Samenvatting kwartaal II
Essentials of Human Anatomy & Physiology
Hoofdstuk 2 Basic Chemistry
Concepten van materie en energie
Materie: alles dat ruimte inneemt en massa heeft. Materie bestaat in vaste, vloeibare en gasvormige
staten, die allemaal in het menselijk lichaam worden aangetroffen. Materie kan zowel fysiek als
chemisch worden veranderd. Fysiek veranderd bijvoorbeeld de toestand van de stof. Chemische
veranderingen veranderen de samenstelling van de stof.
Energie: neemt geen ruimte in en heeft geen massa. Kan alleen gemeten worden aan de hand van
effecten op materie. vermogen om te werken of om materie in beweging te brengen.
Kinetische energie: wanneer energie daadwerkelijk werk doet. Weergegeven in constante beweging
van kleinste deeltjes materie, maar ook in grotere objecten.
Potentiële energie: wanneer energie inactief is of wordt opgeslagen (batterij).
Materie is dus de substantie en energie is de beweger van substantie.
Vormen van energie
Chemische energie: opgeslagen in verbindingen van chemische stoffen. Worden de
verbindingen verbroken (potentiële) opgeslagen energie komt vrij en wordt kinetische
energie.
Elektrische energie: resultaat van beweging van geladen deeltjes.
Mechanische energie: energie die direct betrokken is bij bewegende materie.
Stralingsenergie: reist in golven; energie van elektromagnetische spectrum, waaronder
röntgenstraling, infraroodstraling, zichtbaar licht, radio- en uv golven.
Energie vormt omzetting
Energie wordt gemakkelijk van de ene naar de andere vorm omgezet.
In het lichaam wordt chemische energie uit voedsel gevangen in de bindingen van een
hoogenergetische chemische stof: ATP, en de energie van ATP kan worden omgezet in de elektrische
energie van een zenuwimpuls of de mechanische energie van samentrekkende spieren.
Energieomzettingen niet efficiënt deel afgegeven als warmte (thermische energie).
Wanneer materie wordt verwarmd beginnen deeltjes sneller te bewegen kinetische energie
neemt toe. Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller reacties optreden.
Samenstelling van materie
Radio-isotopen: zwaardere isotopen zijn onstabiel en hebben de neiging om energie vrij te laten om
meer stabiel te worden. de ‘lijm’ die de atoom nuclei bij elkaar houdt is zwakker in zwaardere
isotopen.
Radioactiviteit: proces van spontane atomische verval kleine aanhoudende explosie. Alle soorten
radioactiviteit hebben betrekking op de uitstoot van deeltjes (alfa/bèta deeltjes) of
elektromagnetische energie (gammastraling) uit de atoomkern en zijn schadelijk voor levende cellen.
De emissie van alfadeeltjes heeft het minst doordringende vermogen; gammastraling het meest.
Radio-isotopen worden in zeer kleine hoeveelheden gebruikt om biologische moleculen te taggen,
zodat ze door het lichaam kunnen worden gevolgd.
,Patronen van chemische reacties
Synthesereacties
Synthesereacties: treden op wanneer 2 of meer atomen of moleculen worden gecombineerd om een
grotere, meer complexe moleculen te vormen: A + B AB
Altijd een binding nodig. Omdat energie geabsorbeerd moet worden om bindingen te maken zijn
synthesereacties energieopslagreacties.
Synthesereacties liggen ten grondslag aan alle buikactiviteiten.
Vorming van eiwitmolecuul door samenvoegen van aminozuren tot lange ketens.
Afbraakreacties/ontledingsreacties
Afbraakreacties/ontledingsreacties treden op wanneer een molecuul wordt afgebroken in kleinere
moleculen, atomen of ionen en kunnen worden aangegeven door: AB A + B.
Bindingen worden altijd verbroken, en de producten van de reactie zijn smaller en simpeler dan de
originele moleculen. Als bindingen verbroken worden, komt chemische energie vrij.
Ontledingsreacties liggen ten grondslag aan alle katabole processen die plaatsvinden in
lichaamscellen; reacties die moleculen afbreken.
Uitwisselingsreacties
Uitwisselingsreacties omvatten gelijktijdige synthese- en ontledingsreacties; bindingen worden
zowel gemaakt als verbroken. Tijdens uitwisselingsreacties wordt er gewisseld tussen molecuuldelen
en er worden verschillende moleculen gemaakt.
AB + C AC + B AB + CD AD + CB
De meeste chemische reacties zijn omkeerbaar. Als er chemische bindingen kunnen worden
gemaakt, kunnen ze worden verbroken en andersom.
Omkeerbaarheid wordt aangegeven door een dubbele pijl in een chemische vergelijking. Wanneer de
pijlen in lengte verschillen, geeft de langere pijl de snellere reactie aan of de hoofdrichting waarin de
reactie verloopt: A + B AB. Als de pijlen gelijk zijn is de reactie een evenwicht.
A+B AB.
Factoren die de snelheid van chemische reacties beïnvloeden
De buitenste elektronenschillen van atomen moeten overlappen. Om zo dichtbij mogelijk te komen
om dit te laten gebeuren, moeten de deeltjes in feite krachtig botsen. Atomen bewegen constant
door kinetische energie.
Temperatuur, concentratie van deeltjes en grootte van deeltjes, beïnvloeden kinetische energie en
daarmee de snelheid van de deeltjes en kracht van botsingen.
Biochemistry: de chemische samenstelling van levende materie
Anorganische verbindingen: missen koolstof en zijn meestal kleine, eenvoudige moleculen.
Voorbeelden: water, zouten en veel zuren en basen.
Organische verbindingen: bevatten koolstof. Belangrijke organische verbindingen in lichaam zijn
koolhydraten, lipiden, eiwitten en nucleïnezuren. Zeer grote covalente moleculen.
Anorganische verbindigen
Water
= meest voorkomende anorganische verbinding in het lichaam. Eigenschappen die water zo vitaal
maken:
Hoge warmtecapaciteit. Water heeft een hoog slagvermogen: grote hoeveelheden warmte
absorberen en afgeven voordat temperatuur veranderd. voorkomt plotselinge
veranderingen
Polariteit/oplosmiddel hoeveelheden: water is uitstekend oplosmiddel door polariteit.
universele oplosmiddel.
, Doorschijnende mengsel met opgeloste deeltjes van gemiddelde grootte worden colloïden
genoemd. Kleine reactieve chemicaliën: zouten, zuren en basen, lossen makkelijk op in water
en worden gelijkmatig verdeeld.
Alle chemische reacties die in lichaam plaatsvinden, zijn afhankelijk van
oplosmiddeleigenschappen van water. Omdat voedingsstoffen, ademhalingsgassen en
afvalstoffen in water kunnen oplossen, kan water als transport- en uitwisselingsmedium in
lichaam fungeren. Gespecialiseerde moleculen die het lichaam smeren, gebruiken ook water
als hun oplosmiddel.
Chemische reactiviteit. Water is een belangrijke reactant in sommige types of chemische
reacties (voedsel verteren). Watermoleculen toegevoegd aan bindingen om ze te verbreken:
hydrolysereacties.
Demping. Water heeft ook een beschermende functie, zoals hersenvocht, vruchtwater.
Zout
= een ionische verbinding die andere kationen bevat dan hydrogen ion en andere anionen dan
hydroxide-ion. Meest voorkomende zouten zijn met calcium en fosfor, die voornamelijk in botten en
tanden worden aangetroffen. Wanneer ze worden opgelost in lichaamsvloeistoffen, scheiden zouten
gemakkelijk in hun ionen: dissocatie. Het enige dat overblijft is dat ionen zich ‘verspreiden’. Bereikt
door polaire watermoleculen, die zich oriënteren met hun licht negatieve uiteinden naar kationen en
hun licht positieve uiteinden naar anionen, waardoor ze de aantrekkingskracht tussen hen
overwinnen.
Alle zouten zijn elektrolyten: stoffen die in oplossing een elektrische stroom geleiden. Als de
elektrolytenbalans ernstig verstoord is, werkt niks in het lichaam.
Zuren en basen
= zijn elektrolyten. Ze ioniseren, dissociëren in water en kunnen elektrische stroom geleiden.
Karakteristieken van zuren
Een stof die waterstofionen H+ vrij kan maken. Omdat een waterstofion een waterstofkern is,
worden zuren ook gedefinieerd als proton donoren. Als vrije protonen kunnen waterstofionen de
zuurgraad van lichaamsvloeistoffen beïnvloeden. Wanneer zuren worden opgelost in water, geven ze
waterstofionen en anionen af. Afgifte van protonen die effecten van een zuur op het milieu bepalen.
Ionisatie van zoutzuur: HCL H+ + Cl-
Proton anion
Andere zuren in het lichaam: azijnzuur en koolzuur.
Sterke zuren: die volledig ioniseren en al hun protonen vrijmaken (zoutzuur).
Zwakke zuren: die onvolledig ioniseren (azijnzuur en carbonzuur): 2H 2CO3 H+ + HCO3- + H2CO3
Proton anion
Karakteristieken van basen
= bittere smaak, voelen glad en zijn proton (H+) acceptoren. Hydroxiden zijn veel voorkomende
anorganische basen. Net als zuren ioniseren en dissoneren de hydroxiden in water; maar in dit geval
komen het Hydroxide-ion (OH) en sommige kationen vrij. De ionisatie van natrium hydroxide (NaOH):
NaOH Na+ + OH-
Cation
Hydrioxide ion is een avid proton zoeker en elke base die dit ion bevat : Sterke base.
Bicarbonaation, een belangrijke basis in bloed is een vrij zwakke base.
Zuren, basen en neutralisatie
Wanneer zuren en basen mixen, reageren ze met elkaar om water en een zout te vormen:
HCL + NaOH H2O + NaCl
Zuur base water zout
Word neutralisatie genoemd.
, pH: zuur-base concentraties
relatieve concentratie van waterstof ( en hydroxide) ionen in verschillende lichaamsvloeistoffen
worden gemeten in concentratie-eenheden die pH-eenheden worden genoemd.
Ph-schaal is gebaseerd op aantal protonen in oplossing. Loopt van 0 tot 14, elke opeenvolgende
verandering van 1 pH-eenheid vertegenwoordigt een tienvoudige verandering in
waterstofionenconcentratie.
Neutraal: bij pH van 7: aantal waterstofionen gelijk aan aantal hydroxide ionen.
Zuur: pH lager dan 7: meer waterstofionen dan hydroxide ionen.
Base: pH hoger dan 7: meer hydroxide ionen dan waterstofionen.
Een oplossing met pH van 6 heeft 10 x zoveel waterstofionen als een oplossing met een pH van 7.
pH van 3 duidt op een 10.000-voudige(10x10x10) toename van waterstofconcentratie vanaf pH 7.
Levende cellen zijn extra gevoelig voor een lichte verandering in pH. Zuur-base evenwicht wordt
gereguleerd door nieren, longen en een aantal chemicaliën: buffers: in lichaamsvloeistoffen. Zwakke
zuren en basen zijn belangrijke verbindingen in de lichaamsbuffers systeem houdt pH stabiel, door
overtollige waterstof- of hydroxide ionen op te nemen. pH in bloed is 7,35 tot 7,45 zeer kritisch.
Wanneer pH van bloed in zuurbereik begint te dalen, zal hoeveelheid levensondersteunende zuurstof
die hemoglobine in bloed naar lichaamscellen kan dragen snel afnemen tot gevaarlijke lage niveaus.
General, organic, and biochemistry
Hoofdstuk 20
De structuur van de nucleotide
Molecuul verantwoordelijk voor overeenkomsten en verschillen van een mens: DNA gewikkeld in
structuren die chromosomen worden genoemd in de kern van de cel. DNA draagt genetische code
om duizenden verschillende eiwitten te produceren die ons maken tot wie we zijn.
Chemische analyse van chromosomen: samengesteld uit proteïne en nucleïne. polymeren:
bestaan uit aminozuren.
Chemische samenstelling van DNA en RNA
2 typen nucleïnezuren:
Deoxyribonucleic acid/DNA: bevat alle genetische informatie van een organisme.
Ribonucleïnezuur/RNA: verantwoordelijk voor interpreteren van genetische informatie in
eiwitten die essentiële cellulaire functies uitvoeren.
Samenstelling: suiker met 5 konucleodiolstofatomen, fosfaat en 4 heterocyclic aminen:
stikstofbasen.
Suiker in DNA: 2’-deoxyribose en suiker in RNA: ribose. Verschillen in afwezigheid van hydroxylgroep
op koolstof-2-positie van 2’-deoxyribose.
Stikstofhoudende basen verdeeld in 2 families:
Pyrimidines:
In DNA: cytosine en thymine
In RNA: cytosine en uracil
Purines: in DNA en RNA: adenine en guanine
Nucleosiden
Nucleosiden: geproduceerd door de combinatie van suiker, ribose en 2’-deosyribose, met een purine
of een pyrimidine base. 2 cyclische moleculen ringatomen. Ringatomen aangeduid met een prime
om ze te onderscheiden van atomen in de basis. De covalente binding tussen suiker en basis wordt
een β-N-glycoxide koppeling genoemd.
N-1 van pyrimiden en N-9 purinen nemen deel aan glycoside bindingen van nucleosiden.
Nucleosiden gevormd met ribose en adenine/guanine worden adenosine of guanosine genoemd.
