4 кухар;пекар. Хімія

Хімія.

31.03.2020.

Група 4 кухар;пекар.

Урок №41. Тема. Білки як високомолекулярні сполуки.

Урок №42. Тема. Проекти на тему "Білки"

Домашнє завдання.

1.Уробочий зошит законспектувати відповіді на питання теми.

2.Звернути увагу на приклади проектів. Обрати проект відповідно вашої професії.          Законспектувати важливі для вас факти.

 Проект: "Білки та харчування"

 Проект: "Біологічні функції білків"

 Проект:  «ТОК-шоу. Вегетаріанство: за і проти»

Вивчення нового матеріалу:

1.     Поняття білки

   Білки – це складні високомолекулярні природні сполуки, побудовані із залишків  α- амінокислот  з’єднаних у певні послідовності пептидними зв’язками.

         Білки – це  природні полімери (біополімери), мономерами яких є 20 (22) α- амінокислоти. Ці складні нітрогеновмісні біополімери входять до складу всіх організмів. У сухій речовині клітини на білки припадає більше ніж 50 %.

 Сполуки із вмістом 10-100 залишків АК НАЗИВАЮТЬ пептиди,

понад - 100  білками (іноді-сотні і навіть тисячі). Реакція утворення поліпептидів - поліконденсація.

2. ЦІКАВІ ФАКТИ ПРО БІЛКИ

Можна сказати, що нуклеїнові кислоти – це адміністратори клітини, а білки – її робітники.

§  Білки синтезуються на рибосомах

У природі існує приблизно 1010-1012 різних білків, що забезпечують життєдіяльність організмів всіх ступенів складності від вірусів до людини, вони забезпечують життя більш 2 млн. видів організмів.

o  Вміст білка.  Органи  у %: селезінка – 84, серце – 60, шкіра – 63, легені – 82, печінка -  57,   кістки  - 28,  м’язи -  80, головний мозок -  45, зуби – 24, нирки – 72, кишки – 63.   Всього в організмі 45-50 % білків.

§  Свою назву білки отримали від яєчного білка, який з незапам’ятних часів використовувався людиною як складова частина їжі. При варінні він стає білим.

§  Наше волосся – це чистий білок

§  Білки можуть виступати в ролі гормонів, наприклад гормон інсулін. Він сприяє проникненню глюкози в клітину. Виробляється острівцями Лангенгарса в підшлунковій залозі.

Білки виконують ферментативну функцію в організмі. наприклад фермент пепсин – це білок-фермент який розкладає білки до амінокислот.

У всіх рослинах і тваринах присутні якісь речовини, вони без сумніву є 

o    Ці слова про них: “Вони будівельний матеріал і регулятор процесу будівництва тканини, агенти біологічної специфічності, вони приводять до руху наші м’язи, У складі більшості білків перебуває близько 300-500 залишків амінокислот. Відомо кілька дуже коротких природних білків, завдовжки в 3-8 амінокислот, і дуже довгих біополімерів, завдовжки понад 1500 амінокислот. Кожен білок володіє  певним складом і послідовністю амінокислотних залишків у ланцюзі, це і визначає їх унікальну біологічну специфічність. нас. Вони – саме життя.” І це саме про них закодована інформація в генетичному коді.  зі всіх відомих речовин живої природи, і без яких життя було б на нашій планеті неможливе. Ці речовини я найменував – протеїни". Так писав ще в 1838 році голландський біохімік Жерар Мюльдер, який вперше відкрив їх існування в природі і сформулював свою теорію протеїну. Слово "протеїн" походить від грецького слова "протейос", що означає "займаючий перше місце". І справді, все живе на землі містить їх. Амінокислоти, які входять у склад білків можуть бути замінні та незамінні.

Амінокислоти
Замінні	Незамінні
глютамінова кислота, глютамін, аланін, аспаргін, аспарагін, аспарагінова кислота, цистеїн, гліцин, гістидин,  пролін, серин, тирозин	фенілаланін, ізолейцин, лейцин,  лізин, метіонін, треонін,  триптофан, валін

     Молекулярна маса білків коливається від декількох тисяч до декількох мільйонів І ВОНА більша за 10 тис. Наприклад, альбумін молока має молекулярну масу 17 400, овоальбуміну (одного з білків курячого яйця) – 36 тис., гемоглобіну – 152 тис., міозину (білок м'язів) – 500 тис.  білки вірусів – 50 000 000.

Кількість білків характеризує ступінь складності організму (кишкова паличка – 3000, а у людському організмі більше  5 млн. білків).

Розв’язування задачі.

     Яку відносну молекулярну масу має білок з масовою часткою Сульфуру 0,32%, якщо відомо, що в його молекулі міститься один атом Сульфуру?

Ar(S) = 32. Складаю пропорцію: 0,32% - 32,                                                                    100% -  х,

Звідси х = 32·100/0,32,     х = 10000 Відповідь: Мr(білка) = 10 000

3.     Просторова структура білків

Рівні структурної організації

Структура білка	Просторова конфігурація
Первинна         А - А - А – А	Поліпептидний ланцюг - лінійне сполучення залишків амінокислот.
Вторинна (досліджували американські вчені Л. Полінг та Р. Корі)	Альфа-спіраль виникає в результаті утворення водневих зв`язків між групами -СО- та -NH, розташованих на різних витках спіралі. Бета-шар утворюється між поліпептидними ланцюгами
Третинна (клубок; шар; глобула) (досліджував англійський вчений Дж. Кендрю в 1957 р.) Білок міоглобін	Спосіб упакування альфа-спіралі у просторову глобулу. Утворюється завдяки додатковим водневим, дисульфідним -S-S- зв`язкам, сольовим місткам - між карбоксильною групою –СООН і аміногрупою -NH2, складноефірним місткам - між карбоксильною групою –СООН  і гідроксильною групою –ОН
Четвертинна (Об'єднання декількох глобул в єдине функціональне утворення) визначили Кендрю і Перуц. Гемоглобін чотири глобули міоглобіну	Спосіб спільного упакування декількох поліпептидних ланцюгів  (слабкі нековалентні зв’язки, характерна для молекул з молекулярною масою більше 50тис.) Цю структуру мають близько 5% існуючих білків, у тому числі гемоглобін, імуноглобулін, інсулін, керотин. Зв'язки, ті ж самі, що і при утворенні третинної структури.

4.  Класифікація білків

1.     За хімічним складом:

Прості (протеїни) – гідролізуються до амінокислот.

Складні (протеїди) – при гідролізі утворюють крім амінокислот речовини небілкової природи (вуглеводи, ортофосфорну кислоту, нуклеїнові кислоти.)

2.     За фізіологічними функціями:

Фібрилярні – пучки ниток (ниткоподібні) з них будуються волокна живих тканин.

Глобулярні – вигляд клубка (кулясті), підтримують і регулюють життєві процеси.

              Склад                                                                 Будова

Прості                     Складні                        Фібрилярні                Глобулярні

1. Альбуміни    1.Фосфопротеїди               1.Кератин                 1. Альбуміни   

2. Глобуліни     2. Ліпопротеїди                 2. Калоген                 2. Глобуліни    

3. Проламіни    3. Нуклеопротеїди              3. Фібрин        

4. Протаміни    4. Хромопротеїди

5. Гістони          5. Металопротеїди

6. Глютеліни     6. Глікопротеїди

7. Протеїди

5. Фізичні властивості

Білки бувають розчинні та нерозчинні у воді (білки шерсті, нігтів, рогів, пір’я, шовку),  деякі з них з водою утворюють колоїдні розчини (білок курячого яйця, білки крові, лімфи).

   Глобулярні білки – розчинні у воді,  а фібрилярні  –  нерозчинні .                                                                                                 

                                                 6.Хімічний склад білків:

Елементарний склад
С,О,Н,N,S,іноді Р,І, Fe                                                                та інші елементи
С—50 -55% О—19-24% Н—6,5-7,3%	N—15-19% S—0,2-2,4%

       

7.Хімічні властивості білків.

Проблемні запитання:  Які властивості будуть виявляти білки: лужні чи кислотні?

Чому? Обгрунтуйте свою думку.

1.     Гідроліз білків.

При нагріванні з розчинами кислот чи лугів або під впливом ферментів

Білок + пН2О → суміш α-амінокислот

Отже, під час гідролізу утворюються α-амінокислоти.

Записати рівняння реакції гідролізу дипептиду альфаамінооцтової кислоти.

Демонстрація на мультимедійній дошці

2.     Амфотерність.

Наявність у білках амінокислотних залишків та карбоксильних груп обумовлює взаємодію їх з основами та кислотами, тобто амфотерність.

Демонстрація на мультимедійній дошці

3.     Денатурація.

Руйнування вторинної та третинної структури білка під дією радіації, нагрівання, сильних кислот, лугів, сильного струшування.

Мозок – це теж білок, при попаданні в організм людини етилового спирту клітини мозку відмирають (тому що білок денатурується)

Ренатурація – на початкових стадіях денатурації за умови припинення дії факторів, білок може відновити свій початковий стан. – дуже довгі молекули, часто в них може поєднуватись декілька поліпептидних ланцюгів. Лабораторний дослід– «Кольорові реакції на білки» 

Дослід №1 Біуретова реакція

Білок + NaOH+CuSO₄ → синьо - фіолетове забарвлення до червоного

                  Cu(OH)₂  

 (вказує на наявність пептидних зв’язків)

Біуретову реакцію дають усі білки, бо вони містять пептидні зв’язки.

У лабораторіях медичних закладів під час аналізу сечі проводять біуретову реакцію.

Так виявляють білок в сечі (ознака хвороби)

Дослід № 2 Ксантопротеїнова реакція

                            _t

Білок + HNO_{3 конц} →   жовте забарвлення

 (вказує на наявність бензольного ядра в складі ароматичних кислот фенілаланіну, тирозину,     триптофану)

Якщо потім + луг → оранжеве забарвлення.

Тема проекту: Білки та харчування

Мета проекту: З’ясувати значення білків у харчуванні людини

ВІДЕО:  Поради дієтолога - Білки

 https://www.youtube.com/watch?v=yKvGADal-S8

  1 учень: Для нормального існування людина і тварина повинні отримувати білки з їжею. Білки їжі не засвоюються організмом, спочатку вони розщеплюються до амінокислот, а потім амінокислоти всмоктуються в кров, а вже з нею переносяться до клітин, де організм синтезує білки.

   Харчова цінність білків залежить від амінокислотного складу та їхніх фізико-хімічних властивостей. Частина амінокислот, необхідних людині для побудови тканин тіла, утворюється в організмі з амінокислот, що надходять з їжею. Ці амінокислоти називаються замінними. Замінні амінокислоти організму людини і тварини здатні синтезуватися з продуктів обміну речовин. Проте вісім амінокислот організм не може синтезувати і повинен одержувати їх у готовому вигляді з білками їжі. Ці амінокислоти називаються незамінними. До незамінних амінокислот належать метіонін, триптофан, лізин, лейцин, ізолейцин, треонін, валін, фенілаланін, а також гістидин, аргінін. Ці амінокислоти синтезують рослини, гриби, бактерії.

   2 учень: Білки, що містять усі необхідні організмові незамінні амінокислоти, називають повноцінними (білки м’яса, молока, яєць, риби), білки з недостатньою кількістю незамінних амінокислот – неповноцінними (білки борошна, круп, сполучної тканини кісток і хрящів тварин).

   Тваринні білки в основному повноцінні, рослинні – неповноцінні, за винятком білків рису і бобових. Поєднання білків тваринного і рослинного походження підвищує цінність білкового харчування. Тому у харчуванні людини доцільно поєднувати білки зернових культур з білками молока і хліба (хліб з молоком, гречана каша з молоком, вареники з сиром, пиріжки з м’ясом).

   Розчинні білки зсідаються при нагріванні до 70-80⁰ С. При цьому вони втрачають частину вологи. Цим пояснюється зменшення маси й об’єму м’яса, риби при варінні та смаженні.

     3 учень: Нерозчинний у холодній воді, кислотах і лугах колаген м’яса і риби при нагріванні з водою утворює глютин, який при охолодженні застигає, утворюючи драглі. На цій властивості ґрунтується приготування заливних страв, холодцю.

   Здатність білків набухати – дуже важлива властивість при виробництві хліба і булочних виробів.

   При неправильному зберіганні білкових продуктів може відбуватися розщеплення білків з виділенням продуктів розщеплення амінокислот – амоніаку і вуглекислого газу. Білки, що містять Сульфур, виділяють сірководень. Цей процес називають гниттям білків.

   4 учень: Білки не накопичуються про запас, тому при їхній нестачі швидко порушується білковий обмін, погіршується імунітет, розумова діяльність, гормональний баланс, відновлення тканин, кровотворення. Усе це підвищує виникнення онкологічних захворювань. Для людини масою 70 кг зі звичайною руховою активністю щоденна потреба в білку становить 70-90 г (або 1-1,5 г на 1 кг маси тіла). Для дитячого організму вона більша 1,9 г на 1 кг маси тіла. Дуже важливим є не тільки достатня кількість надходження білка з їжею, але й збалансованість його за амінокислотним складом і здатністю засвоюватися. Найкраще перетравлюються й засвоюються білки риби й молочних продуктів, на другому місці – білки м’яса, і гірше за всіх – білки хліба і круп. Для постійного надходження амінокислот в оптимальному співвідношенні, ми щодня повинні харчуватися змішаною їжею: 25—55% –  риба і морепродукти, м’ясо тварин і птахів, яйця, молочні продукти і 45—75% рослинна – бобові, хліб, крупи.

ВІДЕО ТОП-10  продуктів, багатих білком

https://www.youtube.com/watch?v=dYm4Du_7F_I. 

ПРОЕКТ.

ТОК – ШОУ ВЕГЕТАРІАНСТВО: ЗА І ПРОТИ?

      Вегетаріанці проти м'ясоїдів: що корисніше для здоров'я?

Шкідливо чи корисно їсти м’ясо? Вічне протистояння вегетаріанців та м’ясоїдів. Ми зважимо всі за і проти. Наведемо аргументи.

ЗА	ПРОТИ
1. Родина з чотирьох осіб спричиняє більше викидів парникових газів від споживання м'яса, ніж від користування двома автомобілями. Якщо населення Землі відмовиться від м'яса, то викиди від харчової промисловості знизяться на 60%. 2. Вегетаріанське харчування знижує рівень холестерину, а також нормалізує роботу і покращують   стан судин і серця. 3. Вегетаріанці менш схильні до артрозів, артритів, гіпертонії, атеросклерозу, діабету, ішемічної хвороби серця і жовчнокам’яної хвороби. З  5 мільярдів гектарів сільськогосподарських   угідь у всьому світі, 68% використовується для худоби. Якщо ми оберемо вегетаріанство, на 80% цих земель можна буде відновити луки і ліси 4.Вегетаріанці можуть похвалитися відмінною роботою кишечника, адже багаті клітковиною овочі та фрукти нормалізують його мікрофлору і перистальтику. 5. Допомагає позбутися зайвої ваги – в м'ясі багато калорій, а овочефруктова дієта сприяє схудненню, пригнічує процеси гниття. 6. Вживання великої кількості фруктів і овочів сприяє виведенню з організму людини різних токсинів і шлаків, а також нормалізує обмін речовин.	1. Вегетаріанство може бути наслідком соціально-економічних умов і релігійних приписів, а не свідомим вибором людини 2. Білок м'яса засвоюється організмом людини майже повністю, тоді як рослинні білки, як більш чужі людині, всмоктуються в кров лише наполовину і вимагають на це більше часу. Організм не доотримує  належної кількості білків, вітамінів, мінералів, 3. До 30 років відмова від білків тваринного походження може завдати серйозної шкоди організму, а дітям і вагітним вегетаріанство протипоказано – деякі амінокислоти для росту і розвитку незамінні рослинною їжею. 4. В результаті нестачі білка, що має тваринне походження, організм починає розщеплювати власний білок, також і м’язовий. Це здатне призвести до дистрофії, послаблення бар’єрної функції печінки, порушення роботи різних залоз внутрішньої секреції, погіршується стан шкіри, нігтів, випадає волосся                                                                                           5. Виникає хронічна нестача вітамінів В2 і В12 у тих, хто відмовляється від молочних продуктів – це може призвести до проблем з кровотворенням і нервовою системою. Наприклад, нестача вітаміну В12 загрожує виникненням розсіяного склерозу.                                                                                    6.Невживання риби спричиняє брак важливих речовин, наприклад, омега-3. Це здатне стати причиною катаракти та деяких серцево-судинних хвороб. Молочними і рослинними продуктами неможливо заповнити нестачу «м’ясного» добре засвоюваного заліза. Ну а дефіцит цієї речовини є причиною анемії
Я пропоную компроміс, щоб повноцінно жити, бути здоровим та гарним необхідно споживати як рослинну так і тваринну їжу. У повній мірі організм забезпечується білками, коли із 100 г білкової їжі 60 % - це тваринні білки, а 40% - рослинні. Щоб підтримати свою форму людині необхідно споживати м'ясо 3 – 4 рази на тиждень, тоді як щоденне його вживання дійсно шкідливе!

   Учень: Можна зробити висновок, що продукти мають бути різними, – лише тоді організм отримуватиме достатню кількість необхідних йому амінокислот для синтезу білків.

Тема проекту: Біологічні функції білків

Мета проекту: Визначити значення білків для життєдіяльності організмів. Розглянути  функції, які виконують білки в організмах.

1 учень: Захисна – вироблення білкових тіл і антитіл для знешкодження чужорідних речовин.

Транспортна – білок крові гемоглобін приєднує кисень і разносить його до всіх тканин.

Будівельна (пластична – білки беруть участь в утворенні клітинної оболонки, органоїдів і мембран клітини.

Запасна. Резервні білки запасаються в якості джерела енергії казеїн молока, альбумін яєць

2 учень: Енергетична – 1 г білка еквівалентний 17,6 кДж енергії.

Сигнальна або  рецепторна – реакція на зовнішній подразник.

Скоротлива або рухова – скорочувальні білки викликають різноманітний рух.

Живильна. Цю функцію виконують так звані резервні білки, які є джерелами живлення для плоду, наприклад білки яйця (овоальбуміни). Основний білок молока (казеїн) також виконує головним чином поживну функцію.

 3 учень: Регуляторна.  Обмін речовин в організмі регулюється різноманітними механізмами. У цій регуляції важливу роль відіграють гормони, значна частина яких мають білкову природу. Це, зокрема, такі гормони, як інсулін, тиреотропін, гормон росту, окситоцин, вазопресин та ін.

Каталітична. Всі клітинні каталізатори – прискорювачі реакцій - активні ферменти (ензими).

4 учень: Дихальна функція Як уже згадувалося, складний білок – гемоглобін одночасно з транспортною виконує й дихальну функцію, оскільки здійснює перенесення кисню від легень до тканин, а в зворотному напрямку – вуглекислого газу. Також дихальну функцію в організмі виконує міоглобін. Він створює рухомий резерв кисню в м'язах. Чим інтенсивніше працюють м'язи, тим більше міститься в них міоглобіну.

Структурна функція  Структурні білки в комплексі з ліпідами є структурною основою клітинних і внутрішньоклітинних мембран. Білки беруть участь в утворенні позаклітинних структур: входять до складу вовни, волосся, сухожиль, стінок судин.