факультета МГУ им. М.В. Ломоносова
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Молекулы в биологии презентация
Содержание
- 1. Молекулы в биологии
- 2. Химические элементы в жизни (из Ленинджера, 2012)
- 3. Законы термодинамики Первый: Энергия не берется из
- 4. Энергия Гиббса Если ΔG
- 5. Равновесие Принцип Ле-Шателье: Если на систему, находящуюся
- 6. Атом Атом состоит из ядра и электронов
- 7. Изотопы Количество протонов одинаково, различно количество нейтронов
- 8. Химические реакции В процессе химических реакций ядро
- 9. Связь – минимум энергии при взаимодействии
- 10. Закон Кулона Противоположные заряды притягиваются, одноименные- отталкиваются
- 11. Ионная связь – электроотрицательный атом забирает электрон
- 12. Полярная ковалентная связь – в молекуле у
- 13. (из Ленинджера, 2012)
- 14. σ-связь перекрывание электронных оболочек по линии
- 15. (из Principles of General Chemistry)
- 16. Конформация – положение в пространстве в
- 17. Двойная связь порождает геометрические изомеры (из http://rrrrrro.livejournal.com/)
- 18. Способы изображения молекул а) перспективная структурная формула
- 19. (из Ленинджера, 2012)
- 20. М
- 22. Разнообразие биологических молекул белки липиды углеводы нуклеиновые кислоты … витамины разные низкомолекулярные соединения
- 23. Принципы устройства полимеров
- 24. Электростатические (ван-дер-ваальсовы) взаимодействия – взаимодействие диполей
- 25. Водородные связи Связь между H с отнятой
- 26. Формирование гидратных оболочек (по http://shubu.ru/norka/) (из Ленинджера, 2012)
- 27. Не все вещества полярны полярные группы неполярные
- 28. Неполярные вещества вокруг себя фиксируют воду в
- 29. Нуклеиновые основания Нуклеозиды:
- 30. Нуклеиновая кислота - высокомолекулярное органическое соединение, полинуклеотид,
- 31. ДНК В большинстве случаев: двуцепочечная молекула (дуплекса),
- 32. Центральная догма молекулярной биологии
- 33. Генетический код
- 34. (из Ленинджера, 2012)
- 35. Полимеризация аминокислот. Пептиды и белки Термины совершенно
- 36. Структура белка Первичная: аминокислотная последовательность Вторичная: способы
- 38. Кератин (из Ленинджера, 2012)
- 39. Коллаген 3 левозакрученные цепи формируют правозакрученную суперспираль
- 40. Фиброин
- 41. Гемоглобин большее сродство к O2
- 42. Гем миоглобин
- 43. Антитела
- 44. Миозин
- 45. Фолдинг белка
- 47. Высаливание
- 48. Детергенты
- 49. Л
- 50. Гликоген и крахмал снижен осмотический потенциал
- 51. Целлюлоза
- 52. Хитин
- 54. Группы крови
- 55. ΔG
- 56. ФЕРМЕНТ АДЕНОЗИН Pi Pi Pi АДЕНОЗИН Pi
- 58. Откуда взять энергию?
- 59. Регенерация АТФ субстратное фосфорилирование фосфорилирование на электрон-транспортной цепи
- 60. Катализатор – вещество, ускоряющее протекание химической
- 61. Специфичность связывания
- 62. Оптическая изомерия падение старшинства (из Ленинджера, 2012)
- 65. Ферментативная кинеика Михаэлса-Ментен KM= vmax=
- 67. Неидеальный случай kcat – число оборотов
- 69. Ингибирование
- 71. Зависимость от pH
- 77. Используемая литература: Koolman J. Color atlas of
Слайд 1Молекулы в биологии
(Биохимия)
Бизяев Никита Сергеевич, студент 3 курса каф. биохимии Биологического
Слайд 3Законы термодинамики
Первый: Энергия не берется из ниоткуда и никуда не исчезает
«Вы
не можете выиграть» (здесь и далее на слайде цит. Носова)
Второй: В изолированных системах произвольно идут лишь процессы, в которых увеличивется энтропия (мера беспорядочности) системы
«Вы не можете остаться «при своих»
Третий: Лишь энтропия идеального кристалла индивидуального вещества при 0 К равна 0
«Вы не можете не участвовать в игре»
Второй: В изолированных системах произвольно идут лишь процессы, в которых увеличивется энтропия (мера беспорядочности) системы
«Вы не можете остаться «при своих»
Третий: Лишь энтропия идеального кристалла индивидуального вещества при 0 К равна 0
«Вы не можете не участвовать в игре»
Слайд 5Равновесие
Принцип Ле-Шателье: Если на систему, находящуюся в равновесии, оказывать внешнее воздействие,
то в результате протекающих в ней процессов положение равновесия смещается в сторону, ослабляющую это воздействие
p
(из Третьякова, 2004)
(из Principles of General Chemistry)
Слайд 6Атом
Атом состоит из ядра и электронов
Ядро состоит из протонов и нейтронов
Атомы
различных элементов отличаются количеством протонов (атомное число Z)
Атом электронейтрален. Число протонов равно числу электронов
Атом электронейтрален. Число протонов равно числу электронов
(из Principles of General Chemistry)
(из wikipedia)
Слайд 7Изотопы
Количество протонов одинаково, различно количество нейтронов
Атомная единица массы – 1⁄12 массы свободного
покоящегося атома углерода 12C
1 а.е.м. = 1 Дальтон = 1,66*10−24 г
1 а.е.м. = 1 Дальтон = 1,66*10−24 г
(из Principles of General Chemistry)
Слайд 8Химические реакции
В процессе химических реакций ядро не изменяется
Изменяется электронная оболочка!
Участвует внешний
энергетический уровень (наиболее удален от ядра)
(из презентаций Костюка)
Слайд 9
Связь – минимум энергии при взаимодействии молекул
На нее разрыв нужно приложить
к молекуле энергию!
энергия связи
(из Principles of General Chemistry)
выигрыш в энергии не в разрыве «макроэргической» связи, а в более низкой свободной энергии продуктов!
Слайд 10Закон Кулона
Противоположные заряды притягиваются, одноименные- отталкиваются
ε – диалектрическая проницаемость среды. Чем
больше, тем меньше эффект взаимодействия зарядов:
(из wikipedia)
в СИ:
(из wikipedia)
Слайд 11 Ионная связь – электроотрицательный атом забирает электрон
Элекростатические взаимодействия
(из
презентаций Костюка)
(из Principles of General Chemistry)
у обоих завершены внешние оболочки!
Слайд 12 Полярная ковалентная связь – в молекуле у 2 разных атомов обобществляются
по 1 электрону (электронная пара), электронная плотность в молекуле смещена к более электроотрицательному одному из атомов
Такая молекула будет диполем, т.е. иметь + и – поля.
Дипольный момент (p) – произведение заряда на вектор расстояния от – к + заряду.
Такая молекула будет диполем, т.е. иметь + и – поля.
Дипольный момент (p) – произведение заряда на вектор расстояния от – к + заряду.
(из Principles of General Chemistry)
(из http://koi.tspu.ru/)
Слайд 14
σ-связь перекрывание электронных оболочек по линии пересечения атомов. Более выгодная. Вокруг
нее возможно вращение (s-s, s-p, p-p)
π-связь – перекреывание элекронных оболочек не по линии пересечения атомов. Вокруг нее невозможно вращение (p-p)
π-связь – перекреывание элекронных оболочек не по линии пересечения атомов. Вокруг нее невозможно вращение (p-p)
(из Третьякова, Principles of General Chemistry и презентаций Костюка)
Слайд 16
Конформация – положение в пространстве в результате свободного вращения вокруг одинарных
связей без разрыва каких-либо связей
Большие заместители создают друг другу стерические проблемы.
Они стремятся отдалиться друг от друга как можно дальше
(из Principles of General Chemistry)
(из Koolman, 2005)
Слайд 17Двойная связь порождает геометрические изомеры
(из http://rrrrrro.livejournal.com/)
Конфигурация – фиксированное расположение атомов
в пространстве
(из Ленинджера, 2012)
Слайд 18Способы изображения молекул
а) перспективная структурная формула
б) шаростержневая модель
в) модели с радиусами
атомов (здесь CPK, ван-дер-ваальсовы радиусы)
г) схематичное изображение типовых стркутур
г) схематичное изображение типовых стркутур
г
(из http://www.rcsb.org/pdb)
(из Ленинджера, 2012)
Слайд 22Разнообразие биологических молекул
белки
липиды
углеводы
нуклеиновые кислоты
…
витамины
разные низкомолекулярные соединения
Слайд 24 Электростатические (ван-дер-ваальсовы) взаимодействия – взаимодействие диполей
а) диполь-дипольное:
между двумя постоянным диполями, E
~ 1/r3
б) индукционное:
между полярной и неполярной молекулой, которая поляризуется под действием первой , E ~ 1/r6
в) дисперсионное (лондоновские силы):
взаимодействие между мгновенными диполями в результате случайных флуктуаций электронной плотности между в неполярной молекуле , E ~ 1/r6
б) индукционное:
между полярной и неполярной молекулой, которая поляризуется под действием первой , E ~ 1/r6
в) дисперсионное (лондоновские силы):
взаимодействие между мгновенными диполями в результате случайных флуктуаций электронной плотности между в неполярной молекуле , E ~ 1/r6
(из Третьякова, 2004)
Слайд 25Водородные связи
Связь между H с отнятой электронной плотностью и сильно электроотрицательным
N, O, F (очень слабо S, Cl)
Диполь-дипольное (90%)+ донорно-акцепторное взаимодействие (10%)
Слабые связи (Едис=23 кДж/моль), короткое время жизни (1-20 пс)
Диполь-дипольное (90%)+ донорно-акцепторное взаимодействие (10%)
Слабые связи (Едис=23 кДж/моль), короткое время жизни (1-20 пс)
(из Третьякова, 2004)
Их много в воде:
t плавления = 0 °C
t кипения= 100 °C
ε20 °C = 81 Ф/м
(из Ленинджера, 2012)
(из Principles of General Chemistry)
Слайд 28Неполярные вещества вокруг себя фиксируют воду в определенной ориентации, понижая энтропию
системы. Своим присутствием они нарушают структуру водородных связей 9повышают энтальпию)
Появляется стремление минимизировать контакт неполярных и полярных молекул (минимум энергии). «Подобное» контактирует с «подобным». Это и порождает гидрофобные взаимодействия
Появляется стремление минимизировать контакт неполярных и полярных молекул (минимум энергии). «Подобное» контактирует с «подобным». Это и порождает гидрофобные взаимодействия
(из Ленинджера, 2012)
Слайд 30Нуклеиновая кислота - высокомолекулярное органическое соединение, полинуклеотид, образованный остатками нуклеотидов
На присоединение
1 нуклеотида к ДНК уходит 2 АТФ: 1 на собственно присоединение, 2 – на утилизацию пирофосфата
Слайд 31ДНК
В большинстве случаев: двуцепочечная молекула (дуплекса), состоящая из антипарлеллельных комплиментарно связанных
цепей
5’TTAGCTTAAGCGCTATA3’
3’AATCGAATTCGCGATAT5’
5’TTAGCTTAAGCGCTATA3’
3’AATCGAATTCGCGATAT5’
Слайд 35Полимеризация аминокислот. Пептиды и белки
Термины совершенно условные. Так по Ленинджеру:
Олигопептиды –
полимеризованные несколько аминокислотных остатков
Полипептиды – полимеризованные аминокислотные остатки до 10 000 Да
Белки – полимеризованные аминокислотные остатки более 10 000 Да
Полипептиды – полимеризованные аминокислотные остатки до 10 000 Да
Белки – полимеризованные аминокислотные остатки более 10 000 Да
Как его зовут?
направление чтения
(из Ленинджера, 2012)
Слайд 36Структура белка
Первичная: аминокислотная последовательность
Вторичная: способы укладки аминокислотной последовательности
Третичная: все аспекты пространственной
организации беелка
Четвертичная: взаиморасположение нескольких полипептидных цепей
Четвертичная: взаиморасположение нескольких полипептидных цепей
(из Ленинджера, 2012)
Слайд 39Коллаген
3 левозакрученные цепи формируют правозакрученную суперспираль
(Gly-X-Y)n, X – часто Pro, Y
– 4-гидроксипролин
Колоссальная прочность при растяжении
аскорбат реактивирует 4-пролингидролазу
Колоссальная прочность при растяжении
аскорбат реактивирует 4-пролингидролазу
Gly
Слайд 60
Катализатор – вещество, ускоряющее протекание химической реакции.
Катализатор не смещает химическое равновесие.
Ферменты
– белки или РНК, являющиеся катализаторами
Являются очень эффективными и специфичными катализаторами
Являются очень эффективными и специфичными катализаторами
Слайд 67Неидеальный случай
kcat – число оборотов
Оценка специфичности фермента:
коэффициент специфичности:
Слайд 77Используемая литература:
Koolman J. Color atlas of biochemistry. – Koolman J., Klaus-Heinrich
Roehm 2d edition, Stuttgart : Thieme, 2005.
Principles of General Chemistry v. 1.0 [Электронный ресурс] / URL: http://2012books.lardbucket.org/books/principles-of-general-chemistry-v1.0/ (дата обращения 28.01.2016)
Лекции Костюка А. по биохимии на Биологическом отделении в ЛМШ 2016 11 классу
Лекции Кузьменко Н.Е. по физической химии на 2 курсе биохимического потока Биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова в 2015-2016 годах
Ленинджер. Нельсон Д. Основы биохимии Ленинджера: в 3 т. Т. 1/ Д. Нельсон, М. Кокс; пер. с англ. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012 – 694 с.
Реутов О.А, Курц А.Л., Бутин К.П Органическая химия. / Учебник в 4ч. 1999 -2336с
Третьяков Ю.Д. Неорганическая химия:в 3 т./Под ред. Ю.Д. Третьякова. Т. 1: Физико-химические основы неорганической химии: Учебник для студ. высш. уеб. заведений/ М.Е. Тамм Ю.Д. Третьяков; – М.: Издательский центр «Академия», 2004 – 240 с.
https://ru.wikipedia.org/
Principles of General Chemistry v. 1.0 [Электронный ресурс] / URL: http://2012books.lardbucket.org/books/principles-of-general-chemistry-v1.0/ (дата обращения 28.01.2016)
Лекции Костюка А. по биохимии на Биологическом отделении в ЛМШ 2016 11 классу
Лекции Кузьменко Н.Е. по физической химии на 2 курсе биохимического потока Биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова в 2015-2016 годах
Ленинджер. Нельсон Д. Основы биохимии Ленинджера: в 3 т. Т. 1/ Д. Нельсон, М. Кокс; пер. с англ. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012 – 694 с.
Реутов О.А, Курц А.Л., Бутин К.П Органическая химия. / Учебник в 4ч. 1999 -2336с
Третьяков Ю.Д. Неорганическая химия:в 3 т./Под ред. Ю.Д. Третьякова. Т. 1: Физико-химические основы неорганической химии: Учебник для студ. высш. уеб. заведений/ М.Е. Тамм Ю.Д. Третьяков; – М.: Издательский центр «Академия», 2004 – 240 с.
https://ru.wikipedia.org/
