유기 및 무기 물질. 세포의 무기물질

인간 유기체- 개방형 생물학적 시스템. 인체는 다단계 시스템입니다. 그것은 기관계로 구성되고, 각 기관계는 기관으로 구성되며, 각 기관은 조직으로 구성되고, 조직은 세포로 구성된다. 각 세포는 상호 연결된 세포 소기관의 시스템입니다.

인체는 환경과 끊임없이 물질과 에너지를 교환하는 개방형 시스템입니다. 그것으로부터 산소는 가스 교환 중에 음식, 물 및 영양분과 함께 몸으로 들어갑니다. 외부로 신체는 피지선에서 이산화탄소, 소화되지 않은 음식물 찌꺼기, 소변, 땀 및 분비물을 제거합니다.

외부적으로 신체는 열에너지와 영양소(단백질, 지방, 탄수화물)를 섭취하며, 그 분자는 화학 에너지를 축적합니다. 이는 신체에서 이러한 물질이 분해되는 동안 방출됩니다. 화학 에너지의 일부는 생명 활동 과정에 소비되고 열 형태의 초과분은 외부 환경으로 반환됩니다.

무기물질

모든 무기물질 중에서 인체의 수분 함량이 가장 높습니다. 이는 배아 질량의 최대 90%, 노인 체중의 최대 70%를 차지합니다. 물은 체내에서 물질을 운반하는 용매입니다. 물에 용해된 물질은 상호 작용하는 능력을 얻습니다. 물은 또한 신체와 환경 사이의 열교환 과정에도 참여합니다.

인체에는 많은 무기 물질이 포함되어 있습니다. 그 중 일부는 뼈의 칼슘 화합물, 이온 형태의 물질과 같은 분자 형태로 존재합니다. 따라서 철 이온은 혈액 내 산소 운반에 관여하고, 칼슘 이온은 근육 수축에 필요하며, 칼륨 이온과 나트륨 이온은 신경 자극의 형성과 전달에 필요합니다.

유기물

많은 유기 물질의 분자는 블록, 즉 단순한 유기 분자로 구성됩니다. 모든 단백질은 이런 구조를 가지고 있습니다. 그들은 아미노산 분자로 형성됩니다. 일반적으로 아미노산 사슬은 섬유질 또는 곤봉 모양의 구조로 접힙니다. 이런 방식으로 단백질 분자는 더욱 컴팩트해지고 세포 내 공간을 덜 차지하게 됩니다.

신체에서 일어나는 모든 과정에는 수십 또는 수백 가지의 다양한 단백질이 포함됩니다. 단백질의 비율은 세포 건조 질량의 50% 이상입니다. 일부 단백질은 세포의 건축 자재이고 다른 단백질은 근육 수축 중에 작동하며 다른 단백질은 감염으로부터 신체를 보호합니다. 신체의 거의 모든 화학 반응은 단백질 촉매인 효소의 도움으로 발생합니다.

복합탄수화물

좋다 단백질, 복합탄수화물블록 분자로 구성됩니다. 따라서 글리코겐 블록은 단순 탄수화물 분자, 즉 포도당입니다. 체내의 포도당은 에너지원의 역할을 하며, 포도당 매장량은 글리코겐의 형태로 생성됩니다. 단백질 및 기타 유기 물질과 결합하여 탄수화물은 구조적 기능을 수행합니다.

지방

지방- 물에 녹지 않는 유기 물질. 지방 분자에는 일반적으로 글리세롤과 지방산 분자가 포함되어 있습니다. 지방은 세포의 원형질막을 형성하고 지방 조직의 세포에 축적되어 신체에서 보호 기능을 수행합니다. 포도당과 마찬가지로 지방도 에너지원입니다. 지방 분자는 포도당 분자보다 더 많은 에너지를 저장하지만 세포가 탄수화물보다 지방에서 에너지를 추출하는 데 훨씬 더 오랜 시간이 걸립니다.

매일 사람은 수많은 사물과 상호작용합니다. 그들은 다양한 재료로 만들어지며 고유한 구조와 구성을 가지고 있습니다. 사람을 둘러싼 모든 것은 유기물과 무기물로 나눌 수 있습니다. 이 기사에서는 그러한 물질이 무엇인지 살펴보고 예를 들어 보겠습니다. 또한 생물학에서 어떤 무기 물질이 발견되는지 결정할 것입니다.

설명

무기 물질은 탄소를 포함하지 않는 물질입니다. 그들은 유기농의 반대입니다. 이 그룹에는 다음과 같은 여러 탄소 함유 화합물도 포함됩니다.

• 시안화물;
• 탄소 산화물;
• 탄산염;
• 탄화물 및 기타.

• 물;
• 다양한 산(염산, 질산, 황산);
• 소금;
• 암모니아;
• 이산화탄소;
• 금속과 비금속.

무기 그룹은 유기 물질의 특징인 탄소 골격이 없다는 점에서 구별됩니다. 구성에 따라 일반적으로 단순형과 복합형으로 구분됩니다. 단순한 물질은 소그룹을 구성합니다. 총 약 400 개가 있습니다.

단순 무기 화합물: 금속

금속은 금속 결합을 기반으로 하는 단순한 원자입니다. 이러한 요소는 열 전도성, 전기 전도성, 연성, 광택 등의 특징적인 금속 특성을 가지고 있습니다. 이 그룹에는 총 96개의 요소가 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 알칼리 금속: 리튬, 나트륨, 칼륨;
• 알칼리 토금속: 마그네슘, 스트론튬, 칼슘;
• 구리, 은, 금;
• 경금속: 알루미늄, 주석, 납;
• 반금속: 폴로늄, 모스코비움, 니호늄;
• 란타나이드 및 란타늄: 스칸듐, 이트륨;
• 악티늄족 및 악티늄: 우라늄, 넵투늄, 플루토늄.

금속은 주로 광석과 화합물의 형태로 자연에서 발견됩니다. 불순물이 없는 순수한 금속을 얻으려면 정제를 해야 합니다. 필요한 경우 합금화 또는 기타 가공을 수행할 수 있습니다. 이것은 야금이라는 특별한 과학에 의해 수행됩니다. 검정색과 컬러로 나누어져 있습니다.

단순 무기 화합물: 비금속

비금속은 금속성 성질을 갖지 않는 화학 원소입니다. 무기 물질의 예:

• 물;
• 질소;
• 황;
• 산소 및 기타.

비금속은 원자당 전자 수가 많다는 특징이 있습니다. 이는 몇 가지 특성을 결정합니다. 추가 전자를 부착하는 능력이 증가하고 더 높은 산화 활성이 나타납니다.

자연에서는 산소, 염소와 같은 자유 상태의 비금속과 요오드, 인, 실리콘, 셀레늄과 같은 고체 형태를 찾을 수 있습니다.

일부 비금속은 동소체라는 독특한 특성을 가지고 있습니다. 즉, 다양한 변형과 ​​형태로 존재할 수 있다. 예를 들어:

• 기체 산소에는 산소와 오존의 변형이 있습니다.
• 고체 탄소는 다이아몬드, 흑연, 유리질 탄소 등의 형태로 존재할 수 있습니다.

복합무기화합물

이 물질 그룹은 더 많습니다. 복합 화합물은 물질에 여러 화학 원소가 존재하여 구별됩니다.

복합무기물질에 대해 자세히 살펴보겠습니다. 예제와 분류는 기사 아래에 나와 있습니다.

1. 산화물은 산소가 원소 중 하나인 화합물입니다. 그룹에는 다음이 포함됩니다.

• 비염성(예: 질소);
• 염 형성 산화물(예: 산화나트륨, 산화아연)

2. 산은 수소이온과 산성 잔류물을 함유한 물질이다. 예를 들어, 질소 황화수소.

3. 수산화물은 -OH 그룹을 포함하는 화합물입니다. 분류:

• 염기 - 가용성 및 불용성 알칼리 - 수산화구리, 수산화나트륨;
• 산소 함유 산 - 삼옥소탄산이수소, 삼옥소질산수소;
• 양쪽 성 - 수산화 크롬, 수산화 구리.

4. 염은 금속 이온과 산성 잔류물을 함유한 물질입니다. 분류:

• 매질: 염화나트륨, 황화철;
• 산성: 중탄산나트륨, 황산염;
• 주요: 질산이수산화크롬, 질산수산화크롬;
• 복합체: 테트라하이드록시아연산나트륨, 테트라클로로백금산칼륨;
• 이중: 칼륨 명반;
• 혼합: 황산알루미늄칼륨, 염화구리칼륨.

5. 이성분 화합물은 두 가지 화학 원소로 구성된 물질입니다.

• 무산소산;
• 무산소 염 및 기타.

탄소를 함유한 무기 화합물

이러한 물질은 전통적으로 무기 물질 그룹에 속합니다. 물질의 예:

• 탄산염 - 탄산 에스테르 및 염 - 방해석, 백운석.
• 탄화물은 비금속과 탄소가 포함된 금속과 베릴륨 탄화물, 탄화칼슘의 화합물입니다.
• 시안화물 - 시안화수소산의 염 - 시안화나트륨.
• 탄소산화물은 탄소와 산소, 즉 일산화탄소와 이산화탄소의 이원 화합물입니다.
• 시아네이트는 시안산-풀믹산, 이소시안산의 유도체입니다.
• 카르보닐 금속 - 금속과 일산화탄소의 복합체 - 니켈 카르보닐.

고려되는 모든 물질은 개별적인 화학적, 물리적 특성이 다릅니다. 일반적으로 각 종류의 무기 물질의 특징은 다음과 같습니다.

1. 단순 금속:

• 높은 열 및 전기 전도성;
• 금속 광택;
• 투명성 부족;
• 강도와 연성;
• 실온에서는 경도와 모양이 유지됩니다(수은 제외).

2. 단순 비금속:

• 단순한 비금속은 기체 상태일 수 있습니다: 수소, 산소, 염소;
• 브롬은 액체 상태에서 발생합니다.
• 고체 비금속은 비분자 상태를 가지며 다이아몬드, 실리콘, 흑연과 같은 결정을 형성할 수 있습니다.

3. 복합물질:

• 산화물: 물, 산, 산성 산화물과 반응합니다.
• 산: 물 및 알칼리와 반응합니다.
• 양쪽성 산화물: 산성 산화물 및 염기와 반응할 수 있습니다.
• 수산화물: 물에 용해되고 녹는점 범위가 넓으며 알칼리와 상호작용할 때 색상이 변할 수 있습니다.

모든 살아있는 유기체의 세포는 많은 구성 요소로 구성됩니다. 그 중 일부는 무기 화합물입니다.

• 물. 예를 들어, 세포 내 물의 양은 65~95%입니다. 화학 반응의 구현, 구성 요소의 이동 및 온도 조절 과정에 필요합니다. 세포의 부피와 탄력 정도를 결정하는 것도 물입니다.
• 미네랄 소금. 이는 용해된 형태와 용해되지 않은 형태로 체내에 존재할 수 있습니다. 세포 과정에서 중요한 역할은 양이온(칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘)과 음이온(염소, 중탄산염, 과인산염)에 의해 수행됩니다. 미네랄은 삼투압 균형을 유지하고, 생화학적 및 물리적 과정을 조절하고, 신경 자극을 형성하고, 혈액 응고 수준 및 기타 여러 반응을 유지하는 데 필요합니다.

세포의 무기물질만이 생명을 유지하는데 중요한 것은 아닙니다. 유기 성분은 부피의 20-30%를 차지합니다.

분류:

• 단순 유기 물질: 포도당, 아미노산, 지방산;
• 복잡한 유기 물질: 단백질, 핵산, 지질, 다당류.

유기 성분은 세포의 보호적이고 에너지적인 기능을 수행하는 데 필요하며, 세포 활동을 위한 에너지원 역할을 하고 영양분을 저장하며 단백질 합성을 수행하고 유전 정보를 전달합니다.

이 기사에서는 무기 물질의 본질과 예, 세포 구성에서의 역할을 조사했습니다. 유기 및 무기 화합물 그룹 없이는 살아있는 유기체의 존재가 불가능하다고 말할 수 있습니다. 그것들은 인간 삶의 모든 영역과 모든 유기체의 존재에서 중요합니다.

아시다시피 모든 물질은 광물과 유기라는 두 가지 큰 범주로 나눌 수 있습니다. 소금, 소다, 칼륨과 같은 무기 또는 광물 물질의 많은 예를들 수 있습니다. 그러면 두 번째 범주에는 어떤 유형의 연결이 속합니까? 유기 물질은 모든 살아있는 유기체에 존재합니다.

다람쥐

유기물질의 가장 중요한 예는 단백질이다. 그들은 질소, 수소 및 산소를 포함합니다. 이 외에도 때로는 황 원자가 일부 단백질에서도 발견될 수 있습니다.

단백질은 가장 중요한 유기 화합물 중 하나이며 자연에서 가장 흔하게 발견됩니다. 다른 화합물과 달리 단백질은 특정한 특징을 가지고 있습니다. 그들의 주요 특성은 거대한 분자량입니다. 예를 들어, 알코올 원자의 분자량은 46, 벤젠은 78, 헤모글로빈은 152,000인데, 다른 물질의 분자에 비하면 단백질은 수천 개의 원자를 포함하는 진짜 거인입니다. 때때로 생물학자들은 이를 거대분자라고 부릅니다.

단백질은 모든 유기 구조 중에서 가장 복잡합니다. 그들은 폴리머 클래스에 속합니다. 고분자 분자를 현미경으로 관찰해 보면, 그것이 더 단순한 구조로 이루어진 사슬임을 알 수 있습니다. 이들은 단량체라고 불리며 중합체에서 여러 번 반복됩니다.

단백질 외에도 고무, 셀룰로오스 및 일반 전분과 같은 수많은 중합체가 있습니다. 또한 나일론, lavsan, 폴리에틸렌과 같은 많은 폴리머가 인간의 손으로 만들어졌습니다.

단백질 형성

단백질은 어떻게 형성되나요? 그것들은 유기 물질의 예이며, 살아있는 유기체의 구성은 유전 암호에 의해 결정됩니다. 합성에서는 대부분의 경우 다양한 조합이 사용됩니다.

또한 단백질이 세포에서 기능을 시작하면 이미 새로운 아미노산이 형성될 수 있습니다. 그러나 알파 아미노산만 포함되어 있습니다. 설명되는 물질의 기본 구조는 아미노산 잔기의 순서에 따라 결정됩니다. 그리고 대부분의 경우 단백질이 형성되면 폴리펩티드 사슬은 나선형으로 꼬여지며 그 회전은 서로 가깝게 위치합니다. 수소 화합물의 형성으로 인해 상당히 강한 구조를 가지고 있습니다.

지방

유기 물질의 또 다른 예는 지방입니다. 사람은 버터, 쇠고기, 생선 기름, 식물성 기름 등 다양한 종류의 지방을 알고 있습니다. 지방은 식물의 씨앗에서 대량으로 형성됩니다. 껍질을 벗긴 해바라기씨를 종이 위에 올려놓고 누르면 종이에 기름 얼룩이 남습니다.

탄수화물

탄수화물은 살아있는 자연에서 그다지 중요하지 않습니다. 그들은 모든 식물 기관에서 발견됩니다. 탄수화물 종류에는 설탕, 전분, 섬유질이 포함됩니다. 감자 괴경과 바나나 과일이 풍부합니다. 감자에서 전분을 검출하는 것은 매우 쉽습니다. 이 탄수화물은 요오드와 반응하면 파란색으로 변합니다. 자른 감자에 약간의 요오드를 떨어뜨려 이를 확인할 수 있습니다.

설탕은 또한 쉽게 감지할 수 있습니다. 모두 달콤한 맛이 납니다. 이 종류의 탄수화물은 포도, 수박, 멜론, 사과의 과일에서 발견됩니다. 인공적인 조건에서도 생산되는 유기물질의 예이다. 예를 들어, 설탕은 사탕수수에서 추출됩니다.

탄수화물은 자연에서 어떻게 형성되나요? 가장 간단한 예는 광합성 과정입니다. 탄수화물은 여러 개의 탄소 원자 사슬을 포함하는 유기 물질입니다. 그들은 또한 여러 개의 수산기를 포함합니다. 광합성 과정에서 일산화탄소와 황으로 무기당이 형성됩니다.

셀룰로오스

유기물의 또 다른 예는 섬유입니다. 그것의 대부분은 목화씨뿐만 아니라 식물 줄기와 잎에서도 발견됩니다. 섬유는 선형 폴리머로 구성되며 분자량은 50만~200만입니다.

순수한 형태로는 냄새, 맛, 색깔이 없는 물질입니다. 사진 필름, 셀로판, 폭발물 제조에 사용됩니다. 섬유질은 인체에 흡수되지 않지만 위와 장의 기능을 자극하므로 식단에 꼭 필요한 부분입니다.

유기 및 무기 물질

우리는 항상 광물(지구 깊숙한 곳에서 형성되는 무생물)에서 유래하는 유기물과 이차 물질의 형성에 대한 많은 예를 들 수 있습니다. 그들은 또한 다양한 암석에서도 발견됩니다.

자연 조건에서는 미네랄이나 유기 물질이 파괴되는 동안 무기 물질이 형성됩니다. 반면에 유기물질은 미네랄로부터 끊임없이 형성됩니다. 예를 들어, 식물은 화합물이 용해된 물을 흡수한 후 한 범주에서 다른 범주로 이동합니다. 살아있는 유기체는 영양을 위해 주로 유기 물질을 사용합니다.

다양성의 이유

종종 학생이나 학생들은 유기 물질의 다양성에 대한 이유가 무엇인지에 대한 질문에 대답해야 합니다. 주요 요인은 탄소 원자가 단순 결합과 다중 결합의 두 가지 유형을 사용하여 서로 연결되어 있다는 것입니다. 그들은 또한 사슬을 형성할 수도 있습니다. 또 다른 이유는 유기물에 포함된 다양한 화학 원소입니다. 또한 다양성은 동소성(다른 화합물에 동일한 원소가 존재하는 현상)으로 인해 발생합니다.

무기물질은 어떻게 형성되나요? 천연 및 합성 유기 물질과 그 예는 고등학교와 전문 고등 교육 기관에서 연구됩니다. 무기 물질의 형성은 단백질이나 탄수화물의 형성만큼 복잡한 과정이 아닙니다. 예를 들어, 사람들은 옛날부터 소다 호수에서 소다를 추출해 왔습니다. 1791년 화학자 니콜라스 르블랑(Nicolas Leblanc)은 분필, 소금, 황산을 사용하여 실험실에서 이를 합성할 것을 제안했습니다. 옛날에는 오늘날 모두에게 친숙한 탄산음료가 꽤 비싼 제품이었습니다. 실험을 수행하려면 식염을 산과 함께 소성한 다음 생성된 황산염을 석회석 및 숯과 함께 소성해야 했습니다.

다른 하나는 과망간산 칼륨 또는 과망간산 칼륨입니다. 이 물질은 산업적으로 얻어집니다. 형성 과정은 수산화칼륨 용액과 망간 양극의 전기분해로 구성됩니다. 이 경우 양극은 점차적으로 용해되어 보라색 용액을 형성합니다. 이것은 잘 알려진 과망간산 칼륨입니다.

세포는 살아있는 유기체의 기본 구조 단위입니다. 인간, 동물, 식물, 곰팡이, 박테리아 등 모든 생명체는 핵심에 세포를 가지고 있습니다. 누군가의 몸에는 이러한 세포가 많이 있습니다. 수십만 개의 세포가 포유류와 파충류의 몸을 구성하지만 누군가의 몸에는 그 수가 적습니다. 많은 박테리아가 단 하나의 세포로 구성됩니다. 그러나 세포의 수는 그 존재만큼 중요하지 않습니다.

세포는 호흡하고, 먹이를 먹고, 번식하고, 새로운 조건에 적응하고, 심지어 죽는 등 생물의 모든 특성을 가지고 있다는 것이 오랫동안 알려져 왔습니다. 그리고 모든 생명체와 마찬가지로 세포에는 유기 및 무기 물질이 포함되어 있습니다.

훨씬 더, 그것은 또한 물이기 때문에 물론 "세포의 무기 물질"이라고 불리는 부분의 가장 큰 부분이 물에 할당됩니다. 물은 세포 전체 부피의 40-98%를 차지합니다.

세포 내의 물은 많은 중요한 기능을 수행합니다. 즉, 세포의 탄력성, 세포 내에서 일어나는 화학 반응 속도, 세포 전체에 들어오는 물질의 이동 및 제거를 보장합니다. 또한 물에는 많은 물질이 용해되어 화학반응에 참여할 수 있으며, 물은 열전도율이 좋기 때문에 몸 전체의 체온 조절을 담당하는 것도 물입니다.

물 외에도 세포의 무기 물질에는 거대 원소와 미량 원소로 구분되는 많은 미네랄 물질도 포함됩니다.

거대 원소에는 철, 질소, 칼륨, 마그네슘, 나트륨, 황, 탄소, 인, 칼슘 등과 같은 물질이 포함됩니다.

미량 원소는 대부분 붕소, 망간, 브롬, 구리, 몰리브덴, 요오드 및 아연과 같은 중금속입니다.

신체에는 금, 우라늄, 수은, 라듐, 셀레늄 등을 포함한 초미세 원소도 포함되어 있습니다.

세포의 모든 무기 물질은 각자의 중요한 역할을 합니다. 따라서 질소는 단백질과 비단백질 등 다양한 화합물에 관여하며 비타민, 아미노산 및 색소의 형성에 기여합니다.

칼슘은 칼륨 길항제이며 식물 세포의 접착제 역할을 합니다.

철분은 호흡 과정에 관여하며 헤모글로빈 분자의 일부입니다.

구리는 혈액 세포 형성, 심장 건강 및 좋은 식욕을 담당합니다.

붕소는 특히 식물의 성장 과정을 담당합니다.

칼륨은 세포질의 콜로이드 특성, 단백질 형성 및 정상적인 심장 기능을 보장합니다.

나트륨은 또한 심장 활동의 올바른 리듬을 보장합니다.

황은 일부 아미노산의 형성에 관여합니다.

인은 뉴클레오티드, 일부 효소, AMP, ATP, ADP와 같은 수많은 필수 화합물의 형성에 관여합니다.

그리고 초미세요소의 역할만이 아직 완전히 알려지지 않았습니다.

그러나 세포의 무기물질만으로는 세포를 완전하고 살아 있게 만들 수 없습니다. 유기물도 마찬가지로 중요합니다.

C에는 탄수화물, 지질, 효소, 색소, 비타민 및 호르몬이 포함됩니다.

탄수화물은 단당류, 이당류, 다당류, 올리고당으로 나누어집니다. 단당류와 다당류는 세포와 신체의 주요 에너지원이지만, 수불용성 올리고당은 결합 조직을 서로 접착하고 외부 영향으로부터 세포를 보호합니다.

지질은 지방 자체와 지질(지향된 분자층을 형성하는 지방 유사 물질)로 구분됩니다.

효소는 신체의 생화학적 과정을 가속화하는 촉매제입니다. 또한 효소는 분자의 반응성을 높이기 위해 소비되는 에너지의 양을 줄입니다.

비타민은 아미노산과 탄수화물의 산화를 조절하고 완전한 성장과 발달을 위해 필요합니다.

신체의 기능을 조절하려면 호르몬이 필요합니다.

모래, 점토, 각종 광물, 물, 탄소산화물, 탄산, 그 염류 등 '무생물'에서 발견되는 물질을 무기물질 또는 광물물질이라고 합니다.

지각에서 발견되는 약 100개의 화학 원소 중 16개만이 생명에 필요하며, 그 중 4개(수소(H), 탄소(C), 산소(O) 및 질소(N))가 생명체에 가장 흔합니다. 생명체의 99%를 차지하는 유기체. 이러한 요소의 생물학적 중요성은 원자가(1, 2, 3, 4) 및 동일한 원자가의 다른 요소에 의해 형성된 결합보다 강한 강한 공유 결합을 형성하는 능력과 관련이 있습니다. 그 다음으로 중요한 것은 인(P), 황(S), 나트륨, 마그네슘, 염소, 칼륨 및 칼슘 이온(Na, Mg, Cl, K, Ca)입니다. 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 아연(Zn), 붕소(B), 알루미늄(Al), 규소(Si), 바나듐(V), 몰리브덴(Mo), 요오드(I), 망간(Mn).

이온 형태 또는 특정 화합물의 일부인 모든 화학 원소는 신체 구성에 참여합니다. 예를 들어 탄소, 수소, 산소는 탄수화물과 지방에서 발견됩니다. 단백질의 구성에는 헤모글로빈 분자의 구성에 관여하는 질소, 인, 철과 같은 핵산의 구성에 질소와 황이 첨가됩니다. 마그네슘은 엽록소에서 발견됩니다. 구리는 일부 산화 효소에서 발견됩니다. 요오드는 티록신 분자(갑상선 호르몬)에 함유되어 있습니다. 나트륨과 칼륨은 신경 세포와 신경 섬유의 막에 전하를 제공합니다. 아연은 췌장 호르몬 분자인 인슐린에 포함되어 있습니다. 코발트는 비타민 B12에서 발견됩니다.

질소, 인, 칼슘 및 기타 무기 물질의 화합물은 유기 분자(아미노산, 단백질, 핵산 등) 합성을 위한 건축 자재의 공급원 역할을 하며 세포와 유기체의 여러 지지 구조의 일부입니다. . 일부 무기 이온(예: 칼슘 및 마그네슘 이온)은 많은 효소, 호르몬 및 비타민의 활성화제이자 구성요소입니다. 이러한 이온이 부족하면 세포의 중요한 과정이 중단됩니다.

무기산과 그 염은 살아있는 유기체에서 중요한 기능을 수행합니다. 염산은 동물과 인간의 위액의 일부로 식품 단백질의 소화 과정을 가속화합니다. 물에 불용성인 이물질을 결합하는 황산 잔류물은 용해성을 부여하여 신체에서 제거를 촉진합니다. 아질산과 인산의 무기 나트륨 및 칼륨 염은 식물의 미네랄 영양의 중요한 구성 요소로 사용되며 비료로 토양에 첨가됩니다. 칼슘과 인염은 동물 뼈 조직의 일부입니다. 이산화탄소(CO2)는 유기 물질(식물 및 동물의 썩은 잔해, 호흡, 연료 연소)이 대량으로 산화되는 동안 자연에서 지속적으로 형성되며, 화산 균열과 광천수에서 방출됩니다.

물은 지구상에서 매우 흔한 물질입니다. 지구의 표면은 거의 물로 덮여 있어 바다와 바다를 형성합니다. 강, 호수. 대기 중에는 많은 물이 기체 증기로 존재합니다. 그것은 일년 내내 높은 산 꼭대기에 거대한 눈과 얼음 덩어리의 형태로 놓여 있으며 극지 국가의 지구 내부에는 토양과 암석을 포화시키는 물도 있습니다.

물은 식물, 동물, 인간의 삶에서 매우 중요합니다. 현대 사상에 따르면 생명의 근원은 바다와 연결되어 있습니다. 모든 유기체에서 물은 유기체의 생명을 보장하는 화학적 과정이 일어나는 매체입니다. 또한 그 자체로 여러 생화학 반응에 참여합니다.

물의 화학적 및 물리적 특성은 매우 특이하며 주로 분자의 작은 크기, 분자의 극성 및 수소 결합을 통해 서로 연결하는 능력과 관련이 있습니다.

물의 생물학적 중요성을 생각해 봅시다. 물 - 훌륭함 용제극성 물질의 경우. 여기에는 물질이 용해될 때 전하를 띤 입자(이온)가 물에서 해리(서로 분리되는)되는 염과 같은 이온성 화합물뿐만 아니라 전하를 함유하는 설탕 및 단순 알코올과 같은 일부 비이온성 화합물도 포함됩니다. 분자 (극성) 그룹(당과 알코올에서는 OH 그룹입니다). 물질이 용액에 들어가면 분자나 이온이 더 자유롭게 움직일 수 있으므로 반응성이 증가합니다. 이러한 이유로 세포 내 대부분의 화학 반응은 수용액에서 발생합니다. 지질과 같은 비극성 물질은 물과 혼합되지 않으므로 막이 수용액을 분리하는 것처럼 수용액을 별도의 구획으로 분리할 수 있습니다. 분자의 비극성 부분은 물에 의해 반발되고 물이 있는 경우 서로 끌어당깁니다. 예를 들어 기름 방울이 더 큰 방울로 합쳐질 때 발생합니다. 즉, 비극성 분자는 소수성입니다. 이러한 소수성 상호작용은 많은 단백질 분자와 핵산뿐만 아니라 막의 안정성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 용매로서의 물의 고유한 특성은 물이 다양한 물질의 운반을 위한 매개체 역할을 한다는 것을 의미합니다. 이는 혈액, 림프 및 배설 시스템, 소화관, 식물의 체관부 및 목부에서 이러한 역할을 수행합니다.

물은 훌륭하다 열용량.이는 열에너지가 크게 증가해도 온도가 상대적으로 약간만 증가한다는 것을 의미합니다. 이 현상은 이 에너지의 상당 부분이 물 분자의 이동성을 제한하는 수소 결합을 깨는 데, 즉 끈적임을 극복하는 데 소비된다는 사실로 설명됩니다. 물의 높은 열용량은 물에서 발생하는 온도 변화를 최소화합니다. 덕분에 생화학적 과정은 더 작은 온도 범위에서 더 일정한 속도로 발생하며 갑작스러운 온도 편차로 인해 이러한 과정이 중단될 위험이 덜 강력합니다. 물은 많은 세포와 유기체의 서식지 역할을 하며, 이는 상당히 중요한 조건의 불변성을 특징으로 합니다.

물은 큰 것이 특징이다 기화열. 증발 잠열(또는 상대 증발 잠열)은 액체가 증기로 변환되기 위해, 즉 분자 응집력을 극복하기 위해 액체에 전달되어야 하는 열 에너지의 양을 측정한 것입니다. 액체. 물을 증발시키려면 상당한 양의 에너지가 필요합니다. 이것은 물 분자 사이의 수소 결합의 존재로 설명됩니다. 이 때문에 작은 분자를 가진 물질인 물의 끓는점이 유난히 높습니다.

물 분자가 증발하는 데 필요한 에너지는 환경에서 비롯됩니다. 따라서 증발에는 냉각이 동반됩니다. 이 현상은 땀을 흘리는 동물, 포유류의 열 호흡 곤란 또는 입을 벌리고 햇볕에 앉아 있는 일부 파충류(예: 악어)에서 사용됩니다. 이는 또한 발생하는 나뭇잎을 냉각시키는 데 중요한 역할을 할 수도 있습니다. 융해 잠열(또는 상대 융해 잠열)은 고체(얼음)를 녹이는 데 필요한 열 에너지를 측정한 것입니다. 물이 녹기(녹기) 위해서는 상대적으로 많은 양의 에너지가 필요합니다. 그 반대도 마찬가지입니다. 물이 얼면 많은 양의 열에너지를 방출해야 합니다. 이렇게 하면 세포 내용물과 주변 액체가 동결될 가능성이 줄어듭니다. 얼음 결정은 세포 내부에서 형성될 때 생물에게 특히 해롭습니다.

물은 더 많은 것을 가지고 있는 유일한 물질이다 밀도,고체보다. 얼음은 물에 뜨기 때문에 표면에서 먼저 얼고 마지막으로 바닥층에서 얼 때 형성됩니다. 연못의 결빙이 아래에서 위로 역순으로 발생하면 온화하거나 추운 기후 지역에서는 담수 체의 생명체가 전혀 존재할 수 없습니다. 얼음은 물기둥을 담요처럼 덮어 그 안에 사는 유기체의 생존 가능성을 높입니다. 이는 추운 기후와 추운 계절에 중요하지만, 의심할 여지 없이 빙하기 동안 특히 중요한 역할을 했습니다. 표면에 있으면 얼음이 더 빨리 녹습니다. 온도가 4도 이하로 떨어진 물층이 위로 올라간다는 사실은 큰 수역에서 물층의 움직임을 유발합니다. 그 안에 포함 된 영양분은 물과 함께 순환하므로 수역에는 살아있는 유기체가 깊은 곳까지 채워집니다.

물은 크다 표면 장력과 응집력. 응집력-이것은 인력의 영향으로 육체의 분자가 서로 접착되는 것입니다. 액체 표면에는 표면 장력이 있습니다. 이는 안쪽으로 향하는 분자 사이에 작용하는 응집력의 결과입니다. 표면 장력으로 인해 액체는 표면적이 최소화되는 모양(이상적으로는 구형 모양)을 취하는 경향이 있습니다. 모든 액체 중에서 물은 표면 장력이 가장 높습니다. 물 분자의 중요한 응집 특성은 식물의 물관을 통한 물의 이동뿐만 아니라 살아있는 세포에서도 중요한 역할을 합니다. 많은 작은 유기체는 표면 장력의 혜택을 받습니다. 표면 장력은 표면 장력을 통해 물 위에 떠 있거나 표면을 가로질러 미끄러질 수 있게 해줍니다.

물의 생물학적 중요성은 물이 필수 대사산물 중 하나, 즉 대사 반응에 참여한다는 사실에 의해 결정됩니다. 예를 들어 물은 광합성 과정에서 수소 공급원으로 사용되며 가수분해 반응에도 참여합니다.

살아있는 유기체에 대한 물의 역할은 특히 종분화에 영향을 미치는 자연 선택의 주요 요인 중 하나가 물 부족(운동성이 있는 배우자를 가진 일부 식물의 분포 제한)이라는 사실에 반영됩니다. 모든 육상 유기체는 물을 얻고 보존하도록 적응되었습니다. 건생식물, 사막에 사는 동물 등 극단적인 형태로 나타납니다. 이런 종류의 적응은 자연의 독창성이 발휘되는 진정한 기적인 것 같습니다.

물의 생물학적 기능:

모든 유기체에서:

1) 구조의 유지를 보장합니다(원형질의 높은 수분 함량). 2) 확산을 위한 용매 및 매체 역할을 합니다. 3) 가수분해 반응에 참여합니다. 4) 수정이 일어나는 매체 역할을 합니다.

5) 코코넛 야자와 같은 일부 육상 식물의 씨앗뿐만 아니라 수생 유기체의 씨앗, 배우자 및 유충 단계의 분산을 보장합니다.

식물에서:

1) 삼투 및 팽창(많은 것들이 이에 의존함: 성장(세포의 확대), 구조 유지, 기공의 움직임 등)을 결정합니다. 2) 광합성에 참여합니다. 3) 무기 이온과 유기 분자의 수송을 제공합니다. 4) 종자 발아를 보장합니다 - 종피의 부종, 파열 및 추가 발달.

동물의 경우:

1) 물질 운송을 제공합니다.

2) 삼투압 조절을 결정합니다.

3) 신체 냉각을 촉진합니다(발한, 열적 호흡곤란).

4) 예를 들어 조인트에서 윤활 구성 요소 중 하나로 사용됩니다.

5) 지원 기능(정역학 골격)이 있습니다.

6) 예를 들어 눈물과 점액에서 보호 기능을 수행합니다.

7) 이주(해류)를 촉진합니다.