WYKŁAD 1: 26.02.2009

1. Ile spośród znanych pierwiastków jest niezbędnymi składnikami organizmu człowieka

   2. ok. 30

2. Jaka jest podstawowa rola pierwiastków w organizmie

1. działanie regulacyjne

2. rola budulcowa

3. Wymień pierwiastki występujące w stężeniach dużych (budulcowe), makroelementy (ułamki mola/l lub/kg), mikroelementy (p. śladowe, poniżej 10-6 mol/l lub /kg)

Budulcowe: C, H, N, O

Makroelementy: Na, Mg, K, Ca, P, S, Cl

Mikroelementy: Li, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn

4. Za utrzymanie odpowiedniego ciśnienia osmotycznego płynów ustrojowych odpowiedzialny jest:

1. Na

2. K

4. Dlaczego Cd, Pb i Hg są uważane za szczególnie toksyczne dla organizmu.

Ponieważ mogą prowadzić do występowania nowotworów.

4. Wymień kilka pierwiastków stosowanych jako leki.

Zn, Mg, Fe, Li, Au, As, Pt, Ru

4. W jakiej żywności można znaleźć szczególnie dużą zawartość Mg, Ca, Zn, Se, Na, K

Mg: czekolada, soja, soczewica, kasze, orzechy, suszone figi, płatki owsiane, zielone warzywa, kakao, fasola, groch, mak

Ca: produkty mleczne, mleko, jaja, sardynki, sezam, poziomki, ryż, kapusta, groch, szpinak, migdały

Zn: kurze mięso, wołowina, otręby pszenne, fasola, groch, ziemniaki, śledź, owoce morz, drożdże

Se: ryby, sery, zboża, owoce morza, skorupiaki, drożdże, czosnek, cebula

Na: ryby, mięso, pomidory, produkty zbożowe

K: świeże i suszone owoce, banany, ziemniaki, soja, pomidory, bób, rzeżucha, drób

4. Jak kwaśne deszcze wpływają na dostępność pierwiastków dla roślin?

Rośliny łatwiej przyswajają pierwiastki.

4. Jak rozmieszczone są pierwiastki w organizmie:

c. inaczej w płynach pozakomórkowych, inaczej komórce

WYKŁAD 2: 5.03.2009

Dostępność biologiczna pierwiastków

1. Promień Ziemi ma długość:

1. ok. 6500km

2. Na jakie sfery jest podzielona Ziemia?

Biosfera, Litosfera, Atmosfera, Hydrosfera.

3. Skorupa ziemska ma grubość średnio:

2. 17 km

4. Jak można podzielić zasoby wód na Ziemi?

Hydrosfera, wody podziemne, wody atmosferyczne, w biomasie roślinnej

5. Morza i oceany zajmują na powierzchni Ziemi:

2. 70%

 6. Większość zasobów wód ziemskich skupiona jest w:

2. Morzach i oceanach

7. W wodach morskich największe stężenie (ponad 10 g/l) osiągają  jony:

1. Cl^-

8. W czystych wodach rzecznych największe stężenie (ponad 10 mg/l) osiągają jony:

1. HCO₃^-

9. Na jakie sfery możemy podzielić atmosferę ziemską?

Troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera, jonosfera, egzosfera

10. Jakie gazy wchodzą w skład Troposfery?

CO₂, O₃, CH₄, N₂, O₂, He, Ne, H_2, Ar, Kr, Xe

11. Co znaczy sformułowanie „pierwiastki biofilne”?

Tz. uczestniczą w budowie organizmów żywych.

12. Co znaczy sformułowanie „pierwiastki cykliczne”?

Tz. dają wielokrotnie te same charakterystyczne związki.

13. W zewnętrznej części skorupy ziemskiej średnio jest najwięcej wagowo:

1. Pierwiastków niemetalicznych

14. Co oznacza sformułowanie hipergeneza?

Zespół przemian fizycznych i chemicznych skał na powierzchni skorupy ziemskiej (wietrzenie, transport, sedymentacja, rekrystalizacja minerałów na powierzchni skał).

15. Jakie czynniki powodują wietrzenie skał?

Promieniowanie słoneczne, zmiany temperatury, woda, tlen atmosferyczny, dwutlenek węgla, świat organiczny.

16. Jakie czynniki powodują transport pierwiastków w skorupie ziemskiej i w atmosferze?

Erozja wodna, działalność eolityczna, lodowce

17. Jakie pierwiastki są głównymi składnikami materiału zwietrzelinowego podczas sedymentacji w rezystatach, hydrolizatach, oksydatach, precypitatach, ewaporatach, reduzatach, biolitach?

Rezystaty: Si

Hydrolizaty: Al

Oksydaty: Fe, Mn

Precypitaty: Ca, Mg

Ewaporaty: Mg, Na, K

Reduzaty: Fe

Biolity: Ca, Si

18. Co to jest diageneza?

Jest to proces tworzenia skały zwięzłej ze skał luźnych polegający na łączeniu (zlepianiu) spoiwem ziaren skalnych.

19. Co to jest metamorfizm?

Jest to zespół procesów prowadzących do zmiany skał, tekstury, struktury, składu mineralnego oraz chemicznego. Typowym środowiskiem metamorfizmu jest wnętrze skorupy ziemskiej, może on wystąpić również na powierzchni Ziemi.

20. Jakie sfery Ziemi i jej atmosfery zajmuje biosfera?

Biosfera obejmuje około: 4 km n.p.m. (troposfera); 300 m p.p.m. (hydrosfera); 40 cm w głąb ziemi (litosfera).

21. Co to jest ekosystem?

Naturalna całość przyrodnicza.

22. Co to jest homeostaza?

Stałość składu.

23. Skład chemiczny materii żywej jest odbiciem składu:

d. Żadnej z nich, ponieważ niektóre pierwiastki występujące w dużych ilościach w sferach ziemskich (np. Si, Al) w materii żywej występują w ilościach śladowych i odwrotnie (np. C) 

24. Jak możesz opisać migrację pierwiastków chemicznych w biosferze?

Roztwór glebowy / Faza wodna ↔ Powstawanie i rozkład materii organicznej

Pobieranie i wydzielanie przez rośliny

Wytrącanie soli i powstawanie minerałów

Wymiana i sorpcja przez składniki mineralne

Wymiana z fazą gazową

Wiązanie i wydzielanie przez mikrobiotę

Wymiana i sorpcja przez materię organiczną

25. Zawartość wody w ciele człowieka jest w % wagowych ok.:

1. 65%

26. Co to jest specjacja pierwiastków?

27. Jaki jest wpływ pH gleby na mobilność pierwiastków?

Mobilność większości pierwiastków w glebie o niskim pH jest bardzo duża. Wraz ze wzrostem pH mobilność ta spada.

28. Najłatwiej przyswajalną dla roślin formą pierwiastków w glebie są:

1. Kationy w fazie wodnej

29. Stopień bioakumulacji (gromadzenia, wzbogacania w porównaniu z glebą) Cd, Pb i Hg w roślinach zielonych (lub w grzybach) jest:

1. Intensywny stopień akumulacji

30. Jakimi drogami pierwiastki dostają się do organizmu człowieka?

Poprzez powietrze, unoszony pył, żywność lądową i wodną, wodę

31. Wyjaśnij pojęcie współdziałania pierwiastków w organizmie: synergizm i antagonizm.

Synergizm zjawisko wzajemnego wzmocnienia działania kilku substancji wtedy, gdy występują razem w danym środowisku.

Antagonizm konkurowanie ze sobą pierwiastków.

32. Jaki jest wpływ działalności człowieka na obieg pierwiastków w środowisku?

Przetwórstwo spożywcze

Przetwórstwo paszowe

Pestycydy

Nawozy mineralne i organiczne

Ścieki i odpady komunalne

Górnictwo

Przemysł i energetyka

33. Jakie czynniki wpływają na bioakumulację pierwiastków w organizmie ludzkim?

34. Jakie tkanki i narządy akumulują pierwiastki Pb, Cd, Hg, Al, których stężenie toksyczne łatwo jest przekroczyć?

Pb: kości, aorta, nerki, wątroba, mózg

Cd: kora nerkowa, wątroba, kości, gruczoł krokowy

Hg: nerki, gruczoł tarczowy, przysadka mózgowa

Al: mózg, nerki, włosy, płuca, kości

35. Co to jest bioindykacja?

Wykorzystanie roślin, organizmów zwierzęcych lub ich organów do określania stopnia przyswajalności pierwiastków.

36. Czy pierwiastki śladowe występują w zwiększonych ilościach w ściekach komunalnych (lub w popiołach węgli kamiennych) w porównaniu z ich średnią zawartością w skorupie ziemskiej? 

Tak

37. Czy istnieją normy na dopuszczalne stężenia pierwiastków śladowych w wodzie pitnej?

Tak

WYKŁAD 3: 12.03.2009

Dostępność pierwiastków i metabolizm 

1. Co możesz powiedzieć o wchłanianiu pierwiastków z przewodu pokarmowego?

2. Jakie funkcje spełniają witaminy w organizmie?

Funkcja regulacyjna.

3. Czy istnieją normy na dzienne zapotrzebowanie na witaminy i pierwiastki?

Dzienne zapotrzebowanie na witaminy jest niewielkie i liczone w miligramach (mg), a nawet w mikrogramach (μg). Przedawkowanie, niedobór lub brak jakiejś z witamin, po wyczerpaniu zapasów organizmu, prowadzi do jednostek chorobowych, które nazywamy w zależności od zaawansowania hiperwitaminozą (przedawkowanie), hipowitaminozą (niedobór częściowy) lub awitaminozą (całkowity brak).

4. Czy istnieją witaminy, które organizm może sam wytworzyć?

Tak, przykładem takiej witaminy może być witamina D (jest produkowana przez komórki skóry pod wpływem promieni UV).

5. Funkcje antyoksydanta spełniają witaminy:

1. A

2. E

6. Które witaminy są koenzymami i jakich enzymów?

7. Najwyższe stężenie we krwi osiąga kation:

1. Na⁺

8. Najwyższe stężenie wewnątrz erytrocytu (komórki) osiąga kation:

b. K⁺

9. Jaką rolę odgrywa w organizmie jon magnezu związany z nukleotydami, z ATP, z fosfolipidami?

Nukleotydy: replikacja DNA, synteza RNA, biosynteza białek, budowa białek strukturowych i funkcyjnych;

ATP: przemiany energetyczne, funkcja w pompie Na⁺/K⁺ i Ca²⁺, funkcja w cyklu glukozowym, funkcja w cyklu cytrynianowym;

Fosfolipidy: względna przepuszczalność błony komórkowej, aktywacja ok. 300 enzymów, odbudowa potencjału membranowego w pobudzonych komórkach, utrzymywanie pobudliwości neuromięśniowej;

10. Jakie hormony zapewniają homestazę magnezu we krwi?

Adrenalina, parathormon, kalcytonina, insulina.

11. Jaki hormon zapoczątkował badania nad tą grupą związków?

1. Adrenalina

12. Jaką rolę spełniają ogólnie hormony w organizmie?

Funkcją hormonu jest regulacja czynności i modyfikacja cech strukturalnych tkanek leżących w pobliżu miejsca jego wydzielania lub oddalonych, do których dociera poprzez krew.

13. Jaką rolę spełniają mineralokortykoidy?

Przywracają objętość płynów zewnątrzkomórkowych (głównie śródnaczyniowych).

Wyrównują stosunek Na⁺/K⁺.

Przywracają równowagę elektrolitową.

14. Jaką budowę chemiczną mogą mieć hormony?

1. Różnorodną, małe cząsteczki (adrenalina), polipeptydy (insulina), pierścienie wodorowęglowe skondensowane (sterydy)

15. Podczas ostrego ataku serca w:zrasta przepuszczalność błony komórkowej, powoduje to:

Zmniejszanie stężenia jonów Zmniejszanie stężenia jb.b. Ca²⁺ w komórce mięśnia sercowego

Zmniejszanie stężenia jonóc. Na⁺ w komórce mięśnia sercowego

16. Czy różne rodzaje białek wiążą jony metali w tym samym stopniu?

Nie

17. Jaką chorobę powoduje zmiana jednego nukleotydu (mutacja) w genie kodującym b- globinę hemoglobiny?

Anemia sierpowata

WYKŁAD 4: 19.03.2009

Pierwiastki w komórce

1. Wymień organelle występujące w komórce zawierającej jądro i określ jakie funkcje spełniają.

jądro komórkowe - zawiera informację genetyczną zakodowaną w DNA; steruje biosyntezą białka; przekazuje informację genetyczną komórkom potomnym w procesach podziałów

mitochondria - uzyskiwanie energii w formie wysokoenergetycznych wiązań chemicznych wewnątrz ATP wskutek przekształcania innych związków organicznych

chloroplasty - magazyn wody w komórce, magazynowanie zbędnych produktów przemiany materii (u roślin); magazynowanie substancji, które mogłyby działać szkodliwie np. na cytoplazmę (głównie alkaloidy, kauczuk); utrzymywanie niskiego stężenia jonów sodowych w cytozolu (dzięki znajdującym się w tonoplaście pompom jonowym)

wakuola

retikulum endoplazmatyczne

lizosomy

aparat Golgiego

rybosomy

2. Po wprowadzeniu znacznika fluorescencyjnego do komórki możemy obserwować emisję promieniowania elektromagnetycznego. Znacznik ten jest związkiem, który:

1. Pod wpływem naświetlania odpowiednim promieniowaniem ulega wzbudzeniu

3. Za pomocą fluorymetrii możemy obserwować w komórce stężenia jonów:

1. K⁺, Na⁺ Ca²⁺

1. H⁺, Cl^-, Mg²⁺

4. Czy pod wpływem bodźców zewnętrznych stężenie jonów wewnątrz komórki może ulegać zmianie?

5. W jaki sposób pierwiastki promieniotwórcze mogą działać toksycznie na organizm?

6. Wymień kilka przykładów zastosowania pierwiastków promieniotwórczych w diagnostyce i terapii.

¹²³I (γ) diagnoza tarczycy

¹³¹I (β, γ) diagnoza i terapia tarczycy

⁴³K (β, γ) diagnoza choroby serca

⁸¹Rb (β⁺, γ) diagnoza choroby serca