«Білки як високомолекулярні речовини. Успіхи у вивченні і синтезі білків ».
Закріпити і поглибити уявлення про природні полімери - білках. Виявити причинно наслідковий залежність між складом, будовою, властивостями, функціями білків. Озна-коміться з успіхами мікробіологічної промисловості.
1. Таблиця «Структура білка» (I, II, III).
2. Малюнок «Четвертичная структура білка».
3. Малюнок з ловами Ф. Енгельса.
4. Малюнок «Різноманіття життя».
5. Малюнок «Клітка».
6. Таблиця «Елементарний склад білків в%».
7. Картки АТФ, загальна формула α-амінокислот, формули незамінних α-амінокислот.
9. Таблиця «Умови реакції гідролізу білків».
10. Картки по функціональних групах.
11. Реактиви: Курячий білок, зварене яйце, Н2 0, CuS04 (р-р), NaOH (р-р), С2 Н5 ОН (міді-цинский), HN03 (к).
Сьогодні ми поговоримо про білках. Ми часто ставимо запитання, де ж межа між живим і не-живим. Як розгадати велику таємницю виникнення живого? Коли в XIX столітті виявили, що білки - головний компонент клітини, прояв життя стали пов'язувати тільки з ними. «Життя - є спосіб існування білкових тіл, істотним моментом якого є постійний обмін речовин з навколишнім їх зовнішньою природою, причому з припиненням цього обміну речовин, припиняється і життя, що призводить до розкладання білка».
Чим більше наука дізнається про будову, функції, перетвореннях білка, тим справедливіше звучачи ці слова Енгельса. Білки називають протеїнами від грецького «протос» - «найперший» або «найголовніший». Зараз стало ясно, що жодне з речовин біологічного походження не має настільки специфічними та різноманітними функціями в житті організму, як білки.
Чому ж саме білкам властива видатна роль в процесах життєдіяльності, по-чому саме вони є матеріальною основою життя?
- Яке ж визначення дають хіміки білків?
ВІДПОВІДЬ: Білки - це азотовмісні високомолекулярні органічні речовини зі складність ним складом і будовою молекул.
- Який склад білкової молекули? (Таблиця «Елементарний склад білка)
ВІДПОВІДЬ: До складу білків входить С, Н, О, N, S, Р, Fe і деякі інші елементи. Говорячи по таблиці про частки елементів. N - неживий, а без нього не було б життя.
- Які бувають за формою білки?
ВІДПОВІДЬ: Глобулярні - мають форму сфери або кулі, або глобули, і фібрилярні (волок-ність) - представляють довгі ниткоподібні молекули (можна показати по книзі).
Глобулярні білки - гормони, ферменти, транспортні білки (розчинні в Н2 0). Фібриля-лярні білки присутні в волоссі, м'язах, шкірі і нігтях. Вони досить щільні.
Розрізняють білки ПРОСТІ протеїни, які при гідролізі утворюють тільки амінокислоти, і СКЛАДНІ протеїди - при гідролізі дають амінокислоти і неамінокіслотний компонент - простетичної групу (гемоглобін). Білки - це полімери.
- Що ж є мономерами білка?
ВІДПОВІДЬ: Мономери - α-амінокислот. Відомо 22 - α-амінокислот, що складають білки. Загальна формула Н2 N - СН - СООН
Попрошу попрацювати у дошки (викликаю 4-х учнів).
1. Написати деякі α-амінокислоти, що входять до складу білків.
2. Написати синтез трипептида гліцил-аланіл-цистеїн
3. Виходячи з С2 Н2 отримати Н2 N - СН - СООН
4. Написати гідроліз трипептида аланіл-серил-фенілаланін
- Як же зв'язуються між собою α-амінокислоти?
Звертаюся до роботи біля дошки (синтез трипептида).
Білки - це найважливіші для життя речовини. Білки - основний компонент клітини, тканин (рису-нок «Клітка»), Якщо не брати до уваги самого дивного речовини - води, на яку в організмі людини припадає близько 70% маси, то жива клітина складається з 5000 молекул. З них близько 3000 молекул білків.
- Які функції білків в організмі?
Як же це різноманіття функції може здійснити проста рядок з амінокислот? Чим визначається така спеціалізація білка? Відповідь потрібно шукати в структурі білка.
- Якими структурами має білкова молекула?
ВІДПОВІДЬ: Первинною, вторинної, третинної, четвертинної.
- Що таке первинна структура? (Таблиця «Структура білка»),
ВІДПОВІДЬ: Сувора послідовність амінокислотних залишків, з'єднаних пептидним свя-зв'язком в лінійної поліпептидного ланцюга.
Близько 20 амінокислот зможуть розташовуватися в будь-якому порядку, до того ж може бути вико-вано будь-яку кількість амінокислот, утворюється величезна кількість різних ланцюгів.
(Робота з картковою на столі. Можна показати на картках).
Первинна структура білка генетично детермінована (тобто закономірна). У молекулі гемоглобіну 574 амінокислоти, але ось в одному місці глутамінова кислота з якоїсь випадково-сти замінена на валін і людина тяжко хворий - серповидна анемія - хвороба спадкова, синтез бракованого гемоглобіну вже запрограмований в спадковому матеріалі.
- Що таке вторинна структура?
ВІДПОВІДЬ: Просторова конфігурація білкової молекули у вигляді спіралі - є вторинна структура (Таблиця «Структури білка»).
- За рахунок чого утворюється вторинна структура?
ВІДПОВІДЬ: За рахунок водневого зв'язку між СО - і NH - (картки)
Цей зв'язок набагато слабкіше звичайної хімічного зв'язку і одну водневу зв'язок легко порвати, але уздовж білкової ланцюга таких водневих зв'язків десятки і сотні, саме тому зруйнувати не так-то легко. Якщо змочити водою волосся, його можна розтягнути приблизно в два рази. Коли волосся розтягують, водневі зв'язки між витками спіралі рвуться і спіраль витягується в пря-мий нитку. Молекули Н2 0 допомагають розірвати ці внутрішньо-молекулярні, тому що самі схильні об-разовивать водневі зв'язку (Показую на волосся).
- Що таке третинна структура?
ВІДПОВІДЬ: У просторі закручена в спіраль поліпептидний ланцюг утворює третинну струк-туру (Таблиця «Структура»).
- Чим підтримується третинна структура?
ВІДПОВІДЬ: Взаємодією різних функціональних груп (Показую функціональні групи).
Для неї характерні і водневі зв'язку. Третинна структура обумовлює специфічну біологічну активність білка.
- Що таке четвертичная структура? (Малюнок IV-структури гемоглобіну)
ВІДПОВІДЬ: Спосіб просторової організації декількох поліпептидних субодиниць. (Суб'єктів незалежно-одиниці об'єднані довільно, мають контактні ділянки).
- Фізичні властивості білків?
ВІДПОВІДЬ: розчинні, нерозчинні у воді
- Які хімічні властивості у білків?
I Реакції, в результаті яких утворюється осад. Наші лаборанти показують досліди.
білок + р-р С2 Н5 ОН (кін) → осад
осад не розчиняється у Н2 0. Відбулася денатурація білка.
- Що таке денатурація?
ВІДПОВІДЬ: Це процес, коли молекула піддається необоротним хімічним змінам.
Альбумін - головний білок курячого яйця. Денатурація при варінні проявляється в зміні зовнішнього вигляду і структури (Показую варене яйце і порівнюю з білком до варіння). Яєчний білок або молоко дають як протиотруту при отруєнні солями Hg або РЬ, а потім - блювотний засіб.
II Кольорові реакції (Досвід)
а) Біуретова реакція (на пептидний зв'язок)
розчин білка + CuS04 + NaOH → червоно-фіолетовий розчин
б) Ксантопротеиновая (на ароматичні амінокислоти)
розчин білка + HN03 (к) - жовте забарвлення
в) Гідроліз білків
Білок - найважливіша складова частина їжі. Щодня дорослій людині потрібно близько 80 грам амінокислот, з них 30 грам незамінні, тобто тих, які в організмі людини не синтезуються, а надходять в готовому вигляді з білковою їжею. До них відносяться 8 амінокислот. (Показую картки незамінних кислот).
З амінокислот, отриманих при гідролізі в організмі людини, синтезуються білки, спе-цифические даному організму. Синтез йде дуже швидко з поглинанням енергії, яку постачає АТФ (Показую малюнок АТФ).
У складі нині живуть на Землі організмів міститься близько тисячі мільярдів тонн бел-ков. Відрізняючись невичерпним розмаїттям структури, яка в той же час суворо спеці-фічна для кожного з них, білки створюють разом з нуклеїновими кислотами матеріальну ос-нову для існування всього багатства організмів оточуючого нас світу. Живий світ складний і різноманітний.
Таємничий кордон між живим і неживим. Наука наблизилася до нього, і, може бути, хто-небудь з Вас зробить ще один вирішальний крок в пізнання таємниці життя.
