Питание

Особенности строения молекул белков. Урок на тему: Строение и функции белков"

Белки, их строение и роль в клетке.

Белки - основная структурная единица клеток. Это полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. В состав белков входит 20 типов аминокислот. В каждой из аминокислот содержится аминогруппа (-NH), карбоксильная группа (-СООН) и радикал (R). Строение радикалов отличается у различных аминокислот. Соединение аминокислот в молекуле белка происходит благодаря образованию пептидной связи: аминогруппа одной аминокислоты соединяется с карбоксильной группой другой аминокислоты.

Соединение, состоящее из нескольких аминокислот, называют пептидом. Выделяют первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры белков. Первичная структура белка определяется последовательностью аминокислот в полипептидной цепи. Именно порядок чередования аминокислот в данной белковой молекуле определяет её особые физико-химические и биологические свойства.

Вторичная структура представляет собой белковую нить, закрученную в виде спирали. Между карбоксильными группами на одном витке спирали и аминогруппами на другом витке возникают водородные связи, которые слабее ковалентных, но при их большом числе обеспечивают образование прочной структуры.

Третичная структура - это клубок, или глобула, в который свертывается спираль. Он образуется в результате взаимодействия различных остатков аминокислот. Для каждого белка характерна своя форма.

Некоторые белки имеют четвертичную структуру. Она характерна для сложных белков. Несколько глобул объединены вместе и удерживаются вместе благодаря ионным, водородным и другим нековалентным связям. Например, белок гемоглобин - состоит из четырех глобул, каждая из которых соединена с железосодержащим гемом.

Под влиянием внешних факторов (изменение температуры, солевого состава среды, pH, под действием радиации и т.п. факторов) слабые химические связи, поддерживающие молекулу белка (вторичную, третичную, четвертичную структуры), разрываются, изменяются структура и свойства белка. Этот процесс называется денатурацией.

Роль белков:

Строительная функция. Белки входят в состав клеточных структур, являются структурными компонентами биологических мембран и многих внутриклеточных органоидов, главным компонентом опорных структур организма.
Ферментативная функция. Многие белки служат биокатализаторами, ускоряют протекание различных химических реакций в организме.
Регуляторная функция. Часть гормонов - белки. Они участвуют в регуляции активности клетки и организма. Например, инсулин регулирует обмен глюкозы.
Защитная функция. Антитела, образуемые лимфоцитами, нейтрализуют чужеродных для организма возбудите лей заболеваний. Белки, участвующие в процессе свертывания крови (фибриноген и тромбин), предохраняют организм от кровопотери.
Транспортная функция. Белки могут присоединять к себе различные молекулы и ионы и переносить их из одной части организма к другой. Например, гемоглобин переносит кислород и углекислый газ.
Энергетическая функция. Белки могут служить источ ником энергии для клетки. При недостатке в организме yглеводов или жиров окисляются молекулы аминокислот. При расщеплении 1 г белков высвобождается 17,6 кДж энергии.

На этой странице искали:

роль белков в клетке
Белки и их роль в клетке
строение и роль белков в клетке
роль белков в клетке доклат
белки их строение и роль в клетке

Процесс «трансляции» наследственной информации происходит на уровне организации жизни

1) клеточном

2) организменном

3) биогеоценотическом

4) молекулярном

Пояснение.

События на клеточном уровне обеспечивают биоинформационное и вещественно-энергетическое сопровождение феномена жизни на всех уровнях ее организации. Сегодня наукой достоверно установлено, что наименьшей самостоятельной единицей строения, функционирования и развития живого организма является клетка, которая представляет собой элементарную биологическую систему, способную к самообновлению, самовоспроизведению и развитию. В клетке сохраняется и воплощается в процессы жизнедеятельности биологическая (генетическая, наследственная) информация - ДНК, матричный механизм репликации ДНК и синтеза белков .

Процесс трансляции - процесс синтеза белка из аминокислот на матрице иРНК (мРНК), осуществляемый рибосомой. Участвуют несколько компонентов клетки, поэтому ответ - на клеточном уровне организации.

Ответ: 1

Раздел: Основы цитологии

Источник: МИОО: Диагностическая работа по биологии 03.04.2014 вариант БИ10801.

Гость 26.05.2014 18:14

Здравствуйте. Разве процесс трансляции наследственной информации происходит на клеточном уровне? Мне кажется на молекулярном. Несколько выше был подобный вопрос и там указан молекулярный уровень организации.

Наталья Евгеньевна Баштанник

На молекулярно-генетическом уровне протекают важнейшие процессы жизнедеятельности - кодирование, передача и реализация наследственной информации. На этом же уровне организации жизни осуществляется процесс изменения наследственной информации.

На органоидно-клеточном уровне протекают важнейшие процессы жизнедеятельности: обмен веществ (в том числе и и биосинтез белка - ТРАНСЛЯЦИЯ) и превращение энергии в клетке, ее рост, развитие и деление.

Гость 23.03.2015 19:21

На молекулярном уровне происходят такие процессы как: передача генетической информации - репликация, транскрипция, трансляция.

На клеточном уровне происходит процессы такие как: клеточный метаболизм, жизненные циклы и деление, которые регулируются белками-ферментам.

(Информация на основе "Сборника разноуровневых заданий для подготовки к ЕГЭ". Автор сборника - А.А.Кириленко)

Наталья Евгеньевна Баштанник

Молекулярный уровень. Основу организации на этом уровне представляют 4 азотистых основания, 20 аминокислот, несколько сотен тысяч биохимических реакций, почти все из которых сопряжены с синтезом или разложением АТФ -- универсального энергетического компонента живого.

Клеточный уровень. Клетка является минимальной единицей жизни. Все живое состоит из клеток. Основные механизмы воспроизводства жизни работают именно на клеточном уровне.

На клеточном уровне происходит два основных процесса, необходимых для самовоспроизведения жизни - митоз - деление клетки с сохранением числа хромосом и генов, и мейоз - редукционное деление, необходимое для производства половых клеток - гамет.

Тема урока: Строение и функции белков

Дата: 16.09.2014г.

Наименование дисциплины : биология, учитель- Дударова Ф.А.

Цель урока: формировать знания о строении, свойствах и функциях белков в клетке .

Участники: 9 класс

Задачи:

1.Развивать мышление учащихся и умение устанавливать причинно-следственные связи на примере изучения свойств и функций белка.

2. Развивать практические умения постановки цитологических опытов при изучении денатурации белка и установлении роли белков ферментов.

3. Развивать умение делать выводы на основе практических работ, развивать умение самостоятельно получать информацию из дополнительных источников (просмотр видеофильмов).

4.Развивать умение структурировать материал.

5.Воспитывать умение работать в паре, воспитывать аккуратность учащихся при выполнении и оформлении практических работ и записей в тетради.

6. Расширить знания о белках как природных полимерах, о многообразии их функций во взаимосвязи со строением и свойствами;

Тип урока: комбинированный

Методы и методические приемы:

комбинированный, наглядно -практический

Литература:

Биология 9 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений \ И.Н.Пономарёва,О.А.Корнилова. издательство «Вентана - Граф».

Оборудование:

Демонстрационный материал: таблицы по общей биологии; пробирки (4 шт.), кусочки картофеля (вареного и сырого), кусочки мяса, перекись водорода, яичный белок, спиртовка, спички, держатель, тест. Таблица - "Белки", модели структуры белка, лучинка, термины, большие листы бумаги, скотч.

Основные понятия:

белки, протеины, денатурация, глобула, аминокислота, радикал пептид

Ход урока 1.Организационный момент.

2.Проверка пройденного материала

Проверочная работа у доски, см. тетрадей по д\з

Опрос у доски:1. Какие вещества относятся к липидам и какое строение имеет большинство липидов;

2. Какие клетки и ткани наиболее богаты липидами;

3.Какое состав и строение имеют молекулы углеводов;

4. Какие углеводы называются моно-, ди – и полисахарадидами?

3. Изучение нового материала. Запись в тетрадь

Актуализация пройденного материала. В 5 классе классе мы знакомились с органическими веществами клетки в том числе и с белками и какие он выполняет функции.

1.Знаете ли вы что такое белки?

2.Что вы знаете о белках?

Как вы уже поняли тема нашего урока:

«Строение и функции белков»

Начнем мы со строения белков

Белки – это сложные высокомолекулярные природные соединения, построенные из -аминокислот.

В состав белков входит 20 различных аминокислот, отсюда следует огромное многообразие белков при различных комбинациях аминокислот. Как из 33 букв алфавита мы можем составить бесконечное число слов, так из 20 аминокислот – бесконечное множество белков. В организме человека насчитывается до 100 000 белков.
Белки подразделяют на протеины (простые белки) и протеиды (сложные белки).
Число аминокислотных остатков, входящих в молекулы, различно: инсулин – 51, миоглобин – 140. Отсюда M r белка от 10 000 до нескольких миллионов.

Аминокислота- это мономер белковой молекулы.

Молекула белков имеет большие размеры, поэтому их называют макромолекулами.

Белки образуются на рибосомах, ЭПС и цитоплазме.

Общая формула аминокислот:

R - может меняться у различных аминокислот.

Через карбоксильную и аминогруппу происходить соединение аминокислот при образование белка.

В ходе реакции полимеризации, выделяется молекула воды, а освободившиеся электроны образуют ковалентную связь пептид

Первая гипотеза о строении молекулы белка была предложена в 70-х годах XIX в. Это была уреидная теория строения белка. В 1903 г. немецкий ученый Э.Г.Фишер предложил пептидную теорию, которая стала ключом к тайне строения белка. Фишер предположил, что белки представляют собой полимеры из остатков аминокислот, соединенных пептидной связью NH–CO. Идея о том, что белки – это полимерные образования, высказывалась еще в 1888 г. русским ученым А.Я.Данилевским. Эта теория получила подтверждение в последующих работах. Согласно полипептидной теории белки имеют определенную структуру.
(Демонстрация кинофрагмента «Первичная, вторичная, третичная структура белка».)
Многие белки состоят из нескольких полипептидных частиц, как говорилось ранее которые складываются в единый агрегат. Так, молекула гемоглобина (С 738 Н 1166 S 2 Fe 4 O 208 ) состоит из четырех субъединиц. Отметим, что M r белка яйца = 36 000, M r белка мышц = 1 500 000.

Классификация белков Запись в тетрадь

Схема на доске

Уровни организации белковых молекул.

Расскажите какие вы помнете уровни организации белковых молекул?

«Первичная, вторичная, третичная структура белка»

Первичная структура белка – последовательность чередования аминокислотных остатков (все связи ковалентные, прочные) (рис. 1).

Рис. 1.
Первичная структура белка

Вторичная структура – форма полипептидной цепи в пространстве. Белковая цепь закручена в спираль (за счет множества водородных связей) (рис. 2).

Рис. 2.
Вторичная структура белка

Третичная структура – реальная трехмерная конфигурация, которую принимает в пространстве закрученная спираль (за счет гидрофобных связей), у некоторых белков – S–S-связи (бисульфидные связи) (рис. 3).

Четвертичная структура – соединенные друг с другом макромолекулы белков образуют комплекс (рис. 4).

Рис. 4.
Четвертичная структура белка

Такая сложная организация белковой молекулы связана с разнообразными функциями, свойственными этим биополимерам.

Строительный материал – белки участвуют в образовании оболочки клетки, органоидов и мембран клетки. Из белков построены кровеносные сосуды, сухожилия, волосы.
2. Каталитическая роль – все клеточные катализаторы – белки (активные центры фермента). Структура активного центра фермента и структура субстрата точно соответствуют друг другу, как ключ и замок.
3. Двигательная функция – сократительные белки вызывают всякое движение.
4. Транспортная функция – белок крови гемоглобин

присоединяет кислород и разносит его по всем тканям.
5. Защитная роль – выработка белковых тел и антител для обезвреживания чужеродных веществ.
6. Энергетическая функция – не основной, но источник энергии:1 г белка эквивалентен 17,6 кДж

Функция

Сущность

Пример

Структурная

Образование мембраны клеток и органоидов и др. структур

Коллаген, кератин

Регуляторная

Регулирование обмена веществ в организме

Некоторые гормоны– инсулин, глюкагон

Защитная

При попадании в - организм чужеродных белков и микроорганизмов в лейкоцитах

Защита от потери крови при ранении

образуются защитные белки антитела

фибриноген результате свертывания

транспортная

Присоединение и перенос химических элементов по организму

гемоглобин

Сократительная

Осуществление всех типов движения

Актин, миозин

Токсическая

Змеиный яд

дифтерийный токсин

Запасающая

Резерв для организма, плода

Яичный альбумин, казино молока

Энергетическая

Не основной, но источник энергии в клетке

Расщепление 1 г белка- 17 к Дж

Сигнальная

Узнавание молекул мембраной клетки

гликопротеины

Ферментативная

Каталитическое ускорение биохимических реакций в клетке

Белки-ферменты- каталаза, пепсин, трипсин

Содержание белков в различных тканях человека неодинаково. Так, мышцы содержат до 80% белка, селезенка, кровь, легкие – 72%, кожа – 63%, печень – 57%, мозг – 15%, жировая ткань, костная и ткань зубов – 14–28%.
Белки – необходимые компоненты пищевых продуктов, они входят в состав лекарственных препаратов.

Практическая работа.

разберем денатурацию белков.

Денатурация - свойство белка менять свою структуру при изменении внешних факторов.

Денатурация может быть обратимой, а может необратимой. Какие факторы вы можете назвать?-pH, температура.

Почему происходит денатурация? – связи со второго уровня слабее ковалентных. До какого уровня денатурация обратима и почему? – до второго, разорванная цепочка не восстанавливается.

Денатурация имеет биологическое значение, например паук выделяет капельку секрета, которая приклеивается к опоре и продолжая выделять секрет паук слегка натягивает ниточка – происходит денатурация и секрет из растворимого состояния переходит в нерастворимое.

Практическая работа№1 «Денатурация белка» ( Демонстрационный опыт.

Запись вывода по работе в тетрадь)

Порядок выполнения работы.

Прилить воду к яичному белку.

Встряхнуть до образования однородного раствора.

Отлить раствор в пустую пробирку.

Зажечь спиртовку и нагреть полученный раствор белка.

Оценить свойства белка (прозрачность, растворимость, агрегатное состояние).

Сделать вывод в тетради:

а) Что явилось причиной денатурации?
б) Что произошло в результате денатурации? (См. Пункт 3, 6)
в) Обратима ли данная денатурация?

И практически рассмотрим одну из функций белка ферментативную.

Практическая работа №2. Фермент - каталаза . ( Выполняется под контролем учителя. Вывод формулируется и записывается самостоятельно. После выполнения работы учащимся предлагается проверить ее результаты сверившись с выводом, который был заранее написан на доске, но закрыт).

письменно

Порядок выполнения работы.

Прилить перекись водорода в пробирку с сырым картофелем. Что наблюдаете?

Прилить перекись водорода в пробирку с вареным картофелем. Что наблюдаете? Почему?

Прилить перекись водорода в пробирку с кусочком мяса. Что наблюдаете?

Напишите вывод в тетрадь:

а) Что такое каталаза? Какую функцию она выполняет?
б) В каких клетках (растительных, животных) она находится?
в) Почему в вареном картофеле каталаза не проявляет свою функцию?

4. Закрепление нового материала

Проверь себя

Главным носителем жизни являются … .

… - это сложные высокомолекулярные соединения, построенные из … .

Элементный состав белков: … .

Молекулярная масса белков изменяется от … до … .

Многие белки растворимы в …, почти все растворяются в … .

Нерастворимы белки, из которых построены … .

В структуре белка различают … структуры.

Функции белков в организме … .

Ответы:

1. Белки.