A b i o g é n e l e m e k

Egyed alatti szerveződési szintek

• szervrendszerek → táplálkozás szervrendszere• szervek → gyomor• szövetek → simaizomszövet• sejtek → simaizomsejt• sejtalkotók → mitokondrium • molekulák → fehérjék• atomok → C-atom

I. Elemek

Élettelen természetet felépítő kémiai elemek

5,0vas

8,13alumínium

27,72szilícium

46,60oxigén

tömeg-százalék

kémiai elem

Élőlényeket felépítő kémiai elemek

2,42nitrogén

10,50szén

25,20oxigén

60,30hidrogén

tömeg-százalék

kémiai elem

főleg a nagyobb atomtömegű

elemek

főleg a kisebb atomtömegű

elemek

a periódusos rendszer első 30

eleme

Biogén elemek csoportosításaBiogén elemek: az élőlények felépítésében és működésében részt vevő kémiai elemek

néhány ezrelékét adjákCu, I, Co, Zn, Mo, Mn, B stb.

mikroelemek, nyomelemek

a sejt tömegének 0,005-1 %-át adják

Na, K, Ca, Mg, Fe, Cl

másodlagos biogén elemek

a sejt tömegének 99 %-át teszik kiC, H, O, N, P, S

elsődleges biogén elemek

Elsődleges biogén elemek tulajdonságai

- kis atomsugár- stabil, erős kovalens kötések- stabil molekulaképzés

A S Z É N ( C )

A Földön C-alapú élet alakult ki = az élőlények molekuláinak döntő része C-vegyület(Jelentős szervetlen C-vegyületek: CO2, HCO3

-, CaCO3)

Okok:

• a legegyszerűbb olyan atom, amely 4 kovalens kötés kialakítására képes

stabil és semleges molekulák képződése

NH4+

BH4–

• a 4 másik atom tetraéderesen helyezkedik el(optimális, egyenletes térkitöltés)

stabil (támadással szemben ellenálló) vegyületek

• összekapcsolódás egymással korlátlan számban

változatos nyílt láncú és gyűrűs molekulák(a C-atomszám növekedésével a stabilitás nem csökken!)

• egyszeres, kétszeres, háromszoros kötések kialakítása

A szén biológiai szerepe

• szerves vegyületek felépítése• fotoszintézis (CO2)• vázalkotás (CaCO3)

A H I D R O G É N ( H )

- víz + minden szerves vegyület alkotórésze

- E-termelő folyamatok résztvevője(a szerves vegyületek H-jének eloxidálása E-felszabadulással jár)

A Z O X I G É N ( O )

- víz + egyes szerves vegyületek alkotórésze- oxidációs folyamatokhoz szükséges (E-nyerés)

A N I T R O G É N ( N )

- aminosavak, fehérjék alkotórésze- nukleotidok, nukleinsavak alkotórésze- néhány szénhidrát alkotórésze

A F O S Z F O R ( F )

- gerincesek vázának felépítése = Ca3(PO4)2

- nukleotidok, nukleinsavak felépítése

A K É N ( S )

- egyes aminosavak alkotórésze (így a fehérjékbenis megtalálható)

Na+ (sejten kívül), K+ (sejten belül): • a sejt ozmotikus viszonyainak beállítása• a sejt ingerelhetőségének fenntartása (nyugalmi és akciós potenciál)

Ca:• véralvadás• izomösszehúzódás• ingerületátadás• vázrendszer• másodlagos hírvivő• vesekő, epekő, érelmeszesedés

Mg:• izomösszehúzódás• klorofill alkotórésze

Na, K, Ca, Mg

• hemoglobin, mioglobin porfirinvázának alkotója (oxigénszállítás)

• enzimalkotórész (citokrómok)

Fe

citokróm-c

klorofill HEM

magnézium vas

F: a fogzománc alkotójaI: pajzsmirigyhormonok alkotójaCu: puhatestűekben oxigénszállító fehérje alkotórészeCo: a B12 vitamin alkotórészeSi: kovavázas szivacsok, kovamoszatok, zsurlók vázának alkotórésze

MIKROELEMEK B12

hemocianin

tiroxin

fluoridos fogkrémek (?)