К раствору белка прилейте спирт. Полученную смесь растворите в растворе гидроксида натрия. Проведите биуретовую реакцию, как в опыте 3. Сделайте вывод.

Учитель физики. Есть еще один фактор риска, хотя и невидимый, но от этого не менее опасный. В настоящее время много говорится о радиоактивности как особом типе загрязнения окружающей среды. Поэтому каждый человек должен иметь грамотное представление о сущности физических процессов, от которых зависит его жизнь.

Радиоактивность - процесс самопроизвольного превращения неустойчивого изотопа одного химического элемента в изотоп другого элемента, сопровождающийся испусканием частиц и лучей.

Радиоактивные вещества испускают лучи трех типов, которые Э.Резерфорд назвал -, - и -лучами (рис. 11). Испускание -лучей обнаружил А.Беккерель. Позже было доказано, что -лучи представляют собой поток быстро движущихся электронов. Два года спустя француз Поль Витяр установил, что -лучи подобны рентгеновским Х-лучам и обладают большой проникающей способностью. В январе 1899 г. Резерфорд идентифицировал -лучи, оказавшиеся ионизированными атомами гелия.

Все перечисленные виды радиации (корпускулярная и волновая) в конце концов поглощаются биологическими системами с одинаковыми последствиями. Электронные оболочки атомов в структуре вещества деформируются, и атомы ионизируются, т.е. происходит изменение их электрического заряда. В итоге биологическое повреждение производят не только сами - и -частицы, но и быстро движущиеся электроны, выбитые из атомов. Действие -лучей аналогично, т.к. они несут в себе большую энергию, попадание которой внутрь биологического объекта приводит к значительному возбуждению электронных оболочек и ионизации атомов.

Рис. 11. Виды радиоактивных излучений

Помимо этого, проникающая способность -лучей в сотни и тысячи раз выше, чем у - и -лучей. Другими словами, «по силе разрушения», по плотности выделения энергии на единицу проходимого лучами расстояния все перечисленные виды радиации сильно отличаются друг от друга. Так, тяжелые -частицы создают зону чрезвычайно высокой плотности ионизации, легкие же частицы и -лучи создают зону низкой плотности ионизации. Тем не менее эти характеристики относительны, т.к. возможны различные типы биологических повреждений.

Ученик (сообщение). Выделяют два типа биологических повреждений, вызываемых радиацией. Первый тип - «пулеобразный». В этом случае вторичные электроны разрушают молекулярные связи непосредственно в структуре белка, где они были выбиты. -частица также разрывает связи первичной структуры. Такое воздействие, протекающее очень быстро, вызывает «ядерный загар» (кожа становится коричневой) или «ядерное бешенство» (возникает сильное возбуждение - ложный сверхтонус). Второй тип повреждений - косвенный. В этом случае ущерб биологической структуре наносят реактивные частицы, которые образовались вдали от этой структуры, но приблизились к ней в результате блужданий. При таком типе поражения действие тяжелых частиц менее опасно, т. к. они создают область ионизации небольших размеров. А легкие частицы, создавая небольшую концентрацию свободных ион-радикалов, более опасны. Чем меньше концентрация ион-радикалов, тем меньше вероятность их рекомбинации, а это означает увеличение расстояния их прохождения.

Учитель физики. При одинаковой поглощенной энергии или дозе излучения -частицы в 10-30 раз более опасны по биологическому воздействию, чем - и -лучи или рентгеновское излучение. Международным комитетом по радиоактивной защите -излучающие радионуклиды (уран, радий, торий) признаны наиболее токсичными из всех радиоактивных элементов.

А теперь ответьте на вопросы.

Вопросы по разделу «Белок и окружающая среда»

1. Какое действие на организм оказывают на молекулярном уровне все виды радиации?

2. Установлено, что при достаточной калорийности пищи, но при отсутствии в ней белка у животных наблюдаются патологические явления: останавливается рост, изменяется состав крови и т.д. С чем это связано?

3. Какие характеристики живого вы связали бы со свойствами белков?

Учитель химии. Вот и подошел к концу урок. На нем мы попытались объединить разрозненные знания химии, физики и биологии о белках, рассмотрели строение и свойства белков, научились отличать их от других веществ, узнали о воздействии на белок внешних факторов. Вам были предложены вопросы, на которые вы ответили в ходе урока. Всем спасибо! [69, 70]

Задача 1. Серповидная анемия возникает на почве замены одного аминокислотного остатка - глутаминовой кислоты - на остаток валина в -полипептидной цепи молекулы гемоглобина. Фрагмент цепи нормального гемоглобина: -глу-глу-лиз-. Фрагмент цепи аномального гемоглобина: -вал-глу-лиз- (глу-глутаминовая кислота; лиз-лизин; вал-валин). Изобразите эти фрагменты при помощи химических формул.

Решение.

Фрагмент цепи аномального гемоглобина

.

Фрагмент цепи нормального гемоглобина.

Задача 2. В полипептидной цепи фиброина шелка повторяются фрагменты типа: -ала-гли-ала-гли. Напишите химическую формулу такого фрагмента, где ала-аланин, гли-глицин.

Решение.

СН3 СН3

| |

...-NH-CH-CO-NH-CH2-CO-NH-CH-CO-NH-CH2-CO-...

Задача 3. При изучении желатина в качестве его модели используют синтетический полипептид полиглицин. Составьте реакцию поликонденсации глицина и приведите структурную форму полиглицина.

Решение.

NH2-CH2-COOH + H2N-CH2-COOH + H2N-CH2-COOH +...

nH2O + H2N-CH2-CO-NH-CH2-CO-NH-CH2-CO-...(-NH-CH2-СО-)n

Задача 4. Почему происходит уменьшение веса мяса и рыбы после их тепловой обработки?

Решение. Во время тепловой обработки происходит денатурация белков мяса или рыбы. Белки становятся практически не растворимыми в воде и отдают значительную часть содержащейся в них воды, при этом масса мяса, например, уменьшается на 20-40 %.

Задача 5. О чем свидетельствует образование «хлопьев» во время варки мяса?

Решение. Если мясо погрузить в холодную воду и нагревать, то растворимые белки из наружных слоев мяса переходят в воду в количестве до 0,2 % от массы мяса. Во время варки происходит их денатурация, при этом образуются хлопья (пена, всплывающая на поверхность).

Задача 6. Установите структуру нуклеотида, имеющего молекулярную формулу C10H14N5O8P.

Решение. Общая формула нуклеотидов:

где X -- Н (для дезоксирибонуклеотидов) или --ОН (для рибонуклеотидов), Y -- азотистое основание. Согласно молекулярной формуле нуклеотида, в состав основания Y входят пять атомов азота, пять атомов углерода (другие пять атомов углерода входят в состав остатка углевода -- рибозы или дезоксирибозы) и один или два атома кислорода. Единственное азотистое основание, удовлетворяющее этим требованиям, -- гуанин:

Поскольку в состав нуклеотида входят 8 атомов кислорода, а в состав остатков фосфорной кислоты и основания -- пять (четыре из кислоты и один из основания), то остаток углевода должен содержать три атома кислорода, т. е. X = ОН; углевод -- рибоза. Искомый нуклеотид построен из остатков рибозы, гуанина и фосфорной кислоты. Его структурная формула:

Ответ. Нуклеотид построен из остатков рибозы, гуанина и фосфорной кислоты.

Задача 7. Напишите формулы протеиногенных аминокислот, имеющих в растворе кислую реакцию. Благодаря чему они имеют кислую природу?

Решение:

В белках имеются две аминокислоты, имеющие кислую природу - это аспарагиновая (аминоянтарная) и глутаминовая (аминоглутановая) кислоты:

Они являются моноаминодикарбоновыми, содержащие одну аминную и две карбоксильные группы, благодаря чему они и являются кислыми.

Задача 8. Напишите формулы протеиногенных аминокислот, имеющих в растворе щелочную реакцию. Ответ обоснуйте.

Решение:

В растворе щелочную реакцию дают лизин и оритнин, т.к. в них содержатся две аминные группы

Задача 9. В одном из белков содержится 0,32% серы. Какова его относительная молекулярная масса, если предположить, что в молекуле содержится только один атом серы?

Решение: Молекулярная масса вещества будет во столько раз больше атомной массы серы, во сколько 100% больше 0,32%:

, отсюда

Следовательно, относительная молекулярная масса белка 10000.

Задача 10. Какую роль играет АТФ в живом организме?

Решение: АТФ в организме находится в свободном виде и выполняет энергетическую функцию. При распаде АТФ, т.е. при отщеплении последнего остатка фосфорной кислоты выделяется огромное количество энергии 8000 кал, происходит превращение химической энергии в тепловую.

Задача 11. Напишите формулы протеиногеных ароматических аминокислот, имеющих в своем составе гетероциклическое кольцо.

Решение: Некоторые белки содержат ароматические аминокислоты. Таковыми являются фенилаланин и тирозин.

Задача 12. Напишите формулы протеиногенных аминокислот, содержащих серу.

Решение: Серосодержащих аминокислот в белках несколько: цистеин, метионин, цистин.

Задача 13. В составе мононуклеотидов встречаются две пентозы: D-рибоза и D-дезоксирибоза. Напишите формулы.

Решение:

Задача 14. Какие низкомолекулярные НК вы знаете?

Решение: Наряду с высокомолекулярными НК-ми, типа ДНК, в организме имеются низкомолекулярные НК. Таковыми являются транспортная РНК (т-РНК), информационная РНК (и-РНК), рибосомальная РНК (р-РНК).

Задача 15. Из каких азотистых оснований состоят НК? Напишите соответствующие формулы.

Решение: Существует две разновидности НК: РНК и ДНК. В состав и тех и других входят и пуриновые пиримидиновые основания. К пуриновым относятся -

Аденин гуанин

К

пиримидиновым -

уроцил, цитозин тимин

Задача 16. Какие функции выполняют НК в живом организме?

Решение: НК обеспечивают хранение и передачу наследственной информации, принимает непосредственное участие в синтезе белка и образовании генетического материала.

Задача 17. Какую форму имеют макромолекулы НК?

Решение: Они образуют несколько структур: первичную, вторичную, третичную. Каждая структура имеет свое строение: первичное - линейное, вторичное - спиралеобразное, третичное - глобулярное.

Задача 18. Что такое генетический материал?

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17