Нәруыздар. Лабораториялық тәжірибе № 17 «Белоктардың түсті реакциялары» 11 сынып

Тақырыбы

§12.5. Нәруыздар.

Лабораториялық тәжірибе № 17 «Белоктардың түсті реакциялары»

уақыты

Білімділік мақсаты:

дамытушылық:

тәрбиелік:

оқушыларға ,белоктар ,нуклеин қышқылдары ,түсті реакциялар,белоктардың денатурациясы,гидролизі, белок мысалында табиғи полимерлер туралы білімдерін тереңдету, құрамы туралы білімдерін кеңейту,құрылысы,полипептидтердің қасиеттері;

микробиологиялық өнеркәсіптің жұмысымен таныстыру,белоктарды синтездеудің химиялық,биологиялық әдістерімен,синтетикалық азық-түлік өндірумен таныстыру;

талдау,қорытындылау біліктіліктерін дамыту, жүйелей білу, құрылысын түсіндіре білу,дағдыларын ары қарай қалыптастыра отырып дамыту,есте сақтау қабілеттерін дамыту;

сабақ уақытын бағалауға үйрету,еңбекқорлыққа және пәнге қызығушылығын арттыру.

Сабақ типі:

жаңа сабақ

Сабақ өткізілу түрі:

мұғалімнің түсіндіруі (ауызша), кітаппен өз бетінше жұмыс , 11-ЕТЖ-1 жаттығулар орындау

Құралдар мен реактивтер:

Кітап, дәптер, интерактивті тақта,видеофрагмент көрсету 11-ЕТЖ-1

Ұйымдастыру

кезеңі:

(Сабақтың мақсаты мен кезеңдерін анықтау.)

-сабақта қалыпты жұмыс істеуге мүмкіндік жасау ;

-оқушыларды психологиялық дайындау.

Амандасу.Оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру. Оқушылардың көңілін сабаққа аудару. Сабақтың жалпы мақсатын ашу ,оны өткізу жоспарын көрсету.

1-2

Үй тапсырмасын тексеру кезеңі:

Сабақтың білімділік мақсаты:

-үй тапсырмасының дұрыс, толық орындалғанын тексеру ;

-білімдеріндегі кеткен кемшіліктерді,тапсырма орындау барысында қиындықтарды анықтау ;

-кеткен кемшіліктерді жою.

1.ТҚ.алғашқы нұсқау беру.

5-7

Оқушыларды білімді ,саналы және белсенді түрде меңгеруге дайындау кезеңі:

1.Сабақ тақырыбын хабарлау.Оқушылармен біріге отырып сабақ мақсатын айқындау.

Жаңа материалды оқып үйренудің практикалық қажеттілігін көрсету. Оқушылардың алдына оқу проблемасын қою.Білімді жаңғырту. (Актуализация )

Білімділік міндеттері: .

-оқушылардың білім алуға деген ынта-ықыласын жұмылдыру.

-оқушыларды білім алудың мақсаттарын анықтауға;

- оқушылардың материалды бір мезгілде қабылдауы ,ой қорытындыларын жасауы,жалпылай және жүйелей білуі.

2.Оқыту проблемалары:

Белоктар

1.Білімді жаңғырту:

Фронталды әңгімелесу:

• Аминқышқылдарын алу әдістерін мен қолданылуын атаңдар?

• Биология курсынан белоктар туралы не білесіңдер?

3-4

Жаңа сабақты түсіндіру кезеңдері:

Білімділік міндеттері:

Берілген материалды оқушылардың қабылдауын есте сақтауын қамтамасыз ету;

- оқушылардың білімді қабылдауына,алған білімнен қорытынды шығаруға,жүйелеуге қажетті түрлі әдіс –тәсілдерді үйрету;

- оқушылардың білімді қайта жаңғырту әдістерін қабылдауы;берілген оқу материалын өз бетінше ұғынуға ,түсініктерді ,заңдарды, анықтамаларды философиялық тұрғыдан түсінуге көмек жасау.

1.Мұғалімнің 11-Б-5 қолданып түсіндіруі:

Белоктар- молекулалары әр түрлі аминқышқылдарының қалдықтарынан құралған күрделі табиғи полимерлер (биополимерлер).

Белоктар- өсімдіктер, жануарлар және адам тіршілігіндегі аса маңызды заттар. Олар организмде тіршілік үшін маңызы зор қызметтерді атқарады. Клетка цитоплазмасы, ядролар, терінің сыртқы қабаты, ми, жүйке, бұлшық ет, шаш, жүн, тұйақ, мүйіз, қан, т.б. негізінен, әр түрлі белоктардан құралған.

Осы айтылғандардан белоксыз тіршілік жоқ екенін білуге болады. Неміс филосыфы Ф.Энгельстің айтуы бойынша: «Тіршілік дегеніміз- белокты денелердің өмір сүру тәсілі».

Белоктар- сыртқы түрі, физикалық түрі, құрылымы, атқаратын қызметтері қандай алуан болса, өздері де соншама әр түрлі болады.

Белоктар- тірі организмдердің әр түрлі физикалық-химиялық процестер жүретін энергия көзі болып есептеледі. Әрбір белок белгілі бір қызмет атқарады. Организмде жүретін әрбір реакцияның өзіне тән жеке белок өршіткіші болады.

Сонымен белоктар Жер бетіндегі бүкіл тіршіліктің негізін және организмде әр алуан қызметтерді атқарады.

14-кесте

Белоктардың организмдерде атқаратын қызметтері.

Белоктардың гидролиздену реакциясы нәтижесінде оның әр түрліά-аминқышқылы қалдықтарынан тұратыны анықталды. Олардың кейбіреулері мыналар:

H₂N-CH₂-COOH глицин

CH₃-CHNH₂-COOH аланин

HS-CH₂-CHNH₂-COOH цистеин

HOCH₂-CHNH₂-COOH серин

C₆H₅-CH₂-CHNH₂-COOH фенилаланин

ά-Аминқышқылдарын жалпы түрде R-CHNH₂-COOH деп белгілейміз, радикалдар құрамына ашық тізбектер, тұйық тізбектер және әр түрлі функционалды топтар- SH,-OH,-COOH,-NH₂, т.б. кіруі мүмкін.

Аминқышқылдары пиптиттік байланыс арқылы байланысатындықтан, белоктарды табиғы полипептидтер деп қарастырады:

...-N-CH-C-N-CH—C-N-CH-C-N-CH-C-…

H R O H R¹ O H R² O H R³ O

Осындай ретпен түзілген полипептид тізбегінің кейбір бөліктері өз ішінде немесе тізбектер арасында өз ара қосымша дисульфиттік байланыстармен байланысады. Оларды дисульфиттік көпірше (-S-S-) деп атайды.

Белок молекулаларының құрылысы.Организмде де әр түрлі маңызды қызметтер атқаратын белоктардың құрылысы да бір-біріне мүлде ұқсамайды.

Белоктың бірінші реттік – бұл полипептид тізбегіндегі аминқышқылдарының саны мен ретін көрсетеді. Белок молекулаларының полипептидтік теориясын ХХ ғасырдың басында неміс химигі Э.Фишер ұсынған болатын. Адам организмінде 1000-нан аса белок түрлері болса, оның барлығы да бізге белгілі 20 шақты аминқышқылынан құрылған. Бір белок молекуласын түзуге 50-ден 10⁵ –не дейін аминқышқылдарының қалдықтары қатысады.

Бірінші реттік құрылымы 1954 жылы белгілі болған алғашқы белоктардың бірі- инсулин гормынының ( қандығы қант мөлшерін реттейді) макромолекуласы 2 полипептид тізбегінен (біреуінде 21 аминқышқылының, екіншісінде 30 аминқышқылының қалдығы бар,) М_r (инсулин) =5700) тұрады.

Екінші белок рибонуклеаза ферментінің бірінші тізбегінде 124 аминқышқылының, екінші тізбегінде 30 аминқышқылының қалдығы бар және M_r=1500 шамасында болады.

Белоктың екінші реттік құрылымы – бұл СО және NH топтары әсерінен түзілетін сутектік байланыстар есебінен полипептид тізбегінің ά- оралмаға оралуы. Барлық пиптидтік топтарда сутектік байланыстар түзілу мүмкіндігі жоғары болғандықтан, екінші реттік құрылым тұрақты болады.

Белоктардың екінші реттік құрылымын 1951 жылы американдық химик Л.Полинг анықтаған.

Белоктардың үшінші реттік құрылымы – оралманның кеңістіктегі түрліше түйін түзек конфигурациялануы. Кеңістіктегі осы құрылым белоктардың коптеген физикалық, химиялық және негізгі биологиялық қасиеттерін анықтайды. Ол көмірсутек радикалдарының гидрофобтық, сондай-ақ сутектік, дисульфиктік, иондық байланыстар есебінен ұсталады.

Белоктардың төртінші реттік құрылымы бірнеше плипептид тізбегінің сутекті байланыстар көмегімен бірігуінен жасалатын түзіліс. Мысалы, гемоглобин- глобин белогының 4полипептид тізбегіндегі қанға қызыл түс беретін күрделі белок. Әрбір гемнің құрамында бір молекула оттекті байланыстыратын екі валентті темірдің бір атомы бар. Осылайша оттекті байланыстыратын гемоглобин оксигемоглобин деп аталады және ол 4 молекула оттекті тасымалдайды. Ал ұлпалардан полипептед тізбегіндегі аминтоптары өздеріне көмірқышқыл газын байланыстырып алып шығады. 15 кесте

Белок молекулаларының төрт құрылымының сипаттамасы.

Физикалық қасиеттері. Атаратын қызметтері сияқты қасиеттері де әр түрлі. Бір белоктар коллоид ерітінді түзе суда ерісе (жұмыртқа белогы), екінші біреулері тұздардың сұйылтылған ерітіндісінде ериді, ал үшіншілері мүлде ерімейді (жабын ұлпаларының белоктары).

Қыздырудан ауыр металл тұздарының және қышқылдардың әсерінен радиоактифтік әсерлерден белоктардың үшінші және екінші реттік құрылымы бұзылады, бұл құбылыс денатурациялану деп аталады. Мысалы, жұмыртқаның пісуі, қауырсынның және еттің күюі. Денатурацияланған белок қайта қалпына келмейді.

Химиялық қасиетері. Белоктардың аминқышқылдарының қалдықтарында әр түрлі химиялық реакцияларға қабілетті функционалық топтар жеткілікті. Олар тотығу-тотықсыздану, эфирлену, алкилдену, нитрлену риякцияларына қатысады, сондай-ақ екі дайлы болғандықтан, қышқылдармен және негіздермен тұз түзеді.

Ортаның белгілі бір рН мәнінде белоктың молекуласындағы оң және теріс заряттар саны тең болып, бейтарап күйге келеді. Бұл кезде олардың суда ерігіштігі де төмен болады және ол- белоктың ең негізгі қасиеттерінің бірі. Осындай электірбейтарп күйде ерігіштігінің төмен болуына сүйеніп, технологияда белокты заттарды бөліп алады.

• Белоктардың маңызды қасиеттеріне олардың гидролизі жатады:

O H O H O

|| | || | ⁄⁄

H ₂N-CH₂-C-N-CH-C-N-CH-C +3H₂O ^н+

| | \

CH₃ CH₂ OH

|

SH

H₂N-CH₂-COOH-H₂N-CH-COOH-H₂N-CH-COOH

Глицин | |

CH₃ CH₂

аланин |

SH цистеин

Гидролиз реакциясының ақырғы өнімдері-20 ά-аминқышқылдары.

• Белоктар екідайлы қосылыстар, сондықтан қышқылдармен де, сілтілермен де әрекеттесіп, екіншілік және үшіншілік құрылымдары арқылы қайтымсыз денатурацияланады:

Белок спирт, ауыр металл тұздары Екіншілік, үшіншілік

е рітіндісі сілті, қышқыл, УК сәулелер құрылымы өзгерген белок.

t⁰ , γ-сәулелер

Белок молекулалары өздерінің екідайлы қасиеттерінің арқасында артық сутек катиондарын немесе гидроксид- аниондарын байланыстырып, организмде бейтарап ортаға жақын тұрақты қышқылдық ортаны сақтап тұруға көмектеседі. Мұндай ерітінділер буферлік деп аталады. Бұл қасиетті биологиялық сұйықтарда рН-ты тұрақты ұстау үшін өте маңызды.

• Жануы. Белоктар азот, көмірқышқыл газы, су және т.б. заттарды түзіп жанады. Жанған кезде күйген қауырсынның иісі сезіледі.

Лабораториялық тәжірибе № 17 «Белоктардың түсті реакциялары»

• Ксантопротеин реакциясы. Белоктарды анықтау үшін олардың түсті рекциялары қолданылады. Оның біреуі ксантопротеин реакциясымен 9- сыныпта танысқансыңдар. Құрамында бензол ядросы бар белоктар концентрациялы азот қышқылымен сары түс («ксанто»-сары, «протеин»-белок) береді.

• Биурет реакциясы. Сілтідегі мыс (II) гидрокциді ерітіндісімен белокқа әсер еткенде, ашық күлгін түс пайда болады.

• Цистин реакциясы. Құрамында күкірті бар белоктардың қорғасын ацетаты және сілтімен қосып қыздырғанда, қорғасын сульфидінің қара тұнбасы түзіледі.

Хабарлама №1: Белоктардың организмдегі өзгерісі.

Белоктар- аса маңызды тағамдық заттар (ет, жұмыртқа, сүт, нан, т.б.) құрамында болғандықтан, ас қорыту жолдарында ферменттер әсерінен аминқышқылдарыны дейін ыдырап, гидролизденеді. Аминқышқылдары ішек қабырғалары арқылы қанға өтеді. Олар адам немесе жануарлар организмге тән белогын түзеді. Кейбіреулері тотығып, ең ақырғы өнімдерге (мочевина СО₂, НО₂, т.б.) дейін ыдырап , энергия бөледі.

Хабарлама №2: Белокткардың синтездеу проблемасы. Белок синтездеу проблемасының теориялық та, практикалық та маңызы бар. Бірақ қазіргі уақытқа дейін белок синтезі толықтай іске аспай отыр. Оның себебі, белок молекулаларының күрделі құрылымда болуында. Белок молекулаларын синтездеуге әрекет жасаған ғалымдардың сәтсіздіктерінің себебі осында болуы да мүмкін. Белок молекулаларының үздіксіз өзгеруін басқаратын заңдылықтарды түсіну – қазіргі ғылымның ең басты міндеттерінің бірі.

Белоктың құпия сырын ашу көптеген вирус ауруларын жеңуге мүмкіндік береді, жаңа химиялық талшықтар мен пластмассалар жасауға, тамақ және химия өнеркәсібінде жаңа өндіріс процестерін ойлап табуға көмектеседі.

Ең алғаш рет қарапайым белокты заттар- гипофиздік гормондары вазопрессин мен окситоцин алынды. Одан басқа белок синтездеуге аса зор табыстарға инсулин мен рибонуклеазаны алу жатады. Қазіргі замандағы органикалық химия ғылымы алдындағы маңызды міндеттердің бірі- синтетикалық тағам жасау проблемасы. Соның ішінде белоктық тағам түрлерін алу бірінші кезекте тұр, себебі көмірсулармен біз ауыл шаруашылығы өнімдері толық қамтамасыз етеді. Бұл салада академик А.Н.Несмеянов бастаған ғалымдар тобы жұмыс істеп, біраз жетістіктерге жетті. Мысалы, сапасы жөнінен табиғи түрінен кем соқпайтын қара уылдырық синтездеп алынды.

Ғалымдар биосинтез бен клеткалардан болатын процестердің заңдылықтарын толық меңгерген кезде жасанды жолмен белоктар алу мәселесі де толық шешілгені сөзсіз

Маңызы:

Инсулин, соматотропин, гендік инженерияның фактор 8- өнімі. Көбею және тірі организмнің дамуы,тұқым қуалаушылық,зат алмасу, өзгергіштік нуклеин қышқылдарынмен байланысты.

ЖОҒАРЫ ДЕҢГЕЙЛІ ОРГАНИЗМДЕ БЕЛОК СИНТЕЗІ

• Белоктың құрылымы жөнінде ДНҚ-ға көшірілген ақпарат а-РНҚ-ға (ақпараттық) беріледі.

• Ақпараттық а-РНҚ бөлек молекуласындағы аминқышқылдарының ретін анықтайтын кодондарды жасуша ядросынан синтез жүретін рибосомаға тасып апарады.

• Тасымалдаушы т-РНҚ-тың жасуша ситоплазмасындағы аминқышқылдарын жинап, рибосомаға жеткізеді.

• т-РНҚ молекулалары а-РНҚ-ның тиісті кодондарын танып, олармен антикодондар арқылы байланысады. Антикодандағы гуанин Г годандағы цитозинді Ц «таниды » (немесе керісінше), дәл осылай аденинді А және урацилді У негіздерде бірін-бірі тауып орналасады. Сондықтан, мысалы, антикодан ЦГГ кодон ГЦЦ-ға қосылады.

• Аминқышқылдары бір-бірне жалғасқан соң т-РНҚ басқа аминқышқылдарын әкелу үшін рибосомадан цитоплазмаға кетеді.

• Рибосома жасушадағы белок түзілуін катализдейді. Ол рибосомалық р-РНҚ-мен байланысқан бірнеше белок молекулаларынан тұратын күрделі түзіліс, рибосома жасуша сұйықтығынан а-РНҚ-ны кездестіргенде, оның бойымен бірге ілесіп, коттарды санап, аминқышқылдарының құрылысын реттейді.

• Сөйтіп, рибосомалар- белок молекулаларын «өндіретін» өзгеше бір «фабрика» сияқты. Олардың өнімділігі таңғаларлықтай: 350 аминқышқылынан тұратын полипептидті бар болғаны 10 секундта түзеді!

Белоктар- молекуласының құрамы мен құрылысы өте күрделі пиптидті байланыстар арқылы байланысқан жоғары молекулалы қосылыстар. Белоктың құрылысы төрт түрлі құрылыммен анықталады.

Полипептидтік теория ашылғаннан бері белоктық қасиеттері бар полипептидтер синтезделіп, жемдік қоспа, дәрі-дәрмек ретінде қолданылып жүр.

15-20

Жаңа сабақты қалай қабылдағанын

алғашқы тексеру кезеңі:

Білімділік мақсаты:

1. - оқылған материалды оқушылардың дұрыс меңгергенін анықтау;

-алғашқы берілген түсінікте кеткен кемшілікті анықтау;

- кеткен кемшілікті жою жұмыстары; -

1.Дәптермен жұмыс:

Қандай қосылыстар гетероциклді деп аталады?

Бензол және пиридиннің қандай ұқсатығы мен айырмашылығы бар?

Пиридин неге негіздік қасиет көрсетеді, ал пиррол – жоқ?

2-3

Білімді қорытындылау және жүйелеу:

-тапсырмаларды оқушылар өз бетінше орындайтындай дәрежеге жеткізу;

-оқушылар білімі мен сыныптың ерекшелігіне қарай отырып тапсырманың күрделілігін анықтау;

11-ЕТЖ-1 жұмыс істеу, №10-65 , 10-59 ,10-60,206 бет. 11-ДДТ-12

Білімді тексеру және өз бетінше тексеру кезеңі:

-оқушылардың өтілген материалды қаншалықты дұрыс меңгергенін анықтау;

Оқушылардыңіс-әрекеті мен біліміндегі олқылықтарды анықтау.Кеткен олқылықтардың себебін анықтау.

-оқушылардың өзін –өзі бағалау қабілеттерін дамытуға жағдай жасау

1. Жаттығу тексеру.

Э тан этил спирті сірке альдегиді сірке қышқылы хлорсірке

қыщқылы аминсірке қышқылы полипептид

3-4

Үй тапсырмасын беру кезеңі:

Білімділік міндеттері:

-оқушыларға үй тапсырмасының берілу мақсаты ,мазмұны шығарылу жолы түсінікті болуын қамтамасыз ету

1. Үй тапсырмасын орындауға берілетін нұсқаулар.

2.Дәптерге жазғандарын тексеру .

Үй тапсырмасын орындауға нұсқау беру

параграф 12.5- оқу; №1-5- бірінші деңгей; 6, 9-екінші деңгей (264бет);

1-2

Сабақ қорытындысын шығару кезеңі.

- жекелеген оқушылар мен сынып жұмысына баға беру.Сабақтың кемшілігі мен қорытындысын шығару. Баға қою.

1-2

Рефлексия кезеңі:

Білімділік міндеттері:

-оқушы мен мұғалім арасындағы дұрыс қарым қатынасты тудыру.

-оқушылардыңөзін өзі басқару және басқа адамдармен дұрыс қарым –қатынас принципін үйрету.

1-2