Тема: Органические вещества
Урок: Аминокислоты. Белки
1. Состав и свойства аминокислот
Аминокислоты – это вещества, в молекулах которых содержатся одновременно аминогруппа -NH2 и карбоксильная группа -СООН. Например:
 |
 |
| Аминоуксусная кислота (глицин) | β-аминопропионовая кислота |
Аминокислоты можно рассматривать как карбоновые кислоты, в молекулах которых атом водорода в радикале замещен аминогруппой. Общая формула аминокислот может быть записана так: H2N-CH-R-COOH, где R – углеводородный радикал.
|
Некоторые представители аминокислот |
|
|
Название кислоты |
Формула |
|
Аминоуксусная |
H2N-CH2-COOH |
|
Аминопропионовая |
H2N-CH2- CH2-COOH |
|
Аминомасляная |
H2N-CH2- CH2--CH2-COOH |
|
Аминовалериановая |
H2N-(CH2)4-COOH |
|
Аминокапроновая |
H2N-(CH2)5-COOH |
|
Аминоэнантовая |
H2N-(CH2)6-COOH |
При этом аминогруппа может находиться у разных атомов углерода, что обусловливает один из видов изомерии аминокислот. Чтобы в названии изомеров можно было указывать положение группы _NH2 по отношению к карбоксилу, атомы углерода в молекуле аминокислоты обозначают последовательно буквами греческого алфавита: α, β, γ, δ, ε и т.д. Наличие и аминогруппы, и карбоксильной в составе аминокислот обеспечивает их амфотерные свойства. По этой же причине аминокислоты могут взаимодействовать между собой, образуя полипептидные цепи. Группа атомов -СО-NH-, образующаяся при взаимодействии молекул аминокислот, называется пептидной, или амидной группой, а связь между атомами углерода и азота в ней – пептидной, или амидной.
В таблице 1 приведен ряд аминокислот с положением аминогруппы в конце углеродной цепи.
Аминокислоты – бесцветные кристаллические вещества, растворимые в воде; многие из них имеют сладкий вкус. Температура плавления аминокислот выше 22°С.
2. Разнообразие белков
Белки
Белки-полипептиды, выполняющие специфические биологические функции в живых организмах
В живом организме из остатков аминокислот синтезируются такие важные биологические полимеры, как белки. Они содержатся в протоплазме и ядре всех растительных и животных клеток и являются главными носителями жизни (Рис. 1).
Рис. 1. Сложный белок гемоглобин снабжает клетки тканей кислородом и выводит из организма углекислый газ.
Разнообразие белков определяется тем, какие остатки аминокислот и в какой последовательности образуют молекулу белка. В результате гидролиза белков, т.е. в результате их взаимодействия с водой, было выделено более 20 аминокислот. Вычислено математическими методами, что, соединяясь друг с другом, они могут дать свыше 2,4.1018 различных комбинаций. Разнообразие белков увеличивается еще и от того, что в состав их молекул могут входить атомы и других химических элементов. Это углерод (его массовая доля составляет 50-55%), кислород (21,5-23,5%), азот (15-17%), водород (6,5-7,3%), сера (0,3-2,5%), а также небольшие количества фосфора, йода, железа и других элементов. Поэтому свои белки присущи каждому живому организму и даже каждому индивиду.
Белки уникальны. Каждый из них выполняет свою биологическую роль. Так, из одних белков образуются мышечные ткани, из других – покровная, из третьих – опорная (Рис. 2).
 |
 |
 |
Рис. 2. Биологическая роль белков в живых организмах
Цветные реакции белков
- Ксантопротеиновая. С азотной кислотой белки дают желтое окрашивание, переходящее при действии аммиака в оранжевое.
- Биуретовая. С солями меди и щелочами белки дают фиолетовую окраску.
3. Гормоны и ферменты
Веществами белковой природы являются также гормоны и ферменты. Ферменты можно рассматривать как катализаторы биохимических процессов. Они во много раз ускоряют процессы, протекающие в живых организмах. Гормоны – очень активные вещества, которые влияют на деятельность определенных органов и систем органов и регулируют процессы обмена веществ.
4. Успехи в изучении и синтезе белков
Успехи в изучении и синтезе белков
В настоящее время ведутся активные исследования способов промышленного получения белков. На сегодняшний день уже получено несколько белковых молекул искусственным путем. Только произошло это в результате очень долгих и дорогостоящих процессов. В живых же организмах эти реакции протекают моментально, за несколько секунд. Поэтому некоторые белковые вещества – гормоны, ферменты, антибиотики – получают биотехнологическими методами, используя живые организмы, как своеобразные фабрики. В настоящее время уже разработаны пути получения более 120 разных видов искусственных мясных и рыбных продуктов.
Подведение итога урока
Вы узнали о составе и некоторых свойствах аминокислот и белков, научились объяснять амфотерность аминокислот и понимать суть взаимодействия между ними. Узнали, что белки – природные полимеры (полипептиды) – построены из остатков молекул α-аминокислот и выполняют специфические биологические функции в живых организмах.
Список рекомендованной литературы
1. Рудзитис Г.Е. Неорганическая и органическая химия. 9 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение, 2009.
2. Попель П.П. Химия. 9 класс: Учебник для общеобразовательных учебных заведений / П.П. Попель, Л.С. Кривля. – К.: ИЦ «Академия», 2009. – 248 с.: ил.
3. Габриелян О.С. Химия. 9 класс: Учебник. – М.: Дрофа, 2001. – 224 с.
Рекомендованные ссылки на интернет-ресурсы
1. Interneturok.ru (Источник).
2. Hemi.nsu.ru (Источник).
3. ChemPort.Ru (Источник).
4. ХиМиК.ру (Источник).
Рекомендованное домашнее задание
1. Рудзитис Г.Е. Неорганическая и органическая химия. 9 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение, 2009. – №№ 13-15 (с. 173).
2. Вычислите массовую долю азота в аминоуксусной кислоте.
3. Напишите уравнение реакции взаимодействия аминоуксусной кислоты с едким натром и с соляной кислотой. Назовите продукты реакции.
