کاهش خسارت خشکسالی در گندم دیم

مبانی بیوشیمی       آشنایی با تاریخچه بیوشیمی، عناصر و ترکیبات اصلی سازنده و برخی پدیده های شیمیایی مهم درگیر در واکنش های زیستی الف) سؤالات تشریحی         1 – دانش بیوشیمی چیست؟   دانش بیوشیمی درباره شیمی زیستی گفتگو می کند وامروزه از ارکان اصلی علوم زیستی مانند: زیست یاخته ای، زیست مولکولی و ... به شمار می آید. بیوشیمی دانشی است که چند جانبه که اصول پایه را از چهار دانش : زیست شناسی ، شیمی ، فیزیک و ریاضی اخذ کرده است تباط آن با شاخه های علوم زیستی، علوم پزشکی، کشاورزی و ... را نمی توان منکر شد. داشتن شناخت کافی از مفاهیم شیمی آلی، که اساس شیمیایی دانش بیوشیمی را می سازد، برای درک مطالب آن ضروری است .          2- پی ریزی دانش بیوشیمی با توجه به چه یاخته هایی و در چه زمانی آغاز شد؟   نخستین مطالعات در زمینه بیوشیمی با معرفی شیمی آلی به عنوان دانش مستقل همراه بود. پس از ارایه نظریه یاخته ای ،سیلر (SEYLER) با مطالعاتی بر روی شیمی گویچه های سرخ خون توانست هموگلوبین را برای اولین بار جدا سازی و شناسایی کند. او در سال 1877 در مجله شیمی فیزیولوژی کلمه بیوشیمی را به عنوان دانش مستقل و جدا از دانش فیزیولوژی مطرح کرد. سده هجدهم و نوزدهم دوران توسعه دانش بیوشیمی بود. آنزیم ها به عنوان کاتالیست های زیستی، اسیدهای آمینه به عنوان واحدهای ساختاری پروتئین ها و سپس هورمون ها، لیپیدها، ویتامین ها، چرخه اوره و چرخه کربس Krbs و ... کشف شدند.           3 – عناصر اصلی تشکیل دهنده گوگرد s، و فسفرp نیز دو عنصر مهم زیستی هستند.   پنج یون     K+,Ca2+,Mg2+Cl-,Na+   و 16 عنصر کمیاب نیز در فرایندهای زیستی ضروری هستند.         4 – چند نمونه از عناصر کمیاب را نام ببرید؟   آهن fe، مس cu، روی zn، منگنزmg، ید I، بور B، کبالت CO، فلوئور F، وانادیم V و قلع Sn          5 – چرا کربن عنصر اصلی ماده زنده محسوب می شود و چه ویژگی هایی آن را از سایر عناصر مجزا می سازد؟   کربن بیش از نیمی از وزن خشک بدن موجودات زنده را تشکیل می دهد و شیمی موجودات زنده حول این عنصر دور می زند. کربن می تواند پیوند یک گانه و دو گانه ایجاد کند . 1) ترکیب اتم های کربن با یکدیگر و ایجاد اتصالات کربن – کربن بسیار با ثبات بوده و از نظر زیستی اهمیت دارد. 2) از دیگر ویژگی های مهم ترکیبات آلی آزادی کامل آنها در چرخش حول پیوند یگانه کربن – کربن است. مگر این که اتم های کربن در اتصال با سایر گروه های باردار بزرگ باشند. 3) مولکول های زیستی از ترکیبات هیدروکربنی هستند که از اتصال اتم های کربن به یک دیگر و به هیدروژن بوجود آمده اند. در مولکول های زیستی برخی از هیدورژن ها به وسیله گروه های فعال خاصی جایگزین شده اند که این جایگزینی موجب ساختار یا عمل خاصی در مولکول می شود. در واقع این گروه های فعال هستند که در واکنش های د رون یاخته ای نقش اساسی دارند. 4) مهم ترین، چهار وجهی بودن ساختار کربن می باشد. بر حسب اتصالات کربن با اتم های مختلف، ترکیبات آلی کربن ساختارهای مختلف با اندازه های متفاوت دارند.          6 – برخی از گروههای فعال در ساختار مولکول های زیستی را نام ببرید؟   گروه کربوکسیل –COOH گروه آلدئید –CHO گروه هیدورکسیل – OH گروه آمین – NH2 گروه          7- ایزومرهای فضایی را تعریف کنید؟   دو ترکیب شیمیایی که فرمول بسته یکسان و فرمول گسترده متفاوت داشته باشند ایزومر خوانده می شوند. در ایزومر فضایی دو ترکیب با فرمول یکسان ساختار مولکولی کاملاً مشابهی دارند. ولی از نظر آرایش فضایی متفاوت هستند. دو نوع ایزومر فضایی وجود دارد، ایزومرهای لوزی و ایزومرهای هندسی.          8 – ایزومرها D و L را تعریف کنید.   اتم کربنی که با چهار اتم یا چهار ترکیب مختلف نامشابه پیوند داشته باشد، کربن نامتقارن نامیده می شود. اتم کربن نامتقارن می تواند دو شکل ایزومری به نام انانتیومر Enoontiomer‌داشته باشد که آرایش فضایی متفاوت دارد. انانیتومرها تصویر آینه ای یکدیگرهستند و ترکیبات شیمیایی مشابه دارند و بسیاری از خواص فیزیکی آن ها، مانند نقطه ذوب و نقطه جوش یکسان است. یکی از راه های تشخیص آن ها استفاده از توانایی آن ها در چرخش نور پلاریزه است. اگر ایزومر نوری پلاریزه را با درجات مشخصی به راست بچرخاند، آن را با علامت D( به معنی راست) و اگر نور پلاریزه را به چپ بچرخاند با علامت L (به معنی چپ) مشخص می کنند. به عنوان مثال در مولکول گلیسرآلدئید عامل OH به عنوان گروه فعال در نظر گرفته می شود. اگر OH در سمت راست باشد ایزومر از نوع D و اگر در سمت چپ باشد از نوع L خواهد بود.          9- ایزومرهای سیس و ترانس را تعریف کنید.   با آن که پیوند یگانه ( C-C) به مولکول امکان چرخش می دهد و ساختمان های فضایی متفاوتی را به وجود می آورد، کربن با اتصال دو گانه (C=C) بازدارنده چرخش است. لذا این مولکول ترتیب و آرایش ثابتی دارد. حال اگر دو اتم کربن با پیوند دو گانه به هم متصل شوند، ایزومرهایی را می سازند که ایزومرهای «سیس» و «ترانس» نامیده می شوند. مثلاً اسید مالئیک و اسید فوماریک دو ایزومر هندسی سیس و ترانس هستند. ایزومرهای هندسی ترکیبی مستقل با فعالیت مشخص دارند.          10 – انواع پیوندهای شیمیایی را نام ببرید؟   علاوه بر پیوندهای کووالان که اتصالات اصلی در مولکولهای بیوشیمیایی محسوب می شوند، پیوندهای ضعیف تری وجود دارند که ساختمان مولکول های زیستی و فعالیت آنها را تحت تأثیر قرار می دهند. مهم ترین این پیوندها عبارتند از 1 – پیوند وان دروالسی VANDER WAALW BOND 2 – پیوند IONIC BOND 3 – پیوند هیدروژنی HYDROGEN BOND 4 – پیوند هیدروفوب HYDROPHOBIC BOND          11- میسل چیست؟   آب مولکولی دو قطبی است و می تواند به طرف بارهای مثبت و منفی سایر ترکیبات جهت گیری کند، مانند حل شدن نمک طعام در آب. با این که آب از بهترین حلال هاست ولی همه مواد در آن حل نمی شوند. موادی که گروه های غیرقطبی یا هیدروفوب دارند در آب نامحلول هستند. وارد شدن این ترکیبات در آب اشکال خاصی را می سازد که میسل MICELLE نامیده می شوند. میسل ها محلول حقیقی نیستند، بلکه محلول پراکنده به شمار می روند. رفتار مولکول های چربی و صابون در آب مثال خوب از ایجاد یک میسل است.          12 – اهمیت یونیزاسیون آب را بنویسید و مشخص کنید که چرا     H+OH - =10-14   است؟       آب به عنوان یک حلال در واکنش های بیوشیمیایی ترکیب ساکنی نیست، از نظر شیمیایی نیز بسیار فعال است. آب الکترولیت ضعیفی است که خیلی کم به یونهای     H+, OH -   تفکیک می شود. یونهای   H+, OH -   تفکیک می شوند. یون های   H+   به وجود آمده به مولکول آب منتقل می شوند. و   H3O+   می دهند.   ثابت تعادل       ثابت تعادل طبق تعریف غلظت حاصل از تجزیه آب تقسیم بر آب تجزیه نشده است.. بر اساس محاسبات دقیق، مقدار Keq=1.81*10-16 مول و غلظت آب خالص تجزیه نشده برابر 5/55 مول در لیتر بدست آمده است.         اگردر فرمول این مقادیر را قرار دهیم نتایج بالا حاصل می شود          13 – PH محلولی با غلظت یون هیدروژن    4*10-3   و 1/. میلی مول را حساب کنید؟   از آنجا که :     1 مول = 1000 میلی مول 4*10-3*10-3             14- در صورتی که PH محلولی 5/3 باشد، غلظت یونهای    (OH - ),(H+)   آن چقدراست؟             15 – نقش و اهمیت نمک ها و ماکرومولکول های زیستی را در ساختار و عملکرد ماده زنده شرح دهید؟   نمک ها موادی هستند که از ترکیب یک اسید و یک باز به وجود می آیند. یک نمک متشکل از دو جزء است :‌آنیون ها مانند     Cl -   و کاتیون   Na+,K+   نمک ها در حفظ فشار اسمزی و تعادل اسید باز یافته اهمیت دارد. برخی از آنزیم ها به عنوان عامل کملی (کوفاکتور) دخالت دارند. یون های فسفات در ترکیباتی به نام نوکلئوتیدها دارای نقش اساسی می باشند. همانطور که گفته شد آب فراوان ترین ماده در موجودات زنده است. علاوه بر آب، ماکرو مولکول های زیستی یا پلیمرهای زیستی با حضور در بخش های مختلف یاخته، اعمال متنوعی را انجام می دهند. پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک ، کربوهیدارتها و لیپیدها چهار ترکیب اصلی از این گروه هستند. لیپیدها نسبت به سه دسته فوق کوچکترند و از ترکیبات اصلی غشاهای یاخته ای محسوب می شوند. پلی پپتیدها و پروتئین ها شامل نسبتهای مختلفی از 20 اسید آمینه هستند. پلی ساکاریدها پلیمرهایی از مونوساکاریدها هستند که نشاسته، سلولز و گلیکوژن از مهم ترین ترکیبات این گروه می باشند. هر یک از ترکیبات می تواند نقش ساختاری یا متابولیسمی داشته باشد و ساختار کلیه اجزاء یاخته ای نتیجه ترکیب ماکرو مولکول های زیستی است، به علاوه این ترکیبات در اعمال مختلف یاخته ،‌اعم از انرژی زایی و نقل و انتقال و غیره،‌شرکت دارند.           منبع:     www.ake.blogfa.com     منبع:     www.ake.blogfa.com     منبع:     www.ake.blogfa.com