Връзката между природните вещества се характеризира допълнително с биохимията, която е граничната наука между химията и биологията. Биохимията се разделя допълнително на статична и динамична. Статиката изучава веществата, които изграждат телата на организмите и динамично решава динамични събития в живите организми. За да определя взаимовръзките, ще заявя какви живи организми познаваме.
1. Производители
- автотрофни организми - растения. Растенията получават енергия от Слънцето чрез фотосинтеза. Те могат да получат енергия чрез окисляване на неорганични или прости органични вещества - хемосинтез/сярни бактерии около вулкани или морското дъно /. Производителите произвеждат богати на енергия вещества (захари) и отделят кислород във въздуха.
2. Потребителите
- хетеротрофни организми - животни
Потребители от 1-ви ред - първични консуматори/растителноядни организми /
Потребители II. ред - вторични консуматори/месоядни организми или паразити /
Потребители III. ред - третични потребители - хищници.
Естествените вещества включват: захари, мазнини, протеини. Това са основните градивни елементи. Тук трябва да включим и ДНК, РНК, витамини и хормони. За да може организмът да функционира оптимално, той не трябва да има голям превес от което и да е естествено вещество, респ. елемент. Обикновено възникват нарушения, които трябва да бъдат отстранени и всеки път, когато има отрицателно въздействие върху живия организъм, главно при хората.
той е 99,8% съставен от органично съединение захароза - дизахарид, който се състои от една молекула глюкоза (гроздова захар) и една молекула фруктоза (плодова захар). Химичната формула на захарозата е C12H22O11. Може да се получи от много растения, но най-важните източници са захарно цвекло и захарна тръстика. В климатичните условия на Централна Европа обаче се развива само захарно цвекло. Захарозата се разгражда по време на храносмилането и метаболизма, а освободената енергия се използва от човешкото тяло. Глюкозата от разграждането на захарта е източник на енергия за мозъчните клетки. Захарозата преминава през устата и стомаха почти непроменена. В тънките черва се разгражда до глюкоза и фруктоза, които преминават през кръвта към черния дроб и други органи. Флукозата се оставя в черния дроб и се използва за получаване на гликоген - запас от енергия. Глюкозата преминава в отделните клетки, където се разгражда до въглероден диоксид и вода, освобождавайки енергия. Излишъкът от глюкоза се съхранява в черния дроб и мускулите като гликоген.
увреждат дебелото черво, белите дробове, гърдите, матката и простатата. Най-честият проблем е високият прием на мазнини и неправилната им структура на съотношението на мазнини от животински и растителен произход е в полза на животните, което има неблагоприятни последици. В продължение на много години се подчертава влиянието на мазнините върху атеросклерозата, както и върху рака, където напр. ефектът от високата консумация на мазнини върху рака на гърдата. Този ефект е важен и при колоректален рак. Последните открития включват наблюдавания ефект на високия прием на мазнини върху диабета (диабет тип II, когато има достатъчно инсулин, но не може да бъде приложен достатъчно в целевите клетки). Интересно е и съотношението на линолова и линоленова киселина. Необходим е определен баланс на тези мастни киселини, тъй като има известна метаболитна конкуренция между техните действия, така че според някои автори непропорционално високият прием на n-6 мастни киселини от растителни масла може да отслаби полезния антисклеротичен ефект на n -3 мастни киселини.
те са химически съставени от аминокиселини, които в техните молекули съдържат C, O, H, N, понякога също сяра и фосфор. Те са високомолекулни вещества със специално положение в живите системи. Те представляват структура, която обуславя основните прояви от живота на организмите. Може да се каже, че „самият живот по същество е специална форма на съществуване на протеини“ (Ф. Енгелс). При еволюцията на живите системи протеините са предшественик (протеини - гр. Protos = първи), върху които се формира цялото по-нататъшно развитие на организмите. Понастоящем не познаваме живота без протеини. Протеините изпълняват много основни функции в тялото:
- структурно (образуване на клетки и тъкани на организмите),
- Каталитичен (под формата на различни ензими),
- Транспорт (трансфер на биологично активни вещества),
- Движение (свиване на мускулни влакна и цели клетки),
- Дефанзивен (под формата на антитела),
- Регулаторни (като хормони)
За образуването на протеини са важни а-аминокиселини, имащи група -NH2 и -COOH, прикрепени към същия въглероден атом. От известните аминокиселини само 20. са протеиногенни (образуващи протеини). Аминокиселините на протеините имат L-конфигурация, така че аминогрупата на хиралния въглерод е вляво.
Групата -R в общата формула на аминокиселините представлява въглеродна странична верига, която е характерна за всяка аминокиселина.
Животинският организъм не е в състояние да синтезира всички аминокиселини. Молекулите на аминокиселините не се синтезират от отделни атоми, а се поглъщат като храна. Тялото може да пренареди някои аминокиселини в други аминокиселини, от които се нуждае. Аминокиселините, които имат разклонена верига, ароматен пръстен или хетероцикъл в молекулата си (Val, Leu, Ile, Met, Thr, Phe, Trp, Lys), трябва да бъдат погълнати изключително от организма, тъй като той не може сам да ги произведе - те се наричат незаменими аминокиселини.
Витамини:
- мастноразтворим - това включва витамини A D E K
Ретинол-витамин А е терпентинов алкохол, състоящ се от четири изопренови единици. Той се образува в черния дроб от b-каротин, който е провитамин А. Висшите животни го приемат в растителна храна. Недостигът на ретинол се проявява с нощна слепота и нарушена клетъчна функция на лигавиците на телесните органи.
Калциферолите-витамин D са химически сред стероидите. Те възникват напр. от ергостерол, който е основният стероид на дрождите, чрез облъчване с ултравиолетови лъчи. Калциферолите взаимодействат, за да абсорбират калция от храносмилателния тракт.
Токоферолите-витамин Е се образуват в растенията. В животинските и човешките клетки те са важни в окислително-възстановителните процеси - предотвратяват окисляването на няколко вещества и по този начин нарушения на клетъчната функция.
Филохиноните-витамин К са производни на нафтиутон. Те се синтезират от растения и микроорганизми. Животинските и човешките клетки се нуждаят от тях, за да осигурят съсирването на кръвта, растителните клетки по време на фотосинтезата.
- водоразтворим - Те включват витамини от група В и С
Тиамин-витамин В съдържа в молекулата ядро на пиримидин и тиазол. Важно е, тъй като образува коензим за някои ензими. Недостигът му се проявява главно от нервни разстройства
Рибофлавин-витамин В2 формира структурната основа на коензим оксидоредуктазите (флавин мононуклеотид-FMN и флавинаденин динуклеотид-FAD). Недостигът му се проявява с метаболитни нарушения.
Ниацин-витамин PP химически никотинова киселина. От него се получава значително производно - никотинамид, който е в основата на кохезионните оксидоредуктази (никотинамид аденин динуклеотид-НАД + и неговият фосфорен естер НАДФ +)
Пиридоксин-витамин В6 е производно на пиридин и образува коензимен компонент на ензимите. Които катализират превръщането на аминокиселините (тяхното трансамилиране и декарбоксилиране). При тези процеси той обратимо се появява в две структурни форми: като пиридоксол, пиродоксал и пиродоксамин. При негово отсъствие възникват нарушения на метаболизма и нервната система.
Пантотеновата киселина е химично производно на маслена киселина и β-аланин. Той е в основата на важен коензим А, който участва в активирането на карбоксилните киселини в техния метаболизъм. Недостигът на пантотенова киселина причинява нарушения на метаболизма и клетъчната функция.
Фолиева киселина-фолиева киселина, фолатът съдържа в молекулата глутаминова киселина, р-амиобензоена киселина и хетероцикличен компонент-птеридин. Това е коензим от ензими, които катализират реакциите при образуването на нуклеотиди. Недостигът му се проявява с нарушения в образуването на кръвни клетки.
Биотин-витамин Н има хетероциклична структура, която образува коензимен компонент на ензими, които катализират образуването на карбоксилни киселини и превръщането на въглехидратите. Хората имат микроорганизми в червата, които синтезират биотин, така че дефицитът му е по-рядък.
L-аскорбинова киселина-витамин С
Това е производно на въглехидратите. Играе важна роля в окислително-възстановителните процеси в тялото. Той се превръща в L-дехидроаскорбинова киселина чрез окисляване. Недостигът на витамин С е нарушение на метаболизма на съединителната тъкан, т.нар скорбут.
разпознаваме ендокринни, животински, растителни, тъканни хормони. Ендокринните жлези, произвеждащи хормони, са под контрола на специална област на мозъка (хипоталамус), която изпраща регулаторни вещества към хипофизната жлеза. Тук под тяхно влияние се образуват хормони, които стимулират производството на хормони в отделните жлези. Това се отнася за щитовидната жлеза, надбъбречната кора, тестисите и яйчниците. За да се гарантира протичането на всички реакции, нивото на отделните хормони в организма трябва да е в баланс. Ако в организма се дадат допълнителни хормони под формата на таблетки или инжекции, естественият баланс на хормоните в кръвта и тъканите се нарушава. Такова нарушение се предава във всички части на хормоналната регулация, от хипофизната жлеза, през хипоталамуса до отделните области на мозъчната кора.
Когато се прилагат анаболни стероиди, тялото се опитва да компенсира увеличеното количество и да възстанови хормоналната стабилност, като ограничи естественото им производство. Последицата от такова изкуствено снабдяване на полови хормони в организма е намаляване на производството на собствен тестостерон. Ако изкуственият тестостерон влезе в тялото, тестисите не трябва да изпълняват една от функциите си - производството и екскрецията на тестостерон. Продължителното бездействие на функционалната тъкан води до нейната атрофия. Доставката на изкуствени анаболни вещества в организма увеличава секрецията на много други хормони, което спомага за компенсиране на баланса, нарушен от високата концентрация на анаболно-адрогенни хормони. Например, нивата на тиреоидни хормони, хормони на кората на надбъбречната жлеза и дори хормони на панкреаса, включително инсулин, се увеличават. Тези промени могат да доведат до симптоми, които обикновено се появяват само в резултат на нарушена функция на една от жлезите, които произвеждат тези хормони.Природни източници на въглеводороди
Природните източници на въглеводороди са въглища, нефт, природен газ.
това е твърдо, черно, твърдо вещество, което се е образувало в продължение на милиони години от фосилни останки от растения. Той е предимно въглерод, но също така съдържа водород, кислород, азот и сяра. Слоевете въглища се съхраняват под земята на слоеве, които приличат на слоеве крем в торта. Някои слоеве са разположени близо до повърхността и могат да се добиват от багери. Ние го наричаме повърхностен добив. Повечето слоеве обаче са много по-дълбоки. Те трябва да се добиват от миньори, които използват тежки машини. Има три вида въглища:
1. Лигнит
2. Антрацит
3. Кафяви въглища.
Годишно се добиват 5000 милиона тона въглища. Въглищата се използват като гориво в електроцентрали, промишленост и домакинства. Твърдите въглища, които се намират дълбоко под земята, отделят повече енергия по време на горенето.
- Отоплителните брикети са направени от торф.
- Меки, ронливи черни въглища се използват за производство на кокс.
- Черните въглища се изгарят в електроцентралите.
- Антрацитът се използва в домакинствата и фабриките.
Нефтът се произвежда от морски животни по подобен начин на въглищата. По-голямата част от петрола в северното и централното Средиземноморие се е образувала от остатъци от едноклетъчни водорасли и бактерии, които са били покрити с кал на морското дъно през юрския период.
Характеристики: Има черен цвят и силна миризма, която ще разпознаете навсякъде. Плава по вода, защото има по-ниска плътност. Това е вискозна течност.
Запаси от нефт:
Близкия изток - 49,0 милиарда (източни тона)/Източна Европа/Китай /
Северна Америка - 11,5 милиарда/Африка - 8,8 милиарда/Западна Европа - 2,3 милиарда/
Други - 7,1 милиарда /
Световните резерви - 93,2 милиарда
Използване на масло:
Седем фракции могат да бъдат получени от суров нефт чрез фракционна дестилация на базата на различни температури на кипене: Фракции:
1.) суров бензин - служи като гориво за различни транспортни средства, напр. към колите.
2.) керосин - допълнително обработен, пълнещ се в лампи (керосин)
3.) газьол -> керосин -> дизел - гориво, напр. да се
4.) смазочни масла - смазочни машини, така че да не ръждясват
5.) Вазелин - смазване и в козметиката
6.) парафин - за свещи, лакове
7.) асфалт - повърхността на пътища, тротоари
Транспорт на петрол: нефтопроводи и танкери (кораб, специално пригоден за транспортиране на петрол)
Плюсове: използване в много индустрии, за пътуване
Минуси: това е изчерпателно, скъпо копаене, възможността за екологична катастрофа (масло-море)
Заключение: отново много важна част от живота ни, без която днес никой не може да си представи живота.
нефтът и природният газ са от огромно промишлено значение. Използва се за получаване на наситени и ненаситени алифатни и алициклични въглеводороди.