Alates Külaline >>
1. Kuidas nimetatakse orgaanilist ainet, mille molekulid sisaldavad C, O, H aatomeid, mis täidavad energia- ja ehitusfunktsiooni?
A-nukleiinhappe B-valk
B-süsivesikute G-ATP
2. Millised süsivesikud on polümeerid?
A-monosahhariidid B-disahhariidid B-polüsahhariidid
3. Monosahhariidide rühma kuuluvad:
A-glükoos B-sahharoos B-tselluloos
4. Millised süsivesikud on vees lahustumatud?
A-glükoos, fruktoos B-tärklis B-riboos, desoksüriboos
5. Moodustuvad rasvamolekulid:
A-glütseroolist, kõrgemad karboksüülhapped B-glükoosist
B-aminohapetest, vesi D-etüülalkoholist, kõrgemad karboksüülhapped
6. Rasvad täidavad rakus funktsiooni:
A-transport B-energia
B-katalüütiline G-teave
7. Millised ühendid veega seoses on lipiidid?
A-hüdrofiilne B-hüdrofoobne
8. Mis tähtsus on loomsetel rasvadel?
Membraanide A-struktuur B-termoregulatsioon
B-energiaallikas D-veeallikas E-kõik eelnev
9. Valgu monomeerid on:
A-nukleotiidid B-aminohapped C-glükoos G-rasvad
10. Kõige olulisem orgaaniline aine, mis on osa kõigi eluslooduse kuningriikide rakkudest ja millel on esmane lineaarne konfiguratsioon, on:
A-polüsahhariidid B-lipiidid
B- ATP-ks G-polüpeptiidid
2. Kirjutage valkude funktsioonid, tooge näiteid.
3. Ülesanne: DNA ahela AATGCGATGCTAGTTTAGG järgi on vaja täiendada komplementaarahelat ja määrata DNA pikkus
1. Valige üks õige vastus
1. Kui paljud teadaolevatest aminohapetest osalevad valkude sünteesis?
A-20 B-100 V-23
2. Milline osa aminohapete molekulidest eristab neid üksteisest?
A-radikaal B-karboksüülrühm C-aminorühm
3. Millised ühendid sisalduvad ATP-s?
A-adeniin, süsivesikute riboos, 3 molekuli fosforhapet
B- guaniin, fruktoossuhkur, fosforhappe jääk.
B-riboos, glütserool ja mis tahes aminohapped
4. Milline on ATP molekulide roll rakus?
A-pakkuge transpordifunktsiooni B-edastage pärilikku teavet
B-varusta elutähtsaid protsesse energiaga G-kiirendab biokeemilisi reaktsioone
5. Nukleiinhappe monomeerid on:
A-aminohapped B-rasvad
B-nukleotiidid G-glükoos
6. Millisesse keemiliste ainete klassi kuulub riboos?
A-valk B-süsivesik C-lipiid
7. Milline nukleotiid ei kuulu DNA molekuli?
A-adenüül B-uridüül
B-guanüül G-tümidüül
8. Milline nukleiinhapetest on suurima pikkusega?
A-DNA B-RNA
9. Guanüülnukleotiid on komplementaarne nukleotiidiga:
A-tümidüül-B-tsütidüül
B-adenüül G-uridüül
10. DNA molekulide kahekordistamise protsessi nimetatakse:
A-replikatsioon B-transkriptsioon
B-komplementaarsuse G-tõlge.
2. Kirjutage lipiidide funktsioonid, tooge näiteid.
3. Ülesanne. Millises järjestuses paiknevad nukleotiidid i-RNA-s, kui DNA ahel on järgmise koostisega: GGTATAGCGTTAAGCCTT, määrake i-RNA pikkus.
Alates Külaline >>
1. Kuidas nimetatakse orgaanilist ainet, mille molekulid sisaldavad C, O, H aatomeid, mis täidavad energia- ja ehitusfunktsiooni?
A-nukleiinhappe B-valk
B-süsivesikute G-ATP
2. Millised süsivesikud on polümeerid?
A-monosahhariidid B-disahhariidid B-polüsahhariidid
3. Monosahhariidide rühma kuuluvad:
A-glükoos B-sahharoos B-tselluloos
4. Millised süsivesikud on vees lahustumatud?
A-glükoos, fruktoos B-tärklis B-riboos, desoksüriboos
5. Moodustuvad rasvamolekulid:
A-glütseroolist, kõrgemad karboksüülhapped B-glükoosist
B-aminohapetest, vesi D-etüülalkoholist, kõrgemad karboksüülhapped
6. Rasvad täidavad rakus funktsiooni:
A-transport B-energia
B-katalüütiline G-teave
7. Millised ühendid veega seoses on lipiidid?
A-hüdrofiilne B-hüdrofoobne
8. Mis tähtsus on loomsetel rasvadel?
Membraanide A-struktuur B-termoregulatsioon
B-energiaallikas D-veeallikas E-kõik eelnev
9. Valgu monomeerid on:
A-nukleotiidid B-aminohapped C-glükoos G-rasvad
10. Kõige olulisem orgaaniline aine, mis on osa kõigi eluslooduse kuningriikide rakkudest ja millel on esmane lineaarne konfiguratsioon, on:
A-polüsahhariidid B-lipiidid
B- ATP-ks G-polüpeptiidid
2. Kirjutage valkude funktsioonid, tooge näiteid.
3. Ülesanne: DNA ahela AATGCGATGCTAGTTTAGG järgi on vaja täiendada komplementaarahelat ja määrata DNA pikkus
1. Valige üks õige vastus
1. Kui paljud teadaolevatest aminohapetest osalevad valkude sünteesis?
A-20 B-100 V-23
2. Milline osa aminohapete molekulidest eristab neid üksteisest?
A-radikaal B-karboksüülrühm C-aminorühm
3. Millised ühendid sisalduvad ATP-s?
A-adeniin, süsivesikute riboos, 3 molekuli fosforhapet
B- guaniin, fruktoossuhkur, fosforhappe jääk.
B-riboos, glütserool ja mis tahes aminohapped
4. Milline on ATP molekulide roll rakus?
A-pakkuge transpordifunktsiooni B-edastage pärilikku teavet
B-varusta elutähtsaid protsesse energiaga G-kiirendab biokeemilisi reaktsioone
5. Nukleiinhappe monomeerid on:
A-aminohapped B-rasvad
B-nukleotiidid G-glükoos
6. Millisesse keemiliste ainete klassi kuulub riboos?
A-valk B-süsivesik C-lipiid
7. Milline nukleotiid ei kuulu DNA molekuli?
A-adenüül B-uridüül
B-guanüül G-tümidüül
8. Milline nukleiinhapetest on suurima pikkusega?
A-DNA B-RNA
9. Guanüülnukleotiid on komplementaarne nukleotiidiga:
A-tümidüül-B-tsütidüül
B-adenüül G-uridüül
10. DNA molekulide kahekordistamise protsessi nimetatakse:
A-replikatsioon B-transkriptsioon
B-komplementaarsuse G-tõlge.
2. Kirjutage lipiidide funktsioonid, tooge näiteid.
3. Ülesanne. Millises järjestuses paiknevad nukleotiidid i-RNA-s, kui DNA ahel on järgmise koostisega: GGTATAGCGTTAAGCCTT, määrake i-RNA pikkus.
Teatavasti määravad orgaaniliste ainete omadused nende koostise ja keemilise struktuuri järgi. Seetõttu pole üllatav, et orgaaniliste ühendite klassifikatsioon põhineb struktuuriteoorial - L. M. Butlerovi teoorial. Klassifitseerige orgaanilised ained nende molekulides sisalduvate aatomite olemasolu ja ühendusjärjekorra järgi. Orgaanilise aine molekuli kõige vastupidavam ja vähem muutuv osa on selle skelett – süsinikuaatomite ahel. Sõltuvalt süsinikuaatomite ühendamise järjekorrast selles ahelas jagunevad ained atsüklilisteks, mis ei sisalda molekulides süsinikuaatomite suletud ahelaid, ja karbotsüklilisteks, mis sisaldavad selliseid ahelaid (tsükleid) molekulides.
Orgaaniliste ainete molekulid võivad lisaks süsiniku- ja vesinikuaatomitele sisaldada ka teiste keemiliste elementide aatomeid. Ained, mille molekulides on need niinimetatud heteroaatomid suletud ahelas, klassifitseeritakse heterotsüklilisteks ühenditeks.
Heteroaatomid (hapnik, lämmastik jne) võivad olla osa molekulidest ja atsüklilistest ühenditest, moodustades neis funktsionaalrühmi, näiteks hüdroksüül-OH, karbonüül-, karboksüül-, aminorühm -NH2.
Funktsionaalne rühm- aatomite rühm, mis määrab aine kõige iseloomulikumad keemilised omadused ja selle kuuluvuse teatud ühendite klassi. 
süsivesinikud on ühendid, mis koosnevad ainult vesiniku- ja süsinikuaatomitest.
Sõltuvalt süsinikuahela struktuurist jagatakse orgaanilised ühendid avatud ahelaga ühenditeks - atsükliline (alifaatne) ja tsükliline- suletud aatomiahelaga.
Tsüklid on jagatud kahte rühma: karbotsüklilised ühendid(tsükleid moodustavad ainult süsinikuaatomid) ja heterotsükliline(tsüklid hõlmavad ka muid aatomeid, nagu hapnik, lämmastik, väävel).
Karbotsüklilised ühendid hõlmavad omakorda kahte ühendite seeriat: alitsükliline ja aromaatne.
Aromaatsed ühendid molekulide struktuuri alusel on lamedad süsinikusisaldusega tsüklid spetsiaalse suletud p-elektronide süsteemiga, mis moodustavad ühise π-süsteemi (ühe π-elektroni pilve). Aromaatsus on iseloomulik ka paljudele heterotsüklilistele ühenditele.
Kõik muud karbotsüklilised ühendid kuuluvad alitsüklilistesse sarjadesse.
Nii atsüklilised (alifaatsed) kui ka tsüklilised süsivesinikud võivad sisaldada mitut (kaksik- või kolmiksidet). Selliseid süsivesinikke nimetatakse küllastumata (küllastumata), vastupidiselt piiravatele (küllastumata), mis sisaldavad ainult üksiksidemeid.
Piirata alifaatseid süsivesinikke helistas alkaanid, on neil üldvalem C n H 2 n +2, kus n on süsinikuaatomite arv. Sageli kasutatakse nende vana nime ja nüüd - parafiinid.
Sisaldavad üks kaksikside, sai nime alkeenid. Nende üldvalem on C n H 2 n.
Küllastumata alifaatsed süsivesinikudkahe kaksiksidemega helistas alkadieenid
Küllastumata alifaatsed süsivesinikudühe kolmiksidemega helistas alküünid. Nende üldvalem on C n H 2 n - 2.
Piirata alitsüklilisi süsivesinikke - tsükloalkaanid, nende üldvalem C n H 2 n .
Spetsiaalne süsivesinike rühm, aromaatne, või areenid(suletud ühise π-elektronsüsteemiga), on tuntud süsivesinike näitel üldvalemiga C n H 2 n -6.
Seega, kui nende molekulides on üks või mitu vesinikuaatomit asendatud teiste aatomite või aatomirühmadega (halogeenid, hüdroksüülrühmad, aminorühmad jne), süsivesinike derivaadid: halogeeni derivaadid, hapnikku sisaldavad, lämmastikku sisaldavad ja muud orgaanilised ühendid.
Halogeeni derivaadid süsivesinikke võib käsitleda ühe või mitme vesinikuaatomi süsivesinike asendusproduktidena halogeeniaatomitega. Vastavalt sellele võivad esineda piiravad ja küllastumata mono-, di-, tri- (tavaliselt polü-) halogeenderivaadid.
Küllastunud süsivesinike monohalogeenderivaatide üldvalem:
ja koostist väljendatakse valemiga
C n H 2 n +1 Г,
kus R on küllastunud süsivesiniku (alkaan) jääk, süsivesinikradikaal (seda tähistust kasutatakse ka teiste orgaaniliste ainete klasside puhul), G on halogeeniaatom (F, Cl, Br, I).
Alkoholid- süsivesinike derivaadid, milles üks või mitu vesinikuaatomit on asendatud hüdroksüülrühmadega.
Alkoholideks nimetatakse monatoomiline, kui neil on üks hüdroksüülrühm, ja piirata, kui need on alkaanide derivaadid.
Küllastunud ühehüdroksüülsete alkoholide üldvalem:
ja nende koostist väljendatakse üldvalemiga:
C n H 2 n +1 OH või C n H 2 n +2 O
Tuntud on mitmehüdroksüülsete alkoholide näited, st neil on mitu hüdroksüülrühma.
Fenoolid- aromaatsete süsivesinike derivaadid (benseeni seeriad), milles üks või mitu vesinikuaatomit benseenitsüklis on asendatud hüdroksüülrühmadega.
Lihtsaimat esindajat valemiga C6H5OH nimetatakse fenooliks.
Aldehüüdid ja ketoonid- süsivesinike derivaadid, mis sisaldavad aatomite karbonüülrühma (karbonüül).
Aldehüüdi molekulides läheb üks karbonüülside ühendusse vesinikuaatomiga, teine - süsivesiniku radikaaliga.
Ketoonide puhul on karbonüülrühm seotud kahe (üldiselt erineva) radikaaliga.
Piiravate aldehüüdide ja ketoonide koostist väljendatakse valemiga C n H 2l O.
karboksüülhapped- karboksüülrühmi sisaldavate süsivesinike derivaadid (-COOH).
Kui happemolekulis on üks karboksüülrühm, siis on karboksüülhape ühealuseline. Küllastunud ühealuseliste hapete (R-COOH) üldvalem. Nende koostist väljendatakse valemiga C n H 2 n O 2 .
Eetrid on orgaanilised ained, mis sisaldavad kahte hapnikuaatomiga ühendatud süsivesinikradikaali: R-O-R või R 1 -O-R 2 .
Radikaalid võivad olla samad või erinevad. Eetrite koostist väljendatakse valemiga C n H 2 n +2 O
Estrid- ühendid, mis tekivad karboksüülhapete karboksüülrühma vesinikuaatomi asendamisel süsivesinikradikaaliga.
Nitroühendid- süsivesinike derivaadid, milles üks või mitu vesinikuaatomit on asendatud nitrorühmaga -NO 2 .
Piiravate mononitroühendite üldvalem:
ja koostist väljendatakse üldvalemiga
C n H 2 n +1 NO 2.
Amiinid- ühendid, mida peetakse ammoniaagi (NH 3) derivaatideks, milles vesinikuaatomid on asendatud süsivesiniku radikaalidega.
Sõltuvalt radikaali olemusest võivad amiinid olla alifaatneja aromaatne.
Sõltuvalt radikaalidega asendatud vesinikuaatomite arvust on olemas:
Primaarsed amiinid üldvalemiga: R-NH2
Sekundaarne - üldvalemiga: R1 -NH-R2
Tertsiaarne - üldvalemiga:
Konkreetsel juhul võivad sekundaarsetel ja tertsiaarsetel amiinidel olla samad radikaalid.
Primaarseid amiine võib käsitleda ka süsivesinike (alkaanide) derivaatidena, milles üks vesinikuaatom on asendatud aminorühmaga -NH 2 . Piiravate primaarsete amiinide koostist väljendatakse valemiga C n H 2 n +3 N.
Aminohapped sisaldavad kahte süsivesinikradikaaliga ühendatud funktsionaalset rühma: aminorühma -NH2 ja karboksüülrühma -COOH.
Ühte aminorühma ja ühte karboksüülrühma sisaldavate piiravate aminohapete koostist väljendatakse valemiga C n H 2 n +1 NO 2 .
Teada on ka teisi olulisi orgaanilisi ühendeid, millel on mitu erinevat või identset funktsionaalrühma, pikki lineaarseid ahelaid, mis on seotud benseenitsüklitega. Sellistel juhtudel on aine kindlasse klassi kuulumise range määratlus võimatu. Need ühendid eraldatakse sageli kindlatesse ainerühmadesse: süsivesikud, valgud, nukleiinhapped, antibiootikumid, alkaloidid jne.
Orgaaniliste ühendite nimetuse jaoks kasutatakse 2 nomenklatuuri - ratsionaalne ja süstemaatiline (IUPAC) ja triviaalne nimetus.
Nimede koostamine IUPAC nomenklatuuri järgi
1) Ühendi nimetuse aluseks on sõna tüvi, mis tähistab põhiahelaga sama aatomite arvuga küllastunud süsivesinikku.
2) Juurele lisatakse järelliide, mis iseloomustab küllastusastet:
An (piirav, mitte mitu võlakirja);
-en (kaksiksideme olemasolul);
-in (kolmiksideme olemasolul).
Kui on mitu mitmiksidet, siis sufiksis näidatakse selliste sidemete (-dieen, -trieen jne) arv ja järelliite järel tuleb numbritega märkida mitmiksideme asukoht, näiteks:
CH3-CH2-CH \u003d CH2CH3-CH \u003d CH-CH3
buteen-1 buteen-2
CH 2 = CH - CH \u003d CH 2
butadieen-1,3
Sellised rühmad nagu nitro-, halogeenid, süsivesinikradikaalid, mis ei kuulu põhiahelasse, võetakse eesliitesse. Need on loetletud tähestikulises järjekorras. Asendaja asukoht on tähistatud numbriga eesliite ees.
Pealkirja järjekord on järgmine:
1. Leia pikim C-aatomite ahel.
2. Nummerdage järjestikku peaahela süsinikuaatomid, alustades harule lähimast otsast.
3. Alkaani nimetus koosneb kõrvalradikaalide nimedest, mis on loetletud tähestikulises järjekorras, mis näitavad positsiooni peaahelas, ja peaahela nimetust.
Mõnede orgaaniliste ainete nomenklatuur (triviaalne ja rahvusvaheline)
On mitmeid määratlusi selle kohta, mis on orgaanilised ained, kuidas need erinevad teisest ühendite rühmast - anorgaanilistest. Üks levinumaid selgitusi pärineb nimetusest "süsivesinikud". Tõepoolest, kõigi orgaaniliste molekulide keskmes on süsinikuaatomite ahelad, mis on seotud vesinikuga. On ka teisi elemente, mis on saanud nimetuse "orgaaniline".
Orgaaniline keemia enne uurea avastamist
Juba iidsetest aegadest on inimesed kasutanud palju looduslikke aineid ja mineraale: väävlit, kulda, raua- ja vasemaak, lauasool. Kogu teaduse eksisteerimise ajal – iidsetest aegadest kuni 19. sajandi esimese pooleni – ei suutnud teadlased mikroskoopilise struktuuri (aatomid, molekulid) tasandil tõestada elava ja eluta looduse seost. Usuti, et orgaanilised ained võlgnevad oma välimuse müütilisele elujõule – vitalismile. Oli müüt võimalusest kasvatada väikemees "homunculus". Selleks oli vaja tünni panna erinevad jääkained, oodata teatud aeg, kuni elujõud sündis.
Purustava hoobi vitalismile andis Welleri töö, kes sünteesis anorgaanilistest komponentidest orgaanilise aine uurea. Nii tõestati, et elujõudu pole olemas, loodus on üks, organismid ja anorgaanilised ühendid moodustuvad samade elementide aatomitest. Karbamiidi koostis oli teada juba enne Welleri tööd, selle ühendi uurimine polnud neil aastatel keeruline. Tähelepanuväärne oli juba see, et ainevahetusele iseloomulikku ainet saadi väljaspool looma või inimese keha.
A. M. Butlerovi teooria
Vene keemikute koolkonna roll orgaanilisi aineid uuriva teaduse arengus on suur. Terved epohhid orgaanilise sünteesi arengus on seotud Butlerovi, Markovnikovi, Zelinski, Lebedevi nimedega. Ühendite struktuuri teooria rajaja on A. M. Butlerov. Kuulus keemik XIX sajandi 60ndatel selgitas orgaaniliste ainete koostist, nende struktuuri mitmekesisuse põhjuseid, paljastas seose ainete koostise, struktuuri ja omaduste vahel.
Butlerovi järelduste põhjal oli võimalik mitte ainult süstematiseerida teadmisi juba olemasolevate orgaaniliste ühendite kohta. Sai võimalikuks ennustada teadusele veel tundmatute ainete omadusi, luua tehnoloogilisi skeeme nende tootmiseks tööstuslikes tingimustes. Paljud juhtivate orgaaniliste keemikute ideed viiakse täna täielikult ellu.
Süsivesinike oksüdeerimisel saadakse uusi orgaanilisi aineid - teiste klasside esindajaid (aldehüüdid, ketoonid, alkoholid, karboksüülhapped). Näiteks kasutatakse äädikhappe tootmiseks suures koguses atsetüleeni. Osa sellest reaktsiooniproduktist kulub edasi sünteetiliste kiudude saamiseks. Happelahus (9% ja 6%) on igas kodus - see on tavaline äädikas. Orgaaniliste ainete oksüdeerimine on aluseks väga suure hulga tööstusliku, põllumajandusliku ja meditsiinilise tähtsusega ühendite saamiseks.
aromaatsed süsivesinikud
Aromaatsus orgaanilistes molekulides on ühe või mitme benseeni tuuma olemasolu. 6 süsinikuaatomist koosnev ahel sulgub tsükliks, sinna tekib konjugeeritud side, mistõttu ei ole selliste süsivesinike omadused sarnased teiste süsivesinikega.
Aromaatsetel süsivesinikel (või areenidel) on suur praktiline tähtsus. Paljusid neist kasutatakse laialdaselt: benseen, tolueen, ksüleen. Neid kasutatakse lahustite ja toorainena ravimite, värvainete, kummi, kummi ja muude orgaanilise sünteesi toodete tootmiseks.
Hapnikuühendid
Hapnikuaatomeid leidub suures rühmas orgaanilisi aineid. Need on osa molekuli kõige aktiivsemast osast, selle funktsionaalsest rühmast. Alkoholid sisaldavad ühte või mitut hüdroksüülrühma – OH. Alkoholide näited: metanool, etanool, glütseriin. Karboksüülhapetes on veel üks funktsionaalne osake – karboksüül (-COOOH).
Teised hapnikku sisaldavad orgaanilised ühendid on aldehüüdid ja ketoonid. Karboksüülhappeid, alkohole ja aldehüüde leidub suurtes kogustes erinevates taimeorganites. Need võivad olla looduslike toodete (äädikhape, etüülalkohol, mentool) saamise allikad.
Rasvad on karboksüülhapete ja kolmehüdroksüülse alkoholi glütserooli ühendid. Lisaks lineaarsetele alkoholidele ja hapetele on benseenitsükli ja funktsionaalrühmaga orgaanilisi ühendeid. Aromaatsete alkoholide näited: fenool, tolueen.
Süsivesikud
Keha olulisemad orgaanilised ained, millest rakud moodustavad, on valgud, ensüümid, nukleiinhapped, süsivesikud ja rasvad (lipiidid). Lihtsaid süsivesikuid – monosahhariide – leidub rakkudes riboosi, desoksüriboosi, fruktoosi ja glükoosi kujul. Selle lühikese nimekirja viimane süsivesik on rakkude metabolismi peamine aine. Riboos ja desoksüriboos on ribonukleiin- ja desoksüribonukleiinhapete (RNA ja DNA) koostisosad.
Glükoosi molekulide lagunemisel vabaneb eluks vajalik energia. Esiteks salvestub see teatud tüüpi energiaülekande moodustumisse - adenosiintrifosforhappesse (ATP). Seda ainet kannab veri, see toimetatakse kudedesse ja rakkudesse. Kolme fosforhappejäägi järjestikuse lõhustamisel adenosiinist vabaneb energia.
Rasvad
Lipiidid on elusorganismide ained, millel on spetsiifilised omadused. Nad ei lahustu vees, on hüdrofoobsed osakesed. Selle klassi ainete poolest on eriti rikkad mõnede taimede seemned ja viljad, närvikude, maks, neerud, loomade ja inimeste veri.
Inimeste ja loomade nahk sisaldab palju väikeseid rasunäärmeid. Nende poolt sekreteeritud saladus kuvatakse keha pinnale, määrib seda, kaitseb niiskuse kadumise ja mikroobide tungimise eest. Nahaaluse rasvkoe kiht kaitseb siseorganeid kahjustuste eest, toimib varuainena.
Oravad
Valgud moodustavad üle poole raku orgaanilistest ainetest, mõnes kudedes ulatub nende sisaldus 80% -ni. Igat tüüpi valke iseloomustab suur molekulmass, primaarsete, sekundaarsete, tertsiaarsete ja kvaternaarsete struktuuride olemasolu. Kuumutamisel need hävivad – toimub denaturatsioon. Esmane struktuur on mikrokosmose jaoks tohutu aminohapete ahel. Spetsiaalsete ensüümide toimel loomade ja inimeste seedesüsteemis laguneb valgu makromolekul selle koostisosadeks. Nad sisenevad rakkudesse, kus toimub orgaaniliste ainete süntees – muud igale elusolendile omased valgud.
Ensüümid ja nende roll
Reaktsioonid rakus kulgevad kiirusega, mida on tööstuslikes tingimustes raske saavutada tänu katalüsaatoritele – ensüümidele. On ensüüme, mis toimivad ainult valkudele – lipaasid. Tärklise hüdrolüüs toimub amülaasi osalusel. Lipaase on vaja rasvade lagundamiseks nende koostisosadeks. Ensüümidega seotud protsessid toimuvad kõigis elusorganismides. Kui inimesel pole rakkudes ühtegi ensüümi, mõjutab see ainevahetust, üldiselt tervist.
Nukleiinhapped
Esmakordselt avastatud ja raku tuumadest eraldatud ained täidavad pärilike tunnuste edasikandmise funktsiooni. Peamine kogus DNA-st sisaldub kromosoomides ja RNA molekulid asuvad tsütoplasmas. DNA reduplikatsiooni (kahekordistumisega) muutub võimalikuks päriliku teabe ülekandmine sugurakkudele - sugurakkudele. Nende ühinemisel saab uus organism vanematelt geneetilise materjali.
Varem jagasid teadlased kõik looduses leiduvad ained tinglikult elututeks ja elavateks, sealhulgas viimaste seas ka looma- ja taimeriigid. Esimese rühma aineid nimetatakse mineraalideks. Ja neid, kes sisenesid teise, hakati nimetama orgaanilisteks aineteks.
Mida selle all mõeldakse? Orgaaniliste ainete klass on kaasaegsetele teadlastele teadaolevatest keemilistest ühenditest kõige ulatuslikum. Küsimusele, millised ained on orgaanilised, saab vastata järgmiselt – need on keemilised ühendid, mis sisaldavad süsinikku.
Pange tähele, et mitte kõik süsinikku sisaldavad ühendid ei ole orgaanilised. Näiteks korbiidid ja karbonaadid, süsihape ja tsüaniidid, süsinikoksiidid ei kuulu nende hulka.
Miks on nii palju orgaanilisi aineid?
Vastus sellele küsimusele peitub süsiniku omadustes. See element on uudishimulik selle poolest, et suudab oma aatomitest ahelaid moodustada. Ja samal ajal on süsiniku side väga stabiilne.
Lisaks on orgaanilistes ühendites sellel kõrge valents (IV), st. võime moodustada keemilisi sidemeid teiste ainetega. Ja mitte ainult ühekordne, vaid ka kahekordne ja isegi kolmekordne (muidu - mitmekordne). Kui sideme kordsus suureneb, muutub aatomite ahel lühemaks ja sideme stabiilsus suureneb.
Ja süsinik on varustatud võimega moodustada lineaarseid, tasaseid ja kolmemõõtmelisi struktuure.
Seetõttu on orgaanilised ained looduses nii mitmekesised. Saate seda ise hõlpsasti kontrollida: seiske peegli ees ja vaadake hoolikalt oma peegelpilti. Igaüks meist on kõndiv orgaanilise keemia õpik. Mõelge sellele: vähemalt 30% teie iga raku massist on orgaanilised ühendid. Valgud, mis ehitasid teie keha. Süsivesikud, mis toimivad "kütusena" ja energiaallikana. Rasvad, mis salvestavad energiavarusid. Hormoonid, mis kontrollivad elundite toimimist ja isegi teie käitumist. Ensüümid, mis käivitavad sinu sees keemilisi reaktsioone. Ja isegi "lähtekood", DNA ahelad, on kõik süsinikupõhised orgaanilised ühendid.
Orgaaniliste ainete koostis
Nagu me alguses ütlesime, on orgaanilise aine peamine ehitusmaterjal süsinik. Ja praktiliselt kõik elemendid võivad süsinikuga ühinedes moodustada orgaanilisi ühendeid.
Looduses on orgaaniliste ainete koostises kõige sagedamini vesinik, hapnik, lämmastik, väävel ja fosfor.
Orgaaniliste ainete struktuur
Orgaaniliste ainete mitmekesisus planeedil ja nende struktuuri mitmekesisus on seletatav süsinikuaatomitele iseloomulike tunnustega.
Mäletate, et süsinikuaatomid on võimelised moodustama üksteisega väga tugevaid sidemeid, ühendades ahelaid. Tulemuseks on stabiilsed molekulid. See, kuidas süsinikuaatomid on ahelas ühendatud (siksakilise mustriga), on selle struktuuri üks põhijooni. Süsinik võib ühineda nii avatud ahelateks kui ka suletud (tsüklilisteks) ahelateks.
Samuti on oluline, et kemikaalide struktuur mõjutab otseselt nende keemilisi omadusi. Olulist rolli mängib ka see, kuidas molekulis olevad aatomid ja aatomirühmad üksteist mõjutavad.
Struktuuri iseärasuste tõttu ulatub sama tüüpi süsinikuühendite arv kümnetesse ja sadadesse. Näiteks võime vaadelda süsiniku vesinikuühendeid: metaan, etaan, propaan, butaan jne.
Näiteks metaan - CH 4. Selline vesiniku ja süsiniku kombinatsioon tavatingimustes on gaasilises agregatsiooni olekus. Kui kompositsioonis ilmub hapnik, moodustub vedelik - metüülalkohol CH 3 OH.
Mitte ainult erineva kvalitatiivse koostisega ainetel (nagu ülaltoodud näites) on erinevad omadused, vaid ka sama kvalitatiivse koostisega ained on selleks võimelised. Näiteks võib tuua metaani CH 4 ja etüleeni C 2 H 4 erineva võime reageerida broomi ja klooriga. Metaan on sellisteks reaktsioonideks võimeline ainult kuumutamisel või ultraviolettvalguses. Ja etüleen reageerib isegi ilma valgustuse ja kütteta.
Kaaluge seda võimalust: keemiliste ühendite kvalitatiivne koostis on sama, kvantitatiivne on erinev. Siis on ühendite keemilised omadused erinevad. Nagu atsetüleeni C 2 H 2 ja benseeni C 6 H 6 puhul.
Selles sordis ei mängi viimast rolli orgaaniliste ainete sellised omadused, mis on "seotud" nende struktuuriga, nagu isomeeria ja homoloogia.
Kujutage ette, et teil on kaks pealtnäha identset ainet – sama koostis ja sama molekulvalem nende kirjeldamiseks. Kuid nende ainete struktuur on põhimõtteliselt erinev, sellest tuleneb ka keemiliste ja füüsikaliste omaduste erinevus. Näiteks molekulaarvalemi C 4 H 10 saab kirjutada kahe erineva aine jaoks: butaan ja isobutaan.
Me räägime isomeerid- ühesuguse koostise ja molekulmassiga ühendid. Kuid aatomid nende molekulides paiknevad erinevas järjekorras (hargnenud ja hargnemata struktuur).
Mis puudutab homoloogia- see on sellise süsinikuahela tunnus, milles iga järgmise liikme saab ühe CH 2 rühma lisamisega eelmisele. Iga homoloogset seeriat saab väljendada ühe üldvalemiga. Ja valemit teades on lihtne määrata mõne sarja liikme koosseisu. Näiteks metaani homolooge kirjeldatakse valemiga C n H 2n+2 .
Kui lisandub “homoloogne erinevus” CH 2, tugevneb side aine aatomite vahel. Võtame metaani homoloogse seeria: selle neli esimest terminit on gaasid (metaan, etaan, propaan, butaan), järgmised kuus on vedelikud (pentaan, heksaan, heptaan, oktaan, nonaan, dekaan) ja seejärel tahkes olekus ained. järgnevad agregatsioonid (pentadekaan, eikosaan jne). Ja mida tugevam on side süsinikuaatomite vahel, seda kõrgem on ainete molekulmass, keemis- ja sulamistemperatuur.
Millised orgaaniliste ainete klassid eksisteerivad?
Bioloogilise päritoluga orgaanilised ained hõlmavad:
- valgud;
- süsivesikud;
- nukleiinhapped;
- lipiidid.
Esimest kolme punkti võib nimetada ka bioloogilisteks polümeerideks.
Täpsem orgaaniliste kemikaalide klassifikatsioon ei hõlma ainult bioloogilist päritolu aineid.
Süsivesinikud on:
- atsüklilised ühendid:
- küllastunud süsivesinikud (alkaanid);
- küllastumata süsivesinikud:
- alkeenid;
- alküünid;
- alkadieenid.
- tsüklilised ühendid:
- karbotsüklilised ühendid:
- alitsükliline;
- aromaatne.
- heterotsüklilised ühendid.
- karbotsüklilised ühendid:
On ka teisi orgaaniliste ühendite klasse, milles süsinik ühineb muude ainetega peale vesiniku:
- alkoholid ja fenoolid;
- aldehüüdid ja ketoonid;
- karboksüülhapped;
- estrid;
- lipiidid;
- süsivesikud:
- monosahhariidid;
- oligosahhariidid;
- polüsahhariidid.
- mukopolüsahhariidid.
- amiinid;
- aminohapped;
- valgud;
- nukleiinhapped.
Orgaaniliste ainete valemid klasside kaupa
Orgaaniliste ainete näited
Nagu mäletate, on inimkeha vundamentide aluseks mitmesugused orgaanilised ained. Need on meie koed ja vedelikud, hormoonid ja pigmendid, ensüümid ja ATP ning palju muud.
Inimeste ja loomade kehas on eelistatud valgud ja rasvad (pool loomaraku kuivmassist on valk). Taimedes (ligikaudu 80% raku kuivmassist) - süsivesikute, peamiselt komplekssete - polüsahhariidide jaoks. Sealhulgas tselluloos (ilma milleta poleks paberit), tärklis.
Räägime mõnest neist üksikasjalikumalt.
Näiteks umbes süsivesikuid. Kui oleks võimalik võtta ja mõõta kõigi planeedi orgaaniliste ainete masse, võidaksid selle võistluse just süsivesikud.
Need toimivad kehas energiaallikana, on rakkude ehitusmaterjalid ja tarnivad ka aineid. Taimed kasutavad selleks tärklist, loomadel aga glükogeeni.
Lisaks on süsivesikud väga mitmekesised. Näiteks lihtsad süsivesikud. Looduses levinumad monosahhariidid on pentoosid (sh desoksüriboos, mis on osa DNA-st) ja heksoosid (teile hästi teada glükoos).
Nagu tellised, ehitatakse suurel looduse ehitusplatsil polüsahhariide tuhandetest ja tuhandetest monosahhariididest. Ilma nendeta, täpsemalt, ilma tselluloosita, tärkliseta, poleks taimi. Jah, ja glükogeeni, laktoosi ja kitiinita loomadel oleks raske.
Vaatame hoolikalt oravad. Loodus on mosaiikide ja mõistatuste suurim meister: kõigest 20 aminohappest moodustub inimkehas 5 miljonit tüüpi valke. Valkudel on ka palju elutähtsaid funktsioone. Näiteks ehitus, organismis toimuvate protsesside reguleerimine, vere hüübimine (selleks on eraldi valgud), liikumine, teatud ainete transport organismis, need on ka energiaallikaks, ensüümide kujul toimivad kui reaktsioonide katalüsaator, pakuvad kaitset. Antikehadel on oluline roll keha kaitsmisel negatiivsete välismõjude eest. Ja kui keha peenhäälestamisel tekib ebakõla, võivad antikehad väliste vaenlaste hävitamise asemel toimida agressoritena nende enda organite ja keha kudede suhtes.
Valgud jagunevad ka lihtsateks (valgud) ja kompleksseteks (valgud). Ja neil on ainult neile omased omadused: denaturatsioon (hävitamine, mida olete kõvaks keedetud muna keetmisel rohkem kui üks kord märganud) ja renaturatsioon (seda omadust kasutatakse laialdaselt antibiootikumide, toidukontsentraatide jms valmistamisel).
Ärme jäta tähelepanuta ja lipiidid(rasvad). Meie kehas toimivad nad varuenergiaallikana. Lahustitena aitavad need kaasa biokeemiliste reaktsioonide kulgemisele. Osaleda keha ehituses – näiteks rakumembraanide moodustamises.
Ja veel paar sõna selliste uudishimulike orgaaniliste ühendite kohta nagu hormoonid. Nad osalevad biokeemilistes reaktsioonides ja ainevahetuses. Need väikesed hormoonid muudavad mehed mehed (testosteroon) ja naised naisteks (östrogeen). Need teevad meid rõõmsaks või kurvaks (kilpnäärmehormoonid mängivad olulist rolli meeleolumuutustes ja endorfiinid annavad õnnetunde). Ja nad määravad isegi kindlaks, kas oleme "öökullid" või "lõoked". Kas olete valmis hilja õppima või eelistate vara tõusta ja enne kooli kodutööd teha, ei otsusta mitte ainult teie igapäevane rutiin, vaid ka mõned neerupealiste hormoonid.
Järeldus
Orgaanilise aine maailm on tõeliselt hämmastav. Piisab vaid veidi selle uurimisse süvenemisest, et hinge tõmmata hingesugulusest kogu eluga Maal. Kaks jalga, neli või jalgade asemel juured – meid kõiki ühendab emakese looduse keemialabori võlu. See põhjustab süsinikuaatomite liitumist ahelateks, reageerimist ja tuhandete erinevate keemiliste ühendite loomist.
Nüüd on teil orgaanilise keemia lühike juhend. Loomulikult ei ole siin esitatud kogu võimalikku teavet. Mõned punktid peate võib-olla ise selgitama. Kuid võite alati kasutada meie kavandatud marsruuti iseseisvaks uuringuks.
Koolis keemiatundideks valmistumisel saate kasutada ka artiklis toodud orgaanilise aine määratlust, orgaaniliste ühendite klassifikatsiooni ja üldvalemeid ning üldist teavet nende kohta.
Rääkige meile kommentaarides, milline keemiaosa (orgaaniline või anorgaaniline) teile kõige rohkem meeldib ja miks. Ärge unustage artiklit sotsiaalvõrgustikes "jagamast", et ka klassikaaslased saaksid seda kasutada.
Palun andke teada, kui leiate artiklis ebatäpsusi või vigu. Me kõik oleme inimesed ja me kõik eksime mõnikord.
blog.site, materjali täieliku või osalise kopeerimisega on nõutav link allikale.
