地球上的生命是由一系列關係決定的,其中存在著異常的信息流動以及物質和能量的不斷交換。 物質是指具有質量並在空間中佔據一席之地的所有事物,它是由原子組成的,原子是構成原子的最小單位。 生物,水,星星,圍繞我們的一切都是由原子組成的。
化學元素的多樣性 由各種原子類型給定。 每種類型的原子構成不同的化學元素。 目前已知有105種化學元素,其中84種是自然發現的,其餘的都是在實驗室中人工生產的。
就像我們已經說過的那樣,自然是由物質組成的,因此所有生物也是由物質組成的,而物質又是由原子組成的,這些原子又構成了元素。 構成生命物質的元素以生物元素的名稱而聞名,這些元素又根據它們是否對生命必不可少而分類為:初級生物元素和次級生物元素
生活必不可少的要素
初級生物元素是存在於生物,細胞,組織,器官和系統中的必需化學元素,這些元素使它們從最簡單的構成到最複雜。 就像我們之前說過的,總的來說,無論是否有生命,所有事物都是由原子組成的,並且僅由一種類型的原子組成的所有事物都被稱為元素,到目前為止,已知的元素為105。
在生命物質的構成中,我們可以找到至少70種穩定的化學元素,幾乎是地球上存在的所有元素,減去稀有氣體。 所有現有生物中約有百分之九十九(99%),其中大多數是由以下六種元素組成的細胞:碳(C),氫(H2),氧氣(O2),氮(N2); 磷(P)和硫(S) 在這件事上是最豐富的 我們在地球表面發現的生命。 它們之所以被稱為生物元素,是因為它們構成了生物基本或基本構成的重要組成部分。
生物元素的類型
根據它們是否構成生物物質生物分子的基本組成部分,可以將生物元素分為:主要生物元素和次要生物元素。
主要生物元素
它們都是構成生命物質基本組成部分的那些生物元素,因為它們是有機生物分子(蛋白質,碳水化合物,脂質和核酸)形成過程中必不可少的部分。 它們構成了淨生物質,分別是:碳(C),氫(H2),氧氣(O2),氮(N2); 磷(P)和硫(S)。
碳(C)
Es 所有有機分子必不可少的基本組成部分出現在所有鏈中,是賦予有機生物分子形式和功能的骨架。 所有有機化合物均由與其他元素或化合物形成鍵的碳鏈組成。
它在最外層的外殼中有四個電子,並且可以與其他碳原子形成共價鍵,從而形成長鏈原子(大分子)。 這些鍵可以是單鍵,雙鍵或三鍵。 它們還可以結合形成的不同自由基 由元素(-H,= O,-OH,-NH2,-SH,H2PO4)等,因此它可以形成大量不同的分子,這些分子將乾預多種化學反應,從而利用環境中存在的多樣性。
碳是動植物的重要成分。 它是葡萄糖分子必不可少的部分,是進行呼吸等過程的重要碳水化合物。 還以CO的形式乾預光合作用2 (二氧化碳)。
碳也是生命中另一個必不可少的大分子(DNA)的一部分,該分子包含遺傳信息,這些遺傳信息賦予每個人其不具備的特徵,而機體又利用這些信息將信息複製並傳遞給他們的後代
氫
氫與氧一起是有機物的重要組成部分。 在某些脂質的情況下,它們的構成中僅顯示碳原子和氫原子。 具有 最後一層氫原子,可讓您輕鬆與任何主要生物元素建立聯繫。
碳和氫之間形成的共價鍵足夠牢固以至於穩定,但強度不足以阻止其分離並因此導致其他分子的合成。 僅由氫和碳形成的分子與極性共價(不溶於水)。
氧氣
氧是所有主要生物元素中最具負電性的元素,當它與氫結合時,它會吸引唯一的電子,即源極,因此-OH,-CHO和COOH自由基是極性自由基。 當這些自由基取代碳鏈上的某些氫和諸如葡萄糖(C6H12O6)產生可溶於極性液體的分子,例如水。
氧由於其電負性,具有吸引其他原子電子的能力。 該過程必然涉及鍵的斷裂和大量能量的釋放。 碳和氧化合物與什麼發生反應 這被稱為有氧呼吸, 這是獲取能量的常見方式。 另一種獲取能量的方法是發酵,因為藻類和植物通過光合作用開始為原始大氣產生氧氣,因此發酵已減少了能量。
生物化合物的氧化過程是通過從碳原子中減去氫原子來進行的。 氧具有更大的負電性,它對氫電子的作用力要大於對碳電子的作用力,這就是它設法啟動氫的原因。
這樣就形成了水,並帶有氫和氧,並釋放了生物利用的大量能量。 當碳原子開始與氫共享電子時,通過與氧共享較少的電子,碳經歷了電子的損失,即被氧化。
氮
氮是大氣中約78%的元素。 它也是脫氧核糖核酸(DNA)蛋白質的重要組成部分, 負責將遺傳特徵從父母傳給孩子。 DNA存在於人體的所有細胞中,因此氮對於生物的重要性。
通常,氮不能被直接吸收,而是作為其他化合物的一部分被吸收,例如硝酸鹽,亞硝酸鹽或含氮的銨化合物。 在被生物利用之前,氮需要經歷幾個階段:
- 氨化,將氮轉化為氨的過程。
- 硝化作用,包括將氨轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。
- 固氮過程,氮通過各種過程變成亞硝酸鹽或硝酸鹽,這兩種物質都可以被生物利用
氮存在於氨基酸中,即構成蛋白質的分子中,會形成氨基(-NH2)和核酸的含氮鹼基。 氮是大氣中最豐富的氣體儘管如此,幾乎沒有有機體能夠利用它。 藻類和植物吸收到生物中的氮幾乎全部以硝酸根離子(NH3).
氮很容易與氫(NH3)與氧氣(NO-)一樣,它可以從一種形式傳遞到另一種形式,從而釋放出能量。
硫 作為必需氨基酸,維生素和重要激素的蛋白質成分,硫對人類和動物都是必不可少的。
硫佔人體重量的0.25%,這意味著成年人體內平均含有約170g的硫,其中大部分存在於氨基酸中。 硫是膽汁酸的一部分,對消化和脂肪吸收至關重要。 幫助維持健康的皮膚,頭髮和指甲 它在組織形成中具有根本作用。 硫通常存在於蔬菜中,例如蘿蔔,胡蘿蔔,奶製品,奶酪,海鮮和肉。
比賽
大氣中磷的含量可以忽略不計。 在海洋沉積物中發現了最大的磷儲量。 土壤按重要性排列 大自然的第二磷庫。 由於化學風化作用,我們還可以在地殼中找到它作為各種礦物的成分,磷酸鹽從礦物中釋放出來,溶解並通過水運輸。
一部分磷酸鹽主要以磷酸鈣的形式沉澱,另一部分到達海洋,在那里大量的磷積累,構成了所謂的磷阱。
磷的形式 有機磷酸鹽,對於生命物質極為重要,因為:
- 它是構成生物遺傳物質的核酸(RNA和DNA)的組成部分之一。
- 發現它是三磷酸腺苷的一種成分,三磷酸腺苷是生物中幾乎通用的細胞能源。
- 它是骨骼的組成部分之一。