Biogén elemek Biogén elemeknek nevezzük azokat a kémiai elemeket, amelyek atomjai részt vesznek az élő szervezetek felépítésében. Biogén elemeknek azonban csak azok tekinthetők, amelyek esszenciálisak, azaz más elemekkel nem helyettesíthető módon vesznek részt a sejtek felépítésében, illetve a sejtek működését megvalósító vegyületek anyagai. Ezen elemek száma kb. harmincra tehető. Ha egy szervezetben megvizsgáljuk a biogén elemek mennyiségi megoszlását, akkor azt tapasztaljuk, hogy a sejtek anyagainak mintegy 99%-át mindössze hat elem építi fel, amelyek a szerves alapvegyületek építőelemei. Ezek a kiemelkedő fontosságú, elsődleges biogén elemek, más néven organogén elemek. Szén (C) – A szerves vegyületek legfőbb alkotója, kovalens kötéseket alakít, így lánccá és gyűrűvé záródhat. A növények CO2 vagy HCO−3 (hidrogénkarbonát-ion) formájában veszik fel. Az állatok növények (és/vagy növényevő állatok) révén jutnak hozzá. Hidrogén (H) – Valamennyi élőlény számára nélkülözhetetlen, atomszám-arányát tekintve a legnagyobb mennyiségben előforduló elsődleges biogén elem. A víz alkotójaként jelen van a sejtek alapállományában, valamennyi alapvető szerves molekula építőelemeként a strukturális anyagokban és a legkülönbözőbb működéseket végző és irányító molekulákban egyaránt. Ionként (H+) a sejteken belül és a sejteken kívüli terekben egyaránt jelen van. Fontos szerepet tölt be a transzport- és energiaforgalom folyamataiban és a megfelelő belső környezet biztosításában. A hidrogéntartalmú szerves vegyületek elégetésekor a hidrogénatomok oxidációja szoltáltatja a sejtek számára a legtöbb energiát. Oxigén (O) – Az élet minden megjelenési formája számára nélkülözhetetlen víz is oxigéntartalmú. A lebontó folyamatok legfontosabb elektronfölvevő, tehát oxidáló hatású atomja. Ezért a legtöbb élőlény elemi állapotban is hasznosítja. Az oxigénmolekulát kis méreténél fogva a sejtek környezetükből közvetlenül, szabad diffúzióval veszik fel. Nitrogén (N) – A biológiailag jelentős makromolekulák közül építőelemként nitrogénatomot tartalmaznak a fehérjék és a nukleinsavak, a lipidek közül a foszfatidok, valamint nitrogéntartalmú szénhidrátszármazékokat is ismerünk, ilyen például a kitin. A nitrogénmolekula kis mérete miatt szabad diffúzióval bejuthat be a sejtekbe, de az elemi nitrogént csak egyes nitrogénkötő baktériumok tudják felhasználni. Kén (S) Foszfor Másodlagosak: (P)Mintegy 1,5–2%-os mennyiségben képezik az élő szervezetek anyagait a másodlagos biogén elemek atomjai, melyek például az idegrendszer működésében vesznek részt. Ezek a nátrium (Na), a kálium (K), a kalcium (Ca), a magnézium (Mg) és a klór (Cl). Ezek ionos állapotukban található meg. Az elsődleges és a másodlagos biogén elemeket együtt az élő anyag makroelemeinek is szokták nevezni. Nátrium (Na), Kálium (K) – testnedvekben találhatóak szabad kationként. Növényekben főleg a kálium-, állatokban a nátriumvegyületek felelősek a sejtek és szervezetek ozmotikus egyensúlyának fenntartásáért. Ezen kívül részt vesznek bioelektromos jelenségekben. Kalcium (Ca) – A csontok növekedéséhez, erősödéséhez, az izmok ingerlékenységéhez (hiányában izomgörcsök lépnek fel), a véralvadáshoz, valamint a sejtek egymáshoz tapadásához nélkülözhetetlen, részt vesz a bioelektromos jelenségekben is. Magnézium (Mg) – A klorofillok fő alkotója, valamint fontos szerepe van az enzimek működésében. Klór (Cl)