- Умный справочник
- Химия
- Основы биохимии
Основы биохимии
Биохимия изучает процессы, лежащие в основе жизнедеятельности. Ее предметом являются биоорганические соединения, то есть классы органических молекул, широко представленные в живых организмах.
Классы биоорганических молекул
В ЕГЭ встречаются только три типа биоорганических молекул: аминокислоты, жиры и углеводы.
Приятного изучения статьи! Если хочешь подготовиться на 90+, то обязательно посмотри вот эти способы подготовки (жми, чтобы перейти на сайт и узнать подробнее) 💜
Аминокислоты
В общем виде аминокислота выглядит так. Каждая аминокислота состоит из аминогруппы, карбоксильной группы и уникального для каждой аминокислоты радикала. Аминокислоты – мономеры пептидов и белков.
Всего есть 20 основных радикалов, из которых для ЕГЭ надо знать только 11, их формулы смотри в статье по тривиальным названиям. Часть из этих 11 аминокислоты встречаются постоянно, а часть была анонсирована составителями, как необходимые. Если ты поступаешь в медицинский, я бы советовал выучить все 20 аминокислот. Они тебе так и так понадобятся и на 1 курсе, и на 2 курсе.
Так как у аминокислот есть аминогруппа, для них характерны все свойства аминов. Читай про них в нашей статье по аминам.
Так как у аминокислот есть карбоксильная группа, для них характерны все свойства карбоновых кислот, по которым у нас тоже есть статья.
Аминокислоты обычно амфотерные соединения, поэтому не реагируют с амфотерными оксидами.
Аминокислоты могут взаимодействовать друг с другом с образованием пептидов. Например, при взаимодействии глицина и аланина образуется дипептид глицилаланин.
Полученные пептиды могут гидролизоваться — распадаться под действием воды на компоненты, из которых образовались.
Если у аминокислот в радикале есть какие-то дополнительные функциональные группы, то с ними можно проводить свои реакции. Например, у серина в радикале есть группа -OH, а у фенилаланина – бензольное кольцо. Соответственно, для них будут характерны в том числе свойства спиртов и аренов соответственно.
Ксантопротеиновая реакция
Белок + HNO₃(конц) → желтое окрашивание
Биуретовая реакция
Белок + щелочной раствор CuSO₄ → фиолетовое окрашивание
Осаждение тяжелых металлов
Белок + соль тяжелого металла → нерастворимое соединение
Жиры
Жиры являются сложным эфирами глицерина и высших жирных кислот.
Высшими жирными кислотами являются насыщенные пальмитиновая С₁₅H₃₁COOH и стеариновая кислоты C₁₇H₃₅COOH, а также ненасыщенные олеиновая C₁₇H₃₃COOH и линолевая С₁₇H₃₁COOH кислоты.
Во второй части не встречаются задания, где нужно было бы написать формулу жира, но в разных теоретических материалах может встретиться такая запись. Волнистая линия обозначает углеводородный хвост, длина которого не имеет значения.
Если молекула жира включает 3 олеиновые кислоты, то она называется триолеат. Если 3 пальмитиновые кислоты — трипальмитат.
Если жир включает ненасыщенные жирные кислоты, для такой молекулы характерны в том числе свойства алкенов. Например, гидрирование в присутствии одного из 3 катализаторов — Pt, Pd или Ni.
Так как жиры являются сложными эфирами, то для них характерны типичные для сложных эфиров реакции: водный и щелочной гидролиз.
Водный гидролиз:
Щелочной гидролиз:
Углеводы
Углеводы называются именно так, потому что если посмотреть на их молекулярную формулу Cn(H₂O)m, то можно увидеть, что они состоят из угля и воды.
Сами формулы углеводов запоминать не нужно, надо лишь понять и выучить принцип их классификации.
В зависимости от наличия альдегидной или кето-группы моносахариды делятся на альдозы (глюкоза, манноза, галактоза, рибоза) и кетозы (фруктоза).
Моносахариды можно изображать одним из двух способов. Вникать, как это получилось, не надо. Надо только узнавать оба варианта записи.
То есть моносахариды являются одновременно и многоатомными спиртами, и альдегидами или кетонами. Поэтому для них характерны свойства спиртов и альдегидов или кетонов.
При добавлении окислителя альдегидная группа глюкозы окисляется в группу -COOH, и образуется глюконовая кислота. Но так как среда щелочная, то в продуктах будет глюконат аммония.
Так как у фруктозы не альдегидная группа, а кето-группа, она в реакцию серебряного зеркала не вступает.
При добавлении водорода альдегидная группа глюкозы восстанавливается в группу -OH и образуется сорбитол.
Брожение. Под действием ферментов (белковых катализаторов) глюкоза может превращаться в этанол или молочную кислоту.
Альдегидная группа одного моносахарида может взаимодействовать со спиртовой группой другого, в результате чего образуются полимеры — дисахариды и полисахариды.
В зависимости от того, какой стороной моносахариды соединяются друг с другом, дисахариды делятся на 2 группы — восстанавливающие (вступают в реакцию серебряного зеркала) и невосстанавливающие (НЕ вступают).
Восстанавливающие дисахариды: мальтоза, лактоза.
Невосстанавливающие дисахариды: сахароза.
К полисахаридам относятся целлюлоза, крахмал, гликоген, хитин и муреин. Как и другие биоорганические полимеры, их можно гидролизовать до моносахаридов. В реакцию серебряного зеркала полисахариды не вступают.
Крахмал + I₂ → синее окрашивание.