Элементарный состав живых организмов - Обмен минеральных веществ и его нарушения
В многочисленных работах русского ученого академика В. И. Вернадского была сформулирована основополагающая идея, что геохимические процессы, протекающие непрерывно в земной коре и эволюция химического элементарного состава организмов, являются процессами сопряженными, что химический элементарный состав живых существ неразрывно связан с химическим составом земной коры. Химический состав организма животных нельзя рассматривать вне связи с химическим составом растений, которые являются источником питания животных. В свою очередь химический состав растений связан с составом атмосферы, почвы и почвенных вод. Почва, растения и организм животного являются звеньями единой, неразрывной миграционной цепи.
Геохимические процессы, в которых участвует живое вещество, носят название биогеохимических процессов. Состав земной поверхности неоднородный, на ней имеются области с повышенным или пониженным содержанием тех или иных химических элементов. Так как это изменение химического состава может вызвать определенную биологическую реакцию со стороны произрастающих и проживающих в данной местности растений и животных, они получили название биогеохимических провинций. Биологические реакции в биогеохимических провинциях могут приводить к образованию новых рас, видов, подвидов, появлению эндемических заболеваний и, как крайняя степень недостаточности или избыточности какого-либо элемента, гибели организма.
Установлены ориентировочные пороговые концентрации ряда химических элементов, выше или ниже которых организм определенным образом реагирует. Необходимо иметь в виду, что эти значения весьма относительны, так как пороговые величины зависят от вида животных, физиологического состояния, концентрации других элементов и т. д. Исследование биогеохимических провинций позволяет научно применять минеральные подкормки животным, разрабатывать профилактические и лечебные мероприятия против эндемических болезней.
Существуют различные классификации химических элементов, но наибольший интерес для биологов, естественно, представляет классификация, основанная на их биологической роли. Согласно этой классификации, химические элементы, обнаруживаемые в организме животных можно разделить на 4 группы.
- 1. Основные органогенные элементы, из которых построена основная масса тела животных. К ним относится кислород, водород, углерод и азот, на долю которых приходится 99% атомов живых организмов. Эти элементы явились наиболее подходящими для построения живого вещества возможно потому, что среди элементов легко образующих ковалентные связи они самые легкие. 2. Жизненно необходимые (биотические) элементы, к которым можно отнести имея ввиду высших позвоночных животных кальций, фосфор, калий, хлор, натрий, цинк, марганец, молибден, иод, селен, серу, магний, железо, медь и кобальт. 3. Вероятно необходимые элементы, потребность животных в которых строго не доказана - кремний, титан, ванадий, хром, никель, мышьяк, бром, стронций, кадмий. 4. Элементы с не установленной ролью, к которым можно отнести все остальные, обнаруженные в организме.
Для того, чтобы элемент был отнесен к группе жизненно необходимых он должен соответствовать определенным требованиям:
Постоянно присутствовать в организме животных в определенных количествах.
Ткани по содержанию данного элемента должны всегда располагаться в определенном порядке.
Синтетический рацион, не содержащий данного элемента, должен вызывать у животного характерные симптомы недостаточности и биохимические нарушения в тканях.
Эти симптомы и нарушения должны устраняться путем добавления элемента к синтетическому рациону не содержащего его.
Выполнение всех этих условий и отнесение того или иного элемента к группе биотических - сложная
Задача и не всегда может быть решена современными химическими и биохимическими методами. Некоторые элементы содержатся в питательных веществах в чрезвычайно малых количествах и практически невозможно очистить от них рацион. Для того, чтобы установить биотическую роль золота нужно, чтобы рацион содержал не более 10-10% этого элемента. Но провести столь глубокую очистку веществ, используемых в синтетическом рационе (глюкоза, сахароза, казеин, соевый белок, витамины и др.) без нарушения их структуры и свойств, практически невозможно.
В зависимости от содержания в организме все химические элементы делят на макроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы. Хотя количественные критерии, приводимые разными авторами, несколько различаются в целом можно привести следующие значения.
- 1. Макроэлементы - углерод, кислород, водород, азот, кальций, фосфор, калий, натрий, сера, хлор, магний. Содержание в организме животных составляет более 10-2%. 2. Микроэлементы - железо, цинк, фтор, стронций, молибден, медь, бром, кремний, иод, марганец, алюминий, свинец, кадмий, бор. Содержание в организме от n10-3 до n10-5%. 3. Ультрамикроэлементы - селен, кобальт, хром, никель, мышьяк и другие. Содержание ниже n - 10-6%.
Хотя классификация по количественному признаку является сравнительно простой, она не дает ответа на вопрос, какова биологическая роль того или иного элемента.
Универсальная классификация элементов по их биологической роли возможна только на основе периодического закона Д. И. Менделеева как фундаментального закона природы, раскрывающего связь между структурой и свойствами элементов и химических соединений. Однако построение такой классификации возможно только на основе детального изучения электронной структуры атомов, их квантово-механических характеристик, решения основного вопроса современной химии - глубокой связи электронной структуры веществ и их физических, химических и биологических свойств.
Похожие статьи
-
Состав и функции органического вещества почв - Почвоведение как наука
Органическое вещество почвы представляет собой комплекс органических соединений, входящих в состав почвы. Эти вещества разделены на две группы: 1)...
-
Минеральная питательность кормов - Основы зоотехнии
В организме животных и составе растений обнаружено до 70 элементов и около 50 из них определены количественно. Известный ученый Вернадский -...
-
Минералогический, химический и гранулометрический состав почв - Почвоведение как наука
Минералогический состав почв и пород В процессе почвообразования материнские горные породы претерпевают существенные изменения, выражающиеся в...
-
Кетоз молочных коров. - Болезни обмена веществ и меры их профилактики
Кетоз молочных коров является тяжелым заболеванием высокопродуктивных коров (чаще в возрасте 5-7 лет). Проявляется обычно в первые недели после отела и...
-
В практике ветеринарного врача довольно часто встречается такая патология, как острые экзогенные отравления. Клиника острых экзогенных отравлений...
-
Содержание питательных веществ в почвах - Пестициды и удобрения
Запасы питательных веществ в почвах во много раз превышают потребность в них растений. Однако большая часть из представлена недоступными для растений...
-
ЗАО "Восток" находится по адресу 397000, Воронежская обл., Эртильская обл., с. Б. Дробинка. Основными видами деятельности являются "Выращивание зерновых,...
-
Введение - Отравление животных химическими веществами, помощь при отравлении и профилактика
Отравление фосфор химический животное Непреднамеренные передозировки лекарственных препаратов или случайное проглатывание как человеческих, так и...
-
Для предотвращения отравления сельскохозяйственных и диких животных, в том числе рыб, птиц, пчел, токсическими веществами, применяемыми для обработки...
-
Паракератоз - Болезни обмена веществ и меры их профилактики
Паракератоз - это заболевание, сопровождающееся поражением кожных покровов. Болеют все виды животных, но особенно свиньи. Причины болезни Недостаток в...
-
Предмет и задачи ветеринарной токсикологии. Понятие о ядах и отравлениях - Ветеринарная токсикология
Ветеринарная токсикология - наука, изучающая действие ядовитых веществ на организм животных с целью разработки методов диагностики, профилактики и...
-
Ожирение - Болезни обмена веществ и меры их профилактики
Ожирение Является заболеванием, при котором в организме накапливается избыток жира, отлагающийся в подкожной клетчатке и других тканях, что приводит к...
-
Введение, Почва - Описание черноземов
Почва чернозем гумус Почвоведение - это наука о почвах, их образовании (генезисе), их строении, составе, свойствах, о закономерностях и географическом...
-
Оптимизация управления и регулирования урожая сельскохозяйственных культур
Оптимизация управления и регулирования урожая сельскохозяйственных культур Продукционный сельскохозяйственный агроэкосистема биофильный Оптимизация...
-
Минеральный состав зубов лошадей
Многообразие вариантов костной ткани в организме млекопитающих делает невозможной всякую попытку представить ее химический состав в обобщенном виде [1]....
-
Кетоз овец - Болезни обмена веществ и меры их профилактики
Кетоз овец представляет собой заболевание суягных овцематок за 3-4 недели до окота. Сопровождается нарушением обмена веществ, расстройством функций...
-
Болезни обмена веществ и меры их профилактики - Болезни обмена веществ и меры их профилактики
Остеодистрофия - это рассасывание костной ткани у взрослых животных. Чаще отмечается у коров при стойловом содержании зимой, весной, особенно в последний...
-
Биологическая роль селена в организме - Применение препарата "Ферсел" в птицеводстве
Селен (Se) - химический элемент главной подгруппы VI группы периодической системы. Селен - жизненно важный микроэлемент с уникальными биологическими...
-
Биологическая роль железа в организме - Применение препарата "Ферсел" в птицеводстве
Биологическая роль железа определяется его участием в окислительно - восстановительных процессах, реакциях кислородозависимого свободнорадикального...
-
Факторы, влияющие на состав и свойства молока - Основы технологии животноводства
1*Порода и возраст животных. От породы и возраста животного зависит молочная продуктивность, состав, физико-химические и технические свойства молока....
-
Использование в рационах кормовой добавки "Нутовит" и ее влияние на физиологические процессы организма молодняка кур Добавка кормовой нут птица Введение....
-
В сельском хозяйстве широко используются химические препараты для уничтожения сорной растительности, протравливания зерна, уничтожения клещей-паразитов и...
-
Вывод - Влияние гиподинамии на организм животных
Круглогодовое стойловое содержание (гиподинамия) приводит к нарушению одного из биологических законов, характеризующих жизнь - движение, вследствие этого...
-
Хозяйственный баланс питательных веществ в севообороте - Удобрение сельскохозяйственный культур
Главной задачей внесения органических и минеральных удобрений является воспроизводство и оптимизация плодородия, а также они должны быть экологически...
-
Введение - Влияние гиподинамии на организм животных
Гиподинамия - (от hypo-внизу и греч. dynamis-сила) - нарушение функций организма (опорно-двигательного аппарата, кровообращения, дыхания, пищеварения)...
-
7. Химический состав и питательная ценность чечевицы Используемые части растения Содержание, % В 1 кг корма Вода протеин Жир Клетчатка БЭВ Зола К. ед...
-
К основным параметрам, влияющим на физиологическое состояние животных, относят температуру, влажность, газовый состав атмосферы, освещенность, уровень...
-
ЗАМЕСТИТЕЛЬНАЯ ТЕРАПИЯ - Внутренние болезни животных
Этот вид терапии включает методы, которые обеспечивают пополнение жизненно необходимых веществ, которые вырабатываются в организме или поступают с кормом...
-
"Жизнь есть обмен веществ" и всякому понятно, что организму животного необходимо предоставить материал для вознаграждения его расходов, иначе оно весьма...
-
Морфологические признаки почв - Качественные свойства и признаки почв
Почва удобрение плотность морфологический Морфологические признаки почвы - морфологические или внешние признаки почв формируются в процессе...
-
Применение удобрений - Луговое и полевое кормопроизводство
Удобрения призваны улучшать круговорот питательных элементов в земледелии, что способствует не только сохранению, но и улучшению окружающей среды....
-
Значение фотосинтеза в природе - Значение фотосинтеза для урожайности сельскохозяйственных культур
Фотосинтез - единственный процесс в биосфере, ведущий к увеличению ее свободной энергии за счет внешнего источника. Запасенная в продуктах фотосинтеза...
-
Требования к технологическим процессам - Конюшня на 20 спортивных лошадей
Поение. Значение воды. Все живое вещество нашей планеты на 2/3 состоит из воды. Как растительные, так и животные организмы при отсутствии воды погибают....
-
Заключение - Мероприятия по улучшению плодородия почвы
В ходе написания курсовой работы была проделана работа по определению: - полного классификационного названия в соответствии с подтипом, родом и видом; -...
-
Комплексная оценка питательности кормов и рационов - Анализ кормов
Содержание доступной энергии является важным, но не единственным показателем питательности кормов и рационов. Оценка их питательности должна быть...
-
Питательность корм рацион энергетический Для поддержания жизнедеятельности организма, образования продукции животным нужна энергия. Единственным...
-
Гипоаллергенная диета у собак - Ветеринарные диеты
Аллергия - это измененная, усиленная реакция организма животных или человека на какое-либо вещество. Вещества, которое у животных с нормальной...
-
Хроническая болезнь растущих животных, характеризуется расстройством фосфорно-кальциевого обмена и сопровождается нарушением минерализации костей....
-
Почва как компонент биосферы и особый природный ресурс. Экологические функции почвы Почвоведение - наука о почве, ее строении, составе и свойствах,...
-
Чтобы правильно составить кормовой рацион, необходимо знать нормы потребности лошади в питательных и биологически активных веществах. Потребность в сухом...
Элементарный состав живых организмов - Обмен минеральных веществ и его нарушения