Краткое содержание: Параграф § 5 / Биология 10 класс

Химический состав живых организмов и его особенности

Параграф знакомит с особенностями химического состава живых организмов. Указывается, что живые системы содержат около 80 химических элементов, но лишь небольшая часть из них находится в значительных количествах. Макроэлементы, такие как кислород, углерод, водород и азот, составляют около 96% массы организма. Элементы, присутствующие в очень малых дозах (менее 0,01%), называются микроэлементами. Таблица 1 демонстрирует различия в содержании некоторых элементов в организме человека и земной коре, подчеркивая, что жизнь избирательно накапливает определенные элементы.

Атомы, молекулы и химические связи

Обсуждаются базовые структурные единицы: атом (неделимая частица элемента) и молекула (соединение атомов). Объясняется, что образование молекул происходит за счет химических связей, самыми важными из которых являются ковалентная и ионная. Ковалентная связь образуется за счет обобществления валентных электронов и является основной в органических молекулах. Ионная связь возникает при большой разнице в электроотрицательности, приводящей к полному переходу электронов и образованию ионов (катионов и анионов).

Органические и неорганические вещества

Проводится различие между неорганическими (вода, минеральные соли) и органическими веществами, которые являются соединениями углерода, за исключением небольшого числа исключений. Уникальные особенности атома углерода, такие как его способность образовывать четыре прочные ковалентные связи и формировать длинные цепи, разветвленные и циклические структуры, объясняют огромное разнообразие органических молекул. Эти структуры составляют углеродный скелет, основу всех биомолекул.

Биополимеры и их типы

Органические вещества представлены как низкомолекулярными, так и высокомолекулярными соединениями, известными как биополимеры. Биополимеры состоят из многократно повторяющихся звеньев — мономеров. Выделяют гомополимеры (из одинаковых мономеров, например, крахмал из глюкозы) и гетерополимеры (из разных мономеров, например, белки из аминокислот). В свою очередь, они могут быть регулярными (с упорядоченным чередованием) или нерегулярными (с уникальной последовательностью, например, ДНК, РНК, белки).

Проблема углеродной и кремниевой жизни

В завершающем разделе поднимается вопрос о возможности существования жизни, основанной не на углероде. Кремний, находящийся в той же группе Периодической системы, рассматривается как главный альтернативный кандидат для создания структурно-образующих полимеров (силонов). Обсуждаются причины доминирования углерода на Земле и теоретические условия, при которых могла бы развиться кремниевая жизнь (например, на планетах с очень высокими температурами и давлением), а также упоминается роль кремния в некоторых земных организмах (например, в панцирях диатомовых водорослей).