Біоорганічна хімія як наука, що вивчає хімічну структуру і властивості органічних сполук, які входять до складу живих організмів та впливають на процеси життєдіяльності

Ох-розділ хімії,який вивч сполуки C,у яких він4-валентний у утв ланцюжки різної довжини із різними зв*язками. Бх-розділ як біол. Так і хімії(інтегральна найка,тобто об*єднана),яка вивч склад живих орган,власт р-ин,що входять до складу жив організмів та процеси перетворення р-ин і енергії,які за без процеси життєдіяльності. Бох-розділ як хім. та і біол.,який вивч як природні так і синтетичні природні сполуки(ліки,які впливають на процеси життєдіяльності).

Предмет, завдання та розділи біоорганічної хімії як науки та навчальної дисципліни

Предметом вивч бох є природ орган сполуки(вуглеводи) так і синтетичні(ліки,отрути).До них належать біополімери,білки,н-к,полісахариди і низькомолек р-ни(вітаміни,деякі гормони,лікар препарати) Завдання бох: -виділ біол.-активних р-ин у чистому вигляді _вивч будови і власт біол.-актив р-ин -виявл залежності між будовою і біолог властив. Основними завданнями на суч етапі є: -створення специфічних високоефективних каталізаторів -пряме перетвор хім. енер на механічну -вивч і практ викор принципів саморегуляції

Органічна хімія як фундаментальна основа біоорганічної хімії

Будова та властивості фізіологічно активних сполук як розділ біоорганічної

хімії

Методи дослідження в біоорганічній хімії

Постійно і деколи зустрічаючі елементи в складі живої матерії

Поняття про макро-, мікро- і ультрамікроелементи

Закономірності розповсюдження елементів в живій природі

Залежність між біологічною роллю елементів і їх положенням в періодичній системі Д.І.Мендєлєєва

Потреба організмів в хімічних елементах

Вміст елементів у різних організмів може залежати від особливостей життєдіяльності, вмісту елементів у довкіллі, типу живлення тощо. Потреби біосистем у хімічних елементах формувалися упродовж їхнього історичного розвитку, тому надходження і вміст елементів обов'язково регулюється різними способами нервовою системою, гормонами, "зв'язуючими" білками, сполуками із довкілля, які споживаються організмами. Серед елементів є такі, що присутні в клітинах усіх видів організмів, і такі, що мають значення лише для певних груп живих істот. Хімічні елементи організми поглинають із середовища і можуть концентрувати в тканинах та органах (так зване біологічне концентрування).Біологічне концентрування, або біоакумуляція – процес нагромадження з часом в організмі або окремих його органах певних речовин чи елементів, що надходять із довкілля. Завдяки біоакуміляції кількість елементів у біосистемах може в багато разів перевищувати їх концентрацію у навколишньому середовищі. У різних організмів вміст того чи іншого елемента в органах може дуже відрізнятися (наприклад, у орлів, які мають надзвичайно гострий зір, вміст Селену в сітківці в 100 разів більший, ніж у людини).

Різні органи організмів акумулюють різну кількість окремих елементів. Так, щитоподібна залоза хребетних накопичує йод, зернівки кукурудзи накопичують золото. Організми можуть концентрувати елементи з ґрунту, повітря, води та їжі, яка споживається. Концентрування елементів у біосистемах може бути пов'язане із: а) захистом від надмірного надходження елементів шляхом їхнього зв'язування або ізоляції; б) використанням для побудови опорних утворів (наприклад, кальцію для черепашок); в) використанням для побудови біомолекул (наприклад, Сульфуру для синтезу амінокислот); г) використанням у процесах життєдіяльності (наприклад, калію для регуляції роботи серця). Надмірне накопичення біосистемами деяких елементів може бути наслідком їхнього надмірного вмісту в навколишньому середовищі, що пов'язано із забрудненням важкими металами, радіонуклідами, появою ксенобіотиків тощо.

Останнім часом, у зв'язку з антропогенним впливом, значно зріс рівень забруднення довкілля важкими металами. Термін "важкі метали" вживають до металів з густиною, яка перевищує 5г/см3, або з порядковим номером більш ніж 20. Ці метали мають здатність шкідливо діяти на біосистеми. За мірою токсичності їх можна розмістити в такій послідовності: Cu, Ni, Cd, Zn, Pb, Hq. Із радіонуклідів, що залишилися після Чорнобильської аварії, найнебезпечнішими є радіоактивні Цезій та Стронцій. Річ у тім, що за своїми хімічними властивостями цезій нагадує калій, а стронцій – кальцій. Тому організм за нестачі названих макроелементів може концентрувати ці радіонукліди.

Нестача або надлишок певних елементів в організмі рослин, тварин, людини призводить до виникнення так званих ендемічних хвороб.Ендемічні хвороби – це захворювання, пов'язані з нестачею або надлишком в окремих районах тих чи інших мікроелементів.Наприклад, у місцевостях з недостатнім вмістом йоду спостерігається ендемічний зоб, з недостатнім вмістом фтору пов'язаний карієс зубів, а з його надлишком – плямистість зубів. Нестача Цинку викликає зниження плодючості та затримку росту в людей та інших тварин. Основою цієї групи хвороб є відхилення фізіологічних і біохімічних реакцій організмів на вплив певного вмісту хімічних елементів у зовнішньому середовищі.

Характеристика основних класів хімічних сполук, які входять в склад живої матерії

Моносахариди. Визначення, класифікація (альдози і кетози: тріози,тетрози, пентози, гексози, гептози), біологічне значення окремих представників

Моносахариди-містять від 4 до 9 атомів С,не гідролізують у водних розчинах(за допом зв*язків).Мають у своєму складі такі функці групи:1)карбонільна-у складі альдег або кетової груп.2)гідроксильна або спиртова. За к-стю атомів С поділяють(С4-С9):тетрози,пентози Проте най пошир є пентози і гексози.До пентоз віднос рибози та дезоксирибози.До гексоз:глюкоза,моноза,фруктоза,галактоза. Молек монос можуть існувати у 2 формах:лінійній,циклічній Лінійна харак для водних р-нів,а циклічна у кристал вигляді,у сладі оліго- та полісахаридів,у р-нах на ряду з лінійною формою.Циклічна форма утв тому що:1)атоми С ланцюга переб у sp³ гібридизованому стані,валентний кут 109,3,з*єдані між собою простими одинарними зв*язками.2)у складі молекули є хім.-активні функт групи-карбонільна і гідроксильна між якими відб взаємодія і виникає внутрішньо-молек напівацетальний зв*язок.Він виникає між карбоксильною і гідроксильною групою біля найвіддаленішого асиметричного атому С.У водних р-нах монос між лінійною та цикл їх формами встановлюється динамічна рівновага,проте з підвищ температ к-сть молек монос у лінійній формі буде зростати.Це відб тому що напівацетальний внутрішньом зв*язок є ковалентним полярним,а отже під впливом молек води і темпер розпадається.У цикліч будові монос гідроксогрупа,яка перем до атому С біля якого була карбонільна група наз напівацетальним гідроксилом.По відношенню до площини молекули моносахариди,який переб у цикл формі може розміщ над площиною наз альфа-формою,а якщо під площиною бета-формою. Хім властивості: оскільки всі монос є багатоатомними спиртами,то вони дають якісну р-цію,утворюючи розчини блакитного кольору,комплексі сахариди зі свіжим отриманим Cu(OH)2.Альдози які мають альдегід групу дають такі р-ції як срібного дзеркала,мідного дзеркала з реактивом Фелінга,тобто мають яскраво виражені відновні властив.Кетози дають якісну р-цію з реактивом Фоля і дають позит р-цію срібного дзеркала із реактивом Фелінга теж вияв відновні властивості.Тому що р-ни кетоз дають можлив ізомеризуватись до альдоз,ступ ізом за звич умов не більше 1% і залежить від температури і рН середовища.Тріози не є справжніми монос тому що не утв циклічної форми і не існують у вигляді кристалів,але розгляд їх як най прос предст монос тому що вони є проміжними продуктами метаб монос у живих організмах. Якщо карбонільна група знаходиться в кінці ланцюга, то моносахарид являє собою альдегід і називається альдозою; при будь-якому іншому положенні цієї групи моносахарид є кетоном і називається кетозою.  В залежності від числа атомів вуглецю в молекулі серед моносахаридів розрізняють тріози (3С), тетрози (4С), пентози (5С), гексози (6С) і гептози (7С). У природі найбільш часто зустрічаються пентози і гексози.