Экзаменационные вопросы по химии. 1 семестр

ТИПОВЫЕ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПО КУРСУ

ОБЩЕЙ И БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

1. Термодинамические основы биоорганической химии.

2. Понятие системы, системы открытые, закрытые и изолированные.

3. 1-ый закон термодинамики. Тепловой эффект в изобарном и изохорном процессах.

4. 1-ый закон термодинамики и снижение энергии молекулы путем сопряжения.

5. II-ой закон термодинамики и энтропийный фактор устойчивости систем.

6. Особенности термодинамики биохимических реакций. Сопряжение реакций с ΔG<0 с реакциями с ΔG>0. Понятие ведущей и ведомой реакции. Привести примеры.

7. Почему переход ретинола в ретиналь энергетически выгоден.

8. Превращение энергии солнца в энергию организма.

9. Сопряжение гидролиза АТФ и синтеза пептида.

10. Классификация биоорганических соединений. Понятие функциональной группы.

11. Правила формирования названий биоорганических соединений по номенклатуре ИЮПАК. Привести примеры.

12. Изомерия. Виды изомерии биоорганических соединений.

13. Строение, конфигурация, конформация. Разобрать основные понятия стереохимии на примере этиленгликоля (этандиола-1,2).

14. Поворотная (конформационная) изомерия на примере коламина (2-аминоэтанола-1). Энергетическая характеристика конформаций.

15. Конформация открытых и циклических (шестичленных) углеводородных цепей – энтропийный фактор термодинамической устойчивости биоорганических соединений.

16. Конформации циклогексана и его производных. Энергетическая характеристика конформаций. Аксиальные и экваториальные связи.

17. Сопряжение - фактор устойчивости биоорганических соединений. π,π- и р,π- сопряжение. Энергия сопряжения.

18. Сопряженные системы с открытой цепью. Электронное строение 1,3-диенов. Энергия сопряжения.

19. Системы с замкнутой цепью сопряжения на примере бензола, пиридина, пиррола. Ароматичность - причина термодинамической устойчивости соединений. Характерные реакции ароматических систем.

20. π -избыточные и π -недостаточные системы. Показать на примере пиррола и пиридина, сравнить их активность в реакциях электрофильного замещения.

21. Распределение электронной плотности в молекуле - как результат взаимного влияния атомов. Понятие электронодонорных и электроноакцепторных заместителей (на примерах).

22. Электронные эффекты: индуктивный и мезомерный. Условия их проявления. Привести примеры.

23. Электронодонорные и электроноакцепторные заместители в алифатических цепях и ароматических соединениях, их ориентирующее влияние в реакциях электрофильного замещения и присоединения. Привести примеры.

24. Особенности электрофильного замещения в ароматических гетероциклических соединениях на примере реакции бромирования пиррола и пиридина.

25. Факторы, влияющие на силу кислот: а) сравнительная характеристика кислотных свойств спиртов и тиолов; б) сравнительная характеристика основных типов кислот (ОН-, SH-, NH-, и СН-кислот); в) сравнительная характеристика кислотных свойств фенолов и алифатических спиртов.

26. Основания с позиции теории Бренстеда. Факторы, влияющие на силу оснований. Сравнительная характеристика основных свойств спиртов и аминов.

27. Использование кислотно-основных свойств биоорганических соединений для повышения их растворимости в воде (получение гидрохлорида новокаина, бензоата и салицилата натрия).

25. Ароматические гетероциклы, лежащие в основе природных физиологически активных веществ: пиррол, пиридин, имидазол. Характеристика их кислотно-основных свойств с учетом электронного строения «пиррольного» и «пиридинового» атома азота.

26. Конформационная изомерия и таутомерия - энтропийные факторы устойчивости биоорганических систем (на примерах).

27. Кето-енольная таутомерия оксокислот с β-расположением функциональных групп. Причины таутомерии, устойчивость таутомерных форм. Химические реакции, доказывающие существование каждой таутомерией формы.

28. Виды таутомерии барбитуровой кислоты. Лекарственные средства на основе барбитуровой кислоты. Почему барбитуровую кислоту нельзя использовать в качестве снотворного, а барбитураты можно?

29. Специфическое поведение α-,β-,γ-гидроксикислот при нагревании. Причины протекания реакций. Химические реакции, доказывающие существование таутомерных форм γ - лактонов.

30. Специфические реакции, протекающие при нагревании α-,β-,γ-аминокислот. Причины протекания реакций. Таутомерные превращения циклических форм.

31. Электронное строение оксо-группы: а) Реакция альдегидов со спиртами, ее особенности. Роль катализатора. Межмолекулярное и внутримолекулярное взаимодействие; б) Реакция альдегидов с циановодородом, с аммиаком и аминами; в) Превращение альдегидов в щелочной среде - реакция альдольной конденсации и диспропорционирования. Причина протекания реакций.

32. Электронное строение карбоксильной группы. Причина устойчивости карбоксилат-аниона. Влияние электронодонорных и электроноакцепторных заместителей на силу кислот.

33. Реакция получения сложных эфиров, ее особенности. Условия гидролиза сложноэфирной связи.

34. Нуклеофильные реагенты. Особенности взаимодействия с нуклеофильными реагентами альдегидов и карбоновых кислот на примере реакции со спиртами.

35. Производные карбоновых кислот. Реакция алкоголиза при получении сложных эфиров.

36. Реакции получения амидов из карбоновых кислот и при аммонолизе и аминолизе их функциональных производных.

37. Функциональные производные карбоновых кислот: сложные эфиры, ангидриды, галогенангидриды, амиды. Получение, гидролиз.

38. Салициловая кислота. Получение. Химические свойства как бифункционального соединения. Кислотные свойства салициловой кислоты в сравнении с бензойной кислотой.

39. Сульфаниловая кислота - основа сульфаниламидных препаратов. Получение амида сульфаниловой кислоты (стрептоцида).

40. Строение омыляемых липидов. Строение и стереоизомерия высших карбоновых кислот, входящих в их состав. Гидролиз липидов в кислой и щелочной среде.

41. Липиды (нейтральные). Бифильное строение липидов как причина образования липидного бислоя — основы клеточной мембраны. Гидролиз липидов в кислой и щелочной среде.

42. Фосфолипиды. Особенности их строения, обусловливающие использование их в качестве компонентов клеточных мембран. Гидролиз фосфолипидов в кислой и щелочной среде.

43. Моносахариды. Стереоизомерия моносахаридов. Принадлежность к D- и L- стереохимическим рядам. Энантиомеры. Рацемическая смесь.

44. Аномеризация как химическая основа мутаротации растворов углеводов на примере D-глюкозы и D-фруктозы. Конформационное строение наиболее устойчивых форм глюкозы.

45. Эпимеры. Образование эпимеров при превращении моносахаридов в щелочной среде. Причины этих превращений.

49. Химические свойства моносахаридов: реакции открытой и циклических форм. Гликозидный гидроксил, его особые свойства. Получение и гидролиз О- и N-гликозидов.

50. Окисление моносахаридов в различных условиях. Получение сахарных кислот. Особенности окисления в щелочной среде. Качественные реакции обнаружения углеводов в физиологических жидкостях.

51. Альдуроновые кислоты на примере D-глюкуроновой кислоты. Их строение, особенности получения in vitro.

52. Восстанавливающие дисахариды. Строение мальтозы, целлобиозы, лактозы. Реакции открытой и циклических форм. Отношение к кислому и щелочному гидролизу.

53. Невосстанавливающие дисахариды. Строение сахарозы. Причины отсутствия восстанавливающих свойств. Реакции гидролиза сахарозы, ее условия.

54. Амилоза и амилопектин - составные части крахмала. Строение макромолекул. Фрагменты цепей. Продукты частичного и полного гидролиза.

55. Целлюлоза. Пространственное строение, строение биозного фрагмента. Продукты частичного и полного гидролиза. Хитин.

56. Гликоген - структурный и функциональный аналог амилопектина. Строение макромолекул. Продукты гидролиза.

57. Гетереполисахариды соединительной ткани: хондроитин-4-сульфат, гиалуроновая кислота.

58. Природные а-аминокислоты. Строение. Стереоизомерия. Химические свойства аминокислот как бифункциональных соединений.

59. Кислотно-основные свойства сс-аминокислот, ИЭТ а-аминокислот, пептидов, белков на примере трипептида ГЛН-СЕР-АСП (указать характер среды).

60. Основные метаболические превращения а-аминокислот (схемы): реакции декарбоксилирования, дезаминирования и переаминирования (трансаминирования). Моделирование этих превращений in vitro.

61. Химический (каскадный) синтез дипептидов. Необходимость использования операций «защиты» и «активации» функциональных групп.

62. Первичная структура белков. Определение аминокислотного состава и аминокислотной последовательности. Электронное строение пептидной связи, прототропная таутомерия пептидной группы.

63. Модели вторичной структуры белков. Виды связей, фиксирующих вторичную структуру. Глобулярные и фибриллярные белки.

64. Виды взаимодействий, фиксирующие третичную структуру белковой молекулы. Денатурация белка.

65. Азотистые основания пуринового и пиримидинового ряда. Комплементарность нуклеиновых оснований - химическая основ передачи генетической информации. Образование водородных связей.

66. Таутомерия азотистых оснований. Причины ее возникновения.

67. Нуклеозиды. Состав и строение нуклеозидов, входящих в состав РНК (или ДНК). Характер связи нуклеиновых оснований с углеводом. Гидролиз нуклеозидов.

68. Адениннуклеотиды - АМФ, АДФ и АТФ. Схема образования АТФ. Характеристика связей в молекуле АТФ. Гидролиз АТФ в кислой и щелочной средах; гидролитическое расщепление АТФ в организме.

69. Строение моно- и динуклеотидов как структурных единиц нуклеиновых кислот (примеры). Особенности строения НАД⁺. Отношение к гидролизу гликозидных, сложноэфирных и ангидридных связей в приведенных молекулах.

70. Первичная структура нуклеиновых кислот. Написать строение участка РНК (ДНК), включающего три нуклеотида.

71. Вторичная структура нуклеиновых кислот. Виды взаимодействий, фиксирующих двойную спираль ДНК.

72. Кодон. Строение кодона в мРНК, комплиментарность АГТ в ДНК.

73. Общая характеристика неомыляемых липидов.

50. Стероиды. Основа стероидов (стеран) - общий скелет стероидов. Характерные особенности природных стероидов.

51. Холестерин, его свойства с точки зрения химического строения (реакции гидрирования и ацилирования).

52. Холевые кислоты: холевая и 7-дезоксихолевая. Их амиды с глицином и таурином - гликохалевая и таурохолевая кислоты.

53. Особенности строения холевых кислот, обусловливающие их поверхностную активность. Механизм эмульгирующего действия желчных кислот.

54. Стероидные гормоны: тестостерон, эстрадиол. Их характеристика с точки зрения химического строения.

55. Написать строение комплексного соединения, образованного ионом магния с АТФ и фермент-субстратным комплексом. Какое координационное число имеет ион магния? Какова дентатность АТФ в этих комплексах?

56. Основные положения теории координационных соединений. Написать формулу, отражающую строение комплексного соединения, образованного ионом кобальта с аспарагином.

57. Написать формулу, отражающую строение комплексного соединения, образованного ионом меди с фенилаланином. Определить тип гибридизации комплексообразователя и показать пространственное строение комплексного соединения.

58. Изобразить комплементарные основания гуанин-цитозин. Указать атомы в этих основаниях, которые могут участвовать в образовании связей с комплексообразователем.

59. Дентатность лигандов. Привести примеры моно-, би- и полидентатных лигандов. Определить возможную дентатность АМФ. Какие атомы могут участвовать в образовании координационной связи?

60. Классификация, применение высокомолекулярных соединений в медицинской практике.

61. Термодинамика синтеза высокомолекулярных соединений методами полимеризации и поликонденсации.

62. Радикальная полимеризация. Механизм радикальной полимеризации высокомолекулярных соединений.

63. Синтез и применение высокомолекулярных соединений в стоматологии других областях медицины, полученных методом полимеризации.

64. Синтез и применение высокомолекулярных соединений в медицине, полученных методом поликонденсации.

65. Конфигурация цепи и повторяющегося звена макромолекул высокомолекулярных соединений.

66. Конформация макромолекул высокомолекулярных соединений, условия возникновения предельных конформационных состояний.

67. Особенности строения биологически активных соединений.

68. Изменение энтропии при фазовых переходах и в химических и биологических реакциях. Как изменяется энтропия при растворении моносахаридов (составить схему циклоцепной таутомерии).

69. Изменение свободной энергии процесса гидролиза АТФ.

94. Применение свободной энергии Гиббса (изобарно-изотермический потенциал) для определения наиболее выгодного направления протекания химических и биохимических процессов.

95. Определение направления протекания химических и биохимических процессов.

96. Энтальпийный и энтропийный факторы термодинамической устойчивости молекул биологически активных соединений.

97. Участие НАД⁺ как акцептора гидрид-ионов в ферментативной окислительно-восстановительной реакции образования цистина из цистеина.