Marcin Błaszczyk Biologia I genetyka

1.1. Pierwiastki budujące organizmy żywe 
Przyjmuje się, że pierwsze pierwiastki powstały, kiedy Wszechświat 
ochłodził się wystarczająco, aby protony i neutrony miały zbyt małą 
energię do pokonywania sił jądrowych, które przyciągając je do siebie, 
utrzymują jądra atomowe (działo się to w około 100 sekund po Wielkim 
Wybuchu, w temperaturze poniżej 10
10
stopni; w temperaturze wyższej 
mogły istnieć tylko fotony, elektrony i neutrina oraz ich antycząstki, 
a także wolne protony i neutrony). Najpierw po połączeniu jednego 
protonu (czyli jądra atomu wodoru) i neutronu powstawał deuter (odmiana 
wodoru – 
2
H), potem przez przyłączenie następnego protonu i neutronu – 
hel. Przyłączanie kolejnych protonów i neutronów prowadziło do 
powstania cięższych pierwiastków, jak lit i beryl. Jednak były to same 
jądra atomów. Dopiero w milion lat później temperatura spadła na tyle, 
aby jądra i elektrony mogły utworzyć kompletne atomy. Atomy cięższe, 
jak węgiel i tlen, powstawały dopiero po utworzeniu się – pod wpływem 
grawitacyjnego przyciągania się wodoru i helu – gwiazd.
Skład chemiczny współczesnych żywych organizmów jest konsekwencją 
ich ewolucji od najwcześniejszych form, powstałych w środowisku 
o konkretnym składzie chemicznym. 
Zatem w skład organizmów wchodzą głównie lekkie pierwiastki dostępne 
w atmosferze Ziemi (azot, tlen, wodór) oraz w najbardziej zewnętrznej 
warstwie skorupy ziemskiej, np. tlen, węgiel, krzem, (glin), żelazo, wapń, 
sód, magnez, potas, (tytan), przy czym pierwiastki w nawiasach 
wprawdzie występują dość obficie w skorupie ziemskiej, jednak nie 
zostały wykorzystane w budowie organizmów żywych.
Pierwiastki chemiczne wchodzące w skład chemiczny organizmów 
żywych oraz ich skład procentowy: 
Tlen O – 65 % – jest składnikiem większości związków organicznych, 
ale jego duży udział procentowy w składzie chemicznym organizmów 
żywych jest wynikiem jego obecności w wodzie. Jest niezbędny do 
przeprowadzania fosforylacji oksydacyjnej. Chociaż jest pierwiastkiem 
powszechnym, jednak wykazuje tendencję do szybkiego wiązania się w 
związki chemiczne. W stanie wolnym, w atmosferze, pojawił się dzięki 
pierwszym organizmom samożywnym, które wydalały go jako produkt 
przemiany materii. Obecnie jego poziom utrzymuje się dzięki ciągłej 
fotosyntezie. Może występować w formie atomowej (O) – niezwykle 
aktywnej chemicznie, w formie ozonu (O
3
), najpowszechniej – w formie 
O
2
. Cząsteczki O
2
z kolei występują w formie singletowej (O::O, gdzie 
kropki symbolizują elektrony) lub trypletowej (·O··O·). Forma trypletowa 
jest więc podwójnym wolnym rodnikiem (posiada dwa niesparowane 
elektrony), jednak to forma singletowa, jako mniej stabilna, jest 
reaktywną formą tlenu. 

---

9 
Węgiel C – 18,5 % – podstawowy, szkieletowy składnik związków 
organicznych. Choć w czystej postaci jest bardzo stabilny (izotopy 
12
C 
oraz 
13
C), jednak w odpowiednich warunkach wchodzi w związki 
chemiczne. Dzięki czterem elektronom na powłoce walencyjnej może 
tworzyć cztery wiązania chemiczne z innymi atomami (rzadziej jest 
dwuwartościowy). Bardzo istotną jego cechą, pozwalającą na tworzenie 
różnorodnych i bardzo złożonych związków chemicznych, jest tendencja 
do katenacji, czyli tworzenia długich łańcuchów np. -C-C-C-. 
Wodór H – 10 % – gdyby za kryterium kolejności przedstawiania 
pierwiastków wziąć ich liczbę w żywym organizmie – wodór zająłby 
pierwsze miejsce. Jest składnikiem wszystkich związków organicznych 
oraz wody. Jednak mała masa atomowa sprawia, że w udziale 
procentowym z punktu widzenia masy jest dopiero na 3 miejscu.
Azot N – 3 % – jest składnikiem wielu związków organicznych 
(przede wszystkim grupy aminowe, m.in. w aminokwasach, zasady 
azotowe m.in. kwasów nukleinowych).