ЖҰмыс бағдарламасы семей 2014 глоссарий аллювий өзен тасығанда шығып қалған құмдар, қиыршық тастар және т б

Кестеде келтірілген заттардың арасынан фторидтерге тоқталатын болсақ, оның ағзаға қажетті мөлшері 0,5-1,0 мг аралығында. Ал судың құрамында болуға тиісті шекті мөлшері – 0,75 мг. Жамбыл облысы аймағындағы фторидтердің мөлшері шектен артық екендігі зерттелді, яғни Талас-Аса бойындағы мөлшерлік шамасы, 1,5-6,25 мг/л. Фторидтердің тотығу-тотықсыздану үрдісінен кейін ағза үшін маңызды иод элементін ағзадан ығыстырып шығару мүмкіндігі жоғары. Сонда, иодты дәрі-дәрмек пен қоректік заттарды қанша пайдалансақ та, ағзадағы иодты фторидтердің ығыстырып шығарып жіберуі қазіргі кезде белең алып отырған зоб ауруының көбеюіне негіз болып отыр.

Өсімдіктердің минералдық қоректенуі – тіршілікке қажетті химиялық элементтердің иондар мен минералдық тұздар түрінде ену және бойына сіңу үдерістері. Бұл сыртқы ортадан минералдық иондарды енгізу, байланыстыру (өзге түрге айналдыру, ассимиляциялау), клетка мен ұлпалар бойымен тұтыну орындарына дейін жеткізу, минералдық элементтерді метаболизмге қосу үдерістерін қамтиды. Қажетті элементтерді органогендерге (С, Н, О, N) және күлді (қалған барлығын) элементтерге бөледі. Өсімдіктер С, Н, О ауадан және судан, қалғандарын – топырақтан алады. Мөлшеріне қарай минералдық элементтерді макроэлементтерге (N, S, P, K, Ca, Mg, Si) және микроэлементтерге (Fe, Cu, Mo, Zn, B, Mn, Cl, Ni, Co, Na) бөледі. Жеке элементтердің рөлін талқылау барысында мынадай жоспарды ұстанған дұрыс:

1. Элементтің физиологиялық рөлі.

2. Оны ассимиляциялау типтері.

3. Элемент метаболизмінің маңызды тұстары.

4. Табиғаттағы айналымы.

Азоттың өсімдік өміріндегі орыны ерекше. Ол ақуыздардың, нуклеин қышқылдарының, хлорофилдің, АТФ және клетканың бір қатар метаболиттердің құрамына кіреді. Атмосфераның молекулалық азотын тек кейбір микроорганизмдер мен прокариоттық балдырлар пайдалана алады. Қалған организмдер бейорганикалық азотты нитрат немесе аммоний түрінде сіңіреді. Өсімдіктердің азот метаболизмін талқылай отырып, нитраттық азоттың тотықсыздануына екі ферменттік жүйе – нитратредуктаза және нитритредуктаза қатысатындығын ескеру керек. Біріншісі нитраттық азотты нитритке дейін, ал екіншісі нитриттерді аммонийге дейін бос аралық өнімдерсіз тотықсыздандырады. Нитраттардың тотықсыздануы жарыққа тәуелділігі қызығушылық туғызады.

Азоттың ассимиляциялауын талдау барысында үш ферменттік жүйемен – глутаматдегидрогеназа (ГДГ), глутаминсинтетаза (ГС) және глутаматсинтаза-мен (глутамин: 2-оксоглутаратамино – трансфераза, ГОГАТ) танысу керек, олардың көмегімен азот органикалық қосылыстарға түрлі жолдармен енеді. Мысалы, ГДГ мен ГС қатысуымен глутамат пен глутаминнің синтезі жүреді, ал ГС мен ГОГАТ алғашқы кезде глутаматтан глутаминнің синтезін (ГС), кейін глутамин мен оксоглутараттан екі глутамат молекуласының синтезін катализдейді.

Фотосинтездеуші организмдердің еркін тіршілік ететін формаларының және микроорганизмдердің жоғары сатылы өсімдіктермен селбесе отырып, азотфиксациясын жеке қарастыру қажет. Барлық азотфиксациялаушы организмдерде азотты тотықсыздандыратын бір ферментік жүйесі бар – нитрогеназа. Нитрогеназаның қатысуымен азоттың тотықсыздануы АТФ энергиясы есебінен жүреді және электрон тасымалымен қосарланған. Ферменттік жүйенің белсенді орталықтарына Fe және Mo кіреді. Нитрогеназа катализдейтін үдерісте осы элементтердің рөлін білу керек. Оттектің азотфиксацияға әсерін арнайы талқылау қажет.

Күкірт өсімдікпен жоғары тотық түрінде сіңіріледі, күкірттің өсімдіктегі негізгі формасы – сульфгидрильдік немесе дисульфидтік топқа дейін тотықсызданған түрі. Өсімдіктегі күкірттің негізгі тотықсыздану кезеңдерін көрсету қажет. Күкірттің қызметтік рөлі – оның көптеген энзимдер мен металопротеиндердің құрамына лиганд ретінде енуі. Ең танымалы мен маңыздылары – темір-күкірт-протеиндер және мыс-протеиндер. Сульфгидрильдік топтар тотығу-тотықсыздану реакцияларға тікелей қатысады немесе ақуыздар құрылысының маңызды факторы болады. Клетканың маңызды метаболиті – А коэнзимдегі (АКо) күкірттің рөліне тоқталып кету керек.

Калий ортадан К+ ионы түрінде сіңіріледі, дәл осы күйде өсімдіктің барлық бөліктеріне тасымалданып, өзінің физиологиялық әсерін тигізеді. Калий негізінен иондық түрде болады, жақсы қозғалып, реутилизацияға тез ұшырайды. Калийдің сіңірілуі оның клеткада мөлшеріне байланысты. Элементтің сіңірілуін реттеуге қатыса алатын механизмдерін талдау керек. Калийдің физиологиялық рөлін талқылау барысында: сияқты сұрақтарға тоқталу қажет. калийдің клетканың осмостық реттелуінде маңызы, оның фотосинтез бен тыныс алуға қатысуы, калийдің ферменттік реакцияларды активтендіруі. Бейорганикалық заттардың ішінде калий негізгі осмостық белсенді ион, сондықтан ол су алмасуында едәуір рөл атқарады. Оның қатысуымен өсімдікке судың келуі, тасымалдануы және булануы жүреді, себебі тамыр қысымының шамасы ксилемдік шырындағы калийдің концентрациясына байланысты. Калий устьицелік қозғалыстарға да қатысады. Калиймен қоректену өсімдіктердің қолайсыз жағдайларға төзімділігін арттырады. Калийдің фотосинтездегі рөлі де алуан түрлі: оның қатысуымен фосфорлану реакциясы жүреді, калий СО2 байланыстыруын активтендіреді және фотосинтез өнімдерінің тасымалдануында белгілі рөл атқарады. Калийдің қатысуы өте көп ферменттердің жоғары белсенділігі үшін қажет. Бұл орайда калий негізінен ферменттердің конформациялық өзгерістеріне қатысады.

Магний өсімдікте бос диффузиялық күйде (70%-ға жуығы) немесе ақуыздар, нуклеин қышқылдары, фосфолипидтер және полифосфаттармен байланысқан күйде болады. Осы элементтің өсімдіктегі физиологиялық рөлін талқылау барысында көптеген энзимдік реакциялардың магнийді талап ететінін немесе онымен активтенетінін көрсету керек. Олар фосфатаза, киназа, АТФ-аза, синтетаза және нуклеотидтрансферазамен катализденетін фосфаттың немесе нуклеотидтің тасымалдануы, карбоксилазамен катализденетін карбоксил топтарын тасымалдану реакциялары. Магний хлорофилл құрамына кіреді, бұл элементтің молекула үшін маңызын сипаттау қажет. Сонымен қатар, магний рибосомалардың бірігіуіне керек және нуклеин қышқылдары мен мембраналардың тұрақтануына қажетті құрылымдық рөл атқарады. Магний хлоропласттағы СО2 байланыстыратын ферменттердің белсенділігін жарыққа байланысты реттейді: магнийдің жарықта тилакоидтерден стромаға ағып кетуі рибулозодифосфат-карбоксилазаның активаторы ретінде қызмет етеді.

Өсімдіктегі кальцийдің рөлін талдай отырып, негізгі ерекшеліктеріне тоқталу керек:

1) барлық эукариоттардың цитоплазмасында элементтің концентрациясы төмен, алайда, плазмалемманың сыртқы бетінде, клетка қабықшасы мен вакуольде концентрациясы жоғары;

2) төмен физиологиялық қозғалмалылығы, ол кальцийдің жиналу, клеткадан клеткаға тасымалдану және флоэмдік тасымалының төмен жылдамдығында байқалады;

3) клетканың дабыл беру жүйесінде екінші делдал ретінде маңызы зор;

4) ферменттердің кофакторы.

Сан жағынан кальций көбінесе апопласта орналасады. Клетка ішінде оның жоғары концентрациясы, әдетте, вакуольде нашар еритін тұздар түрінде жиналуына байланысты. Апопласта кальций белгілі қорғаныш қызмет атқарады. Ол элементтер мен рН-ң үйлесімді арақатынасын туғызады, мембраналардың зақымдануын және клеткадан заттардың ағып кетуін тежейді. Кальций клетка қабықшасы құрылысының қалыптасуына қатысады. Кальцийдің мембраналардың құрылымдық өзгерістерінде рөлі белгілі. Бұл ретте ол молекула арасын байланыстыратын агент ретінде жұмыс істейді. Ол кальцийлік көпірлерді түзе отырып, ақуыздар мен фосфолипидтердің фосфаттық, карбоксилдік топтарымен әрекеттесе алады. Осы орайда мембраналардың конформациясы мен оның қасиеттері өзгереді – гидрофобтығы ұлғаяды, тұрақтылығы жоғарылайды, су үшін өткізгіштігі азаяды. Кальций иондары клеткаға алғашқы рет әсер ететін түрлі дабылдарды атап айтсақ, гормондар, патогендер, жарық, гравитация мен стресс әсерлерін өткізуге қабілетті. Көптеген сыртқы әсерлер цитоплазмадағы кальцийдің көбеюіне және оның түрлі кальцийді байланыстыратын ақуыздармен (кальмодулин, Са-тәуелді кальмодулинге тәуелсіз протеинкиназамен) әрекеттесуіне әкеледі. Олардың кейбіреулері өз белсенділігін өзгертсе, басқалары осы катионның әсерін сан алуан молекулалық нысанадарға жеткізіп береді.

Өсімдік организмінің қалыпты тіршілігі аталған макроэлементтерден бөлек микроэлементтердің болуын да талап етеді. Олар: Fe, Cu, Mo, Zn, B, Mn, Cl, Ni, Co, Na. Осы элементтерге өсімдіктің сандық қажеттілігін және олардың тапшылығы кезінде өсімдікте байқалатын өзгерістерді көрсету керек. Микроэлементтердің жоғары әрі алуан түрлі биологиялық белсенділігінің себебі – олардың клетканың ферменттік жүйелерімен байланысында. Кейбір микроэлементтер молекулалардың құрылысын құрауға тікелей қатысады, басқалары кофактар ретінде энзимдік өзгерістерге қажет. Олар субстрат-ферменттік жүйелерді активтендіре алады.

Топырақтан немесе су ерітіндісінен минералдық элементтердің сіңіруін өзара байланысқан төрт кезең түрінде:

1) топырақтағы иондар мен тұздардың өсімдіктің тамыр жүйесінің бетіне қарай жылжуы;

2) олардың тамыр бетінен тамыр клеткаларының цитоплазмасы мен вакуоліне тасымалдануы;

3) радиалдық бағытта тамыр ұлпалары бойымен ксилема сосудтарына дейін қозғалуы;

4) өткізгіш жүйе арқылы жерүсті мүшелерге дейін тасымалдануы көрсеткен жөн.

Әрбір кезең белгілі құрылымдармен байланысқан және өз заңдылықтарына бағынады. Иондардың тамыр клеткаларының цитоплазмасына тасымалын сипаттай отырып, цитоплазмалық мембраналардың иондар үшін өткізгіштігін және мембрана арқылы иондар тасымалының қозғаушы күштерін талқылау керек. Тасымалдың екі: пассивті (электрохимиялық градиенті бойынша) және активті (градиентке қарсы) түрін ажыратады. Иондардың мембрана арқылы тасымалының: пассивті диффузия, жеңілденген диффузия, бірінші реттік активті тасымалдау, екінші реттік активті тасымалдау (қосарланған) төрт түрін бөледі. Өсімдік клеткасында иондар тасымалының ерекшеліктері: а) талғаулық; ә) энергияға тәуелділік; б) метаболизмнің ингибиторлармен тежелуі; в) иондарды градиентке қарсы тасымалдау; г) температураға тәуелділік.

Әртүрлі организмдер жасушасының өзіне тән өзгешеліктері болғанымен, олар құрамындағы химиялық элементтер сипаты жағынан ұқсас келеді. Жалпы жасуша құрамында Д. И. Менделеев кестесінде 70 элементі кездескенімен, тірі организмдерде олардың 24-і тұрақты түрде ұшырасады. Жасуша құрамында 62% шамасында оттегі, 20% шамасында көміртегі, 10% шамасында сутегі және 3% шамасында азот болады. Оттеті мен сутегі су мен органикалық заттар құрамына енсе, көміртегі – органикалық заттар негізін құрайды. Азот амин қышқылдарының, белоктардың, нуклеин қышқылдарының, АТФ-ның, гемоглобиннің, көптеген ферменттер мен дәрумен дәрілердің құрамына енеді.

Жасуша құрамында 2,5% шамасында кальций, 1% шамасында фосфор кездеседі. Кальций сүйек ұлпасы мен тіс кіреукесінің құрамына енеді, қанның ұю процесін, ет талшықтарының жиырылуын жандандырады, жасуша мембранасының өтімділігін реттейді. Фосфор да сүйек ұлпасы мен тіс кіреукесінің, нуклеин қышқылдарының, АТФ-тың кейбір ферменттердің құрамына енеді.

Кальций – ұлпалық сұйық, қан құрамында болады, оның иондары көптеген ферменттік процестердің жүруін қамтамасыз етеді, бұлшық ет пен нерв жүйесінің қозғыштығын төмендетіп, жасуша мембранасының, өтімділігін азайтады, жүрек қызметін реттеуде маңызды қызмет атқарады.

Фосфор – аралық зат алмасу процесінде маңызды рөл атқарады. Оның қатысуымен көмірсулардың фосфорлану процесі жүреді, қанның қышқыл-сілітілік тепе-теңдігі қамтамасыз етіледі, бұлшық еттің жиырылуын қуаттандыратын биохимиялық процестер атқарылады.

Күкірт (мөлшері 0,25% шамасында) – цистеин, цистин, метионин амин қышқылдарының, В дәрумен дәрісі мен кейбір ферменттердің құрамына енеді. Организмде ол креатин, муцин, глютатион, инсулин, питуитрин, кофермент А, таурин мен оның туындылары құрамында кездеседі. Бұл элемент жүннің, мүйіздің, құс қауырсыны мен мамығының құрамында көп мөлшерде кездеседі. Ол организмде күкірт қышқылын түзіп, тоқ ішекте түзілетін улы заттарды залалсыздандыруда маңызды қызмет атқарады.

Жасуша құрамында калий да ион түрінде едәуір мөлшерде кездеседі (0,25%). Ол белок синтезін қамтамасыз ететін ферменттердің әрекетін жандандырады, жүрек жұмысын реттеуге қатысады, нерв жүйесі мен бұлшық еттің қозғыштығын төмендетеді, қозу толқынын таратуда, ацетилхолин медиаторын түзуде маңызды рөл атқарады.

Натрий – жасушада тек ион түрінде кездеседі. Ол негізінен дене сұйықтықтарының құрамында болады да, қан мен лимфаның осмостық қысымын реттеуде маңызды рөл атқарады. Натрий буферлік жүйе құрамына еніп, қанның әрекетшіл ортасын реттеуге, қозу процесінің туындап, таралу процесіне қатысады, гормондар синтезіне әсер етеді.

Хлор – организмде теріс зарядты иондар түрінде кездеседі, натрий және калий иондарымен байланыста болады, жасушада козу процесінің туындауында маңызды рөл атқарады, қарын сөлі құрамыңдағы тұз қышқылының құрамына енеді.

Магний – жасуша ішінде жинақталатын катион. Ол митохондрияларда шоғырланады, тотықтырғыш фосфорлану процесінің белсендірушісі болып табылады да, қуат алмасуын, ДНК синтезін жандандырады, актин мен миозинді жалғастыратын магнийлі белок комплексінің құрамына еніп, бұлшық еттің жиырылуын қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады. Магний гликолиз процесін реттейтін көптеген ферменттік жүйелердің құрамына енеді, кальцийдің кереғары болып табылады. Қан құрамында магний мөлшері өссе, нерв жүйесінің қозғыштығы төмендеп, нерв орталықтарының қызметі тежеледі, организмді ұйқы басып, селқостық (апатия) байқалады.

Организмдегі минералды заттардың жалпы мөлшері онша көп емес, дене массасының 3,5-4 пайызы шамасында. Олар организмде жинақталған мөлшеріне қарай макро, микро және ультра элементтер болып бөлінеді. Физиологиялық маңызы жоғарыда баяндалып өткен химиялық заттар макроэлементтерді құрайды. Микроэлементтер денеде өте аз мөлшерде (103-105 пайыз) кездеседі. Оларға темір, мыс, кобальт, марганец, мырыш, йод, бром, фтор, никель жатады. Ультраэлементтердің (алтын, күміс, селен, радиоактивті элементтер) денеде нышаны ғана болады (106 пайыз және одан да аз).

Микроэлементтер организмнің өсіп даму процесін реттеуде, оның түрлі дерттерге төзімділігін қалыптастыруда маңызды рөл атқарады. Дегенмен, әр микроэлемент белгілі бір қызмет атқарады.

Темір гемоглобиннің, миоглобиннің, тотығу-тотықсыздандыру ферменттері – пероксидаза, каталаза мен биологиялық тотығу процесін жүрізетін цитохромдық ферменттер құрамына енеді. Денеде темір бауырда, көк бауырда, ішектің кілегейлі қабығында ферритин (темірдің гидрат тотығы мен белоктардың қосылысы) түрінде кездеседі. Организмде темір гемосидерин (темірлі пигмент, гемоглобиннің ыдырау өнімі) түрінде де кездеседі. Темірдің бір бөлігі плазма белоктарымен сидерофилин атты қосылыс түзеді. Осы қосылыс түрінде темір организмде тасымалданады. Организмде темір жетіспесе, эритроциттердің түзілуі бұзылып, қан азаяды (анемия).

Мыс – гемокупреин түрінде эритроциттер құрамында болады. Ол кейбір тотығу-тотықсыздаңдыру ферменттерінің құрамына ене отырып, ұлпалық тыныс процестерінде маңызды рөл атқарады. Мыс қан түзу процесін жақсартады, меланин пигментін түзу үшін қажет. Ол цитохромоксидаза ферментінің белсенділігін күшейтіп, гипофиздің алдыңғы бөлігінің гормондары мен А, В, С, Е, РР дәрумен дәрілерінің әсерін жандандырып, өсіп-өну процесін күшейтеді.

Кобальт – В12 дәрумен дәрісінің құрама бөлігі болғандықтан қан түзу процесінде маңызды қызмет атқарады. Ол организмдегі ферменттік процестерге, зат алмасу қарқынына, өсу, даму процестеріне жағымды әсер етеді, жүректің, ас қорыту ағзаларының, нерв жүйесінің, ішкі секреция бездерінің, сүйек кемігінің қызметін жақсартады. Организмде ұйқы безінде, бауырда, бұлшық еттерде жинақталады.

Марганец дененің барлық мүшелері мен ұлпаларының құрамында кездеседі, бірақ сүйекте, бауырда, бүйректе, ұйқы безінде, гипофизде көбірек жинақталады. Ол белоктарды ыдырататын ферменттердің құрамына енеді, кейбір тотығу-тотықсыздандыру ферменттерінің белсеңділігін арпырады, белоктың, көмірсулардың, майдың алмасуын жандандырады. Марганец организмнің өсіп-дамуына, қанның түзілуіне, сүйектің жетілуіне жағымды ықпал етеді.

Мырыш барлық ұлпаларда кездеседі, карбонаттар, ферментінің, инсулин гормонының құрамына енеді, мырыш тұздары гипофиз, ұйқы безі және жыныс бездері гормондарының белсенділігін арттырып, белоктар мен көмірсулар алмасуын жандандырады.

Йод қалқанша безі гормондарының құрамына енеді, зат алмасу процесін жандандырып, өсу процесін күшейтеді.

Бром гипофиз гормондарының құрамында кездеседі, үлкен ми жарты шарлары жасушаларындағы қозу және тежелу процестерінің туындауын реттейді.

Фтор сүйек пен тіс кіреукесінің құрамына енеді. Ол көптеген ферменттердің әрекетін әлсіретіп, зат алмасу процесін баяулатады, қан құрамындағы кальций мен фосфордың арақатынасына әсер етіп, сүйектің қатаюын шапшандатады. Фтор жетіспесе, тіс кіреукесі бұзылады.

Никель – кейбір ферменттердің белсенділігін күшейтіп, ашу процесін жандандырады, организмде оның мөлшері шамадан артық болса, онда никель көздің қасаң қабағына жинақталып, организм көру қабілетінен айырылады.

Организмде кейбір элементтердің нышаны ғана болады, сондықтан олардың биологиялық мәні әлі толық зерттелмеген. Бұл элементтердің (мышьяк, радий, торий, уран және оның ыдырау өнімдері) зат алмасу процесіне ықпалы болатыны байқалған.

Биогенді элементтер

Топырақ, ауа, су – тіршілік көзі екендігі белгілі. Ендеше, тіршілікке әсер етуші биогенді элементтер жайындағы ғылыми-жобалы жұмыстарды өзекті зерттеулердің қатарына жатқызуға болады.

Соңғы жылдарда әлемдік жаһандану үрдісінде табиғатта тепе-теңдік жағдайында сақталып тұрған кейбір химиялық элементтердің адам ағзасында бірден көбейе түсуі және ағза үшін маңызы бар элементтер мөлшерінің кеміп кетуі байқалуда. Химиялық элементтердің барлығы да тиісті мөлшерден артық болса немесе азайып кетсе адам ағзасына кері әсер ететіні анықталған. Химиялық элементтердің табиғатта таралу жағдайларына жасалған зерттеулер бойынша жердің массасының шамамен, 50%-ын оттек, 25%-дан астамын кремний құрайды. Он сегіз элемент – оттек, кремний, алюминий, темір, кальций, калий, натрий, магний, сутек, титан, көміртек, хлор, фосфор, күкірт, азот, марганец, фтор, барий – жер массасының 99,8%-ын құраса, ал қалған  0,2%-ы барлық басқа элементтердің үлесіне тиеді.

Элементтердің ағза мен қоршаған ортада әркелкі таралуы олардың сіңірілуіне, табиғи қосылыстардың судағы ерігіштігіне байланысты. Суармалы жерлерден жылына 6 млн.т. тұздар шайылып, жер бетіне таралып отырады. Бұл көрсеткіш жылдар өткен сайын 12 млн.тоннаға дейін артатындығы жайлы ғылыми болжамдар бар.

Кремнийдің, алюминийдің табиғи қосылыстары суда ерімейді, сондықтан олар тірі ағзаларға сіңірілмейді. Тірі жүйелер негізін, ағзаның 97,4%-ын  құрайтын элементтер – органогендер: көміртек, сутек, оттек, азот, күкірт, фосфор (көміртек негізгі органоген). Оттек пен сутекті көміртектің органикалық қосылыстарының тотығу және тотықсыздандыру қасиеттерін реттеуші ретінде қарастыруға болады. Қалған үш органоген – азот, фосфор, күкірт ферменттердің белсенді ортасын түзушілер. Элементтерді тірі ағзалардағы орташа мөлшеріне қарай үш топқа бөледі:

1.Макроэлементтер (оттек, сутек, көміртек, азот, фосфор, күкірт, кальциий, магний, натрий және хлор); ағзадағы мөлшері 10% дан жоғары болады.

2. Микроэлементтердің (йод, мыс, мышьяк, фтор, бром, стронций, барий, кобальт) ағзадағы мөлшері 10%-15%.

3. Ультрамикроэлементтер – сынап, алтын, уран, торий, радий және т.б. Олардың ағзадағы мөлшері 15%-дан төмен.

Әр түрлі жасушалар мен ағзалардың түзілуі мен өмір сүруі үшін қажетті элементтер биогенді элементтер болып табылады. Тіршілік үшін маңыздылығына қарай химиялық элементтерді үш топқа бөледі:

1.Тіршілікке қажетті элементтер. Олар адам ағзасында үнемі болады және ферменттер, гормондар, дәрумендер құрамына кіреді : H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu, Co, Fe, Zn, Mo, V. Олардың жетіспеушілігі адамның қалыпты өмір сүруін бұзады.

2.Қосымша элементтер. Бұл элементтер жануар мен адам ағзасында болады: Ga, Sb, Sr, Br, F, B, Be, Li, Si, Sn, Cs, Al, Ba, Cl, As, Rb, Pb, Ra, Bi, Cd, Cr, Ni, Ti, Ag, Th, Hg, V, Se. Олардың биологиялық маңызы осы уақытқа дейін толық  зерттелмеген.

3.Өте аз элементтер. Адам және жануар ағзаларынан табылған, мөлшері және биологиялық маңызы белгісіз.
Ауыр металдар

Топыраққа түскен ауыр металдар негізінде оның беткі қабатында шоғырланады. Топырақта ауыр металдардың арылуы өте баяу. Топырақ қабатынан ауыр металдардың жарты мөлшеріне дейін арылуы Zn үшін – 70-510 жыл, Cd- 13-110 жыл, Cu – 310-1500 жыл, Pb- 740-5900 жыл қажет.

Топырақ қабатындағы осы металдардың әсіресе жылжымалы түрлерінің маңызы зор. Жылжымалы түрінде ауыр металдардың өсімдікке сіңу немесе суға еріп араласу мүмкіндігі жоғары. Осы себептен топырақ қабатындағы ауыр металдардың уыттылығы осы жылжымалы түрінің мөлшеріне тікелей байланысты. Ауыр металдардың жылжымалы түрлері химиялық реакциялардың салдарынан қиын еритін қосылыстарға айналуы немесе топырақ қалдықтарымен сіңіріліп бекітілуі мүмкін. Керісінше жылжымайтын түріндегі ауыр металдар топырақ қабатындағы ортаның өзгеруіне байланысты жылжымалы түріне өтіп, топырақ ерітіндідегі ауыр металдар мөлшері артады.

Топырақ қабатындағы ауыр металдар:

1) Топырақтың қатты фазасының құрамындағы берік байланған ауыр металдар;

2) Топырақтың қатты фазасы құрамындағы ауыр металдардың жылжымалы түрлері;

3) Топырақ ерітіндідегі ауыр металдар қосылыстары;

4) Топырақ ауасының құрамындағы ауыр металдар қосылыстары;

5) Тірі ағзалар құрамында ауыр металдар қосылыстары сияқты негізгі түрлерге бөлінеді.

Топырақтың қатты фазасымен берік байланған ауыр метелдарға – біріншілік және екіншілік минералдардың құрамына кіретін химиялық қосылыстар, қиын еритін тұздар, органикалық және органо-минералды заттар жатады.

Топырақ қатты фазасы құрамындағы ауыр металдардың жылжымалы түрлеріне – топырақтың сіңіру кешініндегі алмасып ауысуға қабілетті иондарды жатқызады, борпылдақ байланған қосылыстар – жеңіл және орташа еритін тұздар мен кешендер.

Топырақ ерітіндідегі ауыр металл қосылыстарына еркін ион және олардың су және басқа химиялық элементтері молекулары мен иондардың өзара әрекеттесуі нәтижесінде пайда болған жылжымалы қосылыстар жатады.

Топырақ ауасында ауыр металдар кейбір газдар түрінде кездесу мүмкін.

Тірі ағзалар құрамындағы ауыр металдар ең алдымен, микроэлемент түрінде кездеседі, белгілі жағдайларда жоғары мөлшерде ауыр металдар иондарын топтастыру мүмкін.

Техногендік әсері нәтижесінде ауыр металдар негізінде топырақтың жоғарғы қабатында жиналады. Ал қоршаған ортада тірі ағзаларға қауіп тудыратын ауыр металдарды жылжымалы түрлері болып табылады.

Топырақ қабатындағы ауыр металдардың өзгеруіне, көшіп-қону қасиеттеріне, жылжымалығына төмендегі негізгі факторлар:

1) топырақтың механикалық құрамы;

2) топырақтың қышқылдығы (рН көрсеткіші);

3) топырақтың буферлігі;

4) органикалық зат мөлшері және тағы басқалар әсер етеді

Топырақтың механикалық құрамы. Ол ауыр металдардың жылжымалығына тікелей әсер етеді. Механикалық құрамы ауырланған сайын топырақ бөлшектері мен жылжымалы түріндегі ауыр металдардың бекітілуі артады.

Топырақтың қышқылдығы. Топырақтын рН көрсеткіші ауыр металдардың жылжымалығына айтарлықтай әсерін тигізеді. Қышқыл ортада (< рН 5,5-6) Pb, Zn, Cu сияқты ауыр металл иондардың жылжымалығы арта түседі, ал Cd және Co иондары сілтілі (>рН -8) ортада өсімдіктерге жақсы сіңеді.

Топырақтың буферлігі. Топырақ жүйесінен топырақ ерітіндідегі микроэлемент қоспаларын белгілі бір кезеңге дейін бір концентрация деңгейінде ұстап тұру қабілеттілігі бар. Топырақтың бұл қасиеті оның құрамындағы қарашірінді, физиологиялық балшық, карбонаттар мен біржарымды тотықтар мөлшеріне және рН көрсеткішіне тығыз байланысты.

8-кесте

Ауыр металдарға қатынасты топырақ буферлігінің жіктелуі (В. Б. Ильин)