biochemie - prf.jcu.czvacha/vyuka/biochemie/01_zivot_bunka_voda.pdf · 1. jaké jsou chemické...
TRANSCRIPT
![Page 1: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/1.jpg)
BIOCHEMIE
František Vácha
http://www.prf.jcu.cz/~vacha/
![Page 2: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/2.jpg)
Doporučená literatura:
D.L. Nelson, M.M. Cox
Lehninger Principles of Biochemistry
D.J. Voet, J.G. Voet, C.W. Pratt
Principles of Biochemistry
L. Stryer
Biochemistry
![Page 3: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/4.jpg)
1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek
2. Jak mezi sebou tyto biologické látky interagují
3. Jak buňky syntetizují a jak odbourávaní biologické látky
4. Jak je organismy získávána, přeměňována a uchovávána energie
potřebná k životu
5. Jaké jsou mechanismy organizace a vzájemné interakce biologických
látek
Základní otázky biochemických oborů
Studium biochemie odkrývá principy fungování živých organismů
![Page 5: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/5.jpg)
Základní principy a stavba
buňky
![Page 6: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/6.jpg)
B, F, Al, Si, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Br, Mo, Cd, I, W
![Page 7: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/7.jpg)
Základem živých
organismů jsou různě
velké a složité molekuly
tvořené jednoduchými
anorganickými molekulami
![Page 8: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/9.jpg)
Molekulární složení buňky Escherichia coli
![Page 10: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/12.jpg)
Kombinace různých funkčních skupin
v jedné biologické makromolekule
přináší větší chemickou variabilitu
takové molekuly
Interakce různých makromolekul s
komplementárním uspořádáním
funkčních skupin přináší další funkční
variabilitu do biologických struktur
![Page 13: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/14.jpg)
1. Kde se vzal základní materiál pro tvorbu prvních živých
struktur? Předpokládá se, že veškeré stavební kameny
potřebné pro vznik života, kterými byly různé prvky a molekuly,
byly na zemi přítomné.
2. Jak se tyto látky ocitly na zemi? S.Miller- H.Urey
experimenty ve 40-tých a 50-tých letech minulého století,
elektrický výboj v přítomnosti vody, methanu, vodíku a čpavku
– Organická polévka A. Oparina a J.B.S. Haldaneho.
![Page 15: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/15.jpg)
![Page 16: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/16.jpg)
1. Kde se vzal základní material pro tvorbu prvních živých
struktur? The early earth is presumed to have provided all of
the elements and chemicals needed for life to begin.
2. Jak se tyto látky ocitly na zemi? S.Miller- H.Urey
experimenty ve 40-ých a 50-yých letech minulého století,
elektrický výboj v přítomnosti vody, methanu, vodíku a čpavku
– Organická polévka A. Oparina a J.B.S. Haldaneho.
3. Jak vznikly biologické polymery? Polymerizace na jílech,
reakce ve vodě rozpuštěných organických sloučenin v
blízkosti vulkanické podmořské činnosti, světlem indukovaná
fotopolymerizace.
4. Jak se formovaly izolované buňky? Vytváření uzavřených a
membránou ohraničených struktur bylo podmínkou vzniku
prvních buněk. Molekuly lipidů tvoří ve vodním prostředí
samovolně membránové vesikuly, liposomy.
5. Jak probíhaly první formy reprodukce? RNA svět.
![Page 17: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/17.jpg)
~ 3.4 billion year old fossil filamentous bacterial cell from Western Australia
![Page 18: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/18.jpg)
Kompartmentace
Výhody kompartmentace:
• Ochrana od okolí
• Zajištění rozdílných lokalních koncentrací –
proti difuzi, reaktivita, zásoba látek
• Oddělení protichůdných reakcí
• Kontrola transportu
• Signalizace
![Page 19: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/19.jpg)
Dva typy buněk/organismů
Prokaryota Eukaryota
Buňka
Žádné jádro
cirkulární DNA
Bez organel
(pro – before; eu – good or true; karyon – kernel or nut)
DNA v jádře
organely
![Page 20: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/20.jpg)
Prokaryotes
![Page 21: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/21.jpg)
Prokaryotes
![Page 22: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/24.jpg)
Vznik organel
Endosymbiotická teorie
Mitochondrie a chloroplasty vznikly z volně žijících bakterií, které
byly pohlceny jiným organismem
![Page 25: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/25.jpg)
Vaucheria litorea Elysia chlorotica
green alga sea slug
![Page 26: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/26.jpg)
Termodynamika v
biochemii
![Page 27: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/27.jpg)
Gibbsova volná energie
ΔG = ΔH – TΔS
ΔG = ΔGo + RT lnK
ΔGo = – RT lnKeq
ΔH – Enthalpie – teplo za konstantního tlaku (exotermické,
endotermické)
T – teplota v Kelvinech
S – Entropie
R – plynová konstanta
K – reakčni kvocient
Keq – rovnovážná konstanta
Go – Standardni volná energie
Spontánnost biochemických reací
![Page 28: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/28.jpg)
ΔG < 0 Spontánní – přímá reakce
ΔG = 0 Rovnováha
ΔG > 0 Není spontánní – opačná reakce
![Page 29: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/29.jpg)
Za biochemických standardních podmínek (1M, pH 7, 298 K,
101.3 kPa) je možné změnu volné energie vyjádřit pomocí
rovnovážné konstanty
![Page 30: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/30.jpg)
Rovnovážná konstanta určuje směr
chemické reakce
![Page 31: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/31.jpg)
Skutečná změna volné energie
závisí na aktuální koncentraci
reaktantů a produktů
Rovnovážná konstanta – za standardních podmínek (K’eq)
– výchozí koncentrace složek reakce jsou 1M
To ale není případ látek v živém organismu
Právě různá koncentrace metabolitů určuje výsledný směr
reakce
![Page 32: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/32.jpg)
Lidské erythrocyty
ATP = ADP + Pi
ATP = 2.25 mM
ADP = 0.25 mM
Pi = 1.65 mM
T = 37 oC (310 K)
DG’o = - 30.5 kJ/mol
DG = - 52 kJ/mol
![Page 33: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/33.jpg)
Standardní změny volné energie některých biochemických reakcí
![Page 34: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/34.jpg)
• Vysoká záporná hodnota ΔG nezaručuje to, že reakce
proběhne měřitelnou rychlostí
• Rychost reakce závisí na detailním mechanismu
reakce a ne na velikosti ΔG
• Takřka všechny látky v organismu spolu mohou
nějakým způsobem reagovat a mnoho takových
reakcí je i termodynamicky výhodných
• Organismus však může regulovat rychlosti reakcí
pomocí úpravy reakčních mechanismů
• K tomu dochází za pomoci enzymové katalýzy
![Page 35: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/35.jpg)
K životu je potřeba energie
• Živý organismus je tvořen uspořádanými
komplexními strukturami
• Vybudování takových struktur je možné jen za
použití energie (snížení entropie systému)
• Základním zdrojem energie na zemi je slunce
![Page 36: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/36.jpg)
Klasifikace organismů podle zdroje energie a
podle zdroje uhlíku
![Page 37: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/37.jpg)
Zákony termodynamiky
aplikované na živé organismy
• Energie se nedá vytvořit z
„ničeho“ ani se nedá „na nic“
přeměnit
• Organismy mohou pouze
přetvářet energii z jedné formy
na druhou a obráceně
![Page 38: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/38.jpg)
• Anorganické látky tvoří komplexní biologické molekuly
• Kompartmentace a její zásadní úloha a podmínka pro
život
• Rozdíl mezi prokaryoty a eukaryoty
• Organely a jejich vznik
• Archaea, Bacteria and Eukaryotes
• Volná energie, rovnovážná konstanta, spontánnost
reakce
• Zdroj energie v různých typech organismů
Co musím znát
![Page 39: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/39.jpg)
Voda a nevazebné interakce
![Page 40: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/40.jpg)
~ 70 % hmotnosti člověka je tvořeno vodou
• Biochemické reakce v organismech probíhají
převážně ve vodním prostředí
• Biologické molekuly tak získávají svůj tvar a
funkční vlastnosti právě na základě interakce
s vodou
• I sama voda se v mnoha případech účastní
biochemických reakcí
• Unikátní fyzikální a chemické vlastnosti
vody zajišťují podmínky pro vznik a
existenci života na zemi
![Page 41: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/41.jpg)
• Dva atomy vodíku vázané na atom kyslíku v sp3
hybridizaci
• Dva rohy čtyřstěnu jsou obsazeny vodíkem dva
nevazebnými elektronovými páry
![Page 42: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/42.jpg)
Vodíkový můstek – klíčová vlastnost vody v biologii
Polární molekula: - 0.66 e na kyslíku a + 0.33 e na každém vodíku
Vodíková vazba ve vodě ~ 1.9 Å
Energie vazby ~ 20 kJ . mol-1
![Page 43: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/43.jpg)
—F—H…..:F— 155 kJ/mol 1.13 Å
—O—H…..:N— 29 kJ/mol 2.88 Å
—O—H…..:O— 21 kJ/mol 2.70 Å
—N—H…..:N— 13 kJ/mol 2.93 Å
—N—H…..:O— 8 kJ/mol 3.04 Å
![Page 44: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/44.jpg)
Vodíkové vazby různých funkčních skupin
![Page 45: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/45.jpg)
V ledu každá molekula vody může
interagovat se čtyřmi dalšími
molekulami vody
Hustota ledu je nižší než vody (0.92 ve
srovnání 1.00 g . mL-1)
Led plave na vodě a tím mohou
organismy přežít ve vodě pod ledem
Krystaly ledu narušují buněčné
struktury a tím způsobují buněčnou
smrt
Vysoké latentní teplo vody (334 J . g-1)
chrání organismy před zmrznutím
Voda v pevném skupenství
![Page 46: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/46.jpg)
Pouze asi ~ 85 % vodíkových
vazeb ve srovnání s ledem
Reorientace jednou za 10-12 s
H-vazby tvoří nerovnoměrnou sít
vázaných molekul
Vysoká specifická tepelná kapacita
vody chrání organismy před
přehřátím (75 J . mol-1 . K-1)
Voda jako kapalina
![Page 47: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/47.jpg)
Nekovalentní vazby – slabé vazebné interakce jsou
základními vazbami v biologických molekulách
Prakticky celý život závisí na slabých nevazebných interakcích
![Page 48: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/48.jpg)
![Page 49: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/49.jpg)
![Page 50: BIOCHEMIE - prf.jcu.czvacha/Vyuka/Biochemie/01_Zivot_Bunka_Voda.pdf · 1. Jaké jsou chemické vlastnosti a struktura biologických látek 2. Jak mezi sebou tyto biologické látky](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012308/5b9f458d09d3f2d0208ce605/html5/thumbnails/50.jpg)
• Voda jako základní prostředí živých organismů
• Vodíková vazba
• Nevazebné interakce
Co musím znát