسی، در مقایسه با الکتریکی، عملکردهای اساسی سیناپس را به طور مؤثرتری ارائه می دهد: 1) انتقال سیگنال یک طرفه. 2) تقویت سیگنال؛ 3) همگرایی بسیاری از سیگنال ها در یک سلول پس سیناپسی، انعطاف پذیری انتقال سیگنال.

سیناپس های شیمیایی دو نوع سیگنال را منتقل می کنند - تحریکی و مهاری. در سیناپس های تحریکی، انتقال دهنده عصبی آزاد شده از انتهای عصب پیش سیناپسی باعث ایجاد پتانسیل پس سیناپسی تحریکی در غشای پس سیناپسی می شود - دپلاریزاسیون موضعی، و در سیناپس های مهاری - یک پتانسیل پس سیناپسی مهاری، به عنوان یک قاعده، هیپرپلاریزاسیون. کاهش مقاومت غشایی که در طی یک پتانسیل پس سیناپسی بازدارنده رخ می دهد، جریان پس سیناپسی تحریکی را اتصال کوتاه می کند و در نتیجه انتقال تحریک را ضعیف یا مسدود می کند.

ترکیب شیمیایی سلول

ارگانیسم ها از سلول ها تشکیل شده اند. سلول های موجودات مختلف ترکیبات شیمیایی مشابهی دارند. حدود 90 عنصر در سلول های موجودات زنده یافت می شود و حدود 25 عنصر از آنها تقریباً در تمام سلول ها یافت می شود. عناصر شیمیایی بر اساس محتوای آنها در سلول به سه گروه بزرگ تقسیم می شوند: عناصر ماکرو (99%)، میکروالمان ها (1%)، عناصر فوق میکرو (کمتر از 0.001%).

عناصر ماکرو شامل اکسیژن، کربن، هیدروژن، فسفر، پتاسیم، گوگرد، کلر، کلسیم، منیزیم، سدیم، آهن هستند. ریز عناصر شامل منگنز، مس، روی، ید، فلوئور. عناصر اولترامیکروپتاسیم، نقره، طلا، برم، سلنیوم.

کمبود هر عنصر می تواند منجر به بیماری و حتی مرگ بدن شود، زیرا هر عنصر نقش خاصی را ایفا می کند. عناصر درشت گروه اول اساس بیوپلیمرها - پروتئین ها، کربوهیدرات ها، اسیدهای نوکلئیک و همچنین لیپیدها را تشکیل می دهند که بدون آنها زندگی غیرممکن است. گوگرد بخشی از برخی پروتئین ها، فسفر بخشی از اسیدهای نوکلئیک، آهن بخشی از هموگلوبین و منیزیم بخشی از کلروفیل است. کلسیم نقش مهمی در متابولیسم ایفا می کند برخی از عناصر شیمیایی موجود در سلول بخشی از مواد معدنی - نمک های معدنی و آب هستند.

نمک های معدنیبه عنوان یک قاعده، در سلول به شکل کاتیون ها (K +، Na +، Ca 2 +، Mg 2 +) و آنیون ها (HPO 2-/4، H2PO -/4، CI -، HCO یافت می شوند. 3) که نسبت آن اسیدیته محیط را تعیین می کند که برای زندگی سلول ها مهم است.

از میان مواد معدنی موجود در طبیعت زنده، نقش بسزایی دارد اب.
توده قابل توجهی از اکثر سلول ها را تشکیل می دهد. مقدار زیادی آب در سلول های مغز و جنین انسان وجود دارد: بیش از 80 درصد آب. در سلول های بافت چربی - تنها 40.% در سنین بالا، محتوای آب در سلول ها کاهش می یابد. فردی که 20 درصد آب خود را از دست داده باشد می میرد.خواص منحصر به فرد آب نقش آن را در بدن مشخص می کند. در تنظیم حرارت نقش دارد که به دلیل ظرفیت گرمایی بالای آب - مصرف مقدار زیادی انرژی هنگام گرم کردن است. اب - حلال خوب. به دلیل قطبیت، مولکول های آن با یون های دارای بار مثبت و منفی برهمکنش می کنند و در نتیجه باعث انحلال ماده می شوند. در رابطه با آب، تمام مواد سلولی به آبدوست و آبگریز تقسیم می شوند.

آب دوست(از یونانی آبی- آب و filleo- عشق) به موادی گفته می شود که در آب حل می شوند. اینها شامل ترکیبات یونی (به عنوان مثال، نمک) و برخی از ترکیبات غیر یونی (به عنوان مثال، قندها) است.

آبگریز(از یونانی آبی- آب و فوبوس- ترس) موادی هستند که در آب نامحلول هستند. اینها به عنوان مثال، لیپیدها هستند.

آب نقش مهمی در واکنش های شیمیایی که در محلول های آبی در سلول رخ می دهد ایفا می کند. محصولات متابولیکی که بدن به آنها نیاز ندارد را حل می کند و در نتیجه باعث حذف آنها از بدن می شود. محتوای بالای آب در سلول به آن می دهد قابلیت ارتجاعی. آب حرکت مواد مختلف را در یک سلول یا از سلولی به سلول دیگر تسهیل می کند.

ترکیبات غیر آلی در بدن انسان

اب.از میان مواد معدنی تشکیل دهنده سلول، مهمترین آنها آب است. مقدار آن از 60 تا 95 درصد کل توده سلولی متغیر است. آب نقش حیاتی در زندگی سلول ها و به طور کلی موجودات زنده دارد. علاوه بر این که بخشی از ترکیب آنها است، برای بسیاری از موجودات زنده نیز زیستگاه است. نقش آب در یک سلول با خواص شیمیایی و فیزیکی منحصربه‌فرد آن مشخص می‌شود که عمدتاً به اندازه کوچک مولکول‌های آن، قطبیت مولکول‌های آن و توانایی آنها در ایجاد پیوندهای هیدروژنی با یکدیگر مرتبط است. آب به عنوان جزئی از سیستم های بیولوژیکی وظایف اساسی زیر را انجام می دهد:اب- حلال جهانیبرای مواد قطبی مانند نمک ها، قندها، الکل ها، اسیدها و غیره موادی که در آب بسیار محلول هستند نامیده می شوند. آب دوست. 2- آب مواد غیر قطبی را حل نمی کند و با آنها مخلوط نمی شود، زیرا نمی تواند با آنها پیوند هیدروژنی ایجاد کند. به موادی که در آب نامحلول هستند گفته می شود آبگریز.مولکول های آبگریز یا قسمت هایی از آنها توسط آب دفع می شوند و در حضور آن به سمت یکدیگر جذب می شوند. چنین فعل و انفعالاتی نقش مهمی در تضمین پایداری غشاها و همچنین بسیاری از مولکول های پروتئینی، اسیدهای نوکلئیک و تعدادی از ساختارهای درون سلولی دارند. .3- آب خاصیت بالایی دارد ظرفیت گرمایی. 4- آب مشخص می شود گرمای زیاد تبخیر، یعنیه) توانایی مولکول ها برای انتقال مقدار قابل توجهی گرما در حالی که به طور همزمان بدن را خنک می کنند. 5- منحصراً مشخصه آب است کشش سطحی بالا 6- آب فراهم می کند حرکت مواددر سلول و بدن، جذب مواد و دفع محصولات متابولیک. 7- در گیاهان، آب تعیین می کند تورگورسلول ها، و در برخی از حیوانات انجام می دهد توابع پشتیبانی،یک اسکلت هیدرواستاتیک (گرد و حلق، خارپوستان). 8- آب جزء جدایی ناپذیر است مایعات روان کننده(سینوویال - در مفاصل مهره داران، جنب - در حفره پلور، پریکارد - در کیسه پریکارد) و لجن(تسهیل حرکت مواد از طریق روده، ایجاد محیط مرطوب بر روی غشاهای مخاطی دستگاه تنفسی). بخشی از بزاق، صفرا، اشک، اسپرم و غیره است.

نمک های معدنی.روش های مدرن تجزیه و تحلیل شیمیایی 80 عنصر جدول تناوبی را در ترکیب موجودات زنده نشان داده است. بر اساس ترکیب کمی آنها به سه گروه اصلی تقسیم می شوند. عناصر ماکرو بخش عمده ای از ترکیبات آلی و معدنی را تشکیل می دهند، غلظت آنها از 60٪ تا 0.001٪ وزن بدن (اکسیژن، هیدروژن، کربن، نیتروژن، گوگرد، منیزیم، پتاسیم، سدیم، آهن و غیره) است. ریز عناصر عمدتاً یون های فلزات سنگین هستند. موجود در موجودات به مقدار 0.001٪ - 0.000001٪ (منگنز، بور، مس، مولیبدن، روی، ید، برم). غلظت اولترامیکرو عناصر از 0.000001% تجاوز نمی کند. نقش فیزیولوژیکی آنها در موجودات هنوز به طور کامل مشخص نشده است. این گروه شامل اورانیوم، رادیوم، طلا، جیوه، سزیم، سلنیوم و بسیاری از عناصر کمیاب دیگر است. نه تنها محتوا، بلکه نسبت یون های موجود در سلول نیز قابل توجه است. تفاوت بین مقادیر کاتیون ها و آنیون ها در سطح و داخل سلول، وقوع را تضمین می کند پتانسیل عمل , آنچه زمینه ساز وقوع تحریکات عصبی و عضلانی است.

بخش عمده ای از بافت های موجودات زنده ساکن زمین از عناصر آلی تشکیل شده است: اکسیژن، کربن، هیدروژن و نیتروژن، که از آنها عمدتاً ترکیبات آلی ساخته می شود - پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها.

کمی شیمی

از 92 عنصر شیمیایی که در حال حاضر برای علم شناخته شده است، 81 عنصر در بدن انسان یافت می شود. از جمله آنها هستند 4 عنصر اصلی: C (کربن)، H (هیدروژن)، O (اکسیژن)، N (نیتروژن)، و همچنین 8 عنصر ماکرو و 69 عنصر میکرو.

درشت مغذی ها

درشت مغذی ها- اینها موادی هستند که محتوای آنها بیش از 0.005٪ وزن بدن است. این کلسیم (کلسیم)، کلر (کلر)، F (فلورین). پتاسیم (پتاسیم)، منیزیم (منیزیم)، سدیم (سدیم)، فسفر (فسفر) و S (گوگرد).آنها بخشی از بافت های اصلی - استخوان ها، خون، ماهیچه ها هستند. عناصر اصلی و کلان با هم 99 درصد وزن بدن یک فرد را تشکیل می دهند.

ریز عناصر

ریز عناصر- اینها موادی هستند که محتوای آنها از 0.005٪ برای هر عنصر تجاوز نمی کند و غلظت آنها در بافت ها از 0.000001٪ تجاوز نمی کند. ریز عناصر نیز برای زندگی عادی بسیار مهم هستند.

زیرگروه خاصی از ریز عناصر هستند اولترامیکرو عناصرموجود در بدن در مقادیر بسیار کم، طلا، اورانیوم، جیوه و غیره است.

70 تا 80 درصد بدن انسان را آب تشکیل می دهد و بقیه از مواد آلی و معدنی تشکیل شده است.

مواد آلی

مواد آلیمی تواند از مواد معدنی تشکیل شود (یا به طور مصنوعی سنتز شود). جزء اصلی همه مواد آلی است کربن(بررسی ساختار، خواص شیمیایی، روش های تولید و استفاده عملی از ترکیبات کربنی مختلف موضوع شیمی آلی است). کربنتنها عنصر شیمیایی است که قادر به تشکیل تعداد زیادی از ترکیبات مختلف است (تعداد این ترکیبات بیش از 10 میلیون است!). در پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات ها وجود دارد که ارزش غذایی غذای ما را تعیین می کند. بخشی از همه موجودات جانوری و گیاهان است.

علاوه بر کربن، ترکیبات آلی اغلب حاوی اکسیژن، نیتروژن،گاهی - فسفر، گوگردو عناصر دیگر، اما بسیاری از این ترکیبات دارای خواص معدنی هستند. مرز مشخصی بین مواد آلی و معدنی وجود ندارد. اصلی علائم ترکیبات آلیهیدروکربن ها متفاوت هستند ترکیبات کربن-هیدروژنو مشتقات آنها مولکول های هر ماده آلی حاوی قطعات هیدروکربنی هستند.

یک علم خاص به مطالعه انواع مختلف ترکیبات آلی موجود در موجودات زنده، ساختار و خواص آنها می پردازد - بیوشیمی.

بسته به ساختار آنها، ترکیبات آلی به ترکیبات ساده - اسیدهای آمینه، قندها و اسیدهای چرب، پیچیده تر - رنگدانه ها، و همچنین ویتامین ها و کوآنزیم ها (اجزای غیر پروتئینی آنزیم ها) و پیچیده ترین آنها تقسیم می شوند. سنجاب هاو اسیدهای نوکلئیک.

خواص مواد آلی نه تنها با ساختار مولکول های آنها، بلکه با تعداد و ماهیت برهمکنش آنها با مولکول های همسایه و همچنین آرایش فضایی متقابل آنها تعیین می شود. این عوامل به وضوح در تفاوت در خواص مواد واقع در مختلف آشکار می شود حالت های تجمع.

فرآیند تبدیل مواد، همراه با تغییر در ترکیب و (یا) ساختار آنها، نامیده می شود واکنش شیمیایی. ماهیت این فرآیند شکستن پیوندهای شیمیایی در مواد اولیه و تشکیل پیوندهای جدید در محصولات واکنش است. اگر ترکیب مواد مخلوط واکنش دیگر تغییر نکند، واکنش کامل در نظر گرفته می شود.

واکنش ترکیبات آلی (واکنش های آلی) قوانین کلی واکنش های شیمیایی را رعایت کنید. با این حال، سیر آنها اغلب پیچیده تر از برهمکنش ترکیبات معدنی است. بنابراین در شیمی آلی توجه زیادی به مطالعه مکانیسم های واکنش می شود.

مواد معدنی

مواد معدنیدر بدن انسان کمتر از ارگانیک است، اما آنها نیز حیاتی هستند. چنین موادی عبارتند از آهن، ید، مس، روی، کبالت، کروم، مولیبدن، نیکل، وانادیم، سلنیوم، سیلیکون، لیتیومو غیره علیرغم نیاز کمی از نظر کمی، آنها از نظر کیفی بر فعالیت و سرعت کلیه فرآیندهای بیوشیمیایی تأثیر می گذارند. بدون آنها، هضم طبیعی غذا و سنتز هورمون ها غیرممکن است. با کمبود این مواد در بدن انسان، اختلالات خاصی ایجاد می شود که منجر به بیماری های مشخصه می شود. ریز عناصر به ویژه برای کودکان در دوره رشد شدید استخوان ها، ماهیچه ها و اندام های داخلی مهم هستند. با افزایش سن، نیاز فرد به مواد معدنی تا حدودی کاهش می یابد.

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.