Samantekt kaflans

Samantekt kaflans

2.1 Frumefni og frumeindir: byggingareiningar efnis

Mannslíkaminn er gerður úr frumefnum. Algengust þeirra eru súrefni (O), kolefni (C), vetni (H) og köfnunarefni (N). Þú færð þessi frumefni úr fæðunni sem þú neytir og loftinu sem þú andar að þér. Smæsta eining frumefnis sem heldur öllum eiginleikum þess er frumeind. Frumeindir innihalda þó sjálfar margar öreindir. Þrjár þær mikilvægustu eru róteindir, nifteindir og rafeindir. Eiginleikar þessara öreinda eru ekki breytilegir milli frumefna. Það sem greinir frumefni hvert frá öðru er fjöldi róteinda þeirra, svonefnd sætistala. Róteindir og nifteindir mynda nær allan massa frumeindar. Samanlagður fjöldi róteinda og nifteinda er massatala frumefnis. Þyngri og léttari gerðir sama frumefnis geta komið fyrir í náttúrunni vegna þess að þær hafa mismunandi fjölda nifteinda. Þessi afbrigði frumefnis nefnast samsætur.

Hvort frumeind er stöðug eða hvarfast auðveldlega við aðrar frumeindir ræðst að miklu leyti af hegðun rafeindanna í ysta rafeindahveli hennar, svonefndu gildishveli. Helín og stærri frumeindir með átta rafeindir í gildishvelinu eru stöðug og taka því sjaldan þátt í efnahvörfum. Allar aðrar frumeindir hafa tilhneigingu til að taka við, gefa frá sér eða deila rafeindum þannig að rafeindirnar í gildishveli þeirra verði átta, eða tvær þegar vetni á í hlut.

2.2 Efnatengi

Á hverju augnabliki lífsins mynda og rjúfa frumeindir súrefnis, kolefnis, vetnis og annarra frumefna mannslíkamans efnatengi. Jónir eru hlaðnar frumeindir sem myndast þegar frumeind gefur frá sér eða tekur við einni eða fleiri neikvætt hlöðnum rafeindum. Katjónir, sem eru jákvætt hlaðnar jónir, dragast að anjónum, sem eru neikvætt hlaðnar jónir. Þetta aðdráttarafl nefnist jónatengi. Í samgildum tengjum tapa frumeindirnar ekki rafeindum og taka ekki við þeim heldur deila þeim. Sameindir með óskautuð samgild tengi eru í rafrænu jafnvægi og hafa línulega þrívíddarlögun. Sameindir með skautuð samgild tengi hafa „skaut“, það er svæði með veikri jákvæðri eða neikvæðri hleðslu, og hafa þríhyrningslaga þrívíddarlögun. Ein súrefnisfrumeind og tvær vetnisfrumeindir mynda vatnssameind með skautuðum samgildum tengjum. Vetnistengi tengja vetnisfrumeindir, sem þegar taka þátt í skautuðum samgildum tengjum, við anjónir eða rafneikvæð svæði annarra skautaðra sameinda. Vetnistengi tengja vatnssameindir saman og skapa þannig þá eiginleika vatns sem skipta lífverum máli.

2.3 Efnahvörf

Efnahvörf, þar sem efnatengi rofna og myndast, krefjast orku í upphafi. Hreyfiorka, það er orka efnis á hreyfingu, knýr árekstra frumeinda, jóna og sameinda sem eru nauðsynlegir til að gömul tengi rofni og ný myndist. Allar sameindir geyma stöðuorku sem losnar þegar tengi þeirra rofna.

Fjögur orkuform eru nauðsynleg fyrir starfsemi mannslíkamans: efnaorka, sem geymist og losnar þegar efnatengi myndast og rofna; vélræn orka, sem knýr líkamlega virkni beint; geislaorka, sem berst sem bylgjur, til dæmis í sólarljósi; og raforka, sem felst í hreyfingu rafeinda.

Efnahvörf hefjast með hvarfefnum og ljúka með myndefnum. Í myndunarhvörfum tengjast hvarfefni saman og það ferli krefst orku, en í niðurbrotshvörfum rofna tengi innan hvarfefnis og orka losnar. Í skiptihvörfum myndast tengi og rofna og orka flyst á milli.

Hraði efnahvarfa ræðst af nokkrum eiginleikum hvarfefnanna: hitastigi, styrk og þrýstingi og því hvort hvati er til staðar. Ensím er hvataprótín sem hraðar efnahvörfum í mannslíkamanum.

2.4 Ólífræn efnasambönd sem eru nauðsynleg fyrir starfsemi mannslíkamans

2.5 Lífræn efnasambönd sem eru nauðsynleg fyrir starfsemi mannslíkamans

Lífræn efnasambönd sem eru nauðsynleg fyrir starfsemi mannslíkamans eru meðal annars kolvetni, lípíð, prótín og núkleótíð. Þessi efnasambönd teljast lífræn vegna þess að þau innihalda bæði kolefni og vetni. Kolefnisfrumeindir í lífrænum efnasamböndum deila auðveldlega rafeindum með vetni og öðrum frumeindum, yfirleitt súrefni og stundum köfnunarefni. Kolefnisfrumeindir geta einnig tengst einum eða fleiri virknihópum, svo sem karboxýl-, hýdroxýl-, amínó- eða fosfathópi. Einliðir eru stakar einingar lífrænna efnasambanda. Þeir tengjast með afvötnunarmyndun og mynda fjölliður sem síðan er hægt að brjóta niður með vatnsrofi.

Kolvetni sjá líkamanum fyrir nauðsynlegu eldsneyti. Meðal byggingarforma þeirra eru einsykrur, svo sem glúkósi; tvísykrur, svo sem laktósi; og fjölsykrur, þar á meðal sterkja (fjölliður glúkósa), glýkógen (geymsluform glúkósa) og trefjaefni. Allar frumur líkamans geta nýtt glúkósa sem eldsneyti. Honum er umbreytt í ATP með oxunar-afoxunarhvarfi.

Lípíð eru vatnsfælin efnasambönd sem sjá líkamanum fyrir eldsneyti og eru mikilvægir efnisþættir margra lífefna. Þríglýseríð eru algengustu lípíð líkamans og eru gerð úr glýserólgrind sem þrjár fitusýrukeðjur tengjast. Fosfólípíð eru efnasambönd úr tvíglýseríði með fosfathóp tengdan við höfuð sameindarinnar. Þannig myndast sameind með skautað og óskautað svæði. Sterar eru lípíð úr fjórum vetniskolefnishringjum. Mikilvægast þeirra er kólesteról. Prostaglandín eru boðsameindir sem myndast úr ómettuðum fitusýrum.

Prótín eru nauðsynlegir efnisþættir allra vefja líkamans. Þau eru gerð úr köfnunarefnisinnihaldandi einliðum sem nefnast amínósýrur og tengjast saman með peptíðtengjum. Lögun prótíns skiptir sköpum fyrir virkni þess. Flest prótín líkamans eru hnattlaga. Ensím, sem hvata efnahvörf, eru dæmi um slík prótín.

Núkleótíð eru efnasambönd með þrjár byggingareiningar: einn eða fleiri fosfathópa, fimmkolefnissykru og niturbasa. DNA og RNA eru kjarnsýrur sem gegna hlutverki við prótínmyndun. ATP er grundvallarsameind orkuflutnings í líkamanum. Þegar fosfathópar eru fjarlægðir losnar orka en þegar þeim er bætt við er orka lögð til.