Część spośród 90 pierwiastków naturalnych wykrywalna jest w materiałach pochodzenia biologicznego. 20 z nich występuje w prawie każdym organizmie. Te, których zawartość w suchej masie przekracza 0,01% nazywa się makroelementami, te zaś których udział w budowie suchej masy waha się w granicach 0,01% - 0,00001% nazywa się mikroelementami. Niekiedy wyróżnia się jeszcze ultramikroelementy ale są one wykrywane w śladowych ilościach.

Makroelementy:

6 spośród makroelementów: węgiel ( C ), wodór ( H ), tlen ( O ), azot ( N ), fosfor ( P ), i siarka ( S ) nazwane są pierwiastkami biogennymi lub budulcowymi, gdyż prawie zawsze wchodzą w skład związków chemicznych budujących organizmy żywe. Pozostałe makroelementy to wapń ( Ca ), magnez ( Mg ), sód ( Na ), potas ( K ), i chlor ( Cl ). Makroelementy stanowią niespełna 99% suchej masy organizmów.

Węgiel ( C ), wodór ( H ) i tlen ( O ) - są podstawowymi składnikami związków organicznych.

Azot ( N ) - jest głównym składnikiem białek, kwasów nukleinowych, a także wielu barwników, lipidów budujących błony, chityny, wchodzi w skład alkaloidów: kofeiny, morfiny i teiny. Niedobór azotu u roślin hamuje ich wzrost, ogranicza kwitnienie, powoduje żółknięcie liści.

Fosfor ( P ) - buduje elementy kostne organizmu, jest składnikiem płynów ustrojowych, kwasów nukleinowych, przenośników wodoru NAD, NADP i przenośnika energii ATP. Brak fosforu hamuje proces fotosyntezy, oddychania, rozwój korzeni i części nadziemnych roślin. Objawem niedoboru jest żółkniecie liści, karłowacenie i obumieranie.

Siarka ( S ) - jest składnikiem enzymów, głównie oddechowych, kształtuje strukturę przestrzenna białek. To właśnie dzięki obecności siarki powstają : rogi, paznokcie, kopyta. Niedobór siarki u roślin zatrzymuje syntezę chlorofilu.

Wapń ( Ca ) - buduje elementy kostne organizmu, bierze udział w procesie krzepnięcia krwi, wpływa na pobudliwość tkanki mięśniowej i nerwowej. Niedobór tego pierwiastka u roślin powoduje zahamowanie wzrostu korzeni, młodych pędów i liści.

Magnez ( Mg ) - buduje elementy kostne organizmu, aktywuje enzymy oddechowe i fotosyntetyczne, odpowiada za odpowiednią strukturę rybosomów. U roślin buduje cząsteczki chlorofilu.

Sód ( Na ) - obniża lepkość cytoplazmy, wpływa na wzrost przepuszczalności błon a także na pobudliwość tkanki mięśniowej i nerwowej.

Potas ( K ) - obniża lepkość cytoplazmy, wpływa na wzrost przepuszczalności błon a także na pobudliwość tkanki mięśniowej i nerwowej. Niedobór potasu u roślin powoduje żółknięcie liści, brązowienie i zasychanie.

Chlor ( Cl ) - jest odpowiedzialny za utrzymanie odpowiedniego bilansu wodnego i mineralnego organizmu.

Mikroelementy:

Do mikroelementów zalicza się: żelazo ( Fe ), bor ( B ), miedź ( Cu ), cynk ( Zn ), mangan ( Mn ), molibden ( Mo), jod ( I ) i fluor ( F ).

Żelazo ( Fe ) - jest składnikiem enzymów oddechowych i enzymów katalizujących proces fotosyntezy ( faza jasna ), barwników transportujących tlen ( hemoglobiny ).

Bor ( B ) - jest odpowiedzialny za prawidłowy wzrost łagiewki pyłkowej i gospodarkę węglowodanową roślin.

Miedź ( Cu ) - to składnik enzymów oddechowych - hemocyjaniny u mięczaków.

Cynk ( Zn ) - jest składnikiem insuliny, a także jest niezbędny do syntezy czynników regulujących wzrost i rozwój roślin.

Mangan ( Mn ) - uczestniczy w wielu procesach oksydo - redukcyjnych w organizmie. Niedobór manganu powoduje zahamowanie wzrostu i zniekształcenie kości.

Molibden ( Mo ) - bierze udział procesach oksydo - redukcyjnych, a u roślin uczestniczy w gospodarce azotem.

Jod ( I ) - jest składnikiem hormonów tarczycy - tyrokyny i trójjodotyroniny.

Fluor ( F ) - jest zasadniczym składnikiem szkliwa zębów a także buduje kości. Jego niedobór powoduje próchnicę.

Procesy chemiczne, które zachodzą wewnątrz komórek polegają na ciągłych przemianach substancji. Część z tych przemian wymaga dostarczenia energii ( reakcje endoergiczne ), a część uwalnia energię ( reakcje egzoergiczne ). Głównym kierunkiem przemian metabolicznych jest anabolizm i katabolizm.

Anabolizm to reakcje syntezy związków złożonych ze związków prostych, które wymagają dostarczenia energii np. biosynteza białek, lipidów, kwasów tłuszczowych.

Katabolizm są to reakcje rozkładu związków złożonych na związki proste z wydzieleniem energii np. oddychanie.

Tłuszcze

Pod względem chemicznym są estrami glicerolu i kwasów karboksylowych o długich łańcuchach węglowodorowych. Łańcuch ten może być nasycony lub nienasycony. Na tej podstawie kwasy tłuszczowe dzieli się na:

  • nasycone - kwas palmitynowy, kwas stearynowy
  • nienasycone - kwas oleinowy, kwas linolowy, kwas linolenowy, kwas arachidonowy.

Tłuszcze podobnie jak estry ulegają reakcji hydrolizy, czyli zmydlania. W reakcji takiej powstaje glicerol i sole kwasów tłuszczowych, czyli mydło. Hydroliza tłuszczów zachodzi także w układzie pokarmowym człowieka i zwierząt. Spożywane tłuszcze ulegają hydrolizie pod wpływem katalizatorów biochemicznych - lipaz. Proces ich metabolizmu dostarcza organizmowi dużej ilości energii. Jednak nie wszystkie tłuszcze są metabolizowane. Część z nich gromadzona jest w komórkach tłuszczowych jako substancje zapasowe. Tłuszcze występują w postaci ciekłej i stałej. Stan skupienia zależy od obecności wiązań podwójnych w łańcuchach reszt kwasowych. W tłuszczach stałych łańcuch są przeważnie nasycone a, a w ciekłych nienasycone. Tłuszcze zwierzęce są tłuszczami nasyconymi, a roślinne są nienasycone. Tłuszcze ciekłe można przekształcić w tłuszcze stałe w reakcji katalitycznego uwodornienia wiązań podwójnych. Proces ten nazwano utwardzaniem tłuszczów. Produktem uwodornienia trioleinianu glicerolu jest tristearynian glicerolu. W przemyśle spożywczym przeprowadza się jego częściowe uwodornienie a otrzymany w ten sposób produkt stosuje się do produkcji margaryny.