Белки как биополимеры. Свойства и биологические функции белков

План ответа:

1. Определение.
2. Состав и строение.
3. Физические свойства.
4. Химические свойства.
5. Роль белка в организме человека.

Белки – это азотсодержащие высокомолекулярные органические вещества со сложным составом и строением.

Состав и строение

Белки состоят из аминокислот, образуются в результате реакции поликонденсации.

Например, образование дипептида.

                                                                                  О H

                                                                                   || |

NH₂-СН₂-СООН + NH₂-СН₂-СООН →NH₂-СН₂-С-N-СН₂-СООН +НОН    

                                                                        дипептид

 О H

   || |

-С-N- пептидная или амидная группа, а связь между атомами углерода и азота в ней – пептидная (амидная) связь.

Белок имеет пространственную структуру:

Первичная - последовательность аминокислотных звеньев (дипептид или трипептид).

Вторичная – образование водородных связей между ›С=О и ›N-H соседних пептидных групп – спираль.

Третичная – взаимодействие –S-S-,–NH₂, -OH, -COOH групп приводит к сворачиванию спирали в клубок, образуется макромолекула.

Четвертичная – некоторые белковые макромолекулы могут, соединятся друг с другом, и образовывать крупные комплексы.

Физические свойства

Белки бывают растворимые в воде и нерастворимые. Некоторые с водой образуют коллоидные растворы.

       Химические свойства

Белки, как и составляющие их аминокислоты амфотерны.

1. Гидролиз.

                             ферменты

         Белок + вода  →   различные аминокислоты

1. Денатурация – нарушение конфигурации молекулы белка вследствие разрушения водородных и других связей: белок утрачивает своё биологическое значение.
2. Разложение при нагревании – образуются летучие продукты: этот признак может быть использован для обнаружения белков (появляется запах жжёной шерсти).
3. Цветные реакции на обнаружение белков:

а) Биуретовая реакция (на пептидную группу).

Если к небольшому количеству раствора белков прилить немного гидроксида натрия и по каплям раствор сульфата меди (II), то появляется красно-фиолетовая окраска.

б) Ксантопротеиновая реакция (на остатки ароматических аминокислот, входящих в состав белка)

белок + НNO₃→ жёлтое окрашивание

       в) Если к раствору прилить ацетат свинца (II), а затем гидроксид натрия и нагреть, то выпадает чёрный осадок сульфида свинца, что указывает на содержание в составе белка серы.

Роль белка в организме человека.

1.Структурная - построение тканей и клеток, их составных частей.

2. Каталитическая – ферменты, регулирующие реакции идущие в организме часто белковой структуры.

3. Регуляторная – белки – гормоны (например, инсулин) регулируют работу нашего организма.

4. Защитная – специфические белки антитела защищают наш организм.

5. Транспортная – белок гемоглобин крови доставляет кислород от лёгких к клеткам тела.

 

45. Взаимосвязь между различными классами органических соединений.

План ответа:

1. Взаимосвязь различных классов органических соединений (схема взаимопревращений).
2. Примеры реакций, подтверждающие получение одних веществ из других.
3. Вывод.

       В начале ответа важно подчеркнуть, что строение молекул органических соединений позволяет сделать вывод о химических свойствах веществ и тесной взаимосвязи между ними. Из веществ одних классов путём последовательных превращений получаются соединения других классов. При этом все органические вещества можно представить как производные наиболее простых органических соединений – углеводородов.

Генетическую связь органических веществ можно представить в виде схемы (варианты могут быть различны).

         1         2            3             4               5

а) С₂Н₆→С₂Н₅Br→С₂Н₅ОН→СН₃-СОН→СН₃СООН→СН₃СООС₃Н₇.

1) С₂Н₆ + Br₂→ С₂Н₅Br + НBr

2)С₂Н₅Br +HOH → С₂Н₅ОН + НBr

3) С₂Н₅ОН + CuO → СН₃-СОН + Cu + HOH

4) СН₃-СОН +Ag₂O → СН₃СООН +2Ag↓

5) СН₃СООН + С₃Н₇ОН → СН₃СООС₃Н₇ +HOH

     1   2     3      4             5               6               7                   8                   

б) С →СН₄→С₂Н₂→С₂Н₄→ С₂Н₅ОН → СН₃-СОН → СН₃СООН →ClСН₂СООН →

                       9

NH₂СН₂СООН → NH₂СН₂СООС₂Н₅

1) С +2H₂ →СН₄

2) 2 СН₄ → С₂Н₂ +3H₂

3) С₂Н₂ + H₂→С₂Н₄

4) С₂Н₄ + HOH→ С₂Н₅ОН

5) С₂Н₅ОН + CuO → СН₃-СОН + Cu + HOH

6) СН₃-СОН +Ag₂O → СН₃СООН +2Ag↓

7) СН₃СООН +Cl₂ → ClСН₂СООН +HCl

8) ClСН₂СООН + NH₃ → NH₂СН₂СООН + HCl

9) NH₂СН₂СООН + С₂Н₅ОН → NH₂СН₂СООС₂Н₅ + HOH

К любой схеме необходимо составить уравнения химических реакций, подтверждающие взаимосвязь указанных веществ.

Таким образом, взаимосвязь всех классов органических веществ и веществ, органических с неорганическими имеет своей основой единство химических элементов и проявляется во взаимных превращениях веществ.