Жизнь на планете определяется набором отношений, в которых существует необычайный поток информации и непрерывный обмен материей и энергией. Материя - это все, что имеет массу и занимает место в пространстве, она состоит из атомов, которые являются минимальными единицами, составляющими ее. Живые существа, вода, звезды - все, что нас окружает, состоит из атомов.
Разнообразие химических элементов дается разнообразием типов атомов. Каждый тип атома представляет собой отдельный химический элемент. В настоящее время известно 105 химических элементов, из которых 84 обнаружены в естественных условиях, а остальные были искусственно произведены в лабораториях.
Как мы уже говорили, природа состоит из материи, и поэтому вся живая материя также состоит из материи, которая, в свою очередь, состоит из атомов, а они составляют элементы. Элементы, из которых состоит живое вещество, известны под названием биоэлементы, которые, в свою очередь, классифицируются в зависимости от того, необходимы ли они для жизни, на: первичные биоэлементы и вторичные биоэлементы.
Основные элементы для жизни
Первичные биоэлементы - это те важные химические элементы, которые присутствуют в живом веществе, в клетках, тканях, органах и системах, которые составляют от самых простых до самых сложных. Как мы уже говорили ранее, вся материя, в целом, живая она или нет, состоит из атомов, и все, что состоит только из одного типа атомов, известно как элемент, элементов, известных до сих пор, составляет 105.
В составе живого вещества мы можем найти не менее 70 стабильных химических элементов, практически все элементы, существующие на планете, за исключением благородных газов. Около девяноста девяти процентов (99%) всего существующего живого вещества, большинство из которых составляют клетки, состоящие из этих шести элементов: углерода (C), водорода (H2), кислород (O2), Азот (N2); Фосфор (P) и сера (S), которые самые распространенные в этом вопросе живые, что мы находим на поверхности земли. Их называют биоэлементами, потому что они составляют важную часть основного или первичного строения живых существ.
Виды биоэлементов
В зависимости от того, являются ли они частью основного состава биомолекул живого вещества, биоэлементы можно разделить на: первичные биоэлементы и вторичные биоэлементы.
Первичные биоэлементы
Все они являются теми биоэлементами, которые входят в состав основного живого вещества, поскольку они являются неотъемлемой частью образования органических биомолекул: белков, углеводов, липидов и нуклеиновых кислот. Они составляют чистую живую материю и представляют собой: углерод (C), водород (H2), кислород (O2), Азот (N2); Фосфор (P) и сера (S).
Углерод (C)
Es существенный основной компонент всех органических молекул, появляется во всех цепях как скелет, который придает форму и функцию органическим биомолекулам. Все органические соединения состоят из углеродных цепей, которые образуют связи с другими элементами или соединениями.
Он имеет четыре электрона в своей внешней оболочке и может образовывать ковалентные связи с другими атомами углерода, которые позволяют ему образовывать длинные цепочки атомов (макромолекулы). Эти связи могут быть одинарными, двойными или тройными. Они также могут связываться с различными образующимися радикалами. элементами (-H, = O, -OH, -NH2, -SH, H2PO4) среди прочего, так что он позволяет образовывать большое количество различных молекул, которые будут вмешиваться во множество химических реакций и, таким образом, использовать преимущества разнообразия, присутствующего в окружающей среде.
Углерод является важным компонентом для животных и растений. Это важная часть молекулы глюкозы, важный углевод для выполнения таких процессов, как дыхание; также участвует в фотосинтезе в виде CO2 (углекислый газ).
Углерод также является частью другой макромолекулы, необходимой для жизни, ДНК, эта молекула содержит генетическую информацию, которая наделяет каждого человека характеристиками, которыми он не владеет, и которая, в свою очередь, используется организмом для воспроизведения и передачи этой информации. их потомки
Водород
Водород вместе с кислородом является неотъемлемой частью органического вещества. В случае некоторых липидов они содержат в своем составе только атомы углерода и водорода. Электронный ион, имеющий атом водорода в его последнем слое, позволяет легко устанавливать связи с любым из первичных биоэлементов.
Ковалентная связь, которая образуется между углеродом и водородом, достаточно сильна, чтобы быть стабильной, но недостаточно сильной, чтобы предотвратить ее разделение и, таким образом, обеспечить синтез других молекул. Молекулы, образованные только водородом и углеродом, от ковалентных до полярных (не растворимы в воде).
Oxigen
Кислород является наиболее электроотрицательным из всех первичных биоэлементов, и когда он соединяется с водородом, он притягивает свой единственный электрон, создавая электрические полюса, поэтому радикалы -OH, -CHO и COOH являются полярными радикалами. Когда эти радикалы заменяют некоторые атомы водорода углеродной цепи и атомы водорода, такие как глюкоза (C6H12O6) дают начало молекулам, подобным воде, которые растворимы в полярных жидкостях.
Кислород из-за своей электроотрицательности имеет способность притягивать электроны от других атомов. Этот процесс обязательно включает разрыв связей и высвобождение большого количества энергии. Соединения углерода и кислорода реагируют с чем это называется аэробным дыханием, и это обычный способ получения энергии. Другой способ получения энергии - это ферментация, она была уменьшена с тех пор, как водоросли и растения посредством фотосинтеза начали вырабатывать кислород для примитивной атмосферы.
Процесс окисления биологических соединений осуществляется за счет вычитания атомов водорода из атомов углерода. Кислород, будучи более электроотрицательным, оказывает на электрон водорода большую силу, чем на электрон углерода, поэтому ему удается запустить его.
Таким образом образуется вода с водородом и кислородом, и выделяется большое количество энергии, которой пользуются живые существа. Когда атом углерода начинает делить электрон с водородом, разделяя меньшее количество электронов с кислородом, он испытывает потерю электронов, то есть окисляется.
Азот
Азот - это элемент, который составляет около 78% от атмосферы. Он также является важным компонентом белков дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), отвечает за передачу наследственных знаков от родителей детям. ДНК присутствует во всех клетках тела, отсюда важность азота для живых существ.
В общем, азот нельзя абсорбировать напрямую, он может быть частью других соединений, таких как нитраты, нитриты или соединения аммония, которые его содержат. Перед тем, как быть использованным живыми существами, азот должен пройти несколько стадий:
- Аммонификация - процесс превращения азота в аммиак.
- Нитрификация, заключающаяся в превращении аммиака в нитриты и нитраты.
- Процесс фиксации, посредством которого азот проходит через несколько процессов, превращаясь в нитрит или нитрат - оба вещества, которые могут использоваться живыми существами.
Азот содержится в аминокислотах, то есть в молекулах, составляющих белки, образующих аминогруппы (-NH2) и в азотистых основаниях нуклеиновых кислот. Азот - самый распространенный газ в атмосфереНесмотря на это, очень немногие организмы могут этим воспользоваться. Почти весь азот, содержащийся в живом веществе водорослями и растениями, абсорбируется в форме нитрат-иона (NH3).
Азот очень легко образует соединения как с водородом (NH3), как с кислородом (NO-), что позволяет ему переходить из одной формы в другую, высвобождая таким образом энергию.
Сера Как компонент белка, незаменимые аминокислоты, витамины и важные гормоны, сера необходима как людям, так и животным.
Сера составляет 0.25% от веса нашего тела, это означает, что в среднем в организме взрослого человека содержится около 170 г серы, большая часть которой содержится в аминокислотах. Сера входит в состав желчных кислот, необходимых для пищеварения и усвоения жиров. Помогает поддерживать здоровье кожи, волос и ногтей и он играет фундаментальную роль в формировании тканей. Сера обычно присутствует в овощах, таких как редис, морковь, молочные продукты, сыр, морепродукты и мясо.
Матч
Количество фосфора в атмосфере незначительно. Самый большой запас фосфора находится в морских отложениях. Почвы составляют в порядке важности второй природный кладезь фосфора. Мы также можем найти его в земной коре в составе различных минералов из-за эффекта химического выветривания, фосфаты выделяются из минерала, он растворяется и переносится водой.
Часть фосфата выпадает в осадок, в основном в форме фосфата кальция, а другая часть достигает морей, где накапливается большое количество фосфора, образуя так называемые ловушки фосфора.
Фосфор в виде органический фосфат, чрезвычайно важен для живой материи, так как:
- Это один из компонентов нуклеиновых кислот (РНК и ДНК, составляющих генетический материал организмов).
- Он входит в состав аденозинтрифосфата, который является почти универсальным источником клеточной энергии в живом веществе.
- Это один из компонентов костей.