BIOGÉN ELEMEK, A VÍZ BIOLÓGIAI JELENTŐSÉGE

1. BIOGÉN ELEMEK, A VÍZ BIOLÓGIAI JELENTŐSÉGE

2. Egyed alatti szerveződési szintek

3. Biogén elemek csoportosítása Biogén elemek: Azok, melyek az élethez nélkülözhetetlenek

4. 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.

5. 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

6. 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.

7. 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: C kimutatása • Biológiai szerepük: • fotoszintézis, • légzés, • vázalkotás

8. 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.

9. 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 energiát (ATP-T).

10. Nitrogén biológiai jelentősége Felépíti a nukleinsavakat, fehérjéket. N kimutatása

11. A kén biológiai jelentősége • Kén: • Aminosavak (pl.: cisztein), így a fehérjék alkotója.

12. 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.

13. A foszfor biológiai jelentősége II. A foszfát-csoportok találhatók meg a nukleinsavakban (DNS, RNS).

14. 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 • Mg2+: • Energia felszabadítás ATP-ből Ca hisztokémiai kimutatása

15. A vas biológiai jelentősége I. A hemoglobin porfirinvázának alkotója a vas ion.

16. 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.

17. 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.

18. Mikroelemek biológiai jelentősége II. F-: A fogzománc alkotója. I-: A tiroxin alktója. Co2+:A B-12 vitamin központi atomja, a pillangósok szimbióta baktériumaiban a nitrogén fixáláshoz szükséges. Cu2+: Puhatestűekben oxigént szállító fehérje prosztetikus csoportja, enzimek alkotója.

19. 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.)

20. 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.

21. 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.

22. 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.

23. A víz biológiai jelentősége V. • Élővilágra vonatkozó kihatások 2.:Nagy párolgáshő: az izzadás során test lehűl. • Nagy felületi feszültség: élőhely a víz felszíne.

24. Vizes oldatokban végbemenő fizikai folyamatok • Diffúzió • Ozmózis

25. Ozmózisnyomás Definíció: az a nyomás ami egyensúlyt tud tartani az ozmózis miatt sejtbe beáramló vízzel. Egyenesen arányos a sejtplazma koncentrációjával. Ozmotikusan aktív anyagok a fehérjék, ionok.

26. Hipozmotikus oldat

27. Izoozmotikus oldat

28. Hiperozmotikus oldat