پاورپوینت مبانی بیوشیمی

، شبکه آموزشی پژوهشی دانشجویان مادسیجایران

Madsg.com

!!!!مادسیج یعنی دهکده علم و دانش ایرانمادسیج یعنی دهکده علم و دانش ایران

2

هواالول

یبيوشيم یمبان شناس ) زيست یرشته )

ربان : عذرا دكتر یچادگان یمؤلف

مقدم : صالح مسعود دكتر كننده تهيه

باقریه : فریبا تنظیم و طراحی

3

مطالب فهرستصفحه : کلیات اول 3گفتار

صفحه : ها کربوهیدرات دوم 46گفتارصفحه : لیپیدها سوم 66گفتارصفحه : ها پروتئین چهارم 80گفتارصفحه : ها آنزیم پنجم 94گفتار

صفحه : نوکلئیک اسیدهای ششم 117گفتارصفحه : ها کوآنزیم و ها ویتامین هفتم 135گفتار

صفحه : انرژیک بیو اصول هشتم 153گفتارصفحه : ها کربوهیدرات متابولیسم نهم 162گفتارصفحه : لیپیدها متابولیسم دهم 182گفتار

صفحه : کربس چرخه ، تنفسی زنجیره یازدهم 199گفتاراکسیداتیو : فسفوریالسیون و الکترون انتقال ، تنفسی زنجیره دوازدهم گفتار

208صفحه صفحه : فتوسنتز سیزدهم 219گفتار

صفحه : دار نیتروژن ترکیبات متابولیسم چهاردهم 227گفتارصفحه : ها پروتئین و نوکلئیک اسیدهای بیوسنتز پانزدهم گفتار

238

4

كليات : گفتاراول

5

آموزش :یكلی هدف

بيوشيم یآشناي دانش تاريخچه تركيبات یبا و عناصر ،برخ یاصل و زنده ماده ها ی سازنده ییشيميا یپديده

ها واكنش در درگير ی .زيست یمهم

6

ها :ییجز یآموزش یهدف

بيوشيم دانش مفهوم و ا یمعنا خالصه شكل ی، و تاريخچه ازآن .یگير

کربن .یعناصراصل عنصر اهمیت و زنده ماده دهنده تشكيلهای مولکول در آن اهمیت و دالیل ، کربن ترکیبات تنوع چگونگی

آلی .انواع و فضایی ایزومرهای انواع های ویژگی و مشخصات

شیمیایی . پیوندهایماده در آن اهمیت سبب که آب مهم شیمیایی و فیزیکی خواص

شود . زنده میهای یون تفییرات میزان OHو Hچگونگی و PHکه ها محلول

و اسیدی سازد .ب خاصیت می مشخص را ها آن ازیو و نقش ساختار در زیستی های مولکول ماکرو و ها نمک اهمیت

زنده ماده . عملکرد

7

: بیوشیمی دانش تاریخچه

اوره مانند زیستی ترکیبات از بعضی آزمایشگاهی سنتزوولر آن برخی) 1828( توسط بر را دانشمندان از

زیستی اختصاصات تا و داشت توجیه شیمی دانش با راکند . تفسیر

8

بیگ لی فیزیولوژی وان شیمی مطالعه باکرد : ثابت

نه و است غذایی مواد سوختن نتیجه بدن گرمایزیستی .نیروی

9

سیلر بار هوپ نخستین برای ، هموگلوبین،و سازی جدا را خون رنگ سرخ ماده یعنی

کرد . شناساییسال در یک 1877او عنوان به را بیوشیمی کلمه ،

و مطرح فیزیولوژی دانش از جدا و مستقل دانشکرد . معرفی

10

بیوشیمی : دانش توسعه دوران

نوزرهم صده و هجدهم صده اواسطدهند می انجام را الکلی تخمیر که مخمرها کشفزیستی های کاتالیست عنوان به ها آنزیم کشفپروتئین ساختاری واحدهای عنوان به آمینه اسیدهای کشف هاها ویتامین ، لیپیدها ، ها هورمون شناساییها آنزیم کردن متبلوراوره چرخه کشفکربس چرخه کشفکریک و واتسون توسط یاخته ژنتیکی ماده ساختار کشف

سال 1953در

11

دهند تشکیل زنده هماد هعناصر

زمین پوسته در و انسان بدن در موجود اصلی عناصر مقایسه

پوسته در موجود اصلی عناصر زمین

بدن در موجود اصلی عناصر انسان

اکسیژن سیلیسیم 47

آلومینیم 28 آهن 7/ 9

کلسیم 4/ 5 5 /3

/ 5 سدیم پتاسیم 2 منیزیم 2/ 5

2 /2

هیدروژن 63

/ 5 اکسیژن 25

/ 5 کربن 19

/ 4 نیتروژن 1

کلسیم 31 /0

/ 22 فسفر 0

/ 13 گوگرد 0

/ 08 کلر 0

/ 06 پتاسیم 0

12

زنده : موجودات در فراوان عنصر چهار

H هیدروژن

O اکسیژن

C کربن

N نیتروژن

مجموع تود 99در کل می هدرصد تشکیل را یاختهدهند .

13

درصد 60تا 50 کربندرصد 10تا 8 نیتروژندرصد 30تا 25 اکسیژن

درصد 4تا 3 هیدروژن

دهند . می تشکیل را زنده های یاخته خشک وزن

14

فسفر Sگوگرد مهم Pو عنصر دو نیزهستند . زیستی

های و Na و Cl ، Mg ، Ca ، Kیونهستند . ضروری و موجود زیستی فرایندهای در

15

ماد در موجود کمیاب زنده :هعناصر

Fe ، Cu ، Zn ، Mn ، Co ، I ، Mo ، V ، Cr ، Ni ، F ، Se ، Si ، Sn ، B ، As

16

آن : اتصاالت و کربن عنصر

بدن خشک وزن از نیمی از بیش که زنده موجودات شیمیتشکیل را ها زند . آن می دور کربن محور حول ، دهد می

خود بیرونی قشر های الکترون کردن پر برای کربن اتم ( تایی ( هشت آرایش دارد الکترون چهار به نیاز

ـ کربن اتصاالت ایجاد و یکدیگر با کربن های اتم ترکیببوده ثبات با بسیار اهمیت کربن حائز زیستی نظر از و

است . بسیار

17

جفت های الکترون تعداد به کربن اتم هرمتصل هنشد خود به کربن اتم تواند می خود

کند .

18

زاویه با وجهی چهار شکل به کربن پیوندهایاند .109/ 5 شده واقع کربن اتم بین

19

شکل به کربن ـ کربن یگانه پیوند حول چرخششود . می انجام آزاد

بر کربن به زیاد یا بزرگ باردار های گروه اتصالآزاد چرخش روی

چرخش مانع توانند می و داشته منفی تأثیرشوند .

باعث ها مولکول یگانه پیوند حول آزاد چرخشو شده مختلف فضایی های ساختمان ایجاد

کند . می ایجاد را متنوعی اشکال

20

این ، باشد دوگانه کربن اتم دو بین پیوند اگر ( تشدید ( رزونانس خاصیت علت به ترکیب

داشت نخواهد چرخش . قابلیت

21

کربن اتم دو از بیش از که هایی مولکول درزنجیر ساخته ، اند شکل هشده هیدروکربنی

ندارد راست . خط

22

مولکول ساختار در فعال های گروه از برخیزیستی های

23

فضایی ایزومرهای

فرمول و یکسان بسته فرمول که ترکیب دو، هگسترد باشند داشته می خوانده ایزومرمتفاوت

شوند .

24

ایزومری انواعفضایی :

نوری ایزومرهایهندسی ایزومرهای

25

به نامشابه مختلف ترکیب یا اتم چهار که کربن اتم ، باشند متصل نامتقارن آن خوانده کایرال یاکربن

شود . می

ایزومرهای نوری

به ایزومری شکل دو تواند می نامتقارن کربن اتمفضایی انانتیومرنام آرایش که باشد متفاوت داشته

. دارند

26

یکدیگرند . ای آیینه تصاویر انانتیومرها

دارند . یکسان ذوب نقطه مانند فیزیکی خواص

دارند . مشابه شیمیایی ترکیبات ، انانتیومر دو

از استفاده ، انانتیومرها تشخیص های راه از یکیدر ها آن توانایی و پالریزه چرخش خصوصیت نور

. ( است( قطبیده نور

27

28

29

هندسی : ایزومرهای

ترانس و سیسایزومرهای

30

31

شیمیایی پیوندهای

در اصلی اتصاالت که کوواالن پیوندهای بر عالوه ، شوند می محسوب بیوشیمیایی های مولکول

و ساختار که دارند وجود نیز تری ضعیف پیوندهایهای مولکول فضایی ها ساختمان آن فعالیت و زیستیقرار تأثیر تحت دهد . را می

32

واندروالس پیوندیونی پیوند

هیدروژنی پیوندهیدروفوب پیوند

33

34

دهند تشکیل مهم :زنده هماد هترکیبات

زیستی های ماکرومولکول ، ها نمک ، آب

35

آن خواص و :آب

از را 70بیش بدن وزن تشکیل آب درصددهد . می

36

پیوند بین هیدروژنی

های مولکولآب

37

آب در میسل ایجاد

38

آب یونیزاسیون

H2O H + OH‾⇆H2O + H H3O ⇆

39

تعادل ثابت

Keq =[H ] [OH‾] [H2O]

40

1/8 10-16

=[H ] [OH‾]55/5

41

[H ] [OH‾] = 1/01 × 10

[H ]= [OH‾] = 10

-14

-7

42

بازی و اسیدی خاصیت

1

[H ]

= -log[H ]

= logPH

43

PH = log = 7

POH = - log = 7

PH + POH = 14

1

10-7

1

10-7

44

اسید M 10محلول PHـ : 1مثال کنید . حساب را کلریدریک

PH = - log[ H ]

PH = - log [ 10 ] = 2 -2

45

یون : 2مثال غلظت محلولی در اگر ـهیدروژن

10 3 موالر ، چقدر PHباشد محلول؟ است

PH = - log [H ]

PH = - log [ 3 10 ] = 6/5

-7

-7

46

هیدروژن : 3مثال یون غلظت = PHخون ـ؟ 7/4 است چقدر

PH = - log [ H ]

7/4 = - log [ H ]

[H ] = 10-7/4

47

دوم : ها گفتار کربوهیدرات

48

کلی : آموزشی هدف

مختلف انواع عملکرد و ساختاری مشخصات با آشناییها کربوهیدرات

49

جزیی : آموزشی های هدف

ها آن بندی تقسیم و ها کربوهیدرات کلی مشخصاتها آن نامگذاری و منوساکاریدها تعریف

مر اپی قندهای ویژگی و قندها در ایزومری ساختارفرانوزها و پیرانوزها ، قندها در حلقوی ساختار

ساکاریدها دی انواع ، الگیوساکاریدهاساکاریدها هتروپلی ، ساکاریدها هموپلی ، ساکاریدها پلی

ساکاریدها موکوپلی ، ها پروتئین گلیکو ، لیپیدها گلیکو

50

قندها کلی مشخصات

هستند . زیستی های مولکول فراوانترین ها کربوهیدراتاصلی عنصر سه از ها کربوهیدرات ، Cساختمان H وO

است . شده تشکیلکربن هیدرات یک کلی CnH2nOn فرمول

51

ها : قندی تک یا منوساکاریدها

کتون کتوز فعال گروه باآلدئید آلدوز فعال گروه با

52

کربن های اتم تعداد اساس بر نامگذاریهگزوز ، پنتوز ، تتروز ، تریوز

53

54

Lو Dایزومری

55

قندها حلقوی ساختار

56

پیرانوز و فورانوز ساختار

57

58

59

60

مونوساکاریدها فضایی ساختمان

61

ساکاریدها الیگو

62

قندها شیرینی

شیرینی درصد قند

173

100

74

32

32

16

فروکتوزسوکروزگلوکز

گاالکتوزمالتوزالکتوز

63

ساکاریدها : پلی

موکوپلی ، ساکاریدها هتروپلی ، ساکاریدها هموپلیساکاریدها

64

65

بین هیدروژنی پیوند ایجاد و سلولز خطی فرمولآن های رشته

66

خودآزمایی

کنید . تعریف را ها کربوهیدارت ـ؟ است قندی نوع چه گاالکتوز قند مر اپی ـ

گلیکوژن با را آن و هید شرح دقت به را آمیلوز ساختمان ـکنید . مقایسه

کنید . تعریف را ساکاریدها موکوپلی ـ

67

لیپیدها : سوم گفتار

68

کلی : آموزشی هدف

اجزای و لیپیدها عملکردی و ساختاری های ویژگی با آشناییها آن متشکله

69

: جزیی آموزشی های هدف

ها آن بندی تقسیم و لیپیدها کلی مشخصاتلیپیدها در ها آن نقش و چرب اسیدهای مهم ساختاری ویژگی

و ها گلیسرول اسیل تری عملکردی و ساختاری مشخصاتها آن بندی دسته

لیپیدها فسفو عملکردی و ساختاری مشخصاتاسفگنولیپیدها عملکردی و ساختاری مشخصات

آن تشکیل علت و آب در قطبی لیپیدهای مختلف ساختارهایها

70

کلی : مشخصات

غیر خاصیت با که هستند زیستی های مولکول لیپیدهاآلی های حالل در بودن محلول و آب در بودن محلول

شوند . می مشخص اتر اتیل دی و کلروفرم ، بنزن مانند

71

اسیدهای چرب

چرب اشباع اسیدهایچرب اشباع اسیدهای غیر

72

اتم تعدادکربن های

شیمیایی ساختار چرب اسید

14

16

18

16

18

18

18

20

H3C(CH2)12COOH

H3C(CH2)14COOH

H3C)CH2)18COOH

H3C(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH

H3C(CH2)7CH=CH(CH2)7COOHH3C(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

H3CCH2(CH=CHCH2)2CH=CH(CH2)7COOHH3C(CH2)4CH=CH(CH2)3CH=CH(CH2)7COOH

چرب اسیدهایشده اشباع

میرستیک اسیدپالمتیک اسید

استئاریک اسیدچرب اسیدهای

نشده اشباع

پالمیتولئیک اسیداولئیک اسید

لینولئیک اسیدلینولنیک اسیدآراشیدونیک اسید

73

74

نویسی کوتاه

18 C Δ 9 , 12 , 15 18 C Δ◦

75

شدن صابونی و حاللیت

76

گلیسرول اسیل تری :ها

تری استئارین

پالمتین تریاولئین تری

77

فسفو لیپیدها

78

اسفگنولیپیدها

79

آب در قطبی لیپیدهای رفتار

80

آزمایی خود

بر تأثیری چه چرب اسیدهای ساختار در دوگانه پیوند وجود ـ؟ دارد ها آن ساختار

کنید مشخص را آن ساختار ؟ است ترکیبی نوع چه اسفگنولیپید ـ.

بنویسید . را استئاریک و لینولئیک چرب اسید دو ساختار ـ؟ چیست اسفگنوزین ـ

81

ها : پروتئین چهارم گفتار

82

کلی : آموزشی هدف

و ها پروتئین عملکردی و ساختمانی های ویژگی با آشناییهای هسازند واحدهای مولکول این نقش و ها آن

در زیستی زیستی فرایندهای

83

جزیی : آموزشی های هدف

ها پروتئین ترکیب در ها آن نقش و اسیدها آمینو کلی ساختاراستاندارد آمینه اسیدهای

زنجیر حسب بر آمینه اسیدهای بندی ها هطبقه آن کناریها آن تیتراسیون و آمینه اسیدهای آمفوتری خاصیت

ها آن گیری شکل چگونگی و پپتیدها تعریفموجودات بدن در ها آن نقش و ها پروتئین عمومی مشخصات

زنده کروی ( ) ، ای رشته ، مرکب ، ساده ها پروتئین انواع مشخصات

پروتئین چهارم تا اول ساختاری سطوح

84

گروه با آمینه قطبی Rاسیدهای غیر

85

گروه با آمینه ولی Rاسیدهای قطبیبار بدون

86

87

گروه با آمینه بار Rاسیدهای و قطبی منفی

88

گروه با آمینه بار Rاسیدهای دارای قطبی مثبت

89

آمینه اسیدهای تیتراسیون

90

تیتراسیون آالنینL منحنی

91

ایزوالکتریک نقطه

PK1 + PK22

=PI

92

پپتیدها

93

ها پروتئین ساختار

اند : . منشعب غیر و خطی مرهای پلی ها پروتئین اول ساختار : ، آلفا مارپیچ دوم بتا ساختار صفحات

ایجادی : عامل سوم استحکام Proساختار عامل ،Cys

ای : رشته چند های پروتئین چهارم ساختار

94

آزمایی خودآمینه اسیدهای ، Pheـ Met ، Ser ، Arg از یک کدام جز

؟ هستند بندی طبقه های گروهبنویسید . را بتا صفحات و آلفا مارپیچ بین عمده تفاوت ـ

است : دست در ، زیر آمینه اسید ترکیب با پپتیدی ـH2n - Gly - Ala - Lys - Met - Thr - Leu - Glu - Pro –

COOHگروه) را Rالف ها آن فرمول و کنید مشخص را یک هر

بنویسید . در) را پپتید بار کنید .PH= 3ب مشخص

95

ها : آنزیم پنجم گفتار

96

کلی : آموزشی هدف

سرعت در ها آنزیم عمل مکانیسم و اهمیت با آشناییزیستی های واکنش به بخشیدن

97

جزیی : آموزشی های هدف

ها آن اهمیت و نقش ، ها آنزیم تعریفها آنزیم عمل مکانیسم و چگونگی

ها آنزیم بندی طبقهکاتالیتیکی های فعالیت در ها آنزیم نقش

آنزیم فعالیت بر مؤثر عواملبیشینه سرعت و میکائیلیس ثابت

ها آن بازدارندگی عمل و آنزیمی های کننده مهار انواعها ایزوزیم و آلوستریک های آنزیم مشخصات

98

99

ها آنزیم بندی طبقه

دهیدروژناز : 1 مثل ردوکتازها اکسیدو ـ

100

آمینوترانسفراز : 2 مانند ترانسفرازها ـ

101

پپتیدازها : 3 مانند هیدروالزها ـ

102

دکربوکسیالزها : 4 مانند لیازها ـ

103

ماز : 5 راسه مانند ایزومرازها ـ

L ─ Ala → D ─ Ala

آنزیم : 6 کو استیل مانند لیگازها Aـسنتتاز

Acctate + CO A ─ SH + ATP acetyl ⇆ ─ S ─ COA + AMP + PPi

104

آنزیمی واکنش

S + E ES P + E⇆ ⇆

105

106

107

واکنش میزان بر سوبسترا غلظت اثرثابت آنزیم غلظت که این فرض با آنزیمی

. است

108

منتن ـ میکائیلیس معادله

Vmax [s]

KM + [s]=V

109

برک ـ ویور لین معادله

1V

=KM

Vmax 1

[s]+

1Vmax

y =ax + b

110

برک ـ ویور لین منحنی

111

کنند رقابتی همهار

E + I ↔ EI

112

113

کنند رقابتی همهار غیر

E + I ↔ EI

ES + I ↔ ESI

114

115

کنند نارقابتی همهار

شود . می ترکیب سوبسترا ـ آنزیم مجموعه با t منحصراوارد سوبسترایی دو های واکنش در ها کننده مهار این

شوند . می

116

ها ایزوزیم و آلوستریک های آنزیم

117

آزمایی خود

؟ کنند می کاتالیز را هایی واکنش نوع چه لیگاز های آنزیم ـ؟ چیست ایزوزیم ـ

دهید . توضیح را سوبسترا به آنزیم اتصال در القایی مدل ـ؟ هستند ترکیباتی نوع چه ها آنزیم ـ

118

نوکلئیک : اسیدهای ششم گفتار

119

کلی آموزشی هدف

اسیدهای عملکردی و ساختاری های ویژگی با آشناییماد نظر از ها آن اهمیت و یاخته هنوکلئیک ژنتیکی

120

جزیی آموزشی های هدف

ها آن انواع و نوکلئیک اسیدهای تعریفقندهای و دار نیتروژن آلی بازهای ساختاری مشخصات

کربنه پنجنوکلئیک اسیدهای مولکول نویسی کوتاه های روش

نوکلئیک اسیدهای سوم و دوم ، اول ساختارمختلف ، RNAساختارهای DNA

ها نوکلئوپروتئین انواع ساختار

121

نوکلئیک اسیدهای شیمیایی ترکیب اجزای

قند + + باز نوکلئوزید + →فسفات →نوکلئوتید →فسفاتنوکلئیک اسید

122

پیریمیدین بازهای

123

پورین بازهای

124

جزیی آموزشی های هدف

و نوکلئیک اسیدهای متابولیسم اصلی فرضیه کلی طرحها پروتئین

سازی همانند فرایند در درگیر های آنزیمسازی همانند DNAچگونگی

برداری RNAبیوسنتز نسخه یاپروتئین بیوسنتز در کننده شرکت ترکیبات مشخصات

125

همانندسازی برای پیشنهادی های مدلDNA

126

سازی همانند در الزم های آنزیم

مراز پلیهلیکاز لیگاز پریماز های DBPپروتئین

127

زنجیره از ای DNAقطعه

128

متوالی غیر سازی همانند

129

130

131

132

پروتئین بیوسنتز یا ترجمه

mRNA ، tRNA ، rRNA

133

پروتئین سنتز مراحل

سنتز آغاززنجیره شدن طویل

سنتز پایان

134

آغاز مراحلپروتئین سنتز

135

در آمینه اسید دومین استقرار مرحلهAجایگاه

136

پپتیدی پیوند تشکیل

137

آزمایی خود

بنویسید .Ⅱو Ⅰپلیمراز DNAنقش سازی همانند در راسنتز ؟ RNAآغاز شود می انجام مکانیسمی چه طی

مولکول به آمینه اسید می tRNAاتصال صورت چگونهگیرد؟

نوکلئوتید دو شدن آنزیم Tو Aاضافه توسط یکدیگر به. Ⅲپلیمراز دهید نشان ساده فرمول یک با را

. دهید توضیح را پروتئین سنتز آغاز مرحله

• Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Vivamus et magna. Fusce sed sem sed magna suscipit egestas.

• Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Vivamus et magna. Fusce sed sem sed magna suscipit egestas.

Title