[생화학]생명의 기본단위와 생화학 반응의 환경 (생명체의 특징과 생화학, 세포, 생체 분자를 구성하는 원소 및 화학결합, 생체 용매로서의 물)

소개글

[생화학]생명의 기본단위와 생화학 반응의 환경 (생명체의 특징과 생화학, 세포, 생체 분자를 구성하는 원소 및 화학결합, 생체 용매로서의 물)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 생명체의 특징과 생화학
1) 생화학(biochemistry)
2) 생명체의 특징
3) 관련 학문

2. 세포(cell)
1) 인체의 구성
2) 세포의 종류
3) 원핵세포(prokaryote)
4) 원시균(archaea)
5) 진핵세포(eukaryote)
6) 세포의 구조
7) 세포질(cytoplasm)
8) 세포 소기관
9) 핵(nucleus)
10) 소포체(endoplasmic reticulum, ER)
11) 리보솜(ribosome)
12) 골지체(Golgi apparatus)
13) 리소좀(lysosome)
14) 미토콘드리아(mitochondria)
15) 퍼옥시좀(peroxisome)
16) 액포(vacuole)
17) 엽록체
18) 바이러스(virus)

3. 생체 분자를 구성하는 원소 및 화학결합
1) 생체 분자를 구성하는 화학원소
2) 생화합물의 화학적 특성
3) 공유결합과 비공유결합
4) 공유결합(covalent bond)
5) 비공유결합(noncovalent bond)

4. 생체 용매로서의 물
1) 물의 생물학적 역할
2) 물의 구조 및 수소결합의 중요성
3) 산과 염기

참고문헌

본문내용

화학적 반응성, 용액에서의 용해도 등의 특징을 갖는 단위체
㉡ 중요한 작용기(표 1-1)
3) 공유결합과 비공유결합
① 화학결합(chemical bonds) : 원자들 사이 또는 서로 다른 분자들 사이의 인력에 의해 보다 안정적인 단위체를 만드는 때의 상호작용
② 공유결합(covalent bond)
③ 비공유결합(noncovalent bond) : 수소결합(hydrogen bond), 이온결합(ionic
bond), 소수성 상호작용(hydrophobic interaction), 반데르발스 힘(van der Waals force)
4) 공유결합(covalent bond)
① 원자가전자 구조와 공유결합
㉠ 원자가전자(valence electron) : 최외각에 존재하는 전자 ⇒ 결합에 참여
㉡ 루이스 구조(Lewis structure) : 공유결합의 수를 표시(그림 1-11)
② 극성 및 무극성 공유결합(그림 1-12)
㉠ 전기음성도(electronegativity) : 분자 내 원자가 결합에 관여하는 원자가전자를 끌어당기는 정도를 나타내는 상대적 척도
㉡ F(4.0) > O(3.5) > N(3.0) > C(2.5) > H(2.0)
㉢ 비극성(nonpolar) 결합 : 두 원자간 전기음성도가 비슷해서 균등한 전자 분배를 나타내는 결합
㉣ 극성(polar) 결합 : 전기음성도 차이가 나서 뷸균등한 분포가 되는 결합, 이중극자(dipole)
③ 이온화 : 중성 원자에서 전자를 잃거나(양이온), 얻어서(음이온) 된 단위체
5) 비공유결합(noncovalent bond)
① 반대 전하를 갖는 원자들 사이의 인력, 약한 결합력( 1 ~ 5kcal/mol)
② DNA와 단백질의 상호작용, 효소와 기질의 상호작용, 호르몬과 수용체의 상호작용 등에 중요한 역할
③ 수소결합(hydrogen bond)
㉠ 한 분자내의 수소 원자와 다른 분자내의 F, N, O 등의 원자와의 전기음성도 차이에 의한 분자간 결합
㉡ 생체내 거대분자들의 상호작용 및 구조에 영향
물분자의 전하 수소결합
④ 이온결합(ionic bond)(그림 1-14)
㉠ 양이온(cation)과 음이온(anion) 사이의 정전기적 인력, 염다리(salt bridge)
㉡ Na+ + Cl- → NaCl
⑤ 소수성 상호작용(hydrophobic interaction)(그림 1-15)
㉠ 비극성 분자들 사이에 발생하는 인력
㉡ 비극성 분자들 사이에 강한 인력이 형성되는 것이 아니라 주변의 극성 환경에 노출되는 것을 최소화하기 위한 방법
⑥ 반데르발스 힘(van der Waals force)(그림 1-16)
㉠ 비교적 약하며 일시적인 정전기적 상호작용
㉡ 원자간 거리에 따라 힘의 강도 차이
4. 생체 용매로서의 물
1) 물의 생물학적 역할
① 생물학적 용매 : 세포 내 대사반응의 매체를 제공
② 영양분 공급, 노폐물 제거, 완충제(buffer)
③ 다양한 생화학 반응에 참여
2) 물의 구조 및 수소결합의 중요성
① 극성 구조 : 전가음성도 산소(3.5), 수소(2.1)
② 수소결합 형성
③ 친수성 물질(극성 분자), 소수성 물질(비극성 분자)
④ 양친매성 화합물 : 미셀(micelle) 구조 형성
3) 산과 염기
분 류
산
염 기
맛
신 맛
쓴 맛
리트머스 종이
푸른색 → 붉게
붉은색 → 푸르게
Arrhenius
Br0nsted-Lowry
Lewis
수용액에서 H+(aq) 생성
양성자(H+)를 주는 물질
전자쌍을 받는 물질
수용액에서 OH-(aq) 생성
양성자(H+)를 받는 물질
전자쌍을 주는 물질
① 산, 염기의 정의
② 물의 이온화와 pH
㉠ 양쪽성 : H2O + H2O H3O+ + OH-
H2O H+ + OH-
㉡ 평형상수 Κeq = [H+][OH-]/[H2O] 25℃에서
[H+][OH-] = Κeq[H2O]
[H+][OH-] = (1.8 x 10-16)(55.5)
[H+][OH-] = (1.0 x 10-14)
㉢ 중성(순수한 물) : [H+] = [OH-] = 1× 10-7 25℃
산성 용액(acidic solution) : [H+] > 1× 10-7mole/L
알칼리성 용액(basic solution) : [OH-] > 1× 10-7mole/L
③ pH의 정의(그림 1-18)
pH = -log[H+] pOH = -log[OH-]
Κω = [H+][OH-]
logΚω = log([H+][OH-])
= log[H+] + log[OH-]
-logΚω = -log[H+] - log[OH-]
∴ pΚω = pH + pOH
물의 이온곱상수 : 1.00 × 10-14
pΚω = -log(1.00 × 10-14) = 14.00
pΚω = pH + pOH = 14
중성 pH = pOH = 7
④ 완충용액(buffer)
㉠ 수소이온 농도를 일정하게 유지
㉡ 약산과 약염기로 구성
* 삼투압(osmosis)
1) 용매 분자가 낮은 농도의 용질 용액으로부터 높은 농도의 용질 용액으로 반투막성 막(semipermeable membrane)을 통과할 때 일어나는 현상
2) 삼투압(osmotic pressure) : 반투과성 막을 통과하는 물의 이동을 막는 데 필요한 압력
π = iMRT
π : 삼투압(atm)
i : 반호프인자(van't Hoff factor)
M : 몰 농도(molarity, moles/liter)
R : 기체상수(0.082Latm/Kmole)
T : 캘빈 온도(Kelvin temperature)
3) 등장액(isotonic solution) : 용질과 물의 농도가 선택적 삼투 원형질의 양쪽에 동일한 용액 → 용매의 이동이 없음
4) 저장액(hypotonic solution) : 더 낮은 용질 농도 용액 → 적혈구를 순수한 물에 담그면 용혈(hemolysis)
5) 고장액(hypertonic solution) : 더 높은 용질 농도 용액 → 적혈구를 고장액에 담그면 원둔거치상 현상(crenation)
참고문헌
이병룡 저, 생화학, 교보문고 2014
이주희, 이홍미 외 저, 생화학, 교문사 2013
김나현, 도성탁 외 저, 생화학(생명과학을 위한), 지구문화사 2012
박인국 저, 생화학 길라잡이, 라이프사이언스 2013

키워드

[생화학] 생명의 기본단위와 생화학 반응의 환경 (생,   세포,   생체 분자를 구성하는 원소 및 화학결합,   생체 용매로서의 물),   생명체