Для всех и обо всем. Из чего состоит человек

Из чего состоит человек? Химический и минеральный состав организма

Согласно последним научным открытиям, человек является наиболее сложноорганизованной открытой биологической системой, управляемой биоколлоидным компьютером — головным и спинным мозгом, способной к самоорганизации и воспроизводству, имеющей мощную адаптивную функцию по отношению к быстроизменяющимся условиям внешней среды. Чтобы ответить на вопрос, из чего состоит человек, нам понадобится научная информация из таких областей знаний, как химия, цитология и анатомия.

Химический состав организма человека

Из чего состоит человек, с точки зрения химии? Ответить на вопрос достаточно легко, если иметь базовые знания этого школьного предмета. В учебниках описывалось, что человек — это совокупность химических соединений, к которым относятся биополимеры: белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды, а также липиды, углеводы и минеральные соли. Вода — H₂O — занимает особое место в организме, и на сколько человек состоит из жидкости, мы рассмотрим чуть ниже.

Белки выполняют ряд важнейших функций в организме. Например, актин и миозин обеспечивают работу мышечных волокон, гемоглобин транспортирует кислород, инсулин регулирует уровень глюкозы в крови, а иммуноглобулины обеспечивают защиту человека от болезнетворных микроорганизмов. Липиды, к которым относятся жиры и стероиды, — важная часть органического содержимого клеток и тканей. Они могут образовывать комплексы с белками и углеводами: так называемые липопротеиды и гликопротеиды.

Минеральный состав организма

В клетках человека присутствует приблизительно 70 химических элементов, но только 24 из них встречаются практически во всех его органах и тканях. Четыре самых важных, называемых органогенными, — это нитроген, оксиген, гидроген и карбон. Они играют главную роль в жизнедеятельности человека. Затем следует 10 макроэлементов, к которым относятся натрий, калий, кальций, фосфор, магний, железо и т. д. Микроэлементы, такие как медь, бор и марганец, хоть и присутствуют в виде сотых долей процента, тем не менее очень важны, так как входят в состав ферментных систем, обеспечивающих обмен веществ в организме.

Все вышеперечисленные химические элементы представляют собой катионы и анионы неорганических солей. Их значение велико, например, хлорид натрия является матрицей тканевой жидкости и плазмы крови. Гидрокарбонаты и гидросульфаты кальция необходимы для проведения нервных импульсов, сокращения мышц и формирования скелета человека. Ионы калия обеспечивают нормальное кровообращение и регулируют водно-солевой баланс. Благодаря вышеприведённому примеру мы теперь знаем, из чего состоит человек. Получается, что все перечисленные органические и неорганические соединения и являются тем «строительным» материалом.

Вода — основа жизни

На сколько человек состоит из воды, можно узнать, используя справочную литературу по цитологии. В процентном выражении количество жидкости в клетках, по сравнению с другими веществами, наибольшее. И зависит оно прежде всего от клеточных функций. Чем активнее образование и сложнее его функции, тем содержание воды больше. Так в клетках мозга её до 85 %, в молекулах формирующегося зародыша — свыше 90 %, в мышечных волокнах — около 76 %. Даже физиологический возраст можно определить зная, из чего состоит человек: чем моложе организм, тем выше содержание жидкости в тканях и органах. Все биохимические реакции протекают в клетках также только в водных растворах. Благодаря высокой теплопроводности и теплоёмкости, вода обеспечивает гомеостаз, то есть постоянство внутренней среды организма.

Анатомия как наука

Внутреннее строение человека изучает одна из самых древних биологических дисциплин, которую создали Гиппократ, Гален и Везалий. Это анатомия человека. Мышцы, соединяющие костную основу — скелет и внутренние органы, расположенные в полости тела, учёные рассматривают как единую высокоорганизованную структуру, управляемую нервной и эндокринной системами. Именно она и является предметом изучения анатомии.

Скелет человека

Наша опорно-двигательная система состоит из костей, анатомически связанных с группами скелетных мышц. Человек — единственное существо на земле, постоянно передвигающееся вертикально. Это особенность отразилась и на его внутреннем строении. Скелет человека, состоящий из позвоночника, черепа, пояса верхних и нижних конечностей и самих свободных конечностей имеет ряд приспособлений. Назовём главные из них:

1. Позвоночник. Имеет S-образную форму, содержащую 4 изгиба. Они обеспечивают амортизационные свойства и гибкость.

2. Пояс нижних конечностей. Представлен тазовыми костями. Имеет форму чаши, удерживающей вес всех внутренних органов.

3. Стопа и её свод. Обеспечивают пружинистость при ходьбе.

4. Мозговой отдел черепа. Вследствие развития головного мозга преобладает над лицевым участком.

5. Верхние конечности — руки. Освобождены от функции передвижения, способны к сложным трудовым операциям.

Таким образом, в процессе эволюционного развития все отделы скелета человека претерпели важнейшие изменения, называемые в биологии ароморфозами. Они навсегда отделили человека от его ближайших анатомо-физиологических родственников — приматов.

Мышечная система

Как ни велико значение скелета человека, в качестве остова и опоры, но без мышц, соединяющих все отделы и приводящих их в движение, наше тело было бы не более чем закостенелый неподвижный панцирь, лишённый даже намёка на самое примитивное перемещение. Все основные группы мышц — головы, шеи, туловища, верхних и нижних конечностей — участвуют в ежесекундных движениях тела и обеспечивают мгновенную реакцию на малейшие изменения окружающей среды.

В этой статье мы рассмотрели, на сколько человек состоит из воды, каков минеральный и химический состав его тела. Кроме того, мы узнали особенности строения организма, выработанные в процессе эволюционного развития — антропогенеза.

Атом. Из чего все состоит. Просто о сложном.

Возьмем листок бумаги, разрежем пополам, одну из половин еще пополам, еще и еще. До каких пор можно так продолжать и что в итоге должно остаться? Это всегда и интересовало ученых. А название этому дали атом (неделимый с латыни). Это статья о том, что же такое атом и какой это странный мир.

Насчет листа бумаги, складывая его пополам вы не сможете совершить более семи повторов. Проверьте.

Для начала Атом состоит из ядра: протон+нейтрон и электрон бегающий вокруг центра.
Атом – это наименьшая часть элемента несущая в себе его свойства (заметьте я не сказал: наименьшая частица всего, это именно частица элемента несущая свойства этого элемента). Именно атомы определяют будет ли это жидкость или металл, прозрачный или твердый предмет и т.д. все это конечно при определенной температуре. Ведь как мы знаем вода может быть и паром и льдом, но как не крути это все равно Н2О в различном агрегатном состоянии (набором характеристик).

Возьмем для примера атом водорода- простейший элемент во вселенной. Сразу развею два мифа. Первый миф: Все мы представляем атом как шар в центре (протон и нейтрон) и шарик вращающийся по орбите (электрон). Это не шарики – это скорее кусочки энергии, постоянно находящиеся в движении, несущиеся с огромными скоростями.

Второй миф – расстояние. От ядра – основная масса атома 99,99%, до электрона – огромное расстояние. Если представить ядро атома размером с яблоко, то электрон бы вращался на расстоянии нескольких сотен метров. Все остальное пространство абсолютно пустое. Так что мы с вами состоим по сути из пустоты. Убрав все пустое пространство из всех людей на планете и соединив их вместе, мы вновь получим размер яблока. Какой-то удивительный фрукт это яблоко.

Если планеты держаться на своих орбитах вокруг солнца за счет искривления пространства времени массой своей звезды (можно почитать тут и тут ). То ядро (протон-нейтрон) удерживаются вместе за счет сильного ядерного взаимодействия. Электрон же не теряет своей орбиты благодаря электромагнитному взаимодействию. Тут то и вступают необъяснимые действия для обычного человека. Ядро атома и электрон обмениваются фотоном (кусочком света) – который находится в двух местах одновременно и в ядре и в электроне (расстояние помните?). Фотон то и подсказывает электрону, что делать.

Фотон та еще частица, он обладает одновременно свойствами и волны и частицы. Т.е. в зависимости от ситуации может быть либо частицей либо волной. Все его движения выполняются только с одной скоростью, со скоростью света – 300 000 км/с . Вот он мир маленького. Фотон это в своем роде пакет переноса информации не имеющий массы.

Ядро атома – очень стабильная структура. Чтобы его разрушить или изменить нужно приложить колоссальные силы. Атомы очень не хотят приближаться друг к другу как два магнита с одинаковыми полюсами. Например для получения одного атома Гелия необходимы два атома Водорода и скорости близкие к скорости света. В итоге вы получаете один атом гелия массой меньше первых двух, а разница этих масс будет выпущена в виде чистой энергии ( так живет наше солнце ). Ниже на фото последствия такого синтеза в человеческих руках.

Как я писал выше ядро удерживается на своем месте благодаря сильному ядерному взаимодействию. Так вот “запихав” в ядро большое количество протонов и нейтронов, оно становится больше радиуса чем эти силы могут удержать. Мы получаем изотоп элемента, ядро которого становится нестабильным и начинает испускать частицы или
электромагнитное излучение, по своей сути элемент начинает терять свою массу и объем. Такой эффект и называется радиацией. Каждый радиоактивный элемент имеет такую характеристику как период полураспада. В отведенное время он теряет половину своей массы.
Пример: Возьмем опять яблоко весом 100 грамм (радиоактивный его изотоп), допустим период полураспада которого составляет 1 час. Через этот час яблоко уменьшится в объеме вдвое потеряв 50% массы, т.е. весить будет 50 г. Еще через час 25 г., затем 12,5 г., потом 6,25 г. и так далее, почти до бесконечности (тут конечно немного условно, там еще одно вещество превращается в другое, но суть такова). Например период полураспада плутония 239 – составляет 40000 лет. Вот такая странная характеристика.

Как элементы испускают радиацию можно увидеть в камере Вильсона. Ниже видео. Немного мотнуть правда нужно сразу минуты на полторы.

В следующий раз расскажу подробнее про химические элементы. Почему инертные газы – инертны. Как мы определяем из чего состоят звезды и многое другое.

Хорошего настроения всем. Изучайте науку.

Понравился материал? поставьте лайк- вам нетрудно, а мне приятно, так я буду понимать, что материал интересен и делать больше подобных выпусков.
Слева кнопки- можно поделится в соцсетях.
Больше интересного в других статьях.
Подписка – плюсик в вашу карму.

Клетка. Выживание. Из чего состоит жизнь. Просто о сложном.

Из чего же мы состоим, почему мы можем двигаться, думать, да и попросту существовать.
Химические элементы из которых состоит человек, можно найти где угодно.
Возьмем 18 кг углерода, пару бутылок азота, 50 литров воды, фосфор содержащийся в 50 спичечных коробках, железо из 5 см гвоздя и еще порядка 20 элементов, в итоге мы получим те же вещества, из которых состоит человек весом около 80 кг. Проблема заключается в том, как бы вы не перемешивали все эти элементы, вряд ли вы получите хоть что-то отдаленно напоминающее жизнь. Дак как же мы с вами получились?

С физической точки зрения вы и этот набор элементов одно и тоже, но с биологической- категоричное нет. Вы – живой. Все эти элементы это то из чего состоят клетки вашего организма. 60 000 000 000 000 (60 триллионов) очень сложных и очень маленьких структур.

Абсолютной точности в какой именно момент и где конкретно зародилась первая клетка – нет. Есть разные теории, познакомлю вас с самой последней. Есть конечно еще теория создания всего сущего за 7 дней, но как-то она не кажется правдоподобной, так что опустим ее, если вы ее не читали и вам интересно можете посмотреть вот тут .

Жизнь на нашей планете напрямую зависит от воды. Нет воды- нет жизни. И мы склонны полагать, что и жизнь в космосе, так же будет похожа на нашу. Но так ли это на самом деле. Кто знает, покажет время, но мы вероятно его не застанет.
Любой живой организм на нашей планете содержит в себе воду. Без воды нет микробов, нет клеток, нет и более развитых организмов.
После окончания формирования земли ( как это было смотри тут ), в те времена, когда земля уже остыла, обзавелась первыми океанами с большим содержанием железа, из-за чего вода кстати имела зеленый оттенок.

Вода как известно прекрасная среда для смешивания различных элементов. Океан обладет всем необходимым для создания первой жизни, но как было описано выше не так то просто собрать живое из не живого. Создание жизни очень долгий и случайный процесс, элементы смешиваются в различных комбинациях, образуя первые аминокислоты. Аминокислоты это первые кирпичики жизни, состоящие из Водорода, Азота, Кислорода и Углерода- важнейший элемент для жизни. Это всего пара-тройка атомов связанных определенным образом, но играющие огромную роль в жизни на земле.
Первыми организмами населявшими нашу планету были одиночные микроскопические клетки, впервые появившиеся около 3,5 млрд лет назад. В то время как поверхность суши усеяна вулканами, отравляющими атмосферу, на глубине океана эти вулканы создают условия для формирования первых клеток. Подводные гидротермальные источники или “Черные курильщики” – до сих пор остаются единственным пристанищем жизни на больших глубинах в отсутствии солнечного света. Из них в океаны поступает высокоминерализированная горячая вода под давлением в сотни атмосфер. Отложения минералов этой воды служат источником питания для обитающих там существ.

Мутации . (довольно сложный раздел, упрощал как мог).
Придется углубится внутри клетки и рассказать про ДНК и мутации.
При делении клетки происходит перенос информации от “матери” к “ребенку” такое деление называют митоз. При этом “ребенок” идентичен “матери”. Перед делением клетки происходит разделение цепочки ДНК – генетического кода, для передачи его “ребенку”. В ДНК заложено все: как “ребенок” будет выглядеть, чем питаться, сколько конечностей, т.е. вся вся информация.

ДНК – двойная спираль, макромолекула состоящая из последовательно расположенных нуклеотидов (группа органических оснований). Ладно, не ломайте голову, попробую объяснить проще.
Представьте лестницу, деревянную стремянку со ступеньками. Разрезаем ее пополам, вдоль. Получается две гребенки (расчески), на каждом конце гребня стоит буква (нуклеиновое основание), букв всего может быть четыре А, G, C, и Т (Аденин, Гуанин, Цитозин, Тимин). Есть еще буква У (урацил) но она относится к РНК.

И так если на гребенке слева стоит буква ” А ” (аденин), то справа на этой же гребенке должна стоять ” Т ” (тимин), для ” C ” соответствует ” G ” и так далее. При чем для каждой пары букв есть свой замок, чтобы избежать нарушений. Как видно из рисунка сверху нельзя сопоставить ” А ” и ” G ” , но на практике все немного иначе.
Нуклеиновые основания (буквы) иногда шалят, и меняют свой замок по тем или иным причинам. В результате получаются пары, которых не должно было быть.

Наша “лестница” (цепочка ДНК) очень огромна по размеру, примерно 3 млрд ступенек. Участок “лестницы” состоящий из определенного количества ступенек и в определенном порядке – это наш ген. У каждого человека примерно 28 тысяч генов. И каждый за что-то да отвечает: форма глаз, цвет кожи, рост, количество пальцев, рук, ног и т.д.

Перед делением клетки, расплетающим белком происходит раздвоение цепочки ДНК пополам (для передачи всех генов “дочке”). После чего начинается сборка каждой половинки для формирования двух спиралей ДНК. На данный момент клетка имеет две половины одной “лестницы” (ДНК) из которой нужно собрать уже две полноценных лестницы (две сирали ДНК). Тут появляется “плотник” – (ДНК – Полимераза). Плотник смотрит на торец “гребенки” (нуклеиновое основание) нашей “лестницы”, видит какая там стоит буква и какой у нее замок, после чего начинается сборка противоположной половины цепочки ДНК. Нужно учесть что собрать нужно очень огромную последовательность. Куда уж тут без ошибок. Так и возникают мутации. Когда в геноме (участке нашей лестницы) одна буква стоящая в левой половине не будет соответствовать своей паре в правой – это и вызывает мутацию в определенном наборе качеств. Например, цвет вашей кожи станет чуток темнее, или вырастит шестой палец. Мутации или неверные сборки происходят постоянно, даже сейчас, клетки вашего организма, чуть-чуть но неверно собирают цепочку ДНК для репликации, передавая мутацию следующему поколению клеток.

К чему все это было. Планету населяют лишь простейшие организмы, так продолжается довольно длинный период. Атмосфера засорена углекислым газом, а как известно для возникновения жизни на суше необходим кислород. Одна клетка, производит случайную мутацию в гене, которая позволяет ей использовать углекислый газ для производства энергии и поддержания жизни. Эти бактерии называются – Цианобактерии. Она передает этот ген своему “потомству”, те – дальше. Чувствуя себя прекрасно в окружении углекислого газа, цианобактерии создают БУМ плодовитости, что положительно сказывается на количестве кислорода в атмосфере земли.

Эти уникальные существа, используют солнечный свет и воду для производства глюкозы (сахара) – энергия для организма. Такой процесс называется фотосинтез. Пагубное солнечное ультрафиолетовое излучение, не пускает жизнь на сушу. А в воде в это время создаются первые колонии формируя строматолиты.

И вот только жизнь начинает все подготавливать для возникновения сложных организмов, как случается “небольшая проблемка”. Приходит ледниковый период, самый долгий за всю историю земли. Земля полностью покрывается льдом толщиной в несколько километров. Этот период ученые назвали – “земля-снежок”. И это реально был снежок.
Зима длиться пару сотен миллионов лет. Солнце не может согреть землю. Почти все лучи отражаются от поверхности обратно. Все то, что было нажито – потеряно. Конечно часть бактерий выживает подо льдом, там сохраняются озера и термальные источники (помните черных курильщиков?) В итоге вулканы пробиваются сквозь ледяную преграду, формируя попутно первые острова, наполняя атмосферу углекислым газом, создавая парниковый эффект, который и способствует таянью льда, формируя новые водоемы.

После такой заморозки происходит бум жизни, названный “кембрийский взрыв”. Появляются первые сложные организмы (все еще в океане), водоросли заполоняют воду, насыщая кислородом все вокруг. Животные (подводные) из-за подскочившего уровня кислорода становятся крупнее. Появляется первые костные скелеты, черви, разнообразные губки и наконец трилобиты- дальние родственники насекомых.

Жизнь в океане процветает, микроскопические бактерии сменились монстрами по типу аномалокариса.

Вот и приходит завершающий этап. Кислород на поверхности облучаясь жестким солнечным излучением, формирует озоновый слой земли, который дает защиту от этого же излучения. Жизнь начинает перебираться на сушу. Животные и вулканы создают углекислый газ (теперь еще и человек), растения и водоросли – кислород. Так и поддерживается баланс жизни на нашей планете.

Мог я конечно и чуток ошибиться в хронологии или датах но не много.

Хорошего настроения всем. Изучайте науку.

Понравился материал? поставьте лайк- вам нетрудно, а мне приятно, так я буду понимать, что материал интересен и делать больше подобных выпусков.
Слева кнопки- поделится в соцсетях.
Больше интересного в других статьях.
Подписка – плюсик в вашу карму.

Источники:

http://www.syl.ru/article/234971/new_iz-chego-sostoit-chelovek-himicheskiy-i-mineralnyiy-sostav-organizma

http://zen.yandex.ru/media/id/5b0ffc175a104f9075bad29f/5b3f4df6b70d4800a9cb6fb4

http://zen.yandex.com/media/id/5b0ffc175a104f9075bad29f/kletka-vyjivanie-iz-chego-sostoit-jizn-prosto-o-slojnom-5b3b5054311bf300aab10ea6?feed_exp=ordinary_feed&from=channel&rid=2776081815.495.1573692726566.28680&integration=publishers_platform_yandex