ГБОУ ВПО Ставропольский государственный медицинский университет Минздрава России

ГБОУ ВПО Ставропольский государственный медицинский
университет Минздрава России
Кафедра общей и биологической химии
«Утверждено»
Проректор по учебной работе
д.м.н, профессор
____________________ Ходжаян А.Б.
«_____» ________2014 г.
«Согласовано»
Декан факультета гуманитарного и
медико-биологического образования
д.м.н., профессор
____________________ Федько Н.А.
«____»________2014 г.
Вопросы к экзамену
по дисциплине «Химия»
для направления подготовки -020400.62 – Биология
Профиль – Экология
Форма обучения – очная
1. Предмет и задачи химии. Место химии в ряду фундаментальных наук.
Раздел I. Строение атомов, химическая связь и строение молекул.
2. Составные части атома. Атомное ядро. Основные количественные характеристики атома:
атомная масса, заряд ядра. Изотопы.
3.Характеристика состояния электрона в атоме системой квантовых чисел. Принцип Паули и
правило Хунда. Форма s-, p- и d-орбиталей. Энергетический ряд атомных орбиталей.
4. Периодический закон и периодическая система элементов Д.И.Менделеева, электронные
формулы атомов и ионов. Периодическое изменение свойств элементов (простых веществ) и их
соединений. Энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность; закономерности
изменения этих величин по группам и периодам.
5. Типы химической связи: ковалентная, ионная, металлическая связь, водородная.
Межмолекулярные взаимодействия Свойства веществ с различным типом связи.
Раздел 2. Химическая термодинамика и биоэнергетика.
6. Первый закон термодинамики. Тепловой эффект химической реакции. Закон Гесса и следствия из
него.
7.Понятие об энтропии и ее изменении в химических превращениях. Второй закон термодинамики.
8. Энергия Гиббса и ее изменение в химических процессах. Критерий самопроизвольного
протекания химических реакций в изобарно-изотермических условиях.
9. Элементы химической кинетики. Гомогенные и гетерогенные реакции. Скорость гомогенных
химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химической реакции.
10. Зависимость скорости химической реакции от концентраций реагирующих веществ, закон
действия масс. Константа скорости. Кинетическое уравнение.
11.Зависимость скорости реакции от температуры. Уравнение Аррениуса. Правило Вант-Гоффа.
Энергия активации.
12. Химическое равновесие. Обратимые и необратимые реакции. Константа химического
равновесия, ее связь с термодинамическими характеристиками системы. Смещение равновесия и
принцип Ле Шателье-Брауна. Химическое равновесие в гетерогенных системах.
13. Гомогенный и гетерогенный катализ. Понятие о механизме гомогенного и гетерогенного
катализа. Ингибиторы химических превращений. Ферментативный катализ.
Раздел 3. Растворы.
14. Определение и классификация растворов. Термодинамика растворения. Растворимость. Способы
выражения состава раствора: молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента,
моляльность, массовая доля, мольная доля.
15. Вода как универсальный растворитель в биосистемах. Физико-химические свойства воды,
обусловливающие ее роль в процессах жизнедеятельности.
16. Коллигативные свойства разбавленных растворов. Законы Рауля. Криоскопия. Эбулиоскопия.
17. Осмос. Обратный осмос и его роль в очистке воды. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.
Полупроницаемые мембраны в организме.
18. Осмолярность и осмоляльность биологических жидкостей. Осмотическое давление плазмы
крови. Распределение воды в организме между клетками и внеклеточной жидкостью. Плазмолиз и
гемолиз. Гипо-, гипер- и изотонические растворы. Коллоидно-осмотическое (онкотическое)
давление плазмы крови.
19. Коллигативные свойства разбавленных растворов электролитов. Изотонический коэффициент
Вант-Гоффа, его физический смысл.
20.Элементы теории растворов слабых и сильных электролитов. Константа ионизации слабого
электролита. Закон разбавления Оствальда.
21.Водородный показатель — рН как количественная мера активной кислотности и щелочности.
Интервал значений рН важнейших биологических жидкостей. Виды кислотности биологических
жидкостей. Методы измерения величины рН. Кислотно-основные индикаторы.
22. Гидролиз солей. Уравнения гидролиза. Степень гидролиза, константа гидролиза. Необратимый
гидролиз. Процессы гидролиза в природе.
23. Буферные системы. Классификация буферных систем и механизм их действия. Буферная
емкость. Расчет рН буферных систем. Уравнение Гендерсона-Гассельбаха.
24.Буферные системы крови: гидрокарбонатная, гемоглобиновая, фосфатная и белковая. Понятие о
кислотно-щелочном равновесии крови.
25. Гетерогенные равновесия в системе «насыщенный раствор – осадок малорастворимого
электролита». Константа растворимости (произведение растворимости). Условия образования и
растворения осадков.
26. Определение и классификация электрохимических процессов. Окислительно-восстановительные
реакции. Важнейшие окислители и восстановители. Прогнозирование направления ОВ – процессов.
27.Равновесие на границе металл–раствор. Окислительно-восстановительный и электродный
потенциалы. Водородный электрод сравнения. Уравнение Нернста. Ряд напряжений.
28. Потенциометрия. Потенциометрическое титрование, его сущность и использование в
количественном анализе и медико-биологических исследованиях.
29. Характеристика и классификация. Коллоидное состояние вещества. Строение частиц
дисперсной фазы коллоидной системы. Методы получения и очистки коллоидных растворов.
30. Основные свойства коллоидных систем, условия их устойчивости. Коагуляция растворов под
действием электролитов.
31.Растворы высокомолекулярных соединений (ВМС). Физические и химические свойства
полимеров.
32. Комплексные соединения: ион-комплексообразователь, лиганды, внутренняя и внешняя сферы,
координационное число. Моно - и полидентатные лиганды. Хелатные комплексы. Номенклатура и
классификация комплексных соединений.
33. Природа химической связи в комплексных соединениях. Диссоциация комплексных соединений.
Константа устойчивости комплексного иона. Роль комплексных соединений в жизнедеятельности
организма. Применение в медицине и экологии.
Раздел 4. Химия биогенных элементов
34. Учение В.И. Вернадского о биосфере. Макро- и микроэлементы в окружающей среде и
организме человека. Биологическая роль элементов в зависимости от положения в периодической
системе Д.И. Менделеева. Экологические аспекты химии биогенных элементов.
35. Химия элементов s-блока. Распространенность в природе. Электронные структуры атомов и
катионов. Изменения в группах величин радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации.
Биологическая роль натрия, калия, кальция и магния. Токсичность бериллия и бария.
Радионуклиды: стронций-90, цезий-137.
36. Химия элементов d-блока. Распространенность в природе. Электронные структуры атомов и
катионов. Изменения в группах величины радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации.
Особенность кислотно-основных, окислительно-восстановительных и комплексообразующих
свойств соединений элементов IВ и VIIВ групп: закономерности устойчивости степени окисления.
Устойчивость степени окисления в условиях организма. Биологическая роль меди, цинка, хрома,
молибдена, марганца, железа и кобальта.
37.Химия элементов р-блока. Распространенность в природе. Электронные структуры атомов и
ионов. Изменение в группе величины радиусов атомов и ионов; потенциала ионизации.
Особенность кислотно-основных, окислительно-восстановительных и комплексообразующих
свойств соединений элементов III А–VIIА групп.
38. Биологическая роль элементов р-блока: углерода, азота, фосфора, серы, фтора, хлора и йода.
Биологическая роль кислорода и озона в живых системах. Применение соединений алюминия, бора,
углерода, кремния, свинца, мышьяка, висмута, серы, фтора, хлора, брома, йода в терапии и
экологии.
Раздел 5. Элементы органической химии
39. Предмет органической химии. Классификационные признаки органических соединений:
строение углеродного скелета и природа функциональной группы. Функциональные группы,
органические радикалы. Понятие о химической функции. Гомология и гомологические ряды.
40. Теория строения органических соединений A.M. Бутлерова. Изомерия как специфическое
явление органической химии. Основные типы и виды изомерии. Структурные формулы.
41.Типы химической связи в органических соединениях: ковалентная, ионная, семиполярная,
координационная и водородная. Валентные состояния углерода, кислорода, азота.
42. Взаимное влияние атомов в молекулах органических соединений. Электронные эффекты
заместителей– положительный и отрицательный индукционный и мезомерный эффекты.
43. Гомолитический и гетеролитический разрыв ковалентной связи. Типы промежуточных частиц:
карбокатионы, карбанины, свободные радикалы. Электрофильные, нуклеофильные и
свободнорадикальные реагенты.
44. Классификация реакций органических соединений по типу: замещение, присоединение,
отщепление и перегруппировки. Классификация органических реакций по механизму:
электрофильные, нуклеофильные, радикальные реакции замещения и присоединения.
45. Спирты. Гомологический ряд предельных одноатомных спиртов, их синтез, химические
свойства. Образование алкоголятов, простых и сложных эфиров. Простейшие спирты: метиловый,
этиловый, пропиловый, бутиловый. Непредельные спирты.
46. Многоатомные спирты. Этиленгликоль, получение, свойства и применение. Глицерин,
получение, свойства, применение. Ксилит, сорбит, маннит, их связь с сахарами.
47. Фенолы. Свойства фенольного гидроксила. Феноляты, простые и сложные эфиры фенолов.
Конденсация фенолов с карбонильными соединениями. Нитрофенолы. Пикриновая кислота.
48. Альдегиды и кетоны (оксосоединения). Методы получения, свойства, типичные реакции.
Бензальдегид, его реакции.
49. Карбоновые кислоты, их синтез, важнейшие производные: соли, хлорангидриды, амиды,
нитриды, сложные эфиры. Их свойства и взаимные превращения.
50. Непредельные кислоты, их получение. Акриловая, олеиновая кислоты. Ароматические
карбоновые кислоты. Бензойная кислота. Фталевые кислоты. Диметилфталат как инсекторепеллент.
51. Дикарбоновые кислоты: щавелевая, малоновая, глутаровая, фумаровая. Превращение янтарной
кислоты в фумаровую как пример биологической реакции дегидрирования.
52. Оксикислоты. Изомерия, номенклатура, методы получения. Гликолевая, молочная, лимонная,
винная кислоты, нахождение в природе.
53.
Альдегидои
оксокислоты:
глиоксиловая,
пировиноградная,
ацетоуксусная,
щавелевоуксусная,αоксоглутаровая.
Реакции
декарбоксилирования.
54. Аминокислоты. Природные аминокислоты, их стереохимия и химические свойства.
Амфотерность. Сравнение свойств α–, β– и γ– аминокислот алифатического ряда. Лактамы,
дикетопиперазины. Биполярная структура  - аминокислот, образование хелатных соединений.
Реакции, используемые в качественном и количественном анализе аминокислот. Образование
пептидов и белков.
55. Фуран и фурфурол как продукты превращений углеводов. Тиофен. Пиррол. Ароматическое
строение пиридина. Никотиновая кислота и никотинамид (витамин РР). Пуриновые и
пиримидиновые основания.
56. Моносахариды. Классификация, нахождение в природе. Оптическая активность D- и L -ряды.
Строение моноз на примере глюкозы, фруктозы, галактозы, рибозы и дезоксирибозы. Цикло оксотаутомерия моносахаридов,
- и - аномеры. Мутаротация. Физические свойства и
химические. Гликозиды, аналитические реакции. Брожение. Аскорбиновая кислота.
57. Олигосахариды. Дисахариды: сахароза, лактоза, мальтоза, целлобиоза. Гидролиз дисахаридов,
условия его протекания в организме человека и вне организма.
58. Полисахариды. Понятие о строении и свойствах. Гомополисахариды. Крахмал. Нахождение в
природе, понятие о строении. Понятие о биополимерах. Клетчатка (целлюлоза), понятие о составе и
строении, нахождении в природе, путях химической переработки.
59. Белки (протеины и протеиды), представление о составе, строении, физических и химических
свойствах. Уровни структурной организации белковой молекулы (первичная вторичная, третичная,
четвертичная) и связи, их поддерживающие. Глобулярные и фибриллярные белки.
60. Понятие о строении нуклеозидов, нуклеотидов. Классификация нуклеотидов. Мононуклеотиды –
нуклеозидмонофосфаты как структурные единицы нуклеиновых кислот, особенности их
взаимодействия. Комплементарность азотистых оснований мононуклеотидов.
61. Полинуклеотиды. Пространственная структура ядерной ДНК и РНК. Биологическая роль
РНК. Роль ДНК в хранении и передаче наследственной информации.
62. Классификация липидов по составу и строению молекул: простые (жиры, воски, стериды) и
сложные (фосфолипиды, гликолипиды). Другие вещества липидной природы. Биологическая роль
липидов. Распространение в живых организмах.
63. Жирные кислоты (ЖК) – структурный компонент всех липидов. Общая характеристика.
Предельные ЖК: пальмитиновая, стеариновая, арахиновая. Моноеновые ЖК: пальмитолеиновая,
олеиновая. Полиеновые ЖК: линолевая, линоленовая, арахидоновая.. Физические и химические
свойства, агрегатное состояние, растворимость в различных растворителях, реакции со щелочами.
64. Естественные жиры как смесь триацилглицеринов. Состав, строение молекул. Простые и
смешанные триацилглицерины. Состав, строение, физические свойства, агрегатное состояние.
Химические свойства жиров (щелочной, кислотный гидролиз, гидрогенизация, полимеризация
масел, прогоркание жиров). Ферментативный гидролиз жиров.
65. Сложные липиды: фосфолипиды, гликолипиды. Состав, строение, биологическая роль.
Обсуждено на заседании кафедры
«____» 2014 г. протокол № ____
Зав. кафедрой общей и биологической химии,
д. б. н. проф.
К.С.Эльбекьян