Контрольные вопросы и задания
Что такое гормоны?
Чем отличаются гормоны от других веществ?
К чему может привести: а) повышение концентрации гормонов в крови;
б) понижение концентрации в крови?
4.Какие железы внутренней секреции Вам известны? Какие гормоны они
вырабатывают?
5.Какие гормональные нарушения связаны с заболеванием сахарный диабет?
Тема № 7. Витамины. Исследование структуры и функций витаминов в организме человека. Качественные реакции на витамины.
Витамины – низкомолекулярные органические вещества, выполняющие в животном организме функцию биологических катализаторов как в свободном виде, так и в составе ферментов. Витамины являются соединениями, разнообразными по составу, строениям и свойствам. Они необходимы организму в минимальных количествах, однако лишь немногие витамины синтезируются тканями высших животных. Основная масса витаминов синтезируются микроорганизмами и растениями. Витамины необходимы для поддержания интенсивного обмена веществ, физиологической активности и сопротивляемости заболеваниям.
Цель: изучить свойства и качественные реакции на жиро- и водорастворимые витамины.
Приборы и реактивы: Штатив с пробирками (посуда должна быть сухой), водяная баня, концентрированная серная кислота, раствор витамина А в масле, раствор в хлороформе треххлористой сурьмы, хлороформ, раствор витаминаDв масле, концентрированная азотная кислота, масляный раствор витамина Е, спиртовой раствор витамина К, 1% - ный спиртовой раствор диэтлмалонового эфира, 1% -ный раствор гидроксида калия, раствора витамина В2, раствор соляной кислоты, металлический цинк, порошка витамина В5, раствор гидрокарбоната натрия, раствор гидросульфита натрия, раствор гексацианоферрата (III) калия, раствор хлорного железа (III).
Жирорастворимые витамины
Жирорастворимые витамины – группа соединений, растворимых в жирах и органических растворителях. К этой группе принадлежат витамины A,D,E,K. Жирорастворимые витамины участвуют главным образом в процессах биосинтеза белков.
Витамин А (антиксерофтальмический, ретинол)
Витамин А – важнейший витамин роста. Основными признаками гиповитаминоза А являются остановка роста, ксерофтальмия и ксеротомаляция, ороговение эпителиальных клеток, чрезмерное отложение солей в надкостнице спинномозгового канала, куриная слепота. Витамин А является структурным компонентом биологических мембран, стимулирует биосинтез белка в печени, участвует в синтезе мукополисахаридов, в формировании костной ткани и в процессах светоощущения. Витамин А встречается только в продуктах животного происхождения.
Качественные реакции на витамин А
Опыт 1. Реакция с серной кислотой
Принцип метода.
Для витамина А характерна цветная реакция с серной кислотой. Полученное соединение окрашено в сине – фиолетовый цвет.
Порядок проведения эксперимента
В пробирку наливают 3 капли масляного раствора витамина А и добавляют 1 каплю серной кислоты. В пробирки появляется сине – фиолетовое окрашивание.
Витамин D (антирахитический, кальциферол)
Основным проявлением гиповитаминоза Dявляется рахит, для которого характерно нарушение процесса формирования скелета, в результате чего наблюдаются искривления конечностей, запаздывание сращения костей черепа, потеря тонуса мышц, особенно брюшного пресса, а также при недостатке витаминаDв организме развиваются остемаляция, размягчение костей, вызванное вымыванием кальция из уже сформировавшейся костной ткани. ВитаминDсинтезируется в животном организме из стеролов под влиянием ультрафиолетовых лучей. Он стимулирует биосинтез кальцийсвязывающего белка, играющего важную роль в транспорте кальция через мембраны клеток слизистой тонкого кишечника, костей. Кальциферол стимулирует также обратное всасывание фосфора в почках, синтез лимонной кислоты в тканях и отлдожение в жировой ткани непредельных жирных кислот.
Опыт 2. Качественная реакция на витамин D с треххлористой сурьмой
Принцип метода.ВитаминDреагирует с раствором треххлористой сурьмы в хлороформе с образованием окрашенного в оранжево – красный цвет соединения.
Порядок проведения эксперимента
В две пробирки наливают по 3 капли раствора витамина D. В первую пробирку добавляют 2 мл хлороформа, во вторую – 2 мл раствора треххлористой сурьмы. Во второй пробирки появляется оранжево – красное окрашивание, интесивность которого со временем нарастает.
Витамин Е (антистерильный, токоферол)
Признаками отсутствия или недостатка витамина Е в организме женских особей являются бесплодие, самопроизвольные аборты, рассасывание плода; у мужских особей – нарушение сперматогенеза. При гиповитаминозе Е наблюдается также дистрофия мышц и нервные расстройства. В природе витамин Е синтезируется только растениями. Витамин Е участвует в окислительно – восстановительных реакциях в мышечной ткани, является антиоксидантом непредельных жирных кислот, предотвращая тем самым появление токсических продуктов их окисления, вызывающих гибель эмбрионов, участвует в стабилизации лизосомных мембран. Витамин Е принимают как лечебный препарат при лечении мышечной дистрофии, коронарного склероза, бесплодия.
Опыт 3. Качественная реакция на витамин Е с азотной кислотой
Принцип метода.Витамин Е, взаимодействуя с концентрированной азотной кислотой, окисляясь с образованием о- хинона, окрашенного в оранжево – красный цвет соединения – тококрасного.
Порядок проведения эксперимента
В 2 пробирки наливают по 2 – 3 капли масляного раствора витамина Е. В первую пробирку добавляют 1 – 2 мл воды, во вторую – такое же количество концентрированной азотной кислоты. Обе пробирки нагревают на кипящей водяной бане 10 мин. В пробирке с азотной кислотой масляный слой витамина Е окрашивается в оранжево – красный цвет.
Витамин К (антигеморрагический, филлохинон)
При недостатке витамина К в организме кровь теряет способность свертываться, и при повреждении ткани возникают кровотечения (геморрагии). Витамина К в животном организме не образуется; к синтезу его способны только растения и микроорганизмы. Витамин К регулирует процесс свертывания крови, участвуя в синтазе некоторых белков, необходимых для образования сгустка (протромбин).
Опыт 4. Качественная реакция на витамин К
Принцип метода.В щелочной среде витамин К гидролизуется с образованием фтикола, взаимодействующего с диэтилмалоновым эфиромC2H5CO–CH2–COC2H5. Продукт конденсации диэтилмалонового эфира с карбонильными группами фтиокола окрашен в красно – фиолетовый цвет.
Порядок проведения эксперимента
В пробирку наливают 2 мл раствора витамина К, добавляют 1 мл раствора диэтилмалонового эфира и 0,2 мл раствора гидроксида калия. В пробирке появляется красно – фиолетовое окрашивание.
Водорастворимые витамины
Витамины группы В и витамин С – органические вещества, хорошо растворимые в воде. Соединения эти различны по составу и свойствам, однако общим для них является сходная биологическая роль – все они, являясь составной частью ферментов, влияют на процессы внутриклеточного обмена белков, углеводов, липидов.
Витамин В1 (антиневритный, тиамин)
Признаками гиповитаминоза В1являются: полиневрит, нарушение сердечной деятельности, пищеварения и водного обмена. Витамин В1в виде пирофосфосфорного эфира (тиаминпирофосфосфата) входит в состав ферментов декарбоксилаз кетокислот, катализирующих процесс декарбоксилирования пировиноградной и α-кетоглутаровой кислот. Витамин В1 синтезируется зелеными растениями и микроорганизмами.
Витамин В2 (рибофлавин)
При недостатке витамина В2наблюдается остановка роста животных, дерматиты, поражение слизистой оболочки ротовой полости, воспаление глазного яблока. Витамин В2синтезируется зелеными растениями и микроорганизмами. Рибофлавин принимает участие в окислительно – восстановительных реакциях обмена веществ, являясь составной частью (ФАД) аэробных дегидрогеназ.
Опыт 5. Реакция восстановления витамина В2
Биологическая роль рибофлавина как переносчика водорода связана с его способностью обратимо переходить из окисленной формы в восстановленную.
Принцип метода.Витамин В2восстанавливается водородом, который выделяется при взаимодействии металлического цинка с соляной кислотой.
Порядок проведения эксперимента
В пробирку наливают 2 мл раствора витамина В2, добавляют 1 мл соляной кислоты, перемешивают и отливают равный объем в другую пробирку. В одну из пробирок бросают кусочек металлического цинка и обе пробирки закрывают пробками. В пробирке с цинком обесцвечивание раствора наступает в течение 5 – 10 минут.
Витамин В5 (витамин РР, никотинамид)
Признаками недостатка витамина В5в организме могут являться дерматиты, поражения слизистых оболочек ротовой полости, расстройства пищеварения и нервной системы. Витамин В5синтезируется растениями и микроорганизмами, а также в тканях некоторых животных (из аминокислот триптофана). Амид никотиновой кислоты служит составной частью (НАД) окислительно-восстановительных ферментов – анаэробных дегидрогеназ.
Опыт 6. Качественная реакция на витамин В5
Принцип метода.Под действием гипосульфата натрия происходит частичное восстановление никотинамида (никотиновой кислоты) с образованием 1,4 – дигидропиридинпроизводного, окрашенного в желтый цвет.
Порядок проведения эксперимента
В пробирку помещают немного порошка витамина В5никотиновой кислоты или ее амида, добавляют 1 – 2 мл раствора гидрокарбоната натрия и после перемешивания добавляют 1 – 2 мл раствора гидросульфита натрия. Жидкость в пробирке окрашивается в желтый цвет.
Витамин В12 (антианемический, цианкобаламин)
Признаками гипоавитаминоза В12могут быть остановка роста, дерматиты, злокачественная пернициозная анемия (в крови снижается количество эритроцитов). Этот витамин не синтезируется зелеными растениями и дрожжами. Витамин В12 осуществляет свою биологическую роль, являясь составной частью ферментов, которые участвуют в биосинтезе нуклеиновых кислот и белков, а также в обмене метильных групп.
Опыт 7. Качественная реакция на кобальт, содержащийся в витамине В12
Витамин В12 – единственный из известных витаминов который содержит в своем составе метал кобальт который очень прочно связан в цианкобаламиновом комплексе. Определение кобальта возможно только после разрушения всей молекулы витамина.
Принцип метода.После минерализации цианкобаламина концентрированной серной кислотой кобальт открывают путем нагревания минерализата с раствором тиомочевины. При этом образуется окрашенное в синезеленый цвет комплексное соединение следующего состава:(СО2(СSN2H4)3)(SO4)2.
Порядок проведения эксперимента
В пробирку переносят содержимое одной ампулы витамина B12, добавляют 10 капель концентрированной серной кислоты и нагревают на песочной бане в течении 15 – 20 мин, затем добавляют 1 каплю пергидроля. После обесцвечивания жидкости в колбе и охлаждения ее добавляют 1 мл воды. На беззольный фильтр наносят 3 – 4 капли раствора тиомочевины и подсушивают фильтр над спиртовкой с асбестовой сеткой. Затем на фильтр на то же место наносят 3 – 4 капли полученного минерализата. После повторного подсушивания над спиртовкой на фильтре появляется сине – зеленое окрашивание, свидетельствующее о наличии кобальта.
Витамин С (антицинготный, аскорбиновая кислота)
Недостаток витамина С в животном организме вызывает нарушение обмена белков, пониженную сопротивляемость к заболеваниям желудочно – кишечного тракта и дыхательных путей, кровоизлияния на коже и внутренних органов, кровотечения из десен и выпадение зубов (цинга). Витамин С синтезируется в растениях и животных тканях большинства животных (исключения составляют человек, обезьяна и морская свинка). Биологическая роль витамина С связана с его участием в окислительно – восстановительных процессах, регуляции биосинтеза ДНК, белка, углеводов, стероидных гормонов.
Опыт 8. Качественная реакция на витамин С
Принцип метода. Аскорбиновая кислота восстанавливает железо в комплексном ионе – гексацианоферрате (III), превращая его в гексацианоферрат (II). В присутствии хлорного железа образуется гексацианоферрат (II) железа, окрашенный в синий цвет (берлинская лазурь).
Порядок проведения эксперимента
В одну пробирку наливают 2 – 3 мл воды, в другую – 2 – 3 мл раствора витамина С. В обе пробирки добавляют по несколько капель растворов гексацианоферрата (III) калия и хлорного железа. В пробирке с витамином С появляется синее окрашивание.