Дар бораи биоэлементҳои ибтидоӣ каме бештар омӯзед

Зиндагӣ дар сайёра бо маҷмӯи муносибатҳо муайян карда мешавад, ки дар онҳо ҷараёни фавқулоддаи иттилоот ва мубодилаи доимии моддаҳо ва энергия ба амал меояд. Модда ҳама чизест, ки масса дорад ва дар фазо ҷойгоҳро ишғол мекунад, он аз атомҳо иборат аст, ки воҳидҳои ҳадди аққали онро ташкил медиҳанд. Мавҷудоти зинда, об, ситорагон, ҳар чизе ки моро иҳота мекунад, аз атомҳо иборатанд.

Гуногунии элементҳои кимиёвӣ бо навъҳои гуногуни атомҳо дода мешавад. Ҳар як намуди атом унсури гуногуни химиявиро ташкил медиҳад. Дар айни замон 105 элементҳои кимиёвӣ маълуманд, ки аз онҳо 84-тои онҳо табиӣ мебошанд ва боқимонда ба таври сунъӣ дар озмоишгоҳҳо истеҳсол карда шудаанд.

Тавре ки мо аллакай гуфтем, табиат аз материя иборат аст ва аз ин рӯ тамоми материяи зинда низ аз материя иборат аст, ки дар навбати худ аз атомҳо иборат аст ва инҳо унсурҳоро ташкил медиҳанд. Унсурҳое, ки моддаи зиндаро ташкил медиҳанд, бо номи Биоэлементҳо маълуманд, онҳо дар навбати худ аз рӯи он муҳиманд, ки барои ҳаёт муҳиманд ё не: Ба биоэлементҳои ибтидоӣ ва биоэлементҳои дуюмдараҷа тасниф карда мешаванд.

Унсурҳои барои ҳаёт муҳим

Биоэлементҳои ибтидоӣ он унсурҳои муҳими кимиёвӣ мебошанд, ки дар моддаҳои зинда, дар ҳуҷайраҳо, бофтаҳо, узвҳо ва системаҳо мавҷуданд, ки онҳоро аз соддатарин то мураккабтарин ташкил медиҳанд. Тавре ки мо қаблан гуфта будем, ҳама материя, дар маҷмӯъ, хоҳ зинда бошад ва хоҳ не, аз атомҳо иборат аст ва ҳар чизе, ки танҳо аз як намуди атомҳо иборат аст, ҳамчун унсур маълум аст, унсурҳое, ки то имрӯз маълуманд, 105 мебошанд.

Дар конститутсияи моддаи зинда мо метавонем ҳадди аққал 70 унсури устувори кимиёвӣ, амалан ҳамаи унсурҳои дар сайёра мавҷудбударо бо тарки газҳои олиҷаноб пайдо кунем. Тақрибан наваду нӯҳ фоизи (99%) тамоми ҷисми мавҷудаи мавҷуда, ки аксари онҳо ҳуҷайраҳо аз ин шаш унсур иборатанд: Карбон (C), гидроген (H2), оксиген (О.2), Азот (Н.2); Фосфор (P) ва сулфур (S) ки дар ин масъала аз ҳама фаровон мебошанд зинда, ки мо дар сатҳи замин пайдо мекунем. Онҳоро биоэлементҳо меноманд, зеро онҳо қисми муҳими конститутсияи асосӣ ё ибтидоии мавҷудоти зинда мебошанд.

Намудҳои биоэлементҳо

Мувофиқи он, ки онҳо қисми конститутсияи биомолекулаҳои моддаи зинда мебошанд ё не, Биоэлементҳоро ба гурӯҳҳои биоэлементҳои ибтидоӣ ва биоэлементҳои дуюмдараҷа тасниф кардан мумкин аст.

Биоэлементҳои ибтидоӣ

Онҳо ҳама он биоэлементҳо мебошанд, ки ҷузъи конститутсияи муҳими моддаи зинда мебошанд, зеро онҳо дар ташаккули биомолекулаҳои органикӣ: сафедаҳо, карбогидратҳо, липидҳо ва кислотаҳои нуклеин қисми таркибӣ мебошанд. Онҳо моддаҳои холиси зиндаро ташкил медиҳанд ва инҳоянд: Карбон (C), гидроген (H2), оксиген (О.2), Нитроген (Н.2); Фосфор (P) ва сулфур (S).

Карбон (C)

Es  ҷузъи муҳими тамоми молекулаҳои органикӣ, дар ҳама занҷирҳо ҳамчун скелет пайдо мешавад, ки ба биомолекулаҳои органикӣ шакл ва функсия медиҳад. Ҳама пайвастагиҳои органикӣ аз занҷирҳои карбон иборатанд, ки бо дигар унсурҳо ё пайвастагиҳо пайваст мешаванд.

Он дар қабати болоии худ чаҳор электрон дорад ва метавонад бо дигар карбонҳо пайвандҳои ковалентӣ ба вуҷуд орад, ки ба он имкон медиҳад, ки занҷирҳои дарози атомҳо (макромолекулаҳо) ба вуҷуд оранд. Ин вомбаргҳо метавонанд як, ду ё се маротиба бошанд. Онҳо инчунин метавонанд ба радикалҳои гуногуни ба вуҷуд омада пайваст шаванд аз рӯи унсурҳо (-H, = O, -OH, -NH2, -SH, H2PO4) дар байни дигарон, ба тавре ки он имкон медиҳад, ки миқдори зиёди молекулаҳои гуногун ба амал оянд, ки ба реаксияҳои гуногуни кимиёвӣ дахолат мекунанд ва бо ин аз гуногунии дар муҳити атроф мавҷудбуда истифода баранд.

Карбон ҷузъи муҳим барои ҳайвонот ва наботот мебошад. Ин як қисми ивазнашавандаи молекулаи глюкоза, як карбогидрат барои гузаронидани равандҳо, аз қабили нафаскашӣ мебошад; инчунин ба фотосинтез, дар шакли CO дахолат мекунад2  (ду оксиди карбон).

Карбон инчунин як қисми макромолекулаи дигарест, ки барои ҳаёт муҳим аст, яъне ДНК, ин молекула дорои маълумоти генетикӣ мебошад, ки ба ҳар як шахс хусусиятҳои ба худ хосро медиҳад ва он дар навбати худ аз ҷониби организм барои такрор ва интиқол додани ин иттилоот истифода мешавад насли онҳо

Ҳидроген

Водород дар якҷоягӣ бо оксиген қисми муҳими моддаҳои органикӣ мебошад. Дар мавриди баъзе липидҳо, онҳо танҳо атомҳои карбон ва гидрогенро дар конститутсияи худ намоиш медиҳанд. Иони электрон, ки дорои атоми гидроген дар қабати охирини худ, ба шумо имкон медиҳад, ки бо ҳама гуна биоэлементҳои ибтидоӣ робитаҳо барқарор кунед.

Пайванди ковалентӣ, ки дар байни карбон ва гидроген ба вуҷуд меояд, қавӣ аст, то устувор бошад, аммо барои ҷудошавии он ҷилавгирӣ намекунад ва ба ин васила синтези молекулаҳои дигарро таъмин мекунад. Молекулаҳои ҳосилшуда, танҳо аз ҷониби гидроген ва карбон, ковалент ба қутбӣ мебошанд (дар об ҳал намешаванд).

Оксиген

Оксиген дар байни ҳама Биоэлементҳои ибтидоӣ аз ҳама электронагиҳо ба шумор меравад ва вақте ки бо гидроген пайваст мешавад, ягона электрони худро ҷалб мекунад, ки қутбҳои электриро ташкил медиҳанд, аз ин рӯ радикалҳои -OH, -CHO ва COOH радикалҳои қутбӣ мебошанд. Вақте ки ин радикалҳо баъзе гидрогенҳои занҷири карбон ва гидрогенҳо, ба монанди глюкоза (C) -ро иваз мекунанд6H12O6) молекулаҳоро ба мисли об ба вуҷуд оранд, ки дар моеъҳои қутбӣ ҳал мешаванд.

Оксиген ба туфайли электрогрегатнокии худ қобилияти ҷалби электронҳоро аз дигар атомҳо дорад. Ин раванд ҳатман кандашавии пайвандҳо ва озод шудани миқдори зиёди энергияро дар бар мегирад. Пайвастагиҳои карбон ва оксиген бо чӣ реаксия мекунанд он ҳамчун нафаскашии аэробӣ маълум аст, ва ин роҳи маъмули ба даст овардани энергия аст. Усули дигари ба даст овардани энергия ферментатсия мебошад, зеро он замоне паст шуд, ки алгҳо ва растаниҳо тавассути фотосинтез ба истеҳсоли оксиген барои атмосфераи ибтидоӣ шурӯъ карданд.

Раванди оксидшавии пайвастагиҳои биологӣ тавассути аз атомҳои карбон хориҷ кардани атомҳои гидроген амалӣ мешавад. Оксиген, бештар электрогативӣ буда, нисбат ба электронҳои карбон нисбат ба электронҳои гидроген қувваи бештаре ба амал меорад ва аз ин рӯ он метавонад онро оғоз кунад.

Ҳамин тариқ об ба вуҷуд меояд, ки бо гидроген ва оксиген ва миқдори зиёди энергияе ҷудо мешавад, ки мавҷудоти зинда аз он истифода мекунанд. Вақте ки атомҳои карбон ба мубодилаи электронҳо бо гидроген шурӯъ мекунанд, тавассути тақсим кардани электронҳои камтар бо оксиген, он аз даст додани электронҳоро ҳис мекунад, яъне оксид мешавад.

Нитроген

Нитроген унсурест, ки тақрибан 78% қисми атмосфераро ташкил медиҳад. Он инчунин ҷузъи муҳими сафедаҳои дезоксирибонуклеин (ДНК), масъули интиқоли аломатҳои ирсӣ аз волидон ба фарзандон. ДНК дар ҳама ҳуҷайраҳои бадан мавҷуд аст, аз ин рӯ аҳамияти нитроген барои мавҷудоти зинда.

Умуман, нитрогенро мустақиман, балки ҳамчун ҷузъи пайвастагиҳои дигар, аз қабили нитратҳо, нитритҳо ё пайвастагиҳои аммоний, ки онро дар бар мегиранд, ҷаббида наметавонад. Пеш аз истифода бурдани мавҷудоти зинда, нитроген бояд якчанд марҳиларо тай кунад:

• Аммонификация, раванде, ки азот ба аммиак мубаддал мешавад.
• Нитрификация, ки аз табдил додани аммиак ба нитритҳо ва нитратҳо иборат аст.
• Раванди фиксация, ки тавассути он нитроген аз якчанд ҷараёнҳо гузашта нитрит ё нитрат мешавад, ҳарду моддае, ки мавҷудоти зинда метавонанд истифода баранд

Нитроген дар аминокислотаҳо, яъне дар молекулаҳои сафедаҳо иборат буда, гурӯҳҳои аминокислотаро ташкил медиҳад (-NH)2) ва дар асосҳои азотии кислотаҳои нуклеин. Нитроген гази дар атмосфера фаровонтарин астБо вуҷуди ин, шумораи ками организмҳо қодиранд аз он истифода баранд. Қариб ҳама нитрогени ба моддаҳои зинда дохилшудаи алгҳо ва растаниҳо дар шакли нитрат ион (NH) ҷаббида мешавад3).

Нитроген бо ҳам гидроген (NH) пайвастагиҳо ташкил кардан хеле осон аст3) ба монанди оксиген (NO-), ки ба он имкон медиҳад, ки аз як шакл ба шакли дигар гузарад ва ҳамин тавр энергияро барорад.

Сулфур Ҳамчун ҷузъи сафедаи аминокислотаҳои муҳим, витаминҳо ва гормонҳои муҳим, сулфур барои одамон ва ҳайвонот муҳим аст.

Сулфур 0.25% вазни бадани моро ташкил медиҳад, ин маънои онро дорад, ки дар бадани миёнаи калонсолон тақрибан 170г сулфур мавҷуд аст, ки қисми зиёди он дар аминокислотаҳо мавҷуд аст. Сулфур як қисми кислотаҳои сафро мебошад, ки барои ҳозима ва азхудкунии чарбҳо муҳим аст. Ба нигоҳ доштани солимии пӯст, мӯй ва нохунҳо кӯмак мерасонад ва он дар ташаккули бофта нақши асосӣ дорад. Сулфур одатан дар сабзавот, аз қабили шалғамча, сабзӣ, маҳсулоти ширӣ, панир, маҳсулоти баҳрӣ ва гӯшт мавҷуд аст.

Бозӣ

Миқдори фосфор дар атмосфера ночиз аст. Захираи калонтарини фосфор дар таҳшинҳои баҳрӣ мавҷуд аст. Заминҳо мувофиқи аҳамиятро ташкил медиҳанд анбори дуюми табиӣ аз фосфор. Мо инчунин онро дар қабати замин ҳамчун як ҷузъи маъданҳои гуногун аз ҳисоби таъсири обу ҳавои кимиёвӣ пайдо карда метавонем, фосфатҳо аз минерал хориҷ мешаванд, он ҳал мешавад ва тавассути об интиқол дода мешавад.

Як қисми фосфат, асосан дар шакли фосфати калтсий, ва қисми дигар ба баҳрҳо мерасад, ки дар он миқдори зиёди фосфор ҷамъ шуда, домҳои ба ном фосфорро ташкил медиҳанд.

Фосфор дар шакли фосфати органикӣ, барои моддаҳои зинда бениҳоят муҳим аст, зеро:

• Он яке аз ҷузъҳои кислотаҳои нуклеин (РНК ва ДНК, ки маводи генетикии организмҳоро ташкил медиҳанд) мебошад
• Он ҳамчун як ҷузъи аденозинтрифосфат, ки қариб сарчашмаи энергияи ҳуҷайра дар материяи зинда аст, пайдо шудааст.
• Ин яке аз ҷузъҳои устухонҳо мебошад.