БИОХИМИЯ методичка. Учебнометодическое пособие введение
 Скачать 0.89 Mb.
|
Раздел 5. ЛИПИДЫ И ИХ ОБМЕНТема 12 СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ ЛИПИДОВЛипиды – разнообразные по химическому строению вещества, проявляющие ряд общих физических, физико-химических и биологических свойств. Они характеризуются способностью растворяться в эфире, хлороформе, других жировых растворителях и только незначительно (и не всегда) – в воде, а также формировать вместе с белками и углеводами основной структурный компонент живых клеток.
Таблица 25
Обязательными компонентами липидов являются спирты и жирные кислоты, соединенные друг с другом сложноэфирной или амидной связью. В качестве спиртового компонента в большинстве липидов присутствует трехатомный спирт глицерин или высокомолекулярный аминоспирт сфингозин; в меньших количествах в липидах присутствуют диольные спирты и производные сфингозина – дигидросфингозин и сфинганин. Липиды делят на две группы: неомыляемые (не содержат жирных кислот) и омыляемые (содержат жирные кислоты). К неомыляемым относятся стероиды, каротиноиды и терпеноиды (построены из изопреновых остатков). Омыляемые липиды делят на простые и сложные. К простым относятся: триацилглицериды (резерв энергии) и воски. Сложные липиды: фосфолипиды и гликолипиды. Жирные кислоты, входящие в состав липидов (в частности, триацилглицеридов), определяют их физико-химические свойства. Чем больше в липидах остатков короткоцепочечных и ненасыщенных кислот, тем ниже температура плавления и выше растворимость. Жиры, в состав которых входит много ненасыщенных кислот, при комнатной температуре будут жидкими; их называют маслами. Животные жиры, содержащие значительное количество насыщенных жирных кислот, при этих условиях остаются твердыми. Для характеристики свойств жира используют константы, или жировые числа, - кислотное число, число омыления, йодное число. Кислотное число– это масса гидроксида калия (мг), необходимая для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира. Число омыления – это масса гидроксида калия (мг), необходимая для гидролиза нейтральных липидов (омыления) и нейтрализации всех жирных кислот (в том числе свободных), содержащихся в 1 г жира. Йодное число – это масса йода (г), связываемая 100 г жира. Поскольку связывание йода происходит по месту двойных связей ненасыщенных кислот, йодное число характеризует степень ненасыщенности жира. Функции липидов: 1) пластическая - липиды входят в состав мембран и определяют их свойства (проницаемость, жидкостность, передача нервного импульса и др.); 2) энергетическая - липиды служат энергетическим материалом для организма; при окислении 1 г жира выделяется 39 кДж/моль энергии, что в 2 раза больше, чем при окислении 1 г белков или углеводов; 3) защитная - липиды предохраняют тело и органы от механического повреждения и сохраняют тепло (подкожный жир, жировая капсула почек, сальник в брюшной полости); 4) регуляторная (эйкозаноиды, стероидные гормоны); 5) эмульгирование жиров (пищеварение), стабилизация липидсодержащих жидкостей (желчь) и транспорт гидрофобных молекул (мицеллы, липопротеины). Лабораторная работа № 33 КАЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИПИДОВ СЫВОРОТКИ КРОВИ В крови содержатся триглицериды, фосфолипиды, эфиры холестерина, свободный холестерин и неэстерифицированные жирные кислоты. Жиры, всасывающиеся слизистой оболочкой тонкого кишечника, в лимфе и в крови находятся в виде хиломикронов – мельчайших капелек, содержащих до 1 % белка. Большинство липидов содержится в комплексе с белками. Повышенное содержание триглицеридов в сыворотке крови может свидетельствовать о снижении их превращений в тканях. ПРИНЦИП РАБОТЫ: Липиды можно открыть по реакции с красителями суданового ряда (например, с Суданом черным образуется розовое окрашивание). РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ: 1) судан, 1 % спиртовой раствор; 2) этанол (разбавляют водой в 2 раза непосредственно перед работой); 3) сыворотка крови; 4) растительное масло; 5) дистиллированная вода; 6) бумага для хроматографии (нарезается полосками шириной 4-5 см); 7) чашки Петри. ХОД РАБОТЫ: Каплю сыворотки наносят на полоску хроматографической бумаги, высушивают при температуре не выше 90 ºС. Для сравнения на 2-ую полоску бумаги наносят каплю растительного масла, на 3-ю – каплю дистиллированной воды. Полоски высушивают. Помещают полоски бумаги в чашки Петри, заливают суданом и оставляют на 30 минут. После этого бумагу достают, дают стечь Судану. Раствором этилового спирта в чистой чашке Петри промывают бумагу. На месте нанесения сыворотки крови заметно розовое пятно окрашенных липопротеидов и хиломикронов. Сравните с пятнами от растительного масла и воды. РЕЗУЛЬТАТЫ и ВЫВОД: Лабораторная работа №34 СРАВНЕНИЕ НЕНАСЫЩЕННОСТИ ЖИРОВ ПРИНЦИП РАБОТЫ: О ненасыщенности жиров можно судить по йодному числу (или количеству раствора йода пошедшему на титрование раствора жира). РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ: 1) свиное сало; сливочное масло; маргарин; растительное масло; 2) хлороформ; 3) 0,001 н раствор йода в хлороформе; 4) стеклянные стаканчики; 5) бюретка или мерная пипетка для титрования. ХОД РАБОТЫ: В четыре плоскодонных стаканчика отвесить по 0,5 г: в стаканчик №1 - свиного сала; в стаканчик №2 - сливочного масла; в стаканчик №3 - маргарина; в стаканчик №4 - 15 капель растительного масла. Затем добавляют в каждый стаканчик по 3 мл хлороформа для растворения жира (твердые жиры следует предварительно расплавить). Титруют содержимое всех стаканчиков 0,001 н раствором йода в хлороформе до появления отчетливой розовой окраски. Записывают объем раствора йода, пошедшего на титрование каждого вида жира. Результаты занести в таблицу 26. Таблица 26
Лабораторная работа №35 ОБНАРУЖЕНИЕ СТЕРОЛОВ ПРИНЦИП РАБОТЫ: Обнаружение стеролов основано на образовании окрашенного соединения при добавлении формалина и уксусного ангидрида. РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ: 1) смесь концентрированной H2SO4 с формалином, 50:1; 2) хлороформ; 3) уксусный ангидрид; 4) растительное масло (подсолнечное, льняное, оливковое, кукурузное); 5) пробирки; 6) пипетки. ХОД РАБОТЫ: В сухую пробирку вносят 2 капли растительного масла, 20 капель хлороформа. Добавляют 20 капель смеси серной кислоты с формалином и взбалтывают. Раствор разделяется на два слоя: хлороформный (вишневого цвета) и серной кислоты (красно-коричневого цвета с зеленой флуоресценцией). Из верхнего хлороформного слоя отбирают 5-6 капель в сухую пробирку, добавляют 1-2 капли уксусного ангидрида и наблюдают появление синего окрашивания, переходящего в зеленое. Результаты занести в таблицу 27. Таблица 27
Лабораторная работа №36 КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА ХОЛЕСТЕРИН Холестеринотносится к стеринам, представляет собой вторичный циклический спирт. Большая часть холестерина в крови содержится в виде эфиров холестерина – холестеридов – сложных эфиров с кислотами, чаще всего с высшими жирными кислотами – пальмитиновой, стеариновой или олеиновой. Холестерин и его эфиры нерастворимы в воде, хорошо растворяются в органических растворителях: хлороформе, эфире, горячем спирте и др. В крови холестерин образует комплексные соединения с белками. В мозге холестерин в норме содержится почти исключительно в свободном виде, а не в виде эфиров. В головном мозге происходит синтез холестерина. Из холестерина в организме человека образуются соединения, обладающие высокой физиологической активностью: желчные кислоты и гормоны. 1. Реакция Либермана-Бурхарда. ПРИНЦИП РАБОТЫ: Раствор холестерина в хлороформе дает с уксусным ангидридом и концентрированной серной кислотой красное окрашивание, переходящее затем в синие и зеленые тона. РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ: 1) холестерин, 1 % хлороформный раствор; 2) уксусный ангидрид; 3) серная кислота, концентрированная; 4) сухое часовое стекло или чашка Петри; 5) пипетки. ХОД РАБОТЫ: На сухое стекло наносят 1 каплю хлороформного раствора холестерина, 1 каплю уксусного ангидрида и 1 каплю концентрированной серной кислоты. Образуется красная, затем красно-фиолетовая окраска, которая со временем принимает другие оттенки – синий, зеленый. РЕЗУЛЬТАТЫ и ВЫВОД: 2. Реакция Сальковского. ПРИНЦИП РАБОТЫ: Под действием концентрированной серной кислоты происходит дегидратация холестерина, конденсация образовавшихся продуктов в виде непредельных углеводородов, соединяющихся с серной кислотой с образованием окрашенных продуктов. РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ: 1) холестерин, 1 % хлороформный раствор; 2) серная кислота концентрированная; 3) сухое часовое стекло или чашка Петри; 4) пипетки. ХОД РАБОТЫ: На сухое стекло наносят 1 каплю хлороформного раствора холестерина и 1 каплю серной кислоты (концентрированной). Развивается окрашивание. РЕЗУЛЬТАТЫ и ВЫВОД: КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ: Липиды: химическая структура, физико-химические свойства, значение. Жирные кислоты, классификация, свойства и биологическое значение. Классификация фосфолипидов. Химическая структура. Физико-химические свойства. Классификация гликолипидов. Химическая структура. Физико-химические свойства. Липопротеиды. Классификация. Свойства. Значение. Холестерин. Химическая структура, биологическое значение. Какие вещества образуются из холестерина в организме человека? Тема 13 ОБМЕН ЛИПИДОВЛабораторная работа №37 ЭМУЛЬГИРОВАНИЕ ЖИРА Жиры, чтобы подвергнуться действию липаз, должны быть предварительно эмульгированы. Желчные кислоты – поверхностно активные вещества, являющиеся основными эмульгаторами жира в пищеварительном тракте. Желчные кислоты поступают с желчью в двеннадцатиперстную кишку, обволакивают капельки жира и препятствуют их слиянию. Желчные кислоты – холевая, дезоксихолевая, кенодезоксихолевая и литохолевая – являются производными холановой кислоты. Белки, мыла, соли угольной кислоты, содержащиеся в некотором количестве в двеннадцатиперстной кишке, также эмульгируют жиры. ПРИНЦИП РАБОТЫ: Взбалтывая жир с водой, можно наблюдать образование расслаивающейся, нестойкой эмульсии. Добавляя поверхностно активные вещества, можно получить стойкую эмульсию. Эмульгаторы легко адсорбируются на поверхности раздела двух фаз, образуя тончайшую пленку, которая препятствует слиянию капелек эмульсии. РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ: 1) растительное масло; 2) NaOH, 1 %; 3) мыло, 1 %; 4) Na2CO3, 1 %; 5) раствор яичного белка; 6) желчь; 7) пробирки. ХОД РАБОТЫ: В 5 пробирок наливают по 3 капли растительного масла. Добавляют в 1-ю пробирку 20 капель дистиллированной воды, во 2-ю – 20 капель желчи, в 3-ю – 20 капель 1 % раствора яичного белка, в 4-ю – 20 капель 1 % раствора мыла, в 5-ю – 20 капель 1 % раствора углекислого натрия. Все пробирки тщательно взбалтывают. Через 5 минут наблюдают сохранение эмульсии. Результаты занести в таблицу 28, отметить сохранилась ли образовавшаяся эмульсия; если сохранилась, указать степень ее дисперсности. Таблица 28
ВЫВОД: Лабораторная работа №38 КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА ЖЕЛЧНЫЕ КИСЛОТЫ Желчные кислоты образуются в печени и выделяются с желчью в виде парных соединений с гликоколом или таурином. Парные желчные кислоты образуют растворимые в воде комплексы с жирными кислотами, холестерином и некоторыми другими органическими веществами, нерастворимыми в воде. Эмульгируя жиры, желчные кислоты тем самым активируют липазу, но не оказывая какого-либо другого прямого действия на активность этого фермента. Высшие жирные кислоты нерастворимы в воде, в тонком кишечнике всасываются только после образования комплексного соединения с желчными кислотами. В этом комплексе молекула жирной кислоты находится внутри, желчные кислоты – снаружи, причем гидрофобная часть желчных кислот также находится внутри комплекса, снаружи – только гидрофильная часть, взаимодействующая с молекулами воды, и таким образом весь комплекс всасывается. ПРИНЦИП РАБОТЫ: Присутствие желчных кислот можно открыть реакцией Петтенкофера. Желчные кислоты дают пурпурное окрашивание с оксиметилфурфуролом. Последний образуется из фруктозы (входящей в состав сахарозы) в присутствии концентрированной серной кислоты. РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ: 1) желчь, разведенная водой в 2 раза; 2) сахароза, 20 %; 3) H2SO4, конц.; 4) сухое стекло или чашка Петри; 5) стеклянные палочки; 6) глазная пипетка. ХОД РАБОТЫ: На сухое стекло, под которое подложен лист белой бумаги, наносят 1 каплю желчи, 1 каплю 20 % раствора сахарозы и хорошо перемешивают стеклянной палочкой. Рядом наносят 3 капли концентрированной серной кислоты (стекло после этого не следует сдвигать с места). Через некоторое время на месте слияния капель наблюдается развитие красноватой окраски, которая при стоянии переходит в красно-фиолетовую. РЕЗУЛЬТАТЫ и ВЫВОД: КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ: β-окисление жирных кислот. Жирные кислоты как разобщители окислительного фосфорилирования. Биосинтез жирных кислот. Основные пути использования ацетил-КоА. Какое вещество является исходным в биосинтезе холестерина? Какова роль желчных кислот? Как осуществляется процесс эмульгирования жиров? Какие вещества являются эмульгаторами? |