Тема 8. КИНЕТИКА БИОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Химическая кинетика – это наука, изучающая скорость химической реакции и факторы ее определяющие Изучение кинетических закономерностей протекания биохимических реакций позволяет определять механизмы и направления протекания сложных биохимических процессов в норме и патологии, оценивать скорость образования и выведения метаболитов. Применение современных представлений теории катализа к биохимическим процессам позволяет определить механизм действия биологических катализаторов – ферментов.

В фармакологии изучение фармакокинетических характеристик лекарственных препаратов, скорости всасывания, окисления и выведения из организма позволяет оценить его биодоступность и эффективность.

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

ОБЩАЯ ЦЕЛЬ.

Уметь объяснять механизмы и скорости биохимических процессов, которые происходят в организме человека.

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ

УМЕТЬ:

1. Интерпретировать гомогенные и гетерогенные реакции, порядок и молекулярность реакций.

2. Рассчитывать скорость химических реакций на основании закона действующих масс

3. Рассчитывать изменение скорости химической реакции при изменении температуры.

4. Интерпретировать константу скорости реакции, её физический смысл.

5. Интерпретировать понятие энергии активации, теорию активных столкновений, уравнение Аррениуса.

6. Интерпретировать понятия гомогенного и гетерогенного катализа, понятие о ферментах, их роли в регуляции процессов в организме.

7. Трактовать константу равновесия на основании закона действующих масс для равновесной системы и направление смещения равновесия по принципу Ле-Шателье.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

1. Предмет изучения химической кинетики. Определение и математическое выражение скорости реакции. Порядок и молекулярность реакций.

2. Факторы, влияющие на скорость реакции: концентрация, температура. Закон действующих масс. Константа скорости. Правило Вант-Гоффа.

3. Теория активных столкновений. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.

4. Гомогенный и гетерогенный катализ. Понятие о ферментативном катализе в биологических системах.

5. Необратимые и обратимые реакции. Закон действующих масс для состояния химического равновесия. Направление смещения равновесия по принципу Ле-Шателье.

Основная литература.

1. Медицинская химия: учебник. Калибабчук В.А., Грищенко Л.И., Галинская В.И. и др. – К.: Медицина, 2008. – С. 82-105.

НАБОР ЗАДАНИЙ ДЛЯ КОНТРОЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

Задание 1.

В организме человека реакция окисления этанола идет по уравнению:

С₂Н₅ОН + О₂ → СН₃СООН+ Н₂О

Как изменится скорость реакции, если увеличить концентрацию этанола в 5 раз, порядок реакции по этанолу первый.

A. Уменьшится в 5 раз

B. Уменьшится в 10 раз

C. Увеличится в 10 раз

D. Увеличится в 5 раз

E. Увеличится в 25 раз

Задание 2.

Под влиянием ферментов сахароза в организме человека превращается в глюкозу и фруктозу. Как изменится скорость этой реакции при увеличении температуры на 20°С (γ = 3)?

A. Уменьшится в 3 раза

B. Уменьшится в 9 раз

C. Увеличится в 6 раз

D. Увеличится в 9 раз

E. Увеличится в 27 раз

Задание 3.

Скорость реакции увеличивается с повышением температуры. Укажите, во сколько раз она увеличится при повышении температуры реакции на 30°С, если температурный коэффициент γ = 3.

A. Увеличится в 3 раза

B. Увеличится в 9 раз

C. Увеличится в 12 раз

D. Увеличится в 27 раз

E. Увеличится в 81 раз

Задание 4.

Для характеристики смещения равновесия биохимических процессов пользуются значением величины константы равновесия К_р. Укажите фактор, от которого зависит константа равновесия.

A. Природа реагирующих веществ

B. Концентрация реагирующих веществ

C. Природа растворителя

D. Катализатор

E. Энергия активации

Задание 5.

Гидрокарбонат натрия, применяющийся в медицине при ацидозе, подвергается гидролизу по уравнению:

NaHCO₃ + H₂O ↔ H₂CO₃ + NaOH

Определите математическое выражение для константы равновесия (К_р) данной реакции.

A.

B.

C.

D.

E.

Задание 6.

Ферменты – вещества белковой природы, которые управляют всеми биологическими функциями организма. Укажите температурный оптимум действия этих веществ в живом организме в градусах.

A. 0-10

B. 15-20

C. 35-40

D. 65-70

E. 90-95

Задание 7.

Ферменты широко используются в фармации в качестве лекарственных препаратов. В чем заключается отличие ферментов от небиологических катализаторов?

A. Хорошая растворимость

B. Высокая универсальность

C. Высокая селективность

D. Высокая дисперсность

E. Высокая гомогенность

Эталоны ответов:

1 – D, 2 – D, 3 – D, 4 – B, 5 – D, 6 – C, 7 – C.