2: الأساس الكيميائي للحياة
- Page ID
- 195968
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
تشمل العناصر في مجموعات مختلفة جميع المواد، بما في ذلك الكائنات الحية. تشمل بعض العناصر الأكثر وفرة في الكائنات الحية الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين والكبريت والفوسفور. تشكل هذه الأحماض النووية والبروتينات والكربوهيدرات والدهون التي تعد المكونات الأساسية للمادة الحية. يجب أن يفهم علماء الأحياء هذه اللبنات الأساسية المهمة والهياكل الفريدة للذرات التي تشكل الجزيئات، مما يسمح بتكوين الخلايا والأنسجة وأنظمة الأعضاء والكائنات الحية بأكملها.
- 2.0: مقدمة للأساس الكيميائي للحياة
- تتبع جميع العمليات البيولوجية قوانين الفيزياء والكيمياء، لذلك من أجل فهم كيفية عمل الأنظمة البيولوجية، من المهم فهم الفيزياء والكيمياء الأساسية. على سبيل المثال، يتبع تدفق الدم داخل الجهاز الدوري قوانين الفيزياء التي تنظم طرق تدفق السوائل. إن تقسيم جزيئات الطعام الكبيرة والمعقدة إلى جزيئات أصغر هو سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تتبع القوانين الكيميائية.
- 2.1: الذرات والنظائر والأيونات والجزيئات - اللبنات الأساسية
- في أبسط مستوياتها، تتكون الحياة من المادة. المادة هي أي مادة تحتل الفضاء ولها كتلة. العناصر هي أشكال فريدة من المواد ذات الخصائص الكيميائية والفيزيائية المحددة التي لا يمكن تقسيمها إلى مواد أصغر من خلال التفاعلات الكيميائية العادية. هناك 118 عنصرًا، ولكن 92 عنصرًا فقط تحدث بشكل طبيعي. يتم تصنيع العناصر المتبقية في المختبرات وهي غير مستقرة.
- 2.2: الماء
- إن قطبية جزيء الماء والترابط الهيدروجيني الناتج عنه تجعل الماء مادة فريدة ذات خصائص خاصة مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بعمليات الحياة. تطورت الحياة في الأصل في بيئة مائية، وتحدث معظم الكيمياء الخلوية والتمثيل الغذائي للكائن الحي داخل المحتويات المائية للسيتوبلازم الخلوي. يساعد فهم خصائص المياه على توضيح أهميتها في الحفاظ على الحياة.
- 2.3: كربون
- تتكون الخلايا من العديد من الجزيئات المعقدة التي تسمى الجزيئات الكبيرة، مثل البروتينات والأحماض النووية (RNA و DNA) والكربوهيدرات والدهون. الجزيئات الكبيرة هي مجموعة فرعية من الجزيئات العضوية (أي سائل أو صلب أو غاز يحتوي على الكربون) والتي تعتبر مهمة بشكل خاص للحياة. المكون الأساسي لجميع هذه الجزيئات الكبيرة هو الكربون.
الصورة المصغرة: جزيئات الأحماض الدهنية مع تكوينات رابطة الدول المستقلة والتقلبات. (CC BY 4.0/معدلة من الأصل؛ OpenStax).