«Есть в растениях и животных вещество, которое

«Есть в растениях и животных вещество, которое
без сомнения является самым важным из всех
известных веществ в живой природе, без которых
жизнь на нашей планете была невозможна».
Жерар Мульдер
Что объединяет живые организмы?
«Повсюду, где мы встречаем жизнь, мы находим, что она
связана с каким-либо белковым телом, и повсюду, где мы
встречаем какое-либо белковое тело, не находящееся в
процессе разложения, мы без исключения встречаем и
явление жизни».
(К.Маркс,Ф.Энгельс. Собрание сочинений. Т.20).
Урок исследование.
( интегрирование химии и биологии).
« Я всегда говорил и не устаю
повторять, что мир бы не мог
существовать, если бы был так
просто устроен».
Гете.
«Думать- самая трудная работа. Вот, вероятно,
почему этим занимаются столь немногие».
Г.Форд
• 1745г. Я.Б. Беккари термин «белок»
•1838г. Ж. Мульдер – термин
«протеины»
• 1888г. А.Я. Данилевский –
амидная ( пептидная) связь
•1907г. Э. Фишер – синтез
первого дипептида.
•1910г. К .У. Линдерстрем –
Ланг – Развитие
представлений о структурах
белковой молекулы.
•30-40гг. Х Х века – Д.Л.
Талмуд, П.В. Афанасьев –
изучение физико – химических
свойств белков.
Понятие о белках
Белки, или протеины.
В переводе с греческого
«протос» - первый,
главный.
Находятся в
протоплазме и ядре
всех растительных и
животных клеток,
являются главными
носителями жизни.
Альбумин (в курином яйце)
Гемоглобин (в крови
человека)
Казеин (в коровьем молоке)
Миоглобин и миозин (в
мышцах)
Химические формулы
некоторых белков
• Пенициллин – С16Н18О4N2
• Молоко – С1864Н3021О576N468S21
• Гемоглобин – С3032Н4816О872N780S8Fe4
Сравнение молекулярных масс:
Этиловый спирт – 46, бензол – 78, белок куриного яйца
– 36 000, белок мышц – 1 500 000, белок вируса
табачной мозаики – 40 000 000.
Аминокислоты
H
H
R1
O
N–C–C
H
OH
NH2 – аминогруппа
R – радикал
COOH –
карбоксильная
группа
Основными
структурными
компонентами белков
являются аминокислоты
Аминокислоты являются
амфотерными соединениями (в
растворе они могут выступать как
в роли кислот, так и
оснований)
Состав
Элементы: О, C, N, Н, Р, S,Fe …
20 наиболее часто встречающихся
аминокислот
Массовая доля элементов
Химический
элемент
Массовая доля
(в %)
С (углерод)
50-55
О (кислород)
19-24
N (азот)
15-18
Н (водород)
S (сера)
Р (фосфор)
6-8
0,3-2,5
0-5
Классификация белков
Белки
простые
сложные
состоят только
из аминокислот
альбумин, фибрин
содержат белковую
и небелковую части
(липиды, углеводы,
ионы металлов) –
протеолипиды,
гемоглобин
По растворимости в
воде:
а) глобулярные (растворимые)
б) фибриллярные
(нерастворимые)
Открыли: Э. Фишер, Ф. Сэнгер.
•
•
Полипептидная цепь – нить
аминокислотных остатков.
Между аминокислотами
образуется пептидный или
амидный мостик.
– NH – CH – CO – NH – CH – CO – NH – CH –
R1
R2
R3
Открыли: Полинг и Кори.
• Образование спирали, в виде
винтовой лестницы.
• Спираль фиксируется за счет
водородных связей.
• Длина полипептидной цепи
сокращается в 4 раза.
Водородная связь
• Упаковка вторичной спирали в
клубок (глобула).
• Различают: глобулярные или
шаровидные молекулы и
фибриллярные или нитевидные
молекулы.
• Определяют структуру:
дисульфидные, пептидные,
водородные и ионные связи.
I – ионные взаимодействия
II – водородные связи
III – дисульфидные связи
IV – гидрофобные взаимодействия
•
•
•
Объединение нескольких молекул
белка (комплекс).
Закрепляют структуру
гидрофобные связи.
Характеризуется различной
конфигурацией или
конформацией.
Гемоглобин, состоит из 4
субъединиц и имеет
глобулярную конфигурацию.
Физические свойства
Опыт и наблюдение – таковы
величайшие источники
мудрости, доступ к которым
открыт для каждого человека.
У. Чэннинг.
• Одни белки растворимы в воде,
другие – в разбавленных
растворах солей, а некоторые –
совсем не обладают свойством
растворимости.
• Некоторые белки способны к
набуханию, поэтому водные
растворы их обладают
коллоидными свойствами.
•Белки обычно бесцветны.
Некоторые – гемоглобин крови
красного цвета.
«Чтобы познать,
нужно научиться
наблюдать».
А.Несмеянов
Химические свойства:
1)
гидролиз (при
нагревании с растворами
кислот, щелочей, при
действии ферментов)
Белок ↔ аминокислоты →
кровь во все клетки и
ткани организма
2) денатурация – нарушение
природной структуры белка (под
действием нагревания и
химических реагентов)
3. Белки амфотерные
соединения, т.е. реагируют и
кислотами и с щелочами.
4. Белки горят с образованием
азота, углекислого газа и воды.
5. Реагируют с растворами
солей и спиртами.
6. Цветные реакции.
Денатурация разрушение четвертичной,
третичной, вторичной
структур белка.
Виды денатурации :
а) обратимая
б) необратимая
Условия
денатурации.
Химическая
лаборатория.
№ Название
опыта
Реактивы
1.
Осаждение белков
а) р-р альбумина
+CuSO4
б) р-р альбумина
+ фенол
2.
Цветные реакции на
белок:
а) ксантопротеиновая
а) р-р альбумина
+HNO3
б) биуретовая
б) р-р альбумина +
NaOH + CuSO4
Что
наблюдали?
а)появление желтой
окраски.
б)появляется
фиолетово-синяя
окраска.
3.
Осаждение белка
спиртом
р-р альбумина +
NaCI+C2H5OH
«Всему свойственна
своя прелесть».
Квинтилиан
Функции белков
• каталитическая
• транспортная
• защитная
• сократительная
• структурная
• гормональная
• питательная
Каталитическая функция
Заключается в увеличении
скорости различных реакций
обмена веществ и энергии в
организме.
Модель фермента
Фермент в клетках
сетчатки глаза
Транспортная функция
Гемоглобин соединяется в легких с
кислородом, превращаясь в
оксигемоглобин. Достигая с током
крови органов и тканей,
оксигемоглобин расщепляется и
отдает кислород.
Заключается в связывании и
доставке (транспорте) различных
веществ от одного органа к
другому.
Гормональная функция
Модель белкарегулятора (гормона)
Защитная функция
Белок плазмы крови
фибриноген, участвуя в
свертывании крови,
уменьшает кровопотери.
Антитела обезвреживают
вещества, поступающие в
организм или появляющиеся в
результате жизнедеятельности
бактерий и вирусов
Сократительная
функция
Белки - участвуют в
сокращении
мышечных волокон.
Актин и миозин – белки
мышечной ткани, которые
играют главную роль в
процессах мышечного
сокращения и расслабления.
Структурная функция
Белки составляют
основу строения клетки
Гидролизованный коллаген (белок
соединительной ткани)
Заключение
Белки - обязательная составная часть всех живых клеток,
играют исключительно важную роль в живой природе,
являются главным, наиболее ценным и незаменимым
компонентом питания. Белки являются основой
структурных элементов и тканей, поддерживают обмен
веществ и энергии, участвуют в процессах роста и
размножения, обеспечивают механизмы движений,
развитие иммунных реакций, необходимы для
функционирования всех органов и систем организма.
Рефлексия
1. Мономерами белков являются:
а). аминокислоты
б) нуклеиновые кислоты
в) амины
2. Денатурация может быть:
а) обратимой,
б) необратимой.
З. Все ферменты по своему химическому составу являются:
а) белками,
б) жирами,
в) углеводами.
4. Вторичная структура белка удерживается за счет:
а) пептидной связи
б) дисульфидных мостиков
в) водородных связей
5. Транспортная функция белка возможна благодаря свойству:
а) присоединения веществ,
б) сократимости,
в) денатурации.
6. Последовательность соединения аминокислотных звеньев в полипептидной цепи это:
а) четвертичная структура,
б) третичная структура,
в) первичная структура
7. Двигательная функция белка проявляется при:
а) сокращении мышц,
б) разрушении перекиси водорода,
в) движении листьев у растений.