Материал: мод1 ответ

Контрольні питання до модульної атестації №1 «Основи біомедичних знань»

1. Основні концепції біофізики.

1) Принцип додатковості(дополнительности) – Нільс Бор – 1927 р.

Людина вивчає навколишній світ за допомогою макропонятть, для вивчення мікросвіту таких понять не достатньо, тому що вони не адаптовані процесами мікросвіту для того, щоб це скомпонувати людині потрібно 2 набори понять, які з т. зору класичної науки взаємно виключають одне одного (частинки та хвилі, що в сукупності дають вичерпну інф. про квантові явища-принцип невизначеності Гейзенберга ).Якщо фізик говорить, що все скл. З атомів, а біолог, що з клітин, то обидва праві, але на різних ієрархічних рівнях.

Ієрархія живої природи дерево Кейлі

2) Принцип сформованості в книзі Шредингера: «Життя з точки зору фізики» 1945р.

а) Від’ємна ентропія

Ентропія – це міра упорядкованості системи, а живі організми є надзвичайно упорядкованими та живими. Постає питання: яким чином це відповідає ІІ закону термодинаміки?

Висновок: БО існують в рез. Накопичування порядку з безпорядку, якщо БО – є відкритою системою. В цьому і полягає різниця між живими та неживими організмами (неживий організм не зможе генерувати порядку з безпорядку).

б) Організм, як «Аперіодичний кристал».

Організм – високо упорядкована система, яка подібна до т.т. з т. зору ідеї порядку. Але лише розташування клітин , молекул і органів та порядку є неперіодичним.

в) Подібний порядок можливий лише макроскопічних об’єктів складених з великої кількості елементів. В іншому випадку організми не змоглиб існувати в наслідок флуктуацій (невеликих за амплітудою коливаннь).

г) Живі організми, незважаючи на їх складність (склад з дуже легких та нескладних атомів).Осн. хім. ел. C O N H. Це повязано з видами хім.. зв’язку ,які формують ці атоми та їх хар.(Водневий в’язок – пептидний атом CONH у білках).

2. Порівняння живої та неживої природи.

Еволюція залежить від походження та індивідуального розвитку з урахуванням спадковості. (в неживих не залежить від індивідуального походження). Існує певна схожість еволюції ж та неж природи (конкурування за їжу БО та конкуренція матеріалів між зірками).В обох випадках еволюція призводить до ств. інф.. ств. в рез. запам’ятовування випадкового вибору.

Стрибкоподібність еволюції – це її хар.характеризується чергуванням стадій нестійкості станів та станів що мають вигляд фазових переходів або катастроф.

Енергетичний об’єкт рельєфу для живого організму

3. Особливості хімії життя. Молекулярний склад живих систем.

Осн. особливості хімії біолог. молекул

1) Живі системи хім.. гетерогенні. Окремо взяті молекули не є живими організмами.

2) Все багатоманіття БО побудовано на невеликій кількості видів хім.. елементів та нескладних моментів.

3) Будова та власт. організмів визнач. НК (ДНК та РНК). Їх можна вважати «законодавчою владою». «Виконавчою владою» можна вважати білки (реалізують походження всіх БО).

4) Еволюційність біолог. розвитку. Еволюція буває, як біолог. так і хім.. Всі біолог макромолекули є рез. еволюції.

5) Індивідуалізація живих організмів. Певні зміни в в точно визначеному складі біолог. молекули виклик. критичні зміни на макрорівні. Організм в стані «леза бритви», малі порушення призводять до негативних наслідків.

6) БМ побуд. з атомів легких хім.. ел. (CONH). В усіх БО іони лужних, та лужно-земельних металів (Na, K, Ca, Mg).

7) Осн. ф-ція БМ – побудова клітини та забезпечення біоенергетичних процесів. У високо розвинутих організмів 200 видів клітин.

Молекулярний склад живих систем

Білки НК ВВ Л Ад Коф. Віт. Горм.

4. Хімічна будова білків.

Білки скл. з ланцюгів амінокислотних залишків, які чергуються із пептидною групою.

Атом Н групи СООН легко переходить в аміногрупу АКГ NH₂ , в рез. чого АКГ стають поляризовані, реакційоздатними. АКЗ отр. відщепленням гр.. ОН і атома Н від NH₂.

5. Хімічна будова нуклеїнових кислот.

Зберігання передачу генет. інф. ДНК, реалізація, процес синтезу білка РНК.

До вуглеводу ВВ приєдн. азотна основа. АЗО. Інф. закодована в АЗО, що скл. первинну стр. НК.

Вуглеводів 2 види: ДНК- дезоксирибоза, РНК – рибоза.

Всього існ. 5 АЗО, в кожн. НК по 4.Ці осн. є похідними від речовини пірамідин (Ц, Т, У), пурін (А, Г).

6. Хімічна будова вуглеводів, ліпідів.

Вуглеводи. осн. роль в том ,що вони запасають енергію та буд. матер. в організмі. Побуд. з моносахаридних ділянок. Найвідоміший моносахариди – глюкоза. Циліндрична форма глюкози:

Жири або ліпіди. запасають енергію, викон. специ. ф-ції (побудова та функт. біолог. мембрани). Скл. з «голови» (основа) та декількох «хвостів» .

Фосфоліпід – приймає участь в побудові клітинних мембран. скл з полярної голови та неполярних хвостів

7. Аденілати, кофактори, вітаміни, гормони.

Аденілади. відігр. важливу роль в якойсь енергії. похідна від аденіла, в орг.. їх меньже ніж білків та вуглеводів.

АТФ є головним акумулятором хімічної енергії в клітині. Ця енергія виділяється при гидролитическом от¬щепленіі ^ -фосфат в реакції АТФ АДФ + ФЯ (Фя- фос¬форная кислота Н3Р04). Енергія АТФ витрачається на всі потреби клітини: для біосинтезу білка, для активного транспорту речовин через мембрани, для виробництва механічної та електричної роботи і т. Д. Що виділяється АТФ при відщепленні фосфату вільна енергія Д (? ° = 30,7 кДж / моль. Рідше використовується сво¬бодная енергія інших нуклеозидтрифосфатів, перш за все ГТФ.

Велика частина ферментів функціонує в комплексах з низькомолекулярними кофакторами, коферментами. Такий фермент в цілому називається холоферменту, його білкова частина - апоферментом. Кофактори різноманітні. До аліфатичних ряду відносяться дифосфати вуглеводів і їх Амінопохідні, які беруть участь в реакціях переносу фосфатних груп. Серед аліфатичних кофакторов відзначимо містять сірку ліпоєвої кислоти і глутатіон.

Необхідною учасником ряду окислювально-віднов-ітель- них процесів є аскорбінова кислота, або вітамін С:

Вітаміни необхідні саме тому, що вони служать кофакторами або перетворюються в них. Так як роль кофакторів каталітична, вони потрібні організму в малих кількостях.

Тіамін є вітамін В,.

Довга лінійна сполучена система п-зв'язків міститься в барвному речовині моркви - в бета-каротин, що є провітаміном А. Його модифікація - ретінал' - безпосередньо бере участь в первинному акті зорового сприйняття (гл. 14).

Найважливіше значення для ряду життєвих процесів, починаючи з фотосинтезу, мають пі-електронні пов'язані системи порфіріноеих з'єднань - похідні порфина

У складних багатоклітинних організмах роль сигнальних, регуляторних речовин грають гормони. В організмах тварин є дві великі групи гормонів - білки, поліпептиди і їх похідні і стероїди. До першої групи належить тірео- глобулін - білок щитовидної залози, що містить иодированная тироксин, інсулін, який регулює рівень цукру в крові, окситоцин, що викликає скорочення матки, вазопресин, що регулює кров'яний тиск, і т. Д. Гормони синтезуються в залозах внутрішньої секреції і здійснюють регуляцію на рівні організму. Стероїди - сполуки, що містять вуглецевий скелет ціклопентанофенантрена.Важнейшіе стероїдні гормони - статеві гормони - естронг прогестерон, тестостерон, андростерон і гормон кори надниркових залоз - кортизон.

Крім цих двох груп, є і інші нізкомолекуляр¬ние гормони. Зазначимо на адреналін, гормон наднирників, підвищує артеріальний тиск і стимулює серцеву діяльність:

Гормональна активність визначається хімічної функціональністю нечисленних атомних груп. Хімічні відмінності тестостерону та кортизону малі, але їх фізіологічні функції абсолютно різні. Будова і властивості гормонів

8. Хіральність біомолекул.

Хіральність – неспівпадання певної стр. з її дзеркальним відображенням. є ліва и права L D. Визнач. відносно деякого центр. атому С+.

«Хіральність» (від давньогрецького Хейр - рука, пор. Хірургія, хіромантія) означає розбіжність деякої структури з її дзеркальним відображенням. Хіральні речовини можуть фігурувати в двох формах - правою і лівою. Ці дві конфігурації не можна поєднати один з одним ніяким поворотом системи як цілого в просторі, вони відносяться один до одного, як права і ліва руки.

Приклад з амінокислотами.

Всі інші амінокислоти хоральні існ. в L або D формах.

Праві і ліві форми однаково реагують з симетричними молекулами. Вони розрізняються своєю взаємодією з поляризованим світлом. Хіральні речовини на відміну від їх рацемічних сумішей обертають площину поляризації світла в різні боки і по-різному поглинають світло, поляризований але колу вправо і вліво. Біологічні -амінокислоти названі так не тому, що вони обертають площину полярізаціі світла вліво, а D-амінокислоти - вправо. Серед L-амінокислот є як ліво-, так і правообертальні. Вихідним для Х-ряду органічних сполук служить левовращающий гліцериновий альдегід ОСН-С * Н (ОН) - СН20Н. Все L-з'єднання можна в принципі отримати з нього шляхом заміщення відповідних атомів і груп, приєднаних до С *, без зміни загальної конфігурації молекули.

Хіральність властива і білків, і вуглеводів, і нуклеїнових кислот, і ряду низькомолекулярних сполук у клітині. Вуглеводи в ДНК і РНК завжди фігурують в .D-формі, Азотисті основи мають плоске будова і, отже, позбавлені хиральности. У процесах метаболізму, що відбуваються без рацемизации, т. Е. Без перетворень дзеркальних антиподів один в одного, клітина засвоює лише ті з них, яким відповідають структури її біологічних молекул. Організм засвоює L-, але не D-амінокислоти.

9. Конфігурація і конформація макромолекул.

Конфігурація – відємне розташування атомів, яка визн. довжинами ковалентних зв’язків та знач. валентних кутів.

Конформація – взаємне розташування мономерів та полімерів в просторі.

Різниція:

1) Конфігурацію не можна змінити без розриву ковалентних зв’язків або зміни кутів.

2) конфіг. визн. розташ. мономерів, які розташ. в здовж ланцюгу далеко 1 від одного.

3) взаємне розташ. мономерів залежить, від відстані і взаємної орієнтації між ними.

4) конформація змінюється без зміни конфігурації.

Типові конформації лінійної макромолекули:

10. Типи об’ємних взаємодій.

а) Сили Вандер-Вальса:

1) дискретна взаємодія. Полягає у швидкому зміщ.з положення рівноваги, в рез. чого молекули набувають зміщ. електор. диполів.

2) орієнтацій на взаємодія. електростат. притяг. або відштовх. між постійними електростат. відштовх. в полярній молекулі.

3) індукційна взаємодія – молекула з пост. диполем можна короткочасно наводить електор. диполь в інш. молекулі, яка від початку не є полярною.

б) елстат. взаємодії. взаємодія молекули, яка містить частково заряджені атоми.

в) водневий зв'язок – між атомами водню та сильно електронегативним атомом іншої молекули.. (O, N, F, Cl).

Вклад у водн. зв'язок власт. сукупності елстат. вз. та енергії деколонізації 2-х електронів від зв’язків типів ОН та неподільної пари електронів іншого атому.