חומצות ובסיסים

Transcription

חומצות ובסיסים
‫חומצות ובסיסים‬
‫הגדרות‬
‫הידרידים‬
‫תרכובות המכילות שני יסודות בלבד‪ ,‬כאשר אחד היסודות הוא מימן‪.‬‬
‫דוגמאות‪:‬‬
‫‪ – LiH , CaH2 , AlH3 .1‬הידרידים של מתכות‬
‫‪ – H2S , PH3 .2‬הידרידים של אל‪-‬מתכות‬
‫נחזור אל ההידרירים החביבים בהמשך הסמסטר‪ .‬בינתיים אפשר לשכוח מהם‬
‫תחמוצות‬
‫תרכובות המכילות שני יסודות בלבד‪ ,‬כאשר אחד היסודות הוא חמצן‪.‬‬
‫דוגמאות‪:‬‬
‫‪ – CaO , Na2O , Al2O3 .1‬תחמוצות של מתכות‬
‫‪ – N2O5 , H2O .2‬תחמוצות של אל‪-‬מתכות‬
‫חומצות‬
‫‪ .1‬תרכובת של תחמוצת אל‪-‬מתכת ‪ +‬מים (‪)H2O‬‬
‫דוגמאות‪:‬‬
‫א‪ .‬חומצה גופרתית‪( :‬חומצה) ‪( ↔ H2SO4‬מים) ‪( + H2O‬תחמוצת אל‪-‬מתכת) ‪S2O‬‬
‫ב‪ .‬חומצה זרחתית‪( :‬חומצה) ‪( ↔ 2H3PO4‬מים) ‪( + 3H2O‬תחמוצת אל‪-‬מתכת) ‪P2O5‬‬
‫‪ .2‬חומצה היא תרכובת המסוגלת לחשרר בתמיסה מימית יוני מימן (‪)H+‬‬
‫דוגמאות‪:‬‬
‫א‪ .‬חומצת מלח ‪ HCl‬מסוגלת לשחרר יון אחד של ‪ ,H+‬ומתקבלת שארית החומצה‪ ,‬יון‬
‫הכלור ‪Cl-‬‬
‫ב‪ .‬חומצה גופרתית ‪ H2SO4‬מסוגלת לשחרר שני יוני ‪ ,H+‬ומתקבלת שארית החומצה‪:‬‬
‫היון הגפרתי ‪So4-2‬‬
‫ג‪ .‬חומצה זרחתית ‪ H3PO4‬מסוגלת לשחרר שלושה יוני ‪ ,H+‬ומתקבלת שארית‬
‫החומצה‪ :‬היון הזרחתי ‪PO4-3‬‬
‫בתמיסה מימית ניתן להשמיט את המים ולרשום את פירוק החומצה כך‪:‬‬
‫‪( .1‬שארית חומצה) ‪( + Cl-‬יון מימן) ‪( ↔ H+‬חומצה) ‪HCl‬‬
‫‪( .2‬שארית חומצה) ‪( + NO3-‬יון מימן) ‪( ↔ H+‬חומצה) ‪HNO3‬‬
‫‪1‬‬
‫למעשה‪ ,‬יוני המימן המשתחררים בתמיסה המימית יוצרים תגובה עם המים לקבלת יון‬
‫הידרוניום ושארית החומצה‪ ,‬כך שהתגובה האמיתית נראית כך‪:‬‬
‫‪( .1‬שארית חומצה) ‪( + Cl-‬יון הידרוניום) ‪( ↔ H3O+‬מים) ‪( + H2O‬חומצה) ‪HCl‬‬
‫‪( .2‬שארית חומצה) ‪( + NO3-‬יון הידרוניום) ‪( ↔ H3O+‬מים) ‪( + H2O‬חומצה) ‪HNO3‬‬
‫תכונות‪:‬‬
‫חומצה גופרתית וזרחתית משנות צבע צמחי (למשל בנייר לקמוס) מכחול לאדום‬
‫שם החומצה‬
‫חומצת מלח‬
‫חומצה גפרתית‬
‫חומצה גפריתית‬
‫חומצה זרחתית‬
‫חומצה חנקתית‬
‫חומצה פחמתית‬
‫חומצת חומץ (אצטית)‬
‫חומצה היפוכלורית‬
‫נוסחה‬
‫‪HCl‬‬
‫‪H2SO4‬‬
‫‪H2SO3‬‬
‫‪H3PO4‬‬
‫‪HNO3‬‬
‫‪H2CO3‬‬
‫‪CH3COOH‬‬
‫‪HCIO‬‬
‫נוסחה‬
‫‪Cl‬‬‫‪SO4-2‬‬
‫‪SO3-2‬‬
‫‪PO4-3‬‬
‫‪NO3‬‬‫‪CO3-2‬‬
‫‪CH3COO‬‬‫‪ClO-‬‬
‫שארית החומצה‬
‫יון כלור (כלוריד)‬
‫יון גפרתי‬
‫יון גפריתי‬
‫יון זרחתי‬
‫יון חנקתי‬
‫יון פחמתי‬
‫יון אצטט‬
‫יון היפוכלורי‬
‫בסיסים‬
‫‪ .1‬תרכובות של תחמוצת מתכתית ‪ +‬מים‬
‫דוגמאות‪:‬‬
‫א‪ .‬בסיס הנתרן‪( :‬בסיס) ‪( ↔ NaOH‬מים) ‪( + H2O‬חומצה מתכתית) ‪NaO‬‬
‫ב‪ .‬בסיס הסידן‪( :‬בסיס) ‪( ↔ Ca(OH)2‬מים) ‪( + H2O‬חומצה מתכתית) ‪CaO‬‬
‫‪ .2‬חומר המשחרר בתמיסה מימית יוני הידרוקסיד (‪)OH-‬‬
‫דוגמאות‪:‬‬
‫‪( .1‬שארית בסיס) ‪( + 2Na‬יון הידרוקסיל) ‪( ↔ OH-‬בסיס) ‪2NaOH‬‬
‫בתגובה עם חומצה נוצר מלח משאריות החומצה והבסיס (יוני ‪ H+‬ו‪ OH--‬יוצרים מים)‬
‫‪( .2‬שארית בסיס) ‪( + Ca2‬יון הידרוקסיל) ‪( ↔ 2OH-1‬בסיס) ‪Ca(OH)2‬‬
‫בסיסים משנים את צבעו של צבע צמחי (לדוגמא לקמוס) מאדום לכחול‬
‫הנוסחה‬
‫‪NaOH‬‬
‫‪KOH‬‬
‫‪Mg(OH)2‬‬
‫‪Ca(OH)2‬‬
‫‪Al(OH)3‬‬
‫‪NH3‬‬
‫שם הבסיס‬
‫בסיס הנתרן \ נתרן הידרוקסידי‬
‫בסיס האשלגן \ אשלגן הידרוקסידי‬
‫בסיס המגנזיום \ מגנזיום הידרוקסידי‬
‫בסיס הסידן \ סידן הידרוקסידי‬
‫בסיס האלומיניום \ אלומיניום הידרוקסידי‬
‫אמוניה‬
‫‪2‬‬
‫משוואת שווי המשקל של המים‬
‫‪ .1‬מים טהורים אינם מכילים מומסים‪.‬‬
‫‪ .2‬הפרוק ליונים (הדיסוציאציה) של המים הוא מועט‪H2O ↔ H + OH :‬‬
‫‪ .3‬לפיכך‪ ,‬במים טהורים ריכוזיהם של יוני המימן ויוני ההידרוקסיל שווים זה לזה‬
‫‪-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ .4‬בטמפ' של ‪ 25‬מעלות צלזיוס‪ ,‬הריכוז של כל אחד יהיה‬
‫‪ .5‬מכפלת הריכוזים של יוני המימן וההידרוקסיל במים ובתמיסות מימיות מהולות הוא‬
‫גודל קבוע‪ ,Kw ,‬הנקרא קבוע הדיסוציאציה‬
‫‪ .6‬בטמפרטורה של ‪ 25‬מעלות צלזיוס‪:‬‬
‫‪ .7‬מתוך משוואה זו ניתן להוציא כי בכל תמיסה מימית מכפלת הריכוזים תמיד קבועה‪,‬‬
‫כלומר החזקות של הריכוזים צריכות להיות תמיד שוות ‪-14‬‬
‫ריכוז ‪OH-‬‬
‫‪10-7M‬‬
‫‪10-6M‬‬
‫‪10-11M‬‬
‫ריכוז ‪H+‬‬
‫‪10-7M‬‬
‫‪10-8M‬‬
‫‪10-3M‬‬
‫רמת חומציות (‪)PH‬‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫קביעת החומציות או הבסיסיות של תמיסה נעשית בהשוואה למים טהורים‪.‬‬
‫מדידות שבוצעו גילו כי מים מזוקקים עוברים תהליך פירוק (דיסוציאציה) לפי הנוסחה‬
‫הבאה‪2H2O ↔ H3O+ + OH- :‬‬
‫מאחר וכאמור‪ ,‬במול אחד של מים בטמפרטורה של ‪ 25‬מעלות צלזיוס יש ‪ 10-7M‬יוני‬
‫‪( H3O+‬או פשוט ‪ )H+‬ומספר שווה של יוני ‪.OH-‬‬
‫שינוי בריכוז יוני המימן (‪ )H+‬יקבע את רמת החומציות של התמיסה‪ ,‬על פי‬
‫‪pH = -log[H+] /‬‬
‫הנוסחאות הבאות‪[H+] = 10-pH :‬‬
‫‪3‬‬
‫הרחבה‪ :‬מה זה ה‪ log-‬הזה?‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫לוגריתם (או בקיצור ‪ )log‬הוא פונקציה מתימטית ההפוכה לחזקה‪.‬‬
‫ללוגריתם יש תמיד בסיס (‪ ,)b‬ומספר שעליו מפעילים את הלוגריתם (‪.)x‬‬
‫תוצאת הפונקציה היא החזקה שבה יש להעלות את ‪( b‬הבסיס) כדי לקבל את ‪x‬‬
‫(המספר עליו מפעילים את האלגוריתם)‪.‬‬
‫אם לא מצוין מהו הבסיס של ה‪ ,log-‬ברירת המחדל היא בסיס ‪ .10‬זהו הבסיס שבו‬
‫משתמשת פונקצית ה‪ log-‬במחשבון‪ ,‬וזהו גם הבסיס שעימו מחשבים בכימיה‪.‬‬
‫איך משתמשים בזה במחשבון?‬
‫א‪ .‬מכניסים את המספר שעליו נרצה להפעיל ‪( log‬ובנוסחא שלנו‪ ,‬זה יהיה תמיד‬
‫ריכוז יוני המימן)‪.‬‬
‫‪y‬‬
‫ב‪ .‬מעלים אותו בחזקה המתאימה ע"י שימוש במקש ‪( X‬שימו לב שלפעמים צריך‬
‫להכניס את החזקה לסוגריים כי היא שלילית וזה עשוי להרוס את החישוב)‪.‬‬
‫ג‪ .‬לוחצים ‪ log‬וקיבלנו תוצאה שלילית‪ .‬נהפוך אותה לחיובית ונקבל את רמת ה‪pH-‬‬
‫בתמיסה המדוברת‪.‬‬
‫הגדרות‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫בתמיסות חומציות בהן ריכוז יוני המימן הוא יותר מ‪ ,10-7M-‬יהיה ה‪ pH-‬קטן מ‪.7-‬‬
‫תמיסות שבהן ריכוז יוני המימן גדול מריכוז יוני הידרוקסיל הן חומצות‪.‬‬
‫דגש‪ :‬החזקה היא שלילית‪ ,‬ולכן ככל שהיא קטנה יותר‪ ,‬המספר גדול יותר!‬
‫בתמיסות בסיסיות בהן ריכוז יוני המימן הוא פחות מ‪ ,10-7M-‬יהיה ה‪ pH-‬גדול מ‪.7-‬‬
‫תמיסות שבהן ריכוז יוני ההידרוקסיל גדול מריכוז יוני המימן הן בסיסים‪.‬‬
‫דגש‪ :‬החזקה היא שלילית‪ ,‬ולכן ככל שהיא קטנה יותר‪ ,‬המספר גדול יותר!‬
‫תמיסות חומציות או בסיסיות נוצרות מהרכב של בסיס חזק וחומצה חלשה או‬
‫להיפך‪.‬‬
‫בתמיסה נייטרלית (מים‪ ,‬מלח של חומצה חזקה ובסיס חזקה או חומצה חלשה‬
‫ובסיס חלש) ה‪.pH=7-‬‬
‫תרגול‬
‫נתונים ריכוזי ‪ H+‬או ‪ .OH-‬קבע אם התמיסה היא חומצית או בסיסית וסדר אותן על פי סדר‬
‫חומציות עולה‪:‬‬
‫‪[OH-] = 10-8‬‬
‫‪[OH-] = 10-9‬‬
‫‪[H+] = 10-9‬‬
‫‪[OH-] = 10-7‬‬
‫‪[OH-] = 10-11‬‬
‫‪[OH-] = 10-5‬‬
‫‪[H+] = 10-7‬‬
‫‪[H+] = 10-2‬‬
‫‪[H+] = 10-13‬‬
‫מערכת חומצה‪-‬בסיס‬
‫‪ .1‬כאמור‪ ,‬בתגובה עם מים חומצות עוברות תהליך של פירוק (דיסוציאציה) ליונים‪ :‬יון‬
‫מימן חיובי ‪ H+‬מתנתק מהחומצה ומתרכב עם המים ליצירת יון הידרוניום‬
‫‪ .2‬אם נסמן חומצה באופן כללי כ‪ ,HA-‬ניתן לרשום את התהליך כך‪:‬‬
‫‪ HA + H2O ↔ H3O+ + A‬או ‪HA ↔ H+ + A-‬‬‫‪4‬‬
‫‪ .3‬היון ‪ A-‬שנותר מפירוק החומצה נקרא הבסיס המצומד של החומצה‬
‫דוגמאות‬
‫א‪( .‬חומצה מצומדת) ‪( + H3O+‬בסיס מצומד) ‪(  C2H3O2-‬בסיס) ‪( + H2O‬חומצה) ‪HC2H3O2‬‬
‫ב‪( .‬חומצה מצומדת) ‪( + H2O‬בסיס מצומד) ‪(  CO3-2‬חומצה) ‪( + HCO3-‬בסיס) ‪OH-‬‬
‫‪ .4‬נשים לב שמים יכולים לשמש גם כבסיס וגם כחומצה‪ ,‬תלוי בחומר המומס‪.‬‬
‫‪ .5‬פעילות חומצית מותנית בנוכחותו של חומר בסיסי במערכת (בסיס = חומר ששואף‬
‫לקבל פרוטון)‬
‫‪ .6‬פעילות בסיסית מותנית בנוכחותו של חומר חומצי במערכת (חומצה = חומר השואף‬
‫למסור פרוטון)‬
‫סוגי חומצות ובסיסים‬
‫‪ .1‬מידת החוזק של החומצה נקבעת לפי מידת הפירוק (דיסוציאציה) שלה‪:‬‬
‫א‪ .‬חומצה חזקה‪ :‬חומצה אשר יש לה שאיפה חזקה למסור פרוטון למולקולה‬
‫אחרת‪ ,‬ולכן מתפרקת לגמרי – בתמיסה יהיו רק תוצרים‪.‬‬
‫חומצה חזקה – ‪ 011%‬דיסוציאציה‬
‫‪HA‬‬
‫‪H+‬‬
‫‪A-‬‬
‫דוגמאות‪H2SO4 , HNO3 , HCL , KOH , NaOH :‬‬
‫ב‪ .‬חומצה חלשה‪ :‬חומצה אשר כמעט ולא משחררת פרוטונים‪ ,‬ולפיכך כמעט ואינה‬
‫מתפרקת – בתמיסה יהיו גם מגיבים וגם תוצרים‪.‬‬
‫‪5‬‬
‫חומצה חלשה – דיסוציאציה חלקית‬
‫בכל נקודת זמן רק חלק מהמולקולה תהיה מפורקת ליונים‬
‫‪HA‬‬
‫‪H+‬‬
‫‪A-‬‬
‫דוגמאות‪CH3COOH , NH4OH :‬‬
‫ג‪ .‬בסיס חזק‪ :‬בסיס אשר יש לו שאיפה חזקה לקבל פרוטון‪.‬‬
‫ד‪ .‬בסיס חלש‪ :‬בסיס אשר כמעט ואינו מקבל פרוטונים‪ .‬בתמיסה יהיו גם מגיבים‬
‫וגם תוצרים‪.‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ .2‬במערכת שבה החומצה היא חומצה חזקה‪ ,‬אשר משחררת בקלות פרוטונים ( ‪,)H‬‬
‫הבסיס המצומד יהיה בסיס חלש‪ ,‬אשר שאיפתו לקבל פרוטון היא קטנה‪.‬‬
‫‪ .3‬במערכת שבה החומצה היא חומצה חלשה‪ ,‬המשחררת בקושי פרוטונים‪ ,‬הבסיס‬
‫המצומד יהיה בסיס חזק‪ ,‬אשר שאיפתו לקבל פרוטון היא גדולה‪.‬‬
‫תגובת חומצה‪-‬בסיס‪ :‬שיווי משקל דינאמי‬
‫‪ .1‬ניקח את הדוגמא הקודמת לתגובה כללית‪HA ↔ H+ + A- :‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫החץ הוא דו כיווני משום שהתגובה מתרחשת ללא הרף בשני הכיוונים‬
‫לפיכך‪ ,‬לא חלים שינויים בריכוזי החומרים במערכת‬
‫במצב שיווי משקל דינאמי מהירות הריאקציה בכיוון אחד שווה למהירות הריאקציה‬
‫בכיוון השני‬
‫שני התהליכים מתקיימים במקביל‪ :‬דיסוציאציה והרכבה של התוצרים‬
‫קבוע שיווי משקל‬
‫‪ .1‬מהירות הריאקציה נמצאת ביחס ישר למכפלת הריכוזים של המגיבים בריאקציה‬
‫‪ .2‬כלומר‪ ,‬ככל שיש יותר בסיס\חומצה‪ ,‬קצב הפירוק שלה ליונים יהיה מהיר יותר‪ ,‬וככל‬
‫שיש יותר תוצרי פירוק‪ ,‬קצב תגובת החיבור שלהם בחזרה לחומצה‪/‬בסיס המקוריים‬
‫מהיר יותר‪.‬‬
‫‪6‬‬
‫‪ .3‬קבוע שיווי המשקל (‪ )K‬הוא קבוע הדיסוציאציה של התגובה – הוא מייצג את היחס‬
‫בין ריכוזי התוצרים לריכוזי המגיבים‪ .‬לפיכך (בהתאם לסעיף ‪ )2‬הוא מייצג את היחס‬
‫בין קצב חיבור היונים לבין קצב הפירוק ליונים‪:‬‬
‫‪ .4‬הקבוע נמצא ביחס הפוך לחוזקה של החומצה‪:‬‬
‫א‪ .‬ככל שהקבוע נמוך יותר‪ ,‬כך היינון (הפירוק ליונים) מועט יותר‪ ,‬ומדובר בחומצה‬
‫חלשה יותר‪.‬‬
‫ב‪ .‬ככל שהקבוע גבוה יותר‪ ,‬היינון הוא גבוה יותר‪ ,‬ולפיכך מדובר בחומצה חזקה‬
‫יותר‪.‬‬
‫‪ .5‬לא לשכוח שריכוזים תמיד יימדדו ביחידות של מול לליטר!‬
‫ריכוז חומצה\בסיס במים‬
‫הגדרות‬
‫‪ .1‬חומצות חד‪-‬פרוטיות‪ :‬במולקולה שלהן רק מימן אחד‪ .‬לדוגמא‪HCl :‬‬
‫‪ .2‬חומצות רב‪-‬פרוטיות‪ :‬במולקולה שלהן יותר ממימן אחד‪ .‬לדוגמא‪H2SO4 :‬‬
‫‪ .3‬בסיס חד‪-‬הידרוקסיד‪ :‬במולקולה קבוצה הידרוקסידית אחת‪ .‬לדוגמא‪NaOH :‬‬
‫‪ .4‬בסיס רב‪-‬הידרוקסיד‪ :‬במולקולה יותר מקבוצה הידרוקסידית אחת‪ .‬לדוגמא‪Al(OH)3 :‬‬
‫ריכוז חומצה\בסיס במים‬
‫‪ .1‬הריכוז של יוני חומצה חד‪-‬פרוטית שווה לריכוזו המולרי של פרוטון המימן במים‪.‬‬
‫‪ .2‬הריכוז של יוני בסיס חד הידרוקסיד שווה לריכוזו המולרי של יון ההידרוקסיד במים‪.‬‬
‫חישוב קבוע שיווי משקל – דוגמא‬
‫נתונה תמיסה של חומצה כלשהי בריכוז ‪ ,0.25M‬בעלת ‪ pH‬של ‪ .2.72‬מהו קבוע שיווי המשקל‬
‫של התגובה?‬
‫התגובה תהיה‪ .XH ↔ X- + H+ :‬הנוסחא לקבוע שיווי משקל‪:‬‬
‫ידוע לנו ריכוז החומצה הראשוני (‪ ,)0.25‬וידוע לנו ה‪ pH-‬של התמיסה‪.‬‬
‫דרך ה‪ pH-‬נחשב את ריכוז יוני המימן והחומצה המצומדת בתמיסה‪ .‬כעת אנו יודעית שריכוז‬
‫החומצה הוא הריכוז הראשוני פחות הריכוז של יוני המימן והחומצה המצומדת (מאחר וכל‬
‫מולקולת חומצה שהתפרקה הפכה ליון מימן ולמולקולת חומצה מצמודת)‪.‬‬
‫אז אם ריכוז יוני מימן \ חומצה מצומדת (לשים לב שזהו אותו ריכוז!!!) ידוע דרך חישוב ה‪-‬‬
‫‪ ,pH‬נכפיל את הריכוז בעצמו (ריכוז יונים ‪ X‬ריכוז חומצה מצומדת) ונחלק בריכוז הראשוני‬
‫(‪ )0.25‬פחות ריכוז יוני המימן) ונקבל את קבוע שיווי המשקל‪.‬‬
‫‪7‬‬
‫תגובת סתירה\ניטרול‬
‫הגדרה‪ :‬תגובה של בסיס עם חומצה‪ ,‬בה נוצרים מים ומלח‪.‬‬
‫דוגמא‪ :‬תגובת הסתירה של מימן כלורי ונתרן הידרוקסידי‪HCl + NaOH  H2O + NaCl :‬‬
‫‪ .1‬רק יוני המימן וההידרוקסיד משתתפים בתגובה (בדוגמא ‪ -‬יוני הנתרן והכלור לא‬
‫משתתפים)‬
‫‬‫‪+‬‬
‫‪ .2‬כדי לסתור חומצה דרושים ריכוזים שווים של יוני ‪ H‬ושל ‪ OH‬המשתחררים‬
‫מהחומצה ומהבסיס המגיבים‬
‫‪ .3‬כלומר‪ ,‬בנקודת הסתירה מתקיים שווין ריכוזים בין ‪ HCl‬ו‪( NaOH-‬בדוגמא זו)‬
‫‪ .4‬לכן מתקיים‪ MoleHCl = MoleNaOH :‬ומאחר ש‪( -‬נפח) ‪( X VL‬ריכוז) ‪ Mole = M‬אז‪:‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪Macid X Vacid = Mbase X Vbase‬‬
‫דוגמא לחישוב נפחים‬
‫איזה נפח של תמיסת ‪ NaOH‬בריכוז ‪ 0.5M‬יש להוסיף ל‪ 150-‬מ"ל תמיסת ‪ 0.1M HCl‬כדי‬
‫להגיע לסתירה מלאה?‬
‫נשתמש בנוסחא‪Macid X Vacid = Mbase X Vbase :‬‬
‫ידוע לנו נפח החומצה (‪ 150‬מ"ל) והריכוז שלה (‪ .)0.5M‬ידוע גם ריכוז הבסיס (‪ .)0.5M‬נציב‬
‫בנוסחא ונקבל ש‪0.5 X 150 = 0.5 X Vbase-‬‬
‫תמיסת בופר (תמיסה מתריסה)‬
‫‪ .1‬בופר (‪ – Buffer‬מתריס) הוא תמיסה המתנגדת לשינוי ברמת החומציות שלה‪ ,‬כלומר‬
‫לשינוי בריכוז יוני ההידרוניום \ מימן‬
‫‪ .2‬תמיסה זו מסולגת לשמור על ‪ pH‬קבוע בפני שינויים בעת הוספת כמויות לא גדולות‬
‫של בסיס או חומצה‬
‫‪ .3‬תמיסת בופר יכולה להתקיים בשני הרכבים‪:‬‬
‫א‪ .‬חומצה חלשה והבסיס המצומד של החומצה‬
‫דוגמא‪ :‬תמיסה המכילה חומצה אצטית (‪ - )COOH3CH‬שהיא חומצה חלשה ‪ -‬ויוני‬
‫אצטט (‪ – )COO3CH-‬שהם הבסיס המצומד של החומצה‪.‬‬
‫או‬
‫ב‪ .‬בסיס חלש והחומצה המצומדת של הבסיס (פחות נפוצים)‬
‫איך פועלת תמיסת הבופר?‬
‫‪ .1‬בבופר יהיה ריכוז שווה של החומצה ושל הבסיס המצומד (או של הבסיס והחומצה‬
‫המצומדת)‪.‬‬
‫‪8‬‬
‫‪ .2‬אם תחול ירידה בכמות יוני ההידרוניום (כתוצאה מסתירה על ידי בסיס‪ ,‬לדוגמא)‪ ,‬על‬
‫מנת שקבוע שיווי המשקל יישאר קבוע‪ ,‬יצטרך לרדת גם ריכוז החומצה (מכיוון‬
‫שהחומצה נמצאת במכנה וריכוז היונים במונה)‪.‬‬
‫‪ .3‬ברגע שהתמיסה תתפרק‪ ,‬יווצרו עוד יוני הידרוניום והריכוז יחזור למצבו המקורי‪.‬‬
‫‪ .4‬כמובן שהדבר אפשרי רק עד גבול מסוים – לכן בגרף שמייצג את ה‪ pH-‬כפונקציה‬
‫של נפח הבסיס שמתווסף לתמיסה‪ ,‬הוספת הבסיס תשנה את ה‪ pH-‬לאט מאוד (כל‬
‫עוד הבופר יעיל) וברגע שעוברים נקודה זו – ה‪ pH-‬עולה בבת אחת‪.‬‬
‫מערכות בופר בטבע‬
‫‪ .1‬רוב האורגניזמים דורשים קביעות יחסית של התנאים בסביבת חייהם‪ ,‬הן בתוך‬
‫התאים והן מחוץ לתאים‪.‬‬
‫‪ .2‬בגוף האדם מערכות בופר המאפשרות שמירה על ה‪ pH-‬הקבוע בדם‪:‬‬
‫א‪ .‬מערכת הנשימה‪ :‬ה‪ CO2-‬הנפלט מהרקמות מומס במים כך שנוצרת חומצה‬
‫פחמתית‪( :‬חומצה פחמתית) ‪( ↔ H2CO3‬מים) ‪( H2O‬פחמן דו חמצני) ‪CO2‬‬
‫ב‪ .‬החומצה הפחמתית עוברת דיסוציאציה ומתפרקת ליוני מימן וליוני פחמה‬
‫(ביקרבונט)‪( :‬ביקרבונט) ‪( + HCO3-‬יוני מימן) ‪( ↔ H+‬חומצה פחמתית) ‪H2CO3‬‬
‫ג‪ .‬יוני הביקרבונט יכולים להתנהג כחומצה (נטייה לשחרר יון מימן בסביבה מימית)‬
‫או כבסיס (נטייה לקבל יון מימן בסביבה מימית)‪.‬‬
‫‪ )1‬כשיתנהגו כחומצה יהפכו ל‪CO3-2-‬‬
‫‪ )2‬כשיתנהגו כבסיס יהפכו ל‪H2CO3+-‬‬
‫היבטים רפואיים‬
‫‪ .1‬שני הגורמים העיקריים בגוף האדם שמעוברים במאזן החומצי בסיסי הן מערכת‬
‫הנשימה והכליות‪ ,‬ששניהם משפיעים על ריכוז יוני הביקרבונט בדם‪ ,‬שמשפיעים‬
‫בתורם על רמת החומציות של הדם‪.‬‬
‫‪9‬‬
‫‪ .2‬מערכת הנשימה אחראית על פינוי הפחמן הדו חמצני‪ ,‬שככל שהוא נמצא יותר בדם‪,‬‬
‫עולה חומציותו של הדם‪.‬‬
‫‪ .3‬הכליות אחראיות על פינוי יוני הביקרבונט‪ ,‬וככל שיפנו אותם בקצב מהיר יותר‪ ,‬יירד‬
‫ריכוזם בדם והדם ייהפך לחומצי יותר (‪ pH‬יירד)‪.‬‬
‫‪ .4‬קיימות ‪ 4‬קטגוריות עיקריות של הפרעה במאזן החומצי בסיסי בתהליך הנשימה‪:‬‬
‫א‪ .‬חמצת נשימתית‪ :‬מאופיין בקצב נשימה איטי‪ ,‬שכתוצאה ממנו חלה ירידה בפינוי‬
‫הפחמן הדו חמצני מהריאות‪ ,‬ולפיכך הוא מצטבר בדם‪ ,‬ומוריד את ה‪( pH-‬הופך‬
‫את הדם לחומצי יותר)‪.‬‬
‫על מנת להתמודד‪ ,‬קיים פיצוי כלייתי של ספיגה חוזרת של יוני הביקרבונט‬
‫בכליות‪ ,‬מה שגורם לדם להפוך לבסיסי יותר (מעלה את ה‪.)pH-‬‬
‫ב‪ .‬בססת נשימתית‪ :‬מאופיין בקצב נשימה מהיר‪ ,‬הגורם לפינוי מגובר מדי של‬
‫פחמן דו חמצני‪ ,‬ולפיכך לעלייה ב‪( pH-‬הופך את הדם לבסיסי יותר)‪ .‬מצב זה‬
‫מאופיין בד"כ כהיסטריה‪.‬‬
‫על מנת להתמודד‪ ,‬קיים פיצוי כלייתי של הפרשה מוגברת של ביקרבונט‬
‫מהכליות‪ ,‬מה שגורם לדם להפוך לחומצי יותר ומוריד את ה‪.pH-‬‬
‫ג‪ .‬חמצת מטבולית‪ :‬הצטברות של חומצות לא נדיפות עקב הגברה בפינוי הכלייתי‬
‫של ביקרבונט‪ ,‬מה שגורם לירידה ב‪( pH-‬עלייה בחומציות הדם)‪.‬‬
‫כתוצאה מכך יהיה פיצוי נשימתי שיגרום לפליטה מוגברת של פחמן דו חמצני‪,‬‬
‫לפיכך יהיה פחות פחמן דו חמצני בדם‪ ,‬ה‪ pH-‬יעלה והדם יהפוך פחות חומצי‪.‬‬
‫ד‪ .‬בססת מטבולית‪ :‬ירידה בכמות החומצות הלא נדיפות בדם‪ ,‬עקב עליה בספיגה‬
‫החוזרת של ביקרבונט בכליה‪ ,‬מה שגורם לעלייה ב‪ pH-‬בדם (ירידה בחומציות‬
‫הדם)‪.‬‬
‫כתוצאה מכך יהיה פיצוי נשימתי של פליטה מוקטנת של פחמן דו חמצני‪ .‬לפיכך‪,‬‬
‫יהיה יותר פחמן דו חמצני בדם‪ ,‬שיעלה את חומציות הדם ויוריד את ה‪.pH-‬‬
‫מבוא לכימיה אורגנית‬
‫הגדרות‬
‫‪ .1‬חומרים אנ‪-‬אורגניים‪ :‬חומרים מן הטבע הדומם (מינרלים‪ ,‬מלחים‪ ,‬מתכות וכו')‪.‬‬
‫‪ .2‬חומרים אורגניים‪ :‬חומרים שניתן להפיק מהחי והצומח (שומנים‪ ,‬סוכרים וכו')‪.‬‬
‫א‪ .‬תרכובות אורגניות מכילות את יסודות הפחמן (‪ ,)C‬מימן (‪ ,)H‬ויסודות נוספים כגון‬
‫חמצן (‪ ,)O‬חנקן (‪ )N‬וסולפור (‪.)S‬‬
‫ב‪ .‬היסוד המרכזי בתרכובות אורגניות הוא הפחמן‪ ,‬ולכן כימיה אורגנית מוגדרת‬
‫ככימיה של תרכובות הפחמן‪.‬‬
‫‪11‬‬
‫קביעת הרכב תרכובת אורגנית‬
‫‪ .1‬קביעת הרכב תרכובת אנ‪-‬אורגנית מתבצעת בד"כ הודות להפרדת יונים‬
‫באלקטרוליזה‪.‬‬
‫‪ .2‬לעומת זאת‪ ,‬קביעת הרכב תרכובת אורגנית מחייבת פיענוח פיזיקלי של קבוצות‬
‫היסוד הבונות את המולקולה כולה‪ .‬דרך אפשרית היא על ידי אנליזת יסודות‪ :‬שורפים‬
‫תרכובת אורגנית בנוכחות חמצן‪ ,‬ועל פי שקילת תוצרי הבעירה (‪ CO2‬ו‪ (H2O-‬ניתן‬
‫למדוד את כמות כל יסוד בתרכובת שנשרפה)‪.‬‬
‫‪ .3‬קיימות מספר שיטות להציג מבנה של תרכובת אורגנית‪:‬‬
‫א‪ .‬נוסחא אמפירית‪ :‬מציינת את היחסים המספריים הבסיסיים בין האטומים בחומר‪,‬‬
‫אך לא בהכרח את המספר האמיתי של כל אטום במולקולה של החומר‪.‬‬
‫ב‪ .‬נוסחא מולקולרית‪ :‬מציינת את המספרים האמיתיים של האטומים במולקולה‪,‬‬
‫ומספקת מידע על מבנה המולקולה‪.‬‬
‫ג‪ .‬נוסחת מבנה‪ :‬מתארת את מבנה המולקולה בדו‪-‬מימד‪ .‬כל קו מתאר קשר בין‬
‫אטומים‪ .‬ישנן גם תמונות תלת‪-‬מימדיות של מולקולות‪.‬‬
‫דוגמא‪ :‬מולקולה של מי חמצן מורכבת משתי מולקולות מימן ושתי מולקולות‬
‫חמצן‪ .‬הנוסחא האמפירית של מי חמצן תהיה ‪( HO‬יחס ‪ 1:1‬בין האטומים)‪ ,‬בעוד‬
‫שהנוסחא האמפירית תהיה ‪( H2O2‬כמות מדויקת של אטומים במולקולה)‪ .‬נוסחת‬
‫המבנה תיראה כך‪:‬‬
‫ייחודו של אטום הפחמן‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪.6‬‬
‫‪.7‬‬
‫רוב היסודות בטבע נוטים האטומים להתקשר יותר לאטומים מסוגים שונים‪.‬‬
‫אטומי הפחמן נוטים להתקשר זה עם זה בצורות שונות‪.‬‬
‫הקשרים בין אטומי הפחמן הינם קוולנטיים וחזקים ביותר‪.‬‬
‫הקשר בין אטומי הפחמן לאטומים אחרים (מימן‪ ,‬חמצן‪ ,‬חנקן) הוא קוולנטי גם כן‪.‬‬
‫לפיכך‪ ,‬תרכובות אלה הם לא אלקטרוליטיים ואין להם נטייה להתפרק ליוניים‪.‬‬
‫ההתקשרות של אטומי הפחמן עם אטומי מימן יוצרת מולקולה מאוזנת ללא מטען‪.‬‬
‫חשוב‪ :‬כל אטום פחמן מסוגל ליצור ארבעה קשרים כימיים!!!‬
‫סוגי קשרי פחמן‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫טטראדר‪ :‬מבנה תלת מימדי של אטום מרכזי שאליו קשורים ארבעה אטומים‪.‬‬
‫פירמידה‪ :‬מבנה תלת מימדי של אטום מרכזי שאליו קשורים שלושה אטומים‪.‬‬
‫זווית‪ :‬מבנה דו מימדי של אטום מרכזי שאליו קשורים שני אטומים‪.‬‬
‫משולש‪ :‬מבנה דו מימדי של אטום מרכזי שאליו קשורים שלושה אטומים‪.‬‬
‫צורה קווית‪ :‬מבנה חד מימדי שבו אטום מרכזי יוצר קשר יחיד‪ ,‬כפול או שני קשרים‪.‬‬
‫האלקאנים (‪ :)Alkanes‬פחמימנים רוויים‬
‫‪ .1‬כאמור‪ ,‬אטומי פחמן רבים מסוגלים להתקשר ביניהם לשרשראות‪ ,‬וליצור סידרה‬
‫שלמה של פחמימנים‪.‬‬
‫‪11‬‬
‫‪ .2‬תרכובות אורגניות הבנויות רק מפחמן ומימן נקראות פחמימנים‪.‬‬
‫‪.3‬‬
‫הנוסחא הכללית לפחמימנים היא ‪CnH2n+2‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪.6‬‬
‫הפחמימנים מכילים קשרי פחמן‪-‬פחמן יחידים ומימנים בלבד‬
‫שרשרת הפחמימנים היא רוויה )‪ (Saturated‬באטומי מימן‬
‫כאמור‪ ,‬הקשרים בין הפחמנים למימנים הינם קוולנטיים‪ ,‬ולכן מדובר במולקולות‬
‫יציביות מבחינה אנרגטית‪.‬‬
‫שמות האלקינים‪:‬‬
‫א‪ .‬מתאן‪ CH4 :‬מת‬
‫ב‪ .‬אתאן‪ C2H6 :‬האתרוג‬
‫ג‪ .‬פרופאן‪ C3H8 :‬של הפרופסור‬
‫ד‪ .‬בוטאן‪ C4H10 :‬לבטוניקה‬
‫ה‪ .‬פנטאן‪( C5H12 :‬פנטגרם = ‪ )5‬פנטסטי‬
‫ו‪ .‬הקסאן‪( C6H14 :‬הקסגון = ‪ )6‬הקסילופון‬
‫ז‪ .‬הפטאן‪( C7H16 :‬הפטגון = ‪ )7‬הפטתי שלך‬
‫ח‪ .‬אוקטאן‪( C8H18 :‬אוקטגון \ אוקטופוס = ‪ )8‬אוקטובר‬
‫ט‪ .‬נונאן‪( C9H20 :‬ניין = ‪ )9‬נובמבר‬
‫י‪ .‬דקאן‪( C10H22 :‬דצימל \ ‪ )10 = Decimel‬דצמבר‬
‫‪.7‬‬
‫מתמיר‬
‫מתמיר הוא אלקאן החסר מימן‪ ,‬ויש לו יסוד או קבוצה אחרת במקום המימן הזה‪ .‬מתמיר‬
‫נקרא אלקיל‪ ,‬ולכן ייקרא באותו שם כמו האלקאן‪ ,‬אלא עם סיומת 'יל'‪ :‬מתיל‪ ,‬פרופיל‪ ,‬בוטיל‪...‬‬
‫שינוי בשם יהיה רק לתוספת‪ ,‬כלומר למתמיר – שמתחבר על השרשרת הגדולה‪ ,‬שעדיין‬
‫תקבל (בהתאם לדגשים שיוסברו בהמשך) סיומת אן‪...‬‬
‫איזומרים וקונפורמציות של תרכובות הפחמן‬
‫‪ .1‬איזומרים הם חומרים בעלי נוסחה מולקולרית זהה‪ ,‬אך נוסחת מבנה שונה‪ .‬כלומר‪,‬‬
‫במקום שכל הפחמנים יתחברו זה לזה בשורה‪ ,‬אחד מהפחמנים בשרשרת יהיה‬
‫מחובר לאחד הפחמנים במרכז השרשרת‪.‬‬
‫‪ .2‬קונפורמציות הם סידורים שונים של המולקולה במרחב הנובעים מסיבוב סביב קשר‬
‫יחיד‪.‬‬
‫מתן שמות לאלקאנים‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫מוצאים מהי השרשרת הקווית הארוכה ביותר – זהו השלד הפחמני (כל שאר‬
‫הפחמנים הם מתמירים)‪.‬‬
‫על פי מספר הפחמנים בשרשרת‪ ,‬קובעים את שם השלד הפחמני‪.‬‬
‫ממספרים את פחמני השלד מהצד הקרוב למתמיר‪.‬‬
‫מציינים את שם המתמיר (אלקיל‪ )Methane  Methyl :‬ולפניו את מספר הפחמן‬
‫שאליו הוא מחובר‪.‬‬
‫כאשר ישנם שני מתמירים זהים נוסיף קידומת ‪ ,di‬כאשר יש שלושה ‪ ,tri‬ארבעה‬
‫‪ ,tetra‬ולפניהם את מספרי הפחמנים שאליהם הם מחוברים = ‪dimethyl, trimethyl,‬‬
‫‪.tetramethyl‬‬
‫‪12‬‬
‫‪ .6‬כותבים את השם כך‪:‬‬
‫מיקום המתמיר\ים‪ ,‬שם המתמיר\ים (עם קידומת)‪ ,‬שם השלד‪.‬‬
‫תכונות האלקאנים‬
‫‪ .1‬ככל שהאלקאן נעשה ארוך יותר (יותר פחמנים) נקודת ההתכה והרתיחה שלו עולות‪.‬‬
‫‪ .2‬נקודת הרתיחה וההתכה של ארבעת האלקנים הקצרים ביותר הן נמוכות מאוד‪,‬‬
‫ורובם גזים בטמפ' החדר‪.‬‬
‫פחמימנים בלתי רוויים‪ :‬אלקנים (‪ )Alkenes‬ואלקינים (‪)Alkynes‬‬
‫‪ .1‬פחמימנים בלתי רוויים הם בעלי קשרים כפולים בין חלק מהפחמנים‪.‬‬
‫‪ .2‬מאחר וכל פחמן מסוגל ליצור ארבעה קשרים‪ ,‬אם יש קשר כפול (או משולש) הין שני‬
‫פחמנים‪ ,‬בהכרח הם קשורים לפחות מימנים‪ ,‬ולכן הם אינם רוויים (‪.)Unsaturated‬‬
‫‪ .3‬מבחינים בין שני סוגים של פחמימנים בלתי רוויים‪:‬‬
‫א‪ .‬אלקנים (‪ :)Alkenes‬פחמימנים בלתי רוויים שלהם קשר כפול בשרשרת‪ .‬הנוסחא‬
‫הכללית שלהם תהיה ‪ .CnH2n‬השרשרת תקבל סיומת '‪.'ene‬‬
‫ב‪ .‬אלקינים (‪ :)Alkynes‬פחמימנים בלתי רויים שלהם קשר משולש בשרשרת‪.‬‬
‫הנוסחא הכללית שלהם תהיה ‪ .CnH2n-2‬השרשרת תקבל סיומת '‪.'yne‬‬
‫איזומרים ציס \ טרנס‬
‫איזומריה זו מתקיימת כאשר לפחמני הקשר הכפול שני מתמירים שונים‪ .‬מבחינים בין שני‬
‫מצבים‪:‬‬
‫‪ .1‬איזומריה טרנס‪ :‬כאשר המתמירים נמצאים בשני צדדים שונים של שרשרת‬
‫הפחמנים‪.‬‬
‫‪13‬‬
‫‪ .2‬איזומריה ציס‪ :‬כאשר המתמירים נמצאים באותו צד של שרשרת הפחמנים‪.‬‬
‫האיזומרים יהיו דומים בתכונותיהם הכימיות‪ ,‬אך שונים בתכונותיהם הפיזיקליות (נקודת‬
‫רתיחה‪ ,‬קוטביות וכו')‪.‬‬
‫קבוצות פונקציונליות‬
‫קבוצה פונקציונאלית היא חלק מתרכובת המשפיע באופן מכריע על התכונות הכימיות‬
‫והפיזיקליות של התרכובת‪.‬‬
‫מאחר ויש אינסוף תרכובות פחמן אפשריות‪ ,‬נהוג לסווג אותן על פי הקבוצה הפונקציונאלית‬
‫שלהם‪ ,‬כמעין תבנית לתכונות הכימיות והפיזיקליות של השרשרת‪.‬‬
‫הקבוצה הפונקציונאלית בשרשרת פחמן תופיע בנוסף או במקום חלק משרשרת הפחמן‬
‫והמימן ונקראת גם "שארית ‪."R‬‬
‫כהלים‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫קבוצה פונקציונאלית‪( OH :‬קבוצה הידרוקסילית)‬
‫מינוח‪ :‬סיומת '‪-‬ול'‪ ,‬כאשר לפני שם החומר יצויין מספר הפחמן שעליו יושבת הקבוצה‬
‫הפונקציונאלית – מתחילים לספור מהצד הקרוב לקבוצה‪ :‬מתאנול‪ 2 ,‬פרופנול וכו'‬
‫תכונות‪:‬‬
‫א‪ .‬בעלי קשרי מימן‪ ,‬ולכן יהיו מסיסים במים‪.‬‬
‫ב‪ .‬בעלי נקודת רתיחה גבוהה יחסית‪.‬‬
‫ג‪ .‬יכולים לקבל\למסור אלקטרונים עד שיגיעו למצב יציב מבחינה אנרגטית‪.‬‬
‫נחלקים לשלוש קבוצות‪:‬‬
‫א‪ .‬כוהל ראשוני‪ :‬הפחמן אליו קשורה קבוצת ההידרוקסיד קשור לפחמן אחד נוסף‬
‫ב‪ .‬כוהל שניוני‪ :‬הפחמן אליו קשורה קבוצת ההידרוקסיד קשור לשני פחמנים‬
‫ג‪ .‬כוהל שלישוני‪ :‬הפחמן אליו קשורה קבוצת ההידרוקסיד קשור לשלושה פחמנים‬
‫‪14‬‬
‫אלדהידים וקטונים‬
‫‪ .1‬קבוצה פונקציונאלית‪( O :‬קבוצה קרבונילית)‬
‫א‪ .‬באלדהיד הקבוצה הקרבונילית נמצאת בקצה השרשרת‪.‬‬
‫ב‪ .‬בקטון הקבוצה הקרבונילית נמצאת באמצע השרשרת‪.‬‬
‫קבוצה קרבוכסילית‬
‫‪ .1‬קבוצה פונקציונאלית‪( COOH :‬קבוצה קרבוכסילית)‬
‫‪ .2‬מינוח‪ :‬סיומת –ואית (חומצה מתאנואית‪ ,‬חומצה אתאנואית‪ ,‬חומצה פרופאנוארית)‬
‫‪ .3‬תכונות‪:‬‬
‫א‪ .‬מכילות קשרי מימן‬
‫ב‪ .‬טמפרטורות היתוך ורתיחה גבוהות מהכהלים‬
‫ג‪ .‬מסיסות גבוהה במים (חומצות חלשות)‬
‫ד‪ .‬המסיסות במים יורדת ככל שהשייר הפחמני ארוך יותר (פחות קשרי מימן)‬
‫אמינים‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫האמינים הן נגזרות אורגניות של אמוניה (‪ ,)NH3‬בה הוחלפו אחד או יותר מהמימנים‬
‫בשרשרת פחמנים‪.‬‬
‫מינוח‪ :‬סיומת 'אמין' (מתיל‪-‬אמין‪ ,‬אתיל‪-‬אמין וכו')‪.‬‬
‫תכונות‪:‬‬
‫א‪ .‬בעלי קשרי מימן ולכן מסיסים במים (בסיסים חלשים)‬
‫ב‪ .‬מסיסות יורדת ככל שהשייר הפחמני ארוך יותר (פחות קשרי מימן)‬
‫ג‪ .‬בעלי טמפרטורות היתוך ורתיחה נמוכות מהכהלים‬
‫מתחלקים לשלושה סוגים‪:‬‬
‫א‪ .‬אמין ראשוני‪ :‬החנקן קשור לקבוצת אלקיל אחת‬
‫‪15‬‬
‫ב‪ .‬אמין שניוני‪ :‬החנקן קשור לשתי קבוצות אלקיל‬
‫ג‪ .‬אמין שלישוני‪ :‬החנקן קשור לשלוש קבוצות אלקיל‬
‫חלבונים‬
‫תפקידי החלבונים‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪.6‬‬
‫‪.7‬‬
‫‪.8‬‬
‫‪.9‬‬
‫מתפקדים כנשאים של מולקולות קטנות ויונים רבים (לדוגמא המוגלובין) ומתפקדים‬
‫כחלבוני ממברנה (משאבות \ תעלות)‬
‫שמירה על מאזן נוזלים (אלבומין) ומאזן חומצה‪-‬בסיס (תמיסות בופר)‬
‫סיבי השריר הינם סיבי חלבון להם יכולת תנועה (כיווץ)‬
‫רקמת החיבור בגוף הינה רקמה חלבונית (ייצוב רקמות)‬
‫קטליזה אנזימתית – קביעת מהלכם של שינויים כימיים בהיותם זרזי תהליכים‬
‫המערכת החיסונית – נוגדנים הינם חלבונים המסוגלים לזהות ולקשור חומרים זרים‬
‫המערכת העצבית – תגבותם של תאי עצב לגירויים מתבצעת בעזרת חלבונים‬
‫בקרת גדילה והתמיינות – ביטוי רצוף ומבוקר של מידע גנטי הכרחי לגדילה‬
‫מקור לאנרגיה – ‪ 4‬קק"ל לגרם‬
‫מבנה החלבונים‬
‫‪ .1‬יחידות המבנה הבסיסיות של החלבון הן חומצות אמינו‪.‬‬
‫‪ .2‬חומצה אמינית כוללת‪:‬‬
‫א‪ .‬קבוצת אמינית (‪)H3N+‬‬
‫ב‪ .‬קבוצת קרבוקסיל (‪)COO-‬‬
‫ג‪ .‬אטום מימן‬
‫ד‪ .‬קבוצת ‪ R‬מסוימת הקשורה לאטום פחמן (נקרא פחמן ‪ – )α‬נקראת קבוצה צדדית‬
‫‪ .3‬הקבוצה הצדדית היא המבדילה בין החומצות האמיניות השונות‬
‫‪16‬‬
‫‪α‬‬
‫איזומריה אופטית‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪.6‬‬
‫ברוב חומצות האמינו‪ ,‬פחמן ‪ α‬קשור ל‪ 4-‬מתמירים שונים‪ ,‬ונוצר פחמן א‪-‬סימטרי‪.‬‬
‫הקבוצות הקשורות לפחמן ‪ α‬יכולות להסתדר בשני מבנים מרחביים שונים‪ ,‬כך‬
‫שהאחד הוא דמות ראי של השני‪.‬‬
‫שתי המולקולות השונות שמתקבלות הן בעלות תכונות כימיות שונות‪ ,‬והן מסומנות‬
‫באותיות ‪ D‬ו‪ ,L-‬על פי כיוון שבירת קרני האור‪.‬‬
‫תופעה זו נקראת איזומריה מרחבית \ אופטית‪.‬‬
‫הדרך היחידה להפוך מולקולה מסוג אחד לשני היא על ידי ניתוק הקשרים‬
‫הקוולנטיים הקיימים ויצירת קשרים חדשים‪.‬‬
‫חלבונים בנויים אך ורק מחומצות ‪ L‬איזומר‪.‬‬
‫מאפייני החומצות האמיניות‬
‫‪ .1‬בעלי נקודת היתוך גבוהה יחסית‬
‫‪ .2‬בעלי מסיסות מאוד גבוהה במים‬
‫‪ .3‬בתמיסה בעלת ‪ pH‬נייטרלי (‪ )7‬נמצאות החומצות בעיקר בצורת יונים דו‪-‬קוטביים‪ ,‬כך‬
‫שהקבוצה הקרבוקסילית מוסרת פרוטון והיא בעלת מטען שלילי‪ ,‬והקבוצה האמינית‬
‫מקבלת פרוטון והיא בעלת מטען חיובי‬
‫‪ .4‬לעומת זאת‪ ,‬בתמיסה שאינה נייטרלית‪ ,‬ישתנה מצב היינון בהתאם לשינוי ב‪:pH-‬‬
‫א‪ .‬בתמיסה חומצית (‪ ,)pH = 1‬קבוצת הקרבוקסיל אינה מיוננת (‪ ,)COOH‬והקבוצה‬
‫האמינית מיוננת (‪.)NH3+‬‬
‫ב‪ .‬בתמיסה בסיסית (‪ )pH = 11‬קבוצת הקרבוקסיל מיוננת (‪ )COO-‬והקבוצה האמינית‬
‫אינה מיוננת (‪.)NH2‬‬
‫‪17‬‬
‫הקבוצה הצדדית (קבוצת ‪)R‬‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫כאמור‪ ,‬הקבוצה הצדדית היא שקובעת את סוג החומצה האמינית‪.‬‬
‫קיימים ‪ 20‬סוגים של קבוצות צדדיות בחלבונים בבעלי חיים‪ ,‬ולכן קיימות ‪ 20‬חומצות‬
‫אמיניות שונות‪.‬‬
‫החומצות שונות בגודלן‪ ,‬בצורתן‪ ,‬במטען שלהן‪ ,‬בפעילות הכימית וביכולתן ליצור‬
‫קשרי מימן‪.‬‬
‫העובדה שחלבונים מבצעים מגוון כה מרשים של תפקידים נובע מהשונות ומהרב‬
‫גוניות של עשרים הסוגים של אבני הבניין הללו‪.‬‬
‫סוגי חומצות אמיניות‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫חומצות אמיניות בעלות קבוצה צדדית לא קוטבית‪ :‬וולין‪ ,‬אלנין‪ ,‬גליצין‪ ,‬איסלוצין‪,‬‬
‫מתיונין‪ ,‬ליוצין‪ .‬פרט לגליצין‪ ,‬כולן הידרופוביות‪.‬‬
‫חומצות אמיניות בעלות קבוצה צדדית קוטבית‪ ,‬לא מיוננת ולא טעונה‪ :‬ציסטין‪,‬‬
‫תירונין‪ ,‬סרין‪ ,‬גלוטמין‪ ,‬אספרגין‪ ,‬פרולין‪ .‬כולן יוצרות קשרי מימן עם מים מאחר‬
‫והקבוצה הצדדית קוטבית אך אינה עוברת יינון ב‪ pH-‬פיזיולוגי‪.‬‬
‫חומצות אמיניות בעלות קבוצה צדדית מיוננת וטעונה חיובית ב‪ pH-‬פיזיולוגי‪:‬‬
‫היסטדין‪ ,‬ארגינין‪ ,‬לייזין‪ .‬מכונות חומצות אמיניות בסיסיות‪.‬‬
‫חומצות אמיניות בעלות קבוצה צדדית מיוננת וטעונה שלילית ב‪ pH-‬פיזיולוגי‪:‬‬
‫מכונות חומצות אמיניות חומציות‪.‬‬
‫חומצות אמיניות בעלות קבוצה צדדית ארומטית‪ :‬טריפטופן‪ ,‬טירוזין‪ ,‬פנילאלנין‪.‬‬
‫חומצות אלו מכילות טבעת של קשרים כפולים מצומדים‪ .‬שלושתן בולעות אור בתחום‬
‫האולטרא‪-‬סגול‪ ,‬וניתן למדוד בעזרתן ריכוז של חלבון באורך גל זה‪.‬‬
‫מבנה החלבון‬
‫מבנה החלבון מורכב מארבעה מבנים‪ ,‬אשר קובעים את תפקידו הביולוגי של החלבון‪:‬‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫מבנה ראשוני‪ :‬רצף חומצות האמינו ומיקומם של קשרי הדו‪-‬גופרית (דיסולפידים –‬
‫אם ישנם)‪.‬‬
‫מבנה שניוני‪ :‬יחסים מרחביים בין שיירי חומצות האמינו הקרובים זה לזה‪.‬‬
‫מבנה שלישוני‪ :‬יחסים מרחביים בין שיירי החומצות האמיניות המרוחקים זה מזה‪.‬‬
‫מבנה רביעוני‪ :‬בחלבונים עם מספר שרשראות פוליפפטידיות‪ ,‬כאשר כל שרשרת‬
‫נקראת תת‪-‬יחידה‪.‬‬
‫‪18‬‬
‫מבנה ראשוני‪ -‬קשר פפטידי‬
‫‪ .1‬קבוצה הקרבוקסיל של חומצה אמינית אחת קשורה לקבוצה האמינית של חומצה‬
‫אמינית שניה בקשר פפטידי (נקרא גם קשר אמידי)‪.‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪.6‬‬
‫‪.7‬‬
‫בתהליך יצירת הקשר הפפטידי משתחררת מולקולת מים‪.‬‬
‫שיווי המשקל של התגובה נוטה לכיוון הפירוק ולא לכיוון ההרכבה‪ ,‬ולכן יצירת קשרים‬
‫פפטידיים דורשת השקעה של אנרגיה‪ ,‬בעוד שפירוק קשרים אלו משחרר אנרגיה‪.‬‬
‫חומצות אמיניות רבות (מעל ‪ )100‬מחוברות ביניהן בקשים פפטידיים ליצירת‬
‫שרשרת פוליפפטידית‪ ,‬שהיא מבנה לא מסועף‪.‬‬
‫יחידה אחת של חומצה אמינית בשרשרת פוליפפטידית נקראת שייר‪.‬‬
‫לשרשרת יש כיוון‪ :‬מקובל לראות את הקצה האמיני כתחילתה של השרשרת‪.‬‬
‫השרשרת מורכבת מחלק שחוזר על עצמו ונקרא שרשרת עיקרית (השלד) ומחלק‬
‫משתנה שהוא הקבוצות הצדדיות השונות‪.‬‬
‫‪ .8‬במידה ובחלבון יש שיירים של חומצות אמיניות מסוג ציסטאין‪ ,‬הקבוצות הצדדיות‬
‫תיצרנה קשרי דו‪-‬גופרית (קוולנטיים) שמייצבים את המבנה הראשוני של החלבונים‪.‬‬
‫מבנה שניוני‬
‫במבנה שניוני קיימים שלושה מבנים אפשריים בין שיירי חומצות אמינו הקרובים זה לזה‪:‬‬
‫‪ .1‬סלילי ‪:α‬‬
‫א‪ .‬המבנה השניוני הנפוץ ביותר‪.‬‬
‫ב‪ .‬בסלילים אלו קשרי המימן נוצרים בין מימן הקשור לחנקן של הקשר הפפטידי‪,‬‬
‫לבין קבוצת הקרבוניל של החומצה האמינית הרביעית שאחריו‪.‬‬
‫‪19‬‬
‫ג‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫ה‪.‬‬
‫ו‪.‬‬
‫הקשרים יוצרים מבנה של סליל‪ ,‬כאשר הקבוצות הצדדיות פונות החוצה‬
‫והשרשרת סובבת לכיוון ימין‪.‬‬
‫בכל סיבוב שלם יהיו ‪ 3.6‬חומצות אמינו (סיבוב שלם = ‪.)A = 0.1nm ,5.4A‬‬
‫לא ימצאו חומצות אמינו עם מטען מנוגד או זהה בעמדות שיכולות לגרום לעיוות‬
‫הסליל (נקרא ‪.)α-helix‬‬
‫לרוב לא ימצאו חומצאות אמינו גדולות כגון גליצין או פרולין‪.‬‬
‫‪ .2‬משטחי ‪:β‬‬
‫א‪ .‬מבנה של משטחים הנוצר על ידי קשרי מימן בין מקטעים מקביליים של‬
‫השרשרת הפוליפפטידית‪.‬‬
‫ב‪ .‬מורכבים מחומצות אמיניות עם קבוצה צדדית קטנה יחסית‪.‬‬
‫ג‪ .‬בחלבונים יופיעו שני משטחים או יותר‪.‬‬
‫‪21‬‬
‫‪ .3‬סיבובים ולולאות‪ :‬מקטעים ללא מבנה קבוע היוצרים חיבורים בין סלילי ‪ α‬ומשטחי ‪β‬‬
‫ומטרתם להפוך את כיוון השרשרת הפוליפפטידית‪.‬‬
‫מבנה שלישוני‬
‫גם במבנה השלישוני קיימים שני סוגים של סידור מרחבי‪:‬‬
‫‪ .1‬חלבונים כדוריים (‪ )Globular Proteins‬המאורגנים ככדור‪.‬‬
‫החלבונים הפונקציונאליים (כדוריות דם‪ ,‬אנזימים‪ ,‬הורמונים וכו') הם לרוב חלבונים‬
‫כדוריים‪.‬‬
‫‪ .2‬חלבונים סיביים (‪ )Fibrous Proteins‬המאורגנים סביב ציר אורך דמיוני‪.‬‬
‫‪21‬‬
‫חלבוני המבנה (שיער‪ ,‬שרירים‪ ,‬גידים‪ ,‬ציפורניים) הם לרוב חלבונים סיביים‪.‬‬
‫מבנה רביעוני‬
‫מספר שרשארות פוליפפטיד סמוכות זו לזו‪ .‬לדוגמא‪ :‬בהמוגלובין קיימות ארבע שרשרות של‬
‫החלבון גלובין (כל אחת מכילה קבוצת הם – תצמיד של ארבעה פירולים ויון ברזל)‬
‫שמרכיבות ביחד את המולקולה‪.‬‬
‫סיכום המבנה המרחבי של חלבון‬
‫דוגמא למבנה חלבון‬
‫חלבון המבנה של השיער ‪:α-kertain‬‬
‫‪ .1‬מבנה ראשוני‪ :‬קשרי דו‪-‬גופרית‬
‫‪ .2‬מבנה שניוני‪ :‬סלילי ‪α‬‬
‫‪ .3‬מבנה שלישוני‪ :‬סיבי‬
‫‪22‬‬
‫דנטורציה של חלבונים‬
‫דנטורציה היא שינוי מרחבי של מבנה המולקולה ואובדן תכונותיה ותפקודה כתוצאה מטיפול‬
‫כימי או פיזיקלי‪ .‬חלבון יעבור דנטורציה כתוצאה מהגורמים הבאים‪:‬‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫חום‪ :‬משפיע על אינטראקציות חלשות כמו קשרי מימן‪.‬‬
‫‪ pH‬קיצוני‬
‫שימוש בממסים‬
‫ריאגנטים מחזרים השוברים קשרי דו‪-‬גופרית‬
‫חלבון כחלק מתזונת האדם‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪.6‬‬
‫בני האדם מקבלים חלבון משני מקורות‪ :‬מן החי ומן הצומח‪.‬‬
‫גופנו מורכב מ‪ 20-‬חומצות אמינו‪ ,‬שנחלקות בצורה הבאה‪:‬‬
‫א‪ .‬חיוניות‪ :‬חומצות אמינו שאיננו מסוגלים ליצור בגופנו ולכן חייבים לקבל אותם‬
‫במזון שאנו אוכלים‪.‬‬
‫ב‪ .‬חיוניות למחצה‪ :‬חומצות שישנם מצבים שבהם לא ניתן ליצור באופן עצמאי‬
‫(למשל אצל ילדים) ואז יש לקבל אותם כחלק מהמזון שאנו אוכלים‪.‬‬
‫ג‪ .‬לא חיוניות‪ :‬חומצות אמינו שניתן ליצור בגוף באופן עצמאי‪ ,‬ולכן לא הכרחי לקבל‬
‫אותם במזון שאנו אוכלים‪.‬‬
‫חלבון מלא הוא חלבון הכמיל את כל חומצות האמינו החיוניות לגוף‪ ,‬והוא חלבון‬
‫שמגיע בעיקר ממקור החי‪.‬‬
‫חלבון שמגיע ממקור צמחי נקרא חלבון חסר‪ ,‬משום שהוא אינו מכיל את כל‬
‫החומצות החיוניות‪ ,‬ולכן דרושה השלמת חלבון‪ ,‬כלומר צירוף שני מקורות צמחיים‬
‫שונים כדי לקבל את כל החומצות הדרושות‪.‬‬
‫לאדם בוגר דרוש ‪ 0.8‬גרם חלבון לכל ק"ג משקל גוף‪ ,‬כאשר ספורטאי סיבולת יצרכו‬
‫‪ 1.2-1.4‬גרם‪ ,‬וספורטאי כוח יגיעו עד ‪ 1.6-1.7‬גרם‪.‬‬
‫ממוצע הצריכה באוכלוסיה הוא ‪ 1‬גרם לק"ג‪.‬‬
‫אנזימים‬
‫אנרגיה – מבוא‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫צמחים משתמשים באנרגיית האור לבניית חומרים אורגניים‪ :‬אנרגית אור מתגלגלת‬
‫בצמח לאנרגיה כימית זמינה‪ ,‬שמשמשת לבניית חומרים אורגניים‬
‫תהליך זה נקרא פוטוסינתזה‪ :‬אור ‪  CO2 + H2O ‬גלוקוז (אורגני) ‪ ‬עמילן‬
‫(צורת אגירה של גלוקוז בצמחים)‬
‫תרכובות כימיות אורגניות (פחמימות‪ ,‬חלבונים‪ ,‬שומנים) אוצרות בתוכן אנרגיה‪.‬‬
‫כדי לשחרר את האנרגיה‪ ,‬יש צורך בהשקעת אנרגיה נוספת (חימום‪ ,‬שריפה וכו')‪.‬‬
‫אנזימים‬
‫אנרגיית הפעלה ‪ -‬הגדרה‬
‫הגדרה‪ :‬האנרגיה הדרושה להפעלת תגובות כימיות‬
‫‪23‬‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫מאחר שרמת האנרגיה (והחום הנלווה אליה) הנדרשת הינה גבוהה מאוד‪ ,‬יצור חי‬
‫לא יוכל לעמוד בהפקתה‪.‬‬
‫על מנת לאפשר הפקת אנרגיה זו‪ ,‬דרושים זרזים (קטליזטורים)‪.‬‬
‫הקטלזיטורים מפחיתים את אנרגית ההפעלה של התגובות שהם מזרזים‪ ,‬ולפיכך‬
‫מקצרים את זמן התגובה על יד הפחתת מחסום ההפעלה‪.‬‬
‫ביצורים חיים הקטליזטורים הם אנזימים‪.‬‬
‫אנזימים‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫האנזימים מעלים את קצב הגעת התגובה לשיווי משקל‪ ,‬איך אינם משנים את קבוע‬
‫התגובה (שתלוי בסוג החומרים ובריכוזם)‪.‬‬
‫גם ללא אנזימים התהליך הכימי היה יוצא אל הפועל‪ ,‬אולם בזמן רב הרבה יותר‪,‬‬
‫שלא היה מספיק לצורכי התא‪.‬‬
‫לפיכך‪ ,‬היעדר אנזימים יגרום לתפקוד לקוי של התא‪.‬‬
‫ישנם אנזימים המעורבים באופן פעיל בהמרת אנרגיה מצורה אחת לאחרת‪ .‬לדוגמא‪,‬‬
‫העת יצירת מולקולת ‪ ATP‬ממולקולות המרכיבות את המזון ושימוש בהן לכיווץ שריר‬
‫– בתהליך זה סייע האנזים להפיכת אנרגיה כימית לאנרגיה מכאנית‪.‬‬
‫תכונות האנזימים‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫האנזימים הם חלבונים מסיסים‪.‬‬
‫האנזימים פועלים בתוך התא ומחוצה לו ואחראים על תהליכים רבים בתא‪ ,‬ובכלל זה‬
‫חילוף חומרים = מטבוליזם‪.‬‬
‫האנזימים מחישים תהליכים פי מיליון לפחות!‬
‫האנזימים הם בעלי ספציפיות גבוהה‪ ,‬ויפעלו רק בתגובות מסוימות עם חומרים‬
‫מסוימים‪.‬‬
‫אנזימים שונים יפעלו בתנאי סביבה משתנים‪ ,‬בהתאם לסביבה שבה הם פועלים‬
‫(אנזימים בקיבה‪ ,‬במעי או בתאים יפעלו אופטימלית ב‪ pH-‬שונים)‪.‬‬
‫מנגנון פעולה‬
‫‪ .1‬בתהליך התגובה האנזימטית‪ ,‬האנזימים פועלים על הסובסטרט‪/‬מצע (מגיב) והופכים‬
‫אותו לתוצר התגובה‪.‬‬
‫‪ .2‬בכל אנזים יש מבנה חלבון המאפשר לאתר הפעיל של האנזים לפעול על‬
‫הסובסטרט‪ ,‬בהתאם לעיקרון של מנעול ומפתח‪.‬‬
‫‪ .3‬האנזים אינו מתבלה במהלך התגובה האנזימטית‪.‬‬
‫מאפייני האתר הפעיל‬
‫‪24‬‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫לכל אנזים אתר פעיל אחד או יותר‪.‬‬
‫האתר הפעיל מהווה חלק קטן מהנפח הכולל של האנזים‪.‬‬
‫האתר הפעיל הינו בעל מבנה מורכב תלת מימדי‪.‬‬
‫יצירת תצמיד אנזים סובסטראט היא המאפשרת את פעולת האנזים על‬
‫הסובסטראט‪ ,‬שתתבטא לרוב ביצירה או שבירה של קשרים כימיים‪.‬‬
‫ייתכנו שינויים באתר הפעיל בעקבות היקשרות הסובסטרט אליו‪.‬‬
‫קצב פעילות האנזים‬
‫פעילת האנזים מותאמת לתנאים השוררים בתאי היצורים החיים‪ ,‬ותלוי במספר גורמים‪:‬‬
‫‪ .1‬טמפרטורה‪ :‬ככל שהטמפרטורה עולה‪ ,‬אנרגיית התנועה של המולקולות גדלה‪,‬‬
‫ולפיכך מהירות פעילות האנזימים עולה‪ .‬מעל לטמפ' של ‪ 40‬מעלות צלזיוס‪ ,‬רוב‬
‫האנזימים עוברים דנטורציה ואינם מתפקדים‪.‬‬
‫‪ .2‬רמת ה‪ :pH-‬לכל אנזים יש רמת ‪ pH‬שבה פעילותו אופטימלית – כל תזוזה מרמה זו‬
‫תוריד את קצב הפעילות‪ ,‬עד להפסקת פעילות מוחלטת ברמת חומציות‬
‫גבוהה\נמוכה מסוימת‪ .‬לדוגמא‪ ,‬האנזים טריפסין פעיל אופטימלית ב‪ ,pH=8-‬ויחדול‬
‫לפעול ב‪ pH-‬של ‪ 11‬ומעלה או ‪ 5‬ומטה‪.‬‬
‫‪ .3‬ריכוז המצע (סובסטרט)‪ :‬ככל שריכוז המצע עולה קצב התגובה עולה‪ ,‬עד לשלב שבו‬
‫כל האנזימים מצויים בצורת תצמיד‪ ,‬ולכן לא ניתן עוד להחיש את התהליך בצורה זו‪.‬‬
‫מצב זה הוא מצב של רווייה‪ ,‬והוא מהווה את המהירות המירבית של התהליך‪.‬‬
‫בקרה על פעילות האנזימים‬
‫קיימות מספר דרכים לבקרה על פעולת האנזימים בגוף האדם‪:‬‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫אנזימים מסויימים יפעלו רק בזמן ובמקום מתאימים מבחינה פיזיולוגית כתוצאה‬
‫משינויים סביבתיים‪.‬‬
‫אנזימים מסויימים יעברו שינוי באמצעות קו‪-‬אנזים (ויטמינים ומינרלים הנקשרים‬
‫לאנזים‪ ,‬משנים את קישורו לסובסטראט ומאפשרים את פעולתו) ורק אז יוכלו לפעול‪.‬‬
‫אנזימים מסויימים יפסיקו לפעול בעקבות עיכוב על ידי משוב כימי‪ ,‬לדוגמא כתוצאה‬
‫מהצטברות של תוצרי התגובה‪.‬‬
‫מעכבי אנזימים‪.‬‬
‫‪25‬‬
‫מעכבי אנזימים‬
‫‪ .1‬עיכוב אנזימים עשוי להתרחש על ידי מולקולות קטנות או יונים ספציפיים‪ ,‬והוא בעלל‬
‫חשיבות כמנגנון בקרה ווויסות במערכות ביולוגיות (לדוגמא‪ ,‬תרופות ורעלנים פועלים‬
‫על ידי עיכוב של אנזימים)‪.‬‬
‫‪ .2‬מבחינים בין שני סוגים של סוגי עיכוב‪:‬‬
‫א‪ .‬עיכוב בלתי הפיך‪ :‬המעכב נקשר לאנזים בקשר חזק‪ ,‬ששבירתו היא איטית‬
‫מאוד‪.‬‬
‫ב‪ .‬עיכוב הפיך‪ :‬נוצר שיווי משקל בין המעכב והאנזים‪ ,‬כך שהתנתקותו תלויה לרוב‬
‫בריכוז בסובסטראט (לדוגמא – מעכב תחרותי)‪.‬‬
‫‪ .3‬צורה נוספת למיין עיכובים‪:‬‬
‫א‪ .‬עיכוב תחרותי‪:‬‬
‫‪ )1‬מעכב שדומה לסובסטראט נקשר לאתר הפעיל של האנזים‪ ,‬ומונע ממנו‬
‫להיקשר לסובסטראט הייעודי שלו ולבצע את מטרתו‪.‬‬
‫‪ )2‬המעכב לא מותאם בהרכב הפנימי שלנו לאנזים‪ ,‬ולכן האנזים יכול רק‬
‫להיקשר אליו‪ ,‬אולם לא לבצע עליו פעולות כלשהן‪.‬‬
‫‪ )3‬המעכב מקטין את מהירות הקטליזה מאחר שהוא מפחית את המספר של‬
‫מולקולות האנזים שנקשרות לסובסטראט‪.‬‬
‫‪ )4‬עיכוב זה הלא לרוב מסוג הפיך‪.‬‬
‫ב‪ .‬עיכוב לא תחרותי‪:‬‬
‫‪ )1‬מעכב נקשר לאנזים באתר אחר ולא לאתר הפעיל‪ .‬הקישור גורם לשינוי‬
‫מרחבי קטן‪ ,‬שמונע את יצירת התוצר המבוקש‪.‬‬
‫‪ )2‬המעכב לא נקשר באתר הפעיל‪ ,‬ולכן האנזים יכול להיקשר לסובסטראט‪.‬‬
‫‪ )3‬המעכב מקטין את מהירות הקטליזה על ידי הקטנת כמות הסובסטראטים‬
‫שהופכים לתוצרים הרצויים‪.‬‬
‫אנזימים ‪ -‬מינוח‬
‫שמות האנזימים מקבלי אם שם הסובסטראט או התגובה אותה הם מאיצים‪ ,‬בתוספת‬
‫הסיומת '‪:'ase‬‬
‫‪ .1‬גלוקוז אוקסידאז‪ :‬מאיץ את תהליך חימצון הגלוקוז‪.‬‬
‫‪ .2‬גלוקוז ‪-6‬פוספטאז‪ :‬מאיץ את ההידרוליזה של זרחן מגלוקוז‪-6-‬פוספאט‪.‬‬
‫‪ .3‬פוספוטרנספראז‪ :‬מעביר זרחן מ‪ ATP-‬למולקולה אחרת (נקרא גם קינאז)‪.‬‬
‫פחמימות‬
‫כללי‬
‫‪ .1‬פחמימות הן המרכיב העיקרי בתזונת האדם (‪ 75%‬בארצות מתפתחות‪50% ,‬‬
‫בארצות מפותחות)‪:‬‬
‫א‪ .‬סיבות פיזיולוגיות‪:‬‬
‫‪ )1‬יעילות וזמינות גבוהה‬
‫‪ )2‬תרכובת אורגנית נפוצה ביותר‬
‫ב‪ .‬סיבות היסטוריות‪/‬כלכליות‪:‬‬
‫‪26‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪.6‬‬
‫‪ )1‬מצויות בזרעי דגנים‬
‫‪ )2‬עלות נמוכה‬
‫‪ )3‬איחסון ארוך טווח‬
‫תפקידן המרכזי הוא להוות מקור אנרגיה עיקרי לגוף‪.‬‬
‫כל גרם פחמימה = ‪ 4‬קק"ל‪.‬‬
‫בצמחים מופקות הפחמימות בתהליך הפוטוסינתזה ונאגרות כעמילן‪.‬‬
‫בבעלי חיים מופקות בתהליך גלוקוניאוגנזה ונאגרת כגליקוגן בכבד ובשריר‪.‬‬
‫הפחמימות מתחלקות לפשוטות (חד סוכרים‪ ,‬דו סוכרים) ומורכבות (רב סוכרים)‪.‬‬
‫חד סוכרים‬
‫‪ .1‬נוסחה אמפירית‪)CH2O)n :‬‬
‫‪ .2‬רב כהלים המכילים גם קבוצה קרבונילית‪ :‬אלדהיד או קטון‬
‫גלוקוז‬
‫‪ .1‬מולקולת הגלוקוז מכילה ששה אטומי פחמן‪ ,‬והיא שייכת לקבוצת הסוכרים המכונים‬
‫הכסוזות (‪.)Hex = 6‬‬
‫‪ .2‬קבוצת האלדהיד על פחמן מספר ‪ 1‬במולקולת הגלוקוז מגיבה עם קבוצת הכהל על‬
‫פחמן מספר ‪ ,5‬כך שמתקבלת טבעת – טבעת ה‪ D-‬גלוקוז‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪ .3‬הטבעת מכילה חמישה אטומי פחמן ואטום חמצן אחד‪.‬‬
‫‪ .4‬אטום פחמן אחד נמצא מחוץ לטבעת‪.‬‬
‫‪ .5‬קבוצת ה‪ CH2OH-‬שנמצאת מחוץ לטבעת נקראת מתילול‪.‬‬
‫‪ .6‬לכל אטום פחמן יש מספר קבוע‪.‬‬
‫‪ .7‬כל אטום פחמן שבטבעת קשור בשני קשרים נוספים מחוץ לטבעת‪( .‬ל‪ H-‬ול‪.)HO-‬‬
‫‪ .8‬על פי שיטת הייוורת לייצוג מבנה הטבעת‪ ,‬כל מתמיר שרשום מעל הפחמן נמצא‬
‫מעל מישור הטבעת‪ ,‬ולהיפך‪ .‬אוזר מושחר בולט ממישור הדף‪.‬‬
‫‪ .9‬קיימים שני אנומרים של גלוקוז‪ ,‬בהתאם למיקום קבוצת ה‪ OH-‬של פחמן מספר ‪,1‬‬
‫שנקרא בגלוקוז פחמן אנומרי‪:‬‬
‫א‪ Dβ .‬גלוקוז‪ :‬קבוצת ה‪ OH-‬של ‪ C-1‬נמצאת מעל מישור הטבעת‪ ,‬בדומה למתילול‪.‬‬
‫ב‪ Dα .‬גלוקוז‪ :‬קבוצת ה‪ OH-‬של ‪ C-1‬נמצאת מתחת למישור הטבעת‪ ,‬בניגוד‬
‫למתילול‪.‬‬
‫‪ .10‬בתמיסה מימית חד סוכר יכול לעבור מאנומר ‪ α‬לאנומר ‪ β‬עד להשגת שיווי משקל‬
‫דינאמי‪ ,‬כאשר התהליך מתרחש דרך צורת השרשרת הפתוחה של הסוכר‪ .‬תהליך‬
‫זה נקרא מוטרוטציה‪.‬‬
‫פרוקטוז‬
‫‪27‬‬
‫‪ .1‬בפרוקטוז קיימות שתי קבוצות של ‪( CH2OH‬מתילול) וגם לו קיימים שני אנומרים‪,‬‬
‫בהתאם למיקום קבוצת ה‪ OH-‬של פחמן מספר ‪ ,2‬שהוא הפחמן האנומרי בפרוקטוז‪:‬‬
‫א‪ Dβ .‬פרוקטוז‪ :‬קבוצת ה‪ OH-‬נמצאת מעל מישור הטבעת‪ ,‬בדומה למתילול שעל‬
‫‪ ,C-5‬כאשר המתילול של ‪ C-2‬נמצא מתחת למישור הטבעת‪.‬‬
‫ב‪ Dα .‬פרוקטוז‪ :‬קבוצת ה‪ OH-‬נמצאת מתחת למישור הטבעת‪ ,‬בניגוד למתילול‬
‫שעל ‪ ,C-5‬כאשר המתילול של ‪ C-2‬נמצא מעל למישור הטבעת‪.‬‬
‫‪ .2‬גם בפרוקטוז קיימת תופעה של מוטרוטציה‪ ,‬כך שבתמיסה מימית קיים שיווי משקל‬
‫בין האנומרים שמתבצע באמצעות מעבר דרך מצב של שרשרת פתוחה‪.‬‬
‫דו סוכרים‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫דו סוכרים נוצרים בתגובה של תהליך דחיסה של שתי מולקולות חד סוכר‪.‬‬
‫לרוב יהיו מתוקים ומסיסים במים‪ .‬לדוגמא‪:‬‬
‫א‪ .‬סוכרוז (מקורו בקנה\סלק) מורכב מגלוקוז ופרוקטוז‪ .‬קשר זה מסומן כ‪α(1--‬‬
‫‪ ,2)β‬משום שפחמן ה‪ C-1-‬בגלוקוז הוא במצב ‪ ,α‬והוא מתחבר לפחמן ‪C-2‬‬
‫במולקולת הפרוקטוז שהוא במצב ‪.β‬‬
‫ב‪ .‬לקטוז (סוכר החלב) מורכב מגלוקוז וגלקטוז‪.‬‬
‫קשר זה מסומן כ‪ ,β)1-4(-‬כאשר קבוצת ה‪ OH-‬של הפחמן האנומרי ‪C-1‬‬
‫בגלקטוז היא במצב ‪ β‬והחיבור הוא לפחמן ‪ C-4‬במולקולת הגלוקוז‪.‬‬
‫ג‪ .‬מלטוז (תוצר פירוק העמילן) מורכב משתי מולקולות של גלוקוז‪.‬‬
‫קשר זה מסומן כ‪ .α(1-4)-‬ה‪ α-‬מסמן את מיקום קבוצת ה‪ OH-‬על הפחמן‬
‫האנומרי בטבעת השמאלית (‪ )C-1‬הקשורה ל‪ C-4-‬בטבעת השמאלית‪.‬‬
‫הקשר בין שני חדר סוכרים נקרא קשר גילקוזידי‪ ,‬וכפי שניתן לראות‪ ,‬הוא יסומן‬
‫תמיד באמצעות מספרי הפחמנים המחוברים‪ ,‬בצירוף אות סוג האיזומר‪.‬‬
‫ניתן לפרק את הדו‪-‬סוכר לחד‪-‬סוכרים המרכיבים אותו באמצעות מולקולת מים‪.‬‬
‫תהליך זה נקרא הידרוליזה‪.‬‬
‫רב סוכרים‬
‫פחמימות המורכבות מ‪ 3-10-‬יחידות של חד סוכר נקראות אוליגוסוכרים‪ .‬פחמימות‬
‫המורכבות מיותר מ‪ 10-‬יחידות נקראות רב סוכרים‪.‬‬
‫מרבית רבי הסוכרים מורכבים מגלוקוז‪ ,‬והם נחלקים לשני סוגים‪:‬‬
‫‪ .1‬רב סוכרים אגירתיים‪ :‬משמשים כחומרי תשמורת המנוצלים בשעת הצורך להפקת‬
‫אנרגיה (לדוגמא‪ :‬עמילן בצמחים‪ ,‬או גליקוגן בבעלי חיים)‪.‬‬
‫‪ .2‬רב סוכרים מבניים‪ :‬משמשים למשען ולתמיכה (לדוגמא‪ :‬תאית הבונה את דופן‬
‫התא בצמחים‪ ,‬או כיטין שהוא המרכיב העיקרי של השלד החיצוני של חרקים‬
‫וסרטנים)‪.‬‬
‫עמילן‬
‫הומו רב סוכר הבנוי מיחידות גלוקוז‬
‫הקשר הוא בין פחמנים ‪1-4‬‬
‫סוג הקשר )‪α(1-4‬‬
‫כל הטבעות פונות לאותו כיוון‬
‫צורת סלילית או מסועפת‬
‫תאית‬
‫הומו רב סוכר הבנוי מיחידות גלוקוז‬
‫הקשר הוא בין פחמנים ‪1-4‬‬
‫סוג הקשר )‪β(1-4‬‬
‫כל טבעת שנייה הפוכה‬
‫צורה סיבית‬
‫‪28‬‬
‫חומר תשמורת בצמחים‬
‫חומר מבנה בצמחים‬
‫סיבים תזונתיים‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫סיבים תזונתיים הם רבי סוכרים לא עמילניים (תאית) שמקורם בצומח – ירקות‪,‬‬
‫קטניות‪ ,‬פירות ודגנים מלאים‪.‬‬
‫הסיבים התזונתיים אינם מפורקים על ידי אנזימי העיכול של הגוף‪.‬‬
‫תפקידם בגוף האדם הוא לסייע בתהליכים שונים במערכת העיכול‪ ,‬ולשמור על איזון‬
‫רמת הסוכר והשומנים בדם‪.‬‬
‫בעלי חוליות (ובכלל זה בני האדם) אינם מסוגלים לעכל תאית‪ ,‬משום שאין במערכת‬
‫העיכול שלהם אנזים לפירוק הקשרים בין יחידות הגלוקוז המרכיבות אותה ()‪.)β(1-4‬‬
‫לעומת זאת‪ ,‬בקרב מעלי הגירה קיים אותו אנזים (צלולוזיס) המאפשרים להם לעכל‬
‫תאית‪.‬‬
‫מטבוליזם ואנרגיה‬
‫מבוא‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫מטבוליזם הם תהליכי הפירוק‪ ,‬והבנייה מחדש של חומרים בתאים החיים‪.‬‬
‫התהליכים מורכבים מתהליכי ביניים רבים המתרחשים במקביל‪.‬‬
‫המטבוליזם מורכב משני תהליכים עיקריים‪:‬‬
‫א‪ .‬קטבוליזם‪ :‬שרשרת תהליכי פירוק שבמהלכם משתחררת אנרגיה‪.‬‬
‫ב‪ .‬אנבוליזם‪ :‬שרשרת תהליכי בנייה הצורכים אנרגיה‪.‬‬
‫האנרגיה המופקת בתהליכים קטבוליים היא מקור האנרגיה החיצוני‪ ,‬שמספק את‬
‫האנרגיה להפעלת התהליכים האנבוליים‪.‬‬
‫במצב יציב ישנו איזון בין האנרגיה המשתחררת לאנרגיה הנצרכת‪ ,‬כלומר בין‬
‫הקטבוליזם לאנבוליזם‪.‬‬
‫‪ATP‬‬
‫‪ .1‬ה‪ ATP-‬הינו מולקולה האוצרת בתוכה אנרגיה כימית‪.‬‬
‫‪29‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪.6‬‬
‫‪.7‬‬
‫אנרגיה זו משתחררת כאשר ה‪ ATP-‬עובר הידרוליזה (פירוק באמצעות מים) והופך ל‪-‬‬
‫‪ ADP‬או ל‪.AMP-‬‬
‫כל אחת משלוש התרכובות הנ"ל יכולה להפוך לשתיים האחרות‪.‬‬
‫האנזים אדנילאט קינאז מזרז את התגובה‪.‬‬
‫מכל מול של ‪ ATP‬המתפרק ל‪ ADP-‬ו‪ P-‬משתחררים כ‪ 7-8-‬קק"ל‪.‬‬
‫בתאי שריר קיימות ‪ 4-6‬מילימול בכל ק"ג של שריר‪ .‬כמות זו מספיקה בממוצע‬
‫לשחרר ‪ 1.5-2‬קק"ל‪ ,‬שמספיק לעבודה למשך שניות ספורות בלבד‪.‬‬
‫כדי ליצור יותר ‪ ,ATP‬הגוף חייב לנצל מאגרי קריאטין פוספאט (‪ )CP‬וכן רכיבי מזון‬
‫שונים (פחמימות‪/‬שומנים‪/‬חלבונים) בתהליכים מטבוליים‪:‬‬
‫א‪ .‬קריאטין פוספט יכול לשמש לייצור מחודש של ‪ ATP‬באופן מהיר‪.‬‬
‫ב‪ .‬בשריר קיים קריאטין פוספט בשיעור של פי ‪ 3‬מ‪ 15-17( ATP-‬מילימול בכל ק"ג‬
‫שריר)‪ ,‬המאפשרים תוספת אנרגיה של ‪ 5-8‬שניות של פעילות עצימה‪.‬‬
‫ג‪ .‬תהליך זה מבוצע באמצעות מנגנון ה‪ ,ATP-CP-‬המאפשר את תהליך‬
‫הפוספורילציה שבו זרחן עובר ממולקולה אחת לשניה (הענקת אנרגיה)‪.‬‬
‫תהליכי יצירת האנרגיה בגוף‬
‫נתונים‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪ 1‬קלוריה‪ :‬כמות אנרגית החום הדרושה להעלות את הטמפרטורה של ‪ 1‬גרם מים‬
‫במעלת צלזיוס אחת‪.‬‬
‫‪ 1‬ג'אול‪ :‬כמות האנרגיה הדרושה להזזת ‪ 1‬ק"ג למרחק של ‪ 1‬מטר בכוח של ‪ 1‬ניוטון‬
‫(הכוח המעניק למסה של ‪ 1‬ק"ג תאוצה של ‪ 1‬מ‪/‬ש‪.)2‬‬
‫‪ 1000‬קלוריות = ‪ 1‬קילו קלוריות (קק"ל)‪.‬‬
‫‪ 1‬קק"ל = ‪ 4.184‬ק"ג'אול‪.‬‬
‫‪ 1‬ק"ג'אול = ‪ 0.239‬קק"ל‪.‬‬
‫על מנת לייצר אנרגיה בגוף‪ ,‬יש לפרק מולקולות של ‪ .ATP‬מבחינים בין פירוק אנאירובי‪,‬‬
‫המשתמש במנגנון ה‪ ATP-CP-‬ובגליקוליזה‪ ,‬לבין פירוק אירובי‪ ,‬שבו קיים מעגל חומצת לימון‬
‫וזרחון חיצוני‪.‬‬
‫פירוק אנאירובי ‪ -‬גליקוליזה‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫גליקוליזה הינה רצף התגובות שבמהלכן הופך גלוקוז לפירובאט‪ ,‬תוך כדי יצירת ‪.ATP‬‬
‫הגליקוליזה מתבצעת בתנאים אנאירוביים (ללא נוכחות חמצן)‪.‬‬
‫בתהליך הגליקוליזה 'מרוויח' הגוף שתי מולקולות ‪ ATP‬בלבד‪ :‬בתהליך מושקעות ‪2‬‬
‫מולקולות‪ ,‬ובסופו נוצרות ‪ 4‬מולקולות‪.‬‬
‫בגוף האדם מהווה הגליקוליזה הקדמה לתהליכי הפקת אנרגיה במסלולים אירוביים‪.‬‬
‫גורל הפירוברט תלוי בתנאי הסביבה‪:‬‬
‫א‪ .‬בסביבה אנאירובית יהפוך ללקטאט‪.‬‬
‫ב‪ .‬בסביבה אירובית ייכנס למיטוכונדריה להמשך פירוק אירובי ויצירת מולקולות ‪ATP‬‬
‫נוספות מהגלוקוז‪.‬‬
‫‪31‬‬
‫‪ .6‬לפיכך‪ ,‬ממולקולת אחת של גלוקוז ייווצרו בשורה התחתונה שתי מולקולות של‬
‫חומצת חלב ושתי מולקולות של ‪.ATP‬‬
‫‪ .7‬כמות האנרגיה המשתחררת מהווה רק כ‪ 10%-‬מהאנרגיה האצורה במולקולה‪.‬‬
‫חומצה לקטית‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫החומצה הלקטית (לקטאט) הינה תוצר לוואי של מטבוליזם אנאירובי של גלוקוז‪.‬‬
‫הצטברות החומצה הלקטית בתאי השריר תגרום לתאים להתעייף‪ ,‬וזאת עקב‬
‫הירידה ברמת ה‪( pH-‬עלייה בחומציות)‪.‬‬
‫במנוחה ריכוז החומצה הלקטית יהיה ‪ ,1.5M‬ובמאמץ יכול להגיע עד ‪ ,4M‬תלוי‬
‫בכושרו הגופני של האדם‪.‬‬
‫בנוכחות חמצן‪ ,‬החומצה הלקטית יכולה להפוך בחזרה לפירובאט ולהמשיך לתוך‬
‫המיטוכונדריה כחלק ממעגל קרבס‪.‬‬
‫באמצעות מעגל קורי בכבד‪ ,‬תהפוך החומצה הלקטית בחזרה לפירובאט ולגלוקוז‪.‬‬
‫פירוק אירובי‬
‫‪ .1‬מעגל חומצת הלימון הוא התחנה הסופית של פירוק המזון‪.‬‬
‫‪ .2‬במהלכו‪ ,‬אטומי הפחמן שמקורם בגלוקוז‪ ,‬בחלבונים ובחומצות השומן מתחמצנים‬
‫באופן מלא והופכים לפחמן דו חמצני‪ ,‬ונפלטים מהגוף אל הסביבה‪.‬‬
‫‪ .3‬כחלק מתהליך החימצון‪ ,‬מאבדים המגיבים אלקטרונים שמועברים ממעגל קרבס אל‬
‫השלב הסופי של הנשימה התאית – הזרחון החמצוני – שם הם נמסרים למולקולות‬
‫החמצן‪.‬‬
‫מעגל חומצת לימון ‪ /‬מעגל קרבס‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫מקור השם‪:‬‬
‫א‪ .‬חומצת הלימון היא תוצר הביניים הראשון (ציטרט) בתהליך‪.‬‬
‫ב‪ .‬מעגל קרבס‪ :‬כיוון שציטרט‪ ,‬איזוציטרט ואלאפ‪-‬קטוגלוטרט הם יונים המכילים‬
‫שלוש קבוצות רבוקסיל‪.‬‬
‫החוליה המקשרת בין הגליקוליזה למעגל קרבס היא האצטיל קו‪-‬אנזים ‪.A‬‬
‫המעגל מתרחש במטריקס של המיטוכונדריה‪ ,‬בסביבה אירובית‪.‬‬
‫המעגל מורכב משרשרת של שמונה תגובות כימיות‪ ,‬ובמהלכו מתקבלות כ‪32-‬‬
‫מולקולות ‪.ATP‬‬
‫‪31‬‬
‫‪ .5‬בכל תהליך החימצון (גליקוליזה ‪ +‬יצירת חומצת לימון ‪ +‬זירחון חימצוני) נוצרות‬
‫בסה"כ ‪ 38‬מולקולות ‪ ATP‬ממולקולת גלוקוז אחת (פחות ‪ 2‬מולקולות שנצרכות‬
‫במהלך הגליקוליזה)‪.‬‬
‫‪ .6‬החמצן הוא קולט האלקטרונים הסופי בשרשרת הובלת האלקטרונים (הנשימה‬
‫התאית)‪ ,‬ולאחר קליטתם הוא הופך למולקולת מים‪.‬‬
‫‪ .7‬נוכחות החמצן מאפשרת את הובלת האלקטרונים‪ ,‬ובמידה ואין חמצן‪ ,‬לא יהיה מי‬
‫שיקלוט אותם‪ ,‬התהליך ייפסק‪ ,‬והתא ימות‪.‬‬
‫שומנים‬
‫חומצות גרעין‬
‫‪32‬‬