Реферат Протеините като форма на съществуване на живот - Банка от резюмета, есета, доклади, курсови работи и
Тема на урока: Белтъци
актуализират знанията за протеините от курса по биология;
да изучава физичните и химичните свойства, цветните реакции на протеините;
учениците трябва да могат да характеризират състава и структурата на протеините,
функции на белтъците в клетката, тяхното значение за живота.
Оборудване и реактиви: концентрирана HNO3, протеин, разтвори на CuSO4, NaOH, спиртна лампа, кибрит, държач, епруветки.
Протеините, според Ф. Енгелс, са една от формите на съществуване на живота.
„Където и да срещнем живота, откриваме, че той е свързан с някакво протеиново тяло и където и да срещнем някакво протеиново тяло, което не е в процес на разлагане, ние без изключение срещаме феномена на живота.“ (К. Маркс, Ф. Енгелс. Събрани съчинения. Т. 20). Протеините са строителен материал, изпълняват двигателни, каталитични, транспортни, защитни, енергийни функции.
Протеините са изолирани като отделен клас биологични молекули през 18 век в резултат на работата на френския химик Антоан Фуркроа и други учени, в които е отбелязано свойството на протеините да коагулират (денатурират) под въздействието на топлина или киселини. По това време са изследвани протеини като албумин ("белтък"), фибрин (протеин от кръвта) и глутен от пшеница.
През 80-те години на XIX век българският биохимик Данилевски А. Я., малко по-късно - (през 1903 г.) немският учен Фишер Е. - излага полипептидна теория за структурата на протеините: протеините са свързани във верига от α-аминокиселинни остатъци чрез пептидни връзки - CO - NH -.
Понастоящем са известни 22 аминокиселини, които създават огромно разнообразие от протеинови молекули. Освен това всеки от тях има свой собствен, строго определен ред на редуване на аминокиселини. Разпределетечетири структури на протеинова молекула. Първичен - редуване на остатъци α - аминокиселини; вторични - вериги, усукани под формата на спирала; третичен - конфигурацията, която усуканата спирала заема в пространството (тя осигурява биологичната активност на протеиновата молекула); кватернерни - макромолекули на протеини, свързани помежду си. При нагряване, разклащане, третичната структура на протеина се разрушава, той губи своя биологичен ефект.
Протеините са сложни високомолекулни природни съединения, изградени от α-аминокиселинни остатъци, свързани с пептидни (амидни) връзки - CO - NH -.
Броят на аминокиселинните остатъци, включени в протеиновите молекули, е различен: в инсулина има 51 (20 в една и 31 в друга верига), в миоглобина - 140. Молекулното тегло на протеините може да варира от 10 000 до няколко милиона.
Mr (яйчен белтък) = 36 000; Mr (мускулен протеин) = 1 500 000. Съставът на хемоглобина се изразява с формулата (C738H1166O208N203S2Fe) 4. Изчисляването на неговото молекулно тегло е лесно.
Протеините са основният носител на живота. Информация за състава и структурата на протеините е получена чрез изследване на продуктите от тяхната хидролиза. Сега е установено, че молекулите на повечето протеини се състоят от 22 различни α-аминокиселини.
Съставът на протеините включва: С - 50 - 52%; H - 6 - 8%; О - 19 - 24%; N - 15 - 18%; S - 0,5 - 2,0%.
Съвременните изследвания позволяват да се разграничат първични, вторични, третични и кватернерни структури в протеиновата структура. (Слайд 6).
Първичната структура на протеина се разбира като точната последователност на местоположението на отделните аминокиселинни остатъци в макромолекула (всички връзки са ковалентни, силни). С.228 от учебника, фиг.37.
Вторична структура - формата на полипептидната верига в пространството (най-често спирала). протеинова веригаусукана в спирала (поради множеството водородни връзки).
Третична структура - реална триизмерна конфигурация, която възниква, когато полипептидните вериги от протеини са усукани в спирала, което се случва под действието на дисулфидни, водородни и други връзки.
Различни начини за изобразяване на триизмерната структура на протеин.
Кватернерната структура е комбинацията на протеинови макромолекули една с друга. образуват комплекс. С.229, Фиг.40.
Нива на протеинова структура: 1 - първична; 2 - вторичен; 3 - третичен; 4 - кватернер.
Много протеини (глобуларни) са разтворими във вода, разтвори на соли, киселини и почти всички са разтворими в основи; не се разтварят в органични разтворители; неразтворими белтъци (фибрилни), от които са изградени тъканите на живите организми (кожа, сухожилия, мускули, нокти, коса), а разтворими са белтъците на кръвната плазма.
1) хидролиза (при нагряване с разтвори на киселини, основи, под действието на ензими)
H2N ― CH2 ― C ―: N ― CH ― C ―: N ― CH ― C = O → H2N ― CH2 ― C = O +
H2O CH2 H2O CH2 OH OH
+ H2N - CH - C = O + H2N - CH - C = O
Хидролизата на протеините се свежда до хидролиза на полипептидни връзки. Същото важи и за храносмилането на протеини:
Протеин ↔ аминокиселини → кръв към всички клетки и тъкани на тялото.
2) денатурация - нарушаване на естествената структура на протеина (под въздействието на топлина и химически реагенти)
Денатурация на протеин от пилешко яйце под въздействието на висока температура
__________ свойства на киселините
Протеин
__________ свойства на основите
4) цветни реакции на протеини - качествени реакции
Лабораторен опит. ! Правила за работа!
а) ксантопротеинова реакция.
Изсипете малко протеин в епруветката. Добавете към него 3-4 капки концентрирана азотна киселина.киселини. Обърнете внимание на настъпилите промени.
Протеин + HNO3 конц. → жълто оцветяване
б) биуретова реакция.
Изсипете малко натриев хидроксид в епруветка, добавете към него разтвор на меден (II) сулфат, така че алкалът да остане в излишък. Добавете протеиновия разтвор към получената утайка. Отбележете всички промени.
Протеин + Cu(OH) 2↓ → виолетов разтвор.
Как иначе можете да определите протеина? (При изгаряне - миризма на изгорели пера).
Заключение: реакциите с концентрирана азотна киселина (жълт цвят), с прясно утаен меден (II) хидроксид (лилав разтвор) и изгаряне на протеини (мирис на изгорели пера) са качествени за протеините.
От органичните съединения, които изграждат живата клетка, протеините играят най-важна роля. Те представляват около 50% от клетъчната маса.
Протеините са строителният материал за черупката, органелите и клетъчните мембрани. От тях са изградени кръвоносни съдове, сухожилия, косми.
Те изпълняват каталитична функция. Всички клетъчни катализатори са протеини (ензимни активни центрове), структурата на активния център на ензима и структурата на субстрата съответстват точно един на друг.
Съкратителните протеини причиняват всяко движение.
Протеините изпълняват транспортна роля - кръвният протеин хемоглобин свързва кислорода и го пренася до всички тъкани.
Протеините изпълняват защитна функция - производството на протеинови тела на антитела за неутрализиране на чужди вещества.
При разграждането на 1 g протеин се отделя 17,6 kJ енергия. (Протеините се разлагат до CO2, NH3, урея (NH2) 2CO и H2O).
Съдържанието на протеини в различните човешки тъкани не е еднакво.
В мускулите - до 80%, в далака, кръвта, белите дробове - около 72%, в кожата - 63%, в черния дроб - 57%, в мозъка - 15%, мастната тъкан, костната и зъбната тъкансъдържат от 14 до 28% протеини.
Протеините са част от много лекарства. Работи се по изкуствено производство на протеинови вещества (синтезирани са инсулин и рибонуклеаза).
Молекулярен модел на малката (вляво) и голямата (вдясно) субединици на бактериалната рибозома, молекулярна машина, която синтезира протеини. Протеините в рибозомата са показани в синьо, но rRNA играе основната структурна роля.
Това е важно, тъй като експерти от Световната здравна организация смятат, че около половината от населението на света е в състояние на протеинов глад, а световният недостиг на диетичен протеин е около 15 милиона тона годишно, при прием на протеин на ден за възрастен от 115 грама.
Спомнихме си какво знаете за протеините от курса по биология, разгледахме химичните свойства на протеините, тяхното значение за живота. Предлагам ви да проверите миналите си знания, като отговорите на въпроси. Трябва да попълните липсващите думи или фрази.
Основен носител на живота са ....
... са сложни високомолекулни съединения, изградени от ....
Елементарен състав на протеините: ....
Молекулното тегло на протеините варира от ... до ....
Много протеини са разтворими в ..., почти всички са разтворими в ....
Неразтворими протеини, които са изградени ....
В структурата на протеина се разграничават ... структури.
Функции на протеините в организма....
протеини; α-аминокиселинни остатъци.
Десет хиляди, милиони.
Вода, разтвори на соли, киселини; алкали.
Тъкани на живи организми: кожа, сухожилия, мускули, нокти, коса.
Първичен, вторичен, третичен, четвъртичен.
Строителни, каталитични, задвижващи, транспортни, защитни, енергийни.
"5" - всички отговори са верни; "3" - 3 грешниотговор;
"4" - 1-2 грешни отговора; "2" - 4 или повече грешни отговора.
Протеините са сложни високомолекулни природни съединения, изградени от α-аминокиселинни остатъци, свързани с пептидни (амидни) връзки - CO - NH -.
Броят на аминокиселинните остатъци, включени в протеиновите молекули, е различен: инсулин - 51, миоглобин - 140. Mr (протеин) = от 10 000 до няколко милиона.
Mr (яйчен белтък) = 36 000; Mr (мускулен протеин) = 1 500 000.
Хемоглобин (C738H1166O208N203S2Fe) 4.
Първичен - последователността на редуване на аминокиселинни остатъци (всички връзки са ковалентни, силни).
Вторични - формата на полипептидната верига в пространството (най-често спирала). Протеиновата верига е усукана в спирала (поради много водородни връзки). Третичен - реална триизмерна конфигурация, която усукана спирала заема в пространството (поради хидрофобни връзки), в някои S - S - връзки (бисулфидни връзки).
Кватернер - макромолекули на протеини, свързани помежду си.
1) хидролиза (при нагряване с разтвори на киселини, основи, под действието на ензими)
H2N ― CH2 ― C ―: N ― CH ― C ―: N ― CH ― C = O → H2N ― CH2 ― C = O +