Презентация Белки — биологические полимеры"

Автор: Пунгина А.П. учитель биологии МБОУСОШ с. Болдыревка

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 .

Чему посвящены строки из стихотворения Надсона? Что такое жизнь? Откуда она взялась на земле? Этим вопросом задавались многие века и  многие ученые. Среди них путешественник и естествоиспытатель Александр Гумбольт, Фридрих Энгельс, которые определили «жизнь, как … способ существования белковых тел…»

• Белки – это  сложные органические соединения, представляющие собой высокомолекулярные полимеры – макромолекулы, - построенные из стандартных субмолекулярных блоков, соединенных химической связью особого типа и образующих специфические пространственные конфигурации. Первым установил блочный принцип строения белка и химическую структуру блоков выдающийся немецкий  биохимик Эмиль Герман Фишер (1852 -1919). Белки называют также протеинами.

• Каждый тип белка имеет уникальный химический состав и структуру, которыми определяются его биологические свойства.

• в настоящее время приняты три разные классификации белков:

• 1) по составу, 2) по структуре, 3) по функциям

Примерный химический состав

белка

С 50 – 55%

О 19 – 24%

Н 6,5 – 7,3%

N 15 – 19%

S 0,2 -2,4%

• На долю белков приходится более 50% общей массы органических соединений животной клетки:

в мышцах – 80%

в коже – 63%

в печени – 57%

в мозге – 45%

в костях -28%

• Химические формулы некоторых белков:

Пенициллин С 16 Н 18 О 4 N 2

Казеин С 1864 Н 3021 О 576 N 468 S 2

Гемоглобин С 3032 Н 4816 О 872 N 780 S 8 F е 4

Общая формула белка

R

|

N Н2 – СН – СООН,

Белки (полипептиды)  биополимеры, построенные из остатков

 -аминокислот, соединенных пептидными связями.

Пептидной связью называют амидную связь – CO – NH –, образованную при взаимодействии  -аминокислот за счет реакции между аминогруппой NH 2 одной молекулы и карбоксильной группы COOH – другой.

Макромолекулы природных полипептидов (белков) состоят из остатков

 -аминокислот - NH - C Н( R )-С O -

В составе радикала R могут быть открытые цепи, карбо- и гетероциклы,

а также различные функциональные группы (- SH , - OH , - COOH , - NH 2 ).

Схема образования полипептида

Схема образования полипептида

Макромолекулы белков имеют строго упорядоченное химическое и

пространственное строение, исключительно важное для проявления ими определенных биологических свойств.

Выделяют 4 уровня структурной организации белков:

Первичная структура

Вторичная структура

Третичная структура

Четвертичная структура

Первичная структура – определенный набор и последовательность

 -аминокислотных остатков в полипептидной цепи .

Вторичная структура –

конформация полипептидной цепи, закрепленная множеством водородных связей между группами N–H и С=О.

Одна из моделей вторичной структуры –  -спираль .

Третичная структура

– форма закрученной спирали в пространстве,

образованная главным образом за счет дисульфидных мостиков -S-S-,

водородных связей, гидрофобных и ионных взаимодействий.

Четвертичная структура

– агрегаты нескольких белковых макромолекул (белковые комплексы), образованные за счет взаимодействия разных полипептидных цепей.

Демонстрация опыта:

• Опыт N 1  Белок +нагревание   --- денатурация (выпадение осадка)
• Опыт N 2  Белок + фенол  --- денатурация (выпадение осадка)
• Опыт N 3  Белок + СиSО4 --- денатурация (выпадение осадка)

Растворимость

Гидролиз

При гидролизе белков образуются аминокислоты.

Денатурация.

При нагревании белков происходит разрушение сначала четвертичной, потом третичной структуры белка и так далее. При прекращении нагревания молекулы белка снова объединяются в сложные структуры. Следовательно, полностью разрушить белок можно только при очень высоком нагревании, при котором разрушается первичная структура – полипептидная цепь.

Цветные реакции:

Для белков характерно сворачивание и образование жёлтого осадка при действии азотной кислоты (ксантопротеиновая реакция) и образование фиолетового окрашивания при взаимодействии белка с гидроксидом меди ( II) ( биуретовая реакция)

Функции белков в природе :

• каталитические (ферменты);
• регуляторные (гормоны);
• структурные (кератин шерсти, фиброин шелка, коллаген);
• двигательные (актин, миозин);
• транспортные (гемоглобин);
• запасные (казеин, яичный альбумин);
• защитные (иммуноглобулины) и т.д.

Значение белков и ферментов

• Среди белков выделяется особый и очень важный подкласс - ферменты
• Ферменты – белки, обладающие каталитической активностью, т.е. ускоряющие протекание реакций. Все ферменты высокоспецифичные к своему субстрату и, как правило, катализируют только одну вполне определенную реакцию. На работу ферментов влияют многочисленные факторы: рН, температура, ионный состав среды и.т.д.
• Широко известны заболевания, вызываемые ферментной недостаточностью. Пример: неперевариваемость молока (нет фермента лактазы); гиповитаминозы (витаминная недостаточность) Определение активности ферментов в биологических жидкостях имеет большое значение для диагностики заболевания. Например, по активности ферментов в плазме крови определяют вирусный гепатит.

Самопроверка

1.Наличие в белках пептидной связи предположил ученный:

А) М.В. Ломоносов ; Б) А.Я. Данилевский;

В) В.В. Марковников; Г) Э.Г. Фишер.

2Какую функцию выполняет белок инсулин в организме?

А) Способствует свертыванию крови;

Б) образует комплексы с инородными белками;

В) переносит О2 в мышцах;

Г ) регулирует обмен глюкозы.

3. Имитацией третичной структуры белковой молекулы является:

А) клубок ниток; Б) свернутая в клубок электроспираль;

В) телевизионная антенна; Г) выпрямленный телефонный шнур.

4.Как называется белок, у которого первым удалось расшифровать первичную структуру?

А) Рибонуклеаза; Б) Инсулин ; В) Глобин; Г) Миоглобин.

5.Биологическими катализаторами – веществами белковой природы – называются:

А) Гормоны ; Б) Ферменты ; В) Витамины; Г) Углеводы.

6. Какая структура белковой молекулы определяет специфическую биологическую активность белка?

А) Четвертичная ; Б) Третичная; В) Вторичная; Г) Первичная.

7. Какой вид химической связи поддерживает вторичную структуру белковой молекулы?

А) Водородная ; Б) Ионная; В) Пептидная; Г) Гидрофобная.

8.Укажите элементный состав простых белков:

А) С,Н ; Б) С, Н, О, N , S ; В) С, Н, N ; Г) Вся таблица Менделеева.

Наш урок мы начали со слов «жизнь».

Закончить урок нам хочется этим же понятием  «Жить – это значит узнавать!

Жить – это значит мечтать широко и привольно!

Жить – это значит творить, трудясь без устали,с неисчерпаемым вдохновением!

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

В подготовке презентации использованы:

• И.Г. Хомченко. Общая химия.
• В.Г. Жириков. Органическая химия.
• В.Б. Захаров, С,Г. Мамонтов, В.И. Сивоглазов. Биология. Общие закономерности: Учебник для 10-11-х классов общеобразовательных учебных заведений.
• А.О. Рувинский, Л. В. Высоцкая, С.М.Глаголев. Общая биология: Учебник для 10-11 класса с  углубленным изучением.

5. Ресурсы Интернет (все фотографии, рисунки)

6. Информационно-образовательные ресурсы по биологии.