Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Биология»Содержание №8/2008

ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

БОЛГОВА И.В.,
ШАПОШНИКОВА И.А.,
ФАНДО Р.А.

Продолжение. См. № 3, 4, 5, 6, 7/2008

Таблица Менделеева в живых организмах

Марганец

Роль в жизни растений

Содержание марганца в растениях составляет 0,001–0,01% (по массе). Значительное количество марганца накапливают некоторые ржавчинные грибы, водяной орех, ряска, бактерии родов Leptothrix, Crenothrix и некоторые диатомовые водоросли (Cocconeis). Он активирует некоторые ферменты, участвует в фотосинтезе и синтезе витаминов С, В, Е, способствует увеличению содержания сахаров и их оттоку из листьев, ускоряет рост растений и созревание семян.

При недостатке марганца снижается синтез органических веществ, уменьшается содержание хлорофилла – и растения заболевают хлорозом: на поверхности листьев между жилками появляются мелкие хлоротичные пятна, а сами жилки остаются зелеными. Отмечается слабое развитие корневой системы. Наиболее чувствительны к недостатку марганца свекла, картофель, яблоня, черешня и малина. У плодовых культур наряду с хлорозным заболеванием листьев отмечается слабая облиственность деревьев, более раннее, чем обычно, опадание листьев, а при сильном марганцевом голодании – засыхание и отмирание верхушек веток. Марганцевая недостаточность обостряется при низкой температуре и высокой влажности (озимые хлеба наиболее чувствительны к его недостатку ранней весной).

При избытке марганца происходит нарушение развития растения: у калифорнийского мака листья становятся бледно-зелеными, у гвоздики появляется несвойственная розовато-красная гамма окраски цветков, а у астры – несвойственная темно-пурпурная.

Роль в жизни животных

Содержание марганца в организме животных составляет в среднем 0,0001%, а в организме человека – 0,001% (от массы тела). До 0,01% марганца могут накапливать рыжие муравьи, некоторые моллюски и ракообразные. Марганец активно влияет на обмен белков, углеводов и жиров. Является катализатором обмена веществ, участвует в формировании костной ткани, необходим для функционирования ферментных систем и регуляции обмена витаминов, поддерживает определенный уровень холестерина в крови. Влияет на процессы кроветворения, ускоряет образование антител, действует на ЦНС, влияет на способность к размножению, укрепляет иммунную систему. (Морских свинок, зараженных смертельными дозами столбнячных и дизентерийных бактерий, противостолбнячная и противодизентерийная сыворотки не спасали, но одновременное введение хлористого марганца излечивало животных.) Марганец обнаружен во всех органах и тканях человека (наиболее богаты им печень, скелет и щитовидная железа). Суточная потребность животных и человека – несколько миллиграммов марганца (ежедневно с пищей человек получает 3–8 мг). Потребность повышается при физической нагрузке, недостатке солнечного света. Дети нуждаются в большем количестве марганца, чем взрослые. Новорожденные тяжело переносят недостаток марганца в молоке матери.

При недостатке марганца наблюдается задержка роста, замедление наступления половой зрелости, нарушение обмена веществ при формировании скелета. У птиц – нарушение развития крыльев.

Соединения марганца, применяемые в промышленности, могут оказывать токсическое действие на организм. Поступая в организм главным образом через дыхательные пути, марганец накапливается в паренхиматозных органах (печень, селезенка), костях и мышцах и выводится медленно, в течение многих лет. Предельно допустимая концентрация соединений марганца в воздухе – 0,3 мг/м3. При выраженных отравлениях наблюдается поражение нервной системы с характерным синдромом марганцевого паркинсонизма.

Основные источники поступления в организм

Продукты растительного происхождения: капуста и другие листовые овощи, зерна злаков, свекла, ягоды (черника, брусника, голубика, малина).

Лекарственные растения: багульник, эвкалипт, лапчатка, вахта трехлистная, полынь.

Наиболее распространенные соединения

КМnО4 – перманганат калия, марганцевокислый калий.
К2МnО4 – манганат калия.
МnSО4 – сульфат магранца (II).
МnО2 – оксид марганца (IV), пиролюзит.

 

Знаете ли вы, что...

  • Марганец был открыт в 1774 г. шведскими химиками К.Шееле, Т.Бергманом и И.Ганом при прокаливании смеси минерала пиролюзита (МnО2) с углем. Название элемента произошло от греч. манганес – очищающий (по осветляющему действию минерала пиролюзит при варке стекла).

  • Число атомов марганца в теле человека составляет 2,2 х 1020, а в одной клетке – 2,2 х 106.

  • В медицине марганцевокислый калий КМnО4 широко применяют в качестве антисептического средства: для полосканий, смазывания язвенных и ожоговых поверхностей, промывании мочевого пузыря и мочевыводящих путей.

  • Внутривенная инъекция сульфата марганца (II) МnSО4 спасает при укусе паука каракурта.

  • При нагревании сухого перманганата калия он разлагается согласно уравнению: 2КМnО4 = К2МnО4 + МnО2 + О2. Этой реакцией пользуются в лаборатории для получения кислорода.

Хром

Роль в жизни растений

Содержание хрома в растениях составляет в среднем 0,005% (по массе). Хром обнаружен во многих овощах, ягодах, фруктах, в некоторых лекарственных растениях (сушеница топяная, гинкго билоба, мелисса и др.). Сверхнакопителем хрома является лобелия вздутая.

Роль в жизни животных и человека

В организме животных среднее содержание хрома составляет 0,0001% (по массе). При дефиците хрома у животных нарушается способность включения 4 аминокислот (глицина, серина, метионина и
-аминомасляной кислоты) в сердечную мышцу.

В организме человека содержится до 6 мг хрома. Хотя суточная норма его поступления в организм невелика – 50–200 мкг, примерно половина населения испытывает дефицит хрома, особенно лица старшего и преклонного возраста. Одной из причин этого дефицита является излишнее рафинирование пищевых продуктов. Так, рафинированный сахар содержит всего 0,1% хрома в сравнении с нерафинированным. Наиболее богатым источником хрома являются пивные дрожжи: одной столовой ложки их достаточно, чтобы удовлетворить суточную потребность в хроме.

Хром – постоянная составная часть клеток всех органов и тканей. В организм соединения хрома поступают с пищей, водой и воздухом. Из всего поступившего хрома всасывается лишь 1–2%, а остальные 98–99% выводятся из организма. В тканях содержание хрома в десятки раз больше, чем в крови. Больше всего хрома в печени, почках, кишечнике, костях, хрящах и легких, в небольшом количестве он обнаружен в головном мозге.

Хром регулирует уровень сахара в крови, поддерживая его оптимальную концентрацию, оказывает положительное влияние на активность инсулина. Кроме того, он препятствует развитию атеросклероза и сердечно-сосудистых нарушений, при его введении снижается уровень холестерина и триглицеридов в крови. Хром участвует в регуляции работы сердечной мышцы и функционирования кровеносных сосудов, способствует выведению из человеческого организма токсинов и солей тяжелых металлов.

При недостатке хрома нарушается углеводный обмен, что приводит к сахарному диабету, возникновению заболевания глаз, замедлению роста.

Трех- и шестивалентные соединения хрома (хроматы и бихроматы) очень ядовиты; они вызывают рак легких и разные аллергические заболевания. Токсической дозой для человека является 200 мг хрома, а летальной – более 3000 мг.

Основные источники поступления в организм

Продукты растительного происхождения: овощи, фрукты, ягоды, черный перец. Продукты животного происхождения: рыба, крабы, креветки, печень, куриные яйца. Пивные дрожжи.

Наиболее распространенные соединения

КСr(SО4)2 х 12Н2О – хромокалиевые квасцы.

Знаете ли вы, что...

  • Хром был открыт в 1797 г. французским химиком Л.Вокленом в минерале крокоите (PbCrO4), который в то время называли красным сибирским свинцом. Хром получил свое название от греч. chroma – цвет, краска (по яркой разнообразной окраске соединений хрома).

  • Число атомов хрома в теле человека составляет 0,6 х 1020, а в одной клетке – 0,6 х 105.

  • Суточное поступление хрома в организм с продуктами питания составляет 0,15 мг, а с воздухом – 0,0001 мг.

  • В медицине пиколинат и аспарагинат хрома применяются в качестве биологически активной добавки к пище, а также как компонент витаминно-минеральных комплексов. Изотоп хрома 51Cr входит в состав препаратов для диагностики крови.

  • Хромокалиевые квасцы КСr(SО4)2 х 12Н2О, образующие сине-фиолетовые кристаллы, применяются в кожевенном производстве для дубления кож.

Бор

Роль в жизни растений

Содержание бора в растениях составляет 0,001% (по массе). Бор – один из наиболее важных микроэлементов, особенно для двудольных растений. Он необходим для развития меристемы, играет важную роль в делении клеток и синтезе белков и является необходимым компонентом клеточной оболочки. Улучшает синтез и перемещение углеводов, особенно сахарозы, ростовых веществ и аскорбиновой кислоты из листьев к органам плодоношения. Ускоряет прорастание пыльцы на рыльце пестика при опылении, стимулирует развитие плодов. Бор повышает устойчивость к бактериальным и грибным болезням, сохранность клубней и луковиц в зимний период, урожайность сахарной свеклы, льна, хлопчатника, овощных и плодово-ягодных культур. Вместе с урожаем культурных растений с 1 га почвы ежегодно уходит до 10 г бора. Особенно активно уносят его корнеплоды и кормовые травы.

Характерными признаками недостатка бора являются нарушение анатомического строения растений, например слабое развитие ксилемы, раздробленность флоэмы, основной паренхимы и дегенерация камбия, слабое развитие корневой системы.

Первые признаки недостатка бора проявляются в верхушечной части побега и на самых молодых листьях: происходит заболевание и отмирание точек роста. Особенно сильно страдают от недостатка бора репродуктивные органы растений, при этом больное растение может совершенно не образовывать цветков или их образуется очень мало, отмечается пустоцвет, опадание завязей.

При избытке бора у растений проявляется низкорослость. Растения-индикаторы реагируют на количество бора в почве по-разному: при высоком содержании бора у солянки образуются гигантские растения, а у полыни степной и солероса – карликовые, у бурачка двусемянного стебли утолщаются и искривляются, а у полыни душистой появляются шарообразные утолщения на молодых побегах.

Роль в жизни животных и человека

В организме животных содержится 0,0001% бора (по массе). В организме взрослого человека его около 12 мг, в основном, в костной ткани – 1,1–3,3 мг на 1 кг массы тела, в меньших количествах – в нервной ткани, жировой клетчатке, плазме крови. Бор играет большую роль в обмене углеводов, жиров, ряда витаминов и гормонов, влияет на активность некоторых ферментов, например усиливает гипогликемическое действие инсулина, и в то же время на некоторые ферменты и гормоны действует угнетающе.

Всасывание борных соединений идет быстро, а выделяются они медленно, т.е. имеет место кумуляция, которая сопровождается рвотой, потерей аппетита, кожной сыпью. Острое отравление борной кислотой или бурой сопровождается судорогами, менингизмом, позже коллапсом, за которым следует смерть. Частыми симптомами отравления являются желудочно-кишечные нарушения. Бор угнетающе действует на воспроизводительные функции и вызывает бесплодие.

Основные источники поступления в организм

Продукты растительного происхождения: овощи. Продукты животного происхождения: мясо, яйца, молоко, рыба.

Наиболее распространенные соединения

Н3ВО3 – борная кислота.
Na2B4O7 х 10H2O – бура.

Знаете ли вы, что...

  • Название элемента происходит от лат. borax – бура, белый минерал. Его впервые выделили из борной кислоты французские химики Ж.Гей-Люссак и Л.Тенар в 1808 г.

  • Атомов бора в теле человека 5,5 х 1020, а в одной клетке – 5,5 х 106.

  • Суточное поступление бора в организм с продуктами питания составляет 1,3 мг, причем 1,1 мг бора поступает с пищей, а 0,23 мг – с водой.

  • В медицине издавна применяют соединения бора – буру Na2B4O7 х 10H2O, борную кислоту Н3ВО3. Соединения бора обладают противовоспалительным и противоопухолевым действием, их применяют при лечении остеопороза, артритов.

Продолжение следует

 

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru