Презентация "Аминокислоты и белки"

АМИНОКИСЛОТЫ

10 класс

5klass.net

• Определение класса
• Классификация
• Изомерия
• Свойства
• Получение
• Применение

План характеристики:

• Органические соединения, в молекулах которых содержатся карбоксильная группа СООН и аминогруппа NH 2 , связанные углеводородным радикалом R

• Аминокислоты – производные карбоновых кислот, которые можно рассматривать как продукты замещения одного или более атомов водорода в их радикалах на одну или более аминогрупп

Аминокислоты – гетерофункциональные(бифункциональные) соединения, которые обязательно содержат две функциональные группы: аминогруппу – NH2 и карбоксильную группу – COOH , связанные с углеводородным радикалом

NH 2 – CH – COOH

|

R

С n H 2n O 2 N

Общая формула

• По взаимному расположению функциональных групп:

α

С – С- С – С – СООН

| β α

NH2 С – С- С – С – СООН

| NH2

γ β α

С – С- С – С – СООН

|

NH2

• Классификация

5 4 3 2 1

С – С- С – С – СООН

| 5 4 3 2 1 NH2 С – С- С – С – СООН

| NH2

5 4 3 2 1

С – С- С – С – СООН

|

NH2

• По количеству функциональных групп :

-моноаминомонокарбоновые

-диаминомонокарбоновые

С-С-С-С-С –СООН

׀ ׀

NH2 NH2

лизин

• изомерия углеродного скелета
• изомерия положения NH 2
• оптическая изомерия:

изомерия

Аминокислоты

Природные Синтетические

(в живых организмах) (синтезированы)

протеиногенные

всего около 20 незаменимые

(около половины из)

поступают с пищей

не синтезируются в организме

200 0 , растворимы, сладкие, горькие, безвкусные (от состава радикала) Физические свойства: " width="640"

• Б/ц кристаллические вещества, температура плавления 200 0 , растворимы, сладкие, горькие, безвкусные (от состава радикала)

Физические свойства:

• Химические свойства

• Аминокислоты – амфотерые соедиения

1) Как кислоты

а) с основаниями

NH 2 -CH- COOH + NaOH → NH 2 -CH- COONa + H 2 O

| |

R R

натриевая соль

аминокислоты

б) со спиртами

NH 2 -CH- COOH +С 2 Н 5 ОН → NH 2 -CH- COOС 2 Н 5 + H 2 O

| |

R R

этиловый эфир

аминокислоты

2) Как основания

а) с кислотами

NH 2 – CH – COOH +HCl → [ NH 3 – CH – COOH] + Сl -

| |

R R

хлороводородная соль

аминокислоты

3) Растворимость в воде

N + H 3 – CH – COOH N + H 3 – CH – COO -

| |

R R

биполярный ион

NH 2 –CH 2 –COOH + NH 2 –CH 2 –COOH

→ NH 2 –CH 2 – CO-NH –CH 2 –COOH+Н 2 О

пептидная связь

полипептид

4) Специфическое - взаимодействие между собой (Реакция поликонденсации)

O H

║ |

-C – N –

пептидная связь (-СО-NH- )

Аминокислота1+ Аминокислота2=дипепидид

Аминокислота1+Аминокислота2+Аминокислота3=трипептид…

• Вывод: α-аминокислоты – элементарные частицы природных полимеров- белков

способы получения

• лабораторный

промышленный:

• уксусная кислота →хлоруксусная кислота→аминоуксусная кислота
• СН 3 -СООН + Сl 2 → СН 2 -СООН

|

Cl

• СН 2 -СООН + NH 3 → СН 2 -СООН +HCI

| |

Сl NH 2

гидролиз белков

1806г. Луи Воклен и Пьер Робике

Сок спаржи выделили белое кристаллическое вещество – аспарагин (первая аминокислота, выделенная химиками из природных объектов)

1848г. Рафаэль Пириа

Гидролиз аспарагина аспарагиновая кислота

НО-С-СН 2 -СН-СООН

║ |

О NH 2

• В живых организмах:
• Природные аминокислоты (около 150)
• Протеиногенные аминокислоты (около 20) в белках

• Незаменимые:

валин, лейцин, лизин, треонин, цистеин и др.

• Антибиотики (пенициллин)
• Полиамидные смолы (капрон, нейлон)
• *Добавка к корму

1909г. К. Икеда

Сушеные водоросли – усиливают аромат и вкус пищи – пищевые добавки.

Е 621, Е 620, Е 622-625

Назвать кислоту, записать уравнения реакций взаимодействия данной аминокислоты с кислотой, основанием, спиртом

СН 3 – СН - СООН

|

NH 2

NH 2 – С 2 Н 4 - СООН

(аланин)

• Белки

• Жизнь – это форма существования белковых тел

• Белок – это мышцы, соединительные ткани (сухожилия, связки, хрящи).
• Белковые молекулы включены в состав костной ткани.
• Из особых форм белка сотканы волосы, ногти, зубы, кожный покров.
• Из белковых молекул образуются отдельные очень важные гормоны, от которых зависит здоровье.
• Большинство ферментов также включают белковые фрагменты, а от ферментов зависит качество и интенсивность происходящих в организме физиологических и биохимических процессов.
• Содержание белков в различных тканях человека неодинаково. Так, мышцы содержат до 80% белка, селезенка, кровь, легкие – 72%, кожа – 63%, печень – 57%, мозг – 15%, жировая ткань, костная и ткань зубов – 14–28%.

Белки  – это высокомолекулярные органические соединения,представляющиесобой биополимер, состоящий из мономе ров,которыми являются аминокислоты соединенные пептидной связью

В состав белков входят:

Гемоглобин - С 3032 H 4816 O 872 N 780 S 8 Fe 4

Mr белка яйца = 36 000,

Mr белка мышц = 1 500 000.

водород

углерод

азот

кислород

фосфор

сера

железо

другие элементы

Основными структурными компонентами белков  являются аминокислоты .

• В начале 20 века Э.Фишер в результате гидролиза белковых
• молекул получил смесь аминокислот и выдвинул
• полипептидную теорию.

• H 2 N – CH – COОН + Н – N – CH - COOH →
• │ │ │
• CH 3 H CH 3
• аланин аланин

• H 2 N – CH – C – N – CH – COOH + Н2О

│ ║ | │

CH 3 О Н CH 3 дипептид

• Строение белков

• БЕЛКИ - это высокомолекулярные азотсодержащие органические вещества, структурным компонентом которых являются α-аминокислоты, связанные пептидными связями.
• В состав белков входит 20 различных аминокислот.
• Кроме понятия «белок», в химии встречается термины « ПЕПТИД » и « ПОЛИПЕПТИД ».
• Белки подразделяют на протеины (простые белки) и протеиды (сложные белки).

• СТРУКТУРА БЕЛКОВ

■ Первичная структура - последовательность

чередования аминокислотных остатков

( связи пептидные )

( линейная цепь)

■ Вторичная структура – форма полипептидной цепи в пространстве. Белковая цепь закручена в спираль (за счет множества водородных связей)

(спираль)

• Третичная структура – реальная трехмерная конфигурация, которую принимает в пространстве закрученная спираль (за счет гидрофобных связей), у некоторых белков – S–S-связи (бисульфидные связи)

(клубок)

• Четвертичная структура – соединенные друг с другом макромолекулы белков образуют комплекс.

(Несколько цепей)

► Строительная – белки участвуют в образовании оболочки клетки, органоидов и мембран клетки. Из белков построены кровеносные сосуды, сухожилия, волосы

► Каталитическая – все клеточные катализаторы –

белки (активные центры фермента).

► Двигательная – сократительные белки вызывают

всякое движение.

► Транспортная – белок крови гемоглобин присоединяет кислород и разносит его по всем тканям.

► Защитная – выработка белковых тел и антител для обезвреживания чужеродных веществ.

► Энергетическая – 1 г белка эквивалентен 17,6 кДж.

► Рецепторная – реакция на внешний раздражитель.

• ФУНКЦИИ БЕЛКОВ

1. Гидролиз белков

Гидролиз белков сводится к расщеплению полипептидных связей:

• Химические свойства белков

2. Денатурация белков

Денатурация – нарушение природной структуры белка под действием нагревания и химических реагентов.

а) высокая или низкая температура

б) механическое воздействие;

в) облучение;

г) яды;

д) действие спирта;

б) действие солей тяжелых металлов (Pb, Hg и др.)

3. Цветные качественные реакции белков

а) Биуретовая реакция (Cu(OH) 2 );

б) ксантопротеиновая реакция (HNO 3 конц.);

в) взаимодействие белка с ацетатом свинца

при нагревании.

г) горение белка

• Превращения белков в организме

• Значение белков

• Отдельные белки находят применение в народном хозяйстве, например белки шерсти, шелка, кожи и рогов животных.
• Выяснение структуры белков, их многообразных функций в организме позволяет понять механизм наследственности, что в свою очередь, имеет большое значение для выведения высокопродуктивных пород животных и сортов растений.
• Изучение белков важно и для выяснения природы заболеваний, наблюдаемых у человека и животных

• Какие атомы входят в состав белков?
• Какой ученый и как объяснил строение белков?
• Определение белков.
• Как подразделяются белки?
• Какие структуры может иметь белок,как можно охарактеризовать каждую структуру, тип связи в каждой структуре.
• Функции белков.
• Химические свойства белков
• Значение белков.