БИОХИМИЯ методичка. Учебнометодическое пособие введение

• Название: Учебнометодическое пособие введение
• Анкор: БИОХИМИЯ методичка.doc
• Дата: 28.04.2017
• Размер: 0.89 Mb.
• Имя файла: БИОХИМИЯ методичка.doc
• Тип: Учебно-методическое пособие; #6219
• страница: 4 из 7

Раздел 4. УГЛЕВОДЫ И ИХ ОБМЕН

Тема 10

УГЛЕВОДЫ. ВОССТАНАВЛИВАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ УГЛЕВОДОВ

Углеводы представляют собой полигидроксиальдегиды и полигидроксикетоны с общей формулой (СН₂О)n.

В организме человека и животных они выполняют энергетическую, защитную, структурную, механическую и другие функции. Так, глюкоза является ценнейшим питательным веществом для большинства клеток и особенно ткани мозга.

Все углеводы условно делят на две группы:

1. Углеводы с преимущественно энергетической функцией. Глюкоза при полном окислении одной молекулы дает 38 молекул АТФ. Гомополисахариды (крахмал – в растениях; гликоген – в животных клетках) состоят из остатков α-D-глюкозы. Откладываются в цитозоле в виде гранул и несут резервную функцию.

2. Углеводы с преимущественно структурной функцией. Гликопротеины и гликолипиды входят в состав мембран клеток и участвуют в специфических взаимодействиях (например, рецепторы). Гликозаминогликаны входят в состав соединительной ткани. Некоторые из них (гепарин) выполняют регуляторную функцию.

Классификация углеводов основана на их структуре и физико-химических свойствах.

• 
  ЗАДАНИЕ: заполнить таблицу 22.
  

Таблица 22

Класс углевода	Особенности строения	Основные представители. Формулы

Восстанавливающая способность углеводов.

В растворах сахаров можно обнаружить карбонильную группу, спиртовой и полуацетальный гидроксилы. Каждая из этих групп вступает в реакции окисления-восстановления. Восстанавливающая способность моносахаридов характеризуется тем, что при действии слабых окислителей или ферментативно альдегидная группа в положении С₁ переходит в карбоксильную.

У дисахаридов, обладающих восстанавливающей способностью, связь между мономерами осуществляется за счет спиртового и полуацетального гидроксилов. Одно из мономерных звеньев сохраняет свободный полуацетальный гидроксил, который определяет восстанавливающие свойства и все реакции, свойственные моносахаридам.

У невосстанавливающих дисахаридов гликозидная связь образована за счет полуацетальных гидроксилов обоих моносахаридов. Поэтому они не проявляют характерных реакций альдегидной группы.
Лабораторная работа №27

КАЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ
ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Глюкоза – важнейшая в физиологическом отношении гексоза, является основным энергетическим субстратом организма. Главные источники глюкозы – сахароза, крахмал, запасы гликогена в печени, а также реакции синтеза из аминокислот, лактата.

Качественно глюкозу можно обнаружить с помощью реакции «серебряного зеркала». Благодаря восстанавливающей способности глюкозы бесцветный раствор гидрата окиси серебра восстанавливается до металлического серебра, которое выделяется в виде черного осадка, либо в виде блестящего зеркального налета.

РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ:

1) AgNO₃, 0,2 н; 2) NaOH, 2 н; 3) NH₄OH, 2 н; 4) глюкоза, 0,5 %; 5) дистиллированная вода; 6) пробирки, пипетки, держатели и спиртовки.

ХОД РАБОТЫ:

В пробирку наливают 3-4 капли 0,2 н раствора AgNO₃; 5 капель 2 н раствора NaOH и некоторое количество 2 н раствора NH₄OH (по каплям до полного растворения образующегося осадка). Затем в пробирку добавляют 3-4 капли раствора глюкозы. Слегка подогревают на спиртовке. Наблюдают изменения.

В другой пробирке проделывают ту же реакцию с дистиллированной водой или раствором сравнения.

РЕЗУЛЬТАТЫ и ВЫВОД:
Лабораторная работа №28

КАЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРУКТОЗЫ
ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Из фруктозы под действием кислоты при нагревании образуется оксиметилфурфурол, который затем, конденсируясь с резорцином, дает красное окрашивание.

РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ:

1) фруктоза, 0,5 %; 2) глюкоза, 0,5 %; 3) реактив Селиванова (0,5 % раствор резорцина в 20 % соляной кислоте); 4) пробирки; 5) пипетки; 6) спиртовки и держатели.

ХОД РАБОТЫ:

В пробирку приливают 10 капель раствора фруктозы. Затем туда добавляют 10 капель реактива Селиванова и осторожно нагревают пробирку на спиртовке. Наблюдают развитие окрашивания.

В другой пробирке проделывают ту же реакцию с раствором глюкозы (или с дистиллированной водой). Результат занести в таблицу 23.

Таблица 23

	Раствор фруктозы	Раствор глюкозы
Наблюдаемое окрашивание

Лабораторная работа №29

ОБНАРУЖЕНИЕ ВОССТАНАВЛИВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ УГЛЕВОДОВ
ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Углеводы, обладающие восстанавливающей способностью, способны восстанавливать не растворимый в воде осадок гидрата окиси меди в желтый, а затем в красный осадок закиси меди.

РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ:

1) глюкоза, 0,5 %; 2) NaOH, 2 н; 3) CuSO₄, 0,2 н; 4) фруктоза, 0,5 %; 5) сахароза, 0,5 %; 6) лактоза, 1 %; 7) крахмал, 1 %; 8) пробирки, пипетки; 9) спиртовки и держатели.

ХОД РАБОТЫ:

В 5 пронумерованных пробирок наливают по 0,5 мл растворов глюкозы (пробирка №1), фруктозы (пробирка №2), сахарозы (пробирка №3), лактозы (пробирка №4) и крахмала (пробирка №5). Затем в каждую пробирку добавляют по 6-8 капель 2 н раствора NaOH и небольшое количество 0,2 н раствора CuSO₄ (по каплям пока не прекратится его растворение). Осторожно нагревают каждую пробирку на спиртовке.

Наблюдаемые изменения занести в таблицу 24. Сделать вывод о восстанавливающей способности каждого углевода.

Таблица 24

	Глюкоза	Фруктоза	Сахароза	Лактоза	Крахмал
Развивающееся окрашивание
ВЫВОД

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
Какое свойство глюкозы лежит в основе реакции «серебряного зеркала»?

Объясните отсутствие восстанавливающей способности у сахарозы.

Какова химическая структура, классификация, номенклатура и конформация моносахаридов?

Физико-химические свойства углеводов.

Структура, свойства и биологическое значение гомополисахаридов и гетерополисахаридов.

Тема 11

ОБМЕН УГЛЕВОДОВ

Лабораторная работа №30

ОБНАРУЖЕНИЕ ПРОДУКТОВ ДРОЖЖЕВОГО СБРАЖИВАНИЯ ГЛЮКОЗЫ
ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Глюкоза под влиянием ферментов, содержащихся в дрожжах, превращается в спирт и углекислый газ. Процессы распада глюкозы при брожении и гликолизе протекают одинаково до образования пировиноградной кислоты. Различие начинается с дальнейшего превращения пировиноградной кислоты. Под действием декарбоксилазы дрожжей пировиноградная кислота превращается в уксусный альдегид, который восстанавливается при участии алкогольдегидрогеназы и НАДН·Н⁺ в этиловый спирт.

Углекислый газ, выделившийся при сбраживании глюкозы, можно открыть в специальных приборах для брожения: выделившийся СО₂ поглощается щелочью и образуется вакуум, наличие которого определяется в бродильном приборе. Спирт, образующийся при брожении, можно открыть с помощью реакции получения йодоформа:

СН₃СН₂ОН + 4Ι₂ + 6 NaOH → CHI₃ + 5NaI + HCOONa + 5H₂O

РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ:

1) свежие дрожжи; 2) глюкоза, 5 %; 3) NaOH, 10 %; 4) 10 % раствор йода в йодистом калии; 5) прибор для брожения; 6) ступки с пестиком; 7) мерные цилиндры; 8) воронки; 9) термостат.

ХОД РАБОТЫ:

В ступке растирают приблизительно 1 г дрожжей, приливая небольшими порциями 20 мл 5 % раствора глюкозы.

Полученную массу переливают в прибор для брожения таким образом, чтобы закрытое колено трубки было полностью заполнено, а в широкой части уровень жидкости достигал приблизительно половины. Наполненный прибор для брожения ставят в термостат на 30-60 минут (в зависимости от активности дрожжей), до накопления газа в закрытом колене прибора.

Проделывают качественные реакции на СО₂ и спирт.

1. Качественная реакция на СО₂. Приливают в прибор для брожения 10 % раствор натриевой щелочи до краев, закрывают отверстие большим пальцем и несколько раз хорошо перемешивают содержимое прибора. Палец присасывается к отверстию прибора, так как СО₂ поглощается щелочью, и образуется вакуум.

2. Качественная реакция на спирт. Для открытия этилового спирта небольшое количество жидкости отфильтровывают в пробирку. К фильтрату добавляют несколько капель 10 % раствора йода в йодистом калии – до появления желтого окрашивания, слегка нагревают. Через некоторое время ощущается характерный запах йодоформа.

РЕЗУЛЬТАТЫ и ВЫВОД:
Лабораторная работа №31

ОБНАРУЖЕНИЕ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ В МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ
ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Молочная кислота в присутствии фенолята железа (реактив Уффельманна), окрашенного в фиолетовый цвет, образует лактат железа желто-зеленого цвета.

РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ:

1) мышечная ткань; 2) фенол, 1 %; 3) FeCl₃, 1 %; 4) ступка с пестиком; 6) кварцевый песок; 7) воронки; 8) вата; 9) пробирки; 10) стеклянные палочки.

ХОД РАБОТЫ:

1. Приготовление экстракта из мышечной ткани. В ступке тщательно растирают 1 г мышечной ткани с 7-8 мл дистиллированной воды до получения однородной мышечной кашицы. Гомогенизат фильтруют в пробирку через смоченную водой вату. Фильтрат нагревают на спиртовке до исчезновения кроваво-красного окрашивания. Фильтрат охлаждают и повторно фильтруют через влажный бумажный фильтр. Полученный экстракт анализируют на наличие молочной кислоты.

2. Определение молочной кислоты. В 3 пробирки отбирают по 0,5 мл 1 % раствора фенола и добавляют 2 капли раствора хлорного железа. К полученному раствору фенолята железа (синего цвета) добавляют: в 1-ю пробирку – по каплям раствор молочной кислоты, наблюдая за изменением окраски, во 2-ю – дистиллированную воду, в 3-ю – мышечный экстракт (10-15 капель). О наличие молочной кислоты в нем судят по сходству изменения окраски с раствором молочной кислоты.

РЕЗУЛЬТАТЫ и ВЫВОД:
Лабораторная работа №32

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПИРОВИНОГРАДНОЙ КИСЛОТЫ
ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Пировиноградная кислота при взаимодействии с 2,4-динитрофенилгидразоном в щелочной среде образуется 2,4-динитрофенилгидразоны пировиноградной кислоты желто-оранжевого цвета, интенсивность окраски которых пропорциональна концентрации пировиноградной кислоты.

РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ:

1) кровь; 2) трихлоруксусная кислота (ТХУ), 100 г/л; 3) 2,4-динитрофенилгидразин, 1 г/л (в 2 н растворе соляной кислоты); 4) NaOH, 120 г/л; 5) стандартные растворы пировиноградной кислоты или пирувата натрия, 40, 80, 120 и 160 мкмоль/л; 6) центрифужные пробирки; 7) пробирки; 8) центрифуга; 9) КФК или ФЭК.

ХОД РАБОТЫ:

0,3 мл крови смешивают в центрифужной пробирке с 0,7 мл дистиллированной воды. К гемолизату приливают 1 мл раствора ТХУ, перемешивают палочкой и через 2-3 мин центрифугируют в течение 15 мин при 1500 об/мин. надосадочную жидкость полностью сливают в пробирку, к ней приливают 0,4 мл раствора 2,4-динитрофенилгидразина. Содержимое пробирки смешивают и на 20 мин помещают в темное место при комнатной температуре.

По истечении этого срока в пробирку приливают 1 мл раствора NaOH и через 5 мин определяют на КФК оптическую плотность окрашенного про­дукта. Измерение ведут против дистиллированной воды. Определение оптической плотности производится при синем светофильтре в кювете шириной 5 мм.

Количество пировиноградной кислоты в исследуемой пробе рассчитывают по калибровочному гра­фику, построенному по стандартным растворам пирувата. Из каждой концентрации стандартного раствора берут три пробы по 0,3 мл и об­рабатывают так же, как опытные. Средние значения оптических плотностей для каждой концентрации стандартного раствора пиру­вата используют для построения калибровочного графика.

Содержание пировиноградной кислоты в крови здоровых людей — 45,6-114 мкмоль/л.

Содержание пирувата в крови увеличивается при недостатке в пище тиамина, заболеваниях печени, сахарном диабете, гиперфункции гипофизарно-адреналовой системы, а также при больших физических нагрузках (в 10 раз и более).

РЕЗУЛЬТАТЫ и ВЫВОД:

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
Охарактеризуйте процесс гликолиза. Реакции. Энергетика. Ферменты.

Напишите реакции процесса образования пировиноградной кислоты из глюкозы.

Во что превращается пировиноградная кислота в результате окислительного декарбоксилирования?

В каких органах протекает анаэробный процесс распада углеводов?

В чем сходство и различие процессов гликолиза и дрожжевого брожения.