Biochemie ­ úvod
Úvodní přednáška
Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc.
Ústav preventivního lékařství
22. září 2008
Definice
* Pokračování a rozšíření organické chemie Je nutno zvládat
alespoň středoškolskou ­ gymnaziální látku
* Popis látek, charakteristicky se vyskytujících v živých
organismech statická biochemie
* Popis chemických reakcí a cest chemických přeměn látek
v organismech dynamická biochemie
Doporučená literatura: Kolektiv: Biochemie pro bakaláře, MU
Brno, lékařská fakulta (vybrané kapitoly)
Základní definice
* Organická chemie, tedy i biochemie, představuje chemii
sloučenin uhlíku
* Uhlík je v nich v kovalentních sloučeninách vždy čtyřvazný
a jeho vazby jsou rovnocenné, v základu svírají úhel
109,28
* Zásadní vlastností uhlíku je schopnost tvorby dlouhých
řetězců a cyklů
* Vlastnosti vazeb mohou být modifikovány strukturami v
jejich okolí
Fyzikální vlastnosti živé hmoty
1. Termodynamické zákony (především první dvě věty)
2. Sdílení tepla ­ distribuce energie v organismu, odvod
odpadního tepla z chemických reakcí, termoregulační děje
3. Mechanické vlastnosti živé hmoty
* pevné látky (plasticita, elaticita, pákové a kladkové systémy)
* kapaliny (typy kapalin, Raoultovy zákony, difúze, osmóza,
viskozita, povrchové napětí)
* plyny (nejčastěji jako roztoky v kapalinách)
4. Záření a živá hmota (doporučuji materiál: Zdravotní účinky
ionizujícího a neionizujícího záření, vystavený na
http://www.med.muni.cz/index.php?id=237)
Termodynamické zákony
První termodynamická věta
Zákon zachování energie. Definuje entalpii jako hodnotu, o
kterou se zdvihne energetický obsah systému při dodání tepla
zvenčí.
Změna energie látek při chemických reakcích definuje reakce
exo- a endo- energetické, kdy první uvolňují energii a druhé
energii musejí přijmout zvenčí, aby reakce proběhla.
Druhá termodynamická věta
Definuje vztah mezi účinností práce a teplotou (energetickým
potenciálem) zásobníků energie.
Třetí termodynamická věta
Energie krystalických látek při absolutníá nule je nulová.
Mechanické vlastnosti pevných živých těles
Nejčastěji patří mezi elasticko-plasticko-viskózní = jsou pružná,
ale na jejich odporu k deformaci se podílí i vnitřní tření
(viskozita) a po deformaci je potřeba opačně působící síly k
návratu do původníhoi stavu (hystereze)
Typy kapalin v živých organismech
stejnorodé - zcela výjimečně
podle velikosti částic pravé roztoky, koloidní roztoky (lyosoly),
suspenze ­ hranice velikosti rozptýlených částic
jsou 10 a 100 nm
unikátní vlastnosti vody bod tání, bod varu, hustota ledu
Raoultovy zákony
1. Tenze par nad čistým rozpouštědlem je vyšší než tenze
par nad roztokem (nad nasyceným roztokem je nulová).
Nasycení (i tenze par) je závislé na teplotě. Rozpouštědlo
odpovídající tenzi par je dostupné i pro biochemické
reakce (a živé organismy), odtud je odvozena vodní
aktivita aw 4
2. Bod varu rozpouštědla je vždy nižší než bod varu roztoku
3. Bod tuhnutí rozpouštědla je vždy vyšší než bod tuhnutí
roztoku
Bod varu i bod tuhnutí vypočteme prostřednictvím molární
koncentrace rozpuštěné látky a ebulioskopické resp.
kryoskopické konstanty (lze tak stanovit molekulární hmotnost
neznámé látky).
Podobně platí i pro krystaly, že se rozpadají při nižší teplotě u
směsí než u čistých látek (stanovení bodu rozpadu lze užít jako
měřítko čistoty krystalické látky).
Osmóza 1