Chapter 1: Matter and Measurement

advertisement
General Chemistry
Principles and Modern Applications
Petrucci • Harwood • Herring
8th Edition
Bölüm 28: Canlıların Kimyası
040050030
Philip Dutton
University of Windsor, Canada
N9B 3P4
Prentice-Hall © 2002
Konular
28-1
28-2
28-3
28-4
28-5
28-6
Yaşayan Sistemlerin Kimyasal Yapısı:Kısa Bir
Bakış
Lipitler
Karbonhidratlar
Proteinler
Metabolizma Olayları
Nükleik asitler
Özel Konu Protein Sentezi ve Genetik Şifre
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 2 of 57
28-1: Yaşayan Sistemlerin Kimyasal
Yapısı: Kısa Bir bakış
• Tek hücreli bitki ve hayvanlardan insanoğluna kadar bütün canılar
oldukça karmaşık maddeler içerirler. Bu yaşayan sistemlerde varlığı
bilinen elementlerden yaklaşık kadarı ölçülebilir derişimlerdir.İnsan
vücudunun kütlece % 96 sı dört elementten (karbon,hidrojen, oksijen
ve azot) oluşturmuştur.Canlılarda bulunan belli başlı elementler şekil
28-1 de verilmiştir. Şekil 28-2 de görüldüğü gibi canlıların karmaşık
yapıları birkaç basit çevresel kaynaktan – N2 , H2 ,ve CO2 – birkaç
aşama ile sentezlenir.
• Canlı organizmalarda en çok bulunan sudan sonra, en bol bulunan
bileşikler lipitler,karbonhidratlar, proteinler ve nükleik asitlerdir. Bu
bölümün başlıca konusu işte bu makromoleküllerdir.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 3 of 57
Şekil 28-1: Canlılarda bulunan
elementler
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 4 of 57
Şekil 28-2: Hücrenin düzenlenmesi
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 5 of 57
28-2: Lipitler
•
Lipitler yapılarına göre değil, fiziksel özelliklerine göre daha iyi
tanımlanır.Bitki ve hayvan dokularının bileşilenleri olan lipitler
kloroform, karbon tetra klorür, dietil eter ve benzen gibi polarlıgı az
çözücülerde çözünebilirler. Pek çok bileşik bu tanıma uyarsa da biz
burada yalnızca en yaygın lipitleri, yani trigliseritleri inceleyeceğiz.
•
Trigiseritler gliserin ile uzun zincirli ve bir değerli karboksilli asitlerin
(yağ asitleri) verdiği esterlerdir. Bazı yaygın yag asitleri çizelge 28-1 de
verilmiştir. Trigliserit bir genel isimdir; triglseritlerin sistematik adı
triaçilgliserinlerdir. Gliserin üclü karbon iskeletini, yağ asitleri de açil
gruplarını oluşturur.
•
Eğer bütün açil grupları aynı ise, tirgiliserit, basit trigilserit, aksi halde
karısık trigliserittir.bir gliseridin adlandırılmasında, önce gliseril adı,
takiben üç açil grubu icin bileşiğin adı yazılır. Açil grupları, gliseril
iskeletine baglandıkları sıraya göre adlandırılır.İlk iki isim o ile
biterken,üçüncü ad at ile biter. Bütün açil grupları aynı ise, tri ön eki ile
birlikte sadece at son eki kullanılır.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 6 of 57
28-2 Lipitler
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 7 of 57
Table 29.1 Some Common Fatty Acids
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 8 of 57
Sabunlaşma
Trigliseritler bazik çözeltilerde gliserine ve yag asidi tuzlarına hidroliz
olurlar.
Bu hidroliz işlemine sabunlaşma oluşan yag asidi tularına ise sabun
adı verilir
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 9 of 57
Yağlar
• Katı sıvı ve yağların her ikisi de trigliseritlerdir fakat bunlar,
trigliseritlerdeki asit bileşeninin niteliği bakımından farklıdır. Katı
yağlar, doymuş yağ asidi bileşenlerinin fazla olduğu gliseril esterleri
olup, oda sıcaklığında katıdırlar. Sıvı yağlar ise fazlaca doymamış yağ
asitlerine sahiptir ve oda sıcaklıgında sıvıdır.Yağların bileşimleri
değişkendir ve yalnızca belirli bitki yada hayvan türlerine değil,
beslenme ve iklim koşullarına da bağlıdır.
• Yağlar saf iken renksiz, kokusuz ve tatsızdırlar. Karakteristik koku,
renk ve tatları içlerinde bulunan organik safsızlıklardan ileri gelir.
• Fosfolipitler
• Fosfolipitler bütün hayvan hücrelerinde bulunur ve sinir dokularında
özellikle etkilidir. Bunlar gliserin, yağ asitleri, fosforik asit ve bir azot
içeren bazdan türetilir.hücre zarları, hidrofilik başları sulu ortamda ve
hidrofobik kısımları kolesterol ve proteinlere batmış durumda olan çift
tabakalı fosfolipitlerden oluşur
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 10 of 57
Butter
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 11 of 57
Table 28.2 Some Common Fats and Oils
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 12 of 57
Kalorisiz yağlar
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 13 of 57
Fosfolipitler
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 14 of 57
Fosfolipitler
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 15 of 57
28-3 Karbonhidratlar
• Karbonhidratın sözlük anlamı sulu karbondur : Cx(H2O)y.Buna göre,
sakkaroz yada şeker kamışı şekeri (C12H22O11), C12(H2O)11 e eşdeğerdir.
Daha anlamlı bir şekilde tanım şöyledir: karbonhidratlar polihidroksi
aldehitler, polihidoksi ketonlar, bunların türevleri yada hidroliz
olduklarında bunları veren bileşiklerdir. Keton yapısında olan
karbonhidratlara ketozlar, aldehit yapısında olanlara aldozlar denir.
Beş karbonlu karbonhidratlar pentoz, altı karbonlular heksoz, vb. adını
alırlar.
En basit karbonhidratlar monosakkaritlerdir. İkiden ona kadar
monosakkaritin birbirine baglanmasıyla oluşan karbonhidratlara
oligosakkaritler denir. Bunlar, taşıdıkları monosakkarti birimlerinni
sayısına göre disakkarit, trisakkarit gbi adlar alırlar. Mono ve
oligosakkaritlere şekerler de denir. 10 dan fazla monosakkarit birimi
iceren karbonhidratlara polisakkaritler adı verilir
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 16 of 57
Gliseraldehin optik izomerleri
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 17 of 57
28-3 Karbonhidratlar
• Asimetrik bir karbona baglı grubun düzenine mutlak konfigürasyon
denir.
• Bir yada iki kiral merkezli bileşiklerin bu yöntemle göstermek nispeten
kolaydır. Ama kiral merkez sayısı artıkça bu yöntem in kullanılması
zorlaşır. Örneğin, karbonhidratlarda zorlukla karsılaşılır.Alman
kimyacı Emil Fischer, üç boyutlu yapıları iki boyutlu yapılar halinde
çizmenin yolunu bulmuştur. Bu yeni formule Fischer izdüşüm
formülü diyoruz. Bu yöntem iki bakımdan önemlidir: birincisi, kiral
bir karbonun stereokimyasının nasıl iki boyutlu gösterileceğini belirtir;
ikincisi, karbon zincirinin sayfa üzerinde nasıl çizileceğini kurallara
baglar.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 18 of 57
Fischer yöntemi
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 19 of 57
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 20 of 57
Diastereomerik ilişki
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 21 of 57
Monosakkaritler
• Dogada 16 aldoheksoz olasıysa da dogada daha çok üçü (D-galaktoz, Dglukoz ve D- manoz) bulunmaktadır. Bu üç şeker molekülünün cok azı
acık zincir yaprısda bulunur. Herbirinin en cok bulundugu yapısal hali
halkalı yapılardır.
• Halka selkindeki monosakkaritlerin adlandırılması karısktır,fakat
adlardaki her terim kesin bir anlam içerir.Buna göre , D-(+)- glukoz
adı acık zincirli, D konfigürasyonunda ve saga ceviren (+) glukozu
belirtir.
• İndirgen şeker denen bazı şekerlerde, Cu2+ (aq) ile indirgenme –
yükseltgenme tepkimesi verebilen acık incirli şeklin, halkalı şekil ile
dengede olan miktarı önemli bir büyüklük oluşturur.bu redoks
tepkimesinde Cu2+ (aq) kırmızı Cu2O çökeligine indirgenirken,şekerin
aldehit grubu ait grubuna yükseltgenir.Bir çözeltinin indirgen olup
olmadığı Fehling çözeltisi yada Benedict çözeltisi ile denenebilir.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 22 of 57
Glukoz molekülündeki halka kapanması
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 23 of 57
D- Glukozun 
Prentice-Hall © 2002
ve  yapıları
General Chemistry: Chapter 28
Slide 24 of 57
Disakkaritler
• İki monosakkarit molekülünden bir su molekülü ayrılırsa bir
disakkarit molekülü oluşur. Bir disakkarit tanımlanırken iki
önemli noktayı gözönüne almalıyız: birincisi, monosakkairt
birimleri nelerdir ?,ikincisi bu birimlerin baglanması  mı, yoksa
 mıdır?Doğal yollarla meydana gelen disakkaritlere şunlar örnek
verilebilinir: maltoz,sellobiyoz,laktoz ve sakkaroz.
• Maltozda, bir glukoz biriminin C-1 hidroksil grubundaki bir H
atomu ikici bir glukoz biriminin C-4 atomu üzerindeki hidroksil
grubu ile tepkimeye girer.İki birim  halinde bağlanır. Maltozun
halkalı yapısı ve acık zincir yapısı arasında denge olasıdır, bu
yüzden maltoz bir indirgen şekerdir.Maltoz malt enziminin nişasta
üzerine etkisiyle elde edilir.Maya varlığında, maltoz
fermantasyona uğrar,önce glukoza ve sonra da etanol ve
karbondioksite dönüşür.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 25 of 57
Bazı yaygın disakkaritler
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 26 of 57
Polisakkaritler
• Polisakkaritler, monosakkaritlerin oksijen köprüsü ile birbirine
bağlandığı uzun zincirlerdir.Hububat,pirinç,mısır ve patateste bol
miktarda bulunan nişasta, 20 bin ile 1 milyon aka molekül
kütlesine sahip bir polisakkarittir.bir çok bitkinin karbonhidrat
deposudur.
• Glikojen, hayvanların karbonhidrat deposu olup, karaciğer ve kas
dokularında birikir.Molekül kütlesi nişastadan daha büyüktür ve
polisakkarit zinciri daha çok dallanmıştır.
• Selüloz bitkilerin temel yapı taşıdır.odun hamuru, pamuk ve
samanın başlıca birleşenidir. Tamamen hidroliz edilirse, glukoz
verir. Selülozun molekül kütlesi 300 bin ile 500 bin akb arasında
olup, buda 1800- 3000 glukoz birimine karşılık gelir.İnsan dahil
bir cok hayvan  bagını koparacak enzime sahip olmadığından
selüloz sindirilemez.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 27 of 57
Yaygın İki Polisakkarit
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 28 of 57
Fotosentez
• Fotosentez olayı, karbondioksit ve suyun bitkiler tarafından
karbonhidrata dönüştürülmesidir.bu olayda anahtar klorofil ve
güneş ışığıdır.
• Calvin tarafından önerilen ve günümüzde halen kabul edilen
mekanizmaya göre 6 mol karbon dioksitin 1 mol glukoza
dönüşmesi 100 kadar basamak üzerinden yürür. Bu mekanizma
karbon -14 radyoaktif izi kullanarak büyük ölçüde
açıklanmıştır.fotosentez iki basamağa ayrılmıştır: 1.güneş
enerjisinin kimyasal enerjiye dönüşmesi(ışık tepkimesi) 2.enzimler
tarafından karbonhidrat ara ürünlerin sentezi. Bu tepkime ışık
olmadan yürüyebilir ve karanlık tepkime adını alır.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 29 of 57
Biyokütle
• Biyokütle, yaşayan herhangi bir maddedir.. Fotosentezle üretilen
selüloz,nişasta ve şekerler biyokütlenin önemli bir bileşenidir.Bitki
biyokütlesi doğrudan bir aykıt olarak kullanılabilinir yada yakıt
veya kimyasal ham madde olarak kullanılabilen diğer gaz, sıvı ve
katı maddelere dönüştürülebilir.
• En çok bilinen en yaygın uygulanan dönüşüm yöntemi şekerin
etanole fermantasyonudur.Fermantasyon, havasız ortamda bir
mikroorganizma etkisi ile organik maddenin bozunmasını içerir.
• Bitkiyi fosil yakıtlara dönüştürmek, jeolojik işlemler ve jeolojik
zaman ölçeği gerektirir. Bu nedenle , bu yakıtların enerji kaynağı
ve ham madde olarak gelecekteki bulunabilirlikleri sınırlıdır.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 30 of 57
28-4 Proteinler
• Proteinler -amino asitlerden oluşmuş, büyük molekül ağırlığına
sahip polimerlerdir. Bilinen -amino asitlerin yaklaşık 20 kadarı
pek çok bitki ve hayvan protein in ana bileşenidir. Bu asitlerden
bazıları Çizelge 28-4 de verilmiştir.
• Proteinler protoplazmanın temelini oluştururlar ve bütün yaşayan
organizmalarda bulunurlar.Protein kas, deri, saç ve diger dokular
biçiminde , vücudun iskelet dışındaki kısmını oluştururlar. Enzim
şeklinde biyokimyasal tepkimler katalizler, hormon olarak
metabolik olayları düzenlerler ve yabancı organizma ve yabancı
maddelerle savaşırlar.
• Amino asitlerin mutlak konfigürasyonlarının saptanmasında
referans bileşik yine gliseraldehittir.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 31 of 57
28-4 Proteinler
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 32 of 57
Amino asitlerdeki izoelektonik form
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 33 of 57
Table 28-3 Some Common Amino Acids
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 34 of 57
Peptitler
İki amino asit molekülü bir su molekülü kaybederek birbirlerine
bağlanabilir ve dipeptitleri oluştururlar.Amino asitler arasındaki
bağa ise peptit bağı denir.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 35 of 57
Tripeptitler
N-terminal
C-terminal
Gly-Ala-Ser
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 36 of 57
Sıralama
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 37 of 57
Protein yapıları
• Bir proteini oluşturan polipeptit zincirindeki amino
asitlerin gerçek sıralanmasını gösteren yapıya birincil
yapı adı verilir.
• Bir protein zincirinin biçimine ikincil yapı denir. X
ısınları altında incelenen polilisinin, polipeptidin
sarmal yapıda olduğu, dolaysıyla diğer protein
zincirlerinin de bu şekilde olabileceği düşünülmüştür.
• Bir protein molekülünün sekli ise ile ilgili ifade ise
ücüncü yapı ile açıklanır.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 38 of 57
Bir proteinin ikincil yapısı: -sarmal
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 39 of 57
-keratinin pileli tabaka modeli
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 40 of 57
Proteinin üçüncül yapısına katkıda
bulunan bağlanmalar
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 41 of 57
Proteinin dört yapısı
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 42 of 57
28-5 Metabolizma Olayları
• Canlı organizmaların dış görünüşleri farklı olmasına
karsın, yaşamlarını sürdürebilmelerini sağlayan kimyasal
olayların çok benzer olması şaşırtıcıdır. Canlılarda
görülen kimyasal tepkimelerin hepsine birden
metabolizma denir.maddenin parçalandığı metabolik
tepkimler yıkım(katabolizm), basit maddelerden
karmasık maddelerin oluşan tepkimelere ise sentez
(anabolizm) reaksiyonları denir.matabolizma da yer alan
maddelere matabolitler denir.
• Karbonhidrat metabolizması: insanların başlıca enerji
kaynağı olan nişastanın çeşitli reaksiyonlardan geçerek
glukoza dönüşmesinin gerçekleştiği matabolizmadır.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 43 of 57
Karbonhidrat metabolizması
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 44 of 57
Metabolizmalar
• Lipit Metabolizması: Yağlar ince bağırsakta lipaz enzimleri
yardımıyla sindirilir.ürün olarak gliserin, mono ve digliseritlerin
karışımları ve yag asitleri oluşur.Yağ asitleri bir seri tepkime ile ,enerji
açığa çıkararak karbondioksite ve ya suya yükseltgenirler.
• Protein metabolizması: proteinlerin bir çok tepkimeye uğrayarak
serbest amino asitlere dönüşmesini sağlayan metabolizmadır.Oluşan
serbest amino asitler protein sentezinde kullanılır.
• Enzimler: enzim protein içeren biyolojik bir katalizördür.Her
biyolojik dönüşümün kendine özgü bir enzimi vardır ve her enzim,
sıcaklık yada pH değişimine gerek duymadan kendi tepkimesini
katalizler.Enzimler girdikleri reaksiyondan girdikleri şekilde aynen
çıkarlar
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 45 of 57
Metabolizmadaki enerji ilişkileri
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 46 of 57
Enzimler
E + S  ES → E + P
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 47 of 57
Enzim mekanizması
→
→
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 48 of 57
Enzim mekanizması
→
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 49 of 57
28-6 Nükleik asitler
• Canlı organizmasındaki lipitler, karbonhidatlar, proteinler ve su
dısındaki %1 lik kısmı olusturan yaşamın temel maddeleri nükleik
asitler olarak tanımlanır.hücrenin metabolik etkinliklerini
yönlendiren bilgi taşıyıcılardır.bunlar DNA ve RNA dır.
• DNA hücre cekirdegi icinde ,protein de iceren ve kromozom adı
verilen cubuk seklinde yapılar üzerinde bulunur.DNA kusaktan
kusaga gecen kalıtsal bilgileri icerir. Kromozomlar boyunca belirli
bölgeler genler olup belirli özellikleri denetleyen DNA
sırasıdır.DNA, pentoz sekeri 2 deoksiriboz, purin bazları adenin ve
guanin, primidin bazları sitosin ve timinden olusur.RNA ,
deoksiriboz yerine riboz ve timin yerine urasil bazı icerir. Hem
DNA hem de RNA fosfat grupları icerir.
• Bazlar eşleme kuralı ile eşitlenir. A=T
G=C
A+G=C+T
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 50 of 57
28-6 Nükleik asitler
• DNA nıjn kabul edilen bicimi ikli sarmal seklindedir.
• DNA moleküllerini kopyalanabilme yetenegi vardır.
Yani kendilerinin tam kopyalarını yapabilirler. Bir
DNA molekulunun kopyalanmasında kritik basamak,
molekülün seritlere acılmasıdır. Acılma olurken, hücre
cekirdegindeki serbest nükleotitler, iki tek seridin
acılmıs kısımlarına baglanır.Her biri, bir eski, bir yeni
serit iceren yeni bir DNA ikili sarmalı olusturur.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 51 of 57
Nükleik asitlerin bileşenleri
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 52 of 57
Nükleik asit zincirinin bir kısmı
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 53 of 57
DNA Modeli
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 54 of 57
DNA nın kopyalanması
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 55 of 57
Özel konu Protein sentezi ve genetik şifre
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 56 of 57
Protein sentezi
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 57 of 57
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 28
Slide 58 of 57
Download
Random flashcards
canlılar ve enrji ilişkileri

2 Cards oauth2_google_d3979ca9-59f8-451c-9cf7-08c5056d5753

qweeqwqwe

5 Cards oauth2_google_78146396-8b44-4532-a806-7e25cc078908

En Mimar Architecture LTD ŞTİ XD

2 Cards asilyasar069

KALPTE İLETİM NOKTALARI

3 Cards oauth2_google_cfd2531f-f18a-45fd-9d97-afe31596ce7b

Create flashcards