الكيمياء الحيوية/التحريك الحراري
الكيمياء الحيوية هي أحد الفروع الهامة لعلم الكيمياء الذي يبحث في تكوين و تركيب المواد الكيميائية التي تتكون منها اجسام الكائنات الحية؛ و من الموضوعات الهامة الذي يشملها هذا الفرع ما يجري من تحولات على الغذاء و مايصاحب ذلك من إنتاج للطاقة و كيفية الاستفادة منها في أداء الوظائف الحيوية. سنتعرف على بعض المواد الأساسية في جسم الكائن الحي و دورها في عملية البناء؛ و التفاعلات اللازمة لتزويد الجسم بالطاقة.
- الكربوهيدرات: هي مركبات كيميائية عضوية تتكون من الكربون،و الهيدروجين،و الأكسجين. و تعتبر هذه المركبات من مصدر الطاقة في جسم الكائن الحي، و المادة التركيبية لعضيات الخلية .
الصيغة العامة للكربوهيدرات: x [CH2O]n , حيث n = من 3 إلى 7 . توجد الكربوهيدرات على صورة سكريات، و سكريات بسيطة ، و نشويات ، كربوهيدرات بسيطة معقدة، و دايت كربوهيدرات. المصادر الغذائية للكربوهيدرات:
تعتبر السكريات المعقدة مصادر جيدة للمعادن و الفيتامينات و الألياف التي نستطيع الحصول عليها من:
- الخبز.
- الحبوب.
- بعض الخضروات.
- الأرز.
- البطاطا.
- السكريات البسيطة أيضاً تحتوي على المعادن و الفيتامينات و نحصل عليها من:
- الفواكه.
- الحليب و منتجاته.
- الخضروات.
الوظيفة الأساسية للكربوهيدرات هو توفير الطاقة لجسم الكائن الحي خاصة للدماغ و الجهاز العصبي. حيث يتم تحويل النشا و السكر إلى جلوكوز، و يتأكسد الجلوكوز حتى يتحول لطاقة.
المجموعات الوظيفية التي تدخل في تركيبات الكربوهيدرات: تعتبر الكربوهيدرات الدهيدات أي انها تحتوي على مجموعة الدهيد. أو كيتونات عديدة الهيدروكسيل. بعضها تحتوي على مجموعات حرة للكيتون والالدهيد , وبعضها لا يحتوي على أي منها ولكن عند تحلله في الماء يعطي مركبات تحتوي اما على كيتون أو الديهيد، ويمكن تقسيم الكربوهيدرات تبعا لعدد جزيئات السكر بها إلى الأقسام التالية: سكريات احادية ( Monosaccharides ) : وهي ابسط أنواع السكريات تتكون من جزيء واحد فقط , وكل جزيء يحتوي على 3 – 7 ذرات كربون .
امثلة : الجلوكوز (C6H12O6)، و الفركتوز (C6H12O6)، والرايبوز (C5H10O5).
تصنف السكريات الاحادية على أساس عدد ذرات الكربون و نوع المجموعة الوظيفية في الجزيء. مثلا لدينا الجلوكوز والفركتوز لهما نفس الصيغة الجزيئية (C6H12O6) , أي انهما يحتويان على نفس عدد ذرات الكربون الا ان المجموعة الوظيفية في الجلوكوز هي الالديهيد , وفي الفركتوز هي الكيتون. اما بالنسبة للريبوز فان الفرق يكون في عدد ذرات الكربون .
جميع السكريات الاحادية تكون على خطية، حيث أن جميع ذرات الكربون في السلسلة ماعدا واحدة تكون مرتبطة بمجموعة هيدروكسيل (-OH ) , اما الأخيرة تكون مرتبطة بمجموعة الكربونيل (-C=O ) .