Элементный состав организмов

Лекция № 1. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ОРГАНИЗМА

Содержание

Б – 63

УДК 557.1

ББК 28.072

КУРС ЛЕКЦИЙ

Кафедра общей биологии

Факультет естественнонаучного и математического образования

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»

для студентов, обучающихся

по направлению 050100 – «Педагогическое образование»

Ростов-на-Дону

Б – 63. Курс лекций по дисциплине. Биологическая химия.. Ростов-на-Дону. Издательство ЮФУ, 2013. – 168с.

Составители: Грекова Г.А., кандидат биологических наук, доцент

Шустанова Т. А., кандидат биологических наук, доцент

Рецензент: Буриков А.А., доктор биологических наук, профессор

ЛЕКЦИЯ № 1. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ОРГАНИЗМА

ЛЕКЦИЯ № 2. АМИНОКИСЛОТЫ

ЛЕКЦИЯ № 3. ПЕПТИДЫ И БЕЛКИ

ЛЕКЦИЯ № 4. СТРОЕНИЕ И МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ФЕРМЕНТОВ.

БИОКАТАЛИЗ

ЛЕКЦИЯ № 5. ВИТАМИНЫ

ЛЕКЦИЯ № 6. УГЛЕВОДЫ

ЛЕКЦИЯ № 7. ЛИПИДЫ И МЕМБРАНЫ

ЛЕКЦИЯ № 8. НУКЛЕОТИДЫ, НУКЛЕОЗИДЫ, НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

ЛЕКЦИЯ № 9. БИОЭНЕРГЕТИКА. ВВЕДЕНИЕ В ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ

ЛЕКЦИЯ № 10. СТРОЕНИЕ МЫШЦ И МЕХАНИЗМ МЫШЕЧНОГО

СОКРАЩЕНИЯ

Органический и неорганический мир по набору химических элементов отличаются незначительно, поскольку неживая приро­да поставляет исходный материал для построения молекул живо­го организма. В организме человека и животных обнаружено около 70 элементов таблицы Д.И. Менделеева. Такие элементы, как кисло­род, углерод, водород, азот, кальций, фосфор, калий, сера, хлор, натрий, магний, цинк, железо, медь, йод, молибден, кобальт, селен, постоянно содержатся в организме животных и человека, входят в состав ферментов, гормонов, витаминов и являются незаменимыми. Однако количественное содержание химических элементов в организме неодинаково.

По количественному содержанию в организме химические эле­менты можно разделить на 4 группы.

Первая группа — макробиогенные элементы (главные): кислород, углерод, азот, водород; их содержание в организме составляет 1% и выше.

Вторая группа — олигобиогенные элементы, доля которых от 0,1 до 1%; к ним отно­сятся кальций, фосфор, калий, хлор, сера, магний, железо.

Третья группа — микробиогенные элементы, содержание которых ниже 0,01% (цинк, марганец, кобальт, медь, бром, йод, молибден и др.).

Чет­вертая группа — ультрамикробиогенные элементы, концентрация в организме элементов этой группы не превышает 0,000001%; к ним относятся литий, кремний, олово, кадмий, селен, титан, ванадий, хром, никель, ртуть, золото и многие другие. Для некоторых ультрамикробиогенных элементов установлено биологическое значение в жизнедеятельности организмов, для других — нет. Вероятно, за­грязнение окружающей среды этими элементами приводит к акку­муляции их в живой природе, в том числе и в организме человека.

Таблица

Относительное содержание некоторых химических элементов

в организме человека (по Строеву А.Е.)

Химический состав клетки живого организма отражает такой важный признак живой материи, как высокий уровень структурной организации. Все химические элементы входят в состав органиче­ских и неорганических соединений организма, выполняющих опре­деленные функции. Если все биологические вещества, функцио­нирующие в клетке, расположить по сложности их строения, то получатся определенные уровни организации клетки.

Первый уровень занимают низкомолекулярные предшественни­ки клеточных компонентов, к которым относятся вода, углекислый газ, молекулярные кислород и азот, неорганические ионы, ряд хи­мических элементов. На втором уровне стоят промежуточные химические соединения, такие как аммиак, органические кислоты и их производные, карбамоилфосфат, рибоза и др. Из соединений первого и второго уровней в ходе жизнедеятельности клеток образу­ются биологические мономеры, которые являются строительным мате­риалом для биополимеров, имеющих большую молекулярную массу и отличающихся огромным разнообразием. Промежуточное положе­ние между биологическими мономерами и биополимерами занимают витамины и коферменты, которые по молекулярной массе ближе к мономерам, но не являются строительными блоками биополимеров.

Биополимеры способны ковалентно соединяться друг с другом, образуя сложные макромолекулы: липопротеины, нуклеопротеины, гликопротеины, гликолипиды и т. д. Взаимодействием простых и сложных макромолекул создаются надмолекулярные структуры (мультиэнзимы). Следующий уровень организации клетки — кле­точные органеллы: митохондрии, ядра, рибосомы, лизосомы и др. Система органелл образует клетку.

Перейдем к рассмотрению иерархии молекул, входящих в со­став любого живого организма.