生存化學:生命體由何組成?

2020-11-06 我愛科技最前沿

我們身體的化學和物理組成及其功能方式極其複雜,人體估計包含多達一百萬億個細胞。我們需要通過分子,化合物和化學元素為這些細胞發揮功能的燃料,但我們人體99%的質量僅由六個元素組成,元素周期表中的氧、氫、碳和其他一些元素佔人體的99%。

組成部分

最常見的是氧氣(65%)、碳(18%)、氫(10%)、氮(3%)、鈣(1.5%)和磷(1%)。用我們體內的0.25%的硫代替鈣,您便擁有了一生的化學成分。

碳是維持我們生命的數千種化合物的基礎,例如脂肪,蛋白質和核酸(包括DNA)。氧和氫與碳結合形成有機化合物,這些有機化合物是地球上所有生命的基礎。另外,氫與氧氣(H2O)形成水,佔每個人體重量的65%至90%。

氮存在於許多有機分子中,包括DNA和胺基酸。這些對於構建蛋白質,合成激素以促進發育和生長以及製造神經遞質以促進大腦功能至關重要。但是,如果沒有人體最常見的金屬鈣,我們將無法直立或正常進食,因為它會使我們的骨骼和牙齒變的堅硬。

我們體內總共存在大約60種化學元素。某些元素的痕量含量小於體重的0.01%,仍被認為是必需的。其中包括鋅,硒,鈷,碘,錳和鉻-在激素調節,調節糖水平,酶的產生和蛋白質形成等功能中很重要。

如何保證基本生存

作為生命有機體,我們有六個基本的生命過程。我們所有人都生長、發展、移動、組織我們的細胞、繁殖、利用能量並表現出體內平衡(即調節或平衡功能)。為此,我們需要穩定攝入或生產某些重要分子。

水是大多數組織的組成部分,約佔我們大腦和心臟的70%。沒有食物我們可以生存數周,而沒有水只能生存數日。成年男性每天需要約3升的食物或液體才能生存-女性需要的量約為2.2升。

水是生命的維持者。它潤滑我們的關節,通過汗液調節溫度,提供唾液消化,充當大腦的減震器,並幫助通過我們的血液代謝和運輸碳水化合物或蛋白質。


氧氣分子O2同樣重要。沒有它,我們可以活大約三分鐘。這種高反應性氣體會與大多數元素形成氧化物,並提供細胞呼吸釋放的能量,從而驅動人體。

另一個必需的大分子:脫氧核糖核酸或DNA構成了我們整個身體結構的藍圖。這種雙螺旋核酸包含我們的確切遺傳學說明,並告訴我們的細胞應如何製造每種蛋白質:從指甲到頭髮,再到抗疾病的抗體。

另一個細胞必需品是三磷酸腺苷分子或ATP。這種有機化合物含有人體大部分的磷,可以在細胞內存儲和傳輸化學能。我們的神經系統依靠ATP發揮功能,我們的身體不斷循環利用它。一個分子每天可回收500-700次。

生命的神奇

您現在如何看待這些賦予生命的化學物質?好吧,如果它能引起您的注意,那就歸結於我們大腦中另一種稱為去甲腎上腺素的化學神經遞質,這也有助於我們恢復記憶。如果您感到更快樂,那就是5-羥色胺,它還能控制情緒,睡眠和食慾。

我們仍然不確定100%地確定所有化學元素在人體中的作用,但對其進行研究可以使人們對生命的發展有一個有趣的認識。

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