การจำแนกองค์ประกอบทางชีวภาพ (ประถมศึกษาและมัธยมศึกษา)

bioelementos หรือองค์ประกอบทางชีวภาพ (ชีวภาพ = ชีวิตพันธุศาสตร์ = จุดเริ่มต้น) เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่ประกอบขึ้นเป็นสิ่งมีชีวิต.

มีประมาณ 70 องค์ประกอบเหล่านี้ซึ่งแตกต่างกันในสัดส่วนที่แตกต่างกันและไม่ได้มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตทั้งหมด (Bioelements, 2009).

สสารทั้งหมดในจักรวาลเกิดขึ้นในรูปของอะตอมที่มีองค์ประกอบจำนวนน้อย มีองค์ประกอบทางเคมีธรรมชาติ 92 ชนิดในจักรวาล.

จากมุมมองของโลกเราเป็นเรื่องยากที่จะเข้าใจรูปแบบชีวิตที่องค์ประกอบไฮโดรเจน, คาร์บอน, ออกซิเจน, ไนโตรเจน, กำมะถันและฟอสฟอรัสไม่ได้มีบทบาทที่โดดเด่น (องค์ประกอบทางเคมีชีวภาพชีวภาพ, S.F. ).

ความจริงที่ว่าพวกเขาเล่นบทบาทนี้ทั่วทั้งจักรวาลดูเหมือนจะเป็นไปได้มากส่วนหนึ่งเป็นเพราะ (นอกเหนือจากฟอสฟอรัส) สิ่งเหล่านี้เป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในจักรวาลทั้งหมดรวมทั้งการผลิตในปริมาณที่มากระหว่างหน่วยการสร้างของดาวเคราะห์โลก.

นอกจากนี้เคมีของมันยังเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการพัฒนาโครงสร้างและฟังก์ชั่นที่ซับซ้อนซึ่งเป็นลักษณะของระบบชีวิต.

เนื่องจากดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ก่อตัวเพียง 4.6 พันล้านปีก่อนในเอกภพที่มีอายุประมาณ 15 พันล้านปีมันเห็นได้ชัดว่า "องค์ประกอบทางชีวภาพ" เหล่านี้มีประวัติทางเคมีที่ซับซ้อนและยาวนานก่อนเข้าสู่จักรวาล ชีวเคมีภาคพื้นดิน.

ในปัจจุบันยังไม่ทราบว่าประวัติศาสตร์ก่อนหน้านี้มีบทบาทโดยตรงในที่มาของสิ่งมีชีวิตบนโลกหรือไม่.

สิ่งที่ชัดเจนคือ astrochemistry เป็นส่วนใหญ่ของเคมีขององค์ประกอบ biogenic และการทำความเข้าใจธรรมชาติและวิวัฒนาการของความซับซ้อนทางเคมีทั่วจักรวาลนั้นมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจทั้งสถานะทางเคมีเริ่มแรกของระบบสุริยะของเราเองและ ความถี่ที่มีเงื่อนไขที่เกี่ยวข้องอยู่ในส่วนอื่นของกาแลคซีของเราและกาแลคซีอื่น ๆ (คณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (US) คณะกรรมการเกี่ยวกับชีววิทยาดาวเคราะห์และวิวัฒนาการทางเคมี, 1990).

การจำแนกองค์ประกอบทางชีวภาพ

ตามปริมาณของพวกเขาในรัฐธรรมนูญของชีวโมเลกุล, องค์ประกอบทางชีวภาพถูกจัดประเภทเป็นองค์ประกอบหลัก, รองและติดตาม (Rastogi, 2003).

1- องค์ประกอบทางชีวภาพระดับประถมศึกษา

องค์ประกอบทางชีวภาพหลักคือธาตุที่มีปริมาณมากขึ้น (ประมาณ 96% ของสิ่งมีชีวิต) และเป็นองค์ประกอบของชีวโมเลกุลอินทรีย์ส่วนใหญ่ (คาร์โบไฮเดรตไขมันโปรตีนและกรดนิวคลีอิก).

องค์ประกอบเหล่านี้มีลักษณะเป็นแสง (น้ำหนักอะตอมต่ำ) และอุดมสมบูรณ์ องค์ประกอบทางชีวภาพหลักคือคาร์บอนไฮโดรเจนออกซิเจนไนโตรเจนฟอสฟอรัสและกำมะถัน.

คาร์บอน (C)

มันเป็นองค์ประกอบทางชีวภาพหลักที่ประกอบด้วยโมเลกุลชีวภาพ มันมีความสามารถในการรวมตัวเป็นโซ่คาร์บอน - คาร์บอนขนาดใหญ่โดยใช้พันธะเดี่ยวสองหรือสามรวมถึงโครงสร้างวงจร.

มันสามารถรวมความหลากหลายของกลุ่มการทำงานเช่นออกซิเจนไฮดรอกไซด์ฟอสเฟตอะมิโนไนโตรเป็นต้นส่งผลให้โมเลกุลที่แตกต่างหลากหลาย.

อะตอมของคาร์บอนน่าจะเป็นองค์ประกอบทางชีวภาพที่สำคัญที่สุดชิ้นหนึ่งเนื่องจากสารชีวโมเลกุลทั้งหมดมีคาร์บอน ตัวอย่างเช่นสามารถค้นหาไขมันที่ไม่มีฟอสฟอรัสหรือไนโตรเจน (เช่นคอเลสเตอรอล) แต่ไม่มีชีวโมเลกุลที่ไม่มีคาร์บอน.

ไฮโดรเจน (H)

มันเป็นหนึ่งในองค์ประกอบของโมเลกุลน้ำซึ่งมีความจำเป็นต่อชีวิตและเป็นส่วนหนึ่งของโครงร่างคาร์บอนของโมเลกุลอินทรีย์.

ยิ่งโมเลกุลไฮโดรเจนมีชีวโมเลกุลมากเท่าไรก็จะยิ่งลดลงและกำลังการผลิตออกซิไดซ์ก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น.

ตัวอย่างเช่นกรดไขมันมีอิเล็กตรอนมากกว่าคาร์โบไฮเดรตดังนั้นพวกเขาจึงมีความสามารถในการผลิตพลังงานมากขึ้นโดยการย่อยสลาย.

ออกซิเจน (O)

มันเป็นองค์ประกอบอื่น ๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นโมเลกุลของน้ำ เป็นองค์ประกอบที่มีอิเลคโตรเนกาติตีมากทำให้สามารถผลิตพลังงานได้มากขึ้นผ่านการหายใจแบบใช้ออกซิเจน.

นอกจากนี้พันธะขั้วที่มีไฮโดรเจนส่งผลให้น้ำขั้วอนุมูลที่ละลายน้ำได้.

ไนโตรเจน (N)

องค์ประกอบที่มีอยู่ในกรดอะมิโนทั้งหมด กรดอะมิโนมีความสามารถในการสร้างพันธะเปปไทด์เพื่อผลิตโปรตีน.

องค์ประกอบทางชีวภาพนี้ยังพบในฐานไนโตรเจนของกรดนิวคลีอิก มันถูกกำจัดโดยสิ่งมีชีวิตในรูปแบบของยูเรีย.

หนึ่งในโมเลกุลชีวโมเลกุลแรกที่เกิดขึ้นคือ ATP เนื่องจากมีไนโตรเจนมากมายในชั้นบรรยากาศของโลก ไนโตรเจนเป็นส่วนหนึ่งของ adenosine ของ ATP.

ฟอสฟอรัส (P)

กลุ่มส่วนใหญ่พบว่าเป็นฟอสเฟต (PO₄^3-) นั่นเป็นส่วนหนึ่งของนิวคลีโอไทด์ สร้างลิงก์ที่อุดมด้วยพลังงานซึ่งอนุญาตให้แบ่งปันได้ง่าย (ATP).

นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญในโครงสร้างของ DNA เนื่องจากเป็นรูปแบบการเชื่อมโยง fofodiester กับนิวคลีโอไทด์เพื่อสร้างโมเลกุลนี้.

ซัลเฟอร์ (S)

องค์ประกอบทางชีวภาพที่พบส่วนใหญ่เป็นกลุ่ม sulfhydryl (-SH) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกรดอะมิโนเช่น cysteine ​​ซึ่งพันธะซัลไฟด์เป็นสิ่งจำเป็นในการสร้างความมั่นคงในโครงสร้างตติยภูมิและ quaternary ของโปรตีน.

นอกจากนี้ยังพบในโคเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับเส้นทางการเผาผลาญสากลเช่นวงจร Krebs (Llull, S.F. ) มันเป็นองค์ประกอบหลักทางชีวภาพที่หนักที่สุดที่มีอยู่เนื่องจากน้ำหนักอะตอมของมันคือ 36 กรัม / โมล.

2- องค์ประกอบทางชีวภาพรอง

องค์ประกอบประเภทนี้ยังมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตทั้งหมด แต่ไม่ได้อยู่ในปริมาณเดียวกันกับองค์ประกอบหลัก.

พวกเขาไม่สอดคล้องกับชีวโมเลกุล แต่ใช้ในการไล่ระดับสีของความเข้มข้นของเซลล์สัญญาณอิเล็กทริกของเซลล์ประสาทและสารสื่อประสาท, เสถียรโมเลกุลชีวภาพที่มีประจุเช่น ATP และเป็นส่วนหนึ่งของเนื้อเยื่อกระดูก.

องค์ประกอบทางชีวภาพเหล่านี้ ได้แก่ แคลเซียม (Ca) โซเดียม (Na) โพแทสเซียม (K) แมกนีเซียม (Mg) และคลอรีน (Cl) ที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดคือโซเดียมโพแทสเซียมแมกนีเซียมและแคลเซียม.

แคลเซียม (Ca)

แคลเซียมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตเนื่องจากพืชต้องการแคลเซียมเพื่อสร้างผนังเซลล์.

มันเป็นส่วนหนึ่งของเนื้อเยื่อกระดูกสัตว์มีกระดูกสันหลังในรูปแบบของไฮดรอกซีอะพาไทต์ (Ca3 (PO4) 2) 2, Ca (OH) 2 และการตรึงของมันเกี่ยวข้องกับการบริโภควิตามินดีและแสงแดด แคลเซียมที่อยู่ในรูปไอออนิกทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมที่สำคัญของกระบวนการในพลาสซึมของเซลล์.

แคลเซียมมีผลต่อความตื่นเต้นง่ายของกล้ามเนื้อประสาท (รวมถึง K, Na และ Mg ไอออนและมีส่วนร่วมในการหดตัวของกล้ามเนื้อ) ภาวะน้ำตาลในเลือดนำไปสู่อาการจุกเสียด นอกจากนี้ยังมีส่วนร่วมในการควบคุมการสังเคราะห์ไกลโคเจนในไตตับและกล้ามเนื้อโครงร่าง.

แคลเซียมลดการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์และผนังเส้นเลือดฝอยส่งผลให้เกิดผลในการต้านการอักเสบลดการระคายเคืองและป้องกันการแพ้ นอกจากนี้ยังจำเป็นสำหรับการแข็งตัวของเลือด.

แคลเซียมไอออนเป็นสารสำคัญในเซลล์ซึ่งส่งผลต่อการหลั่งอินซูลินในการไหลเวียนและการหลั่งของเอนไซม์ย่อยอาหารในลำไส้เล็ก.

การดูดซึมของแคลเซียมจะได้รับผลกระทบจากความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันของแคลเซียมกับฟอสเฟตในลำไส้และจากการมีอยู่ของ cholecalciferol ซึ่งควบคุมการดูดซึมของแคลเซียมและฟอสฟอรัส.

การแลกเปลี่ยนแคลเซียมและฟอสเฟตถูกควบคุมโดยฮอร์โมนกับพาราพาราอยด์และแคลเซียม Paratoid ฮอร์โมนปล่อยแคลเซียมจากกระดูกในเลือด.

Calcitonin ส่งเสริมการสะสมของแคลเซียมในกระดูกซึ่งช่วยลดระดับเลือด.

แมกนีเซียม (Mg)

แมกนีเซียมเป็นองค์ประกอบทางชีวภาพที่สองที่เป็นส่วนหนึ่งของชีวโมเลกุลเนื่องจากเป็นโคแฟคเตอร์ของคลอโรฟิลล์ แมกนีเซียมเป็นไอออนบวกภายในเซลล์ทั่วไปและเป็นส่วนสำคัญของเนื้อเยื่อและของเหลวในร่างกาย.

มันมีอยู่ในโครงกระดูก (70%) และในกล้ามเนื้อของสัตว์และในหน้าที่ของมันคือการรักษาประจุลบของฟอสเฟตของโมเลกุล ATP.

โซเดียม (นา)

มันเป็นไอออนบวกที่สำคัญของเซลล์นอกร่างกายมันมีส่วนร่วมในสภาวะสมดุลของสิ่งมีชีวิต ปกป้องร่างกายจากการสูญเสียน้ำมากเกินไปผ่านช่องทางโซเดียมและมีส่วนร่วมในการแพร่กระจายของความตื่นเต้นประสาท.

โพแทสเซียม (K)

มันมีส่วนร่วมในสภาวะสมดุลของสิ่งมีชีวิตและในการแพร่กระจายของความตื่นเต้นประสาทผ่านช่องทางโพแทสเซียม การขาดโพแทสเซียมสามารถนำไปสู่ภาวะหัวใจหยุดเต้น.

คลอรีน (Cl)

ฮาโลเจนจากกลุ่ม VII ของตารางธาตุ มันมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่เป็นคลอไรด์ไอออนที่เสถียรประจุบวกของไอออนโลหะ (องค์ประกอบ biogenic, S.F. ).

3- องค์ประกอบในการติดตาม

พวกเขามีอยู่ในสิ่งมีชีวิตบางอย่าง องค์ประกอบติดตามจำนวนมากเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นปัจจัยร่วมในเอนไซม์.

ธาตุติดตามคือโบรอน (B), โบรมีน (Br), ทองแดง (Cu), ฟลูออรีน (F), แมงกานีส (Mn), ซิลิกอน (Si), เหล็ก (Fe), ไอโอดีน (I) ฯลฯ.

สัดส่วนขององค์ประกอบทางชีวภาพ

มีความแตกต่างในสัดส่วนขององค์ประกอบทางชีวภาพในสิ่งมีชีวิตและในชั้นบรรยากาศไฮโดรสเฟียร์หรือเปลือกโลกซึ่งบ่งบอกถึงการเลือกองค์ประกอบที่เหมาะสมกว่าในการสร้างโครงสร้างและทำหน้าที่เฉพาะด้านเหนือความอุดมสมบูรณ์.

ตัวอย่างเช่นคาร์บอนมีน้ำหนักประมาณ 20% ของสิ่งมีชีวิต แต่ความเข้มข้นในบรรยากาศในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำ ในทางตรงกันข้ามไนโตรเจนคิดเป็นเกือบ 80% ของชั้นบรรยากาศโลก แต่มีไนโตรเจนเพียง 3.3% ในร่างกายมนุษย์.

ตารางต่อไปนี้แสดงสัดส่วนขององค์ประกอบทางชีวภาพบางอย่างในสิ่งมีชีวิตเปรียบเทียบกับส่วนอื่น ๆ ของโลก (Bioelements, s.f. ):

ตารางที่ 1: ความอุดมสมบูรณ์ขององค์ประกอบทางชีวภาพในจักรวาลบนโลกและในร่างกายมนุษย์.

สารชีวโมเลกุล

องค์ประกอบทางชีวภาพรวมเข้าด้วยกันและสามารถสร้างโมเลกุลที่แตกต่างกันหลายพัน ชีวโมเลกุลมีส่วนร่วมในรัฐธรรมนูญของเซลล์.

สามารถแบ่งได้เป็นอนินทรีย์ (น้ำและแร่ธาตุ) และอินทรีย์ (คาร์โบไฮเดรต, ไขมัน, กรดอะมิโนและกรดนิวคลีอิก).

ชีวโมเลกุลเป็นที่รู้จักกันดีในฐานะโครงสร้างของชีวิตเนื่องจากเป็นอิฐหรือแม่พิมพ์พื้นฐานที่ประกอบไปด้วยโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น.

ยกตัวอย่างเช่นกรดอะมิโนเป็นโครงสร้างของโปรตีน ลำดับกรดอะมิโนเป็นตัวกำหนดโครงสร้างหลักของโปรตีน.

โมเลกุลเช่นไขมันในรูปแบบเซลล์เยื่อหุ้มเซลล์และ lobiomoles คาร์โบไฮเดรตที่เรียบง่ายในรูปแบบคาร์โบไฮเดรตที่ซับซ้อนเช่นโมเลกุลไกลโคเจน.

นอกจากนี้ยังมีกรณีของฐานไนโตรเจนซึ่งเมื่อพวกเขาผูกกับคาร์โบไฮเดรต ribose หรือ deoxyribose รูปแบบ RNA และ DNA โมเลกุลที่ลำดับของพวกเขาจะจูบจากรหัสพันธุกรรม.

การอ้างอิง

1. Bioelements. (2009, 14 ธันวาคม) นำมาจาก wikiteka: wikiteka.co.uk.
2. Bioelements. ( N.d. ) นำมาจาก cronodon: cronodon.com.
3. องค์ประกอบทางชีวภาพ. ( S.F. ) นำมาจาก chemlaba: chemlaba.wordpress.com.
4. องค์ประกอบทางชีวภาพทางเคมี. ( S.F. ) นำมาจาก intranet.tdmu.edu.ua: intranet.tdmu.edu.ua.
5. Llull, R. (S.F. ). ส่วนประกอบของสิ่งมีชีวิต. นำมาจาก bioluliaes: bioluliaes.wordpress.com.
6. คณะกรรมการสภาวิจัยแห่งชาติ (US) เกี่ยวกับชีววิทยาดาวเคราะห์และวิวัฒนาการทางเคมี (1990) ประวัติจักรวาลขององค์ประกอบและสารประกอบชีวภาพ ใน การค้นหาต้นกำเนิดของชีวิต: ความก้าวหน้าและทิศทางในอนาคตในชีววิทยาดาวเคราะห์และวิวัฒนาการทางเคมี. Washington DC: National Academies Press (US).
7. Rastogi, V. B. (2003). ชีววิทยาสมัยใหม่. ใหม่ Dehli: pitanbar ที่เผยแพร่.