12
Prvkové složení Země a živých organismů
3
Prvkové složení Země a živých organismů
4
Prvkové složení Země a živých organismů
5
Hlavní biogenní prvky
o Prvky vhodné pro konstrukci biomolekul (bílkoviny, NK, lipidy, sacharidy)
• C … uhlík, H … vodík, O … kyslík, N … dusík, S … síra, P … fosfor
6
UHLÍK
• v elementární formě nereaktivní
• s kyslíkem tvoří oxidy
CO … oxid uhelnatý - vzniká při spalování za nedostatku vzduchu
- toxický, vyšší konc. působí bezvědomí až smrt
- reverzibilní vazba na Hb, 250x silněji než O2,
vzniká karbonylhemoglobin, snížen přenos O2
CO2 … oxid uhličitý - konečný produkt oxidace v organismu
- těžší než vzduch
- s vodou tvoří slabou H2CO3 -> v pufru
• HCN … kyanovodík - jedovatý plyn, tvoří soli kyanidy, afinita k Fe3+
- blokuje přenos e- na kyslík v dýchacím řetězci
Hlavní biogenní prvky
o Prvky vhodné pro konstrukci biomolekul (bílkoviny, NK, lipidy, sacharidy)
• C … uhlík, H … vodík, O … kyslík, N … dusík, S … síra, P … fosfor
7
VODÍK
• volný jen v malém množství, vázaný nejvíce ve vodě a org. sloučeninách
• atomový velmi reaktivní, slučuje se na stabilní molekulární vodík
• se všemi prvky (vyjma 8.A) se slučuje na hydridy
• ve vodných roztocích jako H+ (proton), hydratuje za vzniku H3O+
• vytváří vodíkové vazby (= vodíkové můstky)
• významná oxidace kyslíkem za vzniku vody a velkého množství energie
=> podobná avšak řízená reakce v mitochondriích -> vznik ATP
H2O … voda - nejdůležitější sloučenina
Hlavní biogenní prvky
o Prvky vhodné pro konstrukci biomolekul (bílkoviny, NK, lipidy, sacharidy)
• C … uhlík, H … vodík, O … kyslík, N … dusík, S … síra, P … fosfor
8
KYSLÍK
• atomární velmi reaktivní, molekulární stabilní
• vysoká elektronegativita, velká afinita k elektronům
O3 … ozon - extrémně reaktivní, silné oxidační činidlo, toxický
- v atmosféře jako filtr UV záření (NOx, freony)
O2- … oxidy - s vodou tvoří hydroxidy a kyseliny
O- … peroxidy - poměrně nestabilní, uvolňují kyslík, oxidační činidla
H2O2 … peroxid vodíku - 3% jako dezinfekce
- v organismu k oxidaci I- -> I2
• reaktivní formy kyslíku (superoxidový radikál, hydroxylový radikál, …)
Hlavní biogenní prvky
o Prvky vhodné pro konstrukci biomolekul (bílkoviny, NK, lipidy, sacharidy)
• C … uhlík, H … vodík, O … kyslík, N … dusík, S … síra, P … fosfor
9
DUSÍK 1/2
• inertní, snadno zkapalnitelný plyn (b.v. -200°C)
=> hluboké zamrazování biologického materiálu
NH3 … amoniak - plyn, ve vodě jako báze, vytváří iont NH4+
- dráždí sliznice, toxický pro CNS
- v organismu vzniká při deaminaci AMK
N2O … oxid dusný - inertní plyn, ve směsi s kyslíkem k narkóze
NO … oxid dusnatý - v organismu z argininu, signální molekula
- způsobuje vazodilataci hladkých svalů, vliv TNT
N2O3 … oxid dusitý - nestabilní, rozklad na NO a NO2
Hlavní biogenní prvky
o Prvky vhodné pro konstrukci biomolekul (bílkoviny, NK, lipidy, sacharidy)
• C … uhlík, H … vodík, O … kyslík, N … dusík, S … síra, P … fosfor
10
DUSÍK 2/2
NO2 … oxid dusičitý - silné oxidační činidlo, toxický
N2O5 … oxid dusičný - velmi reaktivní kapalina
- v ovzduší vyvolává kašel až edém plic
HNO2 … kys. dusitá - nestálá, tvoří toxické dusitany
- oxiduje Fe2+ -> Fe3+ (metHb, neváže kyslík)
- regují se sek. aminy -> nitrosaminy (mutag.,kanc.)
HNO3 … kys. dusičná - silně reaktivní, oxidační vlastnosti
- tvoří dobře rozpustné dusičnany
- střevní bakterie NO3- -> NO2-
Hlavní biogenní prvky
o Prvky vhodné pro konstrukci biomolekul (bílkoviny, NK, lipidy, sacharidy)
• C … uhlík, H … vodík, O … kyslík, N … dusík, S … síra, P … fosfor
11
SÍRA
• baktericidní účinky -> kožní lékařství
• v organismu především jako –SH skupiny AMK, peptidů a bílkovin
H2S … sulfan - dráždí oči a dýchací cesty, koncentrovaný působí bezvědomí a ochrnutí dýchacího centra
- s kovy tvoří sulfidy nebo hydrogensulfidy
- váže se na Hb -> nepřenáší kyslík -> hypoxie
- inaktivuje metaloenzymy
SO2 … oxid siřičitý - spalováním nekvalitního uhlí, znečišťuje ovzduší
- oxidace na SO3, s vodou kyselé deště
SO3 … oxid sírový - s vodou kys. sírová, tvoří sírany a hydrogensírany
- MgSO4 … projímadlo, BaSO4 … kontrastní látka
- sulfonové kyseliny, sulfonamidy
Hlavní biogenní prvky
o Prvky vhodné pro konstrukci biomolekul (bílkoviny, NK, lipidy, sacharidy)
• C … uhlík, H … vodík, O … kyslík, N … dusík, S … síra, P … fosfor
12
FOSFOR
• toxický jen bílý P4, ostatní nerozpustné ve vodě i v tucích
H3PO4 … kyselina trihydrogenfosforečná
- tvoří tři řady solí: dihydrogenfosforečnany H2PO4-
hydrogenfosforečnany HPO42-
fosforečnany PO43-
- součást kostní tkáně (fosfáty hořečnaté a vápenaté)
- tvorba esterů nebo anhydridů s organickými sloučeninami, např. cukry, lipidy, nukleosidy
