Презентация "Железо и его роль в живых организмах" 9 класс
Подписи к слайдам:
- Чистое железо — серебристо-белый металл, быстро коррозирующий при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. Название произошло от лат. ferrum - «твердый». Железо пластично, легко подвергается ковке и прокатке, температура плавления 1539°С. Обладает сильными магнитными свойствами (ферромагнетик), хорошей тепло- и электропроводностью. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе. Основные рудные минералы железа - магнетит, гематит, бурый железняк, сидерит.
Значение железа в жизнедеятельности растений.
Железо потребляется растениями в значительно меньших количествах (1 - 10 кг с 1 га), чем другие макроэлементы. Однако железобактерии, использующие энергию окисления железа (II) в железо (III) для хемосинтеза, могут накапливать в своих клетках до 17-20% железа. Оно входит в состав ферментов, участвующих в создании хлорофилла, хотя в него этот элемент не входит. Железо участвует в окислительно - восстановительных процессах, протекающих в растениях, так как оно способно переходить из окисленной формы в закисную и обратно. Кроме того, без железа невозможен процесс дыхания растений, поскольку оно является составной частью дыхательных ферментов. Недостаток железа ведет к распаду ростовых веществ (ауксинов), синтезируемых растениями. Листья становятся светло - желтыми. Железо не может, как калий и магний, передвигаться из старых тканей в молодые (т. е. повторно использоваться растением). Железное голодание чаще всего проявляется на карбонатных и сильноизвесткованных почвах. Особенно чувствительны к недостатку железа плодовые культуры и виноград. При длительном железном голодании у них происходит отмирание верхушечных побегов.
Интересно использование процесса окисления двухвалентного железа до трёхвалентного в телах особого вида бактерий — так называемых железобактерий. Они поглощают из окружающей среды соли двухвалентного железа и кислород, внутри их организмов протекает реакция, приблизительно выражающаяся уравнением: 4Fe(HC03)2 + 2Н20 + 02 = 4Fe(OH)3 + 8С02 Выделяющаяся при этом энергия служит бактериям для поддержания их жизнедеятельности. Окисление железа является, следовательно, актом дыхания железобактерий и за меняет для них характерное для организмов высших растений окисление кислорода. Железобактерии размножаются главным образом в водах железистых источников, болотах, прудах и т. п. Нередко наблюдается также массовое развитие их колоний в водопроводных трубах. После отмирания бактерий накопившийся в их организмах гидроксид железа(Ш) оседает на дно водоёма, служившего им жизненной средой, что с течением времени приводит к образованию отложений так называемых болотных или озёрных железных руд. В частности, именно таково происхождение Керченского месторождения железных руд.
Значение железа в жизнедеятельности животных.
Оно участвует в окислительно-восстановительных реакциях, играющих важную роль в обмене веществ и питании животного. Общее содержание железа в теле животных составляет около 0,005% или примерно 45 мг на 1 кг живой массы, но в крови железа в 10—12 раз больше. В зеленых кормах его содержится много (около 100—200 мг на 1 кг сухого вещества). Железо входит в состав молекулы гемоглобина и некоторых дыхательных ферментов. Чаще всего железо находится в организме в соединении с белками. В печени, селезенке и костном мозге имеется ферритин, содержащий до 23% железа.
Потребность взрослых животных в железе невелика и полностью покрывается поступлениями его в организм с кормом. Поросята и цыплята в осенне-зимний период испытывают недостаток в этом элементе. При недостатке железа в рационе у животных развивается анемия (алиментарная), осложняемая недостатком меди.
Роль железа в организме человека В организме человека железо составляет всего 0,005-0,006% от общей массы тела. Если взрослый человек весит 70 кг, то всего 4 грамма приходится на долю железа. Почти 60%, поступающего в организм железа расходуется на синтез гемоглобина. Некоторое количество (примерно 20%) - откладывается в мышцах, костном мозге, печени и селезенке. Еще 20% его используется для синтеза различных ферментов. У беременных и кормящих часть железа передается ребенку для полноценного формирования головного и костного мозга. Во время болезней его расход увеличивается, так как оно необходимо для синтеза иммунных клеток. В нашем организме железа очень мало, но без него невозможно было бы осуществление многих функций. Основная роль железа в организме – участие в «рождении» красных (эритроцитов) и белых (лимфоцитов) кровяных клеток. Непосредственную доставку кислорода к каждой клетке осуществляет входящее в состав крови специальное белковое соединение гемоглобин. Он состоит из двух частей: крупной белковой молекулы - глобина и встроенной в нее небелковой структуры - гема, в сердцевине которого и находится ион железа. Этот ион легко вступает в связь с кислородом и именно соединение кислорода с железом окрашивает кровь в красный цвет. УСВОЯЕМОСТЬ ЖЕЛЕЗА В ОРГАНИЗМЕ В организм человека железо поступает с пищей. Пищевые продукты животного происхождения содержат железо в наиболее легко усваиваемой форме. Некоторые растительные продукты также богаты железом, однако его усвоение организмом происходит тяжелее. Поступившее в желудочно-кишечный тракт с пищей железо подвергается воздействию желудочного сока, происходит его ионизация. Всасывается оно главным образом в двенадцатиперстной кишке и в верхних отделах тонкого кишечника. Как только железо попадает в кровоток, оно связывается с белком (трансферрином) и транспортируется туда, где необходимо (в костный мозг, печень и т. д.). Схематически обмен железа в организме выглядит следующим образом: Различают два вида железа - гемовое (входит в состав гемоглобина) и негемовое. Гемовое железо содержится в мясе (особенно много его в печени и почках), негемовое - в растительной пище. Если гемовое железо усваивается хорошо, то негемовое значительно хуже. Чтобы организм лучше усвоил его, оно должно быть обязательно двухвалентным, трехвалентное не усваивается вообще.железо
СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ ОРГАНИЗМА В ЖЕЛЕЗЕ Суточная потребность в железе составляет: У детей до 14 лет от 4 до 18 мг в сутки. У юношей от 14 до 18 лет - 11 мг. У девушек от 14 до 18 лет - 15 мг. У мужчин от18 до 50 лет - 10 мг. У женщин от 18 до 50 лет - 18 мг. У беременных женщин - 33 мг. У кормящих женщин - 38 мг. У мужчин старше 50 лет – 8 мг. У женщин старше 50 лет - 8 мг. Токсическая доза для человека - 200 мг. Летальная доза для человека - 7-35 грамм. НЕДОСТАТОК ЖЕЛЕЗА В ОРГАНИЗМЕ Недостаток железа в организме может возникнуть при его недостаточном поступлении; при нарушении клеточного дыхания, которое развивается из-за недостатка двигательной активности; при гормональных нарушениях; от неправильного питания и модных диет; регулярного употребления рафинированных и богатых фосфатами продуктов: сахара, белого хлеба и выпечки из белой муки, белого риса, консервированных продуктов и сладостей. Недостаток железа в организме может возникнуть и при дефиците витаминов группы В (особенно В12) и С. Эти витамины помогают железу лучше усвоиться. В кишечнике при наличии неорганической щавелевой и фитиновой кислот железо не всасывается. Это одна из причин необходимости потребления содержащих железо продуктов в 2—3 раза больше суточной нормы.Самыми распространенными симптомами дефицита железа являются: 1. Чувство усталости. 2. Бледная кожа, её шершавость и сухость. 3. Болезненные трещины в уголках рта и трещины на коже пяток. 4. Запор. 5. Ломкие ногти и слабые зубы. 6. Сухость ротовой полости, доходящая до того, что пища с трудом продвигается по пищеводу.
ИЗБЫТОК ЖЕЛЕЗА В ОРГАНИЗМЕ При некоторых наследственных заболеваниях; при заболеваниях печени, селезенки, поджелудочной железы (в том числе, в результате хронического алкоголизма); при избыточном поступлении извне и нарушении регуляции обмена железа, оно может накапливаться в организме. При этом избавиться от избытка железа часто намного труднее, чем устранить его дефицит.Основные проявления избытка: 1. Отложение железа в тканях и органах, сидероз. 2. Головные боли, головокружения, повышенная утомляемость, слабость. 3. Угнетение клеточного и гуморального иммунитета. 4. Пигментация кожи. 5. Потеря аппетита, уменьшение массы тела. 6. Изжога, тошнота, рвота, боли в желудке, запор или диарея, изъязвление слизистой оболочки кишечника. 7. Печеночная недостаточность, фиброз. 8. Повышенная насыщенность железом трансферрина. 9. Снижение уровня сывороточного железа (в 1,5-3 раза). 10. Повышение риска развития атеросклероза, болезней печени и сердца, артритов, диабета и т.д. 11. Увеличение риска развития инфекционных и опухолевых заболеваний.
ВЛИЯНИЕ ЖЕЛЕЗА НА ЗДОРОВЬЕ При низком уровне железа в организме развивается железодефицитная анемия. При анемии уменьшается количество гемоглобина, эритроцитов и лимфоцитов, снижается иммунитет, увеличивается риск инфекционных заболеваний. У детей задерживается рост и умственное развитие, а взрослые ощущают постоянную усталость. Часто бывает, что человек получает достаточное количество железа, но все равно страдает от анемии. Это бывает в том случае, когда наблюдается дефицит витаминов, участвующих в кроветворении, особенно витаминов В6, В12 и фолиевой кислоты.
