Мультимедийные иллюстрации к лекционному курсу Биологическая химия

биологические функции. Пространственная структура белков. Нековалентные взаимодействия в биологических системах.
2. Нуклеиновые кислоты и их мономерные компоненты.
3.Установление структуры биополимеров.
4. Механизм действия и активные центры ферментов.
Оксидоредуктазы
Трансферазы
Гидролазы
Лиазы
Изомеразы
Лигазы (Синтетазы)
5. Основные группы низкомолекулярных органических соединений
в живой природе( кофакторы, коферменты и простетические группы).

Цикл трикарбоновых кислот
10. Пентозофосфатный цикл
11. Окисление жирных кислот
12. Катаболизм аминокислот

Биосинтез липидов, построенных из изопентильных фрагментов.
16. Биосинтез и биохимические превращения аминокислот.
17. Биосинтез нуклеотидов.

к более мелким единицам длины, например к ангстремам (А), и более мелким единицам массы, например атомным единицам массы (а.е.м.).
Существенно для восприятия небольшое изменение единиц плотности.
1 см равен 108 (в 8 степени)ангстрем и , следовательно, 13 см равен 1024 А3.
1г равен 6 1023а.е.м.
Хромосомы: В клетке эукариот находятся до 6 000 000 каждого из гистонов и 20 – 40 000 каждой из РНК полимераз.
Оценочные геометрические параметры клетки
Для оценки примем линейный размер эукариотической клетки т.е. 105 А, что составляет 10 мкм. При таком линейном размередля сферической клетки объём составит 4/3(πr3)=4r3=4 1015 А3 , а поверхность 4 πr2 =10 r2=1011А2. Если принять среднюю молекулярную массу белка 100кДа, т.е. 105 а.е.м., а плотность белка за 1 а.е.м./А3 , то каждый такой белок займет объем 105 А3 и при заполнении такими белками 10 % объёма клетки их число может составить 4 1014/105 = 4 109 молекул таких белков.
Для размещения белков на поверхности нужна оценка радиуса белка. Для белка с молекулярной массой 100кДа, т.е. объёмом 105 А3 радиус составит исходя из формулы
V =4/3(πr3) =4r3 r=(10/4) = 251/3 10 = 30 A
Поверхность такой белковой молекулы составит 4 πr2 = 12 302 = 104 А2 и, следовательно на поверхности клетки может разместиться сплошным слоем 107 молекул белка.

некоторые цифры и факты из занимательной анатомии и физиологии человека:
Человеческий организм состоит примерно из 1015 - одного квадриллиона - клеток.
Наш скелет образуют 206 костей, 85 парных и 36 непарных. Большая берцовая кость может выдержать осевую нагрузку в 1600-1800 кг (легковой автомобиль). Она же - и самая длинная кость скелета, около 27 процентов от роста человека. Бедренно-подвздошная связка выдерживает нагрузку на растяжение в 360 кг. Самые маленькие кости организма человека - слуховые, их вес не превышает 0,05 грамма. Лопатка не связана ни с какими костями туловища, ее фиксируют 15 мышц. Кость на 50 процентов состоит из воды. Увеличение роста человека заканчивается в 24 года. Рост человека к вечеру уменьшается на 1-2 сантиметра, к утру возвращается к прежнему показателю. Центр тяжести тела находится на уровне 2-го крестцового позвонка, примерно в 7 сантиметрах спереди от него.
Общее количество мышц человека - свыше 600. Челюстные мышцы на коренных зубах человека развивают усилие в 72 кг. Самая сильная на растяжение мышца человека - икроножная. Она способна удержать груз весом до 130 кг. На долю большого пальца кисти приходится 75 процентов ее функции. 1 квадратный сантиметр поперечного сечения мышцы рассчитан на 10 кг нагрузки.
О

Энергетические резервы человека массой 70 кг: около 15 кг жиров (жировая ткань), 6 кг белков (в основном в скелетных мышцах) и только 0,9 кг углеводов (в виде гликогена).
Масса головного мозга у мужчин составляет в среднем 1375 граммов, у женщин - 1275 граммов, индивидуальные колебания - от 900 до 2000 граммов. При этом вес мозга на умственные способности не влияет. Для сравнения - масса мозга Тургенева - 2012 грамма, Павлова - 1653 грамма, Менделеева - 1751 грамм, Гете - 1210 граммов. Работают только около 4 процентов имеющихся клеток головного мозга, остальные находятся в резерве. Ежечасно гибнет около тысячи нейронов. Длина спинного мозга у мужчин около 45 сантиметров, у женщин 40-42 сантиметров. Диаметр нейронов спинного мозга не более 0,1 миллиметра, а длина их отростков иногда достигает полутора метров. Скорость нервного импульса, бегущего по рефлекторной дуге может достигать 120 метров в секунду.

- 10-14 суток, лимфоцитов - 2 суток, нейтрофильных лейкоцитов - 8-10 часов.
Время пребывания смешанной пищи в желудке взрослого человека примерно 6 часов. Емкость желудка в среднем 1,5-2 литра. В сутки в желудке образуется около 1,5 л желудочного сока. Обычная смешанная пища, составляющая наш дневной рацион, находится в тонкой кишке 6-7 часов, а в толстой 18-20. Общая площадь всасывающей поверхности ворсинок тонкой кишки - 4-6 квадратных метра. Всего этих ворсинок около 4 миллиардов. У взрослого человека длина тонкой кишки 6-6,5 метра, толстой - 1,5-1,8 метра, диаметр толстой кишки может увеличиваться с 6-8 до 40-45 сантиметров. Клетки здоровой печени за сутки перерабатывают 720 литров крови. В пищеварительном тракте - 35 сфинктеров (кольцевых мышц).

вообще, и только 5-7 миллионов "колбочек", отвечающих за восприятие цвета. Глаз способен различать 130–250 чистых цветовых тонов и 5–10 миллионов смешанных оттенков. Глаз не способен воспринимать неподвижное изображение, поэтому, даже когда мы смотрим в одну точку, наши глаза все равно движутся, делая в секунду от 20 до 70 движений с минимальной амплитудой. За сутки в норме выделяется около 1 миллилитра слезной жидкости. При плаче может выделится до 10 миллилитров (2 чайных ложки) слез. При совершенной прозрачной атмосфере палочки сетчатки глаза могли бы среагировать на свет свечи, находящейся на расстоянии более 30 километров. Ухо человека способно улавливать звуки с частотой от 10-20 Гц до 15-20 кГц. Речевой диапазон 1-3 кГц.
Бронхиальное дерево имеет 24 уровня ветвления. Общее количество альвеол в легких достигает 300-350 миллионов. Общая площадь дыхательной поверхности легких более 90 квадратных метров. В норме кожное дыхание составляет около 3-5 процентов всего дыхания, в экстремальных ситуациях его удельный вес возрастает до 30 процентов.

15 процентов, почки - 25 процентов, эритроциты - 35 процентов, легкие - 45 процентов, объем циркулирующей плазмы - 70 процентов. Основные биологические системы человека имеют троекратный "запас прочности", в терминальных состояниях, когда речь идет о жизни и смерти организма эти резервы могут возрастать еще вдвое, но на короткое время.
Длина капилляров во всей почке составляет около 25 километров.