«Жизнь есть способ существования белковых тел» Ф. Энгельс
«Строение и функции белков»
1. Из всех органических веществ основную массу в клетке (50-70%) составляют белки.
2. Белки - это сложные органические вещества клетки. Выполняющие многообразные функции. Это гигантские полимерные молекулы, состоящие из мономеров – аминокислот.
3. Аминокислоты – это азотсодержащие органические соединения, в составе которых присутствуют две функциональные группы: аминогруппа, карбоксильная группа. Аминокислоты – это вещества, из которых и состоят белки. Таким образом, белки – это полимеры («поли» - много, «мерос» - часть), т. е. «многочастные» молекулы, а аминокислоты являются мономерами белков («моно» - один).
В тканях и клетках встречается 170 различных аминокислот, а обычными компонентами белка можно считать только 20 аминокислот. Соединяясь друг с другом, эти аминокислоты могут дать свыше 3∙1018 различных комбинаций. Растения синтезируют все необходимые им аминокислоты из более простых веществ, получаемых ими из воздуха или из почвы, или при расщеплении воды при фотосинтезе. Человеческий организм может синтезировать не все аминокислоты, необходимые ему для нормальной жизнедеятельности. 8 аминокислот он должен получать извне, в готовом виде, т. е. с пищей, поэтому эти аминокислоты называются незаменимыми. При недостатке в пище таких аминокислот задерживаются рост и развитие организма.
Вопрос: В каких продуктах содержаться такие аминокислоты, как Вы думаете.
Правильный ответ: Эти аминокислоты содержатся в белках молочных продуктов (молоко, сыр, творог), в яйцах, рыбе, мясе, бобах.
4. Строение белков.
Белки подразделяют на протеины (простые белки) и протеиды (сложные белки).
Число аминокислотных остатков, входящих в молекулы, различно: инсулин – 51, миоглобин – 140. Отсюда Mr белка от 10 000 до нескольких миллионов.
Белковая молекула может состоять из одной или нескольких полипептидных цепей, каждая из которых содержит различное количество аминокислотных остатков. Учитывая число их комбинаций, разнообразие белков практически безгранично.
Последовательность расположения аминокислотных остатков в белковых молекулах определяет их химическое строение или первичную структуру (цепочка). Последовательность аминокислот в молекуле белка всецело определяет его строение и свойства. Замена даже одной аминокислоты на другую приводит к образованию нового белка с новыми свойствами. Например, при замене в молекуле гемоглобина глутамина на валин, он кристаллизуется внутри эритроцитов, плохо взаимодействует с кислородом и возникает заболевание крови серповидная анемия.
Пространственная конфигурация белковой молекулы, напоминающая спираль, образуется благодаря многочисленным водородным связям между пептидными группами: С=О ¨¨¨¨H-N ~ Такая структура белка называется вторичной (спираль). Множество водородных связей делает цепочку более устойчивой.
В пространстве закрученная в спираль полипептидная цепь образует третичную структуру, глобулу (клубок). Третичная структура белка во многом обуславливает специфическую биологическую активность белковой молекулы. Некоторые белковые макромолекулы могут соединяться друг с другом и образовывать крупные агрегаты. Подобные образования называются четвертичными структурами(полиглобула). Такая структура характерна для гемоглобина.
5. Свойства белков.
Если нарушить химические связи в молекуле белка, то можно разрушить его структуру. При этом белок теряет свои свойства и раскручивается. Происходит денатурация. Иногда молекула может восстанавливать свои связи. Этот процесс называется ренатурация.
6. Функции белков. Вы удивитесь насколько их много.
1. Каталитическая. Белки-ферменты ускоряют химические реакции. Например, амилаза, липаза ускоряют расщепление углеводов и жиров.
2. Строительная. Белки участвуют в образовании клеточных и внеклеточных структур: входят в состав клеточных мембран, шерсти, волос, сухожилий, стенок сосудов и т.д.
3. Транспортная. Некоторые белки способны присоединять различные вещества и переносить их к различным тканям и органам тела, из одного места клетки в другое. Например, белок крови гемоглобин присоединяет кислород и транспортирует его от легких ко всем тканям и органам, а от них в легкие переносит углекислый газ;
4. Регуляторная. Белки - гормоны - биологически активные вещества, регулируют процессы обмена веществ. Например, гормон инсулин регулирует уровень сахара в крови.
5. Защитная. В ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов (антигенов) образуются особые белки —антитела, способные связывать и обезвреживать их. Фибрин, образующийся из фибриногена, способствует остановке кровотечений.
6. Двигательная. Особые сократительные белки участвуют во всех видах движения клетки и организма.
7. Сигнальная функция белков. В поверхностную мембрану клетки встроены молекулы белков, способных изменять свою третичную структуру в ответ на действие факторов внешней среды.
8.Запасающая. Благодаря белкам в организме могут откладываться про запас некоторые вещества. К запасным белкам относятся белки яйца, белки молока.
9.Энергетическая. Белки являются одним из источников энергии в клетке.
Закрепление.
Тест:
А1. Белки пищи не могут попасть из кишечника в кровь без предварительной обработки, так как:
А) их молекулы имеют крупные размеры и не могут проникнуть через мембраны клеток
Б) быстро подвергаются расщеплению и выделяются из организма
В) они не совместимы с белками данного организма
Г) в клетках отсутствуют ферменты, расщепляющие эти белки.
А2. Способность молекул белка обезвреживать вредные вещества, болезнетворные микроорганизмы лежит в основе функции:
А) каталитической Б) сигнальной В) строительной Г) защитной
А3. Связи, поддерживающие вторичную структуру белка:
А) пептидные Б) водородные В) ионные Г) ковалентные
А4. Определите, какая структура белка изображена на рисунке:
А) первичная Б) вторичная В) третичная Г) четвертичная
А5. Белки, свойственные данному организму:
А) поступают с пищей Б) образуются в тканевой жидкости В) синтезируются в пищеварительном тракте Г) синтезируются в клетках тела
А6. Разнообразие белков обусловлено входящими в их состав различными: А) нуклеотидами Б) аминокислотами В) липидами Г) нуклеиновыми кислотами
А7. Молекула белка приобретает вторичную структуру за счет образования:
А) гидрофобных связей между радикалами
Б) пептидных связей между аминокислотами
В) связей с молекулами воды
Г) водородных связей между NН и СО-группами
А8. Какие белковые вещества синтезируются в организме в ответ на появление в нем чужеродных тел и веществ?
А) углеводы Б) ферменты В) антитела Г) гормоны
В1. Белки в клетке выполняют функции:
А) наследственную Б) каталитическую В) транспортную Г) универсального источника энергии Д) посредника в передаче наследственной информации
В2. Белки в организме человека и животных:
А) служат основным строительным материалом
Б) расщепляются в кишечнике до глицерина и жирных кислот
В) образуются из аминокислот Г) в печени превращаются в гликоген
Д) в качестве ферментов ускоряют химические превращения веществ
Критерии оценки:
«5» - все ответы правильные;
«4» - 1-3 неверных ответа;
«3» - 4-5 неверных ответа;
«2» - 6 и более неверных ответов.
Домашнее задание
1. Повторить материал урока по конспекту.
2.*Составить свой теста (7 вопросов) на тему белки.