Вопросы к экзамену по дисциплине химия для студентов МИ

Вопросы к экзамену по дисциплине химия для студентов МИ

1. Взаимосвязь между процессами обмена веществ и энергии в живых организмах. Химическая термодинамика как теоретическая основа биоэнергетики. Понятие о термодинамическихсистемах, их классификация.

2. Первое начало термодинамики, его формулировка и математическое выражение. Понятие о термодинамических величинах, используемых для выражения I начала термодинамики: теплота, работа, внутренняя энергия системы. Функции состояния системы.

3. Термодинамический процесс. Процессы изохорные, изобарные. I начало термодинамики для изобарного и изохорного процессов. Энтальпия как функция состояния системы. Стандартное состояние системы.

4. Понятие о термохимии. Химическая реакция как термодинамический процесс. Экзо- и эндотермические реакции, их значение для биологических систем.

5. Термохимические уравнения. Закон Гесса и следствия из него. Стандартные энтальпии (теплоты) образования и сгорания веществ. Термодинамические расчеты и их использование для энергетической характеристики биохимических процессов.

6. Второе начало термодинамики. Понятие об энтропии. Энтропия как мера неупорядоченности системы. Закономерности изменения энтропии при фазовых переходах и химических реакциях.

7. Термодинамические потенциалы: энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал).

8. Предмет химической кинетики. Химическая кинетика как основа для изучения скоростей и механизма биохимических процессов. Реакции простые (одностадийные) и сложные (многостадийные), гомогенные и гетерогенные, примеры.

9. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа и температурный коэффициент скорости реакции. Особенности зависимости скорости биохимических процессов от температуры.

10. Обратимые и необратимые химические реакции. Константа химического равновесия. Прогнозирование смещения химического равновесия на основе принципа Ле-Шателье.

11. Растворы. Жидкие растворы. Вода как растворитель. Роль растворов в жизнедеятельности организмов.

12. Насыщенный пар; давление насыщенного пара; относительное понижение давления насы- щенного пара над разбавленными растворами нелетучих неэлектролитов. Закон Рауля. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов неэлектролитов и их зависимость от концентрации. Криоскопическая и эбуллиоскопическая постоянные.

13. Диффузия в растворах. Факторы, влияющие на скорость диффузии. Закон Фика. Роль диффузии в биологических процессах.

14. Осмос. Осмотическое давление и способы его определения. Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов. Закон Вант-Гоффа. Гипо-, гипер- и изотонические растворы, применение в медицине. Формирование отёка. Гемолиз, плазмолиз. Роль осмоса и осмотического давления в биологических системах. Изоосмия организма.

15. Теория электролитической диссоциации. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Отклонение растворов электролитов от законов Рауля и Вант-Гоффа. Изотонический коэффициент. Связь изотонического коэффициента со степенью диссоциации. Электролиты в организме человека.

16. Растворы слабых электролитов. Применение закона действующих масс к процессу диссоциации слабых электролитов. Константа диссоциации. Закон разведения Оствальда.

17. Основные положения теории растворов сильных электролитов. Активности и коэффициент активности. Ионная сила раствора.

18. Вода как электролит. Ионное произведение воды. Водородный показатель рН. Интервалы значений рН различных жидкостей человеческого организма.

Буферные растворы, состав, классификация, свойства. рН буферных растворов. Уравнение Гендерсона-Гассельбаха, его применение к буферным системам крови. Основные буферные системы крови.

20. Механизм действия буферных растворов. Буферная емкость, её зависимость от различных факторов. Значение буферных растворов для организма человека.

Классификация дисперсных систем. Молекулярно-кинетические свойства коллоидно-дисперсных систем: броуновское движение, осмотическое давле-ние, седиментационное равновесие. Устойчивость дисперсных систем. Коагуляция. Порог коагуляции и его определение. Правило Шульце - Гарди.

22. Поляризация связей. Электронные эффекты – индуктивный, мезомерный, их влияние на реакционную способность органических соединений. Электронодонорные и электроноакцепторные заместители.

23. Классификация органических соединений. Функциональные группы и органические радикалы.

24. Основные правила систематической номенклатуры ИЮПАК для органических соединений. Заместительная и радикально-функциональная номенклатура.

25. Основы номенклатуры алифатических, алициклических углеводородов и их полифунк- циональных производных.

26. Виды сопряжения. Сопряженные системы с открытой и замкнутой цепью. Ароматичность и ее критерии. Правило Хюккеля. Ароматичность бензоидных и гетероциклических соедине- ний.

27. Классификация органических реакций. Классификация органических реакций по механизму и конечному результату. Гомолитический и гетеролитический разрыв ковалентных связей. Электронное и пространственное строение образующихся интермедиатов. Электроно- донорные и электроноакцепторные заместители.

28. Кислотно-основные свойства органических соединений. Кислотность и основностьорганических соединений. Теории Бренстеда и Льюиса. Общие закономерности изменения кислотных и основных свойств в зависимости от природы атома в кислотном и основном центрах, электронных эффектов заместителей и сольватационных эффектов.

29. Стереоизомерия органических молекул. Пространственное строение органических соединений. Конформация и конфигурация молекул. Конформации открытых цепей. Конформации циклических соединений. Конфигурация. Проекционные формулы Фишера. Общие принципы стереохимической номенклатуры. Оптическая активность. Причины хиральности органических соединений. Виды стереоизомеров. –Диастереомеры. Проблема взаимосвязи стереохимического строения с проявлением биологической активности.

30. Строение, химические свойства и реакционная способность поли- и гетерофунк- циональных соединений. Многоатомные спирты. Двухатомные фенолы. Система гидрохинон-хинон как химическая основа убихинонов в окислительно-восстановительных процессах. Фенолы и антиоксиданты.

31. Двухосновные карбоновые кислоты. Аминоспирты: холин, ацетилхолин. Аминофенолы: дофамин, норадреналин, адреналин. Одноосновные (молочная β- и γ-гидроксимасляные), двухосновные (яблочная, винные), трехосновные (лимонная) гидроксикислоты. Альдегидо- и кетонокислоты.

32. Гетерофункциональные производные бензольного ряда как лекарственные средства. Салициловая кислота и ее производные. п-Аминобензойная кислота и ее производные. Сульфаниламидные препараты.

33. Химия биологически активных гетероциклических соединений и лекарственных препаратов. Гетероциклы с одним гетероатомом. Пиррол, индол, пиридин, хинолин. Понятие о строении тетрапиррольных соединений (порфирин, гем). Биологически важные производные пиридина. Производные 8-гидроксихинолина – антибактери- альные средства комплексообразующего действия. Гетероциклы с несколькими гете-роатомами. Пиразол, имидазол тиазол, пиразин, пиримидин, пурин. Барбитуровая кислота и ее производные. Гидроксипурины.

34. Моносахариды. Строение и классификация. Стереоизомерия и цикло-оксо-таутомерия моносахаридов на примере пентоз, гексоз и аминосахаров. Формулы Фишера и Хеуорса. Конформацияпиранозных форм моносахаридов. Наиболее важные предста- вители пентоз, гексоз, дезоксисахаров, аминосахаров. Нуклеофильное замещение у аномерного центра на примере образования О- и N-гликозидов. Окисление и восстановление моносахаридов. Взаимопревращение альдоз и кетоз. Реакции альдольного типа в ряду моносахаридов.

35. Полисахариды. Олигосахариды. Дисахариды. Особенности в химическом строении восстанавливающих и невосстанавливающих дисахаридов. Гомополисахариды: крахмал, гликоген, декстран, целлюлоза. Пектины. Первичная структура, гидролиз. Понятие о вторичной структуре (амилоза, целлюлоза). Гетерополисахариды: гиалуроновая кислота, хондритинсульфаты. Строение и медико-биологическое значение гепарина.

36. Аминокислоты. Пептиды и белки. Протеиногенные аминокислоты. Строение. Стереоизомерия. Кислотно-основные свойства. Химические свойства α-аминокислот как гетерофункцио- нальных соединений. Биологически важные реакции α-аминокислот. Пептиды. Строение пептидной группы. Гидролиз пептидов. Белки. Понятие о первичной и вторичной структурах. Сложные белки.

37. Нуклеиновые кислоты. Пиримидиновые и пуриновые основания. Лактим-лактамная таутомерия. Реакции дезаминирования. Нуклеозиды, гидролиз. Нуклеотиды, строение. Гидролиз нуклеотидов. Первичная структура нуклеиновых кислот. Строение и функции ДНК и РНК. Понятие о вторичной структуре ДНК. Лекарственные средства на основе модифицированных нуклеиновых оснований (фторурацил, меркаптопурин). Нуклеозиды – антибиотики.

38. Омыляемые липиды. Омыляемые липиды. Жиры. Масла. Природные высшие жирные кислоты. Пероксидное окисление фрагментов жирных кислот в клеточных мембранах. Фосфолипиды – как структурные компоненты клеточных мембран. Сфинголипиды. Гликолипиды. Представление об антиоксидантной защите. Взаимодействие органических соединений с кислородом как химическая основа перекисного окисления липидсодержащих систем. Ингибиторы перекисного окисления.

39. Неомыляемые липиды. Стероиды. Стероиды. Конформационное строение, биологическая роль. Углеводороды – родоначальники групп стероидов: эстран, андростан, прегнан, холан, холестан. Стероидные гормоны. Желчные кислоты. Стерины. Холестерин и эргостерин. Агликоны сердечных гликозидов: дигитоксигенин, строфантидин. Характеристика основных групп стероидов.

40. Терпеноиды. Моно- и бициклические терпены. Лимонен, ментол, камфора. Сопряженные полиены: каротиноиды, витамин А.