s m s " b i o l o g i a
M o l e k u l a r n e p o d ł o ż e ż y c i a
Rola makroelementów i mikroelementów w żywych organizmach Wiązanie koordynacyjne to wiązanie, w którym jedna lub kilka
1
wspólnych par elektronów pochodzi od jednego atomu, a drugi
Pierwiastki Rola w organizmie
4 daje tylko dla tych par niewypełnione orbity.
węgiel, tlen
 podstawowe składniki wszystkich związków organicznych
wodór
Obok wiązań wiążących atomy w cząsteczkę, istnieją oddziaływa- 2
 składnik wielu związków chemicznych: aminokwasów i białek,
nia między atomami:
5
kwasów nukleinowych i nośników energii /np. ATP, NAD+,
Siły van der Waalsa zachodzą między blisko położonymi grupami
azot
NADP+/ oraz koenzymów, witamin, alkaloidów /np. nikotyny,
chemicznymi i wpływają na stabilizację cząsteczki.
kofeiny/, hormonów roślinnych
Wiązania wodorowe powstają wtedy, gdy atom wodoru znajduje się
siarka  składnik aminokwasów cysteiny, cystyny i metioniny
między atomami o dużym powinowactwie do elektronów.
 składnik kwasów nukleinowych, ATP, NADP, fosfolipidów,
fosfor
Oddziaływania hydrofobowe polegają na łączeniu się grup hydrofobo-
 wraz z wapniem nadaje sztywność elementom kostnym szkieletu
wych w celu ochrony przed oddziaływaniem na nie cząsteczek wody.
 składnik kości, pancerzy, muszli,
wapń  niezbędny w procesie krzepnięcia krwi oraz podczas skurczu Mostki disiarczkowe są przykładem wiązań kowalencyjnych między
komórek mięśniowych,
dwiema grupami  SH.
 składnik płynów ustrojowych
 składnik kości, 2.3. Związki chemiczne w organizmach
magnez
 aktywator wielu enzymów oddechowych i fotosyntetycznych,
Związkami nieorganicznymi w organizmie są woda i sole mineralne.
 składnik chlorofilu
Woda
 obniża lepkość cytoplazmy,
potas
 razem z sodem warunkuje przewodzenie impulsów nerwowych
Cząsteczka wody jest dipolem. Dzięki takiej budowie cząsteczki H2O mogą
 odpowiada za pobudliwość komórek, przyciągać się nawzajem lub oddziaływać na cząsteczki innych substancji.
sód
 uczestniczy w utrzymaniu ciśnienia osmotycznego i pH
Budowa polarna cząsteczki wody powoduje, iż woda:
płynów ustrojowych
 stanowi środowisko, w którym zachodzi większość procesów bio-
 bierze udział w regulacji ciśnienia osmotycznego i pH płynów
chemicznych,
chlor ustrojowych,
 aktywator enzymu amylazy ślinowej i składnik soku żołądkowego  jest dobrym rozpuszczalnikiem, tworzy roztwory właściwe i koloidalne,
 transportuje różne substancje: składniki odżywcze, metabolity, sub-
 składnik białek hemoprotein /np. hemoglobiny, mioglobiny/
żelazo
oraz enzymów
stancje biologicznie czynne,
 składnik enzymów fazy świetlnej fotosyntezy i łańcucha odde-
 warunkuje turgor komórek przez utrzymywanie odpowiedniego
miedz

chowego
ciśnienia osmotycznego,
 aktywator enzymów cyklu kwasu cytrynowego i fazy świetlnej
 ma wysokie napięcie powierzchniowe oraz dużą kohezję /siły spój-
mangan
fotosyntezy
ności/ między cząsteczkami,
 niezbędny przy wiązaniu azotu atmosferycznego przez bakterie
molibden  dzięki dużej pojemności cieplnej pełni funkcję termoregulacyjną.
brodawkowe
Woda uczestniczy też w wielu reakcjach chemicznych jako substrat
kobalt  składnik witaminy B12 niezbędnej do syntezy hemu
/reakcje hydrolizy, fotosynteza/ lub produkt /proces oddychania
cynk  składnik insuliny oraz niektórych enzymów
wewnątrzkomórkowego, reakcje estryfikacji/.
jod  składnik hormonów tarczycy
Zawartość wody w organizmach średnio wynosi 65 75% i zależy od
fluor  składnik szkliwa zębów oraz kości
intensywności procesów metabolicznych oraz środowiska życia.
bor  wpływa na procesy wzrostowe u roślin
Sole mineralne
 jako krzemionka główny składnik szkieletu okrzemek i gąbek,
krzem
Funkcja strukturalna polega na udziale w budowie przez niektóre sole
 u roślin SiO2 usztywnia ściany komórkowe skrzypów i traw
mineralne kości /Ca3(PO4)2, CaCO3/, muszli /CaCO3/, pancerzyków okrze-
selen  chroni przed utlenieniem
mek, ścian komórkowych roślin, np. skrzypów /SiO2/.
2.2. Wiązania chemiczne
Funkcja biochemiczna dotyczy bezpośredniego udziału jonów nieorga-
Większość pierwiastków występuje w postaci związków chemicznych. Atomy
nicznych w reakcjach biochemicznych, a także w układach buforowych.
łączą się ze sobą w trwałe układy dzięki wytworzeniu wiązań chemicznych.
Związki organiczne
Typy wiązań chemicznych
Podstawowe grupy związków organicznych w żywej materii to:
białka, węglowodany, lipidy, kwasy nukleinowe.
Wiązanie jonowe polega na wzajemnym elektrostatycznym oddzia-
ływaniu przeciwnie naładowanych jonów, powstałych w wyniku
Węglowodany /cukrowce, sacharydy/
przejścia jednego lub kilku elektronów z danego atomu na drugi
Zbudowane z węgla, wodoru i tlenu. Właściwości węglowodanów
atom bardziej elekroujemny.
zależą od wielkości i budowy cząsteczek. Węglowodany dzielą się na:
Wiązanie kowalencyjne polega na uwspólnieniu pary lub par elektronów
 Monosacharydy:
przez atomy o identycznych lub zbliżonych wartościach elektroujemności.
Dobrze rozpuszczalne w wodzie, o słodkim smaku, wykazują wła-
Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane powstaje na skutek silniejszego przycią-
ściwości redukujące. Ponadto tworzą formy łańcuchowe oraz pier-
gania wspólnej pary lub par elektronów przez bardziej elektroujemny atom.
ścieniowe.
Makroelementy
Mikroelementy