Obecnie odkryto i wyizolowano wiele pierwiastków chemicznych układu okresowego w czystej postaci, a jedna piąta z nich występuje w każdym żywym organizmie. One, podobnie jak cegły, są głównymi składnikami organicznymi i nieorganicznymi materia organiczna.

Jakie pierwiastki chemiczne wchodzą w skład komórki, na podstawie biologii jakich substancji można ocenić ich obecność w organizmie - rozważymy to wszystko w dalszej części artykułu.

Jaka jest stałość składu chemicznego?

Aby zachować stabilność w organizmie, każda komórka musi utrzymywać stężenie każdego ze swoich składników na stałym poziomie. Poziom ten zależy od gatunku, siedliska i czynników środowiskowych.

Aby odpowiedzieć na pytanie, jakie pierwiastki chemiczne wchodzą w skład komórki, należy jasno zrozumieć, że każda substancja zawiera którykolwiek ze składników układu okresowego.

Czasami o czym mówimy około setnych i tysięcznych procenta zawartości danego pierwiastka w komórce, jednak zmiana tej liczby nawet o jedną tysięczną może już mieć poważne konsekwencje dla organizmu.

Spośród 118 pierwiastków chemicznych znajdujących się w komórce człowieka musi ich być co najmniej 24. Nie ma składników, które występowałyby w żywym organizmie, ale nie byłyby częścią nieożywionych obiektów przyrody. Fakt ten potwierdza ścisły związek między żywymi i nieożywionymi rzeczami w ekosystemie.

Rola różnych elementów budujących komórkę

Jakie zatem pierwiastki chemiczne tworzą komórkę? Należy zauważyć, że ich rola w życiu organizmu zależy bezpośrednio od częstotliwości występowania i ich stężenia w cytoplazmie. Jednak pomimo różnej zawartości pierwiastków w komórce, znaczenie każdego z nich jest równie duże. Niedobór któregokolwiek z nich może prowadzić do szkodliwych skutków dla organizmu, uniemożliwiając najważniejsze reakcje biochemiczne w metabolizmie.

Wymieniając pierwiastki chemiczne tworzące komórkę ludzką, musimy wspomnieć o trzech głównych typach, które rozważymy dalej:

Podstawowe elementy biogenne komórki

Nie jest zaskakujące, że pierwiastki O, C, H, N są klasyfikowane jako biogenne, ponieważ tworzą wszystkie substancje organiczne i wiele substancji nieorganicznych. Nie sposób wyobrazić sobie białek, tłuszczów, węglowodanów czy kwasów nukleinowych bez tych niezbędnych dla organizmu składników.

Funkcja tych pierwiastków determinowała ich wysoką zawartość w organizmie. Razem stanowią 98% całkowitej suchej masy ciała. Czym jeszcze może objawiać się działanie tych enzymów?

1. Tlen. Jego zawartość w komórce wynosi około 62% całkowitej suchej masy. Funkcje: budowa substancji organicznych i nieorganicznych, udział w łańcuchu oddechowym;
2. Węgiel. Jego zawartość sięga 20%. Główna funkcja: zawarta we wszystkich;
3. Wodór. Jego stężenie przyjmuje wartość 10%. Oprócz tego, że pierwiastek ten jest składnikiem materii organicznej i wody, bierze także udział w przemianach energetycznych;
4. Azot. Kwota nie przekracza 3-5%. Jego główną rolą jest tworzenie aminokwasów, kwasów nukleinowych, ATP, wielu witamin, hemoglobiny, hemocyjaniny, chlorofilu.

Są to pierwiastki chemiczne tworzące komórkę i tworzące większość substancji niezbędnych do normalnego życia.

Znaczenie makroelementów

Makroelementy pomogą Ci również dowiedzieć się, jakie pierwiastki chemiczne znajdują się w komórce. Z kursu biologii staje się jasne, że oprócz głównych 2% suchej masy stanowią inne składniki układu okresowego. Do makroelementów zalicza się te, których zawartość jest nie mniejsza niż 0,01%. Ich główne funkcje przedstawiono w formie tabeli.

Wapń (Ca)		Odpowiada za skurcz włókien mięśniowych, wchodzi w skład pektyn, kości i zębów. Zwiększa krzepliwość krwi.
Fosfor (P)		Wchodzi w skład najważniejszego źródła energii – ATP.
		Uczestniczy w tworzeniu mostków dwusiarczkowych podczas fałdowania białka w strukturę trzeciorzędową. Część cysteiny i metioniny, trochę witamin.
		Jony potasu biorą udział w komórkach i wpływają również na potencjał błonowy.
		Główny anion organizmu
Sód (Na)		Analog potasu, uczestniczący w tych samych procesach.
Magnez (Mg)		Jony magnezu są regulatorami procesu. W centrum cząsteczki chlorofilu znajduje się także atom magnezu.
		Uczestniczy w transporcie elektronów wzdłuż ETC oddychania i fotosyntezy, jest ogniwem strukturalnym w mioglobinie, hemoglobinie i wielu enzymach.

Mamy nadzieję, że na podstawie powyższego nie jest trudno określić, które pierwiastki chemiczne wchodzą w skład komórki i należą do makroelementów.

Mikroelementy

Istnieją również składniki komórki, bez których organizm nie może normalnie funkcjonować, ale ich zawartość jest zawsze mniejsza niż 0,01%. Ustalmy, które pierwiastki chemiczne wchodzą w skład komórki i należą do grupy mikroelementów.

		Wchodzi w skład enzymów polimeraz DNA i RNA, a także wielu hormonów (na przykład insuliny).
		Uczestniczy w procesach fotosyntezy, syntezie hemocyjanin i niektórych enzymach.
		Jest składnikiem strukturalnym hormonów T3 i T4 tarczycy
Mangan (Mn)	mniej niż 0,001	Zawarty w enzymach i kościach. Uczestniczy w wiązaniu azotu u bakterii
	mniej niż 0,001	Wpływa na proces wzrostu roślin.
		Część kości i szkliwa zębów.

Substancje organiczne i nieorganiczne

Oprócz wymienionych, jakie inne pierwiastki chemiczne wchodzą w skład komórki? Odpowiedzi można znaleźć po prostu badając strukturę większości substancji w organizmie. Wśród nich wyróżnia się cząsteczki pochodzenia organicznego i nieorganicznego, a każda z tych grup zawiera ustalony zestaw pierwiastków.

Głównymi klasami substancji organicznych są białka, kwasy nukleinowe, tłuszcze i węglowodany. Zbudowane są w całości z podstawowych pierwiastków biogennych: szkielet cząsteczki zawsze tworzy węgiel, a do rodników zalicza się wodór, tlen i azot. U zwierząt dominującą klasą są białka, a u roślin polisacharydy.

Substancje nieorganiczne- to wszystko sole mineralne i oczywiście woda. Spośród wszystkich substancji nieorganicznych w komórce najwięcej jest H 2 O, w którym rozpuszczone są pozostałe substancje.

Wszystko to pomoże Ci określić, jakie pierwiastki chemiczne wchodzą w skład komórki, a ich funkcje w organizmie nie będą już dla Ciebie tajemnicą.

A1. Jak nazywa się nauka o komórkach? 1)cytA1. Jak nazywa się nauka o komórkach? 1) cytologia 2) histologia 3) genetyka 4) biologia molekularna

A2. Który naukowiec odkrył komórkę? 1) A. Leeuwenhoek 2) T. Schwann 3) R. Hooke 4) R. Virchow
A3. Zawartość jakiego pierwiastka chemicznego przeważa w suchej masie komórki? 1) azot 2) węgiel 3) wodór 4) tlen
A4. Która faza mejozy jest pokazana na rysunku? 1) Anafaza I 2) Metafaza I 3) Metafaza II 4) Anafaza II
A5. Jakie organizmy są chemotrofami? 1) zwierzęta 2) rośliny 3) bakterie nitryfikacyjne 4) grzyby A6. Tworzenie się zarodka dwuwarstwowego następuje w okresie 1) rozszczepienia 2) gastrulacji 3) organogenezy 4) okresu postembrionalnego
A7. Całość wszystkich genów organizmu nazywa się 1) genetyką 2) pulą genów 3) ludobójstwem 4) genotypem A8. W drugiej generacji, przy krzyżowaniu monohybrydowym i całkowitej dominacji, obserwuje się podział cech w stosunku 1) 3:1 2) 1:2:1 3) 9:3:3:1 4) 1:1
A9. Fizyczne czynniki mutagenne obejmują 1) promieniowanie ultrafioletowe 2) kwas azotawy 3) wirusy 4) benzopiren
A10. W której części komórki eukariotycznej syntetyzowany jest rybosomalny RNA? 1) rybosom 2) szorstki ER 3) jąderko 4) aparat Golgiego
A11. Jak nazywa się odcinek DNA kodujący jedno białko? 1) kodon 2) antykodon 3) triplet 4) gen
A12. Nazwij organizm autotroficzny 1) borowik 2) ameba 3) prątek gruźlicy 4) sosna
A13. Z czego zbudowana jest chromatyna jądrowa? 1) karioplazma 2) nici RNA 3) białka włókniste 4) DNA i białka
A14. Na jakim etapie mejozy następuje przejście? 1) profaza I 2) interfaza 3) profaza II 4) anafaza I
A15. Co powstaje z ektodermy podczas organogenezy? 1) struna grzbietowa 2) cewa nerwowa 3) mezoderma 4) endoderma
A16. Niekomórkową formą życia jest 1) euglena 2) bakteriofag 3) paciorkowce 4) orzęski
A17. Synteza białka do mRNA nazywa się 1) translacją 2) transkrypcją 3) reduplikacją 4) dysymilacją
A18. W lekkiej fazie fotosyntezy 1) zachodzi synteza węglowodanów 2) synteza chlorofilu 3) absorpcja dwutlenku węgla 4) fotoliza wody
A19. Podział komórki z zachowaniem zestawu chromosomów nazywa się 1) amitozą 2) mejozą 3) gametogenezą 4) mitozą
A20. Metabolizm plastyczny obejmuje 1) glikolizę 2) oddychanie tlenowe 3) składanie łańcucha mRNA na DNA 4) rozkład skrobi do glukozy
A21. Wybierać błędne stwierdzenie U prokariotów cząsteczka DNA 1) jest zamknięta w pierścieniu 2) nie jest związana z białkami 3) zawiera uracyl zamiast tyminy 4) występuje w liczba pojedyncza
A22. Gdzie zachodzi trzeci etap katabolizmu – całkowite utlenianie czy oddychanie? 1) w żołądku 2) w mitochondriach 3) w lizosomach 4) w cytoplazmie
A23. Rozmnażanie bezpłciowe obejmuje 1) partenokarpiczne tworzenie owoców w ogórkach 2) partenogenezę u pszczół 3) rozmnażanie tulipanów przez cebulki 4) samozapylenie u roślin kwitnących
A24. Jaki organizm rozwija się bez metamorfozy w okresie postembrionalnym? 1) jaszczurka 2) żaba 3) stonka ziemniaczana 4) mucha
A25. Ludzki wirus niedoboru odporności atakuje 1) gonady 2) limfocyty T 3) erytrocyty 4) skórę i płuca
A26. Różnicowanie komórek rozpoczyna się na etapie 1) blastula 2) neurula 3) zygota 4) gastrula
A27. Co to są monomery białkowe? 1) monosacharydy 2) nukleotydy 3) aminokwasy 4) enzymy
A28. W jakich organellach następuje akumulacja substancji i powstawanie pęcherzyków wydzielniczych? 1) aparat Golgiego 2) szorstki ER 3) plastyd 4) lizosom
A29. Jaka choroba jest dziedziczona w sposób sprzężony z płcią? 1) głuchota 2) cukrzyca 3) hemofilia 4) nadciśnienie
A30. Proszę wskazać błędne stwierdzenie. Znaczenie biologiczne Na mejozę składają się: 1) wzrasta różnorodność genetyczna organizmów 2) zwiększa się stabilność gatunku wraz ze zmianą warunków środowiskowych 3) pojawia się możliwość rekombinacji cech w wyniku krzyżowania 4) prawdopodobieństwo kombinacyjnej zmienności organizmów maleje.

Skład chemiczny komórki. Substancje nieorganiczne. 1. Który pierwiastek chemiczny występuje w najmniejszych ilościach w komórkach? a) azot

b) tlen c) węgiel d) wodór 2. Który pierwiastek chemiczny wchodzi jednocześnie w skład tkanki kostnej i kwasów nukleinowych? a) potas b) fosfor c) wapń d) cynk 3. Gdy woda zamarza, odległość między cząsteczkami: a) zmniejsza się b) zwiększa c) nie zmienia się 4. U dzieci rozwija się krzywica z powodu braku: a) manganu i żelaza b) wapń i fosfor c) miedź i cynk d) siarka i azot 5. Który pierwiastek wchodzi w skład cząsteczki chlorofilu? a) sód b) potas c) magnez d) chlor 6. Wypisz spośród szeregu pierwiastków chemicznych: O, C, H, N, Fe, K, S, Zn, Cu, znajdujących się w ogniwie, te które są: a) podstawowe związki organiczne b) makroelementy c) mikroelementy 7. Z zaproponowanego szeregu pierwiastków wypisz: O, Si, Fe, H, C, N, Al, Mg te, które dominują: a) w przyrodzie ożywionej b) w przyroda nieożywiona 8. Jaka jest wartość wody dla życia komórek: a) środowisko dla pierwiastków chemicznych b) rozpuszczalnik c) źródło tlenu podczas fotosyntezy Skład chemiczny komórki. Materia organiczna. 1. Który z wymienionych związków chemicznych nie jest biopolimerem? a) białko b) glukoza c) DNA d) celuloza 2. Z jakich związków powstają węglowodory podczas fotosyntezy? a) z O2 i H2O b) z CO2 i H2 c) z CO2 i H2O d) z CO2 i H2CO3 3. Który produkt lepiej podawać zmęczonemu maratończykowi na dystansie, aby utrzymać siły? a) Kawałek cukru b) trochę masło c) kawałek mięsa d) trochę woda mineralna 4. Zdolność wielbłądów do dobrego tolerowania pragnienia tłumaczy się tym, że tłuszcze: a) zatrzymują wodę w organizmie b) oddają wodę podczas utleniania c) tworzą warstwę termoizolacyjną, która ogranicza parowanie 5. Największa ilość energii to uwalniane podczas rozkładu jednego grama: a) C5H12O5 b) C6H10O6 c) C6H12O6 d) C6H12O5 6. W którym przypadku poprawnie zapisano wzór na cząsteczkę glukozy? a) eter b) alkohol c) woda d) kwas solny

Wiadomość o pierwiastku chemicznym Cu (miedź)

1. Znaczenie słowa chemicznego
pierwiastek dla organizmu człowieka
2. Do czego prowadzi brak tego elementu?
3.Do czego prowadzi nadmiar tego pierwiastka?
4. Jakie produkty zawierają

Więcej, inni - mniej.

Na poziomie atomowym nie ma różnic między organicznym i nieorganicznym światem żywej natury: organizmy żywe składają się z tych samych atomów co ciała przyroda nieożywiona. Jednak stosunek różnych pierwiastków chemicznych w organizmach żywych i w skorupa ziemska jest bardzo zróżnicowane. Ponadto organizmy żywe mogą różnić się od środowiska składem izotopowym pierwiastków chemicznych.

Tradycyjnie wszystkie elementy komórki można podzielić na trzy grupy.

Makroskładniki

Cynk- wchodzi w skład enzymów biorących udział w fermentacji alkoholowej i insulinie

Miedź- wchodzi w skład enzymów oksydacyjnych biorących udział w syntezie cytochromów.

Selen- uczestniczy w procesach regulacyjnych organizmu.

Ultramikroelementy

Ultramikroelementy stanowią mniej niż 0,0000001% w organizmach istot żywych, są to między innymi złoto, srebro, które mają działanie bakteriobójcze, hamują wchłanianie zwrotne wody w kanalikach nerkowych, wpływając na enzymy. Do ultramikroelementów zalicza się także platynę i cez. Niektórzy do tej grupy zaliczają także selen, przy jego niedoborze rozwija się nowotwór. Funkcje ultramikroelementów są wciąż słabo poznane.

Skład molekularny komórki

Zobacz także

• Porównanie budowy komórek bakterii, roślin i zwierząt

Fundacja Wikimedia.

2010.

Zobacz, co „Skład chemiczny komórki” znajduje się w innych słownikach: Ogólny schemat budowy komórki bakteryjnej pokazano na rycinie 2. Organizacja wewnętrzna Komórka bakteryjna jest złożona. Każda systematyczna grupa mikroorganizmów ma swoją własną specyficzne cechy zabudowania. Ściana komórkowa... ...

Encyklopedia biologiczna zabudowania. Ściana komórkowa... ...

- (Argentum, argent, Silber), chemiczny. Znak Ag. S. należy do metali znane człowiekowi już w starożytności. W naturze występuje zarówno w stanie natywnym, jak i w postaci związków z innymi ciałami (z siarką np. Ag 2S... ...

- (Argentum, argent, Silber), chemiczny. Znak Ag. S. to jeden z metali znanych człowiekowi od czasów starożytnych. W naturze występuje zarówno w stanie natywnym, jak i w postaci związków z innymi ciałami (z siarką, np. srebrem Ag2S… Słownik encyklopedyczny F.A. Brockhausa i I.A. Efron

Termin ten ma inne znaczenia, patrz Komórka (znaczenia). Ludzkie komórki krwi (HBC)… Wikipedia

Termin biologia został zaproponowany przez wybitnego francuskiego przyrodnika i ewolucjonistę Jeana Baptiste'a Lamarcka w 1802 roku na określenie nauki o życiu jako szczególnego zjawiska przyrodniczego. Biologia jest dziś zespołem nauk, które badają... ...Wikipedię

Biologiczna rola pierwiastków chemicznych w organizmach żywych

1. Makro i mikroelementy w środowisku i organizmie człowieka

Biologiczna rola pierwiastków chemicznych w organizmie człowieka jest niezwykle zróżnicowana.

Główną funkcją makroelementów jest budowa tkanek, utrzymanie stałego ciśnienia osmotycznego, składu jonowego i kwasowo-zasadowego.

Mikroelementy wchodzące w skład enzymów, hormonów, witamin, substancji biologicznie czynnych jako czynniki kompleksujące lub aktywatory biorą udział w metabolizmie, procesach rozmnażania, oddychaniu tkanek i neutralizacji substancji toksycznych. Mikroelementy aktywnie wpływają na procesy hematopoezy, utleniania - redukcji, przepuszczalność naczyń krwionośnych i tkanek. Makro- i mikroelementy – wapń, fosfor, fluor, jod, glin, krzem warunkują powstawanie tkanki kostnej i zębowej.

Istnieją dowody na to, że zawartość niektórych pierwiastków w organizmie człowieka zmienia się wraz z wiekiem. Zatem wraz z wiekiem wzrasta zawartość kadmu w nerkach i molibdenu w wątrobie. Maksymalną zawartość cynku obserwuje się w okresie dojrzewania, następnie maleje i osiąga minimum w starszym wieku. Zawartość innych pierwiastków śladowych, takich jak wanad i chrom, również zmniejsza się wraz z wiekiem.

Zidentyfikowano wiele chorób związanych z niedoborem lub nadmiernym nagromadzeniem różnych mikroelementów. Niedobór fluoru powoduje próchnicę zębów, niedobór jodu powoduje wole endemiczne, a nadmiar molibdenu powoduje endemiczną dnę moczanową. Tego rodzaju wzorce wiążą się z faktem, że organizm człowieka utrzymuje równowagę optymalnych stężeń pierwiastków biogennych – homeostazę chemiczną. Zaburzenie tej równowagi na skutek niedoboru lub nadmiaru tego pierwiastka może prowadzić do różnych chorób.

Oprócz sześciu głównych makroelementów - organogenów - węgla, wodoru, azotu, tlenu, siarki i fosforu, które tworzą węglowodany, tłuszcze, białka i kwasy nukleinowe, makroelementy „nieorganiczne” - wapń, chlor, magnez, potas, sód - i pierwiastki śladowe - miedź, fluor, jod, żelazo, molibden, cynk, a także ewentualnie (sprawdzone na zwierzętach) selen, arsen, chrom, nikiel, krzem, cyna, wanad.

Brak w diecie takich pierwiastków jak żelazo, miedź, fluor, cynk, jod, wapń, fosfor, magnez i niektórych innych prowadzi do poważnych konsekwencji dla zdrowia człowieka.

Należy jednak pamiętać, że nie tylko niedobór, ale i nadmiar składników odżywczych jest dla organizmu szkodliwy, gdyż zostaje zakłócona homeostaza chemiczna. Przykładowo, gdy nadmiar manganu zostanie spożyty z pożywieniem, poziom miedzi w osoczu wzrasta (synergizm Mn i Cu), a w nerkach maleje (antagonizm). Wzrost zawartości molibdenu w żywności prowadzi do wzrostu ilości miedzi w wątrobie. Nadmiar cynku w żywności powoduje zahamowanie aktywności enzymów zawierających żelazo (antagonizm Zn i Fe).

Składniki mineralne, które są niezbędne w znikomych ilościach, stają się toksyczne w wyższych stężeniach.

Wiele pierwiastków (srebro, rtęć, ołów, kadm itp.) Uważa się za toksyczne, ponieważ ich przedostanie się do organizmu nawet w mikroilościach prowadzi do poważnych zjawisk patologicznych. Mechanizm chemiczny toksycznego działania niektórych pierwiastków śladowych zostanie omówiony poniżej.

Elementy biogenne są szeroko stosowane w rolnictwo. Dodanie do gleby niewielkich ilości mikroelementów – boru, miedzi, manganu, cynku, kobaltu, molibdenu – radykalnie zwiększa plonowanie wielu upraw. Okazuje się, że mikroelementy, zwiększając aktywność enzymów w roślinach, sprzyjają syntezie białek, witamin, kwasów nukleinowych, cukrów i skrobi. Niektóre pierwiastki chemiczne korzystnie wpływają na fotosyntezę, przyspieszają wzrost i rozwój roślin oraz dojrzewanie nasion. Mikroelementy dodawane są do pasz dla zwierząt w celu zwiększenia ich produkcyjności.

Różne pierwiastki i ich związki są szeroko stosowane jako leki.

Zatem badanie biologicznej roli pierwiastków chemicznych, wyjaśnienie związku między wymianą tych pierwiastków a innymi substancjami biologicznie czynnymi - enzymami, hormonami, witaminami przyczynia się do tworzenia nowych leków i opracowania optymalnych schematów dawkowania zarówno w celach terapeutycznych, jak i profilaktycznych .

Podstawą badania właściwości pierwiastków, a w szczególności ich roli biologicznej, jest prawo okresowe D.I. Mendelejew. Właściwości fizykochemiczne, a co za tym idzie ich rola fizjologiczna i patologiczna, są określone przez położenie tych pierwiastków w układzie okresowym D.I. Mendelejew.

Z reguły wraz ze wzrostem ładunku jądrowego atomów wzrasta toksyczność pierwiastków danej grupy, a ich zawartość w organizmie maleje. Spadek zawartości wynika oczywiście z faktu, że wiele pierwiastków o długich okresach, ze względu na duże promienie atomowe i jonowe, duży ładunek jądrowy, złożoność konfiguracji elektronowych i małą rozpuszczalność związków, jest słabo wchłanianych przez organizmy żywe. Ciało zawiera lekkie pierwiastki w znacznych ilościach.

Do makroelementów zaliczamy pierwiastki s pierwszego (wodór), trzeciego (sód, magnez) i czwartego (potas, wapń), a także pierwiastki p drugiego (węgiel, azot, tlen) i trzeciego (fosfor, siarka, chlor) okresy. Wszystkie są istotne. Większość pozostałych pierwiastków s i p pierwszych trzech okresów (Li, B, Al, F) jest fizjologicznie aktywna; pierwiastki s i p o dłuższych okresach (n>4) rzadko pełnią rolę niezbędną. Wyjątkiem są pierwiastki S - potas, wapń, jod. Niektóre pierwiastki s i p czwartego i piątego okresu - stront, arsen, selen, brom - są klasyfikowane jako aktywne fizjologicznie.

Wśród pierwiastków D istotne są przede wszystkim pierwiastki czwartego okresu: mangan, żelazo, cynk, miedź, kobalt. W ostatnio Ustalono, że fizjologiczna rola niektórych innych pierwiastków D tego okresu jest niewątpliwa: tytanu, chromu, wanadu.

d-Pierwiastki piątego i szóstego okresu, z wyjątkiem molibdenu, nie wykazują wyraźnej pozytywnej aktywności fizjologicznej. Molibden wchodzi w skład szeregu enzymów redoks (m.in. tlenku ksantyny, oksydazy aldehydowej) i odgrywa ważną rolę w przebiegu procesów biochemicznych.

2. Ogólne aspekty toksyczności metali ciężkich dla organizmów żywych

Kompleksowe badanie problemów związanych z oceną stanu środowiska przyrodniczego pokazuje, że bardzo trudno jest wytyczyć jednoznaczną granicę pomiędzy naturalnymi i antropogenicznymi czynnikami zmian w układach ekologicznych. Ostatnie dziesięciolecia przekonał nas o tym. że wpływ człowieka na przyrodę powoduje nie tylko bezpośrednie, łatwe do zidentyfikowania szkody, ale także powoduje szereg nowych, często ukrytych procesów, które przekształcają lub niszczą środowisko. Procesy naturalne i antropogeniczne zachodzące w biosferze pozostają ze sobą w złożonym związku i współzależności. Zatem na przebieg przemian chemicznych prowadzących do powstania substancji toksycznych wpływa klimat, stan pokrycie gleby, woda, powietrze, poziom radioaktywności itp. W obecnych warunkach, badając procesy chemicznego zanieczyszczenia ekosystemów, pojawia się problem znalezienia naturalnych, głównie za sprawą czynników naturalnych, poziomów zawartości określonych pierwiastków czy związków chemicznych. Rozwiązanie tego problemu możliwe jest jedynie na podstawie wieloletnich, systematycznych obserwacji stanu składników biosfery, zawartości w nich różnych substancji, czyli na podstawie monitoringu środowiska.

Zanieczyszczenie środowisko zawartość metali ciężkich jest bezpośrednio związana z analitycznym monitorowaniem środowiska substancji supertoksycznych, ponieważ wiele z nich wykazuje wysoką toksyczność nawet w śladowych ilościach i może gromadzić się w organizmach żywych.

Główne źródła zanieczyszczeń środowiska naturalnego metalami ciężkimi można podzielić na naturalne (naturalne) i sztuczne (antropogeniczne). Źródła naturalne obejmują erupcje wulkanów, burze piaskowe, pożary lasów i stepów, sole morskie unoszone przez wiatr, roślinność itp. Naturalne źródła zanieczyszczeń mają charakter systematyczny, jednolity lub krótkotrwały i spontaniczny i z reguły mają niewielki wpływ na środowisko. wpływ na ogólny poziom zanieczyszczeń. Głównymi i najniebezpieczniejszymi źródłami zanieczyszczeń przyrody metalami ciężkimi są czynniki antropogeniczne.

W procesie badania chemii metali i ich cykli biochemicznych w biosferze ujawnia się podwójna rola, jaką odgrywają one w fizjologii: z jednej strony większość metali jest niezbędna do normalnego przebiegu życia; z drugiej strony w podwyższonych stężeniach wykazują wysoką toksyczność, czyli działają szkodliwie na kondycję i aktywność organizmów żywych. Granica pomiędzy niezbędnymi i toksycznymi stężeniami pierwiastków jest bardzo niejasna, co utrudnia wiarygodną ocenę ich wpływu na środowisko. Ilość, w której niektóre metale stają się naprawdę niebezpieczne, zależy nie tylko od stopnia skażenia nimi ekosystemów, ale także od właściwości chemicznych ich cyklu biochemicznego. W tabeli 1 pokazuje szereg toksyczności molowej metali dla różne typy organizmy żywe.

Tabela 1. Reprezentatywna sekwencja toksyczności molowej metali

Organizmy Seria toksyczności GlonyНg>Сu>Сd>Fe>Сr>Zn>Со>Мn GrzybyАg>Нg>Сu>Сd>Сr>Ni>Рb>Со>Zn>FeRośliny kwitnąceHg>Рb>Сu>Сd>Сr>Ni>ZnAnnelidsHg >Сu >Zn > Pb> CdFishAg>Hg>Cu>Pb>Cd>Al>Zn>Ni>Cr>Co >Mn>>SrMammalsAg, Hg, Cd> Cu, Pb, Sn, Be>> Mn, Zn, Ni , Fe , Сr >> Sr >Сs, Li, Al

Dla każdego typu organizmu kolejność metali w rzędach tabeli od lewej do prawej odzwierciedla wzrost molowej ilości metalu wymaganej do wywołania efektu toksycznego. Minimalna wartość molowa odnosi się do metalu o największej toksyczności.

V.V. Kowalski ze względu na ich znaczenie dla życia podzielił pierwiastki chemiczne na trzy grupy:

Pierwiastki witalne (niezastąpione) stale zawarte w organizmie (część enzymów, hormonów i witamin): H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu, Co, Fe, Mo, V. Ich niedobór prowadzi do zakłócenia normalnego funkcjonowania ludzi i zwierząt.

Tabela 2. Charakterystyka niektórych metaloenzymów – kompleksów bionieorganicznych

Enzym metaliczny Atom centralny Środowisko liganda Obiekt koncentracji Działanie enzymu Anhydraza węglanowa Zn (II) Reszty aminokwasowe Czerwone krwinki Katalizuje odwracalną hydratację dwutlenku węgla: CO 2+H 2O↔H 2WSPÓŁ 3↔H ++VAT 3Peptydaza karboskiego Zn (II) Reszty aminokwasowe Trzustka, wątroba, jelita Katalizuje trawienie białek, bierze udział w hydrolizie wiązania peptydowego: R 1CO-NH-R 2+H 2O↔R 1-COOH+R 2N.H. 2KatalazaFe (III)Reszty aminokwasowe, histydyna, tyrozynaKrewKatalizuje reakcję rozkładu nadtlenku wodoru: 2H 2O 2= 2H 2O + O 2PeroksydazaFe(III)BiałkaTkanka, krewUtlenianie substratów (RH 2) nadtlenek wodoru: RH 2+H 2O 2= R + 2H 2OksyreduktazaCu(II)Reszty aminokwasówSerce, wątroba, nerkiKatalizuje utlenianie tlenem cząsteczkowym: 2H 2R+O 2= 2R + 2H 2O Karboksylaza pirogronianowa Mn (II) Białka tkankowe Wątroba, tarczyca Nasila działanie hormonów. Katalizuje proces karboksylacji kwasem pirogronowym Oksydaza aldehydowa Mo (VI) Białka tkankowe Wątroba Bierze udział w utlenianiu aldehydów Reduktaza rybonukleotydowa Co (II) Białka tkankowe Wątroba Bierze udział w biosyntezie kwasów rybonukleinowych

• pierwiastki domieszkowe stale zawarte w organizmie: Ga, Sb, Sr, Br, F, B, Be, Li, Si, An, Cs, Al, Ba, Ge, As, Rb, Pb, Ra, Bi, Cd, Cr, Ni, Ti, Ag, Th, Hg, U, Se. Ich biologiczna rola jest słabo poznana lub nieznana.
• pierwiastki zanieczyszczeń występujące w organizmie Sc, Tl, In, La, Pr, Sm, W, Re, Tb itp. Dane dotyczące ilości i roli biologicznej nie zostały wyjaśnione.
• Tabela pokazuje charakterystykę wielu metaloenzymów, które obejmują takie metale życiowe, jak Zn, Fe, Cu, Mn, Mo.
• W zależności od ich zachowania w organizmach żywych metale można podzielić na 5 typów:
• - niezbędne pierwiastki, których brak powoduje zaburzenia funkcjonalne organizmu;
• - stymulanty (zarówno metale niezbędne, jak i niepotrzebne dla organizmu mogą działać pobudzająco);
• pierwiastki obojętne, które w określonych stężeniach są nieszkodliwe i nie mają żadnego wpływu na organizm (na przykład metale obojętne stosowane jako implanty chirurgiczne):
• środki lecznicze stosowane w medycynie;
• pierwiastki toksyczne, w wysokich stężeniach prowadzące do nieodwracalnych zaburzeń funkcjonalnych i śmierci organizmu.
• W zależności od stężenia i czasu kontaktu metal może działać w jednym ze wskazanych typów.
• Rycina 1 przedstawia schemat zależności stanu organizmu od stężenia jonów metali. Pełna krzywa na wykresie opisuje natychmiastową pozytywną reakcję, optymalny poziom i przejście efektu pozytywnego na negatywny po przekroczeniu wartości stężenia wymaganego pierwiastka przez maksimum. Przy wysokich stężeniach niezbędny metal staje się toksyczny.
• Krzywa przerywana pokazuje reakcję biologiczną na metal, który jest toksyczny dla organizmu i nie ma działania pierwiastka niezbędnego lub stymulującego. Krzywa ta pojawia się z pewnym opóźnieniem, co wskazuje na zdolność organizmu żywego do „niereagowania” na niewielkie ilości substancji toksycznej (stężenie progowe).
• Diagram pokazuje, że podstawowe pierwiastki stają się toksyczne w nadmiernych ilościach. Organizm zwierząt i ludzi utrzymuje stężenie pierwiastków w optymalnym zakresie poprzez zespół procesów fizjologicznych zwanych homeostazą. Stężenie wszystkich niezbędnych metali bez wyjątku podlega ścisłej kontroli homeostazy.

• Ryc. 1 Reakcja biologiczna w zależności od stężenia metalu. ( Wzajemne stanowisko warunkowo dwie krzywe względem skali stężeń)
• zatrucie jonami toksyczności metali
• Szczególnie interesująca jest zawartość pierwiastków chemicznych w organizmie człowieka. Narządy człowieka w różny sposób koncentrują różne pierwiastki chemiczne, czyli makro- i mikroelementy są nierównomiernie rozmieszczone pomiędzy różnymi narządami i tkankami. Większość mikroelementów (zawartość w organizmie mieści się w granicach 10 -3-10-5%) gromadzi się w wątrobie, tkance kostnej i mięśniowej. Tkaniny te są głównym magazynem wielu metali.
• Pierwiastki mogą wykazywać specyficzne powinowactwo do określonych narządów i występować w nich w wysokich stężeniach. Wiadomo, że cynk koncentruje się w trzustce, jod w tarczycy, wanad wraz z glinem i arsenem gromadzi się we włosach i paznokciach, kadm, rtęć, molibden w nerkach, cyna w tkankach jelit, stront w gruczole krokowym , tkanka kostna, mangan w przysadce mózgowej itp. W organizmie mikroelementy występują zarówno w stanie związanym, jak i w postaci wolnych form jonowych. Ustalono, że glin, miedź i tytan w tkance mózgowej występują w postaci kompleksów z białkami, natomiast mangan występuje w formie jonowej.
• W odpowiedzi na przyjęcie do organizmu nadmiernych stężeń pierwiastków żywy organizm jest w stanie ograniczyć lub nawet wyeliminować powstały efekt toksyczny dzięki występowaniu określonych mechanizmów detoksykacyjnych. Specyficzne mechanizmy detoksykacji w odniesieniu do jonów metali nie są obecnie dostatecznie zbadane. Wiele metali w organizmie można przekształcić w mniej szkodliwe formy w następujący sposób:
• tworzenie nierozpuszczalnych kompleksów w przewodzie pokarmowym;
• transport metalu wraz z krwią do innych tkanek, gdzie może zostać unieruchomiony (np. Pb+2 w kościach);

- przemiana przez wątrobę i nerki do postaci mniej toksycznej.

Zatem w odpowiedzi na działanie toksycznych jonów ołowiu, rtęci, kadmu itp. Wątroba i nerki człowieka zwiększają syntezę metalotionein – białek o niskiej masie cząsteczkowej, w których około 1/3 reszt aminokwasowych to cysteina . Wysoka zawartość i specyficzne rozmieszczenie grup sulfhydrylowych SH zapewnia możliwość silnego wiązania jonów metali.

Mechanizmy toksyczności metali są ogólnie dobrze znane, jednak bardzo trudno jest je znaleźć dla konkretnego metalu. Jednym z tych mechanizmów jest koncentracja metali niezbędnych i toksycznych w wyniku obecności miejsc wiązania w białkach, ponieważ jony metali stabilizują i aktywują wiele białek, będących częścią wielu układów enzymatycznych. Ponadto wiele makrocząsteczek białek ma wolne grupy sulfhydrylowe, które mogą oddziaływać z toksycznymi jonami metali, takimi jak kadm, ołów i rtęć, powodując skutki toksyczne. Nie ustalono jednak dokładnie, które makrocząsteczki powodują szkody w żywym organizmie. Nie zawsze przejaw toksyczności jonów metali w różnych narządach i tkankach jest związany ze stopniem ich akumulacji – nie ma gwarancji, że największe szkody wystąpią w tej części ciała, w której występuje ich stężenie tego metalu wyższy. Zatem jony ołowiu (II), stanowiące ponad 90% całkowitej ilości w organizmie unieruchomione w kościach, wykazują toksyczność z uwagi na 10% dystrybucji w innych tkankach organizmu. Unieruchomienie jonów ołowiu w kościach można uznać za proces detoksykacji.

Toksyczność jonu metalu zwykle nie jest związana z jego zapotrzebowaniem na organizm. Jednak ze względu na toksyczność i konieczność jest jeden wspólną cechą: Z reguły istnieje związek pomiędzy jonami metali od siebie, a także pomiędzy jonami metali i jonów niemetali, w ogólnym wkładzie w skuteczność ich działania. Na przykład toksyczność kadmu jest bardziej wyraźna w systemie z niedoborem cynku, a toksyczność ołowiu pogłębia się z powodu niedoboru wapnia. Podobnie, adsorpcja żelaza z żywności roślinnej jest hamowana przez obecne w niej ligandy kompleksujące, a nadmiar jonów cynku może hamować adsorpcję miedzi itp.

Ustalenie mechanizmów toksyczności jonów metali jest często skomplikowane ze względu na istnienie różnych dróg ich przenikania do organizmu żywego. Metale mogą przedostawać się z pożywieniem, wodą, wchłaniać się przez skórę, wdychać itp. Absorpcja z pyłem jest główna ścieżka penetracja wskutek zanieczyszczeń przemysłowych. W wyniku wdychania większość metali osadza się w płucach i dopiero potem przedostaje się do innych narządów. Jednak najczęstszą drogą dostania się metali toksycznych do organizmu jest żywność i woda.

Bibliografia

1. Karapetyants M.Kh., Drakin S.I. Chemia ogólna i nieorganiczna. - M.: Chemia, 1993. - 590 s.

Achmetow N.S. Chemia ogólna i nieorganiczna. Podręcznik dla uniwersytetów. - M.: Wyżej. szkoła, 2001. - 679 s.

Drozdov D.A., Zlomanov V.P., Mazo G.N., Spiridonov F.M. Chemia nieorganiczna. W 3 tomach. T. Chemia pierwiastków przejściowych. / wyd. Yu.D. Tretiakow – M.: Wydawnictwo. „Akademia”, 2004, 368 s.

5. Tamm I.E., Tretyakov Yu.D. Chemia nieorganiczna: w 3 tomach, T.1. Fizykochemiczne podstawy chemii nieorganicznej. Podręcznik dla studentów / wyd. Yu.D. Tretiakow. - M.: Wydawnictwo. „Akademia”, 2004, 240 s.

Korżukow N.G. Chemia ogólna i nieorganiczna. Podręcznik Korzyść. /wyd. VI Delyana-M.: Wydawnictwo. MISIS: INFRA-M, 2004, 512 s.

Ershov Yu.A., Popkov V.A., Berlyand A.S., Knizhnik A.Z. Chemia ogólna. Chemia biofizyczna. Chemia pierwiastków biogennych. Podręcznik dla uniwersytetów. /wyd. Yu.A. Erszowa. wyd. 3, - M.: Integral-Press, 2007. - 728 s.

Glinka N.L. Chemia ogólna. Seminarium dla uniwersytetów. wyd. 30. poprawione./ wyd. sztuczna inteligencja Ermakowa. - M.: Integral-Press, 2007, - 728 s.

Czernych, M.M. Owczarenko. Metale ciężkie i radionuklidy w biogeocinozach. - M.: Agroconsult, 2004.

N.V. Gusakowa. Chemia środowiska. - Rostów nad Donem, Phoenix, 2004.

Baleckaja L.G. Chemia nieorganiczna. - Rostów nad Donem, Phoenix, 2005.

M. Henze, P. Armoes, J. Lyakuriansen, E. Arvan. Oczyszczanie ścieków. - M.: Mir, 2006.

Korovin N.V. Chemia ogólna. - M.: Wyżej. szkoła, 1998. - 558 s.

Petrova V.V. i inne. Przegląd właściwości pierwiastków chemicznych i ich związków. Podręcznik do kursu Chemia w Mikroelektronice. - M.: Wydawnictwo MIET, 1993. - 108 s.

Kharin A.N., Kataeva N.A., Kharina L.T. Kurs chemii. - M.: Wyżej. szkoła, 1983. - 511 s.

Skład pierwiastkowy organizmu

Przez skład chemiczny komórki różne organizmy mogą się znacznie różnić, ale składają się z tych samych elementów. W komórkach D.I. znaleziono około 70 elementów układu okresowego. Mendelejewa, ale tylko 24 z nich są ważne i stale występują w organizmach żywych.

Makroskładniki – tlen, węglowodór, wodór, azot – wchodzą w skład cząsteczek substancji organicznych. Do makroelementów zaliczono ostatnio potas, sód, wapń, siarkę, fosfor, magnez, żelazo i chlor. Ich zawartość w komórce to dziesiąte i setne procenta.

Magnez jest częścią chlorofilu; żelazo – hemoglobina; fosfor – tkanka kostna, kwasy nukleinowe; wapń – w kościach, skorupiaki, siarka – w składzie białek; jony potasu, sodu i chloru biorą udział w zmianie potencjału błony komórkowej.

Mikroelementy są reprezentowane w komórce przez setne i tysięczne procenta. Są to cynk, miedź, jod, fluor, molibden, bor itp.

Mikroelementy wchodzą w skład enzymów, hormonów i pigmentów.

Ultramikroelementy – pierwiastki, których zawartość w komórce nie przekracza 0,000001%. Są to uran, złoto, rtęć, cez itp.

Woda i jej znaczenie biologiczne

Woda ilościowo zajmuje pierwsze miejsce wśród związków chemicznych we wszystkich komórkach. W zależności od rodzaju komórek, ich stanu funkcjonalnego, rodzaju organizmu i warunków, w jakich występuje, jego zawartość w komórkach znacznie się różni.

Komórki kostne zawierają nie więcej niż 20% wody, tkanka tłuszczowa – około 40%, komórki mięśniowe – 76%, a komórki płodowe – ponad 90%.

Uwaga 1

W komórkach każdego organizmu ilość wody zauważalnie maleje wraz z wiekiem.

Stąd wniosek, że im wyższa jest aktywność funkcjonalna organizmu jako całości i każdej komórki z osobna, tym większa jest w nich zawartość wody i odwrotnie.

Uwaga 2

Warunkiem żywotnej aktywności komórek jest obecność wody. Jest główną częścią cytoplazmy, utrzymuje jej strukturę i stabilność koloidów tworzących cytoplazmę.

O roli wody w komórce decydują jej właściwości chemiczne i strukturalne. Wynika to przede wszystkim z małego rozmiaru cząsteczek, ich polarności i zdolności do łączenia się za pomocą wiązań wodorowych.

Wiązania wodorowe tworzą atomy wodoru związane z atomem elektroujemnym (zwykle tlenem lub azotem). W tym przypadku atom wodoru uzyskuje tak duży ładunek dodatni, że może utworzyć nowe wiązanie z innym atomem elektroujemnym (tlenem lub azotem). Cząsteczki wody, których jeden koniec ma ładunek dodatni, a drugi ładunek ujemny, również wiążą się ze sobą. Taka cząsteczka nazywa się dipol. Bardziej elektroujemny atom tlenu jednej cząsteczki wody jest przyciągany do dodatnio naładowanego atomu wodoru innej cząsteczki, tworząc wiązanie wodorowe.

Dzięki temu, że cząsteczki wody są polarne i zdolne do tworzenia wiązań wodorowych, woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem substancji polarnych zwanych hydrofilowy. Są to związki jonowe, w których naładowane cząstki (jony) dysocjują (oddzielają się) w wodzie po rozpuszczeniu substancji (soli). Tę samą zdolność mają niektóre związki niejonowe, których cząsteczka zawiera grupy naładowane (polarne) (w cukrach, aminokwasach, alkoholach prostych są to grupy OH). Substancje składające się z cząsteczek niepolarnych (lipidów) są praktycznie nierozpuszczalne w wodzie, to znaczy hydrofobowe.

Kiedy substancja przechodzi do roztworu, jej cząstki strukturalne (cząsteczki lub jony) mogą poruszać się swobodniej, w związku z czym wzrasta reaktywność substancji. Z tego powodu woda jest głównym medium, w którym przebywa większość reakcje chemiczne. Ponadto wszystkie reakcje redoks i reakcje hydrolizy zachodzą przy bezpośrednim udziale wody.

Woda ma najwyższe ze wszystkich ciepło właściwe znane substancje. Oznacza to, że przy znacznym wzroście energii cieplnej temperatura wody wzrasta stosunkowo nieznacznie. Dzieje się tak na skutek wykorzystania znacznej ilości tej energii do rozerwania wiązań wodorowych, które ograniczają ruchliwość cząsteczek wody.

Woda, dzięki swojej dużej pojemności cieplnej, stanowi ochronę tkanek roślinnych i zwierzęcych przed silnymi i szybkimi wzrostami temperatury, a wysokie ciepło parowania jest podstawą niezawodnej stabilizacji temperatury ciała. Potrzeba znacznej ilości energii do odparowania wody wynika z faktu, że pomiędzy jej cząsteczkami istnieją wiązania wodorowe. Energia ta pochodzi z otoczenia, zatem parowaniu towarzyszy ochłodzenie. Proces ten można zaobserwować podczas pocenia się, w przypadku dyszenia termicznego u psów, ma on także znaczenie w procesie chłodzenia organów transpirujących roślin, zwłaszcza w warunkach pustynnych oraz w warunkach suchych stepów i okresów suszy w innych rejonach.

Woda ma również wysoką przewodność cieplną, co zapewnia równomierne rozprowadzanie ciepła po całym ciele. Dzięki temu nie ma ryzyka powstania lokalnych „gorących punktów”, które mogłyby spowodować uszkodzenie elementów ogniwa. Oznacza to, że wysoka pojemność cieplna właściwa i wysoka przewodność cieplna cieczy sprawiają, że woda jest idealnym medium do utrzymania optymalnego reżimu cieplnego organizmu.

Woda charakteryzuje się wysokim napięciem powierzchniowym. Ta właściwość jest bardzo ważna dla procesów adsorpcji, ruchu roztworów przez tkanki (krążenie krwi, ruch w górę i w dół przez roślinę itp.).

Woda jest wykorzystywana jako źródło tlenu i wodoru, które są uwalniane podczas lekkiej fazy fotosyntezy.

Do ważnych właściwości fizjologicznych wody należy jej zdolność do rozpuszczania gazów ($O_2$, $CO_2$ itp.). Ponadto woda jako rozpuszczalnik uczestniczy w procesie osmozy, który odgrywa rolę ważną rolę w życiu komórek i organizmu.

Właściwości węglowodorów i ich rola biologiczna

Jeśli nie weźmiemy pod uwagę wody, możemy powiedzieć, że większość cząsteczek komórki należy do związków węglowodorowych, tzw. organicznych.

Uwaga 3

Jego bazę chemiczną stanowią węglowodory, posiadające wyjątkowe właściwości chemiczne niezbędne do życia.

Ze względu na swoje niewielkie rozmiary i obecność czterech elektronów w zewnętrznej powłoce atom węglowodoru może tworzyć cztery silne wiązania kowalencyjne z innymi atomami.

Najważniejsza jest zdolność atomów węglowodorów do łączenia się w łańcuchy, pierścienie, a ostatecznie szkielet dużych, złożonych cząsteczek organicznych.

Ponadto łatwo tworzą się węglowodory wiązania kowalencyjne z innymi składnikami odżywczymi (zwykle $H, Mg, P, O, S$). To wyjaśnia istnienie astronomicznej ilości różnych związków organicznych, które zapewniają istnienie organizmów żywych we wszystkich jego przejawach. Ich różnorodność przejawia się w strukturze i wielkości cząsteczek, ich właściwości chemiczne, stopień nasycenia szkieletu węglowego i różne formy cząsteczek, co jest określone przez kąty wiązań wewnątrzcząsteczkowych.

Biopolimery

Są to wielkocząsteczkowe (masa cząsteczkowa 103 - 109) związki organiczne, których makrocząsteczki składają się z dużej liczby powtarzających się jednostek - monomerów.

Do biopolimerów zaliczają się białka, kwasy nukleinowe, polisacharydy i ich pochodne (skrobia, glikogen, celuloza, hemiceluloza, pektyna, chityna itp.). Monomerami dla nich są odpowiednio aminokwasy, nukleotydy i monosacharydy.

Uwaga 4

Około 90% suchej masy komórki składa się z biopolimerów: w roślinach przeważają polisacharydy, a u zwierząt przeważają białka.

Przykład 1

W komórce bakteryjnej występuje około 3 tysiące rodzajów białek i 1 tysiąc kwasów nukleinowych, a u człowieka liczbę białek szacuje się na 5 milionów.

Biopolimery nie tylko stanowią podstawę strukturalną organizmów żywych, ale także odgrywają rolę przewodnią w procesach życiowych.

Podstawą strukturalną biopolimerów są łańcuchy liniowe (białka, kwasy nukleinowe, celuloza) lub rozgałęzione (glikogen).

I kwasy nukleinowe, reakcje immunologiczne, reakcje metaboliczne - i są przeprowadzane w wyniku tworzenia kompleksów biopolimerowych i innych właściwości biopolimerów.