Моносахариды могут присоединять аминогруппу (образуются глюкозамины) и ацетилироваться

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГОУ ВПО «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия»

Институт Биотехнологии и ветеринарной медицины

Кафедра кормления и разведения сельскохозяйственных животных

 

 

 

Биологическая химия

(химия углеводов, белков, жиров, витаминов,

Гормонов, ферментов)

Часть 1

 

 

Методические указания по дисциплине «Биологическая химия» для студентов очного и заочного направления подготовки специальности 310800 «Ветеринария», 111100 «Зоотехния» квалификация Бакалавр

 

Тюмень 2011

Составители: профессор Ярмоц Л.П., доцент к.с.-х. наук Иванова И.Е.

 

Методические указания составлены в соответствии с типовой программой по дисциплине «Биохимия животных». Предназначены для лабораторных работ со студентами 2 курса очного и заочного обучения по специальности «Ветеринария» 310800 и 111100 «Зоотехния» квалификация Бакалавр

 

 

Рецензент: профессор Сидорова К.А.

 

Содержание

	Введение…………………………………………………………………….
	Химия углеводов …………………………………………………………..
1.1.	Моносахариды ……………………………………………………………..
1.2.	Олигосахариды …………………………………………………………….
1.3.	Полисахариды ……………………………………………………………...
	Лабораторная работа……………………………………………………….
2.	Химия липидов …………………………………………………………….
2.1.	Жирные кислоты …………………………………………………………..
2.2	Простые жиры………………………………………………………………
2.3.	Сложные жиры……………………………………………………………..
	Лабораторная работа……………………………………………………….
3.	Химия белков……………………………………………………………….
3.1.	Строение белков……………………………………………………………
3.2.	Строение и свойства аминокислот………………………………………..
3.3.	Классификация белков…………………………………………………….
	Лабораторная работа………………………………………………………
4.	Ферменты - биологические катализаторы………………………………..
4.1.	Классификация ферментов………………………………………………...
4.2.	Свойства ферментов……………………………………………………….
	Лабораторная работа………………………………………………………
5.	Витамины……………………………………………………………………
	Лабораторная работа……………………………………………………….
6.	Гормоны ……………………………………………………………………
	Лабораторная работа……………………………………………………….
7.	Биохимия органов и тканей………………………………………………..
7.1.	Биохимия крови……………………………………………………………
	Лабораторная работа………………………………………………………
7.2.	Биохимия почек и мочи…………………………………………………….
	Лабораторная работа……………………………………………………….
8.	Биохимия молока и молокообразование………………………………….
	Техника безопасности при работе в биохимической лаборатории……..
	Словарь терминов…………………………………………………………..
	Сокращения ………………………………………………………………...
	Литература………………………………………………………………….

Введение

 

Биохимия – это наука, изучающая состав, структуру и свойства компонентов протоплазмы, обмен веществ и энергии в живом организме. Она является теоретической основой современной ветеринарии и зоотехнии.

Целью дисциплины является создание представления у студентов об обмене веществ между внешней средой и организмом и их метаболизма внутри организма.

Задачами дисциплины являются:

- изучение строения и взаимопревращения углеводов белков, липидов, минеральных веществ, витаминов, ферментов, гормонов, биологически активных веществ в организме животных;

- изучение биохимических показателей, биологических жидкостей и тканей;

- освоение и практическое закрепление навыков определения уровня белков, углеводов, липидов, минеральных веществ в биологических жидкостях;

- умение на основании полученных лабораторных исследований поставить диагноз.

Студент должен иметь представление о химическом составе живых

организмов и природе химических процессов, происходящих в отдельных органах и тканях на клеточном уровне и в целостном организме; о путях обмена веществ в организме, от интенсивности которых зависит рост, развитие, размножение и продуктивность животных. На основании этих знаний научно разрабатывать мероприятия по профилактике заболеваний животных и по повышению продуктивности.

В процессе изучения биохимии студент должен уметь: выполнить сам биохимические исследования крови и мочи, определить состояние обмена веществ по содержанию в крови и моча белков, углеводов, минеральных веществ и их метаболитов.

Знания, полученные при изучении биохимии, служат теоретической

основой для освоения прикладных наук – кормления и разведения животных, патологической физиологии, фармакологии, зоогигиены и других наук.

Химия углеводов.

Цель: Ознакомиться с важнейшими углеводами пищевого рациона, их

биологическим значением, классификацией.

Углеводы относятся к полифункциональным соединениям, содержащим карбонильную (альдегидную или кетонную) и гидроксильные спиртовые группы. Поэтому они одновременно обладают свойствами альдегидов или кетонов и многоатомных спиртов.

Углеводы являются наиболее распространенным классом органических соединений природы и, благодаря их функции, углеводы можно рассматривать как основу существования растительных и животных организмов. Необходимость изучения углеводов заключается в широком спектре их функций.

Функции

Энергетическая – преимущество углеводов состоит в их способности окисляться как в аэробных, так и в анаэробных условиях (глюкоза),

Защитно-механическая – основное вещество трущихся поверхностей суставов, находятся в сосудах и слизистых оболочках ( гиалуроновая кислота и другие гликозаминогликаны),

Опорно-структурная – целлюлоза в растениях, гликозаминогликаны в составе протеогликанов, например, хондроитинсульфат в соединительной ткани,

Гидроосмотическая и ионрегулирующая – гетерополисахариды обладают высокой гидрофильностью, отрицательным зарядом и, таким образом, удерживают Н₂О, ионы Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺ в межклеточном веществе, обеспечивают тургор кожи, упругость тканей,

Кофакторная – гепарин является кофактором липопротеинлипазы плазмы крови и ферментов свертывания крови (инактивирует тромбокиназу).

Углеводы подразделяются на моносахариды и полисахариды.

Важнейшие представители

моносахариды

олигосахариды

полисахариды

триозы

тетрозы

пентозы

гексозы

дисахариды

трисахариды

гомополисахариды

гетерополисахариды

Глицериновый альдегид←

Диоксиацетон←

Эритроза←

рибоза←

дезоксирибоза←

Глюкоза←

Фруктоза←

Сахароза←

Лактоза ←

Мальтоза←

Рафиноза ←

Крахмал ←

Гликоген ←

Клетчатка ←

Ходроитин серные кислоты←

Гепарин ←

Гиалуроновая кислота←

1.1.Моносахариды.

 

Основа моносахаридов – это неразветвленная цепочка углеродных атомов, соединенных между собой одинарными ковалентными связями. Один из атомов углерода связан двойной связью с атомом кислорода (С=О), образуя карбонильную группу, которая может являться частью альдегидной группы. Все остальные атомы углерода присоединены к гидроксильным группам.

Моносахариды подразделяются на альдозы и кетозы в зависимости от наличия альдегидной или кетогруппы. Альдозы и кетозы, в свою очередь, разделяются в соответствии с числом атомов углерода в молекуле: триозы, тетрозы, пентозы, гексозы и т.д.

Химические свойства различных моносахаридов схожи в силу сходства их строения:

1. Свойства восстановителей (благодаря наличию альдегидной группы в составе их молекулы), что дает возможность проводить качественное и количественное определения сахаров. На этом свойстве базируется о-толуидиновый метод определения уровня глюкозы в крови и реакции (Троммера, Ниландера), определения сахара в моче.

 

С О

// //

С₅Н₁₁О₅─С + 2CuSO₄ + 5NaOH---→ С₅Н₁₁О₅─С +2CuOH+2Na₂SO₄+H₂O

\ \

Н ОН

2. Окисление сахаров. При окислении альдоз в кислой среде образуются уроновые кислоты, из которых важнейшей является глюкуроновая кислота, входящая в состав основного вещества соединительной ткани.

 

Моносахариды способны образовывать эфиры; особо важны фосфорные эфиры гексоз (глюкозы, фруктозы, галактозы) и пентоз (рибозы и дезоксирибозы), так как именно фосфорилированные сахара участвуют в реакциях метаболизма.

Глюкозо-6-фосфат +Н₂О → Глюкоза + Н₃РО₄

Моносахариды могут присоединять аминогруппу (образуются глюкозамины) и ацетилироваться.

5. Восстановление моносахаров. Карбонильная группа моносахара может быть восстановлена газообразным водородом с образованием соответствующих многоатомных спиртов. Из глюкозы образуется спирт сорбит, манноза дает маннит

сорбит

Сорбит часто применяется как заменитель сахара, его можно встретить в диетических продуктах и диетических напитках (например, жевательной резинке без сахара). В естественном виде встречается в косточковых плодах, водорослях, высших растениях. Вещество считается пищевым подсластителем, так как позволяет обеспечить минимальное количество калорий / энергии для диеты — 2.6 Ккал (11 КДж) на грамм, против 4Ккал (17 КДж) у обычного сахара (64 % от калорийности сахарозы), причём сладость меньше также на 40 %. Также сорбит обладает желчегонным эффектом.

6.Брожение глюкозы:

Молочнокислое брожение:

Спиртовое брожение:

Маслянокислое брожение: