Первый Московский Государственный Медицинский Университет им. И. М. Сеченова

Лечебный факультет

Кафедра общей химии

ЛАБОРАТОРНАЯ ТЕТРАДЬ

ПО КУРСУ ХИМИИ БИОПОЛИМЕРОВ

СТУДЕНТА __________ ГРУППЫ

______________________ФАКУЛЬТЕТА

__________________________________ОТДЕЛЕНИЯ

__________________________________________________

__________________________________________________

20___ – 20___ учебный год

Настоящая лабораторная тетрадь по курсу химии биополимеров

предназначена для самостоятельной работы студентов лечебного

и педиатрического факультетов, выполняющих практические

\и теоретические задания на лабораторных занятиях. Темы занятий

включают лабораторные работы, выполнение и оформление которых

студенты проводят самостоятельно. Это дает возможность студентам

закрепить пройденный материал и подготовиться к беседе с

преподавателем, который должен оценить правильность полученных

результатов и выводов.

Данная лабораторная тетрадь соответствует учебному плану

и включает материал интегрированного курса химии в соответствии

с программой лечебного и педиатрического факультетов.

© ММА им. И. М. Сеченова

© Н. В. Головина, Д. А. Доброхотов, А. А. Лузин

Под редакцией академика РАО, профессора В. А. Попкова

Москва, 2012.

Тема: Строение и структура биополимеров.

Способы получения, специфические свойства (семинар).

Дата:_________ Занятие № 1

Классификация биополимеров (белки, полисахариды, нуклеиновые

кислоты). Способы получения (реакции полимеризации и поликонденсации). Структура макромолекул (линейные, плоскостные, пространственные). Специфические свойства: молекулярная масса, асимметричность, гибкость, эластичность.

Цель работы: усовершенствовать знания о принципах строения биополимеров и показать влияние состава и химической природы компонентов макромолекул на их физико-химические свойства.

Сущность работы: разобрать классификацию биополимеров; на конкретных примерах рассмотреть структуру белков, полисахаридов, нуклеотидов; изучить способы получения биополимеров и их специфические свойства.

Задание №1.

Заполнить данную таблицу:

Классификация полимеров.

Состав	Природа	структура

* Биополимеры - это высокомолекулярные вещества, обеспечивающие жизнедеятельность живых систем.

3

Задание № 2.

На конкретных примерах приведите способы получения биополимеров:

1.Реакция полимеризации:

2.Реакция поликонденсации:

Задание № 3.

Приведите структурные формулы фрагментов:

______________________________________

полипептидной цепи полинуклеотидной цепи

________________________

гликозидной связи

4

Задание №4

Приведите структурные формулы гетероциклических оснований:

_____________ _____________ __________

тимина аденина гуанина

_______________ _________________

цитозина урацила

Задание № 5.

Приведите схематично четыре морфологические организации белковых структур:

______________________ _________________

первичная структура вторичная

структура

5

_______________________________________

третичная структура четвертичная

Специфические свойства биополимеров:

1. Высокая молекулярная масса-

2. Асимметричное строение-

3. Гибкость –

4. Эластичность -

6

Домашнее задание:

1. Приведите строение любого трипептида и назовите его _________________

2. Приведите строение фрагментов следующих полисахаридов: крахмала, гликогена.

3. Приведите фрагмент полинуклеотида с пуриновым основанием, укажите сложноэфирные и гликозидные связи, назовите его:

4.Охарактеризуйте природу связей между отдельными звеньями в макромолекулах полисахаридов

5. Напишите структуру гексапептида: глицил-тирозил-валил-лизил- треонил- лейцин. Сколько в нем пептидных связей?

7

БИОПОЛИМЕРЫ

Классификация

по ПОЛИНУКЛЕОТИДЫ БЕЛКИ ПОЛИСАХАРИДЫ

составу

М етоды поликонденсации полимеризации

п олучения

С труктура первичная вторичная третичная четвертичная

биополимеров

поли пептидная спираль двойная или

цепь линейная тройная несколько

полинуклеотидная цепь спираль глобул объеди

разветвленная няются в одну

цепь циклических глобулярная крупную

полуацеталей частицу

складчатая

стержнеобразная

Типы силы водородные ионные дисульфидные

взаимодействия Ван-дер-Ваальса связи связи связи

8

Методические указания для преподавателей по теме: Полисахариды. Получение, строение и свойства.

Занятие № 2

Целевые задачи: в ре зультате изучения данной темы студенты должны иметь представление :

- о биологических функциях полисахаридов и их роли в жизнедеятельности;

- об особенностях физмико-химических свойств полисахаридов ;

- о классификации полисвахаридов.

Студенты должны знать:

1. Особенности строения гомополисахаридов: крахмала (амилазы, амилопектина), гликогена, целлюлозы, хитина.

2. Особенности строения гетерополисахаридов: гепарина, гиалуроновой кислоты, агар-агара.

3. Химические свойства полисахаридов, обусловленные их строением.

Сущность работы: дать определение полисахаридам, разобрать классификацию полисахаридов, на примерах крахмала и целлюлозы рассмотреть структуру полисахаридов; изучить специфические свойства полисахаридов.

Блок информации ( по указанию преподавателя):

ПОЛИСАХАРИДЫ-высокомолекулярные углеводы, мономерами которых служат моносахариды и их производные, связанные между собой, как правило, 1,4 или1,6 – гликозидными связями.

ГОМОПОЛИСАХАРИДЫ состоят из остатков одного вида моносахаридов:

крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин.

ГЕТЕРОПОЛИСАХАРИДЫ состоят из разных моносахаридов: гепарин, гиалуроновая кислота, хондроитин, пектиновые вещества (агар-агар).

Разобрать на примерах образование гликозидных связей:

9

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

Качественные реакции на полисахариды, Гидролиз полисахаридов.

Цель работы: изучить основные свойства полисахаридов, обусловленные их строением.

Сущность работы: провести реакции, характеризующие свойства крахмала и целлюлозы.

Опыт 1. Цветная реакция на крахмал:

Характерной реакцией на крахмал служит реакция с раствором йода в йодиде калия ( иод - крахмальная реакция).

Реактивы: крахмал 1%-ный раствор, раствор Люголя (в 100 мл воды растворено 20 г йодида калия и 10 г йода).

Ход работы. В пробирку помещают 1 – 2 мл раствора крахмала, приливают одну каплю раствора Люголя (J₂ + КJ); отмечают окраску раствора, затем нагревают и охлаждают.

Опишите наблюдения	_ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________по______

Опыт 2. Гидролиз крахмала:

Реактивы: крахмал (1%-ный раствор), соляная кислота ( конц.), раствор Люголя, лакмус, 10%-ный раствор гидроксида натрия, раствор Фелинга( равные объемы растворов медного купороса и виннокаменной натриево-калиевой соли смешивают с 0.2 М раствором гидроксида натрия).

Ход работы: в пробирку наливают 5 мл 1 %-го раствора крахмала и 6 капель концентрированной соляной кислоты. Перемешивают и кипятят на пламени горелки. Через 1-2 мин после кипения берут несколько капель раствора пипеткой и приливают в пробирку, в которой находится 6 мл дистиллированной воды, сюда же приливают 2 капли раствора Люголя. Отмечают полученное окрашивание(фиолетовое). Пробирку с остатками крахмала кипятят еще 1-2 мин и снова проводят такую же пробу с раствором йода в йодиде калия. Отмечают полученное окрашивание( красно-бурое). Затем кипятят еще

4 мин и проводят пробу с реактивом Люголя, после чего должно получиться желтое окрашивание. Это значит, что крахмал расщепился до глюкозы. Гидролизованный раствор крахмала нейтрализуют с помощью лакмуса раствором гидроксида натрия, добавляют реактив Фелинга и нагревают.

Опишите наблюдения	______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Напишите уравнения реакций	______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Выпадает желтый осадок, который при нагревании становится бурым

Опыт 3. Гидролиз целлюлозы:

Ход работы: в пробирку помещают

кусочек ваты, заливают его крепким раствором серной кислоты (72 %-ный). После полного растворения (приблизительно через 15 – 20 мин) раствор осторожно разводят водой в 10 – 15 раз и кипятят. После окончания гидролиза нейтрализуют крепким раствором щелочи до сильнощелочной реакции ( по лакмусу) и по каплям добавляют СuSО₄.

Опишите наблюдения

10. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Напишите уравнения реакций	______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Выводы:

1опыт. Иод- крахмальная реакция является специфической на крахмал.

Гликоген с раствором Люголя дает вишнево-красное окрашивание.

2опыт. На первом этапе гидролиза образуются амилодекстрины на что указывает фиолетовое окрашивавние: на 2-м этапе образуется мальтоза

( красно-бурое окрашивание); на последнем этапе – глюкоза, которую определяют реактивом Фелинга.

3опыт. Конечным продуктом гидролиза целлюлозы является- глюкоза.

Её наличие также определяют реактивом Фелинга.

12