بیوشیمی

بیوشیمی

اسلاید 1: بیوشیمیدانشگاه کردستاندانشکده کشاورزیگروه علوم دامیسال تحصیلی 89/90

اسلاید 2: تعریف بیوشیمیبیوشیمی: به دنبال شناسایی ساختار، سازمان و فعالیت مواد زیستی با به کاربردن روش ها و مسیرهای شیمیایی استچگونه مولکول های غیرزنده در تشکیل یک مجموعه زنده شرکت می کنند

اسلاید 3: Biochemistry is interdisciplinary

اسلاید 4: بیوشیمی: علمی مدرن با ساختاری بین رشته ای استتاثیر دانشمندان علم شیمی و فیزیک تئوری ها و قوانین شیمی و فیزیکبیولوژی سلولژنتیکقانون فشار اسمزیمثال های دیگر؟

اسلاید 5: سوال های مطرح در بیوشیمیساختار شیمیایی ترکیبات مواد زنده چیست؟چگونه اثرات متقابل ملکول های غیرزنده، ساختار های ملکولی بزرگ، سلول ها، بافت های چند سلولی و موجودات زنده را می سازند؟چگونه ماده زنده انرژی را از محیط اطراف خود به منظور زنده ماندن جذب می کند؟و ...................................

اسلاید 6: موجود زنده؟تغذیهرشددفاع از خودتکثیرژنوم (مرکز اطلاعات و دستورات)آنزیم هامسیرهای متابولیکی خاص

اسلاید 7: واحد سازنده موجودات عالیسلول حیوانی

اسلاید 8: واکنش های درون سلولیگلیکولیزپنتوز فسفاتساخت منبع مسقیم انرژی سلولی در چرخه تری کربوکسیلیک اسید (کربس)ساخت اسیدهای چرببتااکسیداسیون اسیدهای چرب(ATP)

اسلاید 9: واکنش های درون سلولیکل واکنش های درون سلول از قانون های ترمودینامیک پیروی می کنند!قانون های ترمودینامیک؟وجود آنزیم در درون سلول مسیر خاصنظم دقیق و تنظیم شده

اسلاید 10: واکنش های درون سلولیواکنش های انرژی زا<0Exergonic

اسلاید 11: واکنش های درون سلولیواکنش های انرژی خواه>0Endergonic

اسلاید 12: glucoseآنزیم glucose 6-phosphateExergonic or Endergonic?

اسلاید 13: گروه های عاملی مهم در بیوشیمی

اسلاید 14: گروه های عاملی مهم در بیوشیمیR?

اسلاید 15: گروه های عاملی مهم در بیوشیمیاستیل کوآنزیم A

اسلاید 16: سه بخش اصلی در بیوشیمیشیمی ساختاری: روابط ساختاری-عملکردی موجود در پروتئین ها، کربوهیدرات ها، DNA/RNA، لیپیدها و ...سوخت و ساز (متابولیسم): در ارتباط با کلیت واکنش های شیمیایی که در موجودات زنده رخ می دهند:الف: کاتابولیسمب: آنابولیسمج:مدیریت انرژی سلولیذخیره، انتقال و بیان اطلاعات ژنتیکی: تکثیر DNA و ساخت پروتئین

اسلاید 17: انواع اصلی ماکروملکول های زیستیکربوهیدرات هالیپیدهاپروتئین هااسیدهای نوکلئیکچربی ها Fats روغن ها Oils

اسلاید 18: مونومرها و پلیمرهاماکرومولکولکربوهیدراتلیپیدپروتئیناسیدهای نوکلئیکمونومرمونوساکاریدزنجیره های هیدروکربنیآمینواسیدهانوکلئوتیدها

اسلاید 19: مونومرها و پلیمرها (کربوهیدرات ها) ماکروملکول(پلیمر)مونومرگلوکزنشاسته و سلولز

اسلاید 20: مونومرها و پلیمرها (لیپیدها) ماکروملکول(پلیمر)مونومرتری آسیل گلیسرول (تری گلیسرید)گلیسرولاسید چرب

اسلاید 21: مونومرها و پلیمرها (پروتئین ها) ماکروملکول(پلیمر)مونومرآمینواسیدپلی پپتید

اسلاید 22: مونومرها و پلیمرها (زنجیره پلی نوکلئوتید) ماکروملکول(پلیمر)مونومرنوکلئوتید

اسلاید 23: آبخصوصیات مهم آب:1- نقطه جوش 100 درجه سانتی گراد2- نقطه ذوب صفر درجه سانتی گراد3- بالاترین گرمای ویژه تبخیر4- قابلیت گرمای ویژه آب5- حلال مواد قطبی و یونیدلیل؟فایده در حیوانات؟

اسلاید 24: آبپیوندهای هیدروژنیاثر یا اثرات وجود پیوندهای هیدروژنی بر خصوصیات آب؟

اسلاید 25: آبنقطه جوش (سانتی گراد)گرمای نهان تبخیر (ژول/گرم)نقطه ذوب (سانتی گراد)ماده۷۸٫۳۸۵۵-۱۱۴الکل اتیلیک-۳۳٫۳۴۱۳۶۹-۷۵بخار امونیاک-۷۸۵۷۴-۵۷دی‌اکسید کربن-۲۶۸٫۹۳۲۱ هلبوم-۲۵۳۴۵۵-۲۵۹هیدروژن۱۷۵۰۸۷۱۳۷۲٫۳سرب-۱۹۶۲۰۰-۲۱۰نیتروژن-۱۸۳۲۱۳-۲۱۹اکسیژن۱۱۰٫۶۳۵۱-۹۳تولوئن ۲۹۳ تربانتین۱۰۰۰آب۲۲۶۰چند کالری بر گرم؟

اسلاید 26: مقدار گرمایی كه در تبديل حالات آب از آن گرفته يا آزاد مي شود محاسبه برحسب cal/gr تغييرات دماحالت جديد نوع گرماي نهانLe=597.3-0.57T+بخارگرماي نهان تبخيرLc=-Le-مايع گرماي نهان تقطيرLs=677-0.07T+بخار گرماي نهان تصعيدLm=79.7+مايع گرماي نهان ذوبLf=-79.7-يخ گرماي نهان انجمادگرماي نهان

اسلاید 27: منبع درسیبیوشیمی هارپرصفحات:33 تا 151، بخش I 153 تا 406 ، بخش II

اسلاید 28: گروه های عاملی مهم در بیوشیمیR?

اسلاید 29: اسید و بازاسید؟باز؟

اسلاید 30: تعریف اسید مزهلیموسرکه Robert Boyle 1- خورنده فلزات2- تغییر دهنده رنگ لیتموس قرمز3- در مخلوط با باز (قلیا) کاهش قدرت خورندگی

اسلاید 31: تعریف باز (قلیا) Robert Boyle 1- لغزنده2- تغییر دهنده رنگ لیتموس آبی3- در مخلوط با اسید کاهش قدرت بازی مزهگس-تلخ

اسلاید 32: Arrhenius 1- ترکیبات دارای هیدروژن2- قابل حل در آب3- آزاد کردن یون هیدروژن به درون آبتعریف اسیدHCl → H+ (aq) + Cl- (aq) H2O

اسلاید 33: NaOH → Na+ (aq) + OH-(aq)H2O Arrhenius 1- قابل حل در آب2- آزاد کردن یون هیدروکسید به درون آبتعریف باز (قلیا)

اسلاید 34: واکنش خنثی شدنHCl(aq) + NaOH(aq) → H۲O(l) + NaCl(aq)کم یا بی اثر شدن باز و اسیدنمکآبNeutralization Reaction

اسلاید 35: H+ (H3O+)OH-اسید ترکیبی است که در آب یون هیدروژن آزاد می کندباز ترکیبی است که در آب هیدروکسید آزاد می کندتعریف آرینوس

اسلاید 36: NaHCO3نقص تعریف آرینوس1- بی کربنات سدیم2- جوش شیرینNaHCO3 + HCl → NaCl + H2CO3NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2Oاسیدباز

اسلاید 37: تعریف برونستد-لوری Brǿnsted-Lowry 19231- اسید دهنده پروتون2- باز گیرنده پروتونProton DonorProton Acceptorیک پروتون دقیقاً یک اتم هیدروژن است که الکترون خود را از دست داده است

اسلاید 38: NaHCO3 + HCl → NaCl + H2CO3NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2ONaHCO3ترکیب آمفوتر Amphoteric Compoundدهنده پروتونگیرنده پروتون

اسلاید 39: A Brønsted-Lowry acid is a proton donorA Brønsted-Lowry base is a proton acceptoracidconjugate basebaseconjugate acid

اسلاید 40: بر اساس تعریف برونستد-لوری:1- NH3 در داخل آب یک باز است2- آب نیز یک اسید است

اسلاید 41: بر اساس تعریف برونستد-لوری:1- (HCO3-) در داخل آب یک اسید است2- آب نیز یک باز استاسید کربنیک

اسلاید 42: تعریف لویستعریفLewis اسید ترکیبی است که یک جفت الکترون می پذیردباز ترکیبی است که یک جفت الکترون انتقال می دهدH+

اسلاید 43: تشکیل یون هیدرونیوماسید و باز لویسH3O+H3O+H2OH++

اسلاید 44: واکنش اسید و باز لویس

اسلاید 45: Heme groupگروه هم در هموگلوبین: با اکسیژن و مونواکسید کربن واکنش می دهدواکنش اسید و باز لویس در بیولوژییون آهن در ساختمان هموگلوبین یک اسید لویس یا یک باز لویس استیون آهن

اسلاید 46: Ka, Kb, [H3O+] , pHرابطه:pH?

اسلاید 47: :pH 1- معیاری است از قدرت یک اسید و باز 2- برابر است: 10 به توان منفی مقدار مولاریته یون H+ یا OH-

اسلاید 48: pH = - log [H+]( نشانه مولاریته است[ ]) Example: If [H+] = 1 × 10-10 pH = - log 1 × 10-10pH = - (- 10)pH = 10Example: If [H+] = 1.8 × 10-5 pH = - log 1.8 × 10-5pH = - (- 4.74)pH = 4.74محاسبه pH

اسلاید 49: A 0.15 M solution of Hydrochloric acid?2) A 3.00 X 10-7 M solution of Nitric acid?محاسبه pH

اسلاید 50: نوشابه کوک 3/12 باشد، غلظت یون هیدروژن ؟pH اگر pH = - log [H+] -pH = log [H+]antilog (10x) 10-pH = [H+][H+] = 10-3.12 = 7.6 x 10-4 Mمحاسبه pHدو مثال برای هر گروه؟“Shift” یا“2nd function” log+antilog

اسلاید 51: 8/5 باشد،pH اگر یک محلول دارای غلظت یون هیدروژن؟

اسلاید 52: pOH حالت عکس در واقعیت وجود نداردpHpOH = - log [OH-]pH + pOH = 14

اسلاید 53: pH محلول NaOH 0/001 مولار چند است؟[OH-] = 0.0010 (1.0 × 10-3 M)pOH = - log 0.0010pOH = 3pH = 14 – 3 = 11

اسلاید 54: pH[H+][OH-]pOH

اسلاید 55: تفکیک الکترولیتها در آبHA + H2O⇌ H3O+ + A-تعادل یونیالکترولیتهای ضعیف (اسیدها یا بازهای ضعیف) در محلول آبی بطور کامل یونیزه نمی‌شوندالکترولیتهای قوی (اسیدها یا بازهای قوی) در محلول آبی بطور کاملاً یونیزه می‌شوندB + H2O⇌ BH++ OH-

اسلاید 56: تفکیک یک اسید ضعیف در آبآب+ اسیدباز مزدوج+ یون هیدرونیوم = ثابت تفکیکباز مزدوج+ یون هیدرونیوماسیدHA + H2O⇌ H3O+ + A-Ka < 1 کم[H3O+] وpH = 2 - 7 اسید ضعیف

اسلاید 57: تفکیک یک باز ضعیف در آبآب+ بازیون هیدروکسید+ اسید مزدوج = ثابت تفکیکیون هیدروکسید +اسید مزدوجبازB + H2O⇌ BH++ OH-Kb < 1 کم[OH-] وpH = 12 - 7 باز ضعیف

اسلاید 58: HCOOH (aq) H+ (aq) + HCOO- (aq)16.2 [H+] [HCOO-] Ka = [HCOOH]pH = 3.98تفکیک اسید ضعیف

اسلاید 59: آب می تواند هم به صورت اسید و هم باز عمل کند:Kw = [H3O+] [OH-] = 1.00 x 10-14 at 25 oCKwثابت تفکیک برای آب

اسلاید 60: Kw = [H3O+] [OH-] = 1.00 x 10-14[H3O+] = [OH-] در یک محلول خنثی Kw = [H3O+]2 = [OH-]2[H3O+] = [OH-] = 1.00 x 10-7 MAutoionization

اسلاید 61: pH = - log [H+]معادله هندرسون-هسلباخpKa = - log Ka

اسلاید 62: با غلظتهای ذکر شده را محاسبه کنید؟pKa = 3.770.52 M HCOO-HCOOH0.30 Mفرمیکاسیدیته محلول اسید HCOOHHCOOH (aq) H+ (aq) + HCOO- (aq)

اسلاید 63: غلظت اولیه(M)تغیرات(M)غلظت در حالت تعادل(M)0.300.00-x+x0.30 - x0.52+xx0.52 + x0.30 – x  0.300.52 + x  0.52pH = pKa + log[HCOO-][HCOOH]pH = 3.77 + log[0.52][0.30]pH= 4.01HCOOH (aq) H+ (aq) + HCOO- (aq)

اسلاید 64: اسیدیته محلول با غلظتهای ذکر شده محاسبه کنید؟ [NH4+] [OH-] [NH3]Kb == 1.8 ×10-5اسید مزدوج0.36 M NH4Clباز0.30 M NH3

اسلاید 65: pH= 14-4.82=9.18(0.36 + x)(x) (0.30 – x) 1.8 × 10-5 =1.8 × 10-5 0.36x 0.30 x = 1.5 × 10-5pOH = 4.82NH3 (aq) + H2O (l) NH4+ (aq) + OH- (aq)0.300.3600.30 - x0.36 + xx- x+ x+ xغلظت اولیه(M)تغیرات(M)غلظت در حالت تعادل(M)pOH =- log pOH=[OH-]

اسلاید 66: pH = 9.20start (M)0.290.010.24end (M)0.280.00.25final volume = 80.0 mL + 20.0 mL = 100 mLKa= = 5.6 × 10-10[H+] [NH3] [NH4+] = 5.6 × 10-10[H+] 0.25 0.28[H+] = 6.27 × 10 -10 NH4+ 0.36 M × 0.080 L = 0.029 mol / 0.1 L = 0.29 MOH- 0.050 M × 0.020 L = 0.001 mol /0 .1 L = 0.01M NH3 0.30 M × 0.080 L = 0.024 mol / 0.1 L = 0.24MNH4+ (aq) + OH- (aq) H2O (l) + NH3 (aq)0.05 M NaOH20.0 mL 80.0 mL

اسلاید 67: اگر غلظت اسید و باز کنژوکه با هم برابر باشدlog10(1)=pH = p Ka[A-] = [HA] ?0pH = pKa + log[HCOO-][HCOOH]

اسلاید 68: حجم باز تیتراسیون یک اسید قوی با باز قوی(واکنش خنثی سازی)

اسلاید 69: حجم باز تیتراسیون یک اسید ضعیف با باز قوی

اسلاید 70: pKa = تیتراسیون یک اسید ضعیف4.7HA + H2O⇌ H+ + A-

اسلاید 71: اثر بافری

اسلاید 72: بافر چیست؟یک محلول بافر را می‌توان از یک اسید ضعیف و نمکی از اسیدضعیف (باز مزدوج) تهیه کرد.اسید استیک و استات سدیم یک محلول بافر را می‌توان از یک باز ضعیف و نمکی از بازضعیف (اسید مزدوج) تهیه کرد.مثال؟

اسلاید 73: بافر چیست؟بافر: توانایی مقاومت در مقابل تغیر pH در اثر افزودن مقادیر کم باز یا اسید به آن را دارا می باشد.بافر: تنها از ترکیب یک اسید یا باز ضعیف با نمک آنها (به ترتیب باز مزدوج و اسید مزدوج) ایجاد می شود. بازها و اسیدهای قوی نمی توانند به عنوان بافر عمل کنند.دلیل؟؟؟بازها و اسیدهای قوی نمی توانند به عنوان بافر عمل کنند.

اسلاید 74: مقدار برابری از اسید استیک و نمک آن یعنی استات سدیم:CH3COOH CH3COONa

اسلاید 75: HCLNaOHCH3COOH (aq) H+ (aq) + CH3COO- (aq)CH3COOH (aq) H+ (aq) + CH3COO- (aq)CH3COOH (aq) H2O (aq) + CH3COO- (aq)اصل لوشاتلیه؟H+ (aq) + CH3COO- (aq) CH3COOH (aq)OH- (aq) + CH3COOH (aq) CH3COO- (aq) + H2O (l)تیتراسیون محلول اسید استیک و باز مزدوج آن:

اسلاید 76: HCl H+ + Cl-HCl + CH3COO- CH3COOH + Cl-مقایسه تغیرات pH در تیتراسیون بازضعیف با اسیدقوی

اسلاید 77: تجزیه اسید فسفریکسوال:چگونه بافر فسفاتی تهیه کنیم که pH آن در حدود 7/4 باشد؟

اسلاید 78: H2PO4−(aq) → H+(aq) + HPO42 −(aq)pH = pKa + log[باز مزدوج][اسید]pH = pKa + log[HPO42 −][H2PO4−]log[HPO42 −][H2PO4−]=0.19[HPO42 −][H2PO4−]=Antilog 0.19=10 0.19= 1.5[NaH2PO4]][Na2HPO4]1.5 Mol1Mol=حل کردن در آب و به حجم 1 لیتر رساندن

اسلاید 79: SaltConcentrationConcentration(mmol/L)(g/L)  NaCl  1378.00  KCl     2.70.20  Na2HPO4 • 2 H2O   8.11.44  KH2PO4    1.760.24  pH   7.4 7.4بافر فسفات Phosphate buffered saline (PBS) چرا بافر چند جزء دارد؟ مزیت؟

اسلاید 80: سیستم بافر بی کربناتانتقال CO2 در خون:1- 7 تا 10 درصد محلول در پلاسما2- 20 درصد از راه اتصال به هموگلوبین3- 70 درصد به صورت یون بی کربنات در پلاسما

اسلاید 81: RNH2 – C – COOHH Neutral pHساختار یک اسید آمینه

اسلاید 82: ساختار یک اسید آمینهRNH2 – C – COO- + H+H pH[OH- ] RNH2 – C – COOHH [OH- ]

اسلاید 83: ساختار یک اسید آمینهRNH3+ – C – COOHH pH[H+ ] RNH2 – C – COOHH

اسلاید 84: RNH2 – C – COOHH Neutral pHساختار یک اسید آمینه

اسلاید 85: RNH2 – C – COOHH Neutral pHساختار یک اسید آمینه

اسلاید 86: تجزیه اسید فسفریکH3PO4(aq) → H+(aq) + H2PO4−(aq)H2PO4−(aq) → H+(aq) + HPO42 −(aq)HPO42−(aq) → H+(aq) + PO43 −(aq)

اسلاید 87: کربوهیدراتها: ترکیبات آلدهیدی یا کتونی که دارای چندین گروه هیدروکسیل هستند.بخش اعظم ترکیبات آلی در زمین را کربوهیدراتها تشکیل می دهند.کربوهیدراتها

اسلاید 88: سیستم بافر بی کربناتانتقال CO2 در خون:1- 7 تا 10 درصد محلول در پلاسما2- 20 درصد از راه اتصال به هموگلوبین3- 70 درصد به صورت یون بی کربنات در پلاسما

اسلاید 89: سیستم بافر بی کربنات

اسلاید 90: سیستم بافر بی کربناتبازجذب بی کربنات در کلیه