2. Ферменты




Название2. Ферменты
страница3/5
Дата конвертации04.12.2012
Размер0.73 Mb.
ТипЛабораторная работа
1   2   3   4   5
ТЕМА 4. УГЛЕВОДЫ.

Углеводы наряду с белками — наиболее распространенные соединения, участвующие в построении клетки и используемые в процессе ее жизнедеятельности. Они входят в состав всех живых организмов. Самым богатым источником углеводов служат растения: до 80% сухой массы тканей растений составляют углеводы. В организмах животных и человека их значительно меньше; наиболее богаты углеводами печень (5—10%), скелетные мышцы (1—3%), сердечная мышца (-0,5%), головной мозг (0,2%).

Углеводами называют очень большое число соединений, обладающих различной химической структурой и биологическими функциями.

Углеводы полигидроксикарбонильные соединения и их производные. Термин углеводы возник более 100 лет тому назад, но, даже не отвечая современным представлениям о структуре углеводов, используется и по сей день.

Классификация углеводов

Классификация углеводов основана на их способности гидролизоваться.

Углеводы разделяются на простые и сложные Простые углеводы иначе называются моносахаридами, они не подвергаются гидролизу. Сложные подразделяют на олигосахариды и полисахариды. В состав олигосахаридов входят от двух до десяти моносахаридов. В зависимости от числа моносахаридов, входящих в структуру, олигосахариды называют ди-, три-, тетрасахаридами и т. д.

К полисахаридам относятся углеводы, в состав которых входят более 10 моносахаридных остатков. Сложные углеводы при гидролизе распадаются с образованием простых.

Моносахариды иначе называют монозами По химическому составу монозы являются либо полигидроксиальдегидами либо ; полигидроксикетонами.

О

⁄⁄

Моносахариды, в состав которых входит альдегидная группа ( — С ), называют

\

Н

альдозами, а кетонная ( = С=О) кетозами. Характерной особенностью класса углеводов является наличие не менее двух гидроксильных групп и одной карбонильной (альдегидной или кетонной) группы. Следовательно, простейший углевод должен содержать три атома углерода. По числу атомов углерода моносахариды называют триозами, тетрозами, пенто-зами, гексозами и т. д. В названии моноз учитывается как число атомов углерода, так и наличие альдегидной или кетонной груп­пы. Например, моносахариды, в состав которых входят 6 атомов углерода и альдегидная группа, называются альдогексозами, если же они содержат кето-группу, то кетогексозами.

Изомерия.

  1. Изомерия, обусловлена наличием альдегидной или кетонной группы.

  2. Изомерия, обусловлена наличием асимметрических атомов углерода.

  3. Изомерия, обусловлена существованием в ряду сахаров циклоцепной таутомерии.

Биологические функции моносахаридов:

• Энергетическая — моносахариды используются в качестве ис­точников энергии в клетке.

• Пластическая — моносахариды и их производные участвуют в построении разнообразных биологических молекул.

Олигосахариды. Наиболее распространенными в природе олигосахаридами являются дисахариды. Мальтоза образуется из полисахаридов как промежуточный про­дукт. Она состоит из двух остатков глюкозы, соединенных между собой α-1,4-гликозидной связью.

Лактоза содержится в молоке животных и человека. В состав лактозы входит остаток галактозы и глюкозы; эти монозы связа­ны между собой β-1,4-гликозидной связью. Сахароза — наиболее распространенный и важный дисахарид, встречающийся в растительном мире. Сахароза является ценным питательным веществом для человека. Сахароза состоит из остат­ков α-D-глюкозы и β-D-фруктозы, связанных а,β-1,2-гликозидной связью

Полисахариды представляют собой биополимеры, мономера­ми которых служат моносахариды. Если в составе полисахарида содержатся остатки моносахарида одного вида, его называют гомополисахаридом, если разных — гетерополисахаридом.

К физиологически важным гомополисахаридам относят крах­мал и гликоген.

К числу важнейших гетерополисахаридов — гиалуроновую кислоту, хондротинсульфат и гепарин. Крахмал гомополисахарид, состоящий из остатков глюкозы. Он является одним из наиболее распространенных запасных по­лисахаридов растений. Крахмал накапливается в семенах, клубнях (40—78%) и других частях растений (10—25%). Крахмал состоит из двух фракций, отличающихся строением и свойствами: амило­зы 15—25% и амилопектина 75—85%. Биологические функции полисахаридов:

• Энергетическая — крахмал и гликоген составляют «депо» уг­леводов в клетке; при необходимости они быстро расщепляются на легко усваиваемый источник энергии — глюкозу. • Опорная — хондроитинсульфат выполняет опорную функ­цию в костной ткани. • Структурная — гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат и гепарин являются структурными межклеточными веществами. • Гидроосмотическая и ионрегулирующая -- гиалуроновая кислота, благодаря высокой гидрофильности и отрицательному заряду, связывает межклеточную воду и катионы, регулируя меж­клеточное осмотическое давление. При гидролизе высших полиоз из каждой молекулы полисахарида образуется большое число молекул моносахарида часто измеряемое сотнями и тысячами.

Основные понятия и термины темы.

Альдозымоносахариды, в состав которых входит несколько гидроксильных и одна альдегидная группа.

Анатомический распад — сложный циклический ферментативный процесс окислительного расщепления глюкозы.

Гликогенолиз процесс распада гликогена.

Гликогеногенез биосинтез гликогена.

Гликолиз процесс распада глюкозы в анаэробных условиях, конечным продуктом которого является молочная кислота.

Глюконеогенез синтез глюкозы из неуглеводных источников.

Кетозы — моносахариды, в состав которых входит несколько гидроксильных и одна кето-группа.

Моносахариды (простые углеводы) — углеводы, не подвергающиеся гидролизу.

Олигосахариды (сложные углеводы) — углеводы, в результате гидролиза которых образуются моносахариды.

Полисахариды (сложные углеводы) — биополимеры, мономерами которых служат моносахариды.

Углеводы полигидроксикарбонильные соединения и их производные.

Проверьте себя.

1. К моносахаридам относятся:

а) мальтоза;

б) фруктоза;

в) лактоза;

г) гепаран;

д) гликоген.

2. Глюкоза является:

а) кетогексозой;

б) кетопентозой;

в) альдогексозой;

г) альдопентозой;

д) дисахаридом.

3. В состав сахарозы входят:

а) две молекулы глюкозы;

б) две молекулы фруктозы;

в) глюкоза и фруктоза;

г) галактоза и глюкоза.

4. Продуктом фосфоролиза мальтозы является:

а) глюкоза и галактоза;

б) глюкозо-1-фосфат и глюкоза;

в) глюкозо-6-фос-фат и глюкоза;

г) глюкозо-1-фосфат и галактоза.

5. Реакция: АТФ + Глюкоза → АДФ + Глюкозо-6-фосфат осуществляется при участии

а) альдолазы;

б) фосфоглюкомутазы;

в) фосфорилазы;

г) гексокиназы.

6. Коферментом изоцитратдегидрогеназы является

а) убихинон

б) ФМН;

в) НАД;

г) пиридоксальфосфат

д) НАДФ.

7. Реакция: 6-Фосфоглюконат + НАДФ+ → Рибулозо-5-фосфат + СО2 + НАДФН + Н+ характерна: а) для гликолиза;

б) для глюконеогенеза

; в) для апотомического распада глюкозы;

г) для фосфоролиза;

д) для цикла Кребса.


Лабораторная работа № 6. Реакции на углеводы.

Материалы:

щелочной раствор сегнетовой соли; раствор 69,26 г медного купороса в 1 л воды; глюкоза; солянокислый фенилгидразин; уксуснокислый натрий; 10% раствор уксусной кислоты; сахароза; 5 н. растворы соляной кислоты и едкого натра; растворимый крахмал; концентрированная серная кислота; раствор 0,127 г йода и 0,2 г йодистого калия в 100 мл воды; углекислая медь; 25 % раствор аммиака; крепкая азотная кислота (уд. в. 1,4); смесь спирта и эфира (1:1).

Оборудование:

два химических стакана на 100 –200 мл и часовое стекло для его накрывания, стеклянная палочка; 10 пробирок; асбестовая сетка; микроскоп, покровное и предметное стекло; фарфоровый тигель на 20 мл.

Опыт 1. Приготовление жидкости Фелинга.

К 3 мл щелочного раствора сегнетовой соли прилить 3 мл раствора медного купороса. Описать внешний вид полученной жидкости Фелинга. Написать уравнение реакции ее получения.

Опыт 2. Отношение моносахаридов к жидкости Фелинга.

К 1 мл 0,15% раствора глюкозы в пробирке прилить около 2 мл жидкости Фелинга. Нагреть раствор до кипения и кипятить 1 минуту. Отметить эффект, приводя уравнение реакции.

Опыт 3. Получение озазона глюкозы.

В пробирку всыпать около 0,1мл глюкозы, 0,3 мл солянокислого фенилгидразина, 0,5 мл уксуснокислого натрия и влить 5 капель 10% раствора уксусной кислоты. Все это растворить в 5 –7 мл воды. Пробирку погрузить в кипящую водяную баню, где держать до образования массы желтых кристаллов. На это требуется 15 – 20 минут. Описать эффект, рассмотреть форму кристаллов под микроскопом и написать уравнение реакции.

Какая форма кристаллов озазона получилась бы у фруктозы, маннозы, галактозы?

Опыт 4. Отношение сложных сахаров к жидкости Фелинга.

Налить в пробирку 1 мл 0,15 % раствора сахарозы. Прибавить 2 мл жидкости Фелинга. Смесь нагреть и кипятить 1 минуту, не более. Отметить и объяснить эффект.

Опыт 5. Гидролиз сложных сахаров.

Эту работу выполнять, только проделав предыдущую работу! В пробирку налить 1 мл 0,15% раствора сахарозы и 3 капли 5н. раствора соляной кислоты. Смесь нагреть до кипения, сейчас же охладить, влить в нее 3 капли 5н. раствора едкого натра, 1 мл жидкости Фелинга, довести до кипения и кипятить 1 минуту. Отметить эффект, объяснить его уравнениями реакций, сравнить с эффектом предыдущего опыта, объяснить разницу.

Опыт 6. Гидролиз крахмала.

В стакан налить 20 мл 1% раствора крахмала и 6 капель концентрированной серной кислоты, накрыть ее часовым стеклом и содержимое кипятить. Через каждые 10 минут отбирать пипеткой в чистую пробирку по 1 мл раствора. Пробу охладить и добавить к ней 1-2 капли раствора йода. Так продолжить до тех пор, пока проба с йодом окажется отрицательной. Описать результаты и объяснить их. Написать уравнение соответствующих реакций. Сравнить этот химический гидролиз с биохимическим.

К 3 – 5 мл 1% раствора крахмала в пробирке добавить равное количество собственной слюны, зажать пробирку в кулаке (для нагревания), через каждые 5 минут отбирать приблизительно по 1 мл для реакций с йодом. Отметить эффект, объяснить его, сравнить скорость биохимического (ферментативного) гидролиза с химическим. Написать уравнение реакции ферментативного гидролиза крахмала. Какой фермент здесь действовал (его название)?

Опыт 7. Растворение клетчатки в реактиве Швейцера.

В стакан поместить около 0,5 г углекислой меди и 5-6 мл 25 % раствора аммиака.

Получается темно-синий раствор (реактив Швейцера). В него бросить кусочки ваты и размешать стеклянной палочкой. Должен получиться густой раствор (темно-синий кисель). Не вынимая палочки, но прекратив помешивание, прилить к нему 10%раствор соляной или серной кислоты до явно кислой реакции. Если теперь вынуть стеклянную палочку из стакана, с ней вместе вынется прозрачный мешочек, наполненный синим густым раствором. Объяснить эффект, какое практическое значение имеет эта реакция?

Какова формула медноаммиачного шелка? Вата может не раствориться, если раствор аммиака будет не достаточно крепким, в таком случае надо, погрузив цилиндр с аммиаком в лед или снег, насытить его аммиаком, который можно получит, подщелачивая и кипятя имеющийся раствор аммиака или раствор углекислого аммония.

Опыт 8. Получение коллодия.

В сухой цилиндр на 10 мл влить 4 мл концентрированной серной и 2 мл концентрированной азотной кислоты (уд.в.1,4). Слегка разогревшуюся смесь перелить в маленький фарфоровый тигель, поместить сюда пучок ваты и с помощью палочки добиться, чтобы он весь был смочен нитрующей смесью. Выдержать так около 10 – 20 мин, слить избыток нитрующей смеси, промыть коллоидную вату 2 -3 раза водой, каждый раз отжимая ее палочкой. Затем досуха отжать вату между двумя листами фильтровальной бумаги, вытереть тигелек, бросить туда вату и налить немного смеси спирта и концентрированной серной кислоты (2 : 1) до образования густого раствора. Если этот раствор вылить на стекло, то после испарения растворителя образуется тонкая коллодийная пленка. Написать уравнение реакции.


Лабораторная работа 7. Определение водорастворимых углеводов по методу Бертрана.

Материалы:

повидло, щелочной раствор сегнетовой соли для приготовления жидкости Фелинга (смешать раствор 173 г сегнетовой соли в 400 мл воды с раствором едкого натра в 100 мл воды); 10% растворы уксуснокислого свинца и сернокислого натрия; сернокислое окисное железо; концентрированная серная кислота; 0,1н раствор марганцовокислого калия; 25% раствор соляной кислоты; 20% раствор едкого натра; фильтровальная бумага.

Оборудование:

2 мерные колбы: на 100 и 250 мл; 4 колбы Эрленмайера на 250 мл; пипетка на 10 мл,

20 мл, мерный цилиндр на 50 мл, часовое стекло для покрывания колбы Эрленмайера;

стеклянная палочка; воронка; бюретка со стеклянным краном. Раствор сернокислого окисного железа можно готовить следующим образом. 50 г Fe₂ (SO₄)₃ и 200г (100мл) концентрированной серной кислоты развести в 500 мл дистиллированной воды. К раствору долить воды до объема 1 л. Надо проверить, нет ли в приготовленном растворе закисных соединений, способных окисляться марганцовокислым калием. Для этого к 20-30 мл раствора прилить 1 каплю 0,1 н раствора KMnO₄. Если проявиться не исчезающая 10 -20 сек розовая окраска, раствор годен к употреблению. Если же капля обесцветится, то ко всему раствору добавить по каплям 0,1 н раствора KMnO₄ до появления не исчезающей 10 -20 сек слабой розовой окраски. Навеску повидла в 2 г размешать с водой и перенести в мерную колбу на 250 мл, добавить 5 мл 10% раствора уксуснокислого свинца; объем довести до метки. Раствор отфильтровать. 80 мл фильтрата загрузить в мерную колбу на 100 мл, добавив туда 8 мл 10% раствора сернокислого натрия. Довести объем раствора в мерной колбе до 100 мл. Отфильтровать. Отобрать в чистые колбы Эрленмайера 20 мл фильтрата для определения простых сахаров на 10 мл – для определения суммы простых и сложных сахаров. Для определения простых сахаров отобранное количество фильтрата кипятить 3 мин с 40 мл жидкости Фелинга. Закись меди отфильтровать через гладкий, хорошо пригнанный к воронке фильтр. Осадок и стакан промыть горячей водой до появления бесцветных промывных вод. Подставить под воронку колбу Эрленмайера, в которой производилось восстановление жидкости Фелинга, а на фильтр вылить 30 мл раствора сернокислого окисного железа. Фильтр 2 -3 раза промыть холодной водой. Фильтрат оттитровать 0,1 н раствором марганцовокислого калия до появления, не исчезающего в течение 10 -20 сек розового окрашивания. 10 мл фильтрата, взятого для определения суммы простых и сложных сахаров, разбавить равным объемом воды, прилить к нему 2 мл 25% раствора соляной кислоты. Закрыв колбу часовым стеклом, поставить ее на 2 часа на кипящую водяную баню. Охладить раствор и нейтрализовать его 20 % раствором едкого натра. Необходимое для этого количество щелочи лучше всего установить следующим опытом: 2 мл 25% раствора соляной кислоты разбавить 20 мл воды и нейтрализовать учитываемым количеством 20% раствора едкого натра по индикатору, например метилоранжу. После нейтрализации раствора добавить к нему 40 мл жидкости Фелинга; закончить анализ тем же путем, как и определение простых сахаров. 1 мл 0,1н раствора KMnO₄ соответствует 6,36 мг меди. По количеству сахара в пересчете на глюкозу (см. таблицу Бертрана) Объяснить сущность описанного метода определения углеводов, приведя необходимые уравнения реакций.

По данным титрования вычислить содержание простых и сложных углеводов в повидле.


Вес меди, мг

Вес глюкозы, мг

Вес меди, мг

Вес глюкозы, мг

Вес меди, мг

Вес глюкозы, мг

Вес меди, мг

Вес глюкозы, мг

20,4

10

64,6

33

105,8

56

144,5

79

22,4

11

66,5

34

107,6

57

146,1

80

24,3

12

68,3

35

109,3

58

147,7

81

26,3

13

70,1

36

111.1

59

149,3

82

28,3

14

72,0

37

112,8

60

150,9

83

30,2

15

73,8

38

114.5

61

152,5

84

32,2

16

75,7

39

116,2

62

154,0

85

34,2

17

77,5

40

117,9

63

155,6

86

36,2

18

79,3

41

119,6

64

157,2

87

38,1

19

81,1

42

121,3

65

158,8

88

40,1

20

82,9

43

123,0

66

160,4

89

42,0

21

84,7

44

124,7

67

162,0

90

43,9

22

86,4

45

126,4

68

163,6

91

45,8

23

88,2

46

128,1

69

165,2

92

47,7

24

90,6

47

129,8

70

166,7

93

49,6

25

91,8

48

131,4

71

168,3

94

51,6

26

93,6

49

133,1

72

169,9

95

53,4

27

95,4

50

134,7

73

171.5

96

55,3

28

97,1

51

136,3

74

173,1

97

57,2

29

98,9

52

137,9

75

174,6

98

59,1

30

100,6

53

139,6

76

176,2

99

60,9

31

102,3

54

141,2

77

177,8

100

62,8

32

104,1

55

142,8

78








Вопросы и расчетно-графические задания.

1. Какие органические вещества называются углеводами?

2. Какие функциональные группы входят в состав альдогексоз?

3. Напишите структурные формулы:

рибозо-5-фосфата, ксилулозо-5-фосфата, глюкозо-6-фосфата, галактозо-1-фосфата,

фруктозо-1,6-дифосфата.

4. Напишите структурную формулу дисахарида, состоящего из двух остатков глюкозы, связанных между собой α-1,4-гликозидной связью. Как называется этот дисахарид?

5. Напишите схемы реакций с использованием структурных формул субстратов и продуктов и с указанием ферментов, катализирующих данные реакции:

а) Глюкоза + АТФ → Глюкозо-6-фосфат;

б) Фруктозо-1,6-дифосфат → 3-Фосфоглицериновый альдегид + Фосфодиоксиацетон;

в) 3-Фосфоглицериновая кислота -> 2-Фосфоглицериновая кислота;

г) Фосфоенолпировиноградная кислота + АДФ → Пировиноградная кислота + АТФ;

д) Пировиноградная кислота + НАДН+Н+ → Молочная кислота + НАД;

6. Для какого метаболического пути характерны реакции, представленные в упражнении 5?

7. Напишите структурные формулы ди- и трикарбоновых кислот, функционирующих в цикле Кребса.

8. Напишите схемы четырех реакций цикла Кребса, катализируемых дегидрогеназами

Отметьте коферменты дегидрогеназ.


1   2   3   4   5

Похожие:

2. Ферменты iconРеферат по биологии на тему: “Ферменты”
Многие ферменты и ферментные комплексы прочно связаны с мембранами клетки или её органоидов (митохондрий, лизосом, микросом и т д.)...

2. Ферменты iconРабочая программа дисциплины «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности»
...

2. Ферменты iconР. В. Синицына
Ферменты (от лат fermentum – закваска) – это уникальные, специфические катализаторы биохимических процессов, присутствующие во всех...

2. Ферменты iconРабочая программа дисциплины «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности»
Программа рассмотрена на заседании кафедры микробиологии и биохимии протокол №7 от «16» марта 2005 г

2. Ферменты iconПлан лекций педиатрического факультета на осенний семестр 2011-2012 учебного года
Конформация белков, влияние различных факторов. 13. 09. 10. Лекция Ферменты специфические белки, их строение и свойства

2. Ферменты iconРеферат По “Биотрансформации”
Многие ферменты и ферментные комплексы прочно связаны с мембранами клетки или её органоидов (митохондрий, лизосом, микросом и т д.)...

2. Ферменты iconМетодичка №48 Фармация. Бапд. Диетология Биоэлементы. Ферменты. Лекарственные травы
Витаминные средства — лекарственные препараты, действующими началами которых являются витамины или их аналоги

2. Ферменты iconМетодические рекомендации для подготовки к лабораторно-практическим занятиям студентов лечебного и педиатрического факультетов 6 курса по клинической биохимии
Занятие № Внутриклеточная регуляция метаболизма. Ферменты в диагностике заболеваний внутренних органов

2. Ферменты iconЭколого-биохимическая оценка почв рекреационных зон красноярской урбоэкосистемы
Разработанные методы ферментативной активности (Хазиев, 2005) позволяют в короткий срок, работая со свежими образцами определить...

2. Ферменты iconЛекция №16. Физиология компонентов крови
Состоит на 90–95 из воды и на 8—10 из сухого остатка. В состав сухого остатка входят неорганические и органические вещества. К органическим...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница