مبانی بیوشیمی

مبانی بیوشیمی

اسلاید 1: مادسیج، شبکه آموزشی پژوهشی دانشجویان ایرانMadsg.comمادسیج یعنی دهکده علم و دانش ایران!!

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

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

اسلاید 4: 4گفتاراول : كليات

اسلاید 5: 5هدف 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 .

اسلاید 6: 6هدف 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 پیوندهای شیمیایی . خواص فیزیکی و شیمیایی مهم آب که سبب اهمیت آن در ماده زنده می 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 و اهمیت نمک ها و ماکرو مولکول های زیستی در ساختار و عملکرد ماده زنده .

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

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

اسلاید 9: 9هوپ 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 .

اسلاید 10: 10دوران 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

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

اسلاید 12: 12چهار عنصر فراوان در موجودات زنده :هیدروژن Hاکسیژن Oکربن Cنیتروژن Nدر مجموع 99 درصد کل توده یاخته را تشکیل می دهند .

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

اسلاید 14: 14گوگرد S و فسفر P نیز دو عنصر مهم زیستی هستند . و یون های Cl ، Mg ، Ca ، K و Na در فرایندهای زیستی موجود و ضروری هستند .

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

اسلاید 16: 16عنصر 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 .

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

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

اسلاید 19: 19چرخش 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 .

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

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

اسلاید 22: 22برخی از گروه های فعال در ساختار مولکول های زیستی

اسلاید 23: 23ایزومرهای فضایی دو ترکیب که فرمول بسته یکسان و فرمول گسترده متفاوت داشته باشند ، ایزومر خوانده می شوند .

اسلاید 24: 24انواع ایزومری فضایی :ایزومرهای نوری ایزومرهای هندسی

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

اسلاید 26: 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 در چرخش نور پلاریزه (نور قطبیده) است .

اسلاید 27: 27

اسلاید 28: 28

اسلاید 29: 29ایزومرهای هندسی :ایزومرهای سیس و ترانس

اسلاید 30: 30

اسلاید 31: 31پیوندهای 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 های زیستی و فعالیت آن ها را تحت تأثیر قرار می دهد .

اسلاید 32: 32پیوند واندروالس پیوند یونی پیوند هیدروژنی پیوند هیدروفوب

اسلاید 33: 33

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

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

اسلاید 36: 36پیوند هیدروژنی بین مولکول های آب

اسلاید 37: 37ایجاد میسل در آب

اسلاید 38: 38یونیزاسیون آب H2O ⇆ H  + OH‾ H2O + H  ⇆ H3O 

اسلاید 39: 39ثابت تعادلKeq=[H  ] [OH‾] [H2O]

اسلاید 40: 401/8 10-16=[H  ] [OH‾]55/5

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

اسلاید 42: 42خاصیت اسیدی و بازی 1[H  ]=-log[H  ]=logPH

اسلاید 43: 43PH = log = 7 POH = - log = 7 PH + POH = 14 110-7110-7

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

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

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

اسلاید 47: 47گفتار دوم : کربوهیدرات ها

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

اسلاید 49: 49هدف 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

اسلاید 50: 50مشخصات 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

اسلاید 51: 51منوساکاریدها یا تک قندی ها : کتوز  با گروه فعال کتون آلدوز  با گروه فعال آلدئید

اسلاید 52: 52نامگذاری بر اساس تعداد اتم های کربن تریوز ، تتروز ، پنتوز ، هگزوز

اسلاید 53: 53

اسلاید 54: 54ایزومری D و L

اسلاید 55: 55ساختار حلقوی قندها

اسلاید 56: 56ساختار فورانوز و پیرانوز

اسلاید 57: 57

اسلاید 58: 58

اسلاید 59: 59

اسلاید 60: 60ساختمان فضایی مونوساکاریدها

اسلاید 61: 61الیگو ساکاریدها

اسلاید 62: 62شیرینی قندها

اسلاید 63: 63پلی ساکاریدها : هموپلی ساکاریدها ، هتروپلی ساکاریدها ، موکوپلی ساکاریدها

اسلاید 64: 64

اسلاید 65: 65فرمول خطی سلولز و ایجاد پیوند هیدروژنی بین رشته های آن

اسلاید 66: 66خودآزمایی ـ کربوهیدارت ها را تعریف کنید .ـ اپی مر قند گالاکتوز چه نوع قندی است ؟ـ ساختمان آمیلوز را به دقت شرح هید و آن را با گلیکوژن مقایسه کنید .ـ موکوپلی ساکاریدها را تعریف کنید .

اسلاید 67: 67گفتار سوم : لیپیدها

اسلاید 68: 68هدف آموزشی کلی :آشنایی با ویژگی های ساختاری و عملکردی لیپیدها و اجزای متشکله آن ها

اسلاید 69: 69هدف های آموزشی جزیی:مشخصات کلی لیپیدها و تقسیم بندی آن ها ویژگی ساختاری مهم اسیدهای چرب و نقش آن ها در لیپیدها مشخصات ساختاری و عملکردی تری اسیل گلیسرول ها و دسته بندی آن ها مشخصات ساختاری و عملکردی فسفو لیپیدها مشخصات ساختاری و عملکردی اسفگنولیپیدها ساختارهای مختلف لیپیدهای قطبی در آب و علت تشکیل آن ها

اسلاید 70: 70مشخصات کلی : لیپیدها مولکول های زیستی هستند که با خاصیت غیر محلول بودن در آب و محلول بودن در حلال های آلی مانند بنزن ، کلروفرم و دی اتیل اتر مشخص می شوند .

اسلاید 71: 71اسیدهای چرب اسیدهای چرب اشباع اسیدهای چرب غیر اشباع

اسلاید 72: 72

اسلاید 73: 73

اسلاید 74: 74کوتاه نویسی 18 C Δ 9 , 12 , 15 18 C Δ ◦

اسلاید 75: 75حلالیت و صابونی شدن

اسلاید 76: 76تری اسیل گلیسرول ها : تری استئارینتری پالمتینتری اولئین

اسلاید 77: 77فسفو لیپیدها

اسلاید 78: 78اسفگنولیپیدها

اسلاید 79: 79رفتار لیپیدهای قطبی در آب

اسلاید 80: 80خود آزمایی ـ وجود پیوند دوگانه در ساختار اسیدهای چرب چه تأثیری بر ساختار آن ها دارد ؟ـ اسفگنولیپید چه نوع ترکیبی است ؟ ساختار آن را مشخص کنید .ـ ساختار دو اسید چرب لینولئیک و استئاریک را بنویسید .ـ اسفگنوزین چیست ؟

اسلاید 81: 81گفتار چهارم : پروتئین ها

اسلاید 82: 82هدف آموزشی کلی :آشنایی با ویژگی های ساختمانی و عملکردی پروتئین ها و واحدهای سازنده آن ها و نقش این مولکول های زیستی در فرایندهای زیستی

اسلاید 83: 83هدف های آموزشی جزیی :ساختار کلی آمینو اسیدها و نقش آن ها در ترکیب پروتئین ها اسیدهای آمینه استاندارد طبقه بندی اسیدهای آمینه بر حسب زنجیره کناری آن ها خاصیت آمفوتری اسیدهای آمینه و تیتراسیون آن ها تعریف پپتیدها و چگونگی شکل گیری آن ها مشخصات عمومی پروتئین ها و نقش آن ها در بدن موجودات زنده مشخصات انواع پروتئین ها ( ساده ، مرکب ، رشته ای ، کروی ) سطوح ساختاری اول تا چهارم پروتئین

اسلاید 84: 84اسیدهای آمینه با گروه R غیر قطبی

اسلاید 85: 85اسیدهای آمینه با گروه R قطبی ولی بدون بار

اسلاید 86: 86

اسلاید 87: 87اسیدهای آمینه با گروه R قطبی و بار منفی

اسلاید 88: 88اسیدهای آمینه با گروه R قطبی دارای بار مثبت

اسلاید 89: 89تیتراسیون اسیدهای آمینه

اسلاید 90: 90منحنی تیتراسیون Lآلانین

اسلاید 91: 91نقطه ایزوالکتریک PK1 + PK22=PI

اسلاید 92: 92پپتیدها

اسلاید 93: 93ساختار پروتئین ها ساختار اول : پروتئین ها پلی مرهای خطی و غیر منشعب اند .ساختار دوم : مارپیچ آلفا ، صفحات بتا ساختار سوم : عامل ایجادی Pro ، عامل استحکام Cys ساختار چهارم : پروتئین های چند رشته ای

اسلاید 94: 94خود آزمایی ـ اسیدهای آمینه Phe ، Met ، Ser ، Arg جز کدام یک از گروه های طبقه بندی هستند ؟ـ تفاوت عمده بین مارپیچ آلفا و صفحات بتا را بنویسید .ـ پپتیدی با ترکیب اسید آمینه زیر ، در دست است : H2n - Gly - Ala - Lys - Met - Thr - Leu - Glu - Pro – COOHالف) گروه R هر یک را مشخص کنید و فرمول آن ها را بنویسید . ب) بار پپتید را در PH= 3 مشخص کنید .

اسلاید 95: 95گفتار پنجم : آنزیم ها

اسلاید 96: 96هدف آموزشی کلی :آشنایی با اهمیت و مکانیسم عمل آنزیم ها در سرعت بخشیدن به واکنش های زیستی

اسلاید 97: 97هدف های آموزشی جزیی :تعریف آنزیم ها ، نقش و اهمیت آن ها چگونگی و مکانیسم عمل آنزیم ها طبقه بندی آنزیم ها نقش آنزیم ها در فعالیت های کاتالیتیکی عوامل مؤثر بر فعالیت آنزیم ثابت میکائیلیس و سرعت بیشینه انواع مهار کننده های آنزیمی و عمل بازدارندگی آن ها مشخصات آنزیم های آلوستریک و ایزوزیم ها

اسلاید 98: 98

اسلاید 99: 99طبقه بندی آنزیم ها 1ـ اکسیدو ردوکتازها : مثل دهیدروژناز

اسلاید 100: 1002 ـ ترانسفرازها : مانند آمینوترانسفراز

اسلاید 101: 1013 ـ هیدرولازها : مانند پپتیدازها

اسلاید 102: 1024 ـ لیازها : مانند دکربوکسیلازها

اسلاید 103: 1035ـ ایزومرازها : مانند راسه مازL ─ Ala → D ─ Ala6ـ لیگازها : مانند استیل کو آنزیم A سنتتاز Acctate + CO A ─ SH + ATP ⇆ acetyl ─ S ─ COA + AMP + PPi

اسلاید 104: 104واکنش آنزیمی S + E ⇆ ES ⇆ P + E

اسلاید 105: 105

اسلاید 106: 106

اسلاید 107: 107اثر غلظت سوبسترا بر میزان واکنش آنزیمی با فرض این که غلظت آنزیم ثابت است .

اسلاید 108: 108معادله میکائیلیس ـ منتن Vmax [s]KM + [s]=V

اسلاید 109: 109معادله لین ویور ـ برک 1V=KMVmax1[s]+1Vmaxy=ax + b

اسلاید 110: 110منحنی لین ویور ـ برک

اسلاید 111: 111مهار کننده رقابتی E + I ↔ EI

اسلاید 112: 112

اسلاید 113: 113مهار کننده غیر رقابتی E + I ↔ EI ES + I ↔ ESI

اسلاید 114: 114

اسلاید 115: 115مهار کننده نارقابتیمنحصراً با مجموعه آنزیم ـ سوبسترا ترکیب می شود . این مهار کننده ها در واکنش های دو سوبسترایی وارد می شوند .

اسلاید 116: 116آنزیم های آلوستریک و ایزوزیم ها

اسلاید 117: 117خود آزماییـ آنزیم های لیگاز چه نوع واکنش هایی را کاتالیز می کنند ؟ـ ایزوزیم چیست ؟ـ مدل القایی در اتصال آنزیم به سوبسترا را توضیح دهید .ـ آنزیم ها چه نوع ترکیباتی هستند ؟

اسلاید 118: 118گفتار ششم : اسیدهای نوکلئیک

اسلاید 119: 119هدف آموزشی کلی آشنایی با ویژگی های ساختاری و عملکردی اسیدهای نوکلئیک و اهمیت آن ها از نظر ماده ژنتیکی یاخته

اسلاید 120: 120هدف های آموزشی جزیی تعریف اسیدهای نوکلئیک و انواع آن ها مشخصات ساختاری بازهای آلی نیتروژن دار و قندهای پنج کربنه روش های کوتاه نویسی مولکول اسیدهای نوکلئیک ساختار اول ، دوم و سوم اسیدهای نوکلئیک ساختارهای مختلف RNA ، DNA ساختار انواع نوکلئوپروتئین ها

اسلاید 121: 121اجزای ترکیب شیمیایی اسیدهای نوکلئیک فسفات + باز + قند → فسفات + نوکلئوزید → نوکلئوتید → اسید نوکلئیک

اسلاید 122: 122بازهای پیریمیدین

اسلاید 123: 123بازهای پورین

اسلاید 124: 124هدف های آموزشی جزییطرح کلی فرضیه اصلی متابولیسم اسیدهای نوکلئیک و پروتئین ها آنزیم های درگیر در فرایند همانند سازی چگونگی همانند سازی DNA بیوسنتز RNA یا نسخه برداریمشخصات ترکیبات شرکت کننده در بیوسنتز پروتئین

اسلاید 125: 125مدل های پیشنهادی برای همانندسازی DNA

اسلاید 126: 126آنزیم های لازم در همانند سازی پلی مراز هلیکاز لیگاز پریماز پروتئین های DBP

اسلاید 127: 127قطعه ای از زنجیره DNA

اسلاید 128: 128همانند سازی غیر متوالی

اسلاید 129: 129

اسلاید 130: 130

اسلاید 131: 131

اسلاید 132: 132ترجمه یا بیوسنتز پروتئین mRNA ، tRNA ، rRNA

اسلاید 133: 133مراحل سنتز پروتئین آغاز سنتز طویل شدن زنجیره پایان سنتز

اسلاید 134: 134مراحل آغاز سنتز پروتئین

اسلاید 135: 135مرحله استقرار دومین اسید آمینه در جایگاه A

اسلاید 136: 136تشکیل پیوند پپتیدی

اسلاید 137: 137خود آزمایی نقش DNA پلیمراز Ⅰ وⅡ را در همانند سازی بنویسید .آغاز سنتز RNA طی چه مکانیسمی انجام می شود ؟اتصال اسید آمینه به مولکول tRNA چگونه صورت می گیرد؟اضافه شدن دو نوکلئوتیدA و T به یکدیگر توسط آنزیم پلیمراز Ⅲ را با یک فرمول ساده نشان دهید. مرحله آغاز سنتز پروتئین را توضیح دهید.

اسلاید 138: Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Vivamus et magna. Fusce sed sem sed magna suscipit egestas. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Vivamus et magna. Fusce sed sem sed magna suscipit egestas. Titleبرای عضویت در شبکه دانشجویان ایران عدد 1 را به شماره زیر پیامک کنید100080809090برای ورود به شبکه آموزشی دانشجویان کلیک کنیدMadsg.comلطفا آدرس ما را به خاطر داشته باشید