Најважније из лекције
Биогени елементи: Хемијски елементи присутни у живим бићима. Преко \( 95\,\% \) масе чине \( \text{O}, \text{C}, \text{H}, \text{N} \).
Подела елемената:
Подела елемената:
- Макроелементи (\( w > 0{,}01\,\% \)): \( \text{C}, \text{H}, \text{O}, \text{N}, \text{P}, \text{S}, \text{Cl}, \text{Na}, \text{K}, \text{Ca}, \text{Mg} \).
- Микроелементи (\( w \le 0{,}01\,\% \)): \( \text{Fe}, \text{Cu}, \text{I}, \text{Zn}, \text{Mn}, \text{Co}, \text{Mo} \).
- Елементи у траговима: \( \text{F}, \text{Si}, \text{Se}, \text{Al}, \text{B} \) и др.
Хемијски елементи који улазе у састав живих бића називају се биогени елементи.
Жива бића су већински изграђена од органских молекула (протеини, угљени хидрати, липиди, нуклеинске киселине), због чега највећи део биосфере чине четири основна елемента: кисеоник (\( \text{O} \)), угљеник (\( \text{C} \)), водоник (\( \text{H} \)) и азот (\( \text{N} \)). Ова четири елемента чине око \( 95\,\% \) укупне масе живих система.
| Елемент | Хемијски симбол | Приближан масени удео у телу човека |
|---|---|---|
| Кисеоник | \( \text{O} \) | \( 65\,\% \) |
| Угљеник | \( \text{C} \) | \( 18\,\% \) |
| Водоник | \( \text{H} \) | \( 10\,\% \) |
| Азот | \( \text{N} \) | \( 3\,\% \) |
| Остали елементи | - | \( 4\,\% \) |
Који хемијски елемент има највећи масени удео у организму човека и зашто?
Највећи масени удео има кисеоник (\( \text{O} \)) са око \( 65\,\% \), пре свега зато што највећи део људског тела чини вода (\( \text{H}_2\text{O} \)), а кисеоник чини и значајан део органских једињења.
Према заступљености (масеном уделу) у живим организмима, биогени елементи се деле на макроелементе, микроелементе и елементе у траговима.
| Група елемената | Масени удео (\( w \)) | Елементи |
|---|---|---|
| Макроелементи | \( w > 0{,}01\,\% \) |
Неметали: \( \text{C}, \text{H}, \text{O}, \text{N}, \text{P}, \text{S}, \text{Cl} \) Метали: \( \text{Na}, \text{K}, \text{Ca}, \text{Mg} \) |
| Микроелементи | \( w \le 0{,}01\,\% \) | \( \text{Fe}, \text{Cu}, \text{I}, \text{Mo}, \text{Mn}, \text{Zn}, \text{Co} \) |
| Елементи у траговима | Изузетно мали удели | \( \text{Al}, \text{As}, \text{B}, \text{Br}, \text{F}, \text{Li}, \text{Ni}, \text{Se}, \text{Si}, \text{Ti}, \text{V} \) |
Разврстај следеће елементе на макроелементе и микроелементе: калцијум (\( \text{Ca} \)), јод (\( \text{I} \)), гвожђе (\( \text{Fe} \)), сумпор (\( \text{S} \)).
- Макроелементи: калцијум (\( \text{Ca} \)), сумпор (\( \text{S} \))
- Микроелементи: јод (\( \text{I} \)), гвожђе (\( \text{Fe} \))
Иако у живој природи доминирају органска једињења, неорганске супстанце имају кључне градивне и регулаторне улоге. Најзаступљеније су вода, угљеник(IV)-оксид (\( \text{CO}_2 \)) и неорганске соли.
Облици постојања неорганских соли у организму:
- Растворне соли (јони / електролити): Налазе се у телесним течностима. Најзаступљенији су катјони натријума (\( \text{Na}^+ \)), калијума (\( \text{K}^+ \)), магнезијума (\( \text{Mg}^{2+} \)), калцијума (\( \text{Ca}^{2+} \)) и хлоридни анјон (\( \text{Cl}^- \)). Концентрација ових јона у крви редован је параметар лабораторијских биохемијских анализа.
-
Нерастворне соли: Имају градивну улогу и дају чврстину скелету и заштитним структурама.
- Калцијум-фосфат (\( \text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 \)): главни минерални састојак костију и зуба.
- Калцијум-карбонат (\( \text{CaCO}_3 \)): изграђује љуске јаја, оклопе бескичмењака (нпр. шкољки, корњача) и коштане структуре.
- Саставни део органских комплекса: Метални јони често чине активни центар сложених органских молекула (нпр. јон магнезијума \( \text{Mg}^{2+} \) у молекулу хлорофила код биљака).
Љуска кокошијег јаја и оклоп корњаче изграђени су великим делом од калцијум-карбоната (\( \text{CaCO}_3 \)), што им обезбеђује механичку чврстину и заштитну функцију.
Који се јон метала налази у саставу хлорофила, пигмента неопходног за фотосинтезу?
У саставу молекула хлорофила налази се јон магнезијума (\( \text{Mg}^{2+} \)).
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Који од наведених термина представља стручни медицински назив за слободне јоне неорганских соли (\( \text{Na}^+, \text{K}^+, \text{Cl}^- \)) растворене у телесним течностима?
а) нуклеотиди
б) електролити
в) липиди
а) нуклеотиди
б) електролити
в) липиди
Тачан одговор: б) електролити.
Објашњење: Јони растворени у крви и телесним течностима називају се електролити и њихов ниво је важан за одржавање равнотеже течности и проводљивости импулса.
Објашњење: Јони растворени у крви и телесним течностима називају се електролити и њихов ниво је важан за одржавање равнотеже течности и проводљивости импулса.
Задатак 2 (средњи): У организму одраслог човека масе \( 80{,}5\text{ kg} \) налази се приближно \( 4\text{ g} \) гвожђа.
а) Израчунај масени удео гвожђа у организму тог човека.
б) На основу добијене вредности, одреди да ли гвожђе спада у макроелементе или микроелементе.
а) Израчунај масени удео гвожђа у организму тог човека.
б) На основу добијене вредности, одреди да ли гвожђе спада у макроелементе или микроелементе.
а) Израчунавање:
Маса човека: \( m_{\text{укупно}} = 80{,}5\text{ kg} = 80\,500\text{ g} \)
Маса гвожђа: \( m(\text{Fe}) = 4\text{ g} \)
Пошто је \( 0{,}005\,\% \le 0{,}01\,\% \), гвожђе спада у микроелементе.
Маса човека: \( m_{\text{укупно}} = 80{,}5\text{ kg} = 80\,500\text{ g} \)
Маса гвожђа: \( m(\text{Fe}) = 4\text{ g} \)
\[ w(\text{Fe}) = \frac{m(\text{Fe})}{m_{\text{укупно}}} = \frac{4\text{ g}}{80\,500\text{ g}} \approx 0{,}0000497 \]
\[ w(\text{Fe})\,\% \approx 0{,}005\,\% \]
б) Закључак:
Пошто је \( 0{,}005\,\% \le 0{,}01\,\% \), гвожђе спада у микроелементе.
Задатак 3 (тежи): Наведи формуле две неорганске соли калцијума које имају значајну градивну улогу у живим организмима, именуј их и наведи где се свака од њих налази у природи.
- Калцијум-фосфат: формула је \( \text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 \). Налази се као главни минерални састојак костију и зуба кичмењака (укључујући и слоновске кљове).
- Калцијум-карбонат: формула је \( \text{CaCO}_3 \). Налази се у костима, љускама птичјих јаја и оклопима животиња (нпр. корњача, шкољки).
