Буферные системы и их роль в организме человека

Кафедра химии

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

по дисциплине «Химия»

Для студентов 1 курса педиатрического факультета

(2018-2019 учебный год)

 

Часть I. Теория. Общая химия

 

Растворы и их значение в процессах жизнедеятельности

1. Коллигативные свойства разбавленных растворов неэлектролитов. Закон Рауля: формулировки, расчетные формулы.

2. Следствие из закона Рауля: понижение температуры замерзания растворов, повышение температуры кипения растворов (формулировки, расчетные формулы, практическое значение).

3. Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа для растворов неэлектролитов: формулировка, расчетные формулы.

4. Осмотические свойства растворов электролитов. Изотонический коэффициент: физический смысл, расчёт, связь с кажущейся степенью диссоциации.

5. Гипо-, гипер-, изотонические растворы; их применение в медицине. Понятие об изоосмии (электролитном гомеостазе). Осмоляльность и осмолярность биологических жидкостей: определение понятий, значение, связь с моляльностью и молярной концентрацией. Осмолярность крови.

6. Роль осмоса в биологических системах. Плазмолиз и цитолиз. Зависимость степени гемолиза эритроцитов от концентрации раствора NaCl.                            

 

2. Химическая термодинамика и её применение к биосистемам

 

7. Основные понятия термодинамики: система, параметры, состояние, процесс (определение, классификация, примеры). Внутренняя энергия и энтальпия: определение понятий, взаимосвязь, влияние различных факторов, расчетные формулы. Стандартная энтальпия простых и сложных веществ. Использование энтальпии для расчёта энергетической ценности пищевых продуктов.

8. Первое начало термодинамики: связь с законом сохранения энергии, формулировки, применение к биосистемам.

9. Значение и сущность 2-го начала термодинамики. Необратимость естественных (самопроизвольных) процессов. Свободная и связанная энергия.

10. Энтропия как мера связанной энергии. Расчет энтропии веществ в изотермических и изобарных процессах (формулы, выводы), стандартная энтропия (определение, обозначение), расчет DS химической реакции.Процессы в организме человека, протекающие с изменением энтропии.

11. Энергия Гиббса. Уравнение Гиббса. DG как критерий самопроизвольного протекания изобарно-изотермических процессов. Экзергонические и эндергонические процессы: определение, возможность протекания в организме, примеры.

 

3. Химическая кинетика и её значение для изучения скоростей и механизмов биохимических процессов

 

12. Классификация химических реакций. Реакции обратимые и необратимые, гомогенные и гетерогенные, экзотермические и эндотермические, простые и сложные, последовательные, цепные, сопряженные: определение, примеры (в том числе в организме человека).

13. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ (закон действующих масс). Константа скорости.

14. Молекулярность элементарного акта реакции: определение, классификация, примеры. Вычисление молекулярности сложной реакции (примеры с участием неорганических и органических веществ). Порядок реакции. Реакции нулевого, первого и второго порядков: кинетические уравнения, примеры (в том числе для организма человека).

15. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа: формулировка, расчетные формулы, физический смысл температурного коэффициента, его особенности для биохимических процессов. Уравнение Аррениуса. Энергия активации.

16. Химическое равновесие. Константа химического равновесия. Уравнение изотермы химической реакции.

17. Прогнозирование смещения химического равновесия. Принцип Ле-Шателье: общая и частные формулировки, примеры.

 

Буферные системы и их роль в организме человека

 

18. Буферные растворы и буферные системы: определение, состав, классификация. Уравнения Гендерсона-Гассельбаха для расчета рН буферных систем.

19. Механизм действия буферных систем при добавлении кислоты и щелочи (на примере ацетатной, аммиачной и белковой буферных систем), разбавлении водой. 

20. Буферная емкость: определение, расчетные формулы, факторы. Зона буферного действия: определение, объяснение, примеры.

21. Буферные системы крови: состав, распределение в плазме и эритроцитах, механизм действия гидрокарбонатной, фосфатной, белковой буферных систем в избытке кислот и оснований, рН крови в норме, рН артериальной и венозной крови.   

22. Механизм буферного действия системы гемоглобин-оксигемоглобин в легких и периферических тканях.

23. Понятие о кислотно-основном состоянии организма: определение, механизмы, регуляция, значение для процессов жизнедеятельности, щелочной резерв крови (%, ммоль/л). Коррекция КОС при его нарушениях (с помощью веществ кислотного или основного характера).

 

5. Комплексные соединения: строение, роль в организме, применение в медицине

 

24. Координационная теория Вернера (с учетом современных представлений о строении атомов и молекул): основные положения, примеры. Комплексные соединения в организме человека (примеры).

25. Внутрикомплексные соединения: определение, примеры. Роль процессов хелатирования в организме человека и их значение в медицине.

26. Биокомплексные соединения: гемоглобин и его производные, карбоангидраза, витамин В₁₂ (пространственное строение, функции, электронное строение, тип гибридизации и координационное число комплексообразователя). Связь конфигурации биокомплексов с их биологической функцией.

27. Константы нестойкости и устойчивости комплексных частиц: определение, примеры, использование для установления возможности протекания реакций (в том числе при нарушении металло-лигандного гомеостаза и в хелатотерапии).

28. Термодинамические принципы хелатотерапии.                          

29. Металло-лигандный гомеостаз и причины его нарушения.