1. Хімічні елементи в клітці
Всі клітини подібні за хімічним складом. З відомих в даний час хімічних елементів періодичної системи Менделєєва в клітках виявлена 70, функції 27 з них визначені. У всіх живих організмів обов'язково зустрічається 24 хімічні елементи.
Хімічні елементи, що входять до складу клітин, ділять на три групи:
Макроелементи. О, С, Н, N, Са, К, Mg, Na, Fe, S, P, Cl. На частку цих елементів припадає понад 99% всієї маси клітини, причому на частку перших чотирьох елементів (О, С, Н, N) припадає 98%. Концентрація деяких з них велика: на кисень доводиться 65-75%; вуглець - 15-18%; азот - 1,5-3%, Н - 8-10%. Багато хімічні елементи є необхідними складовими частинами біологічних полімерів і відносяться до біоелемента: кисень - окислювач, входить до складу H2 O, органічних речовин; водень входить до складу H2 O, органічних і неорганічних речовин; вуглець - основа для органічних речовин; азот входить до складу білків, нуклеїнових кислот, хлорофілу, гемоглобіну, багатьох вітамінів, рослинам необхідний для росту; сірка - до складу амінокислот (цистеїн), вітаміну B1, ферментів; фосфор входить до складу нуклеїнових кислот, АТФ, ферментів, кісток, зубів, раковин; калій - позитивний іон всередині клітини, активує ферменти білкового синтезу, бере участь в регуляції ритму серця, в регуляції фотосинтезу; натрій - головний позитивний іон зовні клітини, регулятор ритму серця, основний елемент буферної системи, бере участь в синтезі гормонів; кальцій - компонент кісток, зубів, фактор згортання крові, бере участь в скороченні м'язових волокон, антагоніст калію входить до складу мембранних структур; залізо - в складі гемоглобіну; магній - активізує роботу ферментів, входить до складу хлорофілу, бере участь в синтезі ДНК, енергетичному обміні; хлор - переважний негативний іон в організмі тварин.
Мікроелементи. Сі, В, З, Mo, Mn, Ni, Br, Zn, I і інші. На їх частку в клітці сумарно припадає понад 0,1%, концентрація кожного не перевищує 0,001%. Входять до складу гормонів, ферментів, вітамінів, забезпечують нормальне функціонування структур клітини і організму в цілому. Цинк (Zn,) бере участь в синтезі рослинних гормонів, інсуліну та інших ферментів. Мідь (Cu) - компонент міоглобіну, бере участь в кровотворенні, входить до складу ферментів, гормонів надниркових залоз, бере участь у тканинному диханні. Йод (I) компонент гормону тироксину щитовидної залози. Фтор (F) - входить до складу емалі зубів. Марганець (Mn) - необхідний в невеликій кількості, входить до складу ферментів, що каталізують окислювально-відновні реакції, бере участь в синтезі вітаміну С і фотолізі H2Опрі фотосинтезі. Кобальт (Со) - в основі вітаміну В12. регулюючому кровотворну функцію, бере участь у розвитку еритроцитів, в фіксації атома азоту рослинами. Кремній (Si) і барій, бром, бор (Ва, Вr, В) та інші - впливають на ростові процеси рослин, на процеси запліднення.
Ультрамікроелементи. уран (U), золото (Au), берилій (Ве), ртуть (Hg), цезій (Ze), селен (Sе), радій (Ра), і інші. Їх концентрація не перевищує 0,000001%. Фізіологічна роль багатьох з них не встановлена. Більшість цих елементів також необхідні для нормального функціонування організму, наприклад, дефіцит селену (Sе) призводить до ракових захворювань.
Хімічні елементи, які беруть участь в процесах обміну речовин і володіють вираженою біологічною активністю, називають біогенними.