Білки, їх будова і функції
Всюди, де ми зустрічаємо життя,
ми знаходимо, що вона пов'язана
з будь-яким білковим тілом.
Мети. Розширити знання про білки як природних полімерах, про різноманіття їх функцій у взаємозв'язку з будовою і властивостями; використовувати досліди з білками для реалізації міжпредметних зв'язків і для розвитку інтересу учнів.
план вивчення- Роль білків в організмі.
- Склад, будова, властивості білків.
- Функції білків.
- Синтез білків.
- Перетворення білків в організмі.
Вчитель біології. З органічних речовин, що входять в живу клітину, найважливішу роль відіграють білки. На їх частку припадає близько 50% маси клітини. Завдяки білкам організм придбав можливість рухатися, розмножуватися, рости, засвоювати їжу, реагувати на зовнішні впливи і т. Д.
«Життя є спосіб існування білкових тіл, істотним моментом якого є постійний обмін речовин з навколишнім їх зовнішньою природою, причому з припиненням цього обміну речовин припиняється і життя, що призводить до розкладання білка», - писав Енгельс в своїх працях.
Вчитель хімії. Білки - це складні високомолекулярні природні сполуки, побудовані з амінокислот. До складу білків входить 20 різних амінокислот, це означає величезне різноманіття білків при різних комбінаціях амінокислот. Як з 33 букв алфавіту ми можемо скласти нескінченне число слів, так з 20 амінокислот - безліч білків. В організмі людини налічується до 100 000 білків.
Білки поділяють на протеїни (прості білки) і протеїди (складні білки).
Число амінокислотних залишків, що входять в молекули, по-різному: інсулін - 51, міоглобін - 140. Звідси Mr білка від 10 000 до кількох мільйонів.
Історична довідка . Перша гіпотеза про будову молекули білка була запропонована в 70-х роках XIX ст. Це була уреідная теорія будови білка. У 1903 р німецький вчений Е.Г.Фішер запропонував пептидную теорію, яка стала ключем до таємниці будови білка. Фішер припустив, що білки являють собою полімери із залишків амінокислот, з'єднаних пептидним зв'язком NH-CO. Ідея про те, що білки - це полімерні освіти, висловлювалася ще в 1888 році українським вченим А.Я.Данілевскім. Ця теорія отримала підтвердження в наступних роботах. Згідно поліпептидного теорії білки мають певну структуру.
(Демонстрація кинофрагмента «Первинна, вторинна, третинна структура білка».)
Багато білки складаються з декількох поліпептидних частинок, які складаються в єдиний агрегат. Так, молекула гемоглобіну (С738 Н1166 S2 Fe4 O208) складається з чотирьох субодиниць. Відзначимо, що Mr білка яйця = 36 000, Mr білка м'язів = 1 500 000.
Первинна структура білка - послідовність чергування амінокислотних залишків (всі зв'язки ковалентні, міцні) (рис. 1).
Мал. 1.
Первинна структура білка
Хімічні властивості білків
При нагріванні білків і пептидів з розчинами кислот, лугів або при дії ферментів протікає гідроліз. Гідроліз білків зводиться до розщеплення поліпептидних зв'язків:
Лабораторний досвід 1.
денатурація білків
Денатурація - порушення природної структури білка під дією нагрівання і хімічних реагентів.
а) Дія спирту на білок;
б) дія солей хлориду натрію (концентрований розчин) і ацетату свинцю на білок;
в) дія HNO3 (конц.);
г) згортання білків при кип'ятінні.
Лабораторний досвід 2.
Кольорові якісні реакції білків
а) Біуретова реакція;
б) ксантопротеїнова реакція;
в) взаємодія білка з ацетатом свинцю при нагріванні.
Вчитель хімії. Дані досвіду 1 показують, що забруднення природного середовища солями важких металів призводить до негативних наслідків для живих організмів. Природні білки втрачають властиві їм специфічні властивості, стають нерозчинними, денатурируют. При отруєнні людей солями важких металів використовують молоко, білки якого пов'язують іони таких металів.
(Демонстрація фрагмента з 1-ї частини фільму «Білки, будова білкових молекул».)
Вчитель біології. Функції білків різноманітні.
1. Будівельний матеріал - білки беруть участь в утворенні оболонки клітини, органоїдів і мембран клітини. З білків побудовані кровоносні судини, сухожилля, волосся.
2. Каталітична роль - все клітинні каталізатори - білки (активні центри ферменту). Структура активного центру ферменту і структура субстрату точно відповідають один одному, як ключ і замок.
3. Рухова функція - скоротливі білки викликають всякий рух.
4. Транспортна функція - білок крові гемоглобін приєднує кисень і розносить його по всіх тканинах.
5. Захисна роль - вироблення білкових тіл і антитіл для знешкодження чужорідних речовин.
6. Енергетична функція - 1 г білка еквівалентний 17,6 кДж.
Вчитель біології. Людина протягом тривалого часу споживав білки, виділені головним чином з рослин і тварин. В останні десятиліття ведуться роботи по штучному отриманню білкових речовин. Половина земної кулі знаходиться в стані білкового голодування, а світова нестача харчового білка становить близько 15 млн т на рік при нормі споживання білка в добу дорослою людиною 115 г.
(Демонстрація фрагмента 2-ї частини фільму «Білки, будова білкових молекул» - про збірку молекули білка.)
Вчитель хімії. Висновки. Всі білки є поліпептидами, але не всякий поліпептид є білком. Кожен білок має свою специфічну будову.