Ποια χημικά στοιχεία συνθέτουν τους οργανισμούς, γιατί κυριαρχούν τέσσερα στοιχεία (C, H, O, N), και γιατί η χημεία του κυττάρου γίνεται σε υδατικό περιβάλλον.
Γ΄ ΛΥΚΕΙΟΥΒΙΟΛΟΓΙΑΕΝΟΤΗΤΑ 115 ΛΕΠΤΑ
Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο
κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.
Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το
σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο,
έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.
Σχεδιάγραμμα
Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη, γραμμένη με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης. Μπορεί να έχει λάθη: πηγή είναι πάντα το βιβλίο.
Τι έγινε
Από τα 92 χημικά στοιχεία του φλοιού της Γης, μόνο 27 χρειάζονται για τη ζωή. Άνθρακας, υδρογόνο, οξυγόνο και άζωτο κυριαρχούν, με 96% κ.β. των οργανισμών.
Τα μόρια που χτίζουν τους οργανισμούς (π.χ. πρωτεΐνες) χρειάζονται σταθερότητα, για να φτιάχνουν σταθερές δομές, και ποικιλομορφία, για να καλύπτουν την τεράστια ποικιλία λειτουργιών και μορφών της ζωής.
Τα C, H, O, N σχηματίζουν ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς, μεταξύ ατόμων του ίδιου ή διαφορετικού στοιχείου, άρα σταθερά μόρια. Εκτός από το H, τα άλλα τρία δένονται με περισσότερα από ένα άτομα με απλούς ή πολλαπλούς δεσμούς· ο C ενώνεται και με τέσσερα άτομα C, σε ευθείες ή διακλαδισμένες αλυσίδες, οπότε τα μόρια ποικίλλουν.
Το υπόλοιπο 4% κ.β. είναι κυρίως P, S, Na, K, Ca, Mg, Cl, και περίπου 0,01% είναι ιχνοστοιχεία, λίγα αλλά απαραίτητα. Η στοιχειακή σύσταση των οργανισμών διαφέρει πολύ από του αβιοτικού περιβάλλοντος· οι ιδιότητές τους πηγάζουν από τον συνδυασμό και τη διάταξη των στοιχείων στα βιομόρια.
Ρόλοι στοιχείων: O στο νερό, στα μακρομόρια και στην αερόβια αναπνοή· C σκελετός των οργανικών ενώσεων· H στο νερό και στα μακρομόρια· N σε πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα· S σε πολλές πρωτεΐνες· P σε νουκλεοτίδια, ενεργειακά μόρια και οστά· Ca στα οστά, στη μυϊκή σύσπαση και στην πήξη του αίματος.
Επίσης: K και Na για τα νευρικά κύτταρα· Mg σε ένζυμα και στη χλωροφύλλη· Cl για το ισοζύγιο του νερού· τα ιχνοστοιχεία Fe (αιμοσφαιρίνη, μυοσφαιρίνη, κυτοχρώματα) και I (ορμόνες του θυρεοειδούς).
Αμοιβάδα και ανθρώπινο κύτταρο μοιάζουν περισσότερο απ' όσο διαφέρουν: ζουν σε υδατικό περιβάλλον (νερό ή μεσοκυττάριο υγρό), παίρνουν από αυτό ό,τι χρειάζονται και αποβάλλουν σε αυτό προϊόντα του μεταβολισμού τους· εσωτερικά το 80% των συστατικών τους είναι νερό, όπου διαλύονται, κινούνται και αντιδρούν οι ουσίες.
Στο κύτταρο υπάρχουν από μικρά μόρια (οξέα, βάσεις, άλατα) ως μακρομόρια (πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα). Αυτά τα μικρά μόρια, αν και λίγα, κρατούν σταθερό το pH ώστε οι λειτουργίες του κυττάρου να γίνονται σωστά.
Γιατί C, H, O και N είναι κατάλληλα για τα μόρια των οργανισμών;
Σχηματίζουν ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς, μεταξύ ίδιων ή διαφορετικών ατόμων, που δίνουν σταθερότητα. Επιπλέον C, O και N μπορούν να δεθούν με περισσότερα από ένα άτομα, με απλούς ή πολλαπλούς δεσμούς, και ο άνθρακας φτιάχνει ευθείες ή διακλαδισμένες αλυσίδες, οπότε προκύπτει μεγάλη ποικιλία μορίων.
Τι είναι τα ιχνοστοιχεία;
Στοιχεία που αποτελούν μόλις περίπου το 0,01% της μάζας των οργανισμών αλλά είναι απαραίτητα για σημαντικές λειτουργίες, όπως ο σίδηρος (αιμοσφαιρίνη, μυοσφαιρίνη, κυτοχρώματα) και το ιώδιο (ορμόνες του θυρεοειδούς).
Τι σημαίνει ότι η χημεία της ζωής είναι «υγρή»;
Κάθε κύτταρο ζει σε υδατικό περιβάλλον, άμεσα (αμοιβάδα) ή μέσω του μεσοκυττάριου υγρού (ανθρώπινο κύτταρο), και το ίδιο αποτελείται κατά 80% από νερό. Οι περισσότερες ουσίες του διαλύονται στο νερό, κινούνται και συναντιούνται, οπότε γίνονται οι αντιδράσεις· το νερό παίρνει και το ίδιο μέρος σε ορισμένες αντιδράσεις.
Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.
Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.