Kehidupan di planet ini ditentukan oleh sekumpulan hubungan di mana terdapat aliran maklumat yang luar biasa dan pertukaran bahan dan tenaga yang berterusan. Materi adalah segala sesuatu yang mempunyai jisim dan menempati tempat di ruang angkasa, ia terdiri daripada atom, yang merupakan unit minimum yang membentuknya. Makhluk hidup, air, bintang, segala yang mengelilingi kita terdiri daripada atom.
Kepelbagaian unsur kimia diberikan oleh pelbagai jenis atom. Setiap jenis atom membentuk unsur kimia yang berbeza. Pada masa ini 105 unsur kimia diketahui, di antaranya 84 dijumpai secara semula jadi dan selebihnya telah dihasilkan secara buatan di makmal.
Seperti yang telah kita katakan, alam terdiri dari bahan, dan oleh itu semua benda hidup juga terdiri dari jirim, yang pada gilirannya terdiri dari atom dan unsur-unsur ini. Unsur-unsur yang membentuk bahan hidup dikenali dengan nama Bioelements, yang pada gilirannya diklasifikasikan mengikut sama ada mereka penting atau tidak untuk kehidupan menjadi: Bioelemen primer dan bioelemen sekunder
Elemen penting untuk hidup
Bioelemen Utama adalah unsur kimia penting yang terdapat dalam bahan hidup, dalam sel, tisu, organ dan sistem yang membentuknya dari yang paling sederhana hingga yang paling kompleks. Seperti yang kita katakan sebelumnya, semua materi, secara umum, sama ada hidup atau tidak, terdiri daripada atom, dan semua yang terdiri daripada hanya satu jenis atom dikenali sebagai unsur, unsur-unsur, yang diketahui hingga sekarang, adalah 105.
Dalam perlembagaan bahan hidup kita dapat menjumpai sekurang-kurangnya 70 unsur kimia stabil, hampir semua unsur yang ada di planet ini, tolak gas mulia. Kira-kira sembilan puluh sembilan peratus (99%) dari semua bahan hidup yang ada, yang kebanyakannya adalah sel yang terdiri daripada enam unsur ini: Karbon (C), hidrogen (H2), oksigen (O2Nitrogen (N2); Fosforus (P) dan Sulfur (S) yang adalah yang paling banyak dalam perkara tersebut hidup yang kita dapati di permukaan bumi. Mereka dipanggil bioelemen kerana mereka membentuk bahagian penting dari asas atau asas utama makhluk hidup.
Jenis bioelemen
Mengikut sama ada atau tidak mereka menjadi sebahagian dari perlembagaan penting biomolekul bahan hidup, Bioelements dapat diklasifikasikan menjadi: bioelemen primer dan bioelemen sekunder.
Bioelemen Utama
Mereka semua adalah unsur-unsur bioelemen yang merupakan bagian dari perlembagaan penting dari hidupan, kerana mereka adalah bahagian yang sangat diperlukan dalam pembentukan biomolekul organik: protein, karbohidrat, lipid, dan asid nukleik. Mereka merupakan bahan hidup bersih dan adalah: Karbon (C), hidrogen (H2), oksigen (O2Nitrogen (N2); Fosforus (P) dan Sulfur (S).
Karbon (C)
Es komponen asas penting dari semua molekul organik, muncul dalam semua rantai sebagai rangka yang memberikan bentuk dan fungsi kepada biomolekul organik. Semua sebatian organik terdiri daripada rantai karbon yang membentuk ikatan dengan unsur atau sebatian lain.
Ia mempunyai empat elektron di cangkang terluarnya dan dapat membentuk ikatan kovalen dengan karbon lain yang memungkinkannya membentuk rantai atom panjang (makromolekul). Ikatan ini boleh menjadi tunggal, dua atau tiga. Mereka juga boleh mengikat radikal yang berbeza yang terbentuk oleh unsur-unsur (-H, = O, -OH, -NH2, -SH, H2PO4) antara lain, sehingga memungkinkan pembentukan sejumlah besar molekul yang berlainan, yang akan campur tangan dalam tindak balas kimia yang berlipat ganda, dan dengan itu memanfaatkan kepelbagaian yang ada di persekitaran.
Karbon adalah komponen penting untuk haiwan dan tumbuhan. Ia adalah bahagian penting molekul glukosa, karbohidrat penting untuk menjalankan proses seperti pernafasan; juga campur tangan dalam fotosintesis, dalam bentuk CO2 (karbon dioksida).
Karbon juga merupakan bahagian dari makromolekul lain yang penting bagi kehidupan, iaitu DNA, molekul ini mengandungi maklumat genetik yang memberikan setiap individu ciri-ciri yang tidak dimiliki, dan yang seterusnya digunakan oleh badan untuk meniru dan menghantar maklumat tersebut ke keturunan mereka
Hidrogen
Hidrogen, bersama dengan oksigen, adalah bahagian penting dari bahan organik. Dalam kes beberapa lipid, mereka hanya menunjukkan atom karbon dan hidrogen dalam konstitusi mereka. Ion elektron yang mempunyai atom hidrogen pada lapisan terakhirnya, membolehkan anda menjalin ikatan dengan mudah dengan mana-mana bioelemen utama.
Ikatan kovalen yang terbentuk antara karbon dan hidrogen cukup kuat untuk stabil, tetapi tidak cukup kuat untuk menghalangnya berpisah dan dengan itu membenarkan sintesis molekul lain. Molekul-molekul yang terbentuk, hanya oleh hidrogen dan karbon, kovalen menjadi polar (tidak larut dalam air).
Oksigen
Oksigen adalah yang paling elektronegatif dari semua Bioelements primer, dan ketika bergabung dengan hidrogen, ia menarik satu-satunya elektronnya, kutub elektrik yang berasal, jadi radikal -OH, -CHO, dan COOH adalah radikal kutub. Apabila radikal ini menggantikan beberapa hidrogen dari rantai karbon dan hidrogen seperti glukosa (C6H12O6) menghasilkan molekul seperti air yang larut dalam cecair kutub.
Oksigen, kerana keelektronegatifannya, mempunyai kemampuan untuk menarik elektron dari atom lain. Proses ini semestinya melibatkan pemutusan ikatan dan pembebasan sejumlah besar tenaga. Sebatian karbon dan oksigen bertindak balas dengan apa ia dikenali sebagai pernafasan aerobik, dan ini adalah kaedah biasa untuk mendapatkan tenaga. Cara lain untuk mendapatkan tenaga adalah fermentasi, ini telah dikurangkan sejak alga dan tumbuhan, melalui fotosintesis, mulai menghasilkan oksigen untuk atmosfer primitif.
Proses pengoksidaan sebatian biologi dilakukan melalui pengurangan atom hidrogen dari atom karbon. Oksigen, yang lebih elektronegatif, memberikan daya yang lebih besar pada elektron hidrogen daripada pada elektron karbon, sebab itulah ia berjaya memulakannya.
Oleh itu air terbentuk, dengan hidrogen ditambah oksigen dan sejumlah besar tenaga dibebaskan yang dimanfaatkan oleh makhluk hidup. Oleh kerana atom karbon mula berkongsi elektron dengan hidrogen, dengan berkongsi lebih sedikit elektron dengan oksigen, ia mengalami kehilangan elektron, iaitu, ia mengoksidasi.
Nitrogen
Nitrogen adalah unsur yang kira-kira 78% bahagian atmosfera. Ia juga merupakan komponen penting dalam protein asid deoksiribonukleik (DNA), bertanggungjawab menyebarkan watak keturunan dari ibu bapa kepada anak-anak. DNA terdapat di semua sel tubuh, oleh itu pentingnya nitrogen bagi makhluk hidup.
Secara amnya, nitrogen tidak dapat diserap secara langsung, tetapi sebagai sebahagian daripada sebatian lain seperti nitrat, nitrit atau sebatian ammonium yang mengandunginya. Sebelum digunakan oleh makhluk hidup, nitrogen perlu melalui beberapa peringkat:
- Amonifikasi, proses di mana nitrogen diubah menjadi ammonia.
- Nitrifikasi yang terdiri daripada mengubah ammonia menjadi nitrit dan nitrat.
- Proses fiksasi di mana nitrogen melalui beberapa proses untuk menjadi nitrit atau nitrat, kedua-dua bahan yang dapat digunakan oleh makhluk hidup
Nitrogen terdapat dalam asid amino, iaitu, dalam molekul yang membentuk protein, membentuk kumpulan amino (-NH2) dan dalam asas nitrogen asid nukleik. Nitrogen adalah gas yang paling banyak terdapat di atmosferaWalaupun begitu, sangat sedikit organisma yang dapat memanfaatkannya. Hampir semua nitrogen dimasukkan ke dalam bahan hidup oleh alga dan tumbuhan diserap dalam bentuk ion nitrat (NH3).
Nitrogen sangat mudah untuk membentuk sebatian dengan kedua hidrogen (NH3) seperti oksigen (NO-), yang memungkinkannya mengalir dari satu bentuk ke bentuk lain, sehingga melepaskan tenaga.
Sulfur Sebagai komponen protein penting asid amino, vitamin dan hormon penting, sulfur sangat penting bagi manusia dan haiwan.
Sulfur mewakili 0.25% berat badan kita, ini bermaksud bahawa rata-rata tubuh dewasa mengandungi sekitar 170g sulfur, kebanyakannya terdapat dalam asid amino. Sulfur adalah sebahagian daripada asid hempedu, penting untuk pencernaan dan penyerapan lemak. Membantu mengekalkan kulit, rambut dan kuku yang sihat dan ia mempunyai peranan mendasar dalam pembentukan tisu. Sulfur umumnya terdapat dalam sayur-sayuran seperti lobak, wortel, produk susu, keju, makanan laut, dan daging.
Perlawanan itu
Jumlah fosforus yang terdapat di atmosfera boleh diabaikan. Rizab fosforus terbesar terdapat di sedimen laut. Tanah merupakan, mengikut urutan kepentingan gudang fosforus kedua alam. Kita juga dapat menemukannya di kerak bumi sebagai komponen pelbagai mineral kerana kesan luluhawa kimia, fosfat dilepaskan dari mineral, larut dan diangkut oleh air.
Sebilangan fosfat mendapan, terutama dalam bentuk kalsium fosfat, dan bahagian lain sampai ke laut, di mana sejumlah besar fosfor terkumpul, yang membentuk perangkap fosforus.
Fosfor dalam bentuk fosfat organik, sangat penting untuk hidupan kerana:
- Ia adalah salah satu komponen asid nukleik (RNA dan DNA, yang merupakan bahan genetik organisma
- Ia dijumpai sebagai komponen adenosin trifosfat, yang merupakan sumber tenaga selular yang hampir universal dalam bahan hidup.
- Ia adalah salah satu komponen tulang.