ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫКИНЕТИКИ БИОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
1. Предмет химической кинетики. Химическая кинетика как основа для изучения скоростей и механизмов биохимических процессов. Реакции одностадийные (простые), многостадийные (сложные), гомогенные, гетерогенные. Примеры.
2. Скорость гомогенных химических реакций и методы её измерения. Закон действующих масс для скорости гомогенных и гетерогенных реакций. Константа скорости реакции, её определение.
3. Молекулярность и порядок реакции. Примеры.
4. Уравнения кинетики реакций 1-го, 2-го и нулевого порядка. Период полупревращения.
5. Зависимость скорости реакции от температуры. Температурный коэффициент скорости реакции и его особенности для биохимических процессов. Уравнение Аррениуса. Энергетические диаграммы экзо- и эндотермических реакций.
6. Энергия активации. Понятие о теории активных соударений и переходного состояния.
7. Понятие о кинетике сложных реакций: параллельных, последовательных, сопряженных, обратимых, цепных. Фотохимические реакции.
8. Механизм гомогенного и гетерогенного катализа. Энергетическая диаграмма каталитической реакции. Ферменты как биологические катализаторы, особенности их действия. Общая схема действия ферментов.
УЧЕНИЕ О РАСТВОРАХ
1. Растворы. Роль растворов в жизнедеятельности организмов. Вода как растворитель. Концентрация растворов и способы её выражения. Примеры.
2. Термодинамика растворения. Энтальпийный и энтропийный факторы растворения и их связь с механизмом растворения. Идеальные растворы.
3. Растворимость газов в жидкостях и её зависимость от различных факторов. Закон Генри и Дальтона. Влияние электролитов на растворимость газов: закон И.М.Сеченова. Растворимость газов в крови. Кессонная болезнь.
4. Давление насыщенного пара над раствором. Закон Рауля и следствия из него: понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов, зависимость их от концентрации раствора. Криометрия и эбулиометрия.
5. Осмос и осмотическое давление в растворах. Закон Вант-Гоффа. Гипо-, гипер-, и изотонические растворы. Осмометрия.
6. Коллигативные свойства разбавленных растворов электролитов. Изотонический коэффициент. Роль осмоса и осмотического давления в биологических системах. Плазмолиз и гемолиз.
7. Осмотическое давление растворов биополимеров. Уравнение Галлера. Полиэлектролиты. Изоэлектрическая точка и её определение. Онкотическое давление плазмы и сыворотки крови.
8. Элементы теории растворов слабых и сильных электролитов. Активность и коэффициент активности. Ионная сила растворов. Электролиты в организме человека.
9. Теории кислот и оснований. Протолитическая теория кислот и оснований. Молекулярные и ионные кислоты и основания, сопряженная протолитическая пара. Сила кислот и оснований. Константа ионизации слабого электролита. Закон разведения Оствальда.
10. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН) как количественная мера активной кислотности и щелочности. Значения рН важнейших биологических жидкостей.
11. Типы протолитических реакций: реакции нейтрализации, гидролиза, ионизации. Константа гидролиза. Роль гидролиза в биохимических процессах.
12. Буферные системы. Емкость буферных растворов и факторы, определяющие её. Расчеты рН буферных систем. Уравнение Гендерсона – Гассельбаха.
13. Буферные системы, их классификация и механизм их действия.
14. Буферные системы крови: водородкарбонатная и гемоглобиновая буферные системы и механизм их действия.
15. Буферные системы крови: фосфатная и белковая буферные системы и механизм их действия.
16. Понятие о кислотно-щелочном равновесии крови и какие буферные системы их поддерживают, механизм действия одного из них. Ацидоз и алкалоз.
17. Устойчивость растворов биополимеров. Высаливание биополимеров из растворов. Застудневание растворов ВМВ и влияние различных факторов на этот процесс. Диффузия в студнях. Свойства студней.
18. Особенности растворения ВМВ. Структура и форма макромолекул. Механизм набухания. Влияние различных факторов на величину набухания.
19. Аномальная вязкость растворов ВМВ. Уравнение Штаудингера. Вязкость крови и других биологических жидкостей.
20. Гетерогенные равновесия – «насыщенный раствор» – осадок малорастворимого электролита. Константа растворимости (произведение растворимости) малорастворимого электролита. Условия образования и растворения осадков. Соединения кальция в костной ткани. Гетерогенные равновесия в жизнедеятельности организмов (образование гидрофосфатов кальция).
КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
1. Комплексные соединения. Координационная теория А.Вернера. Характеристика составных частей комплексных соединений. Классификация и номенклатура комплексных соединений. Комплексообразующая способность s-, p-, d-элементов.
2. Внутрикомплексные соединения (хелаты). Образование и диссоциация комплексных соединений. Константы нестойкости и устойчивости комплексов. Примеры.
3. Реакции комплексообразования ионов железа, кобальта, никеля, их биологическая роль. Комплексная природа гемоглобина. Биолиганды.
4. Комплексные соединения с биолигандами. Применение реакций комплексообразования в медицине, трилон Б и др..
ФИЗИКО-ХИМИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ
1. Поверхностные явления и их значение в биологии и медицине. Поверхностно-активные и поверхностно-неактивные вещества. Примеры.
2. Поверхностная энергия и поверхностное натяжение. Изотерма поверхностного натяжения. Поверхностная активность. Правило Дюкло-Траубе.
3. Адсорбция на границе раздела фаз жидкость – газ и жидкость – жидкость. Уравнение Гиббса. Ориентация молекул в поверхностном слое и структура биологических мембран.
4. Адсорбция на границе раздела твердое тело – газ и твердое тело – жидкость (раствор). Мономолекулярная и полимолекулярная адсорбция. Уравнение Лэнгмюра и уравнение Фрейндлиха. Хемосорбция.
5. Адсорбция сильных электролитов: эквивалентная, избирательная, ионообменная. Иониты и их применение в медицине.
6. Хроматография. Классификация хроматографических методов. Применение хроматографии для разделения веществ (на примере лабораторной работы) и в медико – биологических исследованиях.