МОУ гимназия 12 им. Г.Р.Державина Характеристика белков как биологических полимеров Авторы урока: учителя МОУ гимназии 12 им. Г.Р. Державина г. Тамбова: Попова Е.В. – учитель биологии Гольдман Н.А. – учитель химии Свистунова Е.А. – учитель биологии

Насколько многообразен белок, Настолько сложна, загадочна и Многолика сама жизнь. Мир не мог бы существовать, Если бы был так просто устроен. Гёте

«Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и сама жизнь, что приводит к разложению белка». Ф. Энгельс

Белки Кожа (63%) Мышцы (80%) Мозг (45%) Печень (57%) Protos – первый, главный

Белки-биополимеры пенициллин С 16 Н 18 О 4 N 2 гемоглобин С 3032 Н 4816 О 872 N 780 Fe 4 казеин С 1864 H 3021 O 576 N 468 S 21 казеин С 1864 H 3021 O 576 N 468 S 21 Формулы белков гемоглобин Молекулярные массы белков

Тривиальные названия аминокислот АминокислотаИсточник получения Перевод СеринВолокна шёлкаSerieus (лат.) - шелковистый ТирозинСырTyros (греч.) – сыр ГлутаминКлейковина злаков Gluten (лат.) - клей ЦистинКамни мочевого пузыря Kystys (греч.) – пузырь Аспаргиновая кислота Ростки спаржиAsparagus (лат.) - спаржа

Аминокислоты

Имеется три вида аминокислот – А, В, С. Сколько вариантов полипептидных цепей, состоящих из пяти аминокислот, можно построить из этих аминокислот? Будут ли эти полипептиды обладать одинаковыми свойствами и структурами. Почему?

Структуры молекулы белка Первичная структура – порядок чередования аминокислот в полипептидной цепи – линейная структура Пептидная связь

Вторичная структура – закручивание полипептидной линейной цепи в спираль – спиралевидная структура Водородная связь

Третичная структура – упаковка вторичной спирали в глобулу – глобулярная структура (зависит от первичной структуры)

Четвертичная структура – комплекс, объединяющий несколько третичных структур органической природы и неорганическое вещество гем (Fe). Встречается редко.

Химические свойства белков Денатурация белка – нарушение естественной структуры белка Денатурация белка – нарушение естественной структуры белка Изменение температуры Изменение pH (действие кислот и щелочей) Воздействие солей тяжелых металлов Воздействие органических растворителей Изменение атмосферного давления

В результате денатурации нарушаются IV, III, II структуры белка и белок остается в виде полипептидной цепи (I структура).

Свойство Фактор воздействия или реактив Результат взаимодействия Роль в жизни человека Денатурация -высокие температура и давление, - излучение, -радиация, -раствор этанола, -растворы солей тяжелых металлов, -сильные кислоты, основания свертывание белка, разрушение вторичной, третичной и четвертичной структур; полная потеря биологических функций. - нарушение обмена веществ; -снижение иммунитета; - использование белков как противоядия при отравлении солями тяжелых металлов; - получение молочнокислых продуктов; - приготовление пищи. Гидролиз - водные растворы кислот и щелочей; - ферменты; разрушение первичной структуры белка, образование более простых белков или аминокислот - обменные процессы в организме, - основа процесса питания. Качественные реакции А) биуретовая Б) ксантопротеиновая а) растворы щелочи и сульфата меди (II); б) концентрированная азотная кислота, нашатырный спирт изменение окраски: а) фиолетовое окрашивание б) желтое окрашивание переходящее в оранжевое в щелочной среде - обнаружение всех белков в составе различных продуктов, тканей.

Из перечня предложений выберите те фразы, которые характеризуют процесс переваривания белков в организме человека: 1.На питательные вещества действуют ферменты амилаза и мальтоза. 2.Начинают перевариваться в желудке. 3.На питательные вещества действуют ферменты пепсин, трипсин. 4.Расщепляются до глицерина и жирных кислот. 5.Расщепляются до глюкозы. 6.Действует фермент липаза. 7.Расщепление начинается в двенадцатиперстной кишке. 8.Окончательно расщепляются до аминокислот. 9.Для эмульгирования необходима желчь. 10.Всасываются в лимфу. 11.Начинается расщепление в ротовой полости. 12.Полное расщепление происходит в тонном кишечнике. 13.На переваривание влияет поджелудочный сок. 14.Всасываются в кровь. 15.Переносятся током крови сначала в печень, а потом во все клетки

Функции белка Регуляторная Каталитическая Энергетическая Рецепторная Транспортная Двигательная Токсическая Защитная Строительная

Строительная функция Белки входят в состав оболочек, мембран, органоидов, тканей, органов (опсин, кератин, коллаген, актин, миозин и т.д.)

Белки пищи Аминокислоты в тонком кишечнике Синтез собственных (специфических белков) Аминокислоты в клетках Использование белков для построения внутриклеточных структур и наружной плазматической мембраны клетки

Каталитическая функция – все ферменты белковой природы ускоряют биохимические реакции (пепсин и липаза – пищеварительные ферменты кишечника, расщепляющие белок и липиды). Ферменты Биокатализаторы Ускорители химических реакций, протекающих в клетке и организме

Транспортная функция - белки связывают и переносят различные вещества и внутри клетки, и по всему организму Состояние гемоглобина Гемоглобин (находится в эритроците) Гемоглобин + кислород (образуется в капиллярах легких) Гемоглобин + углекислый газ (образуется в капиллярах большого круга кровообращения Гем (небелковая часть, Глобин содержащая железо (белок) Гем (небелковая часть, Глобин содержащая железо (белок)

Защитная функция – предохраняют организм от вторжения чужеродных организмов и от повреждений (в крови возникает комплекс антиген-антитело (белковой природы); фибриноген и протромбин – белки, необходимые для свертывания крови) Лейкоциты клетки крови Выработка антител белковой природы Негативное воздействие на возбудителя болезни (чужеродный белок) Иммунитет

Регуляторная функция – белки-гормоны влияют на обменные процессы Поджелудочная железа Гормон инсулин Регулирует процесс превращения углеводов в организме Глюкоза Гликоген в крови (в клетках печени) Глюкоза Гликоген в крови (в клетках печени)

Сигнальная (рецепторная) функция – в мембраны встроены молекулы белков, изменяющие третичную структуру под воздействием факторов внешней среды

Двигательная функция – движения в живой природе основаны на белковых структурах клеток (сокращения мышц, движение жгутиков и ресничек)

Энергетическая функция - при недостатке углеводов или жиров окисляются молекулы аминокислот. При полном расщеплении белка до конечных продуктов выделяется энергия: 1 г белка – 17,6 кДж Но в качестве источника энергии белки используются крайне редко.

Токсическая функция – токсические белки в яде грибов, насекомых, змей (яд кобры – токсический белок, который убивает, блокируя функции нервов)

Проверь себя 1. Химическое соединение, состоящее из повторяющихся звеньев. 2. Структурное звено белковой молекулы. 3. Связь между остатками аминокислот в белке. 4. Сколько аминокислот участвует в биосинтезе белка? 5. Какую форму имеет белок с первичной структурой организации молекулы? 6. Химические связи, поддерживающие вторичную структуру белка.

Проверь себя 7. Первый белок, первичную структуру которого удалось расшифровать. 8. Химическая реакция белка с водой в присутствии кислоты или щелочи. 9. Цветная реакция на белок, сопровождающаяся красно-фиолетовым окрашиванием. 10. Цветная реакция на белок при действии на него концентрированной азотной кислоты. 11. Взаимодействие между карбоксильной группой и аминогруппой, обусловливающее один из факторов поддержания третичной структуры белка.

Меняя каждый миг свой образ прихотливый, Капризна как дитя и призрачна как дым, Кипит повсюду жизнь в тревоге суетливой, Великое смешав с ничтожным и смешным… С.Я. Надсон