สารอินทรีย์ของระบบสิ่งมีชีวิต สารอินทรีย์: ตัวอย่าง ตัวอย่างการเกิดสารอินทรีย์และอนินทรีย์ สารอินทรีย์ กลุ่มความหมายของสาร

สารประกอบอินทรีย์.

สารอินทรีย์เป็นส่วนประกอบที่สำคัญและจำเป็นของเซลล์ซึ่งเป็นผู้จัดหาพลังงานโดยที่ไม่สามารถแสดงกิจกรรมชีวิตทุกรูปแบบได้ พวกมันสร้างโครงสร้างของเซลล์

โปรตีนเป็นโพลีเมอร์ของกรดอะมิโน

มีกรดอะมิโนอิสระ 20 ชนิดที่ประกอบเป็นโปรตีน

หน้าที่ของโปรตีน:

การก่อสร้าง

ตัวเร่งปฏิกิริยา

สัญญาณ

พลังงาน

ป้องกัน

เครื่องยนต์

ขนส่ง

โปรตีนเป็นองค์ประกอบสำคัญของทุกเซลล์ ในชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด โปรตีนมีความสำคัญอย่างยิ่ง โปรตีนประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และโปรตีนบางชนิดก็มีซัลเฟอร์ด้วย กรดอะมิโนมีบทบาทเป็นโมโนเมอร์ในโปรตีน กรดอะมิโนแต่ละตัวมีหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) และหมู่อะมิโน (-NH2) การมีอยู่ของกลุ่มที่เป็นกรดและกลุ่มพื้นฐานในโมเลกุลเดียวจะเป็นตัวกำหนดปฏิกิริยาที่สูง พันธะที่เรียกว่าพันธะเปปไทด์เกิดขึ้นระหว่างกรดอะมิโนที่เชื่อมกัน และผลลัพธ์ของสารประกอบของกรดอะมิโนหลายชนิดเรียกว่าเปปไทด์ สารประกอบของกรดอะมิโนจำนวนมากเรียกว่าโพลีเปปไทด์ โปรตีนประกอบด้วยกรดอะมิโน 20 ชนิดซึ่งมีโครงสร้างต่างกัน โปรตีนที่แตกต่างกันเกิดขึ้นจากการรวมกรดอะมิโนในลำดับที่ต่างกัน ความหลากหลายมหาศาลของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยความแตกต่างในองค์ประกอบของโปรตีนที่พวกมันมี

โครงสร้างโมเลกุลโปรตีนมีการจัดอยู่สี่ระดับ:

โครงสร้างหลักคือสายโซ่โพลีเปปไทด์ของกรดอะมิโนที่เชื่อมโยงกันในลำดับที่แน่นอนด้วยพันธะเปปไทด์โควาเลนต์ (แข็งแรง)

โครงสร้างรองคือสายโซ่โพลีเปปไทด์ที่บิดเป็นเกลียว ในนั้นมีพันธะไฮโดรเจนที่อ่อนแอเกิดขึ้นระหว่างทางแยกที่อยู่ติดกัน เมื่อรวมกันแล้วจะทำให้เกิดโครงสร้างที่ค่อนข้างแข็งแกร่ง

โครงสร้างระดับตติยภูมินั้นแปลกประหลาด แต่มีการกำหนดค่าเฉพาะสำหรับโปรตีนแต่ละชนิด - ทรงกลม มันถูกยึดไว้ด้วยพันธะที่ไม่ชอบน้ำหรือแรงยึดเกาะที่อ่อนแอระหว่างอนุมูลที่ไม่มีขั้ว ซึ่งพบได้ในกรดอะมิโนหลายชนิด เนื่องจากความอุดมสมบูรณ์ของพวกมัน พวกมันจึงให้ความเสถียรที่เพียงพอของโมเลกุลโปรตีนขนาดใหญ่และความคล่องตัวของมัน โครงสร้างระดับตติยภูมิของโปรตีนยังได้รับการสนับสนุนโดยพันธะโควาเลนต์ S-S ที่เกิดขึ้นระหว่างอนุมูลของซิสเทอีนที่มีกรดอะมิโนที่มีกำมะถันซึ่งอยู่ห่างจากกัน

เนื่องจากการเชื่อมโยงของโมเลกุลโปรตีนหลายโมเลกุลเข้าด้วยกันจึงเกิดโครงสร้างควอเทอร์นารีขึ้น หากสายเปปไทด์ถูกจัดเรียงเป็นรูปลูกบอลโปรตีนดังกล่าวจะเรียกว่าทรงกลม ถ้าสายโพลีเปปไทด์ถูกจัดเรียงเป็นมัดเกลียว จะเรียกว่าโปรตีนไฟบริลลาร์

การละเมิดโครงสร้างตามธรรมชาติของโปรตีนเรียกว่าการสูญเสียสภาพธรรมชาติ มันสามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูง สารเคมี รังสี ฯลฯ การเสียสภาพสามารถย้อนกลับได้ (การทำลายโครงสร้างควอเทอร์นารีบางส่วน) และไม่สามารถย้อนกลับได้ (การทำลายโครงสร้างทั้งหมด)

หน้าที่ของโปรตีน:

1. ตัวเร่งปฏิกิริยา (เอนไซม์) - การสลายสารอาหารในระบบทางเดินอาหาร, การตรึงคาร์บอนระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง, การมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการสังเคราะห์เมทริกซ์;

2. การขนส่ง - การขนส่งไอออนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ การขนส่งออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์โดยเฮโมโกลบิน การขนส่งกรดไขมันโดยซีรั่มอัลบูมิน

3. ป้องกัน - แอนติบอดีที่ให้การปกป้องระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย ไฟบริโนเจนและไฟบรินช่วยปกป้องร่างกายจากการเสียเลือด

4. โครงสร้าง - เคราตินของเส้นผมและเล็บ, คอลลาเจนของกระดูกอ่อน, เส้นเอ็น, เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน;

5. โปรตีนที่หดตัว - กล้ามเนื้อหดตัว: แอกตินและไมโอซิน;

6. ตัวรับ - ตัวอย่าง ได้แก่ ไฟโตโครม ซึ่งเป็นโปรตีนที่ไวต่อแสงซึ่งควบคุมการตอบสนองช่วงแสงในพืช และออปซิน ซึ่งเป็นส่วนประกอบของโรดอปซิน ซึ่งเป็นเม็ดสีที่พบในเซลล์ของเรตินา

ในประวัติศาสตร์ของการพัฒนาเคมีอินทรีย์มีสองช่วงเวลาที่แตกต่างกัน: เชิงประจักษ์ (ตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 17 ถึงปลายศตวรรษที่ 18) ซึ่งความรู้เกี่ยวกับสารอินทรีย์วิธีการแยกและการประมวลผลเกิดขึ้นจากการทดลองและการวิเคราะห์ (ปลายศตวรรษที่ 18 - กลางศตวรรษที่ 19) เกี่ยวข้องกับการเกิดขึ้นของวิธีการสร้างองค์ประกอบของสารอินทรีย์ ในช่วงวิเคราะห์พบว่าสารอินทรีย์ทั้งหมดมีคาร์บอน ในบรรดาองค์ประกอบอื่นๆ ที่ประกอบเป็นสารประกอบอินทรีย์ พบว่ามีการค้นพบไฮโดรเจน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ ออกซิเจน และฟอสฟอรัส

สิ่งสำคัญอย่างยิ่งในประวัติศาสตร์เคมีอินทรีย์คือช่วงโครงสร้าง (ครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 - ต้นศตวรรษที่ 20) ซึ่งเกิดจากการกำเนิดของทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ของโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์ซึ่งมีผู้ก่อตั้งคือ A.M. บัตเลรอฟ.

หลักการพื้นฐานของทฤษฎีโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์:

• อะตอมในโมเลกุลเชื่อมต่อกันในลำดับที่แน่นอนด้วยพันธะเคมีตามความจุของมัน คาร์บอนในสารประกอบอินทรีย์ทั้งหมดเป็นแบบเทตระวาเลนท์
• คุณสมบัติของสารไม่เพียงขึ้นอยู่กับองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับลำดับการเชื่อมต่อของอะตอมด้วย
• อะตอมในโมเลกุลมีอิทธิพลซึ่งกันและกัน

ลำดับการเชื่อมต่อของอะตอมในโมเลกุลอธิบายได้ด้วยสูตรโครงสร้างซึ่งพันธะเคมีแสดงด้วยเส้นประ

คุณสมบัติเฉพาะของสารอินทรีย์

มีคุณสมบัติที่สำคัญหลายประการที่แยกแยะสารประกอบอินทรีย์ออกเป็นสารประกอบเคมีประเภทเฉพาะที่แยกจากกัน:

1. สารประกอบอินทรีย์มักเป็นก๊าซ ของเหลว หรือของแข็งที่หลอมละลายต่ำ ซึ่งต่างจากสารประกอบอนินทรีย์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นของแข็งที่มีจุดหลอมเหลวสูง
2. สารประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่มีโครงสร้างเป็นโควาเลนต์ ในขณะที่สารประกอบอนินทรีย์มีโครงสร้างเป็นไอออนิก
3. โทโพโลยีที่แตกต่างกันของการก่อตัวของพันธะระหว่างอะตอมที่ก่อตัวเป็นสารประกอบอินทรีย์ (ส่วนใหญ่เป็นอะตอมของคาร์บอน) ทำให้เกิดการปรากฏตัวของไอโซเมอร์ - สารประกอบที่มีองค์ประกอบและน้ำหนักโมเลกุลเหมือนกัน แต่มีคุณสมบัติทางเคมีกายภาพต่างกัน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าไอโซเมอริซึม
4. ปรากฏการณ์ของความคล้ายคลึงคือการมีอยู่ของอนุกรมของสารประกอบอินทรีย์ซึ่งสูตรของเพื่อนบ้านทั้งสองของอนุกรม (homologs) แตกต่างกันตามกลุ่มเดียวกัน - ความแตกต่างที่คล้ายคลึงกัน CH 2 สารอินทรีย์ไหม้

การจำแนกประเภทของสารอินทรีย์

การจำแนกประเภทขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่สำคัญสองประการ - โครงสร้างของโครงกระดูกคาร์บอนและการมีอยู่ของหมู่ฟังก์ชันในโมเลกุล

ในโมเลกุลของสารอินทรีย์ อะตอมของคาร์บอนจะรวมตัวกันก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า โครงกระดูกคาร์บอนหรือโซ่ โซ่สามารถเปิดและปิดได้ (แบบวนรอบ) โซ่แบบเปิดสามารถไม่แยกสาขา (ปกติ) และแยกสาขาได้:

ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโครงกระดูกคาร์บอน พวกมันแบ่งออกเป็น:

- สารอินทรีย์อะลิไซคลิกที่มีสายโซ่คาร์บอนเปิด มีทั้งแบบกิ่งก้านและไม่มีกิ่ง ตัวอย่างเช่น,

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (บิวเทน)

CH 3 -CH (CH 3) -CH 3 (ไอโซบิวเทน)

- สารอินทรีย์คาร์โบไซคลิกซึ่งโซ่คาร์บอนปิดอยู่ในวงจร (วงแหวน) ตัวอย่างเช่น,

- สารประกอบอินทรีย์เฮเทอโรไซคลิกที่มีอยู่ในวงจรไม่เพียง แต่อะตอมของคาร์บอนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอะตอมขององค์ประกอบอื่น ๆ ด้วยซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นไนโตรเจน, ออกซิเจนหรือซัลเฟอร์:

หมู่ฟังก์ชันคืออะตอมหรือกลุ่มของอะตอมที่ไม่ใช่ไฮโดรคาร์บอนที่กำหนดว่าสารประกอบนั้นอยู่ในประเภทใดประเภทหนึ่งหรือไม่ สัญญาณที่สารอินทรีย์ถูกจำแนกประเภทใดประเภทหนึ่งคือธรรมชาติของกลุ่มฟังก์ชัน (ตารางที่ 1)

ตารางที่ 1. กลุ่มฟังก์ชันและคลาส

สารประกอบอาจมีหมู่ฟังก์ชันมากกว่าหนึ่งหมู่ หากกลุ่มเหล่านี้เหมือนกัน สารประกอบนั้นจะถูกเรียกว่าโพลีฟังก์ชัน เช่น คลอโรฟอร์ม กลีเซอรอล สารประกอบที่มีหมู่ฟังก์ชันต่างกันเรียกว่าเฮเทอโรฟังก์ชัน โดยสามารถจำแนกสารประกอบได้หลายประเภทพร้อมกัน เช่น กรดแลคติคถือเป็นทั้งกรดคาร์บอกซิลิกและแอลกอฮอล์ และโคลามีนถือเป็นเอมีนและแอลกอฮอล์

วิทยาศาสตร์ทุกประเภทเต็มไปด้วยแนวคิด และหากไม่เข้าใจแนวคิดเหล่านี้ หรือหัวข้อทางอ้อมอาจเป็นเรื่องยากที่จะเรียนรู้ หนึ่งในแนวคิดที่ทุกคนที่คิดว่าตัวเองมีการศึกษาไม่มากก็น้อยควรเข้าใจอย่างดีคือการแบ่งวัสดุออกเป็นสารอินทรีย์และอนินทรีย์ ไม่สำคัญว่าบุคคลจะอายุเท่าไหร่ แนวคิดเหล่านี้อยู่ในรายชื่อแนวคิดเหล่านี้ซึ่งช่วยกำหนดระดับการพัฒนาโดยทั่วไปในทุกช่วงของชีวิตมนุษย์ เพื่อที่จะเข้าใจความแตกต่างระหว่างสองคำนี้ คุณต้องค้นหาก่อนว่าแต่ละคำคืออะไร

สารประกอบอินทรีย์ - คืออะไร?

สารอินทรีย์เป็นกลุ่มของสารประกอบทางเคมีที่มีโครงสร้างต่างกันได้แก่ องค์ประกอบคาร์บอน, เชื่อมโยงกันด้วยโควาเลนต์ ข้อยกเว้นคือกรดคาร์ไบด์ ถ่านหิน และกรดคาร์บอกซิลิก นอกจากนี้หนึ่งในองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบนอกเหนือจากคาร์บอนก็คือองค์ประกอบของไฮโดรเจน, ออกซิเจน, ไนโตรเจน, ซัลเฟอร์, ฟอสฟอรัสและฮาโลเจน

สารประกอบดังกล่าวเกิดขึ้นเนื่องจากความสามารถของอะตอมคาร์บอนในการสร้างพันธะเดี่ยว คู่ และสาม

ถิ่นที่อยู่ของสารประกอบอินทรีย์คือสิ่งมีชีวิต พวกเขาสามารถเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตหรือปรากฏเป็นผลมาจากกิจกรรมที่สำคัญของพวกเขา (นม, น้ำตาล)

ผลิตภัณฑ์จากการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ได้แก่ อาหาร ยา เสื้อผ้า วัสดุก่อสร้าง อุปกรณ์ต่างๆ วัตถุระเบิด ปุ๋ยแร่ชนิดต่างๆ โพลีเมอร์ วัตถุเจือปนอาหาร เครื่องสำอาง และอื่นๆ

สารอนินทรีย์ - คืออะไร?

สารอนินทรีย์เป็นกลุ่มของสารประกอบเคมีที่ไม่มีธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน หรือสารประกอบเคมีที่มีองค์ประกอบเป็นคาร์บอน ทั้งอินทรีย์และอนินทรีย์เป็นส่วนประกอบของเซลล์ ครั้งแรกในรูปแบบขององค์ประกอบที่ให้ชีวิต อื่นๆ องค์ประกอบของน้ำ แร่ธาตุและกรด รวมถึงก๊าซ

สารอินทรีย์และอนินทรีย์มีอะไรเหมือนกัน?

มีอะไรที่เหมือนกันระหว่างสองแนวคิดที่ดูเหมือนจะไม่เปิดเผยชื่อ? ปรากฎว่าพวกเขามีบางอย่างที่เหมือนกัน กล่าวคือ:

1. สารที่มีต้นกำเนิดทั้งอินทรีย์และอนินทรีย์ประกอบด้วยโมเลกุล
2. สารอินทรีย์และอนินทรีย์สามารถได้รับจากปฏิกิริยาทางเคมีบางอย่าง

สารอินทรีย์และอนินทรีย์ - อะไรคือความแตกต่าง

1. ออร์แกนิกเป็นที่รู้จักและมีการศึกษาทางวิทยาศาสตร์มากกว่า
2. มีสารอินทรีย์มากมายในโลก จำนวนสารอินทรีย์ที่วิทยาศาสตร์รู้จักมีประมาณหนึ่งล้านตัว อนินทรีย์หลายแสนตัว
3. สารประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่เชื่อมโยงถึงกันโดยใช้ธรรมชาติของสารประกอบโคเวเลนต์ สารประกอบอนินทรีย์สามารถเชื่อมโยงถึงกันโดยใช้สารประกอบไอออนิก
4. นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างในองค์ประกอบขององค์ประกอบที่เข้ามา สารอินทรีย์ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และธาตุไนโตรเจน ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ และฮาโลเจนที่น้อยกว่าปกติ อนินทรีย์ - ประกอบด้วยองค์ประกอบทั้งหมดในตารางธาตุ ยกเว้นคาร์บอนและไฮโดรเจน
5. สารอินทรีย์จะไวต่ออิทธิพลของอุณหภูมิที่ร้อนมากกว่ามากและสามารถถูกทำลายได้แม้ที่อุณหภูมิต่ำ อนินทรีย์ส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะได้รับผลกระทบจากความร้อนจัดน้อยกว่าเนื่องจากลักษณะของสารประกอบโมเลกุล
6. สารอินทรีย์เป็นองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบของส่วนที่มีชีวิตของโลก (ชีวมณฑล) สารอนินทรีย์เป็นส่วนที่ไม่มีชีวิต (ไฮโดรสเฟียร์ เปลือกโลก และบรรยากาศ)
7. องค์ประกอบของสารอินทรีย์มีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าองค์ประกอบของสารอนินทรีย์
8. สารอินทรีย์มีความโดดเด่นด้วยความเป็นไปได้ที่หลากหลายในการเปลี่ยนแปลงและปฏิกิริยาทางเคมี
9. เนื่องจากพันธะโควาเลนต์ระหว่างสารประกอบอินทรีย์ ปฏิกิริยาเคมีจึงคงอยู่นานกว่าปฏิกิริยาเคมีในสารประกอบอนินทรีย์เล็กน้อย
10. สารอนินทรีย์ไม่สามารถเป็นผลิตภัณฑ์อาหารสำหรับสิ่งมีชีวิตได้ ยิ่งกว่านั้น สารผสมประเภทนี้บางชนิดอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตได้ สารอินทรีย์เป็นผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นโดยธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตและเป็นองค์ประกอบของโครงสร้างของสิ่งมีชีวิต

เซลล์ที่มีชีวิตของสิ่งมีชีวิตใดๆ ประกอบด้วยส่วนประกอบอินทรีย์ 25-30%

ส่วนประกอบอินทรีย์มีทั้งโพลีเมอร์และโมเลกุลที่ค่อนข้างเล็ก เช่น เม็ดสี ฮอร์โมน ATP เป็นต้น

เซลล์ของสิ่งมีชีวิตมีความแตกต่างกันในด้านโครงสร้าง หน้าที่ และองค์ประกอบทางชีวเคมี อย่างไรก็ตาม สารอินทรีย์แต่ละกลุ่มมีคำจำกัดความที่คล้ายคลึงกันในหลักสูตรชีววิทยา และทำหน้าที่เหมือนกันในเซลล์ทุกประเภท ส่วนประกอบหลัก ได้แก่ ไขมัน โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และกรดนิวคลีอิก

ติดต่อกับ

ไขมัน

ไขมันเป็นไขมันและสารคล้ายไขมัน- กลุ่มทางชีวเคมีนี้มีลักษณะละลายได้ดีในสารอินทรีย์ แต่ไม่ละลายในน้ำ

ไขมันสามารถมีความคงตัวของของแข็งหรือของเหลวได้ ประการแรกเป็นเรื่องปกติสำหรับไขมันสัตว์ ประการที่สองสำหรับไขมันพืช

หน้าที่ของไขมันมีดังนี้:

คาร์โบไฮเดรต

คาร์โบไฮเดรตเป็นสารอินทรีย์โมโนเมอร์และโพลีเมอร์ที่ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน เมื่อเซลล์ถูกทำลาย เซลล์จะได้รับพลังงานจำนวนมาก

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี คาร์โบไฮเดรตประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

เมื่อเทียบกับเซลล์สัตว์อาหารจากพืชมีคาร์โบไฮเดรตมากกว่า สิ่งนี้อธิบายได้ด้วยความสามารถของเซลล์พืชในการสร้างคาร์โบไฮเดรตผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

หน้าที่หลักของคาร์โบไฮเดรตในเซลล์ที่มีชีวิตคือพลังงานและโครงสร้าง

ฟังก์ชั่นพลังงานคาร์โบไฮเดรตจะเดือดเพื่อกักเก็บพลังงานสำรองและปล่อยออกมาตามความจำเป็น ในช่วงฤดูปลูก เซลล์พืชจะสะสมแป้งซึ่งสะสมอยู่ในหัวและหัว ในสิ่งมีชีวิตของสัตว์ บทบาทนี้เล่นโดยโพลีแซ็กคาไรด์ไกลโคเจน ซึ่งถูกสังเคราะห์และสะสมในตับ

ฟังก์ชั่นโครงสร้างคาร์โบไฮเดรตจะถูกเติมเต็มในเซลล์พืช ผนังเซลล์ของพืชเกือบทั้งหมดประกอบด้วยเซลลูโลสโพลีแซ็กคาไรด์

กระรอก

โปรตีนเป็นสารโพลีเมอร์อินทรีย์ซึ่งครองตำแหน่งผู้นำทั้งในด้านปริมาณในเซลล์ที่มีชีวิตและความสำคัญในด้านชีววิทยา มวลแห้งทั้งหมดของเซลล์สัตว์ประกอบด้วยโปรตีนประมาณครึ่งหนึ่ง สารประกอบอินทรีย์ประเภทนี้มีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยความหลากหลายที่น่าทึ่ง มีโปรตีนที่แตกต่างกันประมาณ 5 ล้านชนิดในร่างกายมนุษย์เพียงอย่างเดียว พวกเขาไม่เพียงแตกต่างกันเท่านั้น แต่ยังมีความแตกต่างกับโปรตีนของสิ่งมีชีวิตอื่นด้วย และโมเลกุลโปรตีนขนาดมหึมาทั้งหมดนี้สร้างขึ้นจากกรดอะมิโนเพียง 20 ชนิดเท่านั้น

หากโปรตีนสัมผัสกับปัจจัยทางความร้อนหรือทางเคมี พันธะไฮโดรเจนและไบซัลไฟด์ในโมเลกุลจะถูกทำลาย สิ่งนี้นำไปสู่การสูญเสียโปรตีนและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและหน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์

โปรตีนทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: ทรงกลม (ซึ่งรวมถึงเอนไซม์ฮอร์โมนและแอนติบอดี) และไฟบริลลาร์ - คอลลาเจน, อีลาสติน, เคราติน

หน้าที่ของโปรตีนในเซลล์ที่มีชีวิต:

กรดนิวคลีอิก

กรดนิวคลีอิกมีความสำคัญต่อโครงสร้างและการทำงานที่เหมาะสมของเซลล์ โครงสร้างทางเคมีของสารเหล่านี้ทำให้สามารถรักษาและส่งผ่านข้อมูลมรดกเกี่ยวกับโครงสร้างโปรตีนของเซลล์ได้ ข้อมูลนี้จะถูกส่งไปยังเซลล์ลูกสาวและในแต่ละขั้นตอนของการพัฒนาจะมีการสร้างโปรตีนบางประเภทขึ้น

เนื่องจากคุณสมบัติทางโครงสร้างและการทำงานของเซลล์ส่วนใหญ่เกิดจากส่วนประกอบของโปรตีน ความเสถียรของกรดนิวคลีอิกจึงมีความสำคัญมาก ในทางกลับกันการพัฒนาและสภาพของสิ่งมีชีวิตโดยรวมนั้นขึ้นอยู่กับความเสถียรของโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์แต่ละเซลล์

กรดนิวคลีอิกมีสองประเภท ได้แก่ กรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) และกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA)

ดีเอ็นเอคือโมเลกุลโพลีเมอร์ที่ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์เอนริเก้คู่หนึ่ง โมโนเมอร์แต่ละตัวของโมเลกุล DNA จะถูกแสดงเป็นนิวคลีโอไทด์ นิวคลีโอไทด์ประกอบด้วยเบสไนโตรเจน (อะดีนีน ไซโตซีน ไทมีน กวานีน) คาร์โบไฮเดรต (ดีออกซีไรโบส) และกรดฟอสฟอริกที่ตกค้าง

ฐานไนโตรเจนทั้งหมดเชื่อมต่อกันในลักษณะที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด อะดีนีนจะอยู่ตรงข้ามกับไทมีนเสมอ และกัวนีนจะอยู่ตรงข้ามไซโตซีนเสมอ การผสมผสานแบบเลือกสรรนี้เรียกว่าการเสริมกันและมีบทบาทสำคัญในการสร้างโครงสร้างโปรตีน

นิวคลีโอไทด์ที่อยู่ใกล้เคียงทั้งหมดเชื่อมโยงถึงกันด้วยกรดฟอสฟอริกและดีออกซีไรโบส

กรดริโบนิวคลีอิกมีความคล้ายคลึงกันอย่างมากกับกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก ความแตกต่างก็คือ แทนที่จะเป็นไทมีน โครงสร้างของโมเลกุลจะมียูราซิลฐานไนโตรเจน สารประกอบนี้มีคาร์โบไฮเดรตไรโบสแทนดีออกซีไรโบส

นิวคลีโอไทด์ทั้งหมดในสายโซ่ RNA เชื่อมต่อกันผ่านฟอสฟอรัสตกค้างและไรโบส

โดยโครงสร้างของมัน RNA สามารถเป็นแบบเกลียวเดี่ยวหรือเกลียวคู่ก็ได้- ในไวรัสจำนวนหนึ่ง RNA แบบเกลียวคู่จะทำหน้าที่ของโครโมโซม - เป็นพาหะของข้อมูลทางพันธุกรรม ด้วยความช่วยเหลือของ RNA แบบเส้นเดี่ยวข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบของโมเลกุลโปรตีนจะถูกถ่ายโอน

มีคำจำกัดความหลายประการว่าสารอินทรีย์คืออะไร และแตกต่างจากสารประกอบกลุ่มอื่นอย่างไร นั่นก็คือ อนินทรีย์ คำอธิบายที่พบบ่อยที่สุดประการหนึ่งมาจากชื่อ "ไฮโดรคาร์บอน" แท้จริงแล้ว หัวใจของโมเลกุลอินทรีย์ทั้งหมดคือสายโซ่ของอะตอมคาร์บอนที่จับกับไฮโดรเจน ยังมีองค์ประกอบอื่นๆ ที่เรียกว่า “ออร์แกนิก” อีกด้วย

เคมีอินทรีย์ก่อนการค้นพบยูเรีย

ตั้งแต่สมัยโบราณ ผู้คนใช้สารและแร่ธาตุจากธรรมชาติมากมาย เช่น กำมะถัน ทองคำ แร่เหล็กและทองแดง เกลือแกง สำหรับการดำรงอยู่ของวิทยาศาสตร์ทั้งหมด - ตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 19 - นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถพิสูจน์ความเชื่อมโยงระหว่างสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิตในระดับโครงสร้างจุลภาค (อะตอม โมเลกุล) เชื่อกันว่าสารอินทรีย์มีลักษณะเป็นพลังชีวิตในตำนาน - พลังนิยม มีตำนานเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการเลี้ยงดูมนุษย์ "โฮมุนครุส" ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องใส่ของเสียต่าง ๆ ลงในถังและรอสักครู่เพื่อให้พลังสำคัญเกิดขึ้น

การระเบิดอย่างรุนแรงต่อพลังนิยมได้รับการจัดการโดยงานของ Weller ซึ่งสังเคราะห์ยูเรียสารอินทรีย์จากส่วนประกอบอนินทรีย์ ดังนั้นจึงได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่มีพลังสำคัญ ธรรมชาติเป็นหนึ่งเดียว สิ่งมีชีวิตและสารประกอบอนินทรีย์ถูกสร้างขึ้นโดยอะตอมขององค์ประกอบเดียวกัน องค์ประกอบของยูเรียเป็นที่รู้จักก่อนงานของ Weller การศึกษาสารประกอบนี้ไม่ใช่เรื่องยากในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ข้อเท็จจริงของการได้รับสารที่มีลักษณะเฉพาะของการเผาผลาญภายนอกร่างกายของสัตว์หรือมนุษย์นั้นน่าทึ่งมาก

ทฤษฎีของ A. M. Butlerov

บทบาทของโรงเรียนนักเคมีของรัสเซียในการพัฒนาวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาสารอินทรีย์นั้นยอดเยี่ยมมาก ยุคทั้งหมดในการพัฒนาการสังเคราะห์สารอินทรีย์เกี่ยวข้องกับชื่อของ Butlerov, Markovnikov, Zelinsky และ Lebedev ผู้ก่อตั้งทฤษฎีโครงสร้างของสารประกอบคือ A. M. Butlerov นักเคมีชื่อดังในยุค 60 ของศตวรรษที่ 19 อธิบายองค์ประกอบของสารอินทรีย์ สาเหตุของความหลากหลายของโครงสร้าง และเปิดเผยความสัมพันธ์ที่มีอยู่ระหว่างองค์ประกอบ โครงสร้าง และคุณสมบัติของสาร

จากข้อสรุปของ Butlerov ไม่เพียงแต่สามารถจัดระบบความรู้เกี่ยวกับสารประกอบอินทรีย์ที่มีอยู่แล้วเท่านั้น มีความเป็นไปได้ที่จะทำนายคุณสมบัติของสารที่ยังไม่ทราบทางวิทยาศาสตร์และสร้างแผนการทางเทคโนโลยีสำหรับการผลิตในสภาวะทางอุตสาหกรรม แนวคิดมากมายของนักเคมีอินทรีย์ชั้นนำกำลังเกิดขึ้นจริงอย่างสมบูรณ์ในปัจจุบัน

การออกซิเดชันของไฮโดรคาร์บอนทำให้เกิดสารอินทรีย์ใหม่ - ตัวแทนของประเภทอื่น (อัลดีไฮด์, คีโตน, แอลกอฮอล์, กรดคาร์บอกซิลิก) ตัวอย่างเช่น อะเซทิลีนปริมาณมากถูกใช้เพื่อผลิตกรดอะซิติก ส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยานี้จะถูกนำไปใช้เพื่อผลิตเส้นใยสังเคราะห์ในภายหลัง พบสารละลายกรด (9% และ 6%) ในทุกบ้าน - นี่คือน้ำส้มสายชูธรรมดา การออกซิเดชันของสารอินทรีย์ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการผลิตสารประกอบจำนวนมากที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรม เกษตรกรรม และทางการแพทย์

อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน

ความอะโรมาติกในโมเลกุลของสารอินทรีย์คือการมีอยู่ของนิวเคลียสของเบนซีนตั้งแต่หนึ่งนิวเคลียสขึ้นไป สายโซ่ของคาร์บอน 6 อะตอมปิดสนิทในวงแหวนซึ่งมีพันธะคอนจูเกตปรากฏขึ้นดังนั้นคุณสมบัติของไฮโดรคาร์บอนดังกล่าวจึงไม่เหมือนกับไฮโดรคาร์บอนชนิดอื่น

อะโรเมติกไฮโดรคาร์บอน (หรืออารีเนส) มีความสำคัญอย่างยิ่งในทางปฏิบัติ หลายชนิดใช้กันอย่างแพร่หลาย: เบนซิน, โทลูอีน, ไซลีน ใช้เป็นตัวทำละลายและวัตถุดิบในการผลิตยา สีย้อม ยาง ยางพารา และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ของการสังเคราะห์สารอินทรีย์

สารประกอบที่มีออกซิเจน

สารอินทรีย์กลุ่มใหญ่ประกอบด้วยอะตอมออกซิเจน พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของส่วนที่มีฤทธิ์มากที่สุดของโมเลกุลซึ่งเป็นกลุ่มหน้าที่ของมัน แอลกอฮอล์ประกอบด้วยไฮดรอกซิลหนึ่งชนิดหรือมากกว่า -OH ตัวอย่างของแอลกอฮอล์: เมทานอล เอทานอล กลีเซอรีน กรดคาร์บอกซิลิกมีอนุภาคที่ใช้งานได้อีกชนิดหนึ่ง - คาร์บอกซิล (-COOOH)

สารประกอบอินทรีย์ที่มีออกซิเจนอื่นๆ ได้แก่ อัลดีไฮด์และคีโตน กรดคาร์บอกซิลิก แอลกอฮอล์ และอัลดีไฮด์มีอยู่ในปริมาณมากในอวัยวะต่างๆ ของพืช พวกเขาสามารถเป็นแหล่งได้รับผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ (กรดอะซิติก, เอทิลแอลกอฮอล์, เมนทอล)

ไขมันเป็นสารประกอบของกรดคาร์บอกซิลิกและกลีเซอรอลไตรไฮดริกแอลกอฮอล์ นอกจากแอลกอฮอล์และกรดเชิงเส้นแล้ว ยังมีสารประกอบอินทรีย์ที่มีวงแหวนเบนซีนและหมู่ฟังก์ชันอีกด้วย ตัวอย่างของอะโรมาติกแอลกอฮอล์: ฟีนอล, โทลูอีน

คาร์โบไฮเดรต

สารอินทรีย์ที่สำคัญที่สุดของร่างกายที่ประกอบเป็นเซลล์ ได้แก่ โปรตีน เอนไซม์ กรดนิวคลีอิก คาร์โบไฮเดรต และไขมัน (ลิพิด) คาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยว - โมโนแซ็กคาไรด์ - พบในเซลล์ในรูปของน้ำตาล, ดีออกซีไรโบส, ฟรุกโตสและกลูโคส คาร์โบไฮเดรตตัวสุดท้ายในรายการสั้นๆ นี้คือสารหลักในการเผาผลาญในเซลล์ Ribose และ deoxyribose เป็นส่วนประกอบของกรดไรโบนิวคลีอิกและดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (RNA และ DNA)

เมื่อโมเลกุลของกลูโคสถูกทำลาย พลังงานที่จำเป็นต่อชีวิตจะถูกปล่อยออกมา ขั้นแรกจะถูกเก็บไว้ในระหว่างการก่อตัวของตัวพาพลังงานชนิดหนึ่ง - adenosine triphosphoric acid (ATP) สารนี้ถูกขนส่งในเลือดและส่งไปยังเนื้อเยื่อและเซลล์ ด้วยการกำจัดกรดฟอสฟอริกสามชนิดที่ตกค้างจากอะดีโนซีนตามลำดับ พลังงานจะถูกปล่อยออกมา

ไขมัน

ไขมันเป็นสารของสิ่งมีชีวิตที่มีคุณสมบัติเฉพาะ ไม่ละลายในน้ำและเป็นอนุภาคที่ไม่ชอบน้ำ เมล็ดและผลของพืชบางชนิด เนื้อเยื่อประสาท ตับ ไต เลือดของสัตว์และมนุษย์ อุดมไปด้วยสารประเภทนี้เป็นพิเศษ

ผิวหนังของมนุษย์และสัตว์ประกอบด้วยต่อมไขมันขนาดเล็กจำนวนมาก สารคัดหลั่งที่หลั่งออกมาจะถูกพาไปที่พื้นผิวของร่างกาย หล่อลื่น ปกป้องจากการสูญเสียความชื้นและการแทรกซึมของจุลินทรีย์ ชั้นไขมันใต้ผิวหนังช่วยปกป้องอวัยวะภายในจากความเสียหายและทำหน้าที่เป็นสารสำรอง

กระรอก

โปรตีนประกอบด้วยสารอินทรีย์มากกว่าครึ่งหนึ่งในเซลล์และในเนื้อเยื่อบางชนิดมีเนื้อหาถึง 80% โปรตีนทุกประเภทมีลักษณะเฉพาะโดยมีน้ำหนักโมเลกุลสูง และมีโครงสร้างปฐมภูมิ ทุติยภูมิ ตติยภูมิ และควอเทอร์นารี เมื่อถูกความร้อนจะถูกทำลาย - เกิดการเสียสภาพ โครงสร้างหลักคือสายโซ่กรดอะมิโนขนาดใหญ่สำหรับพิภพเล็ก ภายใต้การทำงานของเอนไซม์พิเศษในระบบย่อยอาหารของสัตว์และมนุษย์ โปรตีนโมเลกุลขนาดใหญ่จะแตกตัวออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ พวกมันเข้าไปในเซลล์ที่มีการสังเคราะห์สารอินทรีย์ - โปรตีนอื่น ๆ ที่เฉพาะเจาะจงสำหรับสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด

เอนไซม์และบทบาทของพวกเขา

ปฏิกิริยาในเซลล์ดำเนินไปด้วยความเร็วซึ่งทำได้ยากภายใต้สภาวะทางอุตสาหกรรม ต้องขอบคุณตัวเร่งปฏิกิริยา - เอนไซม์ มีเอนไซม์ที่ออกฤทธิ์เฉพาะกับโปรตีน - ไลเปส การไฮโดรไลซิสของแป้งเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของอะไมเลส ไลเปสจำเป็นในการสลายไขมันออกเป็นส่วนต่างๆ กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด หากบุคคลไม่มีเอนไซม์ในเซลล์จะส่งผลต่อการเผาผลาญและสุขภาพโดยรวม

กรดนิวคลีอิก

สารที่ค้นพบครั้งแรกและแยกได้จากนิวเคลียสของเซลล์ ทำหน้าที่ถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม DNA จำนวนหลักอยู่ในโครโมโซม และโมเลกุล RNA ตั้งอยู่ในไซโตพลาสซึม เมื่อ DNA ถูกทำซ้ำ (เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า) จะเป็นไปได้ที่จะถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมไปยังเซลล์สืบพันธุ์ - gametes เมื่อพวกมันรวมตัวกัน สิ่งมีชีวิตใหม่จะได้รับสารพันธุกรรมจากพ่อแม่ของมัน