Углерод – основа жизни всех органических молекул

Углерод – элемент номер шесть. Прямо в середине первой строки периодической таблицы химических элементов.  Ну и что?  Углерод основа жизни – это самый важный элемент живых организмов. Без этого элемента жизнь, какой мы ее знаем, не существовала бы.

Как вы увидите, шестой элемент периодической таблицы является центральным в соединениях, необходимых для жизни. углерод основа жизни

Значение углерода

Соединение, содержащееся главным образом в живых организмах, известно как органическое соединение.

Органические соединения составляют клетки и другие структуры организмов и осуществляют жизненные процессы. Углерод является основным элементом в органических соединениях, поэтому элемент необходим для жизни на Земле. Углерод основа жизни и она, какой мы ее знаем, не могла бы существовать. Теоретически, вроде бы возможны другие формы жизни, но человечество их не знает.

Соединения

Соединение – это вещество, состоящее из двух или более элементов. Соединение имеет уникальный состав, который всегда один и тот же. Мельчайшая частица соединения называется молекулой. Рассмотрим в качестве примера воду. Молекула воды всегда содержит один атом кислорода и два атома водорода. Состав воды выражается химической формулой H2O. Вода не является органическим соединением.  Молекула воды всегда имеет такой состав: один атом кислорода и два атома водорода.

Что заставляет атомы молекулы воды “слипаться” вместе?  Ответ – химические связи. Химическая связь-это сила, которая удерживает молекулы вместе. Химические связи образуются, когда вещества вступают в реакцию друг с другом. Химическая реакция-это процесс, который превращает одни химические вещества в другие. Для образования соединения необходима химическая реакция. Для разделения веществ в соединении необходима еще одна химическая реакция.

Почему этот элемент главный для жизни

Почему углерод так важен для жизни? Причина – способность образовывать устойчивые связи со многими элементами, в том числе и с самим собой. Это свойство позволяет шестому элементу образовывать огромное разнообразие очень больших и сложных молекул.

На самом деле, в живых организмах содержится около 10 миллионов соединений на основе углерода!

Однако миллионы органических соединений можно разделить всего на четыре основных типа: углеводы, липиды (жиры), белки и нуклеиновые кислоты.

Вы можете сравнить четыре типа в таблице ниже:

Элементы Тип соединений Состав Функции Мономер (повторяющиеся звенья)
Углеводы сахар, крахмал углерод, водород, кислород

 

снабжает энергией клетки, накапливает энергию, формирует структуры тела моносахарид

 

Липиды (жиры) жирное масло

 

углерод, водород, кислород

 

накапливает энергию, формирует клеточные мембраны, несет сообщения.
Белки ферменты, антитела

 

углерод, водород, кислород, азот, сера

 

помогает клеткам сохранять форму, формирует мышцы, ускоряет химические реакции, несет сообщения и материалы. аминокислота

 

Нуклеиновые кислоты ДНК-РНК

 

углерод, водород, кислород, азот, фосфор

 

содержит инструкции для белков, передает инструкции от родителей к потомству, помогает производить белки нуклеотид

 

Углеводы, белки и нуклеиновые кислоты-это крупные молекулы (макромолекулы), построенные из более мелких молекул (мономеров) в результате реакций дегидратации. В реакции дегидратации вода удаляется по мере соединения двух мономеров.

Возникновение «жизненного» элемента углерода

Каждый атом углерода, находящийся на Земле и во Вселенной, возник в ядре красных гигантов при температуре около 100 миллионов градусов.

Атомы углерода как сказано выше, являются основой любого живого организма, ибо обладают способностью соединяться в длинные цепочки и создавать сложные органические молекулы.

Углеродные атомы, из которых построен человеческий организм и биосфера в целом, возникали в те далекие времена, когда еще не существовали Солнце и Солнечная система, когда не было еще даже полимерной цепи, из которой позднее родилось Солнце и все его семейство. Именно в звездах-гигантах возникали тогда из атомов гелия атомы углерода. Это произошло более семи миллиардов лет тому назад. Из звезд атомы углерода потом попали в межзвездное пространство. Там они смешались с межзвездным веществом, из которого позднее возникли полимерные цепи, включая и создание нашей Солнечной системы.

Таким образом, углерод основа жизни которая переместилась из недр старых красных гигантов на нашу планету, а отсюда в земные растения и, наконец, вместе с пищей – в человеческий организм. Именно тогда зародилась жизнь на Земле.

Можно сказать, что без красных гигантов, существовавших семь миллиардов лет назад, на Земле не было бы углерода, а, следовательно, и жизни. Итак, с точки зрения астрономии нашими далекими предками являются именно красные гиганты.

Выводы

  • Жизнь основана на углероде – органическая химия изучает соединения, в которых он является центральным элементом.
  • Свойства углерода – основа жизни всех органических молекул, образующих живую материю.
  • Углерод является таким универсальным элементом, потому что он может образовывать четыре ковалентные связи.
  • Углеродные скелеты могут различаться по длине, ветвлению и кольцевой структуре.
  • Функциональные группы органических молекул – это части, участвующие в химических реакциях.
  • Органические молекулы, важные для жизни, включают в себя относительно небольшие мономеры, а также крупные полимеры.