Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
Polecenie 1

Mangan jest wszechobecny w środowisku. Stanowi około 0,1% skorupy ziemskiej. Pierwiastek ten nie występuje naturalnie jako metal w skali makroskopowej, ale jest składnikiem ponad 100 minerałów, w tym różnych siarczków, tlenków, węglanów, krzemianów, fosforanów i boranów. Zapoznaj się z mapą myśli dotyczącą najważniejszych źródeł manganu obecnych w przyrodzie i produktach, a następnie wykonaj ćwiczenia.

RAVU1OkRHse9w1
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Mangan
    • Elementy należące do kategorii Mangan
    • Nazwa kategorii: Źródła naturalne
      • Elementy należące do kategorii Źródła naturalne
      • Nazwa kategorii: Piroluzyt - dwutlenek manganu, MnO[subscript]2[/]
      • Nazwa kategorii: Rodochrozyt - węglan manganu, MnCO[subscript]3[/]
      • Nazwa kategorii: Rodonit - krzemian manganu, CaMn[subscript]4[/][[Si[subscript]5[/]O[subscript]15[/]]]
      • Nazwa kategorii: Hausmannit - czterotlenek manganu, Mn[subscript]3[/]O[subscript]4[/]
      • Nazwa kategorii: Psylomen - Ba(Mn[superscript]2+[/])(Mn[superscript]4+[/])[subscript]8[/]O[subscript]16[/](OH)[subscript]4[/]
      • Nazwa kategorii: Manganit - tlenowodorotlenek manganu, γ-MnO(OH)
      • Nazwa kategorii: Braunit - tlenokrzemian manganu, (Mn[superscript]2+[/])(Mn[superscript]3+[/])[subscript]6[/](SiO[subscript]4[/])O[subscript]8[/]
      • Nazwa kategorii: Bementyt - wodny krzemian manganu o składzie MnSiO[subscript]3[/]∙ H[subscript]2[/]O
      • Koniec elementów należących do kategorii Źródła naturalne
    • Nazwa kategorii: Źródła antropogeniczne
      • Elementy należące do kategorii Źródła antropogeniczne
      • Nazwa kategorii: Zrzuty ścieków komunalnych
      • Nazwa kategorii: Osady ściekowe
      • Nazwa kategorii: Wydobycie i przeróbka minerałów (w szczególności niklu)
      • Nazwa kategorii: Emisje z produkcji stopów, stali i żelaza
      • Nazwa kategorii: Spalanie paliw kopalnych
      • Nazwa kategorii: Emisje ze spalania dodatków do paliw
      • Koniec elementów należących do kategorii Źródła antropogeniczne
    • Nazwa kategorii: Występowanie w organizmach żywych
      • Elementy należące do kategorii Występowanie w organizmach żywych
      • Nazwa kategorii: Mitochondria
      • Nazwa kategorii: Komórki nerek i wątroby
      • Nazwa kategorii: Chloroplasty
      • Nazwa kategorii: Skóra
      • Nazwa kategorii: Komórki mózgu
      • Nazwa kategorii: Mikroelementy organizmów żywych
      • Koniec elementów należących do kategorii Występowanie w organizmach żywych
    • Nazwa kategorii: Występowanie w produktach
      • Elementy należące do kategorii Występowanie w produktach
      • Nazwa kategorii: Kawa
      • Nazwa kategorii: Herbata zielona i czarna
      • Nazwa kategorii: Zboża
      • Nazwa kategorii: Ciemna czekolada
      • Nazwa kategorii: Kakao
      • Nazwa kategorii: Kasze jaglana, gryczana, jęczmienna
      • Nazwa kategorii: Ryż brązowy
      • Nazwa kategorii: Owoce
        • Elementy należące do kategorii Owoce
        • Nazwa kategorii: Suszone
        • Nazwa kategorii: Awokado
        • Koniec elementów należących do kategorii Owoce
      • Nazwa kategorii: Orzechy
        • Elementy należące do kategorii Orzechy
        • Nazwa kategorii: Laskowe
        • Nazwa kategorii: Nerkowce
        • Nazwa kategorii: Włoskie
        • Koniec elementów należących do kategorii Orzechy
      • Nazwa kategorii: Warzywa
        • Elementy należące do kategorii Warzywa
        • Nazwa kategorii: Buraki
        • Nazwa kategorii: Jarmuż
        • Nazwa kategorii: Groszek
        • Nazwa kategorii: Szpinak
        • Koniec elementów należących do kategorii Warzywa
        Koniec elementów należących do kategorii Występowanie w produktach
      Koniec elementów należących do kategorii Mangan
Mapa pojęć pt. Występowanie manganu
Źródło: GroMar Sp. z o.o. oprac. na podst. Foster H., Schenker S., Manganese: functions, foods, deficiency and supplements, dostępny pod adresem: https://www.hollandandbarrett.com, licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑pink

Funkcje manganu w organizmach żywych

Mangan w organizmach żywych występuje w formie Mn2+.

Rb85lxPHNnBbw
Mitochondria. Mitochondria są to struktury wewnątrzkomórkowe, których funkcja jest ściśle związana z procesami utleniania biologicznego. Na ilustracji znajduje się schemat mitochondrium zwierzęcego z opisem budowy. Mitochondrium ma pałeczkowaty kształt. Składa się z błony zewnętrznej i wewnętrznej. Między błonami jest przestrzeń perimitochondrialna. Mitochondrium w środku wypełnia grzebień mitochondrialny, a w nim znajdują się ziarnistości, rybosomy, macierz mitochondrialna (matriks), kompleksy syntazy ATP oraz D N A. W mitochondriach mangan pełni rolę aktywatora enzymów cyklu kwasu cytrynowego oraz ko faktora enzymu uczestniczącego w oddychaniu komórkowym. Wyjaśnienie pojęcia kofaktor: Substancja niebiałkowa, która współdziała z enzymem. Przykład enzymu, gdzie mangan jest kofaktorem to dysmutaza ponadtlenkowa manganu –Mn S O D, gdzie mangan katalizuje konwersje rodników ponadtlenkowych do nadtlenku wodoru, który może być redukowany do wody przez inne enzymy., Komórki wątroby i nerek. Mangan pełni rolę aktywatora karboksykinaza fosfoenolopirogronianowa i kofaktora enzymu (karboksylaza pirogronianowa) uczestniczących w glukoneogenezie. Glukogeneza to szlak metaboliczny przebiegający w wątrobie i polegający na przekształcaniu pirogronianu i innych substancji w glukozę. Na ilustracji znajdują się helisy - spirale i nitki ułożone w różnych kierunkach. Spirale zamykają się w kształcie kwadratu. Tworzą dwa niebieskie i dwa żółte skupiska, występujące naprzemiennie. Pomiędzy spiralami występują czerwone, zielone oraz niebiesko-białe kulki. W przestrzeni centralnej spirali są nieliczne zielone spirale., Mikroelement. Mangan jako mikroelement pomaga usunąć zmęczenie, zapewnia prawidłowe odruchy mięśniowe i odgrywa rolę w zapobieganiu osteoporozie. Jest niezbędny do prawidłowej budowy kości. Ponadto pełni ważną rolę w powstawaniu tyroksyny – hormonu tarczycy i poprawia pamięć. Łagodzi też objawy rozdrażnienia, pomaga w prawidłowym funkcjonowaniu centralnego układu nerwowego oraz odgrywa pewną rolę w procesach reprodukcji. Pełni ważną rolę w zapewnieniu płodności oraz jest potrzebny do prawidłowego procesu trawienia i utylizacji produktów pokarmowych. Ilustracja przedstawia różne tabletki. Znajdują się w organizerze na tabletki., Chloroplasty stanowią ciałka zieleni otoczone podwójną błoną białkowo-lipidową występującą u roślin i glonów eukariotycznych, które zawierają zielone barwniki (chlorofile) pochłaniające energię światła słonecznego niezbędną do fotosyntezy. To w chloroplastach ma miejsce przemiana dwutlenku węgla oraz wody w glukozę oraz tlen, z wykorzystaniem energii świetlnej. Ilustracja przedstawia przekrój przez owalną strukturę chloroplastu. Wewnątrz znajdują się płaskie struktury, ułożone w stosy. Mangan stanowi aktywator enzymu fazy jasnej fotosyntezy, jest odpowiedzialny za wydzielenie tlenu w procesie fotosyntezy., Skóra. Mangan poprawia stan skóry poprzez wpływ na wytwarzanie melaniny (odpowiada za pigmentację), stanowi naturalną ochronę przed promieniami UV oraz działa na enzymy odpowiedzialne za wytwarzanie wolnych rodników. Ilustracja przedstawia ludzkie dłonie., Komórki mózgu. Synteza glutaminowa (GS), enzym zależny od Mn, odgrywa ważną rolę w metabolizowaniu azotu poprzez katalizowanie reakcji kondensacji glutaminianu i amoniaku z wytworzeniem glutaminy. Aktywność syntetazy glutaminowej jest również ważna w tkankach mięśniowych, nerkowych i mózgowych. Mózg jest szczególnie wrażliwy na obecność amoniaku, a zatem aktywnie wytwarza glutaminę z amoniaku. Syntetaza glutaminowa (GS) odgrywa kluczową rolę w mózgu w detoksykacji amoniaku i reguluje stężenie i dzieli na przedziały pule neuroprzekaźników glutaminianu i kwasu gamma-aminomasłowego (GABA). Niedobór GS jest rzadkim stanem autosomalno-recesywnym, objawiającym się głęboką encefalopatią (ogólne określenie uszkodzenia mózgowia) noworodkową ze śpiączką, ciężką dysfunkcją opuszki, zwężeniem naczyń i śmiercią krótko po urodzeniu w wyniku niewydolności wielonarządowej. Ilustracja przedstawia żółte spirale - helisy i nitki. Pomiędzy nimi znajdują się niebieskie struktury w kształcie wstążek., Hepatocyty (komórki wątroby). Mangan pełni rolę kofaktora enzymu biorącego udział w cyklu mocznikowym (katalizuje hydrolityczny rozpad argininy do mocznika H2N C O NH2 i ornityny H2N-(CH2)3-CH(NH2)-C O O H). Arginaza jest końcowym enzymem cyklu mocznikowego, który zawiera w swojej strukturze mangan. Na ilustracji znajdują się modele kulkowe, przestrzenne związków.
Mangan i jego funkcje w organizmach żywych.
Źródło: Chen, P.; Bornhorst, J.; Aschner, M.; Manganese metabolism in humans, Front Biosci (Landmark Ed), 2018, 23,1655-1679., licencja: CC BY 3.0.
Wyjaśnienie pojęcia kofaktor:
Wyjaśnienie pojęcia kofaktor:

Substancja niebiałkowa, która współdziała z enzymem.

Ćwiczenie 1
RnOBT1eBtiDFN
Przyporządkuj wzory sumaryczne do nazw minerałów. Piroluzyt Możliwe odpowiedzi: 1. MnO2, 2. γ-MnO(OH), 3. MnCO3, 4. Mn3O4 Rodochrozyt Możliwe odpowiedzi: 1. MnO2, 2. γ-MnO(OH), 3. MnCO3, 4. Mn3O4 Hausmannit Możliwe odpowiedzi: 1. MnO2, 2. γ-MnO(OH), 3. MnCO3, 4. Mn3O4 Manganit Możliwe odpowiedzi: 1. MnO2, 2. γ-MnO(OH), 3. MnCO3, 4. Mn3O4
Ćwiczenie 2

Wymień 5 funkcji manganu jako mikroelementu?

RlQ7pqTE6bCYc
Odpowiedź: (Uzupełnij).
Ćwiczenie 3
R17wutCDpuHjn
Wymień 3 źródła antropogeniczne, w których spotykany jest mangan? (Uzupełnij).