Вопросы к экзамену для ВСО

СТРОЕНИЕ АТОМА. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ

1. Современные представления о состоянии электрона в атоме. Дуализм электрона. Уравнение де Бройля. Вероятностный характер движения электрона в атоме. Принцип неопределенности Гейзенберга.

2. Электронное облако. Атомная орбиталь. Характеристика энергетического состояния электрона в атоме системой квантовых чисел: главное, орбитальное, магнитное, спиновое квантовые числа, их физический смысл, взаимосвязь.

3. Последовательность заполнения атомных орбиталей электронами. Принцип минимума энергии. Принцип Паули. Правило Хунда. Основное и возбуждённое состояние атома. Связь между строением атомов и положением элементов в периодической системе. s-, p-, d-семейства элементов.

4. Метод валентных связей: основные положения метода. Ковалентная связь, её виды. Условия образования, направленность, насыщаемость, кратность. Донорно-акцепторная связь; условия её образования. Ионная связь.

5. Водородная связь. Межмолекулярные и внутримолекулярные водородные связи. Роль водородной связи в биологических системах.

ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ

6. Взаимосвязь между процессами обмена веществ и энергии в живых организмах. Химическая термодинамика как теоретическая основа биоэнергетики. Понятие о термодинамических системах, их классификация: закрытые, изолированные, открытые. Гомогенные и гетерогенные системы. Понятие о фазе и компоненте.

7. Первое начало термодинамики, его формулировка и математическое выражение. Понятие о термодинамических величинах, используемых для выражения I начала термодинамики: теплота, работа, внутренняя энергия системы. Функции состояния системы.

8. Термодинамический процесс. Процессы изохорные, изобарные. I начало термодинамики для изобарного и изохорного процессов. Энтальпия как функция состояния системы.

9. Понятие о термохимии. Химическая реакция как термодинамический процесс. Экзо- и эндотермические реакции, их значение для биологических систем.

10. Термохимические уравнения. Закон Гесса и следствия из него. Стандартные энтальпии (теплоты) образования веществ. Термодинамические расчеты и их использование для энергетической характеристики биохимических процессов.

11. Второе начало термодинамики. Понятие об энтропии. Энтропия как мера неупорядоченности системы. Закономерности изменения энтропии при фазовых переходах и химических реакциях.

12. Термодинамические потенциалы: энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал) и энергия Гельмгольца (изохорно-изотермический потенциал). Термодинамические условия равновесия в системе (равновесие химической реакции).

.

Основы химической кинетики
и химического равновесия

13. Предмет химической кинетики. Химическая кинетика как основа для изучения скоростей и механизма биохимических процессов. Реакции простые (одностадийные) и сложные (многостадийные), гомогенные и гетерогенные, примеры.

14. Зависимость скорости химической реакции от природы и концентрации реагирующих веществ. Закон действующих масс.

15. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа и температурный коэффициент скорости реакции. Особенности зависимости скорости биохимических процессов от температуры.

16. Уравнение Аррениуса; энергия активации реакции, активные молекулы; теория активных соударений. Понятие о теории переходного состояния.

17. Катализ и катализаторы. Теории гомогенного и гетерогенного катализа. Биокатализаторы. Особенности биокаталитических процессов. Роль катализа в жизнедеятельности организма.

18. Обратимые и необратимые химические реакции. Константа химического равновесия. Прогнозирование смещения химического равновесия на основе принципа Ле-Шателье.

РАСТВОРЫ

19. Понятие о растворах. Жидкие растворы. Вода как растворитель. Механизм процесса растворения. Сольватная (гидратная) теория растворов. Роль растворов жизнедеятельности организмов.

20. Насыщенный пар; давление насыщенного пара; относительное понижение давления насыщенного пара над разбавленными растворами нелетучих неэлектролитов. Закон Рауля. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов неэлектролитов и их зависимость от концентрации. Криоскопическая и эбуллиоскопическая постоянные.

21. Диффузия в растворах. Факторы, влияющие на скорость диффузии. Закон Фика. Роль диффузии в биологических процессах.

22. Осмос. Осмотическое давление и способы его определения. Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов. Закон Вант-Гоффа. Гипо-, гипер- и изотонические растворы, применение в медицине. Формирование отёка. Гемолиз, плазмолиз. Роль осмоса и осмотического давления в биологических системах. Изоосмия организма.

23. Теория электролитической диссоциации. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Отклонение растворов электролитов от законов Рауля и Вант-Гоффа. Изотонический коэффициент. Связь изотонического коэффициента со степенью диссоциации.

24. Растворы слабых электролитов. Применение закона действующих масс к процессу диссоциации слабых электролитов. Константа диссоциации. Закон разведения Оствальда.

25. Основные положения теории растворов сильных электролитов. Активности и коэффициент активности. Ионная сила раствора.

26. Вода как электролит. Ионное произведение воды. Водородный показатель рН. Интервалы значений рН различных жидкостей человеческого организма.

27. Буферные растворы, состав, классификация, свойства. рН буферных растворов. Уравнение Гендерсона-Гассельбаха, его применение к буферным системам крови.

28. Механизм действия буферных растворов. Буферная емкость, её зависимость от различных факторов. Значение буферных растворов для организма человека.

Биоорганическая химия

УГЛЕВОДЫ

29. Моносахариды, их классификация. Стереоизомерия моносахаридов; D- и L- стереохимические ряды. Открытые и циклические (пиранозные, фуранозные) формы, их взаимопревращения в растворе; α- и β-аномеры. Формулы Фишера и Хеуорса. Циклооксотаутомерия, мутаротация.

30. Химические свойства моносахаридов Окислительно-восстановительные реакции моносахаридов. Значение этих реакций.

31. О- и N-гликозиды. Их образование и гидролиз; биологическая роль. Реакция фосфорилирования моносахаридов и ее биологическое значение

32. Олигосахариды; Дисахариды, их строение, циклооксотаутомерия. Восстанавливающие и невосстанавливающие дисахариды, примеры. Гидролиз дисахаридов. Биологические функции.

33. Полисахариды; классификация полисахаридов. Гомополисахариды: крахмал, гликоген. Строение, гидролиз, биологическая роль.

34. Гетерополисахариды. Представители гетерополисахаридов: гиалуроновая кислота, гепарин. Строение, биологическая роль в организме.

АМИНОКИСЛОТЫ. ПЕПТИДЫ. БЕЛКИ

35. Строение и стереоизомерия α-аминокислот, входящих в состав белков. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Классификация с учетом химической природы радикала и его способности взаимодействовать с водой.

36. Кислотно-основные свойства аминокислот. Изоэлектрическая точка нейтральных, кислых и основных аминокислот.

37. Химические свойства α-аминокислот как гетерофункциональных соединений: образование внутрикомплексных солей, реакции этерификации. Взаимодействие с азотистой кислотой и формальдегидом.

38. Биологически важные реакции аминокислот. Образование аминокислот в результате восстановительного аминирования и реакции трансаминирования. Реакции дезаминирования (окислительного и неокислительного), декарбоксилирования. Условия их протекания в организме.

39. Полипептиды и белки. Образование, гидролиз (частичный и полный). Электронное и пространственное строение пептидной группы. Первичная структура пептидов и белков.

40. Вторичная структура белков (α-спираль и β-складчатая структура); стабилизация в пространстве. Третичная структура белков; взаимодействия, стабилизирующие третичную структуру.

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

41. Структурные компоненты нуклеиновых кислот: нуклеиновые основания (пиримидиновые и пуриновые), пентозы, фосфорная кислота. Нуклеозиды, нуклеотиды, характер связи между их структурными компонентами; гидролиз.

42. Первичная и вторичная структуры нуклеиновых кислот, их нуклеотидный состав. Взаимодействия, стабилизирующие вторичную структуру ДНК. Биологическая роль ДНК и РНК.

ЛИПИДЫ

43. Общее представление о липидах. Классификация липидов. Структурные компоненты липидов – жирные высшие кислоты; их структура и свойства. Триацилглицерины; состав, строение, свойства (гидролиз, реакции присоединения, окисления), биологическая роль.

44. Глицерофосфолипиды, их состав, строение, гидролиз, биологическая роль