Η ΧΗ ΧΗΜΕΊΑΗΜΕΊΑ ΤΗΣΤΗΣ Ζ ΖΩΉΣΩΉΣ

H Βιολογία σήμερα ορίζει ως προϋποθέσεις ενός ζωντανού όντος:➢ τον μεταβολισμό, την πρόσληψη δηλαδή ουσιών από το περιβάλλον (τροφή) και την επε­

ξεργασία τους για την παραγωγή ενέργειας που θα χρησιμοποιηθεί στις λειτουργίες του όντος.

➢ την αναπαραγωγή.

Επίπεδα οργάνωσης της ζωής:

➢ Μόριο➢ Κύτταρο➢ Οργανισμός➢ Οικοσύστημα

Γενικά χημικά χαρακτηριστικά της ζωής:

➢ Η δομή των κυτταρικών συστατικών είναι προσαρμοσμένη στη λειτουργία τους.➢ Όλοι οι οργανισμοί συνίστανται από το ίδιο είδος χημικών μορίων, ένδειξη της κοινής κατα­

γωγής➢ Η έμβια ύλη αποτελείται από χημικά μόρια, όπως και η άβια, και υπόκεινται στους ίδιους

φυσικοχημικούς νόμους με αυτή.➢ Κάθε επίπεδο οργάνωσης της ζωής εμφανίζει ιδιότητες που δεν υπήρχαν στο προηγούμενο

επίπεδο και δεν «επεξηγούνται» από τις ιδιότητες των μερών του.

Αναλογία εμφάνισης των χημικών στοιχείων στα έμβια και στα άβια:

Στο φλοιό της Γης υπάρχουν 92 χημικά στοιχείαΜΟΝΟ τα 27 είναι απαραίτητα στα έμβια όντα. Ορισμένα μάλιστα χρειάζονται σε εξαιρε­τικά μικρές ποσότητες και είναι γνωστά ως ιχνοστοιχεία.

Το 96% w/w (κατά βάρος) των απαραίτητων χημικών στοιχείων για τη ζωή είναι τα:Άνθρακας (C), Υδρογόνο (Η), Οξυγόνο (Ο) και Άζωτο (Ν).

Γιατί υπάρχουν διαφορές στις αναλογίες των χημικών στοιχείων μεταξύ άβιων και έμβιων ορ­γανισμών;

Τα βιομόρια, τα μόρια που συνθέτουν οι οργανισμοί πρέπει να έχουν:i. σταθερότητα, ώστε να είναι σταθερές οι δομές των κυττάρων και των οργανισμών, καιii. ποικιλομορφία, ώστε να εξυπηρετούν τις ποικίλες λειτουργίες των έμβιων οργανισμών.

1

Ασχολείται με τα γνωρίσματα και τη συμπεριφορά των οργανισμών, εξετάζει πώς δη­μιουργούνται τα είδη και τα μεμονωμένα μέλη τους, μελετά δε τις αλληλεπιδράσεις με­ταξύ τους και με το περιβάλλον.

Νίκος Γαλάνης2ο Λύκειο Ηρακλείου

Η Βιολογία είναι η επιστήμη της ζωής (από τις ελληνικές λέξεις βίος = ζωή και λόγος = δι­ήγηση, εξήγηση, λογική).

ΠορείαΜελέτης

Όμως, ιδιότητες που να εξασφαλίζουν τη δημιουργία βιομορίων με αυτά τα χαρακτηριστικά έχουν μόνον ορισμένα χημικά στοιχεία, κυρίως τα C, H, O και Ν. Χάρη στις ιδιότητες τους αυ­τές μπορούν:

i. Να σχηματίζουν ισχυρούς, άρα σταθερούς, ομοιοπολικούς δεσμούς μεταξύ τους,ii. να συνδέονται με απλούς ή, εκτός του Η, πολλαπλούς δεσμούς με άλλα στοιχεία,iii. να σχηματίζουν και πολλούς άλλους, μη ομοιοπολικούς, ασθενείς δεσμούς (π.χ. δεσμούς

υδρογόνου)

Ερωτήσεις για το σπίτι:

(1) Ποια είναι τα κύρια χημικά στοιχεία που συμμετέχουν στο σχηματισμό των βιομορίων; Ποια χημικά στοιχεία ονομάζονται ιχνοστοιχεία;

(2) Ποιες σημαντικές ιδιότητες για τη ζωή έχει ο άνθρακας;

(3) Γιατί είναι σημαντικό το νερό (Η2Ο) για τα κύτταρα;

(4) Να χαρακτηρίσετε με Σ (σωστό) ή με Λ (λάθος) τις παρακάτω προτάσεις:

i. Η έμβια και η άβια ύλη διέπονται από τους ίδιους φυσικοχημικούς κανόνες.

ii. Η δομή των συστατικών των κυττάρων είναι τέτοια, ώστε όλα να επιτελούν την ίδια λει­τουργία.

iii. Στα κύτταρα των οργανισμών έχουν ανιχνευθεί πάνω από 92 στοιχεία από τα οποία μόνο τα 27 είναι απαραίτητα για τη ζωή.

iv. Βιομόρια λέγονται τα μόρια που παράγονται από τους οργανισμούς και αποτελούν βασι­κά δομικά ή λειτουργικά συστατικά τους.

v. Τα άτομα καθενός από τα στοιχεία που επικρατούν στη δομή των βιομορίων μπορούν (με εξαίρεση το υδρογόνο) να παίρνουν μέρος στο σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών.

vi. Η κοινή σύσταση των οργανισμών είναι ένδειξη της κοινής ρίζας τους.

2

Νερό (ΗΝερό (Η22Ο):Ο):➢ Αποτελεί το εξωτερικό περιβάλλον για όλα τα κύτταρα

• Άμεσα (π.χ. μονοκύτταρη αμοιβάδα)

• Έμμεσα (ως μεσοκυττάριο υγρό, π.χ. για τα ανθρώπινα κύτταρα)

➢ Το εσωτερικό περιβάλλον του κυττάρου είναι υδατικό (80% της μάζας). Η χημεία μέσα στο κύτταρο είναι υδατική. Τα περισσότερα συστατικά των κυττάρων είναι ευ­διάλυτα στο νερό, έτσι μετακινούνται εύκολα και έρχονται σε επαφή με άλλα, με τα οποία αντιδρούν παράγοντας χρήσιμα προϊόντα.

➢ Συμμετέχει σε ορισμένες χημικές αντιδράσεις (όπως στην υδρόλυση μακρομορίων, δηλαδή στη διάσπαση ενός δεσμού με προσθήκη Η2Ο)