مادسیج ، شبکه آموزشی پژوهشی دانشجویان ایران

1. مادسیج یعنی دهکده علم و دانش ایران!! مادسیج، شبکه آموزشی پژوهشی دانشجویان ایران Madsg.com

2. هوالاول مبانی بيوشيمی ( رشته زيست شناسی ) مؤلف : دكتر عذرا ربانی چادگانی تهيه كننده : دكتر مسعود صالح مقدم طراحی و تنظیم : فریبا باقریه

3. فهرست مطالب گفتار اول : کلیات صفحه 3 گفتار دوم : کربوهیدرات ها صفحه 46 گفتار سوم : لیپیدها صفحه 66 گفتار چهارم : پروتئین ها صفحه 80 گفتار پنجم : آنزیم ها صفحه 94 گفتار ششم : اسیدهای نوکلئیک صفحه 117 گفتار هفتم : ویتامین ها و کوآنزیم ها صفحه 135 گفتار هشتم : اصول بیو انرژیک صفحه 153 گفتار نهم : متابولیسم کربوهیدرات ها صفحه 162 گفتار دهم : متابولیسم لیپیدها صفحه 182 گفتار یازدهم : زنجیره تنفسی ، چرخه کربس صفحه 199 گفتار دوازدهم : زنجیره تنفسی ، انتقال الکترون و فسفوریلاسیون اکسیداتیو صفحه 208 گفتار سیزدهم : فتوسنتز صفحه 219 گفتار چهاردهم : متابولیسم ترکیبات نیتروژن دار صفحه 227 گفتار پانزدهم : بیوسنتز اسیدهای نوکلئیک و پروتئین ها صفحه 238

4. گفتاراول : كليات

5. هدف آموزشی كلی : آشنايی با تاريخچه دانش بيوشيمی ، عناصر و تركيبات اصلی سازنده ماده زنده و برخی پديده های شيميایی مهم درگير در واكنش های زيستی .

6. هدف های آموزشی جزیی : معنا و مفهوم دانش بيوشيمی ، خلاصه ای از تاريخچه و شكل گيری آن . عناصراصلی تشكيل دهنده ماده زنده و اهمیت عنصر کربن . چگونگی تنوع ترکیبات کربن ، دلایل و اهمیت آن در مولکول های آلی . مشخصات و ویژگی های انواع ایزومرهای فضایی و انواع پیوندهایشیمیایی . خواص فیزیکی و شیمیایی مهم آب که سبب اهمیت آن در ماده زندهمی شود . چگونگی تفییرات یون های H و OH که میزان PH محلول ها و خاصیت اسیدی و بازی آن ها را مشخص می سازد . نقش واهمیت نمک ها و ماکرو مولکول های زیستی در ساختار و عملکرد ماده زنده .

7. تاریخچه دانش بیوشیمی: سنتز آزمایشگاهی بعضی از ترکیبات زیستی مانند اوره توسط وولر ( 1828) برخیاز دانشمندان را بر آن داشت تا اختصاصات زیستی را با دانش شیمی توجیه و تفسیر کند .

8. وان لی بیگبا مطالعه شیمی فیزیولوژی ثابت کرد : گرمای بدن نتیجه سوختن مواد غذایی است و نه نیروی زیستی .

9. هوپ سیلر ، برای نخستین بار هموگلوبین ، یعنی ماده سرخ رنگ خون را جدا سازی و شناسایی کرد . او در سال 1877 ، کلمه بیوشیمی را به عنوان یک دانش مستقل و جدا از دانش فیزیولوژی مطرح و معرفی کرد .

10. دوران توسعه دانش بیوشیمی : اواسط صده هجدهم و صده نوزرهم کشف مخمرها که تخمیر الکلی را انجام می دهند کشف آنزیم ها به عنوان کاتالیست های زیستی کشف اسیدهای آمینه به عنوان واحدهای ساختاری پروتئین ها شناسایی هورمون ها ، لیپیدها ، ویتامین ها متبلور کردن آنزیم ها کشف چرخه اوره کشف چرخه کربس کشف ساختار ماده ژنتیکی یاخته توسط واتسون و کریک در سال 1953

11. عناصر تشکیل دهنده ماده زنده مقایسه عناصر اصلی موجود در بدن انسان و در پوسته زمین

12. چهار عنصر فراوان در موجودات زنده : هیدروژنH اکسیژنO کربنC نیتروژنN در مجموع 99 درصد کل توده یاخته را تشکیل می دهند .

13. کربن 50 تا 60 درصد نیتروژن 8 تا 10 درصد اکسیژن 25 تا 30 درصدهیدروژن 3 تا 4 درصد وزن خشک یاخته های زنده را تشکیل می دهند .

14. گوگرد Sو فسفر Pنیز دو عنصر مهم زیستی هستند . و یون های Cl،Mg،Ca،KوNa در فرایندهای زیستی موجود و ضروری هستند .

15. عناصر کمیاب موجود در ماده زنده : Fe ،Cu،Zn،Mn،Co،I،Mo،V،Cr،Ni،F،Se،Si،Sn،B،As

16. عنصر کربن و اتصالات آن : شیمی موجودات زنده که بیش از نیمی از وزن خشک بدن آن ها را تشکیل می دهد ، حول محور کربن دور می زند . اتم کربن برای پر کردن الکترون های قشر بیرونی خود نیاز به چهار الکترون دارد ( آرایش هشت تایی) ترکیب اتم های کربن با یکدیگر و ایجاد اتصالات کربن ـ کربن بسیار با ثبات بوده و از نظر زیستی حائز اهمیت بسیار است .

17. هر اتم کربن به تعداد الکترون های جفت نشده خود می تواند اتم کربن به خود متصل کند .

18. پیوندهای کربن به شکل چهار وجهی با زاویه 5/ 109 بین اتم کربن واقع شده اند .

19. چرخش حول پیوند یگانه کربن ـ کربن به شکل آزاد انجام می شود . اتصال گروه های باردار بزرگ یا زیاد به کربن بر روی چرخش آزاد تأثیر منفی داشته و می توانند مانع چرخش شوند .چرخش آزاد حول پیوند یگانه مولکول ها باعث ایجاد ساختمان های فضایی مختلف شده و اشکال متنوعی را ایجاد می کند .

20. اگر پیوند بین دو اتم کربن دوگانه باشد ، این ترکیب به علت خاصیت رزونانس (تشدید) قابلیت چرخش نخواهد داشت.

21. در مولکول هایی که از بیش از دو اتم کربن ساخته شده اند ، زنجیره هیدروکربنی شکل خط راست ندارد.

22. برخی از گروه های فعال در ساختار مولکول های زیستی

23. ایزومرهای فضایی دو ترکیب که فرمول بسته یکسان و فرمول گسترده متفاوت داشته باشند ، ایزومر خواندهمی شوند .

24. انواع ایزومری فضایی : ایزومرهای نوری ایزومرهای هندسی

25. اتم کربن که چهار اتم یا ترکیب مختلف نامشابه به آن متصل باشند ، کربن نامتقارن یاکایرال خوانده می شود . ایزومرهای نوری اتم کربن نامتقارن می تواند دو شکل ایزومری به نام انانتیومر داشته باشد که آرایش فضاییمتفاوت دارند.

26. انانتیومرها تصاویر آیینه ای یکدیگرند .خواص فیزیکی مانند نقطه ذوب یکسان دارند .دو انانتیومر ، ترکیبات شیمیایی مشابه دارند . یکی از راه های تشخیص انانتیومرها ، استفاده از خصوصیت و توانایی آن ها درچرخش نور پلاریزه (نور قطبیده) است .

29. ایزومرهای هندسی: ایزومرهای سیس و ترانس

31. پیوندهای شیمیایی علاوه بر پیوندهای کووالان که اتصالات اصلی در مولکول های بیوشیمیایی محسوب می شوند ، پیوندهای ضعیف تری نیز وجود دارند که ساختار و ساختمان فضایی مولکول هایزیستی و فعالیت آن ها را تحت تأثیر قرارمی دهد .

32. پیوند واندروالس پیوند یونی پیوند هیدروژنی پیوند هیدروفوب

34. ترکیبات مهم تشکیل دهنده ماده زنده :آب ، نمک ها ، ماکرومولکول های زیستی

35. آب و خواص آن :بیش از 70 درصد وزن بدن را آب تشکیل می دهد .

36. پیوند هیدروژنی بین مولکول های آب

37. ایجاد میسل در آب

38. یونیزاسیون آبH2O ⇆ H  + OH‾H2O + H  ⇆ H3O 

39. ثابت تعادل [H  ] [OH‾] Keq = [H2O]

40. [H  ] [OH‾] -16 1/8  10 = 55/5

41. [H ] [OH‾] = 1/01 × 10[H ]= [OH‾] = 10 -14 -7

42. خاصیت اسیدی و بازی 1 PH log -log = = [H  ] [H  ]

43. PH = log = 7POH = - log = 7PH + POH = 14 1 -7 10 1 -7 10

44. مثال 1ـ : PH محلول M 10 اسید کلریدریک را حساب کنید .PH = - log[ H ] PH = - log [ 10 ] = 2 -2

45. مثال 2ـ : اگر در محلولی غلظت یون هیدروژن10  3 مولار باشد ، PH محلول چقدر است ؟PH = - log [H ]PH = - log [ 3 10 ] = 6/5 -7 -7

46. مثال 3ـ : غلظت یون هیدروژنخون PH = 7/4 چقدر است ؟PH = - log [ H ]7/4 = - log [ H ] [H  ] = 10 -7/4

47. گفتار دوم : کربوهیدرات ها

48. هدف آموزشی کلی : آشنایی با مشخصات ساختاری و عملکرد انواع مختلف کربوهیدرات ها

49. هدف های آموزشی جزیی : مشخصات کلی کربوهیدرات ها و تقسیم بندی آن ها تعریف منوساکاریدها و نامگذاری آن ها ساختار ایزومری در قندها و ویژگی قندهای اپی مر ساختار حلقوی در قندها ، پیرانوزها و فرانوزها الگیوساکاریدها ، انواع دی ساکاریدها پلی ساکاریدها ، هموپلی ساکاریدها ، هتروپلی ساکاریدها گلیکو لیپیدها ، گلیکو پروتئین ها ، موکوپلی ساکاریدها

50. مشخصات کلی قندها کربوهیدرات ها فراوانترین مولکول های زیستی هستند . ساختمان کربوهیدرات ها از سه عنصر اصلی C ، H و O تشکیل شده است . فرمول کلی یک هیدرات کربنCnH2nOn