الكيمياء الحيوية: 3 مكونات رئيسية في الكيمياء الحيوية - شرح!

بعض المكونات الرئيسية للكيمياء الحيوية هي كما يلي:

يُعرَّف مصطلح الكيمياء الحيوية بأنه دراسة كيفية تأثير الأنظمة الحية ، وتسيطر عليها ، الجيولوجيا وكيمياء الأرض. وهكذا فإن الكيمياء الحيوية تشمل العديد من جوانب العالم اللاحيوي والأحيائي الذي نعيش فيه. هناك العديد من المبادئ والأدوات الرئيسية التي يستخدمها البيولوجيون الجيولوجيون الحيويون لدراسة النظم الأرضية.

Image Courtesy: biochem.uwo.ca/fac/yang/coloured_test_tubes.jpg

يمكن تحليل معظم المشاكل البيئية الرئيسية التي نواجهها في عالمنا اليوم باستخدام المبادئ والأدوات البيوجيوكيميائية. وتشمل هذه المشاكل الاحترار العالمي والمطر الحمضي والتلوث البيئي وزيادة غازات الاحتباس الحراري. يمكن تقسيم المبادئ والأدوات التي نستخدمها إلى 3 مكونات رئيسية: نسب العنصر ، توازن الكتلة ، ودورة العنصر.

1. نسب العنصر:

في الأنظمة البيولوجية ، نشير إلى عناصر مهمة على أنها "محافظة". هذه العناصر هي في كثير من الأحيان المغذيات. من خلال "المحافظين" فإننا نعني أنه يمكن للكائن الحي أن يغير كمية هذه العناصر في أنسجته بشكل طفيف فقط إذا كان عليه البقاء في صحة جيدة. على سبيل المثال ، في الطحالب السليمة تحتوي العناصر C و N و P و Fe على النسبة التالية ، وتسمى نسبة Redfield بعد أخصائي علم المحيط الذي اكتشفها:

C: N: P: Fe = 106: 16: 1: 0.01

وبمجرد معرفة هذه النسب ، يمكننا مقارنتها بالنسب التي نقيسها في عينة من الطحالب لتحديد ما إذا كانت الطحالب تفتقر إلى أحد هذه العناصر الغذائية المحددة.

2. توازن الكتلة:

أداة مهمة أخرى يستخدمها علماء الجيولوجيا الحيوية هي معادلة توازن الكتلة البسيطة لوصف حالة النظام. باستخدام نهج توازن الكتلة يمكننا تحديد ما إذا كان النظام يتغير وسرعة تغييره. المعادلة هي:

صافي التغيير = INPUT + OUTPUT + تغيير داخلي

في هذه المعادلة ، يتم تحديد صافي التغيير في النظام من فترة زمنية إلى أخرى حسب مدخلاته ، وما هي المخرجات ، وما هو التغيير الداخلي في النظام.

3. العنصر الدراجات:

يصف عنصر Element مكان وكيفية تحرك العناصر السريعة في النظام. هناك نوعان من الطبقات العامة لأنظمة مغلقة وأنظمة مفتوحة. يشير النظام المغلق إلى نظام تكون فيه المدخلات والمخرجات ضئيلة للغاية مقارنة بالتغيرات الداخلية.

قد تتضمن أمثلة هذه الأنظمة زجاجة ، أو عالمنا بأكمله. هناك طريقتان يمكننا وصف دورة المواد في هذا النظام المغلق ، إما بالنظر إلى معدل الحركة أو في مسارات الحركة.

1. المعدل = عدد الدورات / الوقت مع زيادة المعدل وزيادة الإنتاجية

2. الممرات - مهمة بسبب ردود الفعل المختلفة التي قد تحدث

في نظام مفتوح هناك مدخلات ومخرجات وكذلك ركوب الدراجات الداخلية. وهكذا يمكننا وصف معدلات الحركة والمسارات ، تمامًا كما فعلنا في النظام المغلق ، ولكن يمكننا أيضًا تحديد مفهوم جديد يسمى وقت الإقامة. يشير وقت الإقامة إلى مدة بقاء عنصر ما داخل النظام قبل ترك النظام.

1. معدل

2. المسارات

3. وقت الإقامة ، Rt

Rt = إجمالي مقدار معدل المادة / المخرجات للمادة

(لاحظ أنه يجب إلغاء "الوحدات" في هذا الحساب بشكل صحيح)