Презентация по химии по теме "Белки"

Цели урока:

Расширить и актуализировать знания учащихся о белках – природных высокомолекулярных соединениях, о значимости их воздействия на живой организм

Развивать у учащихся  умения: выделять главное, анализировать, сравнивать, делать выводы, логически излагать мысли.

Показать значение науки в прогнозировании и создании условий  управления физико-химическими процессами в получении жизненно важных химических соединений.

БЕЛКИ — это азотсодержащие высокомолекулярные органические вещества со сложным составом и строением молекул.

Мономерами белков являются аминокислоты.

Простые белки – состоящие из одних аминокислот. Например, растительные белки – проламины, белки кровяной плазмы – альбулины и глобулины.

Сложные белки – помимо аминокислот имеют в своём составе другие органические соединения (нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы), соединения фосфора, металлы. Имеют сложные названия нуклеопротеиды, шикопротеиды и т. д.

Образование линейных молекул белков происходит в результате соединения аминокислот друг с другом. Карбоксильная группа одной аминокислоты сближается с аминогруппой другой, и при отщеплении молекулы воды между аминокислотными остатками возникает прочная ковалентная связь, называемая пептидной.

Белки

Цели урока:

• Расширить и актуализировать знания учащихся о белках – природных высокомолекулярных соединениях, о значимости их воздействия на живой организм
• Развивать у учащихся умения: выделять главное, анализировать, сравнивать, делать выводы, логически излагать мысли.
• Показать значение науки в прогнозировании и создании условий управления физико-химическими процессами в получении жизненно важных химических соединений.

Б ЕЛКИ — это азотсодержащие высокомолекулярные органические вещества со сложным составом и строением молекул.

Мономерами белков являются аминокислоты.

Существуют:

• Простые белки – состоящие из одних аминокислот. Например, растительные белки – проламины, белки кровяной плазмы – альбулины и глобулины.

• Сложные белки – помимо аминокислот имеют в своём составе другие органические соединения (нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы), соединения фосфора, металлы. Имеют сложные названия нуклеопротеиды, шикопротеиды и т. д.

Образование линейных молекул белков происходит в результате соединения аминокислот друг с другом. Карбоксильная группа одной аминокислоты сближается с аминогруппой другой, и при отщеплении молекулы воды между аминокислотными остатками возникает прочная ковалентная связь, называемая пептидной.

Типы структур :

• Первичная   –  определяется последовательностью аминокислот. Из трёх аминокислот – 27 комбинаций, тогда из 20 аминокислот – 101300 длиной каждая не менее 100 остатков, следовательно, продолжается эволюционный процесс.

Первичная структура белков

Первичная структура белков

• Вторичная – спираль, полая внутри, которая удерживается водородными связями, при этом радикалы направлены наружу

Вторичная структура белка

• Третичная – физиологически активная структура, спираль, закрученная в клубок. Отрицательно и положительно заряженные R – группы аминокислот притягиваются и сближают участки белковой цепи, так образуется клубок, поддерживаемый сульфидными мостиками (- S – S -).

Третичная структура белков

• Четвертичная структура – некоторые белки, например гемоглобин и инсулин, состоят из нескольких цепей, различающихся по первичной структуре.

Четвертичная структура белков

Физические свойства

Белки имеют большую молекулярную массу ( 104—107), многие белки растворимы в воде, но образуют, как правило, коллоидные растворы, из которых выпадают при увеличении концентрации неорганических солей, добавлении солей тяжелых металлов, органических растворителей или при нагревании (денатурация).

Химические свойства

• Денатурация — разрушение вторичной и третичной структуры белка.

Качественные реакции на белок:

• биуретовая реакция: фиолетовое окрашивание при обработке солями меди в щелочной среде (дают все белки)
• ксантопротеиновая реакция: желтое окрашивание при действии концентрированной азотной кислоты, переходящее в оранжевое под действием аммиака (дают не все белки)
• выпадение черного осадка (содержащего серу) при добавлении ацетата свинца (II), гидроксида натрия и нагревании.

Гидролиз белков — при нагревании в щелочном или кислом растворе с образованием аминокислот.

История вопроса

В настоящее время строение и функции большинства белков известны. История изучения белков началась с исследования Беккари (1878г), который впервые из пшеничной муки выделил белковое вещество, названное им ''клековиной''.

Схема трехмерной структуры фермента лизоцима

В 1888 г. А. Я. Данилевский предположил существование в белках -N-S- химических группировок.

В 1902 г. Э. Фишер предложил пептидную теорию строения белка.

В 1951 г. Л. Полинг разработал модель вторичной структуры белка.

Л. Полинг

Э. Фишер

А.Я. Данилевский

В 1953 г. Сэнгер расшифровал аминокислотную последовательность в инсулине (гормон поджелудочной железы), а через 10 лет уже тот же инсулин был получен путем искусственного синтеза из аминокислот. Совершенствование методов исследования достигло такого уровня, что в настоящее время изучение структуры белковой молекулы является относительно простым делом и для большего количества белков установлено их строение (аминокислотный состав и аминокислотное строение).

Перспективы.

У белков очень сложное строение и на данном этапе развития науки очень сложно выявить структуру молекул белков.

Первый белок, у которого была расшифрована первичная структура, был инсулин. Это случилось в 1954 году. Для этого понадобилось около 10 лет. Синтез белков - очень сложная задача, и если ее решить, то возрастет количество ресурсов для дальнейшего использования их в технике, медицине и т.д., а также уже возможен биохимический и синтетический способы получения пищи.

А.Н. Несмеянов провел широкие исследования в области создания микробиологической промышленности по производству искусственных продуктов питания. Практическое осуществление путей получения такой пищи ведется в двух основных направлениях. Одно из них основано на использовании белков растений, например сои, а второе - на использовании белков продуктов, полученных микробиологическим путем из нефти.

Образование етвертичной структуры глобулярных белков

Чем глубже химики познают природу и строение белковых молекул, тем более они убеждаются в исключительном значении получаемых данных для раскрытия тайны жизни. Раскрытие связи между структурой и функцией в белковых веществах - вот краеугольный камень, на котором покоится проникновение в самую глубокую сущность жизненных процессов, вот та основа, которая послужит в будущем исходным рубежом для нового качественного скачка в развитии биологии и медицины.

Биологическое значение

Одной из важнейших функций белков является их способность выступать в качестве специфических катализаторов (ферментов), обладающих исключительно высокой каталитической активностью. Без участия ферментов не проходит почти ни одна химическая реакция в живом организме.

Вторая важнейшая функция белков состоит в том, что они определяют механо - химические процессы в живых организмах, в результате которых поступающая с пищей химическая энергия непосредственно превращается в необходимую для движения организма механическую энергию.

Третьей важной функцией белков является их использование в качестве материала для построения важных составных частей организма, обладающих достаточной механической прочностью, начиная с полупроницаемых перегородок внутри клеток, оболочек клеток и их ядер и заканчивая тканями мышц и различных органов, кожи, ногтей, волос и т.д.

Белки являются необходимой составной частью продуктов питания. Отсутствие или недостаточное количество их в пище вызывает серьезные заболевания.

Какое окрашивание появляется при действии концентрированной азотной кислоты на белок?

• Фиолетовое
• Голубое
• Желтое
• Красное

Действие каких факторов вызывает необратимую денатурацию белка?

• Взаимодействие с растворами солей аммония, калия, натрия.

• Взаимодействие с растворами солей свинца, железа, ртути.

• Воздействие на белок концентрированным раствором азотной кислоты.

• Сильно нагревание.

Какие основные функции белков в организмах?

• Каталитическая.

• Транспортная.

• Строительный материал опорных, мышечных и покровных тканей.

• Защитная.

Объясните, почему белковую пищу нельзя заменять на продолжительное время пищей, содержащей только жиры и углеводы.

Объясните, почему кожа желтеет при попадании на нее концентрированной азотной кислоты.