Download
1 / 28
320 likes | 815 Views
BIOGÉN ELEMEK, A VÍZ BIOLÓGIAI JELENTŐSÉGE. Egyed alatti szerveződési szintek. Biogén elemek csoportosítása. Biogén elemek: Azok, melyek az élethez nélkülözhetetlenek. Elsődleges biogén elemek tulajdonságai. C H O N. Kis atomsugár. Az atomtörzs nagy töltése. Stabil erős kovalens kötés.
E N D
Biogén elemek csoportosítása Biogén elemek: Azok, melyek az élethez nélkülözhetetlenek
Elsődleges biogén elemek tulajdonságai C H O N Kis atomsugár Az atomtörzs nagy töltése Stabil erős kovalens kötés Stabil molekulaképzés A periódusos rendszer 1-2. Periódusa, A. csoportok tagjai.
Biogén elemek kutatása Vízkultúrás növénykísérletek Liebig: A növekedés minimumtörvényének megfogalmazója Vízkultúra beállítása kukoricával: 1. desztillált vízzel, 2. Sachs-féle oldatban kálium nélkül, 3. kalcium nélkül, 4. nitrogén nélkül, 5. foszfor nélkül, 6. magnézium nélkül, 7. vas nélkül (feltünő klorózis jelentkezik, (sárga levél)), 8. teljes Sachs-féle oldatban
C, az alap I. • A szén vegyületek stabilitásának okai: • 4 vegyérték • erős kovalens kötések (kis méretű, nagy töltésű atomtörzs erősen vonzza az elektronokat) • tetraéderes elrendeződés okozza. Ezáltal stabil, nehezen támadható elektronfelhő veszi körül a szénvegyületeket.
C, az alap II. • A szén vegyületek nagy változatosságát kialakító tényezők: • korlátlan számban képesek összekapcsolódni • láncok mellett gyűrűket is képeznek, melyekbe más atomok (heteroatomok) is képesek beépülni stabilan: pl.: O, N • egyszeres, kétszeres, háromszoros kötéseket is ki tudnak alakítani. Jelentős szervetlen C vegyületek: • Biológiai szerepük: • fotoszintézis, • légzés, • vázalkotás
A Föld elsődleges C vegyülete a glükóz A fotoszintézis során a fény energia segítségével a CO2-ból és H2O-ból keletkezik. A másik lehetőség a fotoszintézis mellett a szőlőcukorképzésre a kemoszintézis. (Pl.: Nitrifikáló baktériumok) Minden további szerves vegyület a szőlőcukorból jön létre.
Hidrogén, oxigén biológiai jelentősége • Felépíti a vizet. • Felépítik az összes fontos makromolekulát: Zsírokat, szénhidrátokat, fehérjéket, nukleinsavakat. • A biológiai oxidáció, sejtlégzés során a hidrogén égése oxigénnel termeli az ATP-t.
Nitrogén biológiai jelentősége Felépíti a nukleinsavakat, fehérjéket. (A növények növekedésének minimumtényezője.
A kén biológiai jelentősége • Kén: • Aminosavak (pl.: cisztein), így a fehérjék alkotója. • A fehérje láncok közötti diszulfid kötéseket alakítja ki.
A foszfor biológiai jelentősége I. • Gerinces élőlények vázának felépítése kalcium-foszfát formájában. • Elősegíti a növények virág és termésképzését. • A foszfát-ionoknak ezenkívül szerepe van az enzimek működésének szabályozásában.
A foszfor biológiai jelentősége II. • A foszfát-csoportok találhatók meg a nukleinsavakban (DNS, RNS), valamint a nukleotidokban (ATP, ADP. NAD, FAD), így szerepet kapnak a szervezet energiaháztatásában illetve anyagcsere-folyamataiban is.
Na, K, Ca, Mg biológiai jelentősége • Na+(sejten kívül), K+ (sejten belül): • A sejt ozmotikus viszonyainak beállítása, • Ingerelhetőségének fenntartása (Nyugalmi, akciós potenciál) • Ca2+: • Véralvadás • Izom-összehúzódás • Vázrendszer kiépítése • Sejtmembrán stabilizálása • Mg2+: • Energia felszabadítás ATP-ből
A vas biológiai jelentősége I. • A hemoglobin, mioglobin, citokróm molekulák porfirinvázának alkotója a vas ion.
Másodlagos biogén anionok • Klorid-ion Cl-: • A fehérjeanionok és az összetett ionok mellett ellensúlyt tart a kationokkal. • Hozzájárul az ozmózisnyomás kialakulásához. • Összetett ionok: • Foszfát (pontosabban hidrogén-foszfátok), hidrogénkarbonátok, szulfátok stb.
Mikroelemek biológiai jelentősége I • Általánosan: • Az átmeneti fémek az enzimek prosztetikus csoportját alkotják, • a nemfémes elemek vagy a fehérjék aminosavait építik fel, vagy ásványi alkotói a vázrendszernek. Zn2+: Növényvilágban: Szerepet kap a kloropasztisz gránum-szintézisében. Állatvilág és ember: Enzimek aktivátora a csontképzésben, fehérjeszintézisben, ivarmirigyek működésében, látásban kap szerepet.
Mikroelemek biológiai jelentősége II. F-: A fogzománc alkotója. I-: A tiroxin alktója, így felelős a gerinces állatok és az ember növekedéséért, fejlődéséért (ideg-, ivarrendszer), valamint serkenti a lebontó anyagcserét, beállítja az alap-anyagcsere-szintet, a testhőmérsékletet. Co2+:A B-12 vitamin porfirinvázának központi atomja, a pillangósok szimbióta baktériumaiban a nitrogén fixáláshoz szükséges. Cu2+: Puhatestűekben oxigént szállító fehérje prosztetikus csoportja, a terminális oxidáció citokrómjainak és gyökfogó enzimjeinek alkotója.
A víz biológiai jelentősége I. • Élőhely (tengerek, édesvizek) • Tápanyag (növények) • Reakciópartner (fotoszintézis, biológiai oxidáció, hidrolízis, kondenzáció) • Reakcióközeg (Jó poláris oldószer, így a sejtekben végbemenő reakciók anyagait feloldja, növeli így a reakciósebességet.)
A víz biológiai jelentősége II. • Molekuláris felépítése: Dipólus molekula, hidrogén kötéseket tud kialakítani. • Fizikai tulajdonságai:Magas olvadás- és forráspont jellemzi.Jó oldószere az ionrácsos és a poláris molekularácsos anyagoknak.Magas a fajhője.Nagy a párolgáshője.Nagy a felületi feszültsége.
A víz biológiai jelentősége III. • Kémiai tulajdonsága: A legfontosabb az autoprotolízis, melynek során két vízmolekula oxónium- és hidroxid-ionra esik szét. Ezen két ion aránya határozza meg az oldatok kémhatását.
A víz biológiai jelentősége IV. • Élővilágra vonatkozó kihatások 1.:Magas olvadás és forráspont: Létezik a Földön hidroszféra.Jó poláris oldószer:A sejt, nem más, mint egy kolloid vizes oldat.A növények tápanyagai vizes oldatként vehetők fel. Az állatok testfolyadéka, vére, vizes oldat.A nagy fajhő: A sejt állandó hőmérsékletét biztosítja, tengerek óceánok óceáni, monszun éghajlatát.
A víz biológiai jelentősége V. • Élővilágra vonatkozó kihatások 2.:Nagy párolgáshő: az izzadás során test lehűl. • Nagy felületi feszültség: élőhely a víz felszíne.
Vizes oldatokban végbemenő fizikai folyamatok • Diffúzió • Ozmózis
Ozmózisnyomás Amikor a sejthártyán a be és kiáramló víz mennyisége azonossá válik, több vizet a sejt nem vesz fel. Ez a nyomás az ozmózisnyomás. • Jelentősége: • Gerinchúr rugalmassága. • Gyökerek vízfelvételét akadályozza, gyökérnyomás (ozmózis vagy turgornyomás). • Telepes élőlények testalakjának kialakítása.
