K otázke podstaty. čo sú organické látky a anorganické ... z akých látok sa skladá ľudské telo? daný autorom LEV RYKOV najlepšia odpoveď je Organické látky, organické zlúčeniny - trieda zlúčenín, ktoré zahŕňajú uhlík (s výnimkou karbidov, kyseliny uhličitej, uhličitanov, oxidov uhlíka a kyanidov). Organické zlúčeniny sú zvyčajne postavené z reťazcov atómov uhlíka spojených kovalentnými väzbami a rôznych substituentov pripojených k týmto atómom uhlíka.
Anorganická látka alebo anorganická zlúčenina je chemická látka, chemická zlúčenina, ktorá nie je organická, to znamená, že neobsahuje uhlík (okrem karbidov, kyanidov, uhličitanov, oxidov uhlíka a niektorých ďalších zlúčenín, ktoré sa tradične klasifikujú ako anorganické). Anorganické zlúčeniny nemajú typický organický uhlíkový skelet.
V ľudskom tele sú tieto aj iné látky. Už som písal v predchádzajúcich odpovediach na vaše otázky, že hlavnými anorganickými látkami obsiahnutými v ľudskom tele sú voda a vápenaté soli (ľudská kostra pozostáva najmä z tých druhých).
Organické zlúčeniny sú hlavne bielkoviny, tuky a sacharidy, okrem toho existujú komplexné zlúčeniny, ktoré sú akoby medzičlánkom (napríklad hemoglobín je komplex železa s organickými ligandami)
Odpoveď od Kirsimarja[guru]
organické látky sú zlúčeniny uhlíka s inými prvkami
anorganická, ak je jednoduchšia, potom je to, čo je obsiahnuté v periodickej tabuľke.
Ľudské telo obsahuje absolútne všetky látky, organické aj anorganické.
Odpoveď od Helen[guru]
Ľudské telo pozostáva zo 60 % vody, 34 % organických látok a 6 % anorganických látok. Hlavnými zložkami organickej hmoty sú uhlík, vodík, kyslík, ďalej k nim patrí dusík, fosfor a síra. V anorganických látkach ľudského tela je nevyhnutne prítomných 22 chemických prvkov: Ca, P, O, Na, Mg, S, B, C1, K, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si, I, F, Se. Napríklad, ak človek váži 70 kg, potom obsahuje (v gramoch): vápnik - 1700, draslík - 250, sodík - 70, horčík - 42, železo - 5, zinok - Z. Živé organizmy obsahujú rôzne chemické prvky. Obvykle sa v závislosti od koncentrácie chemických prvkov v tele izolujú makro- a mikroprvky.
Za makroprvky sa považujú tie chemické prvky, ktorých obsah v organizme je viac ako 0,005 % telesnej hmotnosti. Makronutrienty zahŕňajú vodík, uhlík, kyslík, dusík, sodík, horčík, fosfor, síru, chlór, draslík a vápnik.
Stopové prvky sú chemické prvky obsiahnuté v tele vo veľmi malých množstvách. Ich obsah nepresahuje 0,005 % telesnej hmotnosti a koncentrácia v tkanivách nie je väčšia ako 0,000001 %. Medzi všetkými stopovými prvkami sa do osobitnej skupiny rozlišujú takzvané nenahraditeľné stopové prvky.
Esenciálne stopové prvky sú mikroelementy, ktorých pravidelný príjem s potravou alebo vodou do organizmu je pre jeho normálne fungovanie absolútne nevyhnutný. Esenciálne stopové prvky sú súčasťou enzýmov, vitamínov, hormónov a iných biologicky aktívnych látok. Nenahraditeľnými stopovými prvkami sú železo, jód, meď, mangán, zinok, kobalt, molybdén, selén, chróm, fluór.
Úloha makroprvkov, ktoré tvoria anorganické látky, je zrejmá. Napríklad hlavné množstvo vápnika a fosforu sa dostáva do kostí (hydroxofosforečnan vápenatý Ca10 (PO4) 6 (OH) 2 a chlór vo forme kyseliny chlorovodíkovej sa nachádza v žalúdočnej šťave.
Stopové prvky sú zahrnuté vo vyššie uvedenej sérii 22 prvkov, ktoré sú nevyhnutne prítomné v ľudskom tele. Všimnite si, že väčšina z nich sú kovy a viac ako polovica kovov sú d-prvky. Posledne menované v tele tvoria koordinačné zlúčeniny s komplexnými organickými molekulami.
Typické príznaky nedostatku chemických prvkov v ľudskom tele
Ca Spomalenie rastu
Mg Svalové kŕče
Fe Anémia, oslabený imunitný systém
Zn Poškodenie kože, retardácia rastu, retardácia sexuálneho dozrievania
Cu Arteriálna slabosť, dysfunkcia pečene, sekundárna anémia
Mn Neplodnosť, narušený rast kostry
Po Spomalenie rastu buniek, sklon ku kazu
CO Perniciózna anémia
Ni Zvýšená depresia, dermatitída
Cr Príznaky cukrovky
Si Kostrová dysplázia
F Zubný kaz
I Porušenie štítnej žľazy, pomalý metabolizmus
Svalová (najmä srdcová) slabosť
Odpoveď od Bogdan Bondarenko[nováčik]
pomenovať akúkoľvek látku
Odpoveď od Egor Shazam[nováčik]
Látky ako piesok, íl, rôzne minerály, voda, oxidy uhlíka, kyselina uhličitá, jej soli a iné nachádzajúce sa v „neživej prírode“ sa nazývajú anorganické alebo minerálne látky.
Z približne sto chemických prvkov nachádzajúcich sa v zemskej kôre je len šestnásť nevyhnutných pre život a štyri z nich – vodík (H), uhlík (C), kyslík (O) a dusík (N) sú v živote najrozšírenejšie. organizmov a tvoria 99 % hmotnosti živých vecí. Biologický význam týchto prvkov je spojený s ich valenciou (1, 2, 3, 4) a schopnosťou vytvárať silné kovalentné väzby, ktoré sú silnejšie ako väzby tvorené inými prvkami rovnakej valencie. Ďalšie dôležité sú ióny fosforu (P), síry (S), sodíka, horčíka, chlóru, draslíka a vápnika (Na, Mg, Cl, K, Ca). Železo (Fe), kobalt (Co), meď (Cu), zinok (Zn), bór (B), hliník (Al), kremík (Si), vanád (V), molybdén (Mo), jód (I), mangán (Mn).
Na stavbe tela sa podieľajú všetky chemické prvky vo forme iónov alebo v zložení určitých zlúčenín. Napríklad uhlík, vodík a kyslík sa nachádzajú v sacharidoch a tukoch. Ako súčasť bielkovín sa k nim pridáva dusík a síra v zložení nukleových kyselín - dusík, fosfor, železo, ktoré sa podieľajú na konštrukcii molekuly hemoglobínu; horčík sa nachádza v chlorofyle; meď sa nachádza v niektorých oxidačných enzýmoch; jód je obsiahnutý v molekule tyroxínu (hormón štítnej žľazy); sodík a draslík poskytujú elektrický náboj na membránach nervových buniek a nervových vlákien; zinok je súčasťou molekuly hormónu pankreasu - inzulínu; kobalt sa nachádza vo vitamíne B12.
Zlúčeniny dusíka, fosforu, vápnika a iných anorganických látok slúžia ako zdroj stavebného materiálu pre syntézu organických molekúl (aminokyselín, bielkovín, nukleových kyselín a pod.) a sú súčasťou množstva nosných štruktúr bunky a organizmu. . Niektoré anorganické ióny (napríklad ióny vápnika a horčíka) sú aktivátormi a zložkami mnohých enzýmov, hormónov a vitamínov. Pri nedostatku týchto iónov dochádza k narušeniu životne dôležitých procesov v bunke.
Dôležité funkcie v živých organizmoch plnia anorganické kyseliny a ich soli. Kyselina chlorovodíková je súčasťou žalúdočnej šťavy zvierat a ľudí, urýchľuje proces trávenia potravinových bielkovín. Zvyšky kyseliny sírovej, spájajúce vo vode nerozpustné cudzorodé látky, im dodávajú rozpustnosť a uľahčujú vylučovanie z tela. Anorganické sodné a draselné soli kyseliny dusnej a fosforečnej sú dôležitými zložkami minerálnej výživy rastlín, aplikujú sa do pôdy ako hnojivá. Soli vápnika a fosforu sú súčasťou kostného tkaniva zvierat. Oxid uhličitý (CO2) sa v prírode neustále tvorí pri oxidácii organických látok (hnitím rastlinných a živočíšnych zvyškov, dýchaním, spaľovaním paliva), vo veľkom množstve sa uvoľňuje zo sopečných puklín a z minerálnych prameňov.
Voda je na Zemi veľmi rozšírená látka. Takmer ¾ povrchu zemegule je pokrytá vodou, ktorá tvorí oceány a moria. Rieky, jazerá. Veľa vody je v atmosfére v plynnom stave ako para; v podobe obrovských más snehu a ľadu leží celoročne na vrcholkoch vysokých hôr a v polárnych krajinách v útrobách Zeme je aj voda, ktorá podmáča pôdu a skaly.
Voda hrá veľmi dôležitú úlohu v živote rastlín, zvierat a ľudí. Podľa moderných predstáv je samotný vznik života spojený s morom. V každom organizme je voda médiom, v ktorom prebiehajú chemické procesy, ktoré zabezpečujú životne dôležitú činnosť organizmu; okrem toho sa sama zúčastňuje na množstve biochemických reakcií.
Chemické a fyzikálne vlastnosti vody sú dosť nezvyčajné a súvisia najmä s malou veľkosťou jej molekúl, s polaritou jej molekúl a s ich schopnosťou vzájomne sa spájať vodíkovými väzbami.
Zvážte biologický význam vody. Voda - výborná solventný pre polárne látky. Patria sem iónové zlúčeniny, ako sú soli, v ktorých nabité častice (ióny) disociujú (oddeľujú sa od seba) vo vode, keď je látka rozpustená, ako aj niektoré neiónové zlúčeniny, ako sú cukry a jednoduché alkoholy, v ktorých nabité v molekule sú prítomné častice.(polárne) skupiny (u cukrov a alkoholov sú to OH skupiny). Keď látka prejde do roztoku, jej molekuly alebo ióny dostanú príležitosť pohybovať sa voľnejšie a v dôsledku toho sa zvýši jej reaktivita. Z tohto dôvodu väčšina chemických reakcií v bunke prebieha vo vodných roztokoch. Nepolárne látky, ako sú lipidy, sa nemiešajú s vodou, a preto môžu oddeľovať vodné roztoky do oddelených kompartmentov, podobne ako ich oddeľujú membrány. Nepolárne časti molekúl voda odpudzuje a v jej prítomnosti sa k sebe priťahujú, ako sa to napríklad stáva, keď sa kvapky oleja spájajú do väčších kvapiek; inými slovami, nepolárne molekuly sú hydrofóbne. Takéto hydrofóbne interakcie hrajú dôležitú úlohu pri zabezpečovaní stability membrán, ako aj mnohých proteínových molekúl a nukleových kyselín. Vlastnosti rozpúšťadla obsiahnutého vo vode tiež znamenajú, že voda slúži ako médium na transport rôznych látok. Túto úlohu plní v krvi, v lymfatickom a vylučovacom systéme, v tráviacom trakte a vo floéme a xyléme rastlín.
Voda má skvelú tepelná kapacita. To znamená, že výrazný nárast tepelnej energie spôsobuje len relatívne malé zvýšenie jej teploty. Tento jav sa vysvetľuje tým, že značná časť tejto energie sa vynakladá na rozbitie vodíkových väzieb, ktoré obmedzujú pohyblivosť molekúl vody, teda na prekonanie jej lepivosti. Vysoká tepelná kapacita vody minimalizuje teplotné zmeny, ktoré sa v nej vyskytujú. Biochemické procesy vďaka tomu prebiehajú v menšom teplotnom rozsahu, konštantnejšou rýchlosťou a nebezpečenstvo narušenia týchto procesov prudkými teplotnými odchýlkami im až tak nehrozí. Voda slúži ako biotop pre mnohé bunky a organizmy, ktoré sa vyznačujú pomerne výraznou stálosťou podmienok.
Voda sa vyznačuje veľkým teplo vyparovania. Latentné výparné teplo (alebo relatívne latentné výparné teplo) je mierou množstva tepelnej energie, ktorá musí byť odovzdaná kvapaline, aby prešla do pary, t. j. aby prekonala sily molekulárnej súdržnosti v kvapalina. Odparovanie vody si vyžaduje značné množstvo energie. Je to spôsobené existenciou vodíkových väzieb medzi molekulami vody. Práve kvôli tomu je bod varu vody – látky s tak malými molekulami – nezvyčajne vysoký.
Energiu potrebnú na to, aby sa molekuly vody vyparili, čerpá z ich prostredia. Vyparovanie je teda sprevádzané ochladzovaním. Tento jav sa využíva u zvierat s potením, s tepelnou dýchavičnosťou u cicavcov alebo u niektorých plazov (napríklad u krokodílov), ktoré sedia s otvorenými ústami na slnku; môže tiež hrať významnú úlohu pri ochladzovaní transpirujúcich listov. Latentné teplo topenia (alebo relatívne latentné teplo topenia) je miera tepelnej energie potrebnej na roztopenie pevnej látky (ľadu). Voda na tavenie (tavenie) vyžaduje pomerne veľké množstvo energie. Platí to aj naopak: pri mrazení musí voda vydať veľké množstvo tepelnej energie. Tým sa znižuje pravdepodobnosť zamrznutia obsahu buniek a tekutiny, ktorá ich obklopuje. Ľadové kryštály sú obzvlášť škodlivé pre živé organizmy, keď sa tvoria vo vnútri buniek.
Voda je jediná látka v tekutom stave, ktorá má viac hustota, než v pevnom. Keďže ľad pláva vo vode, tvorí sa pri zamrznutí najskôr na jej povrchu a až nakoniec v spodných vrstvách. Ak by zamŕzanie rybníkov prebiehalo v opačnom poradí, zdola nahor, tak v oblastiach s miernym alebo studeným podnebím by život v sladkovodných nádržiach nemohol vôbec existovať. Ľad pokrýva vodný stĺpec ako prikrývka, čo zvyšuje šance na prežitie organizmom, ktoré v ňom žijú. Je to dôležité v chladnom podnebí a počas chladného obdobia, ale nepochybne to zohrávalo obzvlášť dôležitú úlohu počas doby ľadovej. Tým, že je ľad na povrchu, topí sa rýchlejšie. Skutočnosť, že vrstvy vody, ktorej teplota klesla pod 4 stupne, stúpajú, spôsobuje ich pohyb vo veľkých nádržiach. Spolu s vodou v nej cirkulujú živiny, vďaka ktorým sú nádrže obývané živými organizmami do veľkej hĺbky.
Voda je veľká povrchové napätie a súdržnosť. súdržnosť- ide o priľnavosť molekúl fyzického tela k sebe pod vplyvom príťažlivých síl. Na povrchu kvapaliny existuje povrchové napätie - výsledok vnútorných kohéznych síl pôsobiacich medzi molekulami. Kvôli povrchovému napätiu má kvapalina tendenciu nadobudnúť taký tvar, že jej povrch je minimálny (ideálne tvar gule). Voda má zo všetkých kvapalín najvyššie povrchové napätie. Významná súdržnosť, charakteristická pre molekuly vody, hrá dôležitú úlohu v živých bunkách, ako aj pri pohybe vody cez xylémové cievy v rastlinách. Mnoho malých organizmov ťaží z povrchového napätia tým, že im umožňuje plávať alebo kĺzať sa po hladine vody.
O biologickom význame vody rozhoduje aj to, že je jedným z nevyhnutných metabolitov, čiže sa podieľa na metabolických reakciách. Voda sa využíva napríklad ako zdroj vodíka v procese fotosyntézy a zúčastňuje sa aj hydrolytických reakcií.
Úloha vody pre živé organizmy sa prejavuje najmä v tom, že jedným z hlavných faktorov prirodzeného výberu ovplyvňujúceho speciáciu je nedostatok vody (obmedzujúci šírenie niektorých rastlín s mobilnými gamétami). Všetky suchozemské organizmy sú prispôsobené na získavanie a uchovávanie vody; v extrémnych prejavoch - u xerofytov, u zvierat žijúcich na púšti atď. Takéto úpravy sa zdajú byť skutočným zázrakom vynaliezavosti prírody.
Biologické funkcie vody:
Pre všetky organizmy:
1) zabezpečuje udržanie štruktúry (vysoký obsah vody v protoplazme); 2) slúži ako rozpúšťadlo a difúzne médium; 3) zúčastňuje sa hydrolytických reakcií; 4) slúži ako médium, v ktorom dochádza k oplodneniu;
5) zabezpečuje distribúciu semien, gamét a larválnych štádií vodných organizmov, ako aj semien niektorých suchozemských rastlín, ako sú kokosové palmy.
V rastlinách:
1) určuje osmózu a turgiditu (od ktorej závisí veľa vecí: rast (zvýšenie buniek), udržiavanie štruktúry, pohyb prieduchov atď.); 2) podieľa sa na fotosyntéze; 3) zabezpečuje transport anorganických iónov a organických molekúl; 4) zabezpečuje klíčenie semien - opuch, pretrhnutie obalu semena a ďalší vývoj.
U zvierat:
1) zabezpečiť prepravu látok;
2) spôsobuje osmoreguláciu;
3) podporuje ochladzovanie tela (potenie, tepelná dýchavičnosť);
4) slúži ako jedna zo zložiek maziva, napríklad v kĺboch;
5) má podporné funkcie (hydrostatická kostra);
6) vykonáva ochrannú funkciu, napríklad v slznej tekutine a hlienu;
7) podporuje migráciu (morské prúdy).
Koncom deviateho storočia nášho letopočtu rozdelil arabský vedec Abu Bakr ar-Razi všetky vtedy známe látky do 3 skupín podľa pôvodu: minerálne, živočíšne a rastlinné. Klasifikácia trvala takmer 1000 rokov. Až v 19. storočí sa 3 skupiny zmenili na 2: organické a anorganické látky.
anorganické látky
Anorganické látky sú jednoduché a zložité. Jednoduché látky sú také látky, ktoré obsahujú atómy iba jedného chemického prvku. Delia sa na kovy a nekovy.
Kovy sú ťažné látky, ktoré dobre vedú teplo a elektrinu. Takmer všetky sú strieborno-biele a majú charakteristický kovový lesk. Takéto vlastnosti sú dôsledkom špeciálnej štruktúry. V kovovej kryštálovej mriežke sú kovové častice (nazývajú sa iónové atómy) spojené mobilnými spoločnými elektrónmi.
Príklady kovov vedia vymenovať aj tí, ktorí majú k chémii ďaleko. Ide o železo, meď, zinok, chróm a iné jednoduché látky tvorené atómami chemických prvkov, ktorých symboly sa nachádzajú v PSHE D.I. Mendelejev pod uhlopriečkou B - Na a nad ňou v hlavných podskupinách.
Nekovy, ako už z ich názvu vyplýva, nemajú vlastnosti kovov. Sú krehké, elektrický prúd až na ojedinelé výnimky nevedú, nelesknú sa (okrem jódu a grafitu). Ich vlastnosti sú rozmanitejšie ako vlastnosti kovov.
Dôvod takýchto rozdielov spočíva aj v štruktúre látok. V kryštálových mriežkach atómových a molekulárnych typov nie sú žiadne voľne sa pohybujúce elektróny. Tu sa spájajú v pároch a vytvárajú kovalentné väzby. Všetky známe nekovy - kyslík, dusík, síra, fosfor a iné. Prvky - nekovy v PSCE sú umiestnené nad uhlopriečkou B-At
Komplexné anorganické látky sú:
- kyseliny pozostávajúce z atómov vodíka a zvyškov kyselín (HNO3, H2SO4);
- bázy tvorené atómami kovov a hydroxoskupinami (NaOH, Ba(OH)2);
- soli, ktorých vzorce začínajú kovovými symbolmi a končia kyslými zvyškami (BaSO4, NaNO3);
- oxidy tvorené dvoma prvkami, z ktorých jeden je O v oxidačnom stave -2 (BaO, Na2O);
- iné binárne zlúčeniny (hydridy, nitridy, peroxidy atď.)
Celkovo je známych niekoľko stoviek tisíc anorganických látok.
organickej hmoty
Organické zlúčeniny sa od anorganických líšia predovšetkým svojim zložením. Ak môžu byť anorganické látky tvorené niektorými prvkami periodickej sústavy, potom do zloženia organických látok určite musia byť zahrnuté atómy C a H. Takéto zlúčeniny sa nazývajú uhľovodíky (CH4 - metán, C6H6 - benzén). Uhľovodíkové suroviny (ropa a plyn) sú pre ľudstvo veľkým prínosom. Spor však spôsobuje vážne.
Uhľovodíkové deriváty obsahujú aj atómy O a N. Zástupcami organických zlúčenín s obsahom kyslíka sú alkoholy a izomérne étery (C2H5OH a CH3-O-CH3), aldehydy a ich izoméry - ketóny (CH3CH2CHO a CH3COCH3), karboxylové kyseliny a komplexné étery (CH3). -COOH a HCOOCH3). K tým druhým patria aj tuky a vosky. Sacharidy sú tiež zlúčeniny obsahujúce kyslík.
Prečo vedci spojili rastlinné a živočíšne látky do jednej skupiny – organické zlúčeniny a ako sa líšia od anorganických? Neexistuje jedno jasné kritérium na oddelenie organických a anorganických látok. Zvážte množstvo funkcií, ktoré kombinujú organické zlúčeniny.
- Zloženie (zostavené z atómov C, H, O, N, menej často P a S).
- Štruktúra (väzby C-H a C-C sú povinné, tvoria reťazce a cykly rôznej dĺžky);
- Vlastnosti (všetky organické zlúčeniny sú horľavé, pri spaľovaní tvoria CO2 a H2O).
Medzi organickými látkami je množstvo polymérov prírodného (proteíny, polysacharidy, prírodný kaučuk a pod.), umelého (viskóza) a syntetického (plasty, syntetické kaučuky, polyester a iné) pôvodu. Majú veľkú molekulovú hmotnosť a zložitejšiu štruktúru v porovnaní s anorganickými látkami.
Nakoniec existuje viac ako 25 miliónov organických látok.
Toto je len povrchný pohľad na organické a anorganické látky. O každej z týchto skupín bolo napísaných viac ako tucet vedeckých prác, článkov a učebníc.
Anorganické zlúčeniny - video
Ako viete, všetky látky možno rozdeliť do dvoch veľkých kategórií - minerálne a organické. Je možné uviesť mnoho príkladov anorganických alebo minerálnych látok: soľ, sóda, draslík. Aké typy spojení však patria do druhej kategórie? Organické látky sú prítomné v každom živom organizme.
Veveričky
Najdôležitejším príkladom organických látok sú bielkoviny. Zahŕňajú dusík, vodík a kyslík. Okrem nich sa niekedy v niektorých bielkovinách môžu nachádzať aj atómy síry.
Proteíny patria medzi najdôležitejšie organické zlúčeniny a v prírode sa vyskytujú najčastejšie. Na rozdiel od iných zlúčenín majú proteíny určité charakteristické vlastnosti. Ich hlavnou vlastnosťou je obrovská molekulová hmotnosť. Napríklad molekulová hmotnosť atómu alkoholu je 46, benzénu 78 a hemoglobínu 152 000. V porovnaní s molekulami iných látok sú proteíny skutočnými obrami obsahujúcimi tisíce atómov. Niekedy ich biológovia nazývajú makromolekuly.
Proteíny sú najkomplexnejšie zo všetkých organických štruktúr. Patria do triedy polymérov. Ak sa pozrieme na molekulu polyméru pod mikroskopom, môžeme vidieť, že ide o reťazec pozostávajúci z jednoduchších štruktúr. Nazývajú sa monoméry a v polyméroch sa mnohokrát opakujú.
Okrem bielkovín existuje veľké množstvo polymérov - kaučuk, celulóza, ako aj obyčajný škrob. Tiež veľa polymérov bolo vytvorených ľudskou rukou - nylon, lavsan, polyetylén.
Tvorba bielkovín
Ako vznikajú proteíny? Sú príkladom organických látok, ktorých zloženie v živých organizmoch určuje genetický kód. Pri ich syntéze sa v drvivej väčšine prípadov používajú rôzne kombinácie.
Nové aminokyseliny sa môžu tvoriť už vtedy, keď proteín začne v bunke fungovať. Zároveň sa v ňom nachádzajú iba alfa-aminokyseliny. Primárna štruktúra opísanej látky je určená sekvenciou zvyškov aminokyselín. A vo väčšine prípadov sa polypeptidový reťazec počas tvorby proteínu skrúti do špirály, ktorej závity sú umiestnené blízko seba. V dôsledku tvorby zlúčenín vodíka má pomerne silnú štruktúru.
Tuky
Tuky sú ďalším príkladom organickej hmoty. Človek pozná veľa druhov tukov: maslo, hovädzí a rybí tuk, rastlinné oleje. V semenách rastlín sa vo veľkom množstve tvoria tuky. Ak olúpané slnečnicové semienko položíte na list papiera a stlačíte, na liste zostane mastná škvrna.
Sacharidy
Nemenej dôležité vo voľnej prírode sú sacharidy. Nachádzajú sa vo všetkých rastlinných orgánoch. Sacharidy zahŕňajú cukor, škrob a vlákninu. Sú bohaté na zemiakové hľuzy, banánové ovocie. Je veľmi ľahké zistiť škrob v zemiakoch. Pri reakcii s jódom sa tento sacharid zmení na modrý. Môžete si to overiť kvapnutím trochy jódu na zemiakový plátok.
Cukry sú tiež ľahko rozpoznateľné - všetky chutia sladko. Veľa uhľohydrátov tejto triedy sa nachádza v ovocí hrozna, vodných melónov, melónov, jabloní. Sú to príklady organických látok, ktoré sa vyrábajú aj v umelých podmienkach. Napríklad cukor sa získava z cukrovej trstiny.
Ako vznikajú sacharidy v prírode? Najjednoduchším príkladom je proces fotosyntézy. Sacharidy sú organické látky, ktoré obsahujú reťazec niekoľkých atómov uhlíka. Obsahujú tiež niekoľko hydroxylových skupín. Pri fotosyntéze sa z oxidu uhoľnatého a síry tvoria anorganické cukry.
Celulóza
Vláknina je ďalším príkladom organickej hmoty. Väčšina z nich sa nachádza v semenách bavlny, ako aj v stonkách rastlín a ich listoch. Vlákno pozostáva z lineárnych polymérov, jeho molekulová hmotnosť sa pohybuje od 500 tisíc do 2 miliónov.
Vo svojej čistej forme je to látka, ktorá nemá vôňu, chuť a farbu. Používa sa pri výrobe fotografického filmu, celofánu, výbušnín. V ľudskom tele sa vláknina nevstrebáva, je však nevyhnutnou súčasťou stravy, keďže stimuluje prácu žalúdka a čriev.
Látky organické a anorganické
Môžete uviesť veľa príkladov vzniku organických a za druhé vždy pochádzajú z minerálov - neživých, ktoré sa tvoria v hlbinách zeme. Sú tiež súčasťou rôznych hornín.
V prírodných podmienkach vznikajú anorganické látky v procese deštrukcie minerálov alebo organických látok. Na druhej strane z minerálov neustále vznikajú organické látky. Napríklad rastliny absorbujú vodu so zlúčeninami rozpustenými v nej, ktoré následne prechádzajú z jednej kategórie do druhej. Živé organizmy využívajú na potravu najmä organické látky.
Príčiny rozmanitosti
Školáci alebo študenti často potrebujú odpovedať na otázku, aké sú dôvody rozmanitosti organických látok. Hlavným faktorom je, že atómy uhlíka sú prepojené pomocou dvoch typov väzieb – jednoduchých a viacnásobných. Môžu tiež vytvárať reťazce. Ďalším dôvodom je rôznorodosť rôznych chemických prvkov, ktoré sú súčasťou organickej hmoty. Okrem toho je rôznorodosť spôsobená aj alotropiou - fenoménom existencie toho istého prvku v rôznych zlúčeninách.
Ako vznikajú anorganické látky? Prírodné a syntetické organické látky a ich príklady sa študujú na stredných školách aj v špecializovaných vysokých školách. Tvorba anorganických látok nie je taký zložitý proces ako tvorba bielkovín alebo sacharidov. Ľudia napríklad od nepamäti získavali sódu zo sódových jazierok. V roku 1791 chemik Nicolas Leblanc navrhol syntetizovať ho v laboratóriu pomocou kriedy, soli a kyseliny sírovej. Kedysi bola sóda, ktorú dnes pozná každý, pomerne drahý produkt. Na uskutočnenie experimentu bolo potrebné zapáliť kuchynskú soľ spolu s kyselinou a následne zapáliť výsledný síran spolu s vápencom a dreveným uhlím.
Ďalším je manganistan draselný alebo manganistan draselný. Táto látka sa získava v priemyselných podmienkach. Proces tvorby spočíva v elektrolýze roztoku hydroxidu draselného a mangánovej anódy. V tomto prípade sa anóda postupne rozpúšťa za vzniku fialového roztoku - ide o známy manganistan draselný.
1 Organické a anorganické látky
I. Anorganické zlúčeniny.
1. Voda, jej vlastnosti a význam pre biologické procesy.
Voda je univerzálne rozpúšťadlo. Má vysokú tepelnú kapacitu a zároveň vysokú tepelnú vodivosť pre kvapaliny. Tieto vlastnosti robia z vody ideálnu kvapalinu na udržanie tepelnej rovnováhy tela.
Voda vďaka polarite svojich molekúl pôsobí ako stabilizátor štruktúry.
Voda je zdrojom kyslíka a vodíka, je hlavným médiom, kde prebiehajú biochemické a chemické reakcie, najdôležitejšie činidlo a produkt biochemických reakcií.
Voda sa vyznačuje úplnou transparentnosťou vo viditeľnej časti spektra, ktorá je dôležitá pre proces fotosyntézy, transpirácie.
Voda sa prakticky nestláča, čo je veľmi dôležité pre tvarovanie orgánov, vytváranie turgoru a zabezpečenie určitej polohy orgánov a častí tela v priestore.
Voda umožňuje uskutočňovať osmotické reakcie v živých bunkách.
Voda je hlavným prostriedkom transportu látok v tele (krvný obeh, vzostupné a zostupné prúdy roztokov rastlinným telom a pod.).
2. Minerály.
V zložení živých organizmov moderné metódy chemickej analýzy odhalili 80 prvkov periodického systému. Podľa ich kvantitatívneho zloženia sa delia do troch hlavných skupín.
Makronutrienty tvoria väčšinu organických a anorganických zlúčenín, ich koncentrácia sa pohybuje od 60 % do 0,001 % telesnej hmotnosti (kyslík, vodík, uhlík, dusík, síra, horčík, draslík, sodík, železo atď.).
Stopové prvky sú prevažne ióny ťažkých kovov. Obsiahnuté v organizmoch v množstve 0,001% - 0,000001% (mangán, bór, meď, molybdén, zinok, jód, bróm).
Koncentrácia ultramikroelementov nepresahuje 0,000001%. Ich fyziologická úloha v organizmoch ešte nie je úplne objasnená. Do tejto skupiny patrí urán, rádium, zlato, ortuť, cézium, selén a mnoho ďalších vzácnych prvkov.
Prevažnú časť tkanív živých organizmov, ktoré obývajú Zem, tvoria organogénne prvky: kyslík, uhlík, vodík a dusík, z ktorých sa budujú najmä organické zlúčeniny - bielkoviny, tuky, sacharidy.
II. Úloha a funkcia jednotlivých prvkov.
Dusík v autotrofných rastlinách je počiatočným produktom metabolizmu dusíka a bielkovín. Atómy dusíka sú súčasťou mnohých iných nebielkovinových, ale najdôležitejších zlúčenín: pigmentov (chlorofyl, hemoglobín), nukleových kyselín, vitamínov.
Fosfor je súčasťou mnohých životne dôležitých zlúčenín. Fosfor je zložkou AMP, ADP, ATP, nukleotidov, fosforylovaných sacharidov a niektorých enzýmov. Mnohé organizmy obsahujú fosfor v minerálnej forme (rozpustné fosfáty bunkovej šťavy, fosfáty kostného tkaniva).
Po smrti organizmov dochádza k mineralizácii zlúčenín fosforu. Vďaka koreňovým sekrétom činnosť pôdnych baktérií rozpúšťa fosfáty, čo umožňuje rastlinným a potom živočíšnym organizmom asimilovať fosfor.
Síra sa podieľa na stavbe aminokyselín obsahujúcich síru (cystín, cysteín), je súčasťou vitamínu B1 a niektorých enzýmov. Síra a jej zlúčeniny sú obzvlášť dôležité pre chemosyntetické baktérie. Zlúčeniny síry vznikajú v pečeni ako produkty dezinfekcie toxických látok.
Draslík sa v bunkách nachádza len vo forme iónov. Vďaka draslíku má cytoplazma určité koloidné vlastnosti; draslík aktivuje enzýmy syntézy bielkovín, určuje normálny rytmus srdcovej činnosti, podieľa sa na tvorbe bioelektrických potenciálov, na procesoch fotosyntézy.
Sodík (obsiahnutý v iónovej forme) je významnou súčasťou minerálnych látok krvi, a preto zohráva dôležitú úlohu pri regulácii metabolizmu vody v organizme. Sodné ióny prispievajú k polarizácii bunkovej membrány; normálny rytmus srdcovej činnosti závisí od prítomnosti požadovaného množstva sodných, draselných a vápenatých solí v živnom médiu.
Vápnik v iónovom stave je antagonista draslíka. Je súčasťou membránových štruktúr, vo forme solí pektínov spája rastlinné bunky. V rastlinných bunkách sa často nachádza vo forme jednoduchých, ihličkovitých alebo zrastených kryštálov šťavelanu vápenatého.
Horčík sa nachádza v bunkách v určitom pomere s vápnikom. Je súčasťou molekuly chlorofylu, aktivuje energetický metabolizmus a syntézu DNA.
Železo je neoddeliteľnou súčasťou molekuly hemoglobínu. Podieľa sa na biosyntéze chlorofylu, preto pri nedostatku železa v pôde u rastlín vzniká chloróza. Hlavnou úlohou železa je účasť na procesoch dýchania, fotosyntézy prenosom elektrónov ako súčasť oxidačných enzýmov - kataláza, ferredoxín. Určitá zásoba železa v tele zvierat a ľudí je uložená v rôsolovom proteíne feritíne obsiahnutom v pečeni a slezine.
Meď sa nachádza v živočíchoch a rastlinách, kde hrá dôležitú úlohu. Meď je súčasťou niektorých enzýmov (oxidáz). Bola stanovená hodnota medi pre procesy hematopoézy, syntézu hemoglobínu a cytochrómov.
Každý deň sa s jedlom dostávajú do ľudského tela 2 mg medi. V rastlinách je meď súčasťou mnohých enzýmov, ktoré sa podieľajú na temných reakciách fotosyntézy a iných biosyntéz. Zvieratá trpiace nedostatkom medi majú anémiu, stratu chuti do jedla a srdcové choroby.
Mangán je mikroelement, pri nedostatočnom množstve sa v rastlinách vyskytuje chloróza. Mangán tiež hrá dôležitú úlohu v procesoch redukcie dusičnanov v rastlinách.
Zinok je súčasťou niektorých enzýmov, ktoré aktivujú rozklad kyseliny uhličitej.
Bór ovplyvňuje rastové procesy najmä v rastlinných organizmoch. Pri nedostatku tohto mikroelementu v pôde odumierajú v rastlinách vodivé pletivá, kvety a vaječníky.
V poslednom čase sa mikroprvky hojne využívajú v rastlinnej výrobe (predsejbová úprava osiva), v chove zvierat (mikroprvkové prísady do krmív).
Ostatné anorganické zložky bunky sú najčastejšie vo forme solí disociovaných na ióny v roztoku, alebo v nerozpustenom stave (fosforové soli kostného tkaniva, vápenaté alebo kremíkové schránky húb, koraly, rozsievky a pod.).
III. Organické zlúčeniny.
Sacharidy (sacharidy). Molekuly týchto látok sú postavené len z troch prvkov – uhlíka, kyslíka a vodíka. Uhlík je hlavným zdrojom energie pre živé organizmy. Okrem toho poskytujú organizmom zlúčeniny, ktoré sa neskôr použijú na syntézu iných zlúčenín.
Najznámejšie a najbežnejšie sacharidy sú mono- a disacharidy rozpustené vo vode. Kryštalizujú a chutia sladko.
Monosacharidy (monózy) sú zlúčeniny, ktoré sa nedajú hydrolyzovať. Sacharidy môžu polymerizovať a vytvárať zlúčeniny s vyššou molekulovou hmotnosťou - di-, tri- a polysacharidy.
Oligosacharidy. Molekuly týchto zlúčenín sú zostavené z 2 - 4 molekúl monosacharidov. Tieto zlúčeniny môžu tiež kryštalizovať, sú ľahko rozpustné vo vode, majú sladkú chuť a majú konštantnú molekulovú hmotnosť. Príkladom oligosacharidov môžu byť disacharidy sacharóza, maltóza, laktóza, stachyóza, tetrasacharid atď.
Polysacharidy (polyózy) sú vo vode nerozpustné zlúčeniny (tvoria koloidný roztok), ktoré nemajú sladkú chuť.Tak ako predchádzajúca skupina sacharidov sa dajú hydrolyzovať (arabány, xylány, škrob, glykogén). Hlavnou funkciou týchto zlúčenín je väzba, lepenie buniek spojivového tkaniva, ochrana buniek pred nepriaznivými faktormi.
Lipidy sú skupinou zlúčenín, ktoré sa nachádzajú vo všetkých živých bunkách a sú nerozpustné vo vode. Štrukturálne jednotky lipidových molekúl môžu byť buď jednoduché uhľovodíkové reťazce alebo zvyšky komplexných cyklických molekúl.
V závislosti od chemickej povahy sa lipidy delia na tuky a lipoidy.
Tuky (triglyceridy, neutrálne tuky) sú hlavnou skupinou lipidov. Sú to estery trojsýtneho alkoholu glycerolu a mastných kyselín alebo zmes voľných mastných kyselín a triglyceridov.
Nachádza sa v živých bunkách a voľných mastných kyselinách: palmitová, stearová, ricínová.
Lipoidy sú látky podobné tuku. Majú veľký význam, pretože vďaka svojej štruktúre tvoria jasne orientované molekulové vrstvy a pre tvorbu membránových štruktúr so selektívnou permeabilitou má prvoradý význam usporiadané usporiadanie hydrofilných a hydrofóbnych koncov molekúl.
Enzýmy. Ide o biologické katalyzátory proteínovej povahy, schopné urýchľovať biochemické reakcie. Enzýmy sa neničia v procese biochemických premien, preto ich relatívne malé množstvo katalyzuje reakcie veľkého množstva látky. Charakteristickým rozdielom medzi enzýmami a chemickými katalyzátormi je ich schopnosť urýchliť reakcie za normálnych podmienok.
Chemickou podstatou sa enzýmy delia na dve skupiny – jednozložkové (pozostávajúce len z bielkovín, za ich aktivitu vďačí aktívnemu centru – špecifickej skupine aminokyselín v molekule proteínu (pepsín, trypsín)) a dvojzložkové ( pozostávajú z proteínu (apoenzým - proteínový nosič) a proteínovej zložky (koenzým) a chemická povaha koenzýmov je odlišná, pretože môžu pozostávať z organických (veľa vitamínov, NAD, NADP) alebo anorganických (atómy kovov: železo, horčík, zinok)).
Funkciou enzýmov je znižovanie aktivačnej energie, t.j. pri znižovaní úrovne energie potrebnej na to, aby bola molekula reaktívna.
Moderná klasifikácia enzýmov je založená na typoch chemických reakcií, ktoré katalyzujú. Enzýmy hydrolázy urýchľujú reakciu štiepenia komplexných zlúčenín na monoméry (amyláza (hydrolyzuje škrob), celuláza (rozkladá celulózu na monosacharidy), proteáza (hydrolyzuje bielkoviny na aminokyseliny)).
Enzýmy oxidoreduktázy katalyzujú redoxné reakcie.
Transferázy prenášajú aldehydové, ketónové a dusíkové skupiny z jednej molekuly do druhej.
Lyázy štiepia jednotlivé radikály za vzniku dvojitých väzieb alebo katalyzujú adíciu skupín na dvojité väzby.
Izomerázy vykonávajú izomerizáciu.
Ligázy katalyzujú reakcie spájania dvoch molekúl pomocou energie ATP alebo iného triofosfátu.
Pigmenty sú vysokomolekulárne prírodné farebné zlúčeniny. Zo stoviek zlúčenín tohto typu sú najdôležitejšie metaloporfyrínové a flavínové pigmenty.
Metaloporfyrín, ktorého súčasťou je atóm horčíka, tvorí základ molekuly zelených rastlinných pigmentov – chlorofylov. Ak je namiesto horčíka atóm železa, potom sa takýto metaloporfyrín nazýva hem.
Zloženie hemoglobínu v ľudských erytrocytoch, všetkých ostatných stavovcoch a niektorých bezstavovcoch zahŕňa oxid železa, ktorý dáva krvi červenú farbu. Hemerytrín dodáva krvi ružovú farbu (niektoré mnohoštetinavce). Chlorocruorin farbí krv, tkanivový mok zelene.
Najbežnejšími respiračnými krvnými farbivami sú hemoglobín a hemocyanín (respiračné farbivo vyšších kôrovcov, pavúkovcov a niektorých mäkkýšov chobotníc).
Medzi chromoproteíny patria aj cytochrómy, kataláza, peroxidáza, myoglobín (obsiahnutý vo svaloch a vytvára zásobu kyslíka, čo umožňuje morským cicavcom zostať pod vodou dlhší čas).
