1-деңгей Органикалық синтезі пәнінің мазмұны мен мақсаты
жүктеу/скачать 5,06 Mb.
|
хим синтез сессия жауап
- Бұл бет үшін навигация:
- 37. Органикалық синтездің реакциялары
| .В.Марковников ережесі: галогенсутектің сутек атомы сутек көп көміртек атомына, ал галоген сутек аз көміртек атомына қосылады: H2C=CH-CH3(пропенн)+H-Br----H3C-CHBr-CH3(2-бромпропан)
37. Органикалық синтездің реакциялары Органикалық заттардың синтез реакциясы жасушада бөліну процестерімен бір уақытта жүреді. Күрделі ерекше биополимерлер (ақуыздар, майлар, көмірсулар, нуклеин қышқылдары) диссимиляция процестері нәтижесінде пайда болған қарапайым заттардан синтезделеді.Синтезделген органикалық заттар жұмсалған заттардың орнына жасушаның әртүрлі органоидтарын, ферменттерін, секрецияларын және қосалқы заттарды құру үшін қолданылады. Барлық осы процестер энергияны сіңірумен бірге жүреді. Жасушада болатын заттардың синтезі биосинтез немесе пластикалық метаболизм деп аталады. Бұл кезеңде бірқатар аралық сілтемелерде 2600 кДж энергия бөлінеді. АДФ-ны АТФ-қа айналдыру кезінде 36 макроэргиялық байланыстың пайда болуына 1440 кДж немесе босатылған энергияның 54% жұмсалады, ол АТФ потенциалдық энергиясына өтеді. Демек, оттегі бөлінуімен оттегі жоқ энергияға қарағанда 13 есе көп энергия пайда болады, ал АТФ түріндегі жасуша оны 18 есе үнемдейді. Екі кезеңдегі глюкозаның толық ыдырауының жалпы теңдеуін келесідей жазуға болады: Бұл жағдайда пайда болған АТФ эндоплазмалық ретикулум каналдары арқылы жасушаның басқа бөліктеріне жіберіледі, онда оған қажеттілік туындайды. Осылайша, глюкозаның бөлінуі кезінде пайда болған энергиядан жасуша үшін 80 кДж + 1440 кДж = 1520 кДж немесе 55% энергия сақталады, ол потенциалдық энергияға айналады және одан әрі жасуша қолданады. Сондықтан бөліну реакциясы энергия алмасу деп аталады. Фотосинтез (цв. табл. I) - бұл жарық энергиясын қолдана отырып, бейорганикалық заттардан органикалық қосылыстардың пайда болуының ерекше процесі. Алғаш рет фотосинтез процесін және ондағы өсімдік хлорофиллінің рөлін көрнекті орыс ғалымы Клемент Аркадьевич Тимирязев (1843-1920) сипаттаған. Фотосинтез — бұл екі фазада жүретін күрделі көп сатылы процесс-жарық және қараңғы. Жарық фазасы хлоропластты көрінетін жарықпен жарықтандырудан басталады. Жарық кванттарының әсерінен хлорофилл молекулаларының кейбір қозғалмалы электрондары жоғары энергия деңгейіне өтіп, потенциалдық энергияны алады. Мұндай" қозған " электрондардың бір бөлігі бұрынғы орнына оралады, ал шығарылған энергия жылу түрінде таралады. Олардың басқа бөлігі векторлардың қатысуымен тотықсыздандырғыш рөлін атқарады және су молекулаларының диссоциациясы кезінде жасушаларда үнемі түзілетін сутегі иондарына қосылады (H2O =H++OH—). Сутегі иондары электронды қосу арқылы сутегі атомдарына айналады (h++E— = H) және тасымалдаушы заттардың молекулаларына қосылады. Сутегі иондарынсыз қалған oh-иондары өз электрондарын басқа иондарға беріп, oh радикалдарына айналады (oh =e— +oh). Өзара әрекеттесу арқылы олар су мен молекулалық оттегін құрайды (40н= 2Н2О+O2). Жарық энергиясының әсерінен судың ыдырауы кезінде молекулалық оттегінің түзілу процесі судың фотолизі деп аталады. Оны алғаш рет кеңес ғалымы Александр Павлович Виноградов (1895 -1975) таңбаланған атомдар әдісін қолдана отырып зерттеп, сипаттаған. Өзінің механизмі фотолиз су сходен электролизімен су. Сонымен қатар, жарық фазасында хлорофиллдің "қозған" электрондары мен oh— иондарынан бөлінген электрондардың кейбірі АДФ және бейорганикалық фосфаттан (F) АТФ синтезі кезінде макроэргиялық фосфат байланысының түзілуіне қатысады (ADF + F = ATP). Осылайша, Фотосинтездің Жарық фазасында хлорофиллдің "қозған" электрондардың әсерінен жарық энергиясын сіңіруі нәтижесінде оттегі мен АТФ синтезі бар судың фотолизі жүреді. Фотосинтездің қараңғы фазасы СО2 байланыстыру үшін бірқатар дәйекті ферментативті реакциялардан тұрады, нәтижесінде өсімдіктің басқа органикалық заттарының биосинтезі үшін бастапқы материал ретінде қызмет ететін глюкоза пайда болады. Бұл процесс Жарық фазасында пайда болған сутегі атомдарының қатысуымен АТФ энергиясына байланысты (6со2+24н=С6Н12О6+6Н2О). Фотосинтездің жалпы теңдеуі келесідей: 6СО2 +6Н2О = С6Н12О6 + 6O2 Хлоропласттың мембраналық құрылымы реактивті заттардың бөлінуін жүзеге асырады. Фотосинтездің өнімділігі-1 сағат ішінде 1 м2 жапыраққа 1 г органикалық зат. жыл сайын фотосинтез нәтижесінде шамамен 400 миллиард тонна органикалық зат түзіледі. Бір адамның оттегіне жылдық қажеттілігі вегетация кезеңінде орта жастағы 10-12 ағаштың жұмыс істеуімен қамтамасыз етіледі. Фотосинтездің өнімділігі белгілі бір деңгейге, Жарық қарқындылығына, СО2 құрамына, қоршаған ауаның температурасы мен ылғалдылығына байланысты жоғарылайды. Бұл үлгілер өсімдіктерді қорғалған жерде өсіру кезінде кеңінен қолданылады. Химосинтезді 1888 жылы орыс биологы С. Н. Виноградский ашты, ол кейбір бактериялардың химиялық энергия арқылы көмірқышқыл газын сіңіре алатындығын дәлелдеді. Химосинтетикалық бактериялардың бірнеше тобы бар, олардың ішінде нитрофикация, серобактериялар және темір бактериялары өте маңызды. Мысалы, азотты бактериялар аммиакты азот қышқылына, содан кейін азот қышқылына тотықтыру арқылы органикалық заттарды синтездеу үшін энергия алады; серобактериялар күкірт сутегін сульфаттарға тотықтырады, ал темір бактериялары Темірдің қышқыл тұздарын тотыққа айналдырады. Босатылған энергия АТФ түрінде химосинтездейтін бактериялардың жасушаларында жинақталады. Органикалық зат СО2-ден түзілетін химосинтез процесі Фотосинтездің қараңғы фазасына ұқсас жүреді. Химосинтетикалық бактериялардың өмірлік белсенділігінің арқасында табиғатта нитрат пен Батпақты кендердің үлкен кен орындары жиналады. Ақуыз биосинтезі әр тірі жасушада жүреді. Бұл жас өсіп келе жатқан жасушаларда белсенді, онда олардың органоидтарын құруға кететін ақуыздар синтезделеді, сонымен қатар ақуыздар-ферменттер мен ақуыздар-гормондар синтезделетін секреторлық жасушаларда. Ақуыздардың құрылымын анықтаудағы негізгі рөл ДНҚ-ға тиесілі. Бір ақуыздың құрылымы туралы ақпараты бар бірнеше жүз нуклеотидтерден тұратын ДНҚ сегменті ген деп аталады. Бір ДНҚ макромолекуласында бірнеше жүз ген бар. Молекулада ақуыздағы аминқышқылдарының тізбегі туралы Код белгілі бір нуклеотидтер түрінде жазылады. ДНҚ кодының мәні әр амин қышқылы ДНҚ тізбегінің іргелес үш нуклеотид — триплеттерден тұратын бөлігіне сәйкес келеді. Мысалы, А — Ц — А амин қышқылы цистеинге, а — а — ц — лейцинге, Т — Т — Т-лизинге және т. б. сәйкес келеді. Әр түрлі аминқышқылдары 20, 4 нуклеотидтің мүмкін болатын комбинацияларының саны 3-тен 64-ке тең. Сондықтан барлық аминқышқылдары үшін артық триплеттер жеткілікті. Ақуыз биосинтезі-матрицалық синтез принципі бойынша жүретін синтетикалық реакциялар тізбегін білдіретін күрделі көп сатылы процесс. Матрицалық синтез реакцияларының мәні жаңа ақуыз молекулалары қолданыстағы ДНҚ молекулаларының құрылымына енгізілген жоспарға сәйкес синтезделеді. Бұл реакциялар синтезделген полимерлердегі мономерлердің нақты тізбегін қамтамасыз етеді. жүктеу/скачать 5,06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|