Органогены примеры: Органогены — Справочник химика 21

Свойства и биологическая роль органогенных элементов. — Студопедия

Элементы органогены и другие

Важные p-элементы

Свойства и биологическая роль органогенных элементов.

Углерод.Этому элементу принадлежит наиглавнейшая роль в образовании биосистем. Атомы углерода, благодаря особенностям строения наружной электронной оболочки (четыре электрона в возбужденном состоянии, способных к образованию sp³, sp² и sp-гибридизации), образуют крепкие и энергоемкие связи – простые, двойные или тройные. Они связываются между собой в линейные, разветвленные и циклические структуры. Присоединяя к себе гетероатомы, образуют замкнутые гетероциклы. Среди гетероциклов существует большое количество биологически-активных соединений.

В настоящее время количество органических веществ, существующих в природе или образованы синтетически насчитывает около 10 млн. К ним принадлежит и большое число биоорганических соединений – биополимеров( белки, нуклеиновые кислоты, углеводы), биорегуляторы

(ферменты, гормоны, витамины) и синтетические физиологически-активные вещества. Они являются объектами изучения биоорганической химии, которая изучает химическое строение и свойства соединений углерода, которые входят в состав организмов.

Поскольку атомы углерода могут иметь различные степени окисления и находиться в одних и тех же молекулах в различных степенях окисления, то это тоже служит причиной многообразия соединений этого элемента.

Среди неорганических соединений углерода мы отметим особо его оксиды – СО₂ и СО.

Монооксид углерода или угарный газ (СО) – это бесцветный, очень ядовитый газ, который образуется при неполном сгорании разных видов топлива. Как мы уже говорили, с гемоглобином крови от образует стойкое комплексное соединение карбогемоглобин, которое в отличие от гемоглобина не способна переносить кислород от легких в ткани. Поэтому, даже при незначительной концентрации СО в воздухе наступает отравление организма человека. Антидотом при отравлении угарным газом является кислород в специальной барокамере.

Цианид водорода (НСN) при нормальных условиях – хорошо растворимая жидкость. Ее раствор в воде – это синильная кислота. Эта кислота и ее соли являются ядовитыми веществами. Даже в мизерных дозах они смертельно действуют на организм. Механизм их отравляющего действия заключается в том, что он образует комплексные соединения, особенно с двухвалентным катионом железа, который входит в состав ферментов, отвечающих за дыхание. И минимальное количество солей синильной кислоты вызывает паралич дыхательных путей.

Но в микроколичествах цианид-ионы образуются в организме и используются им для построения некоторых биоструктур, например, цианокобаломина (витамина В₁₂). В молекуле этого витамина цианид-ионы выполняют роль лигандов в составе хелатного комплекса.

Важным соединением углерода является диоксид углерода СО₂ (углекислый газ), который является конечным продуктом биологического окисления в клетках разных биосубстратов – глюкозы, липидов и, в меньшей степени, — белков.

В химическом отношении СО₂ – кислотный оксид, ангидрид угольной кислоты. Он плохо растворим в воде. Угольная кислота – это слабая двухосновная кислота. Поэтому в смеси с солями этой кислоты действует в организме в качестве буферной системы крови.

Содержание углекислого газа в атмосфере воздуха составляет приблизительно 0,03% по объему. Он играет важную роль в поддержании определенного постоянного температурного режима на поверхности Земли, поскольку молекулы углекислого газа способны накапливать УФ-излучения, предотвращая выход тепла за пределы атмосферы. Но в последнее время из-за активной производственнолй деятельности человека наблюдается постоянное увеличение концентрации углекислого газа в воздухе, что может привести к глобальным климатическим изменением – „парниковому эффекту”.

Водород (Н) и Кислород (О). В организме человека сождержится приблизительно 10% по массе Водорода и 62, 4% кислорода. Основная масса этих элементов находится в виде ковалентных соединений с другими неметаллами – углеродом, азотом, фосфором, серой в составе биологически активных веществ, поскольку входят в состав углеводов, белков и жиров. Поскольку атомы водорода являются донорами електронов, они участвуют во всех окислительно-восстановительных реакциях в организме. Энергия этих электронов используется на образование таких високоэнергетических соединений как молекулы АТФ, АДФ и др.

Также, протоны водорода играют важную роль в поддержании кислотно-основного равновесия в организме, катализируют реакции окисления молекул пищевых продуктов, принимают участие в переваривании пищи, поскольку входят в состав соляной кислоты – важного компонента желудочного сока.

Наиболее важное значение для фцнкционирования биосистем имеет кислород. Как элемент-органоген он входит в состав огромного числа кислородсодержащих органических биомолекул – белков, жиров, фосфолипидов, нуклеиновых кислот, ферментов, витаминов и т.д.

Без кислорода не может функцилонировать ни одна клеточка живого организма, поскольку он принимает участие во всех обменных реакциях, происходящих на клеточном уровне. Во всех окислительных реакциях он выступает в роли окислителя, то есть акцептором электронов. Окисление органических веществ сопровождается огромным выбросом энергии, которые накапливаются в макроэргических связях АТФ и служат для выполнения организмов разного вида работы.

Кислород необходим для осуществления одного из наиважнейших процессов – дыхания. Это сложный многоступенчатый процесс. Химизм его заключается в следующем. Кислород, поступая из легких в кровь с гемоглобином, в виде оксигемоглобина, преносится в ткани и клетки, где происходят множественные процессы окисления органических веществ.

Таким образом, кислород и водород являются носителями окислительно-восстановительных реакций в организме. Они играют важную роль в обмене энергии и веществ, поскольку основное количество энергии в организме вырабатывается за счет окислительно-восстановительных процессов, которые называют биологическим окислением.

Азот. Входит в состав молекул огромного количества биологически активных веществ – белков, витаминов, гормонов, нуклеиновых кислот и др. Общее содержание азота в организме человека составляет 3,1% по массе. Он обязательно является составляющей всех белковых молекул, играет огромную роль в обмене веществ. Входит в состав гетороцикличных соединений, которые являются компонентами аминокислот инуклеиновых кислот – ДНК, РНК.

Азот образует ковалентные связи с другими молекулами-0органогенами, которые легко расщепляются под действием ферментов.

Молекулярный азот, находящийся в атмосфере не может усваиваться человеческим организмом в том виде. Поскольку характеризуется высокой термодинамической стойкостью.

Биологический процесс связывания атмосферного азота до аммиака осуществляется под действием фермента нитрогеназы. Этот процесс является очень важным, поскольку фиксация азота является необходимым условием существования жизни.

Азот образует множество соединений с нерганическими веществами, важыми с точки зрения применения в медицине являются аммиак, соли азотной и азотистой кислот.

Аммиак используется в медицинской практике в виде нашатырного спирта (10% водный раствор аммиака).

Оксид азота, который является продуктом распада азотной и азотистой кислот является в организме человека регулятором сердечно-сосудистой дестельности и поддерживает тонус кровеносных сосудов. При маленьком его количестве используют такие лекарственные препараты как нитроглицерин или амилнитрит, которые являютя сильными сосудорасширяющими средствами.

Сера – еще один из элементов-органогенов. В живых организмах сера входит в состав аминокислот (цистеин, цистин, метионин), белков, липидов, в состав некоторых витаминов (В₁ , В₁₂ и др.) , а также биорегуляторов – (инсулин). Большое количество его содержится в кератине, в волосах, костях, нервных клетках, массовая доля его в организме взрослого человека составляет около 0,16%.

С биохимической точки зрения функцуия этого элемнта состоит в его способности образовывать связи типа – S – S – в составе полипептидных цепочек протеинов. Эти дисульфидные мостики помогают в постоении пространственной конфигурации молекул белков и являются условием их нормального функционирования.

Фосфор в своих соединениях може проявлять валентность Ш и Y. Наиболее стойкими из них яаляются соединения с валентностью Y, среди которых важное биологическое значение имеют соли ортофосфорной кислоты.

Фосфор называют «элементом жизни и мышления», поскольку он играет существенную роль в обмене веществ и энергии. В виде фосфат-ионов, он входит в сосав нуклеотидов, которые являются мономерными единицами нуклеиновых кислот (РНК, ДНК). Нуклеиновые кислоты – это полимеры, которые обеспечивают сохранение и передачу наследственной инфоромации. Некоторые нуклеотиды принимают участие в обмене веществ, выполняя функцию коферментов.

Биоорганические молекулы, которые состоят из азотсодержащих оснований и углевода пентозы, называют нуклеозидами. Нуклеозиды, взаимодействуя с фосфорной кислотой, образуют моно-, ди- и триаденозинфосфаты (АМФ, АДФ, АТФ). Связывание фосфорной кислоты биоорганическими молекулами с образованием их эфиров или амидов называют биологическим фосфорелированием, а образование АТФ из АДФ и неорганического фосфата получило название окислительного фосфорелирования.

Аденозинфосфаты содержатся в митохондриях клеток и принимают участие в энергетическом обмене. Важная роль принадлежит молекуле АТФ, которая является источником и аккумулятором энергии организма. В результате гидролиза АТФ под действием фермента АТФ-азы выделяется 30,5 кДж свободной энергии Гиббса на 1 моль кислоты, которая используется для сокращения мышц, биосинтеза белков и нуклеиновых кислот и мембранного транспорта.

Хорошо растворимые в воде неорганические фосфаты входят в состав фосфатной буферной системы, которая в комплексе с другими буферными системами обеспечивает постоянное значение рН крови.

Фосфор является основным компонентом минеральной основы костной ткани и зубов, а также зубной эмали.

В организме содержится в среднем 650 г фосфатов, из них более 80% находится в скелете, а остальное количество во внутриклеточной и внеклеточной жидкостях. Суточная норма организма в фосфоре составляет1,0 – 1,3 г. При его недостатке, особенно в комплексе с кальцием и витамином D, развивается рахит.

Элементы органогены — Справочник химика 21

    Органическая химия изучает соединения углерода, хотя, положим, углекислый газ — неорганическое вещество. Далее выяснилось, что в основном это углеводороды С Н , затем было уточнено, что основу органических веществ составляют элементы — органогены. Это, кроме углерода и водорода, кислород, азот, сера, галогены, фосфор. Кроме этих основных атомов, в состав органических соединений входят почти все элементы периодической системы, но в малых количествах. А основу составляют все же углерод и водород. Но вот что поразительно. Сейчас известно свыше 20 млн. химических соединений, из них раз в сто меньше неорганических. Получается, что фактически два элемента [c.11]
    Углерод при этом всегда окружен восемью электронами — октетом — той же наиболее устойчивой группой электронов, что и во внешней оболочке ближайшего благородного газа — неона, а водород — двумя электронами, что соответствует электронной оболочке атома гелия. Согласно теорий Льюиса, все другие элементы органогены также окружены электронной оболочкой ближайшего благородного газа (Ne или Аг) — октетом. Однако в то время как в благородном газе октет полностью принадлежит атому элемента, в углероде электроны октета полностью обобщены (попарно) углеродом и связанными с ним атомами. В других элементах (О, N, 8, галоиды) из четырех электронных пар октета часть [c.21]

    Если вещество содержит только элементы-органогены С, Н, О и М, то суммарное число атомов углерода, кислорода и азота в молекуле можно определить из отношения УИ/14, поскольку значения атомных масс С, О и N лежат в узких пределах от 12 до 16. Например, если в спектре не содержащего азот вещества с М = 70 обнаружена полоса карбонила, то обсуждаться могут только несколько вариантов состава с суммой числа атомов С и О, равной пяти (70/14), а именно Сз + СО, Сг + ОСО, С + 2СО. [c.21]

    В литературе мы встречаем весьма немногочисленные примеры использования полярографии в органическом элементном анализе [1]. Это отчасти объясняется, по-видимому, тем, что после разложения органического вещества основные элементы-органогены — углерод, азот, сера, галогены — оказываются в растворе в виде анионов. Последние же недоступны для прямого определения методами классической полярографии с ртутным капельным катодом. В данном случае оказываются приемлемыми косвенные методы, анодная полярография, а также приемы предварительного превращения интересующего элемента в электроактивную форму. [c.155]

    Нами показана принципиальная возможность полярографического серийного косвенного определения и основного элемента-органогена — углерода. [c.159]

    Приведенная программа 20 содержит 105 шагов и, вследствие этого, предназначена для моделей МК-61, МК-52. Рациональное использование ее возможно для определения брутто-формул молекулярных ионов соединений с массами не более 150—200 (ограничивается временем вычислений до 20—30 мин), содержащих только четыре основных элемента-органогена (С, Н, N, [c.29]

    Органические соединения, содержащие кроме С и Н галогены, кислород, азот и другие элементы-органогены, построены в основном так же, как и углеводороды. [c.333]

    Для жизни растений прежде всего необходимы элементы — органогены углерод, водород, кислород и азот, а также зольные элементы — калий, кальций, магний, железо, фосфор и сера. Кроме того, растения нуждаются в микроэлементах — боре, марганце, цинке, меди и молибдене. [c.395]

    В первом случае все изотопные пики располагаются в сторону больших масс от основного пика молекулярных ионов, они не перекрываются с сигналами ионов [М — пН]+, обычно легко опознаются и интерпретируются. К элементам первого типа относятся основные элементы-органогены С, Н, Ы, О, а также 5 и Si, тяжелые изотопы которых отличаются от основных на 1—2 а. е. м. и содержатся в количествах до 5%, причем С, Н и N содержат только один тяжелый изотоп. [c.62]

    Разработанная рациональная совокупность методов охватывает определение около шестидесяти элементов Периодической системы. Среди них — основные элементы-органогены — углерод, водород, азот и кислород, а также многие неметаллы и металлы, называемые далее гетероэлементами. Созданные методы основаны на применении как модифицированных классических (экспресс-гравиметрия, титриметрия), так и инструментальных способов анализа (спектрофотометрия, полярография, кулонометрия, атомно-абсорбционный и рентгенофлуоресцентный анализ). [c.5]

    Углерод при этом всегда окружен восемью электронами — октетом— той же наиболее устойчивой группой электронов, что и во внешней оболочке ближайшего благородного газа — неона, а водород — двумя электронами, что соответствует электронной оболочке атома гелия. Согласно теории Льюиса, все другие элементы органогены также [c.20]

    Для построения названия важен не только порядок взаимного старшинства функций, но и их отношение к углеродной части молекулы. Схема показывает, что типичные элементы-органогены (кислород, азот) и их аналоги (сера, фосфор и т. д.) младше углерода. [c.218]

    О — 20, Н -10, N — 8,5, Са — 4, Р — 2,5, К — 1, 8 — 0,8, Ма — 0,4, С1 — 0,4, М — 0,1, Ре -0,01, Мп — 0,001,1 — 0,00005%. При недостатке иода и фтора в воде и пище возникают гипотиреоз (эндемический зоб) и кариес зубов, при недостатке железа — железодефицитная анемия. Элементы-органогены (С, О, Н, К, Р, 8) образуют две группы органических веществ живых организмов — биополимеры и низкомолекулярные биорегуляторы. По химическому составу тело человека включает пять основных классов веществ (для человека массой 65 кг) белки — 11 кг (17%) жиры — 9 (13,8) углеводы — 1 (1,5) вода -40 (61,6) минералы — 4 кг (6,1%). [c.10]

    Органическая химия изучает соединения углерода, хотя, положим, углекислый газ — неорганическое вещество. Далее выяснилось, что в основном это углеводороды С Н , затем было уточнено, что основу органических веществ составляют элементы — органогены. Это, кроме углерода и водорода, кислород, азот, сера, галогены, фосфор. Кроме этих основных атомов, в состав органических соединений входят почти все элементы периодической системы, но в малых количествах. А основу составляют все же углерод и водород. Но вот что поразительно. Сейчас известно свыше 20 млн химических соединений, из них неорганических раз в сто меньше. Получается, что фактически два элемента — углерод и водород — образуют существенно больше соединений, чем все остальные девяносто элементов (на Земле в природе существует 92 стабильных элемента). [c.19]

    Добавление к углероду и водороду третьего элемента — органогена, кислорода, чрезвычайно расширяет число типов органических соединений. Атом кислорода имеет на своей внешней орбите шесть электронов для того чтобы достичь стабильной электронной конфигурации инертного газа, ему нужно участвовать в образовании двух связей, причем каждая должна создаваться парой электронов. В зависимости от способа образования связи кислорода с углеродом и водородом образ

ОРГАНОГЕНЫ — это… Что такое ОРГАНОГЕНЫ?

ОРГАНОГЕНЫ — (греч.). Производители органических тел. В органической химии четыре газа: углерод, водород, кислород и азот, так как соединения их образуют главные составная части всех органических тел. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка …   Словарь иностранных слов русского языка

ОРГАНОГЕНЫ — [от орган и …ген(ы)], химические элементы, играющие ту или иную роль в жизни организмов. К органогенам относится 21 элемент, среди которых Б. Б. Полынов (1968) выделил абсолютные органогены (кислород, водород, углерод, азот, марганец, калий,… …   Экологический словарь

Органогены — см. Органический анализ …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Органогены — мн. Главные химические элементы, входящие в состав органических веществ: углерод, водород, кислород, азот. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Органогены — (от орган + греч. genos род) главные химические элементы, входящие в состав органических веществ: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера; иначе называются макроэлементы …   Начала современного естествознания

органогены — органог ены, ов, ед. ч. г ен, а …   Русский орфографический словарь

Обмен веществ в растении — Этим выражением (представляющим перевод немецкого термина Stoffwechsel английские физиологи заменяют его термином метаболизм) обозначают совокупность превращений вещества, обуславливающих жизненную деятельность организма. Следует, прежде всего,… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Органоген — м. см. органогены Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Органогенный — прил. 1. соотн. с сущ. органогены, связанный с ним 2. Свойственный органогенам, характерный для них. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Клетка — У этого термина существуют и другие значения, см. Клетка (значения). Клетки крови человека (РЭМ) …   Википедия

ОРГАНОГЕНЫ

«ОРГАНОГЕНЫ» в книгах

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ОН) автора БСЭ

---

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ОН) автора БСЭ

---