Ch 1 Co So Hoa Hoc

• Chöông 1- Cô sôû hoùa hoïc cuûa söï soáng • 1- Vaät chaát, nguyeân toá, nguyeân töû vaø phaân töû • 2- Thaønh phaàn voâ cô trong teá baøo • 3- Thaønh phaàn höõu cô trong teá baøo

• 1- Vaät chaát, nguyeân toá, nguyeân töû vaø phaân töû • ° Söï soáng (teá baøo) ñöôïc taïo bôûi vaät chaát • °Vaät chaát goàm caùc nguyeân toá. • °Moãi nguyeân toá laø moät chaát khoâng theå bò phaù vôõ thaønh caùc chaát khaùc: C, H, O, N... (92) • ° Moãi nguyeân toá chöùa cuøng loaïi nguyeân töû, ñôn vò vaät chaát coøn giöõ ñaëc tính nguyeân toá.

° e- quay theo quyõ ñaïo (ñaùm maây) quanh nhaân (≈ toác ñoä aùnh saùng). ° Moãi quyõ ñaïo chöùa toái ña 2e° Moãi nguyeân töû coù 1 hay nhieàu lôùp e-, lôùp gaàn nhaân chöùa 1 quyõ ñaïo (2e-), töø lôùp 2 chöùa 4 quyõ ñaïo (8e-)

• ° Khi nguyeân töû haáp thu naêng löôïng, 1 e- ñaït möùc naêng löôïng cao hôn (xa nhaân hôn)

• ° e- ñöôïc kích hoaït trôû veà möùc caên baûn ban ñaàu vaø phoùng thích naêng löôïng boå sung

• ° Ñoàng vò = daïng khaùc cuûa moät nguyeân toá, coù cuøng soá proton vaø e-, khaùc soá neutron. • • • • •

Caùc ñoàng vò cuûa carbon 12 13 C C Neutron 6 7 8 Ñieän töû 6 6 6 Proton 6 6 6

14

C

• Ñoàng vò phoùng xaï (nhö 14 C) khoâng beàn: nhaân phaân raõ & phoùng thích naêng löôïng. • Ích lôïi: • Ñaùnh daáu phaân töû • Nguy hieåm: • Phaù huûy caùc phaân töû, nhaát laø DNA (theá chieán II, Chernobyl 1986…)

• ° Phaân töû = 2 hay nhieàu nguyeân töû keát hôïp bôûi caàu noái hoùa hoïc.

• Metan (CH4) : hôïp nguyeân toá) • H2 vaø O2 : ñôn chaát

chaát

(do

2

loaïi

• Hôïp chaát trong teá baøo coù 3-4 nguyeân toá, chuû yeáu laø C, H, O, N.

° Söï taïo caàu noái (hoùa hoïc) • Ñònh nghóa: Caàu noái hoùa hoïc laø löïc huùt giöõa caùc nguyeân töû caïnh nhau. • Nguyeân taéc: Nguyeân töû coù lôùp ngoaøi cuøng chöa ñaày deã töông taùc vôùi nguyeân töû khaùc (taïo caàu noái).

H deã phaûn öùng (1 e- ôû lôùp ngoaøi cuøng) C deã phaûn öùng (4e- ôû lôùp ngoaøi cuøng)

N deã phaûn öùng (coù 5e- ôû lôùp ngoaøi cuøng) O deã phaûn öùng (coù 6 e- ôû lôùp ngoaøi cuøng

°He laø khí trô (1 lôùp ñaày 2 e-)

Caùc kieåu caàu noái hoùa hoïc • (1) Caàu noái coäng hoùa trò: • 2 nguyeân töû coù chung 1 hay nhieàu caëp e- (cuûa lôùp ngoaøi).

Tính aâm ñieän = löïc huùt cuûa nguyeân töû ñoái vôùi caùc e- goùp chung trong caàu noái coäng hoùa trò.

• Caàu noái voâ cöïc = löïc huùt giöõa 2 nguyeân töû gaàn baèng nhau: O2, H2, CH4 (phaân töû voâ cöïc)

Caàu noái höõu cöïc: tính aâm ñieän cuûa 1 nguyeân töû maïnh hôn: H2O (phaân töû höõu cöïc)

(2) Caàu noái ion: coù söï cho vaø nhaän e-

NaCl deã phaân ly trong nöôùc

• (3) Caàu noái hydrogen giöõa H tích ñieän döông vôùi 1 nguyeân töû tích ñieän aâm (O, N)

• (4) Löïc Van der Waals: Khoâng chuyeân bieät (khi 2 nguyeân töû ôû gaàn nhau)

• (5) “Caàu noái” kò nöôùc: Trong nöôùc, caùc phaân töû chaát beùo bò eùp buoäc hoïp thaønh nhoùm.

2- Thaønh phaàn voâ cô trong teá baøo - Nöôùc - Caùc chaát khoaùng - Caùc acid, baz vaø chaát ñeäm °Nöôùc • Ñaëc tính lyù hoùa hoïc: • - Caàu noái H → tính keát raát maïnh (“phaân töû” khoång loà) • - Söùc caêng beà maët (lôùp phim cöïc moûng) • - Nöôùc ôû 3 daïng: raén, loûng vaø hôi

• Vai troø cuûa nöôùc trong söï soáng • - Moâi tröôøng cho caùc phaûn öùng • - Cung caáp H vaø O • - Ñieàu hoøa nhieät ñoä • - Dung moâi hoaøn haûo cho teá baøo

• ° Caùc chaát khoaùng • - Söï soáng caàn ≈ 25 nguyeân toá thieát yeáu (/ 92): C, H, O, N, P, K, Ca, F, I, Fe... • - Nguyeân toá thieát yeáu = caàn thieát & khoâng theå ñöôïc thay theá

• ° Caùc acid, baz vaø chaát ñeäm • + Acid: chaát phoùng thích H+ vaøo dung dòch • + Baz (kieàm, alkali): chaát nhaän H+ • + Caân baèng [H+]/[OH-] (pH, potential of Hydrogen) aûnh höôûng tôùi caùc phaûn öùng hoùa hoïc • + pH = -lg [H+] laø soá ño tính acid hay baz (kieàm) cuûa moät dung dòch

• ° Chaát ñeäm - Dung dòch ñeäm • + Dòch teá baøo chöùa caùc chaát ñeäm, chaát giöõ oån ñònh pH, baèng caùch: * nhaän H+ khi vöôït quaù H+ • * cho H+ khi thieáu H+ • • + Dung dòch ñeäm chöùa acid yeáu & baz keát hôïp cuûa acid yeáu • Maùu ñeäm bôûi acid carbonic / bicarbonat • HCO3- + H+ ↔ H2CO3 (giöõ pH ≈ 7,4)

3- Thaønh phaàn höõu cô trong teá baøo ° Caùc nhoùm chöùc

° Caùc phaûn öùng hoùa hoïc trong teá baøo Phaûn öùng hoùa hoïc = taùi saép xeáp vaät chaát

(1) Toång hôïp khöû nöôùc & thuûy giaûi

(2) Phaûn öùng oxid hoùa-khöû • Lieân quan tôùi söï chuyeån e-, goàm 2 baùn-phaûn öùng: red1 ↔ ox1 + e• •

• • • •

ox2 + e- ↔ red2

2 kieåu phaûn öùng oxid hoùa- khöû °Chæ chuyeån e- (nhôø cyt b & c) bFe++ ↔ bFe+++ + ecFe+++ + e↔ cFe++

° Chuyeån e- trong H (H+ + e-) nhôø dehydrogenaz

Ñaëc ñieåm chuyeån e-

cuûa

phaûn

öùng

• °Caùc phaûn öùng oxid hoùa & khöû luoân ñi caëp • °Trong phaûn öùng oxid hoùa: chaát khöû cho e • °Trong phaûn öùng khöû: chaát oxid hoùa nhaän e • ° Theá khöû cuûa red1 > red2 : e seõ di chuyeån theo caùch töï sinh töø red1 tôùi ox2

Hoâ haáp teá baøo vaø quang hôïp laø caùc phaûn öùng oxid hoùa-khöû

Chuoãi chuyeån e- hoâ haáp

• (3) Phaûn öùng thu vaø thaûi naêng löôïng • ° Caùc daïng naêng löôïng • - Ñoäng naêng, năng lượng (cuûa vaät) do chuyeån ñoäng • - Theá naêng, năng lượng do vò trí & caùch saép xeáp ° e- caøng xa nhaân, theá naêng caøng cao • ° Phaân töû coù theá naêng (hoùa naêng) do söï saép xeáp • cuûa caùc nguyeân töû • - Quang naêng, năng lượng aùnh saùng (photon)

haûn öùng thu vaø thaûi naêng löôïng

• (4) Phaûn öùng enzym • ° Trong phaûn öùng enzym, caùc chaát phaûn öùng goïi laø ñaøi chaát • E+S → [E-S] → P+E • ° Raøo caûn naêng löôïng • = naêng löôïng hoaït hoùa (EA) • = naêng löôïng maø ñaøi chaát caàn haáp thu ñeå baét ñaàu phaûn öùng • ° Enzym thuùc nhanh (xuùc taùc) phaûn öùng baèng caùch haï thaáp EA

Moâ hình hoät ñaäu nhaûy • Cô cheá hoaït ñoäng cuûa enzym? • E+S → [E-S] → P+E ∀ ← Moâ hình ñinh oác & ñai oác

• ° Phaân töû höõu cô = hôïp chaát chöùa carbon, ñöôïc taïo bôûi teá baøo hay nhaân taïo • ° Phaân töû sinh hoïc = sinh hoùa chaát = phaân töû höõu cô do teá baøo taïo ra • ° Phaân loaïi caùc phaân töû sinh hoïc • (1) Polymer: polysacarid, protein, acid nucleic, lipid • (2) Momomer: ose, acid amin, nucleotid • (3) Chaát trung gian bieán döôõng • A →B →C →D →→→Z • (4) Caùc chaát khaùc: vitamin, hormon, ATP, cAMP...

° Phaân phoái caùc phaân töû sinh hoïc - Carbohydrat: celluloz trong vaùch tinh boät trong luïc laïp - Protein: maøng, nhaân, cytosol - DNA: nhaân, luïc laïp, ti theå - Lipid: maøng

• ° Carbohydrat • - Monosacarid: glucoz, fructoz, galactoz • - Disacarid maltoz= glucoz + glucoz • sacaroz (sucroz)= glucoz + fructoz • lactoz (ñöôøng söõa)= glucoz + • galactoz • - Polysacarid tinh boät (luïc laïp) • celluloz (vaùch) • glycogen (teá baøo gan, cô) •

° Protein

•Caáu truùc protein: ∀• Baäc 1: trình töï acid amin ∀• Baäc 2: cuoän chuoãi thaønh xoaén α hay phieán gaáp β ∀• Motif: vuøng goàm nhieàu caáu truùc baäc hai (β α β ...) ∀• Baäc 3: hình theå ba chieàu ∀• Domain: ñôn vò chöùc naêng coù caáu truùc baäc 3 ∀• Baäc 4: keát hôïp 2 hay nhieàu chuoãi polypeptide

Lysozym: 1 chuoãi polypeptid nhö daûi baêng

Moâ hình khoâng gian cuûa lysozym

° Hemoglobin = protein globin + saéc toá heme chöùa Fe ° Phaân töû globin = 4 chuoãi polypeptid (2α = 2β ), moãi chuoãi coù moät nhoùm heme

° Acid nucleic: DNA / RNA (polynucleotid) ÔÛ eukaryote, moãi phaân töû DNA neùn chaët trong moät nhieãm saéc theå Caùch neùn chaët? Quaán quanh

Caàu noái ester ñöôïc taïo bôûi phaûn öùng (khöû nöôùc) giöõa moät acid (carboxylic hay phosphoric) vôùi moät alcol. Caàu noái giöõa 2 nucleotide = caàu

• ° Lipid: goàm caùc phaân töû gaàn nhö voâ cöïc, kò nöôùc (chaát beùo, phospholipid, saùp vaø steroid)

Chaát beùo

Phospholipi d