Untitled

Kemija življenja

2. Kemija življenja

  • V tem sklopu boste spoznali:
    • delce, ki sestavljajo atome
    • kemijsko zgradbo organizmov
    • način določanja starosti materialov organskega izvora

Jedro

  • Atom kisika (O)
    • 8 protonov [p*]
    • 8 nevtronov [nº]
    • 8 elektronov [e]

Zgradba atoma

  • Atom je sestavljen iz protonov, nevtronov in elektronov.
    • Beseda atom izhaja iz starogrškega "átomos" (nedeljiv).
    • V jedru atoma se nahajajo protoni (p+) in nevtroni (n°).
    • Elektroni (e-) krožijo okoli jedra na energijskih nivojih (lupinah).
  • Atom kisika ima 8 protonov in 8 elektronov, njegovo atomsko število je 8.
  • Ogljik (C) je označen kot 12extC^{12} ext{C} in ima 6 protonov, 6 nevtronov in 6 elektronov.
  • Izotopi:
    • Ogljik lahko ima 6, 7 (13C) ali 8 nevtronov (14C).
    • Izotopi so atomi istega kemijskega elementa z različnim številom nevtronov.
  • Razporeditev izotopov ogljika:
    • 12extC^{12} ext{C} - 6 protonov, 6 nevtronov
    • 13extC^{13} ext{C} - 6 protonov, 7 nevtronov
    • 14extC^{14} ext{C} - 6 protonov, 8 nevtronov

Razpolovna doba in uporabo izotopov

  • Nestabilni izotopi se razpadajo in sproščajo delce in energijo.
  • Razpolovna doba izotopa 14extC^{14} ext{C} je približno 5730 let in je uporabna v paleontologiji za določanje starosti organskega materiala do 60.000 let.
  • Proces fotosinteze vključuje sprejem ogljikovega dioksida (CO2), ki vsebuje 14extC^{14} ext{C}.

Kemijska zgradba organizmov

  • Organizmi so zgrajeni iz manj kot 25 kemijskih elementov, ki so biogeni elementi, ter predstavljajo 96% telesne mase:
    • Najpogostejši elementi: O, C, H, N.
    • Makroelementi:
    • Fosfor (P), žveplo (S), kalij (K), natrij (Na), kalcij (Ca), magnezij (Mg), klor (Cl).
    • Mikroelementi vključujejo železo (Fe), cink (Zn), baker (Cu), mangan (Mn) itd.
  • Organske molekule so spojine iz ogljika, ki se zbirajo v kompleksne strukture, medtem ko so anorganske molekule preprostejše.

Molekuli in njihova vloga

  • Molekuli se razlikujejo po zgradbi:
    • Organske molekule: Ogljikovi hidrati, lipidi, beljakovine, nukleinske kisline, vitamini.
    • Anorganske molekule: Na voljo so v preprostih formacijah, npr. CO2.

Voda, vir življenja

  • Lastnosti vode:
    • Molekula vode se ponaša s polarno zgradbo, kar omogoča tvorbo vodikovih vezi.
    • Voda ima visoko specifično toploto.
    • Ima največjo gostoto pri 4 °C, kar omogoča preživetje organizmov pozimi.
    • Voda deluje kot topilo, pri raztapljanju snovi nastajajo hidratacijski oviji.
    • Kislost in bazičnost so definirani s pH lestvico.

Kisline in baze

  • Kisline oddajajo proton H+, baze pa jih sprejemajo.
  • pH-lestvica:
    • pH < 7: kisle raztopine.
    • pH = 7: nevtralne raztopine.
    • pH > 7: bazične raztopine.

Velike biološke molekule

  • Ogljikovi hidrati
    • Monosaharidi, disaharidi, polisaharidi.
  • Beljakovine: Struktura, primarna, sekundarna, terciarna in kvartarno strukturo.
  • Nukleinske kisline: DNA in RNA.
  • Lipidi: Maščobe, fosfolipidi, steroidi in voski.

Zdravje in biogoriva

  • Vzroki in posledice visoke ravni holesterola: LDL in HDL lipoproteini.
  • Doping v športu in njegova povezanost z anaboličnimi steroidi, ki vplivajo na mišično maso in regeneracijo po treningu.

Povzetek

  • Atomi, iz katerih so sestavljeni organizmi, vključujejo elemente s svojevrstno kemijsko zgradbo. Najpomembnejši so biogeni elementi, ki podpirajo osnovne funkcije živih organizmov.