Kemi - Vigtig baggrundsviden for biologer

More documents

Recommendations

Info

FIGUR 6. To atomer med uparrede elektroner i den yderste skal kan danne kovalente bindinger To atomer med uparrede elektroner i deres yderste skaller kan danne kovalente bindinger med hinanden ved at dele elektronpar. Atomer, der deltager i en kovalent binding søger at fylde deres yderste skaller. FIGUR 7. KOVALENTE BINDINGER Kemiske forbindelser ligner ikke de grundstoffer, som de er opbygget af, men har deres egne helt specielle egenskaber. F.eks. er jern et grundstof og metal, der tiltrækkes af en magnet. Grundstoffet Svovl er et gult ikke-metal. Når jern- og svovlpulver blandes og opvarmes sammen, dannes der et nyt stof, nemlig jernsulfid. Denne forbindelse er sammensat af jern og svovl i et ganske bestemt forhold, men ligner hverken jern eller Svovl. Der kendes hundredetusinder kemiske forbindelser. Uorganiske forbindelser De grundstoffer og forbindelser, der eksisterede på Jorden før tilsynekomsten af liv, kaldes uorganiske forbindelser. Vand, bjergarter og gasserne i luften er eksempler på uorganiske forbindelser. Organiske forbindelser Sammensatte forbindelser, der opbygger levende organismer, og som er produceret af levende organismer, kaldes for organiske forbindelser. Alle organiske forbindelser indeholder Carbon (kulstof). Carbonatomer har kapaciteten til at opbygge store molekyler, der indeholder kæder og ringe af atomer, arrangeret i komplicerede strukturer (se figur 8). Resultatet heraf er, at der findes næsten en ubegrænset variation af organiske forbindelser, hver med sine helt egne specielle egenskaber. De simple organiske molekyler som levende organismer er opbygget af er unikke for det levende, og findes i dag ikke andre steder på jorden end som resultat af biologisk aktivitet. De enkelte organiske forbindelser kaldes for biomolekyler. De fleste biomolekyler er carbon-forbindelser De levende organismers kemi er organiseret omkring grundstoffet Carbon, som udgør over halvdelen af deres tørvægt. Carbon kan lige som Hydrogen, Oxygen og Nitrogen danne kovalente bindinger, dvs. kemiske bindinger dannet ved at dele elektronpar (figur 6). Hydrogenatomet behøver kun 1 elektron, Oxygen behøver 2, Nitrogen 3 og Carbonatomet 4 for at udfylde deres respektive skaller. Således kan Carbonatomet dele 4 elektronpar med fire Hydrogenatomer, hvorved der dannes forbindelsen metan, CH 4 , i hvilken hver af de delte elektronpar er en enkeltbinding. Carbon kan også danne enkeltbindinger med Oxygen og Nitrogen atomer. Men mest betydningsfuldt i biologi er Carbonatomers evne til at dele alektronpar med hinanden og danne meget stabile Carbon-Carbon enkeltbindinger. Hvert Carbonatom kan danne enkeltbindinger med en, to tre eller fire andre Carbonatomer. Yderligere kan to Carbonatomer også dele 2 elektronpar med hinanden, og således danne Carbon-Carbon dobbeltbindinger (figur 7). På grund af disse egenskaber kan kovalent bundne Carbonatomer sættes samme og danne mange strukturer - lineære, kæder, grenede kæder, cykliske og kasselignende strukturer og kombinationer af disse - og danne molekylskeletter i mange forskellige organiske molekyler (figur 8). Til disse Carbons alsidighed til at danne kovalente enkelt- og dobbeltbindinger, specielt mellem Carbonatomer. Tripelbindinger forekommer kun sjældent i organiske bio- 6
“rygrads-strukturer” kan der bindes andre atomgrupper, da Carbon også danner kovalente bindinger med Oxygen, Hydrogen, Nitrogen og Svovl. Det er som nævnt disse molekyler med en kovalent sammenbundet skeletstruktur af Carbon, der kaldes for organiske forbindelser, som kan forekomme i næsten ubegrænsede variationer. Da de fleste biomolekyler er organiske Carbonforbindelser, kan vi drage den slutning, at Carbons bindingsevne har været en hovedfaktor i udvælgelsen af Carbonforbindelser til det molekylære maskineri i cellen under oprindelsen og evolutionen af levende organismer. FIGUR 8. CARBON KAN DANNE FORSKELLIGE SKELETSTRUKTURER Carbon-Carbon bindinger danner rygraden i mange typer af organiske molekyler. FIGUR 9. FUNKTIONELLE GRUPPER Funktionelle grupper i de organiske biomolekyler bestemmer deres kemiske egenskaber Næsten alle biomolekyler kan betragtes som afledninger af hydrocarboner (“kulbrinter”), der er forbindelser af Carbon og hydrogen, hvor “rygraden” består af Carbonatomer forbundet via kovalente bindinger og hbor de øvrige carbonbindinger deles med Hydrogen. “Rygraden” i disse CH-forbindelser er meget stabile, fordi Carbon-Carbon enkeltbindinger og dobbeltbindinger deler deres elektronpar lige meget. Et eller flere Hydrogenatomer i hydrocarbonerne kan udskiftes med forskellige slags funktionelle grupper og danne forskellige familier af organiske forbindelser. Typisk familier er alkoholerne, der har en eller flere hydroxylgrupper; aminer, der har aminogrupper; ketoner, der har carbonylgrupper og syrer, der har carboxylgrupper. Adskillige andre funktionelle grupper er også vigtige i biomolekylerne (se figur 9). De funktionelle grupper i de organiske biomolekyler er langt mere reaktionsdygtige end “rygraden” af mættede hydrocarbonforbindelser, der ikke let angribes af de fleste kemiske reagenser. Funktionelle gruppe kan ændre elektronfordelingen og geometrien i naboatomer, og således påvirke det organiske biomolekyes reaktionsdygtighed som helhed. Ud fra de funktionelle grupper, der findes i organiske biomolekyler er det muligt at analysere og forudsige deres kemiske opførsel og reaktioner. Som vi skal se fungerer enzymer ved at genkende specifikke funktionelle grupper i et biomolekyle og katalysere karakteristiske kemiske ændringer i dets struktur. De fleste af de biomolekyler, vi skal undersøge, er polyfunktionelle; de indeholder to eller flere forskellige slags funktionelle grupper. I sådanne molekyler har hver type funktionel gruppe sine egne kemiske ka- 7
Page 1 and 2: KEMI Vigtig baggrundsviden for biol
Page 3 and 4: de til atomer af et andet grundstof
Page 5: skal. Således vil et Natriumatom,
Page 9 and 10: Kemisk ændring En kemisk ændring
Page 11 and 12: I en neutral opløsning er der lige
Page 13 and 14: Denne proces, hvor molekylerne fra
Page 15 and 16: En kemisk ligning er en kortfattet
Page 17 and 18: denne type er sukkerstoffet Deoxyri
Page 19: FIGUR 19. HYDROLYSE AF ET PROTEIN (

Kemi - Vigtig baggrundsviden for biologer

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?