Индивидуальный образовательный маршрут школьника по теме "Денатурация белка", 10 класс

ДЕНАТУРАЦИЯ БЕЛКА Для   того   чтобы   белок   приобрел   присущие   ему функциональные   свойства,   полипептидная   цепь   должна определенным   образом   расположиться   в   пространстве, сформировав объемную конфигурацию. Последовательность   аминокислотных   остатков   в полипептидной   цепи   представляет   собой  первичную структуру молекулы белка:   глицин         серин           валин          серин       аспарагин Первичная структура молекулы белка Вторичная структура представляет собой закрученную в виде спирали полипептидную цепь. Определенным   образом   свернутая   в   пространстве спираль   представляет   собой  третичную   структуру белковой молекулы. Для   некоторых   белков   характерна   еще   более   сложная пространственная организация – четвертичная структура – взаимное расположение нескольких полипептидных цепей в составе единого белкового комплекса. Пространственная   структура   белковой   молекулы удерживается   благодаря   множеству   внутримолекулярных водородных связей, а также ковалентных и ионных связей, возникающих   между   функциональными   группами аминокислотных остатков. Рассмотрим устойчивость пространственной организации молекулы альбумина куриного яйца. Л а б о р а т о р н ы й   о п ы т   1   «Действие   на   белок высокой температуры». Знаете ли вы,  что… еще  в XVIII веке  ученые заметили свойство белков  денатурировать  при нагревании.Выданный в пробирке раствор яичного белка (2–3 мл) осторожно нагрейте на пламени спиртовки. Что наблюдаете? В какой момент в пробирке с белком произошли изменения? При   нагревании   выше   80   °С   разрываются   связи, поддерживающие     пространственную     структуру     белка (четвертичную,   третичную   и   вторичную).   Разрушение пространственной   называется денатурацией. структуры   белка   Л а б о р а т о р н ы й   о п ы т   2   «Действие   на   белок этилового спирта». В пробирку налейте 1 мл раствора белка и добавьте 3–4 мл этилового спирта. Поставьте пробирку в штатив. Через 1–2   минуты   рассмотрите,   что   произошло   с   белком   под влиянием спирта. Этиловый   спирт   связывает   воду,   что   ведет   к дегидратации молекул белка и понижению их устойчивости в растворе. Л а б о р а т о р н ы й   о п ы т   3   «Механическое воздействие на белок». В две пробирки налейте по 2 мл раствора белка. В одну из них добавьте несколько кристалликов поваренной соли. Закройте   пробирки   с   жидкостями   пробками   и   интенсивно встряхивайте   в   течение   1–2   минут.   Затем   поставьте пробирки в штатив. Что произошло с раствором белка? В какой пробирке пена оказалась устойчивее? Что происходит с белком в пробирках при их дальнейшем стоянии? Вы   познакомились   с   различными   видами   денатурации: физической   (происходящей   при   нагревании),   химической (под воздействием спирта)   и   механической (при сильном встряхивании). Денатурация   может   быть   необратимой   и   обратимой. Рассмотрите содержимое всех пробирок с белком. В каком случае денатурация оказалась необратимой? Знаете ли вы,  что… причина  потемнения  желтка при  длительной  варке яйца  заключается в  высоком  содержании  железа в  желтке.  Слишком долгая тепловая  обработка  разлагает часть  белков,  и они начинают  выделять  сероводород.  Самого  ничтожного  количества  сероводорода  хватает для  образования  сульфидных  соединений  железа темно­ бурого цвета.1. Ответьте на вопросы. 1.1. Приведите   примеры   денатурации   белка,   происходящие   при приготовлении пищи. 1.2. Подумайте, почему белковая пища (например, мясо) легче усваивается организмом после термической обработки. 1.3. Растворимые   в   воде   белки   способны   к   пенообразованию.   Какой   из проведенных вами опытов доказывает это свойство белков? 2. Выполните упражнение. 2.1.   Составьте   уравнения   реакций:   а)   горения   глицина;   б)   образования трипептида из глицина. 3. Решите задачи. 3.1. Гемоглобин   содержит  0,34 %   железа.   Вычислите   молекулярную   массу гемоглобина. 3.2. Белок является основным строительным материалом для мышц, и его рекомендуемое   ежедневное   потребление   для   тех,   кто   регулярно   занимается спортом, должно быть не ниже 1,5–2 г на один килограмм массы тела.  Какую массу белка целесообразно употребить атлету массой 75 кг в течение недели? 3.3. Для приготовления   протеинового   коктейля   необходимо   взять 50 г сухого    молока,   добавить    150 г    обезжиренного    творога   и залить 200  мл молока. Рассчитайте, сколько граммов белка содержится в таком коктейле, при учете, что в обезжиренном твороге находится 15 % белка, в сухом молоке – 25 % белка,   в   обычном   молоке   –   около   3 %   белка   (плотность   молока   примите   за 1 г/мл). 4. Проведите опыт «Приготовление белкового крема». Возьмите 3 куриных яйца. Отделите желтки от белка, поместите белки в отдельную посуду и поставьте в холодильник, поскольку охлажденный белок будет лучше взбиваться. Вскипятите в кастрюле 70 мл воды, насыпьте в кипяток 230 г сахара и перемешайте. Сахарный сироп доведите до кипения и варите на слабом огне при помешивании. Для определения готовности поместите каплю сиропа на чистое блюдце: если капля не будет растекаться и останется вязкой по консистенции,   то   сироп   готов.   Отставьте   кастрюлю   с   сиропом   в   сторону   и накройте ее крышкой, чтобы сироп не остыл. К охлажденному белку добавьте щепотку поваренной соли и с помощью миксера взбивайте белковую массу в течение   не­скольких   минут.   Продолжая   процесс   взбивания,   аккуратно(тоненькой   струйкой)   влейте   к   белковой   массе   горячий   сахарный   сироп. Взбивать белковую массу нужно до тех пор, пока крем полностью не остынет. Какие   изменения   произошли   с   молекулами   белка   в   процессе   приготовления белкового крема? О т в е т ы   н а   р а с ч е т н ы е   з а д а ч и 3.1. 16470,6. 3.2. 787,5 – 1050 кг. 3.3. 41 г.