2: Хімічна основа життя
- Page ID
- 1415
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Елементи в різних поєднаннях складають всю матерію, в тому числі і живі істоти. Деякі з найпоширеніших елементів живих організмів включають вуглець, водень, азот, кисень, сірку та фосфор. Вони утворюють нуклеїнові кислоти, білки, вуглеводи та ліпіди, які є основними компонентами живої речовини. Біологи повинні розуміти ці важливі будівельні блоки та унікальні структури атомів, що складають молекули, дозволяючи формувати клітини, тканини, системи органів та цілі організми.
- 2.0: Прелюдія до хімічної основи життя
- Всі біологічні процеси слідують законам фізики і хімії, тому для того, щоб зрозуміти, як працюють біологічні системи, важливо розуміти, що лежить в основі фізики і хімії. Наприклад, потік крові всередині кровоносної системи слідує законам фізики, які регулюють режими руху рідини. Розпад великих складних молекул їжі на більш дрібні молекули - це низка хімічних реакцій, що слідують хімічним законам.
- 2.1: Атоми, ізотопи, іони та молекули - будівельні блоки
- На самому фундаментальному рівні життя складається з матерії. Матерія - це будь-яка речовина, яка займає простір і має масу. Елементи - це унікальні форми матерії зі специфічними хімічними та фізичними властивостями, які не можуть бути розщеплені на більш дрібні речовини звичайними хімічними реакціями. Є 118 елементів, але тільки 92 зустрічаються природним шляхом. Решта елементи синтезуються в лабораторіях і є нестабільними.
- 2.2: Вода
- Полярність молекули води і утворюється нею водневий зв'язок роблять воду унікальною речовиною з особливими властивостями, які тісно пов'язані з процесами життєдіяльності. Життя спочатку еволюціонувало у водянистому середовищі, і більша частина клітинної хімії та метаболізму організму відбувається всередині водянистого вмісту цитоплазми клітини. Розуміння характеристик води допомагає з'ясувати її значення в підтримці життя.
- 2.3: Вуглець
- Клітини складаються з багатьох складних молекул, які називаються макромолекулами, таких як білки, нуклеїнові кислоти (РНК та ДНК), вуглеводи та ліпіди. Макромолекули - це підмножина органічних молекул (будь-яка вуглецевмісна рідина, тверда речовина або газ), які особливо важливі для життя. Основним компонентом для всіх цих макромолекул є вуглець.
Мініатюра: Молекули жирних кислот з цис і транс конфігураціями. (CC BY 4.0/змінено з оригіналу; OpenStax).