Органические соединения это в биологии: Дистанционный репетитор — онлайн-репетиторы России и зарубежья

Содержание

2.1. Органические соединения в составе живых организмов

Читайте также

ТЕСТЫ ДЛЯ ИТОГОВОЙ ПРОВЕРКИ ПО КУРСУ «МНОГООБРАЗИЕ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ»

ТЕСТЫ ДЛЯ ИТОГОВОЙ ПРОВЕРКИ ПО КУРСУ «МНОГООБРАЗИЕ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ» Систематика 1. Выберите правильную последовательность систематических категорий.A. Вид, семейство, род, отряд, класс, тип, подтип, царствоБ. Вид, род, семейство, отряд, класс, подтип, тип, подцарство,

СЛОВАРЬ НАЗВАНИЙ ЖИВЫХ И ИСКОПАЕМЫХ ОРГАНИЗМОВ

СЛОВАРЬ НАЗВАНИЙ ЖИВЫХ И ИСКОПАЕМЫХ ОРГАНИЗМОВ Значком (†) отмечены вымершие группы.АВСТРАЛИ?ЙСКИЕ СТРАУ?СЫ, казуарообр?зные (Casuariformes) — отряд нелетающих бескилевых птиц, ограниченный Австралийской зоогеографической областью. Миоцен — ныне.АВСТРАЛОПИТ?К (Australopithecus)

О природе родства, связывающего органические существа.

О природе родства, связывающего органические существа. Так как модифицированные потомки доминирующих видов, принадлежащих к обширным родам, склонны унаследовать преимущества, делавшие группы, к которым они принадлежат, обширными и их прародителей доминирующими, то тем

Место человека в системе живых организмов

Место человека в системе живых организмов Любое из живых существ, обитающих на нашей планете, может быть отнесено к тому или иному таксону. Этим термином именуют значимые для биологической систематики группы организмов. Таксоны высшего ранга, несводимые в более крупные

Азбука общения живых организмов

Азбука общения живых организмов Многообразен мир животных, и каждый существующий вид в своей жизни пользуется довольно сложной и своеобразной сигнализацией. Среди различных способов передачи информации в животном мире значительная роль отводится запахам. Животные и

3.4. Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды

3.4. Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды Во всем разнообразии приспособлений живых организмов к неблагоприятным условиям среды можно выделить три основных пути.Активный путь – это усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов,

3.1. Органические поражения ЦНС

3.1. Органические поражения ЦНС В рамках онтогенетического подхода к причинам возникновения поведенческих расстройств следует отметить, что органические поражения ЦНС могут быть вызваны неправильно протекавшей беременностью, сложными родами, осложненным послеродовым

29. Роль живых организмов в биосфере

29. Роль живых организмов в биосфере Вспомните!Какое вещество В. И. Вернадский называл живым; косным?Что называют круговоротом веществ в природе?Роль живого вещества в биосфере. Основное внимание в учении о биосфере В. И. Вернадский уделял роли живого вещества. Учёный

3.2. Комплексные соединения и живое вещество

3.2. Комплексные соединения и живое вещество Известно, что для нормального функционирования живого необходимо было распределить выполнение реакций в клетке таким образом, чтобы они совершались в определенной последовательности и в пространственно разделенных областях.

7. Органические вещества. Общая характеристика. Липиды

7. Органические вещества. Общая характеристика. Липиды Вспомните!В чём особенность строения атома углерода?Какую связь называют ковалентной?Какие вещества называют органическими?Какие продукты питания содержат большое количество жира?Общая характеристика

8. Органические вещества. Углеводы. Белки

8. Органические вещества. Углеводы. Белки Вспомните!Какие вещества называют биологическими полимерами?Каково значение углеводов в природе?Назовите известные вам белки. Какие функции они выполняют?Углеводы (сахара). Это обширная группа природных органических

9. Органические вещества. Нуклеиновые кислоты

9. Органические вещества. Нуклеиновые кислоты Вспомните!Почему нуклеиновые кислоты относят к гетерополимерам?Что является мономером нуклеиновых кислот?Какие функции нуклеиновых кислот вам известны?Какие свойства живого определяются непосредственно строением и

Organic Compounds | Protocol (Translated to Russian)

3.7: Органические соединения

Все живое образуется в основном из углеродных соединений, называемых органическими соединениями. Категория органических соединений включает как натуральные, так и синтетические соединения, содержащие углерод. Хотя химическим сообществом еще предстоит определить одно точное определение, большинство согласны с тем, что определяющей чертой органических молекул является наличие углерода в качестве основного элемента, связанного с водородом и другими атомами углерода. Однако некоторые углеродсодержащие соединения, такие как карбонаты, цианиды и простые оксиды (CO и CO

2), не классифицируются как органические соединения.  

Органические соединения являются ключевыми компонентами пластмасс, мыла, парфюмерии, подсластителей, тканей, фармацевтическими препаратами и многими другими веществами, используемыми ежедневно. Органические соединения включают соединения, исходящие от живых организмов, и соединения, синтезированные химиками. Наличие широкого спектра органических молекул является следствием способности атомов углерода сформировать до четырех прочных связей с другими атомами углерода, что приводит к цепям и кольцам различных размеров, форм и сложностей.

Углеводомоль

Простейшие органические соединения содержат только элементы углерода и водорода и называются углеводородами. Углеводомоль могут отличаться в типах углеродистых связей, присутствующих в их молекулах. Те, которые содержат только одиночные связи, называются алканами, в то время как те, которые содержат двойные или тройные связи, являются алкенами и алкинами соответственно. Несмотря на то, что все углеводомоль состоят только из двух типов атомов (углерода и водорода), существует большое разнообразие углеводородов, поскольку они могут состоять из цепей разной длины, разветвленных цепей и колец атомов углерода, или комбинаций этих структур.

Бутан (C4H10) Изобутан (C4H10) Циклобутан (C4H8)

 

Углеводомоль используются каждый день, главным образом, как топливо, например, природный газ, ацетилен, пропан, Бутан и основные компоненты бензина, дизельного топлива и теплого масла. Алканы, или насыщенные углеводомоль, содержат только одну ковалентную связь между атомами углерода. Такие свойства, как температура плавления и точка кипения, как правило, предсказуемо меняются по мере изменения количества атомов углерода и водорода в молекулах.  

Чтобы назвать простой алкан, сначала определите имя основание в зависимости от количества атомов углерода в цепи (meth = 1, eth = 2, prop = 3, но = 4, pent = 5, hex = 6, hept = 7, oct = 8, non = 9 и dec = 10). За названием основание следует суффикс — определяемый, является ли углеводород алканом (-ane ), алкеном (-ene ) или алкином (-yne ). Например, алкан из двух углерода называется этан; алкан из трех углерода называется пропаном; алкан из четырех углерода называется Бутан. Более длинные цепи названы следующим образом: пентан (5-углеродистая цепь), гексан (6), гептан (7), октан (8), нонан (9), и декане (10).  

Алкены и алкины являются ненасыщенными углеводородами, содержащими двойные связи и тройные связи, соответственно, между по крайней мере двумя атомами углерода. Их номенклатура соответствует тому же, что и алкан: основание name + suffix. Например, двухуглеродная алкеновая цепочка называется этеном, а двухугольная алкина называется этинэ; трехугольный алкен называется пропене, а трёхугольная алкина называется пропином и так далее.  

Этан (C2H6) Этен (C2H4 Этин (C2H2)
Функционализированные углеводомоль

Включение функциональной группы в молекулы углерода и водорода приводит к появлению новых семейств соединений, называемых функлизованными углеводородами. Функциональная группа — характерный атом или группа атомов, которые в первую очередь определяют свойства производных углеводородов.  

Один из типов функциональной группы – группа –OH. Соединения, имеющие функциональную группу –OH, являются спиртами. Название алкоголя происходит от углеводорода, из которого он был получен. По условности углеводородный участок молекулы обозначается как «R», поэтому общая формула алкоголя — R–OH. Последняя «–e» в названии углеводорода заменяется знаком «–ol». В случае разветвленного спирта атом углерода, к которому связана группа –OH, обозначается номером, помещенным перед названием. Ниже перечислены другие общие функциональные группы. Группа соединений, содержащих ту же функциональную группу, образует семейство.

 

Эфиры — это соединения, содержащие функциональную группу –O–, с общей формулой R–O–R’.  

Другой класс органических молекул содержит атом углерода, связанный с атомом кислорода двойной связью, обычно называемой карбонильной группой. Углерод в карбонильной группе может быть присоединен к двум другим заменителам, ведущим к нескольким подсемействам (альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты и эфиры).  

К функциональным группам, связанным с карбонильной группой, относятся группа –CHO альдегида, группа –CO– кетона, группа –CO2H карбоновой кислоты и группа –CO2R эфира. Карбонильная группа, двойная связь углерода и кислорода, является ключевой структурой в этих классах органических молекул. Альдегиды содержат по крайней мере один атом водорода, присоединенный к атому карбонильного углерода, кетоны содержат две группы углерода, прикрепленные к атому карбонильного углерода, карбоксильные кислоты содержат гидроксильную группу, прикрепленную к атому карбонильного углерода, а эфиры содержат атом кислорода, присоединенный к другой группе углерода, связанной с атомом карбонильного углерода. Все эти соединения содержат окисленные атомы углерода относительно атома углерода группы спирта.

Добавление азота в органическую структуру приводит к появлению двух семейств молекул, а именно аминов и амидов. Соединения, содержащие атом азота, связанные в углеводородной структуре, классифицируются как амины. Соединения, имеющие атом азота, связанные с одной стороны карбонильной группы, классифицируются как амиды. Амины являются основной функциональной группой. Амины и карбоновые кислоты могут объединиться в конденсационной реакции, образуя амиды.

Этот текст адаптирован из Openstax, Chemistry 2e, раздел 20: Введение, Openstax, Chemistry 2e, Раздел 20.1: Углеводомоль, Openstax,Химия 2e изд., раздел 20.2: Спирты и эфиры, Openstax, Chemistry 2e, раздел 20.2: Альдегиды, кетоны, Карбоновые кислоты, и Эфиры, и Openstax, Химия 2e изд., раздел 20.2: Амины и амиды.

Готовый кроссворд по биологии - на тему "Органические соединения"

По горизонтали
2. Простые сахара
9. Тип нуклеиновой кислоты, имеющий одноцепочный полимер и выполняющий несколько функций в клетке
12. Органические соединения, преобладающие в животной клетке
13. Одна из важнейших функций белка
16. Это мальтоза, лактоза и сахароза
17. Углевод, содержащий резерв пищи и энергии у растений
По вертикали
1. Органические соединения, преобладающие в растительных клетках
3. Функция сократительных белков в клетке
4. Углевод, являющийся резервом пищи и энергии у животных
5. Функция белка, в результате которой связываются и обезвреживаются чужеродные белки или микроорганизмы
6. Функция белков при которой, в следствие расщепления 1 грамма белка выделяется 17, 6 кдж
7. Сложные углеводы, образованные остатками многих моносахаридов
8. Тип нуклеиновой кислоты, имеющий двуцепочный полимер с очень большой молекулярной массой и способностью к воспроизведению
10. Функция белковой молекулы, при которой химические реакции, протекающие в клетке, ускоряются в сотни и тысячи раз
11. Полимеры, построенные из огромного числа мономерных единиц
14. Функция белков, заключающаяся в присоединении химических элементов или гормонов в переносе их к различным тканям и органам тела
15. Органические вещества имеющие формулу сn(н2о)n
18. Нерастворимые в воде вещества в клетке

Материалы для организации дистанционного обучения. «Биология» (10–11 классы)

Класс

Название урока

Ссылка на учебные материалы

10

Биология как комплексная наука

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3827/main/118944/

10

Биологические системы как предмет изучения биологии

https://infourok.ru/videouroki/12

10

Молекулярные основы жизни. Неорганические вещества, их значение

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5397/start/270098/

10

Органические вещества (углеводы, липиды) и их значение. Биополимеры

https://infourok.ru/videouroki/31

https://infourok.ru/videouroki/32

10

Органические вещества. Белки. Значение белков

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3840/main/163100/

10

Органические вещества клетки – нуклеиновые кислоты и их значение. АТФ

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3840/main/163100/

10

Цитология, методы цитологии. Клетка – структурная и функциональная единица организма. Роль клеточной теории в становлении современной естественно-научной картины мира

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5383/start/153371/

10

Клетки прокариот и эукариот. Основные части и органоиды клетки, их строение и функции. Строение и функции хромосом

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5383/start/153371/

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3847/start/8616/

10

Сравнение строения клеток растений, животных, грибов и бактерий

https://infourok.ru/videouroki/5

10

Вирусы – неклеточная форма жизни, меры профилактики вирусных заболеваний

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3939/main/105169/

10

Жизнедеятельность клетки. Пластический обмен. Фотосинтез, хемосинтез

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3917/main/46781/

10

Энергетический обмен

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3917/main/46781/

10

Хранение, передача и реализация наследственной информации в клетке. Ген. Геном

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5352/main/8295/

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3939/main/105169/

10

Биосинтез белка

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5352/main/8295/

10

Клеточный цикл: интерфаза и деление. Митоз, значение

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3927/main/105899/

10

Мейоз. Значение мейоза

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3927/main/105899/

10

Организм – единое целое. Жизнедеятельность организма

https://www.youtube.com/watch?v=xNbLtpyNeGE

10

Размножение организмов

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5359/main/271003/

10

Организм. Индивидуальное развитие организмов

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5630/main/132924/

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5385/main/119868/

10

Генетика. Методы генетики. Генетическая терминология и символика

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5386/main/74574/

10

Законы наследственности

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5386/main/74574/

https://resh.edu.ru/subject/lesson/4725/main/107951/

10

Хромосомная теория наследственности

https://resh.edu.ru/subject/lesson/4755/main/118832/

10

Определение пола. Сцепленное с полом наследование

https://resh.edu.ru/subject/lesson/4755/main/118832/

10

Генетика человека. Методы изучения генетики человека. Наследственные заболевания человека и их профилактика

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3653/main/47183/

https://infourok.ru/videouroki/28

10

Генотип и среда. Ненаследственная изменчивость

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5387/main/17439/

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5387/main/17439/

10

Наследственная изменчивость. Мутации

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5387/main/17439/

10

Основы селекции. Методы селекции. Биотехнология, её направления и перспективы развития

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3861/main/106016/

11

Развитие эволюционных идей

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5393/main/132001/

11

Эволюционная теория Ч. Дарвина. Синтетическая теория эволюции

https://infourok.ru/videouroki/35

11

Свидетельства эволюции живой природы

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5391/main/119918/

11

Вид. Критерии вида

https://resh.edu.ru/subject/lesson/4949/main/119947/

11

Микроэволюция. Видообразование. Популяция – элементарная единица эволюции

https://resh.edu.ru/subject/lesson/4949/main/119947/

11

Факторы (движущие силы) эволюции

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5388/main/17613/

11

Естественный отбор и его результаты

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5388/main/17613/

11

Направления эволюции

https://resh.edu.ru/subject/lesson/4950/main/47358/

11

Многообразие организмов как результат эволюции. Приспособленность

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5390/main/17698/

11

Принципы классификации. Систематика

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5395/start/107347/

11

Гипотезы происхождения жизни на Земле

https://resh.edu.ru/subject/lesson/4950/main/47358/

11

Основные этапы эволюции органического мира на Земле

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3885/main/270131/

11

Основные этапы развития жизни на Земле (архей, протерозой)

https://interneturok.ru/lesson/biology/11-klass/bistoriya-razvitiya-zhizni-na-zemleb/istoriya-razvitiya-zhizni-v-arheyskuyu-i-proterozoyskuyu-eru

11

Основные этапы развития жизни на Земле (ранний палеозой)

https://interneturok.ru/lesson/biology/11-klass/bistoriya-razvitiya-zhizni-na-zemleb/istoriya-razvitiya-zhizni-v-paleozoyskuyu-eru-ch-1

11

Основные этапы развития жизни на Земле (поздний палеозой)

https://interneturok.ru/lesson/biology/11-klass/bistoriya-razvitiya-zhizni-na-zemleb/istoriya-razvitiya-zhizni-v-paleozoyskuyu-eru-ch-2

11

Основные этапы развития жизни на Земле (мезозой и кайнозой)

https://interneturok.ru/lesson/biology/11-klass/bistoriya-razvitiya-zhizni-na-zemleb/istoriya-razvitiya-zhizni-v-mezozoyskuyu-eru-ch-1

https://interneturok.ru/lesson/biology/11-klass/bistoriya-razvitiya-zhizni-na-zemleb/istoriya-razvitiya-zhizni-v-mezozoyskuyu-eru-ch-2

https://interneturok.ru/lesson/biology/11-klass/bistoriya-razvitiya-zhizni-na-zemleb/razvitie-zhizni-v-kaynozoyskuyu-eru

11

Современные представления о происхождении человека. Эволюция человека (антропогенез). Движущие силы антропогенеза

https://resh.edu.ru/subject/lesson/4951/main/107500/

11

Движущие силы антропогенеза. Расы человека, их происхождение и единство. Человек – биосоциальное существо

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3906/main/161179/

11

Приспособление организмов к действию экологических факторов

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5392/main/

11

Биогеоценоз. Экосистема

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5501/main/119079/

11

Свойства и разнообразие экосистем

https://resh.edu.ru/subject/lesson/4953/main/105426/

11

Разнообразие экосистем

https://interneturok.ru/lesson/biology/11-klass/osnovy-ekologii/vzaimodeystvie-organizma-i-sredy-ekosistemy-biogeotsenozy

11

Взаимоотношения популяций разных видов в экосистеме

https://infourok.ru/videouroki/49

11

Круговорот веществ в экосистеме

https://infourok.ru/videouroki/53

11

Устойчивость и динамика экосистем

https://infourok.ru/videouroki/54

11

Последствия влияния деятельности человека на экосистемы. Сохранение биоразнообразия как основа устойчивости экосистемы

https://interneturok.ru/lesson/biology/11-klass/vzaimodeystvie-cheloveka-i-prirody/vozdeystvie-cheloveka-na-prirodu-v-protsesse-stanovleniya-obschestva

11

Структура биосферы. Закономерности существования биосферы

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5394/main/119108/

https://infourok.ru/videouroki/61

11

Роль человека в биосфере. Глобальные антропогенные изменения в биосфере. Проблемы устойчивого развития

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5499/main/132030/

Свет и световые технологии 2015

Лампы для подсветки растений. Какие лампы лучше подходят для растений

Всем известно, что для жизнедеятельности растений необходимо не только (почвенное (корневое) питание, при котором растительный организм получает воду и минеральные вещества,  но и воздушное питание – фотосинтез, при котором зелёное растение из неорганических веществ (углекислого газа и воды) с использованием энергии солнечного света образует органические вещества – углеводы (преимущественно сахара), а также кислород. Образующиеся в ходе фотосинтеза органические соединения используются клетками растений в качестве питательных веществ. Поэтому очень важно, чтобы растения получали достаточное количество энергии солнечных лучей. Особенно это важно при искусственном освещении растений. И здесь нам помогут электрические лампы.

Читать дальше >>


История микроскопии

Сегодня трудно представить себе научную деятельность человека без микроскопа. микроскоп широко применяется в большинстве лабораторий медицины и биологии, геологии и материаловедения.

Полученные с помощью микроскопа результаты необходимы при постановке точного диагноза, при контроле над ходом лечения. с использованием микроскопа происходит разработка и внедрение новых препаратов, делаются научные открытия.

Влияние солнечного света на рост и развитие растений

Не давно в нашей школе прошла Научно-практическая конференция младших школьников. На ней один доклад был о влиянии света на развитие картофеля, это исследование провела Комлина Софья из 4В класса.

Учителя, ответственные за заполнение страницы: Мелехина О.М., Синицына Т.Н.

 

Интересные факты

Особенно красиво ночное море в тропиках. Полное впечатление, что море горит, полыхает, переливается красками. Бывает, что за кормой идущего судна на воде вспыхнет яркий зеленовато-белый свет. Пылающее пятно растет и постепенно окружает теплоход кольцом. Затем оно отделяется от судна, и тогда кажется, что это зарево большого города. Источником такого свечения являются живые микроорганизмы.
 
Видео YouTube


Хвост спасает голову 
Очень интересно спасает свою жизнь морской червь. Когда краб перекусывает его, задняя часть червя ярко вспыхивает. краб устремляется к ней, пострадавший червь прячется, и через некоторое время на месте отсутствующей части отрастает новая. Свечение некоторых глубоководных существ настолько сильно, что создаётся впечатление, будто они излучают молнии.
 

Шоу светлячков 
В Бразилии и Уругвае водятся красновато-коричневые светлячки с рядами ярко-зелёных огоньков вдоль туловища и ярко-красной "лапочкой" на голове. известны случаи, когда эти природные светильники - обитатели джунглей - спасали жизнь людей: во время испано-американской войны врачи оперировали раненых при свете светлячков, насыпанных в бутылку.
 
Видео YouTube


Кафедра химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии имени Н.А. Преображенского - Структура института

Положение о кафедре химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии имени Н.А. Преображенского

Файлы
Состав ППС и НПР:

Должность

Количество ППС

Профессора

8

Доценты

15

Преподаватели и ассистенты

10

НПР

26

Основные дисциплины, читаемые преподавателями кафедры
  • Биохимия и основы биологических процессов
  • Доклинические испытания лекарственных средств
  • Конформационный анализ фармакологически активных агентов
  • Мембранология и рецепторология
  • Методы биоорганической химии
  • Методы выделения, исследования и идентификации биологически активных соединений и полимеров
  • Методы синтеза биологически активных соединений
  • Нанотехнологические методы доставки лекарственных препаратов
  • Основы компьютерного конструирования лекарств
  • Основы технологии биофармацевтических препаратов
  • Препаративные и аналитические методы в химии биологически активных соединений
  • Разработка лекарственных препаратов
  • Расчетные методы в медицинской химии
  • Синтетические методы в биотехнологии
  • Современные методы синтеза лекарственных веществ
  • Стереохимия и стереоселективный синтез биологически активных веществ
  • Технология рекомбинантных ДНК
  • Фармакология лекарственных препаратов
  • Физико-химические методы анализа лекарственных веществ
  • Химия биологически активных соединений
  • Химия фармацевтических препаратов
Направления подготовки 
  • 04.03.01 «Химия», профиль «Медицинская и фармацевтическая химия»;
  • 18.03.01 «Химическая технология», профиль «Химическая технология синтетических биологически активных веществ и химико-фармацевтических препаратов»;
  • 19.03.01 «Биотехнология», профиль «Биотехнология»;
  • 04.04.01 «Химия», магистерская программа «Медицинская и фармацевтическая химия»;
  • 18.04.01 «Химическая технология», магистерская программа «Химия и технология биологически активных веществ»;
  • 19.04.01 «Биотехнология», магистерская программа «Технология биофармацевтических препаратов и фармацевтический инжиниринг»;
  • 04.06.01      «Химические науки», шифр научной специальности 02.00.03 «Органическая химия», шифр научной специальности 02.00.10 «Биоорганическая химия»;
Основные направления научных исследований на кафедре
  • Фундаментальные исследования в области синтеза и изучения свойств природных биологически активных соединений и их аналогов для создания новых эффективных диагностических и лекарственных препаратов.
  • Разработка фундаментальных подходов к поиску и синтезу новых противоопухолевых агентов и диагностикумов на основе биологически активных соединений.
  • Синтез новых N-замещенных аминоамидов и аминоэфиров для изучения их токсичности и антиаритмических свойств.
  • Создание комплексов Au (I) с донорными лигандами на основе природных хлоринов и изучение их биологической активности.
  • Аффинные маркеры липоксигеназ.
  • Разработка фундаментальных основ и химический дизайн гибридных трехкомпонентных платформ кремнийорганической и липидной природы с биохимическим функционалом для целей медицины.
  • Аллостерические эффекторы липоксигеназ как потенциальные лекарственные препараты.
  • Разработка адресных липосомальных противоопухолевых препаратов.
  • Гомо- и гетероядерные металлокомплексы природных хлоринов с азамакрациклами для диагностики и терапии рака.
  • Разработка подходов к созданию поликатионных липидов с простой эфирной связью с целью поиска новых противоопухолевых агентов.
  • Новые синтетические поливалентные катионные амфифилы на основе алифатических производных аминокислот и диаминов многоцелевого медицинского назначения.
  • Создание адресных липосомальных систем доставки нуклеиновых кислот в эукариотические клетки человека.
  • Создание новых фотосенсибилизаторов для антимикробной фотодинамической терапии на основе нейтральных и заряженных порфиринов.
  • Синтез ИК-фотосенсибилизаторов на основе бактериохлорофила а и создание на их основе препаратов для фотодинамической терапии рака.
Основные научные результаты, полученные на кафедре

Научные исследования кафедры за последние 5 лет, проводимые при поддержке различных фондов:

  1. Создание комплексов Au (I) с донорными лигандами на основе природных хлоринов и изучение их биологической активности. Грант РФФИ №19-03-00302.
  2. Исследования в области производных тетразинов и их биомедицинские применения. Грант РФФИ №19-13-50492.
  3. Тиолатные комплексы природных хлоринов с металлами для противоопухолевой терапии и флуоресцентной диагностики Грант РФФи №16-03-00519   
  4. Создание новых фотосенсибилизаторов для антимикробной фотодинамической терапии на основе нейтральных и заряженных порфиринов Грант РФФИ 17-73-10470.
  5. Синтез и фотокаталитическая активность амфифильных замещенных тетрафенилпорфиринов Грант РФФИ 16-33-00459.
  6. Амфифильные тетрапирролы и их комплексы с металлами для целей флуоресцентной диагностики и фотодинамической терапии в онкологии Грант РФФИ 20-33-70218.

Общее количество статей работников кафедры за 5 лет, опубликованных в рецензируемых журналах WoS и Scopus: 200, в том числе: 29 в Q1, Q2.

Перечень наиболее значимых научных публикаций работников кафедры в рецензируемых журналах WoS и Scopus за 2019-2020 годы:

  • Smirnova, А & Soldatova, K. & Ezhov, А & Bragina, N. & Giricheva, Nina & Usoltseva, Nadezhda. (2019). Experimental and Theoretical Absorption Spectra of A3B-Type Porphyrine Derivatives. Liquid Crystals and their Application. 19. 25-37. 10.18083/LCAppl.2019.4.25.
  • Artem V. Ezhov, Fedor Yu. Vyal’ba, Kseniya A. Zhdanova, Andrey P. Zhdanov, Konstantin Yu. Zhizhin, Ilya N. Kluykin, Natal’ya A. Bragina and Andrey F. Mironov, Synthesis of donor-π-acceptor porphyrins for DSSC: DFT-study, comparison of anchoring mode and effectiveness, Journal of Porphyrins and Phthalocyanines.
  • Plotnikova E.A., Stramova V.O., Morozova N.B., Plyutinskaya A.D., Ostroverkhov P.V., Grin M.A., Mironov A.F., Yakubovskaya R.I., Kaprin A.D. Solubilization of hydrophobic bacteriochlorin-based photosensitizers in micelles of surfactants. Biomedical Photonics. 2019;8(1):18-23.

Ученые вновь надеются найти жизнь на Марсе

  • Катя Москвич
  • Би-би-си

Органические молекулы на основе углерода, которые являются основным строительным материалом для живых организмов, могут присутствовать в почве Марса.

Ученые уже давно пытаются получить данные о наличии таких молекул на Красной планете. В 1976 году два американских посадочных модуля "Викинг" провели отдельные эксперименты, которые не подтвердили наличия органики в марсианском грунте.

Однако, когда в 2008 году другой американский аппарат, "Феникс", совершивший посадку в полярных районах планеты, зафиксировал наличие в образцах грунта химических соединений из класса перхлоридов, ученые решили пересмотреть результаты экспериментов 1976 года.

Они отправились в пустыню Атакама в Чили, где условия напоминают марсианские.

Смешивая образцы местной почвы с перхлоридом и нагревая их, они обнаружили, что при этом выделяются углекислый газ и небольшие количества хлористого метила и хлористого метилена – в точности те же самые газы, которые были зафиксированы приборами "Викингов" более 30 лет назад при нагреве образцов марсианского грунта.

Неожиданный результат

Они также обнаружили, что эти химические реакции полностью уничтожали все органические соединения в почве.

Подпись к фото,

Пустыня Атакама в Чили считается одной из самых безжизненных на Земле

"Эти данные свидетельствуют, что в образцах почв на месте посадки "Викингов" могли присутствовать не только органические соединения, но и перхлориды", - заявил глава группы исследователей доктор Рафаэль Наварро-Гонзалез из Национального автономного университета в Мексике.

Несмотря на неожиданные результаты этого эксперимента, они не означают, что на Марсе когда-либо существовала органическая жизнь.

"Эти данные могут серьезно изменить методику наших поисков жизни и на Марсе и на других планетах", - заявил сотрудник исследовательского центра НАСА в Калифорнии Крис Маккей.

По его словам, органические молекулы могут быть как биологического, так и небиологического происхождения. Например, многие метеориты содержат органические соединения.

Молекула перхлорида, которые представляет собой ион из атомов хлора и кислорода, могла присутствовать на Марсе в течение миллиардов лет. Ее присутствие становилось заметным только при нагреве, который сопровождался разрушением всех органических соединений в пробе грунта.

Когда в 1976 году ученые анализировали данные, полученные с посадочных аппаратов "Викинг", они пришли к выводу, что хлорсодержащие органические соединения, присутствие которых было зафиксировано бортовым спектрометром, являются результатов загрязнения от технических жидкостей, которые имелись на борту аппаратов.

Пока неясно, присутствовали ли эти органические молекулы на Марсе изначально или же были принесены туда метеоритами.

Ответ на этот вопрос могут дать предстоящие экспедиции на Марс.

В 2011 году НАСА направляет туда новый аппарат "Марсианская научная лаборатория" (MSL). Он доставит на поверхность марсоход, который, в частности, займется поисками органических соединений на Красной планете.

7.1: Органические молекулы - Biology LibreTexts

Цели обучения

  • Определение общих элементов и структур, обнаруженных в органических молекулах
  • Объясните понятие изомерии
  • Определите примеры функциональных групп
  • Опишите роль функциональных групп в синтезе полимеров

Клиническая направленность: Часть 1

Пенни, 16-летняя студентка, обратилась к врачу с жалобами на кожную зудящую сыпь.В анамнезе были эпизоды аллергии. Врач посмотрел на ее загорелую кожу и спросил, не перешла ли она на другой солнцезащитный крем. Она сказала, что болела, поэтому врач диагностировал аллергическую экзему. Симптомы были мягкими, поэтому врач посоветовал Пенни избегать использования солнцезащитного крема, который вызывает реакцию, и прописал безрецептурный увлажняющий крем, чтобы сохранить ее кожу увлажненной и уменьшить зуд.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

  1. Какие вещества вы ожидаете найти в увлажняющем креме?
  2. Какие физические или химические свойства этих веществ могут помочь облегчить зуд и воспаление кожи?

Биохимия - это дисциплина, изучающая химию жизни, и ее цель - объяснить форму и функции на основе химических принципов.Органическая химия - это дисциплина, посвященная изучению химии на основе углерода, которая является основой для изучения биомолекул и дисциплины биохимии. И биохимия, и органическая химия основаны на концепциях общей химии, некоторые из которых представлены в Приложении A.

Элементы в живых клетках

Самым распространенным элементом в клетках является водород (H), за ним следуют углерод (C), кислород (O), азот (N), фосфор (P) и сера (S). Мы называем эти элементы макроэлементами s , и они составляют около 99% сухой массы клеток.Некоторые элементы, такие как натрий (Na), калий (K), магний (Mg), цинк (Zn), железо (Fe), кальций (Ca), молибден (Mo), медь (Cu), кобальт (Co), марганец (Mn) или ванадий (Va) необходимы некоторым клеткам в очень небольших количествах и называются микроэлементами s или микроэлементами s . Все эти элементы необходимы для функционирования многих биохимических реакций и, следовательно, необходимы для жизни.

Четыре самых распространенных элемента в живом веществе (C, N, O и H) имеют низкие атомные номера и, таким образом, являются легкими элементами, способными образовывать прочные связи с другими атомами для образования молекул (Рисунок \ (\ PageIndex {1} \) ).Углерод образует четыре химические связи, азот - три, кислород - две, а водород - одну. Связанные вместе в молекулах кислород, сера и азот часто имеют одну или несколько «неподеленных пар» электронов, которые играют важную роль в определении многих физических и химических свойств молекул (см. Приложение A). Эти черты в сочетании позволяют формировать огромное количество разнообразных молекулярных видов, необходимых для формирования структур и обеспечения функций живых организмов.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Некоторые распространенные молекулы включают углекислый газ, аммиак и кислород, которые состоят из комбинаций атомов кислорода (красные сферы), атомов углерода (серые сферы), атомов водорода (белые сферы) или атомы азота (синие сферы).

Живые организмы содержат неорганические соединения (в основном воду и соли; см. Приложение A) и органические молекулы. Органические молекулы содержат углерод; неорганические соединения - нет. Исключение составляют оксиды углерода и карбонаты; они содержат углерод, но считаются неорганическими, поскольку не содержат водорода.Атомы органической молекулы обычно организованы вокруг цепочек атомов углерода.

Неорганические соединения составляют 1–1,5% от массы живой клетки. Это небольшие простые соединения, которые играют важную роль в клетке, хотя и не образуют клеточных структур. Большая часть углерода, обнаруженного в органических молекулах, происходит из неорганических источников углерода, таких как углекислый газ, улавливаемый посредством фиксации углерода микроорганизмами.

Упражнение \ (\ PageIndex {2} \)

  1. Опишите наиболее распространенные в природе элементы.
  2. Опишите наиболее распространенные элементы в природе В чем разница между органическими и неорганическими молекулами?
Органические молекулы и изомерия

Органические молекулы в организмах обычно больше и сложнее неорганических молекул. Их углеродные скелеты скреплены ковалентными связями. Они образуют клетки организма и выполняют химические реакции, облегчающие жизнь. Все эти молекулы, названные биомолекулами s , потому что они являются частью живого вещества, содержат углерод, который является строительным блоком жизни.Углерод - очень уникальный элемент, поскольку он имеет четыре валентных электрона на своих внешних орбиталях и может образовывать четыре одиночные ковалентные связи с четырьмя другими атомами одновременно (см. Приложение A). Этими атомами обычно являются кислород, водород, азот, сера, фосфор и сам углерод; простейшее органическое соединение - метан, в котором углерод связывается только с водородом (рис. \ (\ PageIndex {2} \)).

В результате уникального сочетания размера и связывающих свойств углерода атомы углерода могут связываться вместе в большом количестве, образуя цепь или углеродный скелет.Углеродный скелет органических молекул может быть прямым, разветвленным или кольцевым (циклическим). Органические молекулы построены на цепочках атомов углерода различной длины; большинство из них обычно очень длинные, что позволяет использовать огромное количество и разнообразие соединений. Ни один другой элемент не способен образовывать столько разных молекул, столь разных размеров и форм.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): атом углерода может связываться с четырьмя другими атомами. Самая простая органическая молекула - это метан (CH 4 ), изображенный здесь.

Молекулы с одинаковым атомным составом, но разным структурным расположением атомов называются изомерами. Концепция изомерии очень важна в химии, потому что структура молекулы всегда напрямую связана с ее функцией. Незначительные изменения в структурном расположении атомов в молекуле могут привести к очень разным свойствам. Химики представляют молекулы по их структурной формуле, которая представляет собой графическое представление молекулярной структуры, показывающее, как расположены атомы.Соединения, которые имеют идентичные молекулярные формулы, но различаются последовательностью связывания атомов, называются структурными изомерами. Моносахариды глюкоза, галактоза и фруктоза имеют одинаковую молекулярную формулу: C 6 H 12 O 6 , но из рисунка \ (\ PageIndex {3} \) видно, что атомы связаны друг с другом по-разному. .

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Глюкоза, галактоза и фруктоза имеют одинаковую химическую формулу (C 6 H 12 O 6 ), но эти структурные изомеры различаются по своим физическим и химическим свойствам.

Изомеры, различающиеся пространственным расположением атомов, называются стереоизомерами; один уникальный тип - энантиомеры. Свойства энантиомеров были впервые обнаружены Луи Пастером в 1848 году при использовании микроскопа для анализа кристаллизованных продуктов ферментации вина. Энантиомеры - это молекулы, обладающие характеристикой хиральности, в которой их структуры являются несверхналоженными зеркальными отображениями друг друга. Хиральность является важной характеристикой многих биологически важных молекул, что иллюстрируется примерами структурных различий энантиомерных форм моносахарида глюкозы или аминокислоты аланина (рисунок \ (\ PageIndex {4} \)).

Многие организмы могут использовать только одну энантиомерную форму определенных типов молекул в качестве питательных веществ и строительных блоков для создания структур внутри клетки. Некоторые энантиомерные формы аминокислот при употреблении в пищу имеют совершенно разные вкус и запах. Например, L-аспартам, обычно называемый аспартамом, имеет сладкий вкус, тогда как D-аспартам безвкусен. Энантиомеры лекарств могут иметь очень разные фармакологические эффекты. Например, соединение меторфан существует в виде двух энантиомеров, один из которых действует как противокашлевое средство ( декстро, меторфан, средство от кашля), тогда как другой действует как анальгетик ( лево, меторфан, препарат, аналогичный по действию кодеину). .

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Энантиомеры - это стереоизомеры, проявляющие хиральность. Их химические структуры - несверхналоженные зеркальные отражения друг друга. (а) D-глюкоза и L-глюкоза представляют собой моносахариды, которые являются энантиомерами. (b) Энантиомеры D-аланин и L-аланин являются энантиомерами, обнаруженными в стенках бактериальных клеток и человеческих клетках, соответственно.

Энантиомеры также называют оптическими изомерами, потому что они могут вращать плоскость поляризованного света. Некоторые кристаллы, которые Пастер наблюдал при брожении вина, вращали свет по часовой стрелке, тогда как другие вращали свет против часовой стрелки.Сегодня мы обозначаем энантиомеры, которые вращают поляризованный свет по часовой стрелке (+), как форма d , и зеркальное отображение той же молекулы, которая вращает поляризованный свет против часовой стрелки (-), как форма l . Этикетки d и l образованы от латинских слов dexter (справа) и laevus (слева) соответственно. Эти два разных оптических изомера часто имеют очень разные биологические свойства и активности. Определенные виды плесени, дрожжей и бактерий, такие как Rhizopus , Yarrowia и Lactobacillus spp.соответственно могут метаболизировать только один тип оптического изомера; противоположный изомер не подходит в качестве источника питательных веществ. Еще одна важная причина знать об оптических изомерах - это терапевтическое использование этих типов химикатов для лечения лекарств, поскольку на некоторые микроорганизмы может воздействовать только один конкретный оптический изомер.

Упражнение \ (\ PageIndex {3} \)

Мы говорим, что жизнь основана на углероде. Что делает углерод таким подходящим для того, чтобы быть частью всех макромолекул живых организмов?

Биологически значимые функциональные группы

Помимо атомов углерода, биомолекулы также содержат функциональные группы - группы атомов в молекулах, которые классифицируются по их конкретному химическому составу и химическим реакциям, которые они проводят, независимо от молекулы, в которой находится группа.Некоторые из наиболее распространенных функциональных групп перечислены на рисунке \ (\ PageIndex {5} \). В формулах символ R обозначает «остаток» и представляет собой остаток молекулы. R может символизировать только один атом водорода или группу из многих атомов. Обратите внимание, что некоторые функциональные группы относительно простые, состоят всего из одного или двух атомов, в то время как некоторые содержат две из этих более простых функциональных групп. Например, карбонильная группа - это функциональная группа, состоящая из атома углерода, связанного двойной связью с атомом кислорода: C = O.Он присутствует в нескольких классах органических соединений как часть более крупных функциональных групп, таких как кетоны, альдегиды, карбоновые кислоты и амиды. В кетонах карбонил присутствует как внутренняя группа, тогда как в альдегидах он является концевой группой.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Функциональные группы.
Макромолекулы

Углеродные цепи образуют скелеты большинства органических молекул. Функциональные группы объединяются с цепочкой, образуя биомолекулы. Поскольку эти биомолекулы обычно большие, мы называем их макромолекулами.Многие биологически релевантные макромолекулы образуются путем соединения большого количества идентичных или очень похожих органических молекул меньшего размера. Меньшие молекулы действуют как строительные блоки и называются мономером s , а макромолекулы, образующиеся в результате их связывания, называются полимером s . Клетки и клеточные структуры включают четыре основные группы углеродсодержащих макромолекул: полисахариды, белки, липиды и нуклеиновые кислоты. В этой главе будут изучены первые три группы молекул.Биохимия нуклеиновых кислот будет обсуждаться в «Биохимии генома».

Из многих возможных способов объединения мономеров для получения полимеров одним из распространенных подходов, встречающихся при образовании биологических макромолекул, является дегидратационный синтез. В этой химической реакции молекулы мономера соединяются встык, в результате чего в качестве побочного продукта образуются молекулы воды:

\ [\ text {H — мономер — OH} + \ text {H — мономер — OH} ⟶ \ text {H — мономер — мономер — OH} + \ ce {h3O} \]

На рисунке \ (\ PageIndex {6} \) показан дегидратационный синтез глюкозы, связывающейся вместе с образованием мальтозы и молекулы воды.В таблице \ (\ PageIndex {1} \) приведены макромолекулы и некоторые их функции.

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): В этой реакции синтеза дегидратации две молекулы глюкозы соединяются вместе, образуя мальтозу. В процессе образуется молекула воды.
Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Функции макромолекул
Макромолекула Функции
Углеводы Накопление энергии, рецепторы, пища, структурная роль в растениях, клеточные стенки грибов, экзоскелеты насекомых
Липиды Накопитель энергии, мембранная структура, изоляция, гормоны, пигменты
Нуклеиновые кислоты Хранение и передача генетической информации
Белки Ферменты, структура, рецепторы, транспорт, структурная роль в цитоскелете клетки и внеклеточном матриксе

Упражнение \ (\ PageIndex {4} \)

Что является побочным продуктом реакции синтеза дегидратации?

Ключевые концепции и краткое изложение

  • Наиболее распространенными элементами в клетках являются водород, углерод, кислород, азот, фосфор и сера.
  • Жизнь основана на углероде. Каждый атом углерода может связываться с другим атомом углерода, образуя углеродный скелет , который может быть прямым, разветвленным или кольцевым.
  • Одно и то же количество и типы атомов могут связываться друг с другом по-разному, давая разные молекулы, называемые изомерами . Изомеры могут различаться последовательностью связывания их атомов ( структурных изомеров ) или пространственным расположением атомов, чьи последовательности связывания одинаковы ( стереоизомеры ), а их физические и химические свойства могут незначительно или сильно различаться.
  • Функциональные группы наделяют несущие их молекулы определенными химическими свойствами. Общие функциональные группы в биомолекулах - это гидроксил, метил, карбонил, карбоксил, амино, фосфат и сульфгидрил.
  • Макромолекулы - это полимеры , собранные из отдельных единиц, мономеров , которые связываются вместе, как строительные блоки. Многие биологически значимые макромолекулы образуются путем дегидратационного синтеза , процесса, в котором мономеры связываются вместе путем объединения их функциональных групп и образования молекул воды в качестве побочных продуктов.

Множественный выбор

Какой из этих элементов не является микронутриентом ?

A. C
B. Ca
C. Co
D. Cu

А

Что из перечисленного является названием для молекул, структура которых является несверхналоженным зеркальным отображением?

A. структурные изомеры
B. мономеры
C. полимеры
D. энантиомеры

D

Верно / Неверно

Альдегиды, амиды, карбоновые кислоты, сложные эфиры и кетоны содержат карбонильные группы.

Правда

Две молекулы, содержащие одинаковые типы и числа атомов, но разные связывающие последовательности, называются энантиомерами.

Ложь

Краткий ответ

Почему углерод, азот, кислород и водород являются наиболее распространенными элементами в живом веществе и, следовательно, считаются макроэлементами?

Определите функциональную группу в каждой из изображенных структурных формул.

Критическое мышление

Показанная структурная формула соответствует пенициллину G, антибиотику узкого спектра действия, который вводится внутривенно или внутримышечно для лечения нескольких бактериальных заболеваний.Антибиотик продуцируют грибы рода Penicillium . (а) Определите три основные функциональные группы в этой молекуле, каждая из которых включает две более простые функциональные группы. (б) Назовите две более простые функциональные группы, составляющие каждую из основных функциональных групп, указанных в (а).

Авторы и указание авторства

  • Нина Паркер (Университет Шенандоа), Марк Шнегурт (Государственный университет Уичито), Ань-Хуэ Тхи Ту (Юго-Западный государственный университет Джорджии), Филип Листер (Центральный колледж Нью-Мексико) и Брайан М.Форстер (Университет Святого Иосифа) со многими авторами. Исходный контент через Openstax (CC BY 4.0; бесплатный доступ по адресу https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction)

25: Химия жизни: органическая и биологическая химия

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
Без заголовков

Углерод является уникальным среди элементов по своей способности катенат образовывать широкий спектр соединений, содержащих длинные цепи и / или кольца из атомов углерода.Одними из самых сложных известных химических структур являются органические молекулы живых организмов. Несмотря на свой размер и сложность, эти биологические молекулы подчиняются тем же химическим принципам, что и более простые органические молекулы. Таким образом, мы можем использовать электронные структуры Льюиса, чтобы понять предпочтительный режим реакционной способности множества органических соединений, относительную электроотрицательность и полярность связей, чтобы предсказать, как определенные группы атомов будут реагировать, и теорию молекулярных орбиталей, чтобы объяснить, почему определенные органические частицы, содержащие кратные связи особенно устойчивы или претерпевают определенные реакции при взаимодействии со светом.

В этой главе мы продолжим описание органических соединений, сосредоточив внимание на их молекулярной структуре и реакционной способности; мы также познакомим вас с некоторыми фундаментальными типами реакций и механизмами реакций, с которыми вы встретитесь в органической и биологической химии. Мы обсуждаем, почему сливочное масло - твердое вещество, а масла - жидкости, несмотря на очевидное сходство в их структурах, почему широко используемому противовоспалительному препарату ибупрофен требуется больше получаса, чтобы облегчить боль, и идентификацию основного канцерогена в жареном мясе и сигаретах. дым.Глава завершается кратким введением в молекулы жизни, в котором объясняется, как потребление лактозы может привести к умственной отсталости и циррозу печени у некоторых людей, как животные, находящиеся в спячке, выживают зимой и как определенные группы антибиотиков убивают вредные для человека бактерии.

  • 25.1: Общие характеристики органических молекул
    Органическая химия - это изучение соединений углерода, почти все из которых также содержат атомы водорода.
  • 25.2: Введение в углеводороды
    Углеводороды - это органические соединения, содержащие только углерод и водород. Четыре основных класса углеводородов: алканы, алкены, алкины и арены. Ароматические соединения получили свои названия из-за того, что многие из этих соединений на заре открытия были сгруппированы, потому что они были маслами с ароматным запахом.
  • 25,3: Алканы
    Простые алканы существуют в виде гомологической серии, в которой соседние элементы различаются единицей Ch3.
  • 25.4: Ненасыщенные углеводороды
    Как отмечалось ранее, алкены - это углеводороды с двойными связями углерод-углерод (R2C = CR2), а алкины - это углеводороды с тройными связями углерод-углерод (R – C≡C -Р). В совокупности они называются ненасыщенными углеводородами, потому что в них меньше атомов водорода, чем в алканах с таким же числом атомов углерода, как указано в следующих общих формулах:
  • 25,5: Функциональные группы
    Функциональные группы - это атомы или небольшие группы атомов (от двух до четырех), которые проявляют характерную реакционную способность.Определенная функциональная группа почти всегда проявляет свое характерное химическое поведение, когда она присутствует в соединении. Из-за их важности для понимания органической химии функциональные группы имеют характерные названия, которые часто переносятся в наименования отдельных соединений, включающих определенные группы
  • 25,6: Соединения с карбонильной группой
    Альдегиды и кетоны характеризуются наличием карбонильной группы (C = O), и их реакционную способность в целом можно понять, признав, что карбонильный углерод содержит частичный положительный заряд (δ +), а карбонильный кислород содержит частичный отрицательный заряд (δ-).Альдегиды обычно более реакционноспособны, чем кетоны.
  • 25.7: Хиральность в органической химии
    Стереоизомеры - это изомеры, которые различаются пространственным расположением атомов, а не порядком их связи. Один из их наиболее интересных типов изомеров - это зеркальные стереоизомеры, не наложенный друг на друга набор двух молекул, которые являются зеркальным отображением друг друга. Существование этих молекул определяется концепцией, известной как хиральность.
  • 25.8: Введение в биохимию
    Биохимия - это изучение химических процессов в живых организмах, включая, помимо прочего, живую материю. Биохимия управляет всеми живыми организмами и жизненными процессами. Управляя потоком информации через биохимические сигналы и потоком химической энергии через метаболизм, биохимические процессы порождают невероятную сложность жизни.
  • 25.9: Белки
    Белки у всех живых видов состоят из одного и того же набора из 20 аминокислот, названных так потому, что каждая из них содержит аминогруппу, присоединенную к карбоновой кислоте.Аминокислоты в белках представляют собой α-аминокислоты, что означает, что аминогруппа присоединена к α-углероду карбоновой кислоты. Человек может синтезировать только половину необходимых аминокислот; остальные должны быть получены с пищей и известны как незаменимые аминокислоты.
  • 25.10: Углеводы
    Все углеводы состоят из атомов углерода, водорода и кислорода и являются полигидроксиальдегидами или кетонами или соединениями, которые могут расщепляться с образованием таких соединений.Примеры углеводов включают крахмал, клетчатку, сладкие на вкус соединения, называемые сахарами, и структурные материалы, такие как целлюлоза. Термин «углевод» возник в результате неправильного толкования молекулярных формул многих из этих веществ.
  • 25.11: Нуклеиновые кислоты
    Нуклеотиды состоят из фосфорной кислоты, пентозного сахара (рибозы или дезоксирибозы) и азотсодержащего основания (аденин, цитозин, гуанин, тимин или урацил). Рибонуклеотиды содержат рибозу, а дезоксирибонуклеотиды содержат дезоксирибозу.
  • 25.E: Органическая и биологическая химия (упражнения)
    Это домашние задания для сопровождения текстовой карты, созданной для «Химии: центральная наука» Брауном и др.
  • 25.S: Органическая и биологическая химия (Резюме)

Миниатюра: двойная спираль ДНК. (Общественное достояние; Национальный исследовательский институт генома человека)

ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ БИОЛОГИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ

ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ БИОЛОГИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ

БИОЛОГИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ

Углеводы

Обычно содержат C (углерод), H (водород), O (кислород) в соотношении 2 атома водорода на каждый углерод или кислород

СН 2 0

Моносахариды - Самый простой тип.Состоит из однокольцевой конструкции. Примеры: глюкоза (вводится в больнице внутривенно) и фруктоза. И глюкоза, и фруктоза содержится в меде.

Дисахариды - Два моносахарида связаны вместе (связаны вместе), для этого удаляется молекула воды. Двухкольцевая структура. Примеры:

Сахароза - состоящая из одной соединенной глюкозы фруктозе.

Сахароза - сахар столовый; это также форма в котором углеводы транспортируются растениями (обычно из листьев к корням).(Сахар транспорта в человеке - глюкоза).

Сахароза получается из сахарная свекла или сахарный тростник, в которых хранится большое количество сахарозы - большинство растения нет.

Мальтоза - состоит из двух глюкоз.

Лактоза - состоит из глюкозы и галактоза. Он содержится в молоке. Многим людям не хватает фермента для его переваривания = непереносимость лактозы.

Полисахариды - цепные моносахариды.Примеры:

Целлюлоза - цепочка глюкоз. Компонент стенки растительных клеток. Функциональная поддержка

Крахмал - цепочка глюкоз. Форма, в которой энергия хранится в растениях. Встречается в лейкопластах и ​​хлоропластах.

Гликоген - цепь глюкоз. Форма, в которой у животных хранится энергия. Найдено в печени, в скелете мышцы. У людей большая часть энергии хранится в виде жира.

ЛИПИДЫ

Липиды - это большие молекулы, не растворяющиеся в воде. Они содержат углерод, водород и кислород. Функции включают хранение энергии, изоляцию, компонент клеточных мембран.

Жиры - липид, состоящий из 3 молекул жирных кислот в сочетании с одна молекула глицерина. Глицерин (глицерин) содержится в кремах для рук и лубрикантах.

насыщенных жиров - жирные кислоты содержат все возможны водороды.В жирнокислотной части молекулы нет двойных связей. Твердые вещества при комнатной температуре.

ненасыщенный жир - больше водорода могут быть добавлены к (а) молекулам жирных кислот). В жирнокислотной части молекулы имеется по крайней мере одна двойная связь. Жидкости комнатной температуры.

Фосфолипиды - фосфор- и азотсодержащее соединение заменяет жирную кислоту. Составная часть клеточных мембран.

Стероиды - сильно отличаются по структуре от жиров и фосфолипидов; они сложные кольцевые соединения (5 конденсированных колец). Как жиры и фосфолипиды, они не растворяются в воде. Примеры стероидов - холестерин, витамин D, кортизон, эстроген.

БЕЛКИ

Гигантские молекулы, содержащие углерод, водород, кислород, азот и сера. Белки состоят из цепочек аминокислот. Белок может состоять из одной или нескольких цепей.

Последовательность аминокислот - какие аминокислоты кислота - это первичная структура белка . Цепочка аминокислоты складываются в спираль (представьте себе проволоку, обернутую вокруг цилиндр) или гофрированный лист, это второстепенные конструкции. Как цепь складывается в 3-х измерениях, чтобы получить компактную шаровидную форму - это третичная структура . В некоторых белках содержится более одного цепь.То, как расположены 2 или более цепочки, представляет собой четвертичную структуру . Нет все белки имеют третичную и четвертичную структуру.

Функции белка
Структурные - волосы, ногти, кожа, перья, коллаген в хрящах.

Ферменты - катализаторы, увеличивающие скорость хим. реакции.

Гормоны - химические посланники, некоторые из них являются белками.

ЯДЕРНЫЕ КИСЛОТЫ

Нуклеиновые кислоты содержат углерод, водород, кислород, азот. и фосфор.Они состоят из нуклеотидов. Нуклеотид состоит из азотсодержащего основания, сахара. и фосфатная группа. Есть два типа нуклеиновых кислот: ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота).

В ДНК основаниями являются аденин А, тимин Т, гуанин. G и цитозин C. Сахар - дезоксирибоза. В РНК основания такие же кроме тимина заменен урацилом. Сахар в РНК - это рибоза.

В ДНК есть две цепочки нуклеотидов, вместе водородными связями.Цепи скручены в спираль. Аденин в одной цепи всегда напротив тимина в другой и наоборот. Гуанин всегда находится напротив цитозина. Молекулы РНК одноцепочечные. Гены - это сегменты ДНК.

РНК участвует в синтезе белков. Есть три типа. Информационная РНК (м-РНК) несет генетическое сообщение от ядра к рибосомам в цитоплазме. Трансферная РНК (т-РНК) переносит аминокислоты к рибосомам и служит адаптером.Рибосомная РНК (р-РНК) является частью структура рибосом.

12.07.07

Синтетическая биология: уроки истории синтетической органической химии

  • 1

    Джаффе, Б. Тигли: история химии от древней алхимии до ядерного деления (Dover Publications, Нью-Йорк, 1976).

    Google ученый

  • 2

    Wöhler, F. Poggendorff's Ann. Phys. 12 , 253–256 (1828).

    Артикул Google ученый

  • 3

    Азимов И. Краткая история химии (Якорь Букс, Гарден-Сити, Нью-Йорк, США, 1965).

    Google ученый

  • 4

    Khorana, H.G. Fed. Proc. 24 , 1473–1487 (1965).

    PubMed CAS Google ученый

  • 5

    Гутте, Б.И Merrifield, R.B. J. Biol. Chem. 246 , 1922–1941 (1971).

    PubMed CAS Google ученый

  • 6

    Виолончель, Дж., Пол, А.В. И Виммер Э. Science 297 , 1016–1018 (2002).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 7

    Khosla, C. & Keasling, J.D. Nat. Rev. Drug Discov. 2 , 1019–1025 (2003).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 8

    Андерсон, Дж. К., Кларк, Э. Дж., Аркин, А. П. и Войт, К. А. J. Mol. Биол. 355 , 619–627 (2006).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 9

    Андрианантоандро, Э., Басу, С., Кариг, Д.К. & Weiss, R. Mol. Syst. Биол. 2 , 2006.0028 (2006).

  • 10

    Benner, S.A. & Sismour, A.M. Nat. Преподобный Жене. 6 , 533–543 (2005).

    Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 11

    Энди, Д. Nature 438 , 449–453 (2005).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 12

    Войт, C.A. Curr. Opin.Biotechnol. 17 , 548–557 (2006).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 13

    Аркин, А.П. и Флетчер, Д.А. Genome Biol. 7 , 114 (2006).

    Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 14

    Suel, G.M., Garcia-Ojalvo, J., Liberman, L.M. & Elowitz, M.B. Nature 440 , 545–550 (2006).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 15

    Suel, G.M., Kulkarni, R.P., Dworkin, J., Garcia-Ojalvo, J. & Elowitz, M.B. Наука 315 , 1716–1719 (2007).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 16

    Алон, У. Нац. Преподобный Жене. 8 , 450–461 (2007).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 17

    Алон, У. Природа 446 , 497 (2007).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 18

    Hoffmann, R. То же и не то же самое (Columbia University Press, Нью-Йорк, 1995).

    Google ученый

  • 19

    Беккей А., Серафин Б. и Серрано Л. EMBO J. 20 , 2528–2535 (2001).

    Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 20

    Kaern, M., Блейк, У. Дж. И Коллинз, Дж. Дж. Annu. Преподобный Биомед. Англ. 5 , 179–206 (2003).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 21

    Питера Д.Дж., Паддон К.Дж., Ньюман Дж.Д. и Кислинг Д.Д. Метаб. Англ. 9 , 193–207 (2007).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 22

    Park, S.H., Zarrinpar, A.И Лим, W.A. Science 299 , 1061–1064 (2003).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 23

    Йе, Б.Дж., Рутильяно, Р.Дж., Деб, А., Бар-Саги, Д. и Лим, В.А. Nature 447 , 596–600 (2007).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 24

    Rinaudo, K. et al. Nat. Biotechnol. 25 , 795–801 (2007).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 25

    Forster, A.C. & Church, G.M. Мол. Syst. Биол. 2 , 45 (2006).

    Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

  • 26

    Rackham, O. & Chin, J.W. Biochem. Soc. Пер. 34 , 328–329 (2006).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 27

    Kortemme, T. & Baker, D. Curr. Opin. Chem. Биол. 8 , 91–97 (2004).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 28

    Lartigue, C. et al. Science (в печати).

  • 29

    Haseltine, E.L. И Арнольд, F.H. Annu. Rev. Biophys.Biomol. Struct. 36 , 1–19 (2007).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 30

    Bugl, H. et al. Nat. Biotechnol. 25 , 627–629 (2007).

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • Что такое органическое соединение?

    Органические соединения всегда содержат углерод наряду с другими элементами, которые необходимы для функционирования живых организмов.Углерод является ключевым элементом, потому что он имеет четыре электрона на внешней электронной оболочке, которая может удерживать восемь электронов. В результате он может образовывать много типов связей с другими атомами углерода и элементами, такими как водород, кислород и азот. Углеводороды и белки - хорошие примеры органических молекул, которые могут образовывать длинные цепи и сложные структуры. Органические соединения, состоящие из этих молекул, являются основой химических реакций в клетках растений и животных - реакций, которые обеспечивают энергию для поиска пищи, воспроизводства и всех других процессов, необходимых для жизни.

    TL; DR (слишком долго; не читал)

    Органическое соединение является членом класса химических веществ, содержащих атомы углерода, связанные друг с другом и с другими атомами ковалентными связями и обнаруженные в клетках живых организмов. Водород, кислород и азот являются типичными элементами, входящими в состав органических соединений помимо углерода. Следы других элементов, таких как сера, фосфор, железо и медь, также могут присутствовать, когда это необходимо для конкретных органических химических реакций. Основные группы органических соединений - углеводороды, липиды, белки и нуклеиновые кислоты.

    Характеристики органических соединений

    Четыре типа органических соединений - это углеводороды, липиды, белки и нуклеиновые кислоты, и они выполняют разные функции в живой клетке. Хотя многие органические соединения не являются полярными молекулами и поэтому плохо растворяются в воде клетки, они часто растворяются в других органических соединениях. Например, в то время как углеводы, такие как сахар, слабо полярны и растворяются в воде, жиры - нет. Но жиры растворяются в других органических растворителях, например в простых эфирах.Находясь в растворе, четыре типа органических молекул взаимодействуют и образуют новые соединения при контакте с живой тканью.

    Органические соединения варьируются от простых веществ с молекулами, состоящими из нескольких атомов всего двух элементов, до длинных сложных полимеров, молекулы которых включают множество элементов. Например, углеводороды состоят только из углерода и водорода. Они могут образовывать простые молекулы или длинные цепочки атомов и используются для клеточной структуры и в качестве основных строительных блоков для более сложных молекул.

    Липиды - это жиры и аналогичные материалы, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Они помогают формировать клеточные стенки и мембраны и являются основным компонентом пищи. Белки состоят из углерода, водорода, кислорода и азота и выполняют в клетках две основные функции. Они являются частью структур клеток и органов, но они также являются ферментами, гормонами и другими органическими химическими веществами, которые участвуют в химических реакциях для производства материалов, необходимых для жизни.

    Нуклеиновые кислоты состоят из углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора.Как РНК и ДНК, они хранят инструкции для химических процессов с участием других белков. Это спиралевидные молекулы генетического кода. Все четыре типа органических молекул основаны на углероде и некоторых других элементах, но имеют разные свойства.

    Углеводороды

    Углеводороды - это простейшие органические соединения, а самым простым углеводородом является CH 4 или метан. Атом углерода делит электроны с четырьмя атомами водорода, образуя внешнюю электронную оболочку.

    Вместо того, чтобы связываться только с атомами водорода, атом углерода может делить один или два электрона своей внешней оболочки с другим атомом углерода, образуя длинные цепи. Например, бутан, C 4 H 10 , состоит из цепочки из четырех атомов углерода, окруженных 10 атомами водорода.

    Липиды

    Более сложная группа органических соединений - это липиды или жиры. Они включают углеводородную цепь, но также имеют часть, в которой цепь связывается с кислородом. Органические соединения, содержащие только углерод, водород и кислород, называются углеводами.

    Глицерин - пример простого липида. Его химическая формула C 3 H 8 O 3 , и он имеет цепочку из трех атомов углерода с атомом кислорода, связанным с каждым из них. Глицерин - это строительный блок, который составляет основу многих более сложных липидов.

    Белки

    Большинство белков - это очень большие молекулы со сложной структурой, которая позволяет им играть важную роль в органических химических реакциях. В таких реакциях части белков распадаются, перестраиваются или соединяются в новые цепи.Даже самые простые белки имеют длинные цепи и множество подразделов.

    Например, 3-амино-2-бутанол имеет химическую формулу C 4 H 11 NO, но на самом деле это последовательность углеводородных участков с присоединенными атомами азота и кислорода. Это более четко показано формулой CH 3 CH (NH 2 ) CH (OH) CH 3 , и эта аминокислота используется в химических реакциях для получения других белков.

    Нуклеиновые кислоты

    Нуклеиновые кислоты составляют основу генетического кода живых клеток и представляют собой длинные цепочки повторяющихся субъединиц.Например, для дезоксирибонуклеиновой кислоты или ДНК нуклеиновой кислоты молекулы содержат фосфатную группу, сахар и повторяющиеся субъединицы цитозин, гуанин, тимин и аденин. Часть молекулы ДНК, содержащая цитозин, имеет химическую формулу C 9 H 12 O 6 N 3 P, а участки, содержащие различные субъединицы, образуют длинные полимерные молекулы, расположенные в ядре клетки.

    Некоторые органические соединения являются наиболее сложными молекулами из существующих, и они отражают сложность химических реакций, которые делают возможной жизнь.Даже при такой сложности молекулы состоят из относительно небольшого количества элементов, и все они имеют углерод в качестве основного компонента.

    Химия биологии: органическая химия

    Органическая химия

    Углерод - элемент, заслуживающий особого внимания в живых системах. Химия углерода, органическая химия, сама по себе является законченным исследованием. Мы коснемся нескольких основных моментов, которые будут полезны в следующих разделах.

    Уникальность углерода

    Атом углерода имеет четыре валентных (внешних) электрона.Из-за этой уникальной конфигурации атому углерода легче разделить свои четыре электрона с другим атомом или атомами, чем потерять или получить четыре электрона. Поскольку каждый углерод идентичен, все они имеют четыре валентных электрона, поэтому они могут легко связываться с другими атомами углерода, образуя длинные цепи или кольца. Фактически, атом углерода может связываться с другим атомом углерода два или три раза, образуя двойные и тройные ковалентные связи между двумя атомами углерода. Длинные цепочки атомов углерода с двойными и тройными связями довольно распространены в биологии.

    Тенденция углерода к ковалентной связи с самим собой порождает три уникальные характеристики, которые создают широкий спектр соединений, включая те, которые необходимы для создания и поддержания жизни:

    Bionote

    Связи углерода с углеродом (CC) образуют основу всех биомолекул и могут включают тысячи облигаций СС.

    • Одинарная связь, которая соединяет атомы углерода с атомами углерода, довольно прочна, поэтому последующие длинные цепи и кольцевые структуры не являются хрупкими.
    • Образец ковалентной связи углерод-углерод удовлетворяет правилу Октета, из-за чего углеродные соединения не хотят вступать в реакцию.
    • Поскольку углерод имеет четыре валентных электрона и ему нужно восемь, чтобы удовлетворить правилу Октета, он может связываться с четырьмя дополнительными атомами, создавая бесчисленные возможности соединения.

    Функциональные группы

    Проще говоря, реактивная часть любого соединения называется функциональной группой . Обычно функциональная группа - это совокупность атомов, которая действует как одна реактивная единица, а также является частью молекулы, участвующей в химической реакции.В то время как связи углерод-углерод нереактивны, нестабильность функциональных групп вызывает химические реакции, в которых участвуют стабильные соединения на основе углерода. Для простоты и справки представлены три функциональные группы:

    • Амин идентифицируется центральным атомом азота, который имеет три связи, обычно с атомами водорода. Аминогруппы составляют основу аминокислот, которые при соединении вместе образуют белков .
    • A Карбоксильная группа (COOH) присоединена к длинным углеродным цепям, которые образуют молекулы жирных кислот , которые представляют собой тип липидов липидов .
    • Гидроксильные группы (ОН) очень реакционноспособны. Они входят в состав спиртов, таких как этанол, алкогольного компонента напитков для взрослых. Ассоциация кислород-водород уникальна для этой функциональной группы и легко идентифицирует ее как спирт.

    Синтез дегидратации и образование полимера

    Bionote

    Реакция гидратации - обратная реакция дегидратации, в которой вода служит реагентом для разделения больших полимолекул.

    Полимеры - это небольшие молекулы, которые могут быть соединены вместе для образования более крупных молекул. Сложные углеводы состоят из небольших простых сахаров, соединенных вместе, а гигантские молекулы белка представляют собой просто серию более мелких молекул аминокислот, связанных вместе. Префикс поли идентифицирует этот тип молекулярного присоединения. Например, полисахариды - это большие углеводы, состоящие из нескольких сахаридных (сахарных) единиц.

    Химическая реакция, которая способствует образованию полимера, известна под несколькими названиями, включая синтез дегидратации и реакция конденсации.Независимо от названия, молекулы соединяются сайтами связывания, которые создаются, когда положительно заряженный ион водорода (H + ) теряется из одной молекулы, а отрицательно заряженный ион гидроксида (OH - ) теряется из соседней молекулы. H + и OH - объединяются с образованием воды. Таким образом, дегидратационный синтез объединяет две меньшие единицы вместе с потерей одной молекулы воды.

    Выдержки из The Complete Idiot's Guide to Biology 2004 Глен Э.Moulton, Ed.D .. Все права защищены, включая право на полное или частичное воспроизведение в любой форме. Используется по договоренности с Alpha Books , членом Penguin Group (USA) Inc.

    Чтобы заказать эту книгу непосредственно у издателя, посетите веб-сайт Penguin USA или позвоните по телефону 1-800-253-6476. Вы также можете приобрести эту книгу на Amazon.com и Barnes & Noble.

    Синтез органических соединений | Типы, факты и резюме

    Введение

    Органические соединения - это соединения, состоящие из углерода и водорода (углеводородов) и их производных.Органические соединения - самые распространенные химические соединения, присутствующие на Земле. Это молекулы жизни. Вся жизнь на этой планете зависит от различных органических соединений, содержащихся в живых системах.

    Ранее считалось, что органические соединения нельзя производить в лаборатории. Ученые считали, что органические соединения - это особые соединения, которые могут быть получены только живыми существами в живых системах. Они никогда не могут быть изготовлены из неорганических соединений в лаборатории.Эта теория была известна как теория жизненной силы . Считалось, что для создания органических соединений, обнаруживаемых только в живых организмах, требовалась особая сила.

    Эта теория была успешно отвергнута Фридрихом Велером в 1823 году. Он был первым человеком, который сделал органическое соединение Мочевина из неорганического соединения Цианат аммония . С тех пор в лаборатории синтезированы миллионы органических соединений. В этой статье мы поговорим о синтезе органических соединений как в живых системах, так и в лабораторных условиях.

    Основные органические соединения

    Химики идентифицировали и изучили миллионы органических соединений. Невозможно изучить синтез каждого соединения. Мы ограничим наше исследование некоторыми основными органическими соединениями, обнаруженными в живых системах, и некоторыми другими, важными для промышленности.

    Органические соединения в живых системах

    Органические соединения, обнаруженные в живых системах, относятся к четырем основным классам.

    1. Углеводы
    2. Белки
    3. Липиды
    4. Нуклеиновые кислоты

    O Органические соединения в промышленности

    Ниже приведены некоторые органические соединения, которые имеют большое значение в промышленности.

    1. Мочевина
    2. Полиэтилен
    3. Полиэфиры
    4. Нейлон

    Мы ограничимся в нашей статье синтезом этих органических соединений.

    Синтез в живых системах

    Это означает синтез органических соединений живыми организмами внутри живых структур. Под этим заголовком мы обсудим, как организмы образуют органические соединения в своем теле.

    Углеводы

    Углеводы - это полигидроксиальдегиды или кетоны, которые служат двум целям в живых системах; обеспечивают энергией химические процессы, а также являются строительными блоками для сложных органических соединений.

    Глюкоза - самый важный моносахарид в живых системах.

    Синтез глюкозы

    Глюкоза может производиться в живых системах двумя способами; фотосинтез и глюконеогенез.

    Фотосинтез

    Фотосинтез - это процесс, с помощью которого глюкоза может быть получена из углекислого газа и воды с использованием световой энергии, выделяемой солнцем. Это происходит в растениях, водорослях и некоторых бактериях. Такие организмы, которые могут самостоятельно готовить себе пищу, называются автотрофами.

    Фотосинтез происходит в специальных органеллах, называемых хлоропластами. Процесс разделен на две фазы; светозависимые реакции и темновые реакции.

    Светозависимые реакции происходят на мембранах тилакоидов. Во время этих реакций световая энергия превращается в химическую энергию в форме АТФ и НАДФН. Эти молекулы высокой энергии используются в темных реакциях.

    Во время реакции в темноте химическая энергия, генерируемая в первой фазе, используется для связывания диоксида углерода и воды с образованием глюкозы.эти реакции происходят в строме хлоропластов.

    Фотосинтез - это процесс, посредством которого глюкоза попадает в пищевую цепочку. Если фотосинтез не происходит, глюкоза никогда не может присутствовать в пищевой цепи какой-либо экосистемы. Поэтому фотосинтезирующие организмы называются продуцентами.

    Глюконеогенез

    Это процесс, с помощью которого глюкоза может быть произведена из неуглеводных источников в живых системах. В основном это происходит в почках и печени млекопитающих.Некоторые аминокислоты являются предшественниками синтеза глюкозы.

    Это энергоемкий процесс, во время которого пируват превращается в глюкозу. За исключением некоторых начальных реакций, это обращение гликолиза. Первые две реакции происходят в митохондриях, а остальная часть процесса происходит в цитозоле.

    Синтез сложных углеводов

    Сложные углеводы включают полисахариды, такие как крахмал, целлюлоза и гликоген.Клетки производят эти сложные углеводы, объединяя молекулы глюкозы.

    Гликоген вырабатывается клетками животных в процессе, называемом гликогенезом.

    Крахмал производится клетками растений. Его синтез идет бок о бок с фотосинтезом.

    Целлюлоза также производится клетками растений. Это важный компонент клеточных стенок растений.

    Белки

    Белки представляют собой полимеры аминокислот. Они составляют более 50% от общей массы живых организмов.

    Синтез аминокислот

    Аминокислоты являются предшественниками для синтеза белка. Они делятся на две категории;

    • Незаменимые аминокислоты
    • Заменимые аминокислоты

    Незаменимые аминокислоты не производятся в организме человека и должны быть получены с пищей. Они производятся другими живыми организмами с использованием таких предшественников, как уксусная кислота и пировиноградная кислота.

    Незаменимые аминокислоты - это те аминокислоты, которые могут вырабатываться в организме человека.Они синтезируются из предшественников метаболизма глюкозы. Вот некоторые примеры:

    • Аланин производится из пирувата
    • Глютамин производится из альфа-кетоглутарата
    • Глютамин производится из глутамата
    • Аспартат производится из оксалоацетата

    Они также могут быть получены из других предшественников

    , таких как фенилалан и т. Д.

    Синтез белков

    Напомним, что белки - это полимеры аминокислот.Они выполняются в процессе, называемом переводом.

    Информация для синтеза белка переносится мРНК из ядра в цитоплазму. Молекулы мРНК считываются тРНК на поверхности рибосом. Аминокислоты для синтеза белка переносятся молекулами тРНК и вставляются в растущую полипептидную цепь. Последовательность аминокислот в полипептидной цепи определяется нуклеотидной последовательностью мРНК.

    Полученные таким образом полипептидные цепи далее процессируются в грубой эндоплазматической сети.Здесь белки подвергаются фолдингу и другим структурным модификациям.

    Белки, которые должны быть отправлены из клетки, далее процессируются в пузырьках Гольджи. Здесь они упаковываются в связанные с мембраной везикулы и отправляются к клеточной мембране для экзоцитоза.

    Белки, которые будут использоваться в цитоплазме, сбрасываются в нее. Те, которые необходимы в митохондриях или других органеллах, транспортируются через транспортные везикулы.

    Липиды

    Это группа гетерогенных органических соединений.Липиды сильно различаются по своей структуре, распространению и свойствам. Поэтому синтез липидов тоже очень разнообразен.

    Synth esis триглицеридов

    Триглицериды являются наиболее распространенными ацилглицеринами. Они состоят из двух компонентов; жирные кислоты и глицерин.

    • Жирные кислоты синтезируются в организме путем объединения молекул уксусной кислоты. уксусная кислота получается из пирувата, который поступает из глюкозы.
    • Глицерин - это трехуглеродный спирт, который можно синтезировать из глицеральдегид-3-фосфата, промежуточного продукта гликолиза.

    Два компонента соединяются с образованием триацилглицеринов в процессе, называемом этерификацией.

    Синтез фосфолипидов

    Фосфолипиды состоят из спирта, который присоединен к молекуле диацилглицерина (DAG) или сфингозина. Есть две категории фосфолипидов; глицерофосфолипиды и сфинголипиды.

    Глицерофосфолипиды содержат глицерин в виде спирта. Фосфатидная кислота является предшественником всех этих фосфолипидов. Его получают путем добавления фосфатной группы к третьему атому углерода глицерина в диацилглицерине.Остальные глицерофосфолипиды производятся из него посредством различных модификаций.

    Сфингофосфолипиды производятся из аминоспирта, сфингозина. Жирная кислота присоединяется к сфингозину через амидную связь с образованием церамида. Этот церамид используется в качестве предшественника для синтеза различных сфинголипидов, таких как сфингомиелин.

    Синтез гликолипидов

    Это еще одна важная категория липидов, содержащих сфингозин. Они состоят из двух компонентов; липидный компонент, называемый церамидом, и углеводный компонент, который может быть моносахаридом или дисахаридом и т. д.Кроме того, кислоты, подобные N-ацетилнейраминовой кислоте, или заряженные группы, такие как фосфатные группы, также могут присутствовать, присоединенные к церамиду.

    Все гликолипиды синтезируются путем добавления необходимого моносахарида, дисахарида, кислоты или любой другой группы к церамиду. Сам церамид получают путем добавления молекулы жирной кислоты к сфингозину через амидную связь.

    Нуклеиновые кислоты

    Нуклеиновые кислоты представляют собой полимеры нуклеотидов. В их состав входят ДНК и РНК.Нуклеиновые кислоты синтезируются в живых клетках с помощью процесса, называемого репликацией. Во время этого процесса нуклеотиды используются в качестве предшественников для образования полинуклеотидных цепей. Последовательность нуклеотидов в цепи управляется родительской цепью ДНК. процесс осуществляется ферментами, называемыми полимеразами.

    • Новая ДНК создается из родительской ДНК в процессе, называемом репликацией ДНК. Главный фермент, участвующий в этом процессе, - ДНК-полимераза.
    • Синтез РНК из ДНК называется транскрипцией.За этот процесс ответственны РНК-полимеразы.

    Поскольку нуклеотиды являются предшественниками как ДНК, так и РНК, важно упомянуть структуру синтеза этих соединений.

    Синтез нуклеотидов

    Каждый нуклеотид состоит из трех компонентов;

    • Пентозный сахар (рибоза или дезоксирибоза)
    • Азотистое основание (пурин или пиримидин)
    • Одна или несколько фосфатных групп

    Пентозный сахар получают из глюкозы.Рибоза образуется как промежуточное соединение пентозофосфатного пути глюкозы. Его можно дезоксигенировать с образованием дезоксирибозы.

    Азотистое основание построено на сахаре рибозы в процессе синтеза пурина или пиримидина. Во время этого процесса азотистое основание образуется с использованием атомов, дарованных углекислым газом и некоторыми аминокислотами, такими как глицин.

    Фосфатная группа добавляется к сахару перед синтезом основания. Он дарится молекулой АТФ.

    Синтез в промышленности

    После отказа от теории жизненной силы миллионы органических соединений были искусственно синтезированы в лаборатории.Эти соединения имеют большую ценность, поскольку они используются людьми в повседневной жизни. Они играют важную роль в благополучии человечества.

    Под этим заголовком мы обсудим синтез некоторых важных органических соединений в промышленности.

    Синтез мочевины

    Мочевина - важное удобрение, которое используется во всем мире в сельском хозяйстве. Он ускоряет рост сельскохозяйственных культур, обеспечивая растения азотом, важным питательным веществом.

    Мочевина - это органическое соединение, обнаруженное в моче млекопитающих.Животные производят мочевину из аммиака во время цикла мочевины. Это важное средство избавления животных от токсичного газообразного аммиака.

    В промышленности мочевина производится из двух неорганических газов; углекислый газ и аммиак. Синтез мочевины - двухэтапный процесс;

    1. На первом этапе аммиак и диоксид углерода реагируют с образованием карбамата аммония. Эта реакция протекает в реакторе, имеющем давление 150 бар и температуру около 210 o ° C.
    2. Образованный таким образом карбамат аммония подвергается дегидратации на следующей стадии.В результате образуется мочевина.

    Полученный таким образом раствор мочевины подвергают процессу очистки. Во время этой фазы раствор мочевины испаряется, а образующиеся пары собираются и кристаллизуются с образованием чистых кристаллов мочевины.

    Кристаллы карбамида упакованы и отгружены.

    Синтез полиэтилена

    Полиэтилен - это синтетическое органическое соединение, используемое в упаковочной промышленности. Он используется для изготовления пластиковых пакетов, упаковочной пленки, пластиковых игрушек, бутылок, изоляции кабелей и т. Д.

    Полиэтилен представляет собой полимер этилена, простого углеводорода, имеющего два атома углерода. Это ненасыщенный углеводород, относящийся к классу алкенов. Его общая формула: (C 2 H 4 ) n , где n выражается в тысячах.

    Полиэтилен производится из этилена или этена в процессе полимеризации. Во время этого процесса мономеры этилена непрерывно добавляются друг к другу в присутствии катализатора. В этом процессе используются два типа катализаторов:

    Производятся различные виды полиэтилена.Они различаются по структуре и свойствам. Различные типы изготавливаются путем некоторых модификаций в процессе производства.

    Одним из основных недостатков полиэтилена является то, что он не поддается биологическому разложению. По этой причине он представляет серьезную угрозу для окружающей среды. Это считается одной из основных причин загрязнения окружающей среды. Общества защиты окружающей среды, работающие во всем мире, теперь предлагают запретить использование полиэтилена. Многие страны также запретили использование полиэтилена.

    Синтез полиэфиров

    Это еще одна группа синтетических органических соединений. Они используются в текстильной промышленности для изготовления курток, брюк, рубашек, простыней и других видов одежды. Их также используют для изготовления канатов, пряжи, ремней и т. Д. Полиэфиры находят свое применение в нескольких отраслях промышленности по всему миру.

    Полиэфиры - это полимерные соединения, содержащие сложноэфирные группы в цепи. На основе содержащихся в них групп, кроме сложноэфирной связи, получают различные типы полиэфиров.

    Полиэфир можно получить простой реакцией между дикарбоновой кислотой и диалкоголем.

    Для производства полиэфиров в промышленных масштабах используются разные методы. Некоторые из методов следующие:

    • Поликонденсация
    • Азеотропная этерификация
    • Алкогольная переэтерификация

    Синтез нейлона

    Нейлон - еще одно синтетическое органическое соединение, используемое в текстильной промышленности. Это широко используемое искусственное волокно для изготовления рубашек, брюк, штор, простыней и других предметов одежды.Он имеет какое-то шелковистое ощущение.

    Нейлон - это искусственное органическое соединение, относящееся к классу термопластов. Это полимер гексаметилендиамина и адипиновой кислоты. Он синтезируется в промышленности путем реакции поликонденсации, во время которой равные количества двух компонентов добавляются в реакционную камеру.

    В результате этой реакции образуется расплавленный нейлон, который в дальнейшем можно превратить в гранулы или превратить в волокна. Нейлоновые волокна используются для различных целей. Их также используют для наложения швов в больницах.

    Резюме

    Органические соединения - это молекулы, связанные с жизнью. Ранее считалось, что их нельзя изготовить в лаборатории. Однако сейчас их делают в промышленности из неорганических соединений.

    Жилые системы остаются самым важным источником органических соединений, таких как углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты.

    Углеводы включают простые сахара, такие как глюкоза, и сложные углеводы, такие как крахмал.

    • Глюкоза образуется в процессе фотосинтеза или глюконеогенеза
    • Сложные углеводы образуются путем объединения остатков глюкозы

    Липиды включают огромное количество органических соединений, которые можно синтезировать различными способами.

    • Фосфатидная кислота производится из глицерина и жирных кислот
    • Глицерофосфолипиды производятся с использованием фосфатидной кислоты в качестве предшественника
    • Сфингофосфолипиды производятся с использованием церамида в качестве предшественника.
    • Гликолипиды производятся путем добавления углеводов, кислот или ионных групп, таких как церамид с фосфатной или сульфатной группой.

    Белки производятся путем объединения аминокислот в специальной последовательности, управляемой мРНК. Аминокислоты могут вырабатываться в организме из разных источников или могут быть получены в виде диеты.

    Нуклеиновые кислоты состоят из нуклеотидов. Сами нуклеотиды получают путем обработки рибозного сахара, поступающего по пентозофосфатному пути.

    Синтетические органические соединения производятся в промышленности на благо человечества. К ним относятся мочевина, полиэтилен, полиэфиры, нейлон и т. Д.

    Мочевина производится из диоксида углерода и аммиака. Раствор мочевины выпаривают и кристаллизуют с образованием чистых гранул.

    Полиэтилен получают путем полимеризации этилена в особых условиях в присутствии катализатора.

    Полиэфиры можно производить тремя различными способами;

    • Поликонденсация
    • Азеотропная этерификация
    • Алкогольная переэтерификация

    Нейлон получают путем полимеризации двух компонентов в равном соотношении.

    Author: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *