Біогенні елементи, характеристики, класифікація та функції

Вони називаються біогенетичні елементи ті атоми, що становлять живу матерію. Етимологічно, термін походить від біо, що у перекладі з грецької означає «життя»; і генезисщо означає «походження». З усіх відомих елементів лише близько тридцяти є обов'язковими.

На найнижчому рівні організації матерія складається з крихітних частинок, які називаються атомами. Кожен атом складається з протонів і нейтронів у ядрі та певної кількості електронів навколо нього. Ці складові визначають властивості елементів.

Вони мають структурні функції, будучи основними складовими в біологічних молекулах (білках, вуглеводах, ліпідах і нуклеїнових кислотах) або представляють себе в їхній іонній формі та діють як електроліт. Вони також мають специфічні функції, такі як сприяння скороченню м'язів або присутність активного сайту ферменту.

Всі біогенні елементи є незамінними, і якби хтось пропустив явище життя, це не могло б статися. Основними біогенними елементами, найбільш багатими в живій речовині, є вуглець, водень, азот, кисень, фосфор і сірка.

• 1 Характеристики
  • 1.1 Ковалентні посилання
  • 1.2 Здатність утворювати прості, подвійні та потрійні зв'язки
  • 2.1 Первинні елементи
  • 2.2 Вторинні елементи
  • 2.3 Мікроелементи
  • 3.1 Вуглець
  • 3.2 Кисень
  • 3.3 Водень
  • 3.4 Азот
  • 3.5 Фосфор
  • 3.6 Сірка
  • 3.7 Кальцій
  • 3.8 Магній
  • 3.9 Натрій та калій
  • 3.10 Залізо
  • 3.11 Фтор
  • 3.12 Літій

  риси

  Біогенні елементи мають низку хімічних характеристик, які роблять їх придатними для того, щоб бути частиною живих систем:

  Ковалентні зв'язки

  Вони здатні утворювати ковалентні зв'язки, де два атоми з'єднуються, ділячи електрони від своєї валентної оболонки. Коли цей зв'язок сформовано, загальні електрони перебувають у міжядерному просторі.

  Ці зв'язки досить міцні та стабільні, умова, яка має бути присутня в молекулах живих організмів. Крім того, ці зв'язки не дуже важко розірвати, що дозволяє встановити певний рівень молекулярної динаміки.

  Здатність утворювати прості, подвійні та потрійні зв'язки

  Велика кількість молекул може бути утворена з невеликою кількістю елементів завдяки здатності утворювати одинарні, подвійні та потрійні зв'язки.

  Крім забезпечення значної молекулярної різноманітності, ця особливість дозволяє формувати структури з різним розташуванням (лінійним, кільцевим, серед інших).

  класифікація

  Біогенні елементи класифікуються як первинні, вторинні та мікроелементи. Ця домовленість ґрунтується на різних пропорціях елементів у живих істотах.

  У більшості організмів ці пропорції зберігаються, хоча можуть бути певні специфічні зміни. Наприклад, у хребетних йод є найважливішим елементом, тоді як інших таксонів схоже, річ не в цьому.

  Первинні елементи

  Суха вага живої речовини становить від 95% до 99% цих хімічних елементів. У цій групі ми знаходимо найпоширеніші елементи: водень, кисень, азот та вуглець.

  Ці елементи мають чудову здатність поєднуватися з іншими. Крім того, вони мають характеристику формування кількох посилань. Вуглець може утворювати до потрійних зв'язків та генерувати різні органічні молекули.

  Вторинні елементи

  Елементи цієї групи становлять від 0,7 до 4,5% живої речовини.Це натрій, калій, кальцій, магній, хлор, сірка та фосфор.

  В організмах вторинні елементи перебувають у їхній іонній формі; тому вони називаються електролітами. Залежно від їх навантаження вони можуть бути каталогізовані як катіони (+) або аніони (-)

  В цілому, електроліти беруть участь в осмотичній регуляції, нервовому імпульсі та транспорті біомолекул.

  Осмотичні явища відносяться до адекватного балансу води в клітинному середовищі та за її межами. Крім того, вони відіграють роль у підтримці рН у клітинному середовищі; вони відомі як буферні розчини чи буфер.

  Мікроелементи

  Вони перебувають у дрібних пропорціях чи слідах, приблизно значеннях нижче 0,5%. Однак його присутність у невеликих кількостях не означає, що його роль не є важливою. Насправді вони однаково незамінні, що попередні групи для правильного функціонування живого організму.

  Ця група складається із заліза, магнію, кобальту, міді, цинку, молібдену, йоду та фтору. Як і група вторинних елементів, мікроелементи можуть перебувати в їхній іонній формі і бути електролітами.

  Однією з його найважливіших властивостей є збереження себе як стабільного іона у різних станах окислення. Вони можуть бути знайдені в активних центрах ферментів (фізичний простір зазначеного білка, де відбувається реакція) або впливати на молекули, які переносять електрони.

  Інші автори зазвичай класифікують біоелементи як суттєві та несуттєві. Тим не менш, класифікація за чисельністю найбільша.

  функції

  Кожен із біогенетичних елементів виконує незамінну та специфічну функцію в організмі. Серед найважливіших функцій можна назвати такі:

  вуглець

  Вуглець є основним блоком органічних молекул.

  кисень

  Кисень відіграє роль у процесах дихання, а також є первинним компонентом у різних органічних молекулах.

  водень

  Він міститься у воді та є частиною органічних молекул. Це дуже універсально, оскільки він може бути пов'язаний із будь-яким іншим елементом.

  азот

  Він міститься в білках, нуклеїнових кислотах і деяких вітамінах.

  фосфор

  Фосфор міститься в АТФ (аденозинтрифосфаті), енергетичній молекулі, що широко використовується в обміні речовин. Це енергетична валюта клітин.

  Крім того, фосфор є частиною генетичного матеріалу (ДНК) та певних вітамінів. Знайдено у фосфоліпідах, критичних елементів для формування біологічних мембран.

  сірка

  Сірка міститься в деяких амінокислотах, особливо в цистеїні та метіоніні. Він присутній у коферменті А, проміжній молекулі, яка уможливлює велику кількість метаболічних реакцій.

  кальцій

  Кальцій необхідний кісток. Процеси м'язового скорочення потребують цього елемента. Скорочення м'язів та згортання крові також опосередковані цим іоном.

  магній

  Магній особливо важливий для рослин, оскільки він міститься в молекулі хлорофілу. Як іон, він бере участь як кофактор в різних ферментних маршрутах.

  Натрій та калій

  Вони багаті іонами у позаклітинному та внутрішньоклітинному середовищі відповідно. Ці електроліти є головними дійовими особами нервового імпульсу, оскільки визначають мембранний потенціал. Ці іони відомі натрієво-калієвим насосом.

  залізо

  Він знаходиться в гемоглобіні, білку, який є присутнім в еритроцитах крові, функцією якого є транспорт кисню.

  плавиковий шпат

  Фтор присутній у зубах та кістках.

  літій

  Літій має неврологічні функції.

  посилання

  1. Сересо Гарсія, М. (2013). Основи базової біології. Публікації Університету Жауме І.
  2. Галан Р. & Торронтерас С. (2015). Фундаментальна та оздоровча біологія. Elsevier
  3. Гама, М. (2007). Біологія: конструктивістський підхід. Пірсон Освіта.
  4. Macarulla, J.M. & Goñi, F.M. (1994). Біохімія людини: базовий курс. Я змінив.
  5. Тейон, Дж. М. (2006). Основи структурної біохімії. Редакція Тебар.
  6. Урдіалес, Б. А. Ст, Пілар Гранільо, М. & Домінгес, М. Д. С. Ст (2000). Загальна біологія: живі системи. Редакційна група.
  7. Vallespí, R.M.C., Ramírez, P.C., Santos, S.E., Morales, A.F., Torralba, M.P. (2013). Основні хімічні сполуки. Редакція UNED.

  Біогенні елементи

  Біогенні елементи (Біофільні елементи), хімічні елементи, що постійно входять до складу організмів і необхідні для їх життєдіяльності. У живих клітинах зазвичай можна знайти майже всі хімічні елементи, які у навколишньому середовищі, проте необхідними життя є 30–40.

  Найважливіші біогенні елементи, присутні в клітинах всіх видів організмів, - кисень (на його частку припадає до 70% маси організмів), вуглець (більше 18%, рослин до 40-50%), водень (10%), азот, кальцій, калій, фосфор, магній, сірка, хлор, натрій. Деякі біогенні елементи мають важливе значення лише для певних груп живих істот (наприклад, бор – для рослин, ванадій – для асцидій). До складу органічних сполук клітини входять головним чином водень, вуглець, азот, кисень, фосфор та сірка.

  Окремі біогенні елементи виступають у ролі каталізаторів у різних хімічних реакціях організму, регулюють осмотичні процеси, є складовими частинами буферних систем, регулюють проникність біологічних мембран. Зміст тих чи інших елементів у організмі залежить тільки від його особливостей, а й від складу середовища, їжі та інших чинників.

  Відмінності в ході геологічної історії та ґрунтоутворювального процесу в окремих областях Землі призвели до формування біогеохімічних провінцій – територій, що різняться за змістом хімічних елементів. Недостатність чи надмірність вмісту будь-якого хімічного елемента у середовищі викликає у межах цієї провінції біогеохімічні ендемії – захворювання рослин, тварин і людини.

  Редакція біології та біологічних ресурсів

  Опубліковано 16 лютого 2024 р. об 11:58 (GMT+3). Останнє оновлення 16 лютого 2024 р. об 11:58 (GMT+3). Зв'язатися з редакцією

  • Науково-освітній портал «Велика російська енциклопедія»
    Створено за фінансової підтримки Міністерства цифрового розвитку, зв'язку та масових комунікацій Російської Федерації.
    Свідоцтво про реєстрацію ЗМІ ЕЛ № ФС77-84198 видано Федеральною службою з нагляду у сфері зв'язку, інформаційних технологій та масових комунікацій (Роскомнагляд) 15 листопада 2022 року.
    ISSN: 2949-2076
  • Засновник: Автономна некомерційна організація «Національний науково-освітній центр «Велика російська енциклопедія»
    Головний редактор: Кравець С. Л.
    Телефон редакції: +7 (495) 917 90 00
    Ел. пошта редакції: [email protected]
  • © АНО БРЕ, 2022 - 2024. Всі права захищені.
  • Умови використання інформації.Вся інформація, розміщена на даному порталі, призначена лише для використання в особистих цілях та не підлягає подальшому відтворенню.
    Медіаконтент (ілюстрації, фотографії, відео, аудіоматеріали, карти, скан образи) може бути використаний лише з дозволу правовласників.
  • Умови використання інформації Вся інформація, розміщена на даному порталі, призначена лише для використання в особистих цілях та не підлягає подальшому відтворенню.
    Медіаконтент (ілюстрації, фотографії, відео, аудіоматеріали, карти, скан образи) може бути використаний лише з дозволу правовласників.