Тірі ағзада жүретін процестер – физикалық-химиялық интерпретация
МАҚСАТЫ: Химиялық термодинамика мен химиялық кинетиканың негізгі түсініктері және заңдарымен танысу, оларды ағзадағы биохимиялық процестердің жүру заңдылықтарын қарастыру үшін қолдана білу. Беттік құбылыстардың медицина мен биологиядағы маңызын сипаттау
ДӘРІС ЖОСПАРЫ:
1. Адам термодинамикалық жүйе ретінде. Тірі ағзаның термодинамикалық жүйе ретіндегі ерекшеліктері. Пригожин принципі
2. Химиялық термодинамиканың негізгі түсініктерінің биохимияда қолданылуы.
3. Тірі ағзадағы катализ. Ферменттер биохимиялық процестердің катализаторлары ретінде. Ферментативті реакциялар кинетикасының ерекшеліктері.
4. Беттік құбылыстар. Хроматография негіздері және оның медициналық-биологиялық зерттеулерде қолданылуы.
ДӘРІС ТЕЗИСТЕРІ:
Химиялық термодинамика – тірі ағзадағы зат және энергия алмасу процестерін зерттейді.
Термодинамиканың бірінші заңы – энергияның бір түрден екінші түрге берілу және энергияның сақталу заңы. Оның аналитикалық өрнегіне сәйкес реакциялардың жылу эффектісін, ішкі энергияның өзгерісін және термодинамикалық жүйенің сыртқы ортаға қарсы жұмысын есептеуге болады. Термодинамиканың екінші заңы термодинамикалық процестің жүру бағытын сипаттайды.
Термодинамикалық тұрғыдан тірі ағза стационарлық күйдегі, ашық гетерогенді термодинамикалық жүйе болып табылады. Тір ағза үшін жүйе параметрлерінің тұрақтылығы, уақыт аралығында энергия және зат алмасу процестерінің үздіксіз және өзгеріссіз болуы тән.
Тірі ағза тіршілігі температура мен қысым тұрақты кезде, яғни изобаралық-изотермиялық жағдайларда мүмкін болады. Тірі ағза тіршілігін сипаттау үшін Гибстің бос энергиясы мен энтропия түсініктері қолданылады. Пригожин принципі бойынша стационарлық күйдегі термодинамикалық ашық жүйеде қайтымсыз процестердің жүру барысындағы энтропияның пайда болу жылдамдығының мәні берілген жағдайларда ең аз оң шамаға ұмтылатындығын энтропияның ұлғаюымен және төмендеуімен жүретін процестердің қосарласа жүруімен түсіндіруге болады.
Химиялық кинетика — химиялық реакциялардың жылдамдығын, олардың әртүрлі факторларға тәуелділігін,сол сияқты реакцияның жүру механизмін зерттейтін химияның бір бөлімі. Химиялық кинетиканың негізгі постулаты — химиялық реакцияның жылдамдығының әрекеттесуші заттар концентрациясына тәуелділігін сипаттайтын әрекеттесуші массалар заңы. Химиялық реакцияның жылдамдық тұрақтысы – бұл реакцияның меншікті жылдамдығы. Кинетикалық қисық – бұл реакцияның реті және реакцияның жылдамдық тұрақтысы анықталатын әрекеттесуші заттар концентрациясының уақытқа байланысты эксперименттік тәуелділігі химиялық реакцияның молекулалығы және реті ұғымымен сипатталады. Реакцияның реті кинетикалық қисық негізінде эксперименталды анықталады.
Ферменттер – бұл тірі ағзалардағы химиялық реакцияларды жылдамдататын ақуыз молекулалары. Ферментативтік катализ өте жоғары каталитикалық белсенділігімен, субстратқа және катализденетін реакцияға спецификалық (талғамды) әсер етуімен, орта рН-ы мен температура өзгерісіне сезімталдығымен сипатталады. Адам ағзасындағы ферменттердің оңтайлы белсенділігі 310-313 К температурада (температуралық оптимум) байқалады. Ферментативтік реакциялардың кинетикалық заңдылықтары Михаэлис-Ментен теңдеуімен жазылады. Ферментативтік реакциялардың ерекшеліктері реакция жылдамдығының субстрат концентрациясына сызықтық тәуелділігі болып табылады.
Барлық биологиялық жүйелер бірі-бірінен бөліну бетімен шектелген бірнеше фазадан тұратын гетерогендік жүйелер болып табылады. Фазалардың бөліну бетінде беттік керілу, адсорбция тәрізді түрлі беттік құбылыстар байқалады. Бұл құбылыстар заттарды идентификациялау үшін, сонымен қатар бірқатар клиникалық, токсикологиялық, диагностикалық, зерттеу жұмыстарын жүргізу үшін медицина мен биологияда кеңінен қолданылатын хроматографиялық әдіс негізіне жатады.
КӨРНЕКІ МАТЕРИАЛ:
1. Презентация (слайдтар)