الأهداف:

• التعليمية:تكوين أفكار عامة حول الضغط، وقوة الضغط، وتطوير المهارات العملية في حساب الضغط؛
• التعليمية:تطوير المهارات التجريبية، والمهارات، والتفكير المنطقي، وإثبات البيانات، وتطوير مهارات العمل في أزواج، وتبرير الحاجة إلى زيادة الضغط أو تقليله؛
• التعليمية:تطوير مهارات العمل المستقل، وتعزيز الرغبة في التعلم، والقدرة على العمل الجاد، وتعزيز الشعور بالجماعية عند العمل في أزواج.

نوع الدرس المغطى: تعلم مواد جديدة.

تنسيق الدرس: درس مشترك.

مكان الدرس في المنهج .تمت مناقشة موضوع "الضغط وقوة الضغط" في قسم "ضغط المواد الصلبة والسوائل والغازات". هذا الموضوع في القسم الأول هو الأكثر إثارة للاهتمام بالنسبة للطلاب (نظرًا لوجود علاقة كبيرة بين المادة التي تتم دراستها والحياة والتكنولوجيا)، لذلك يلزم ساعتين لدراسة هذا الموضوع. يتم تحديد المحتوى الرئيسي للمادة التي تتم دراستها من خلال المنهج الدراسي والحد الأدنى الإلزامي من محتوى التعليم في الفيزياء.

طُرق:لفظي، بصري، عملي.

معدات:

• معرض قائم لأدوات القطع والطعن؛
• عرض تقديمي باور بوينت، ومقاييس الدينامومتر المعملية، والقضبان، والمساطر، والأزرار.

خطة الدرس:

1. مرحلة تنظيم بداية الدرس -	1 دقيقة.
2. مرحلة التحضير للاستيعاب النشط والواعي للمواد الجديدة -	7 دقيقة.
3. مرحلة استيعاب المعرفة الجديدة (قوة الضغط، صيغة الضغط، وحدات الضغط) –	20 دقيقة.
4. رحلة إلى علم الأحياء –	6 دقائق.
5. عالم التكنولوجيا –	6 دقائق.
6. "رسائل مألوفة" -	2 دقيقة.
7. المهام التجريبية. -	15 دقيقة.
8. مهام الاختبار. -	13 دقيقة.
9. التلخيص -	5 دقائق.
10. الواجبات المنزلية. -	5 دقائق.

نقش للدرس: "المعرفة هي المعرفة فقط عندما يتم الحصول عليها من خلال جهود الفكر، وليس الذاكرة" (أ.ن.تولستوي).

خلال الفصول الدراسية

1. مرحلة تنظيم الدرس.

2. مرحلة التحضير للاستيعاب النشط والواعي للمادة.

يلفت المعلم انتباه الطلاب إلى الرسم التوضيحي لعمل مامين سيبيرياك "الرقبة الرمادية" (انظر الشريحة رقم 1 من العرض التقديمي) ويقرأ مقتطفًا من هذا العمل: "... لقد جاء الثعلب حقًا بعد أيام قليلة وبعد ذلك، جلس على الشاطئ وتحدث مرة أخرى:

اشتقت لك يا بطة...تعال هنا؛ إذا كنت لا تريد ذلك، فسوف آتي إليك بنفسي. أنا لست متعجرفة...

وبدأ الثعلب في الزحف بعناية على الجليد باتجاه الحفرة. لقد غرق قلب غراي نيك..."

سؤال.لماذا زحف الثعلب بعناية على الجليد؟ (نستمع إلى الإجابات)

مدرس.للإجابة على هذا السؤال عليك التعرف على موضوع "الضغط وقوة الضغط". كلمة "الضغط" معروفة لك جيدًا. هل تفهم معنى الجمل التالية:

1. ينخفض ​​​​الضغط بشكل حاد ومن الممكن هطول الأمطار.
2. ولم يتمكن المدافعون عن فريق دينامو من تحمل ضغط مهاجمي سبارتاك.
3. ارتفع ضغط دم المريض فجأة.
4. انزلق نوتيلوس إلى أعماق لا نهاية لها، على الرغم من الضغوط الهائلة للبيئة الخارجية.
5. قال المفوض مايجريت: "لقد كانت امرأة، فقط الكعب الرفيع لحذاء المرأة يمكن أن يسبب مثل هذا الضغط الكبير".

في كل هذه الجمل، استخدمت كلمة "الضغط" في مواقف مختلفة ولها معاني مختلفة. سننظر إلى الضغط من منظور فيزيائي. للقيام بذلك، سندعو مساعدا للدرس.

أراد الأطفال العسل - الهلاك والعواصف الثلجية والعواصف الثلجية ،

حتى تأتي نحلة جيدة لزيارة الدرس.

اليوم ستكون الشخصية الرئيسية في درسنا هي النحلة.

مدرس.لنفكر في مثال (زر على بتلة): صبي ينزلق على جبل وسط ثلوج متساقطة حديثًا، ويسقط بشكل غير متوقع، وتتدحرج زلاجاته. بعد أن يقف الصبي على قدميه، ينزل ليحصل على زلاجاته، بينما تتعثر قدميه في الثلج.

سؤال: لماذا لا يسقط صبي على الزلاجات في الثلج، لكنه يسقط من دون الزلاجات؟ يستنتج الطلاب أنه في كلتا الحالتين يتصرف الصبي على الثلج بنفس القوة، لكن نتيجة القوة مختلفة، وبالتالي (يقود المعلم إلى الفكرة) تعتمد نتيجة الفعل أيضًا على كمية ما.

مدرس:ماذا تغير بعد سقوط الصبي؟ يستنتج الطلاب أن منطقة دعم الصبي على الثلج قد تغيرت. عندما يقف الصبي على الزلاجات، تكون منطقة الدعم أكبر من دون الزلاجات.

مدرس:تعتمد نتيجة القوة على:

1 – قيم قوة الضغط.

2- مساحة السطح المتعامدة التي تؤثر عليها قوة الضغط.

(يعمل الطلاب مع موافق.)

المعلم: الكمية التي توضح مقدار الضغط المؤثر على كل وحدة من وحدات المساحة السطحية تسمى الضغط.

ف - الضغط

و د – قوة الضغط

س - منطقة الدعم.

– لكي نحصل على الضغط، علينا قسمة قوة الضغط على المساحة!

دعونا نجري تحليلا نوعيا لهذه الصيغة.

السؤال رقم 1.لا تتغير قوة الضغط، بل تزداد مساحة الدعم. كيف سيتغير الضغط؟ لماذا؟ ( سينخفض ​​الضغط لأن الضغط يتناسب عكسيا مع المساحة).

السؤال 2.منطقة الدعم لا تتغير، بل تزداد قوة الضغط. كيف سيتغير الضغط؟ لماذا؟ ( سوف يزيد الضغط بسبب الضغط يتناسب طرديا مع قوة الضغط).

يستنتج الطلاب أنه بنفس القوة يكون الضغط أكبر في حالة أن منطقة الدعم أصغر، وعلى العكس، كلما زادت مساحة الدعم، قل الضغط.

مدرس:

هدفك هو اختراق الجسم - تقليل الدعم إلى الصفر.
عند الذهاب للنزهة في الغابة في فصل الشتاء، فإنك تزيد من الدعم S.

(لفهم معنى صيغة ضغط الجسم الصلب).

لإنشاء صور مرئية، يعرّف المعلم الطلاب على الضغوط المختلفة الموجودة في التكنولوجيا والطبيعة والحياة اليومية (الجدول 6 ص 84 كتاب الفيزياء المدرسي - الصف السابع)

يعمل الطلاب باستخدام OK (العمل باستخدام مثلث).

السؤال رقم 1. كيف يمكنك العثور على قوة الضغط بمعرفة الضغط ومساحة السطح الذي تؤثر عليه القوة؟ (و د = ع * S)

السؤال 2. كيف تجد مساحة السطح الذي تؤثر عليه القوة بمعرفة قوة الضغط؟ (S=F د/ ع)

مدرس. دعونا نعرض وحدة قياس الضغط. (النحلة الموجودة على الشريحة تطير إلى البتلة الثانية بنقرة ماوس).

منح:
ق=1م2
و د = 1H	; [ع]=1ن/م 2 =1باسكال.
ع-؟

1 Pa هو الضغط الناتج عن قوة ضغط مقدارها 1 N تؤثر على سطح بمساحة 1 م 2 عموديًا على هذا السطح.

1 هبأ – 100 باسكال

1 كيلو باسكال - 1000 باسكال

1 ميجا باسكال – 1000000 باسكال

سؤال. ماذا يعني الإدخال: p=15,000Pa، p=5000Pa؟ (15000 PA هو الضغط الناتج عن قوة ضغط مقدارها 15000 نيوتن تعمل على سطح بمساحة 1 م2 عموديًا على هذا السطح.)

مدرس.

البحار والصحارى، الأرض والقمر
ضوء الشمس وثلج الانهيار الجليدي..
الطبيعة معقدة، لكن الطبيعة واحدة.
قوانين الطبيعة واحدة!

لنقم برحلة إلى علم الأحياء (النحلة الموجودة على الشريحة تطير إلى البتلة الثالثة بنقرة بالماوس).

هناك أسماك الضاري المفترسة في منطقة الأمازون -
السمكة تبدو هكذا.
إذا وضعت إصبعك في الماء،
سوف يأكله في أي وقت من الأوقات.

سؤال: لماذا يمكن لسمكة البيرانا أن تعض إصبع الشخص؟

هنا جمل وعلى جمل
الناس يحملون الأمتعة ويسافرون.
ويعيش بين الصحارى
يأكل شجيرات لا طعم لها
فهو يعمل طوال العام..
لماذا يحمل الناس الأمتعة ويركبون الجمال؟

(المساحة السطحية لأطراف الجمل كبيرة، والضغط الممارس على الرمال قليل، حتى لا يغوص الجمل في الرمال).

القنفذ الغاضب القنفذ الرمادي,
قل لي، إلى أين أنت ذاهب؟
أنت شائك لدرجة أنه لا يمكن لمسك باليد!
لماذا القنفذ شائك؟

(مساحة سطح الإبر صغيرة، لكن الضغط مرتفع).

النحلة عاملة معروفة،
يعطي الناس العسل والشمع،
وسيظهر شوكته لأعدائه،
سوف يتذكرونها طوال العام!

لماذا تمارس لدغة النحل ضغطا كبيرا على جلد الإنسان؟ (لسعة النحلة مساحة سطحية صغيرة، لكن الضغط الذي يمارس على جلد الإنسان كبير).

مرة سألوا وردة:
لماذا ، ساحر العين ،
أنت أشواك شائكة
هل تخدشنا بقسوة؟

(المساحة السطحية لأشواك الورد صغيرة ولكن الضغط مرتفع.)

دعنا نعود إلى أبطال "الرقبة الرمادية". لماذا زحف الثعلب بعناية على الجليد؟ (اختار الثعلب طريقة الحركة هذه لزيادة مساحة السطح وتقليل الضغط الواقع على الجليد).

مدرس:الثعلب الخبيث عرف صيغة الضغط! لقد رأينا صحة هذه الصيغة في الطبيعة - الإبر، التوت البري، المخالب، الأسنان، الأنياب، اللسعات. لكن. "إن روح العلم هي التطبيق العملي لاكتشافاته" (دبليو طومسون).

لنقم برحلة إلى عالم التكنولوجيا.(تطير النحلة إلى البتلة الرابعة بنقرة ماوس.)

نحن نعلم أنه كلما زادت مساحة الدعم، قل الضغط الناتج عن قوة معينة، وعلى العكس من ذلك، مع انخفاض منطقة الدعم (مع قوة ثابتة)، يزداد الضغط. ولذلك، اعتمادًا على ما إذا كانوا يريدون الحصول على ضغط منخفض أو مرتفع، يتم زيادة أو تقليل منطقة الدعم. (يعمل الطلاب مع موافق - طرق تغيير الضغط). إطارات الشاحنات وهياكل الطائرات مصنوعة بشكل أعرض بكثير من إطارات الركاب. الإطارات واسعة بشكل خاص للسيارات المصممة للقيادة في الصحاري. يمكن للمركبات الثقيلة، مثل الجرار أو الدبابة أو مركبة المستنقعات، أن تسير عبر مناطق المستنقعات التي لا يمكن للبشر عبورها دائمًا. لماذا؟ (الآلات الثقيلة، التي تتمتع بمساحة دعم كبيرة، تمارس ضغطًا قليلًا.)

يلفت المعلم انتباه الطلاب إلى معرض لأشياء وأدوات القطع والثقب.

سؤال: لماذا تضع أدوات القطع والطعن ضغطًا كبيرًا على الجسم؟ (مساحة سطح أدوات القطع والطعن صغيرة ولكن الضغط مرتفع.)

مدرس.لقد أصبحنا مقتنعين بصحة معادلة الضغط في الطبيعة والتكنولوجيا (النحلة تطير إلى البتلة الخامسة بنقرة الفأرة).

لعبة "الرسائل المألوفة".

الحروف مكتوبة على السبورة - تسميات الكميات الفيزيائية: ع، م، ف، ل، ف.مهمتك: بعد الاستماع إلى الأمثال، قم بمطابقتها بإحدى هذه القيم.

الأمثال:

1. سوف يخرج القتل.
2. لا يمكنك التقاط القنفذ بيديك العاريتين.
3. لا تضع إصبعك في فمك.

(ضغط)

مدرس."المعرفة التي لا تولد من الخبرة، أم كل مصداقية، هي معرفة غير مثمرة ومليئة بالأخطاء." (عند نقرة الفأرة، تطير النحلة إلى البتلة السادسة.)

المهام التجريبية.

1. مهمة. بالضغط على الزر في اللوحة نؤثر عليه بقوة 50 نيوتن، مساحة طرف الزر 0.000001 م2. تحديد الضغط الناتج عن الزر.

منح:
F د = 50N	[ع]=باسكال.
ق=0.000001م2
ع =؟	(باسكال)

إجابة: 50 ميجا باسكال.

2. احسب ضغط الجسم الصلب على الدعامة (العمل في أزواج).

المعدات: مقياس القوة، مسطرة قياس، كتلة خشبية.

ترتيب العمل.

• قم بقياس قوة ضغط الكتلة على الطاولة (وزن الكتلة).
• قياس الطول والعرض والارتفاع للكتلة.
• باستخدام جميع البيانات التي تم الحصول عليها، قم بحساب مساحات أكبر وأصغر وجوه الكتلة.
• احسب الضغط الذي تنتجه الكتلة على الطاولة بأصغر وأكبر حوافها.
• اكتب النتائج في دفتر ملاحظاتك.
• قم بتكوين استنتاج بناءً على النتائج التي تم الحصول عليها.

يكتب الطلاب نتائج التجارب على السبورة ويتوصلون إلى استنتاج حول اعتماد الضغط على مساحة سطح الدعم.

مدرس.

حتى تواصل النحلة رحلتها
نحن بحاجة إلى اكتساب المعرفة.
نفتح الأوراق
ونحن نقوم بهذا العمل.

(تطير النحلة إلى البتلة السابعة بنقرة ماوس.) "مهام الاختبار".

ملخص الدرس

1. ما هي الكمية الفيزيائية التي تعلمتها في الفصل اليوم؟
2. ما هي القوة التي تسمى قوة الضغط؟
3. ما هو الضغط؟
4. وحدات الضغط؟
5. وحدات SI للضغط؟

درجات الدرس:يتم أخذ نتائج الاختبار والرموز في الاعتبار.

يتم عرض الدرجة النهائية للدرس.يلفت المعلم انتباه الطلاب إلى نقش الدرس.

العمل في المنزل:§32ب33؛ ص 85 (مهمة تجريبية).

مهمة إضافية."لماذا تكون الأشياء المدببة شائكة؟ مثل ليفياثان"، الفيزياء المسلية. يا. بيرلمان.

قائمة الأدب المستخدم.

1. الفيزياء - الصف السابع. S. V. جروموف، N. A. رودينا. موسكو. "التنوير"، 2000
2. درس الفيزياء في المدرسة الحديثة. البحث الإبداعي للمعلمين. جمعه إي إم برافرمان، وحرره في جي رازوموفسكي. موسكو، "التنوير"، 1993
3. اختبار معرفة الطلاب في الفيزياء (الصفوف 6-7) أ.ف. بوستنيكوف، موسكو، «التنوير»، 1986.
4. صحيفة “الفيزياء” العدد 45، 2004.
5. مجلة "الفيزياء المدرسية" العدد 8، 2002.
6. قارئ في الأدب. 1-4 درجات روستوف على نهر الدون. الشركة المساهمة "نيغا"، 1997

>> الكيمياء: الأحماض الأمينية

يمكن كتابة الصيغة العامة لأبسط الأحماض الأمينية على النحو التالي:

H2N-CH-COOH
أنا
ر

نظرًا لأن الأحماض الأمينية تحتوي على مجموعتين وظيفيتين مختلفتين تؤثران على بعضهما البعض، فإن تفاعلاتهما تختلف عن الخصائص المميزة للأحماض الكربوكسيلية والأمينات.

إيصال

يمكن الحصول على الأحماض الأمينية من الأحماض الكربوكسيلية عن طريق استبدال ذرة الهيدروجين في جذرها بالهالوجين، ثم بمجموعة أمينية عند التفاعل مع الأمونيا. عادة ما يتم الحصول على خليط من الأحماض الأمينية عن طريق التحلل المائي الحمضي للبروتينات.

ملكيات

تحدد المجموعة الأمينية -NH2 الخصائص الأساسية للأحماض الأمينية، حيث إنها قادرة على ربط كاتيون الهيدروجين بنفسها عبر آلية المانح والمستقبل بسبب وجود زوج إلكترون حر في ذرة النيتروجين.

تحدد مجموعة -COOH (مجموعة الكربوكسيل) الخواص الحمضية لهذه المركبات. لذلك، الأحماض الأمينية هي مركبات عضوية مذبذبة.

تتفاعل مع القلويات كأحماض. مع الأحماض القوية - مثل القواعد الأمينية.

بالإضافة إلى ذلك، تتفاعل المجموعة الأمينية الموجودة في جزيء الحمض الأميني مع مجموعة الكربوكسيل التي تدخل في تركيبه، لتشكل ملحاً داخلياً:

نظرًا لأن الأحماض الأمينية في المحاليل المائية تتصرف مثل المركبات المذبذبة النموذجية، فإنها تلعب في الكائنات الحية دور المواد العازلة التي تحافظ على تركيز معين من أيونات الهيدروجين.

الأحماض الأمينية هي مواد بلورية عديمة اللون تذوب وتتحلل عند درجات حرارة أعلى من 200 درجة مئوية. وهي قابلة للذوبان في الماء وغير قابلة للذوبان في الأثير. اعتمادا على تكوين R- الجذر، فإنها يمكن أن تكون حلوة أو مريرة أو لا طعم لها.

الأحماض الأمينية نشطة بصريًا لأنها تحتوي على ذرات كربون (ذرات غير متماثلة) مرتبطة بأربعة بدائل مختلفة (الاستثناء هو حمض الخليك الأميني - الجلايسين). تتم الإشارة إلى ذرة الكربون غير المتماثلة بعلامة النجمة.

كما تعلم بالفعل، تحدث المواد النشطة بصريا في شكل أزواج من الأيزومرات المضادة للأرجل، والخصائص الفيزيائية والكيميائية هي نفسها، باستثناء شيء واحد - القدرة على تدوير مستوى الحزمة المستقطبة في اتجاهات متعاكسة. يشار إلى اتجاه دوران مستوى الاستقطاب بالعلامة (+) - الدوران الأيمن، (-) - الدوران الأيسر.

هناك الأحماض الأمينية D والأحماض الأمينية L. يتوافق موقع المجموعة الأمينية NH2 في صيغة الإسقاط على اليسار مع التكوين L، وعلى اليمين - مع التكوين D. لا تتعلق علامة الدوران بما إذا كان الاتصال ينتمي إلى السلسلة L أو D. وبالتالي، فإن L-ce-rin لديه علامة دوران (-)، وL-alanine لديه علامة دوران (+).

تنقسم الأحماض الأمينية إلى طبيعية (توجد في الكائنات الحية) وصناعية. من بين الأحماض الأمينية الطبيعية (حوالي 150)، تتميز الأحماض الأمينية البروتينية (حوالي 20)، والتي هي جزء من البروتينات. وهي على شكل حرف L. ويعتبر حوالي نصف هذه الأحماض الأمينية أساسية، حيث لا يتم تصنيعها في جسم الإنسان. الأحماض الأمينية الأساسية هي فالين، ليوسين، آيزوليوسين، فينيلألالين، ليسين، ثريونين، سيستين، ميثيونين، هيستيدين، تريبتوفان. تدخل هذه المواد إلى جسم الإنسان مع الطعام (الجدول 7). إذا كانت كميتها في الغذاء غير كافية، فإن التطور الطبيعي وأداء الجسم البشري منزعج. في بعض الأمراض، يكون الجسم غير قادر على تصنيع بعض الأحماض الأمينية الأخرى. وهكذا، في بيلة الفينيل كيتون، لا يتم تصنيع التيروزين.

أهم خاصية للأحماض الأمينية هي قدرتها على الدخول في عملية التكثيف الجزيئي مع إطلاق الماء وتكوين مجموعة أميد -NH-CO-، على سبيل المثال:

H2N-(CH2)5-COOH + H-NH-(CH2)5-COOH ->
حمض أمينوكابرويك

H2N-(CH2)5-CO-NH-(CH2)5-COOH + H20

تحتوي المركبات عالية الجزيئية التي تم الحصول عليها نتيجة لهذا التفاعل على عدد كبير من شظايا الأميد ولذلك تسمى البولياميدات.

وتشمل هذه، بالإضافة إلى ألياف النايلون الاصطناعية المذكورة أعلاه، على سبيل المثال، enant، الذي تم تشكيله أثناء التكثيف المتعدد لحمض الأمينوينانثيك. تعتبر الأحماض الأمينية التي تحتوي على مجموعات أمينية وكربوكسيل في نهايات الجزيئات مناسبة لإنتاج الألياف الاصطناعية (فكر في السبب).

الجدول 7. الاحتياجات اليومية لجسم الإنسان من الأحماض الأمينية

تسمى بولياميدات الأحماض الأمينية الببتيدات. اعتمادًا على عدد بقايا الأحماض الأمينية، يتم التمييز بين ثنائيات الببتيدات وثلاثية الببتيدات والبولي ببتيدات. في مثل هذه المركبات، تسمى مجموعات -NP-CO- مجموعات الببتيد.

الايزومرية والتسميات

يتم تحديد إيزومرية الأحماض الأمينية من خلال البنية المختلفة لسلسلة الكربون وموقع المجموعة الأمينية. منتشرة أيضًا أسماء الأحماض الأمينية التي يتم فيها تحديد مواقع المجموعة الأمينية بأحرف الأبجدية اليونانية. وبالتالي، يمكن أيضًا تسمية حمض 2-أمينوبوتيريك بحمض أمينوبوتيريك:

يشارك 20 حمضًا أمينيًا في عملية التخليق الحيوي للبروتين في الكائنات الحية، والتي غالبًا ما تستخدم أسماء تاريخية لها. وترد هذه الأسماء وتسميات الحروف الروسية واللاتينية المعتمدة لها في الجدول 8.

1. اكتب معادلات تفاعلات حمض الأمينوبروبيونيك. لك مع حمض الكبريتيك وهيدروكسيد الصوديوم، وكذلك كحول الميثيل. إعطاء جميع أسماء المواد حسب التسميات العالمية.

2. لماذا تعتبر الأحماض الأمينية مركبات غير متجانسة؟

3. ما هي السمات الهيكلية التي يجب أن تتمتع بها الأحماض الأمينية المستخدمة في تركيب الألياف والأحماض الأمينية المشاركة في التخليق الحيوي للبروتينات في خلايا الكائنات الحية؟

4. كيف تختلف تفاعلات التكثيف المتعدد عن تفاعلات البلمرة؟ ما هي أوجه التشابه بينهما؟

5. كيف يتم الحصول على الأحماض الأمينية؟ اكتب معادلات التفاعل لإنتاج حمض الأمينوبروبيونيك من البروبان.

محتوى الدرس ملاحظات الدرسدعم إطار عرض الدرس وأساليب تسريع التقنيات التفاعلية يمارس المهام والتمارين ورش عمل الاختبار الذاتي، والتدريبات، والحالات، والمهام، والواجبات المنزلية، وأسئلة المناقشة، والأسئلة البلاغية من الطلاب الرسوم التوضيحية الصوت ومقاطع الفيديو والوسائط المتعددةصور فوتوغرافية، صور، رسومات، جداول، رسوم بيانية، فكاهة، نوادر، نكت، كاريكاتير، أمثال، أقوال، كلمات متقاطعة، اقتباسات الإضافات الملخصاتالمقالات والحيل لأسرّة الأطفال الفضوليين والكتب المدرسية الأساسية والإضافية للمصطلحات الأخرى تحسين الكتب المدرسية والدروستصحيح الأخطاء في الكتاب المدرسيتحديث جزء من الكتاب المدرسي، وعناصر الابتكار في الدرس، واستبدال المعرفة القديمة بأخرى جديدة فقط للمعلمين دروس مثاليةالخطة التقويمية للسنة، التوصيات المنهجية، برامج المناقشة دروس متكاملة

الأحماض الأمينية (AA) هي جزيئات عضوية تتكون من مجموعة أمينية أساسية (-NH 2)، ومجموعة كربوكسيل حمضية (-COOH)، وجذر R عضوي (أو سلسلة جانبية)، وهو فريد لكل AA

هيكل الأحماض الأمينية

وظائف الأحماض الأمينية في الجسم

أمثلة على الخصائص البيولوجية لـ AK. على الرغم من وجود أكثر من 200 من الأحماض الأمينية المختلفة في الطبيعة، إلا أن حوالي عُشرها فقط يتم دمجها في البروتينات، بينما يؤدي البعض الآخر وظائف بيولوجية أخرى:

• هم اللبنات الأساسية للبروتينات والببتيدات
• سلائف العديد من الجزيئات ذات الأهمية البيولوجية المستمدة من AK. على سبيل المثال، التيروزين هو مقدمة لهرمون الغدة الدرقية وصبغة الميلانين الجلدية، والتيروزين هو أيضًا مقدمة لمركب DOPA (ديوكسي فينيل ألانين). وهو ناقل عصبي لنقل النبضات في الجهاز العصبي. التربتوفان هو مقدمة لفيتامين ب 3 - حمض النيكوتينيك
• مصادر الكبريت هي AA المحتوية على الكبريت.
• تشارك الأحماض الأمينية في العديد من المسارات الأيضية، مثل تكوين الجلوكوز - تخليق الجلوكوز في الجسم، وتخليق الأحماض الدهنية، وما إلى ذلك.

اعتمادا على موقع المجموعة الأمينية بالنسبة لمجموعة الكربوكسيل، يمكن أن يكون AA ألفا، α-، بيتا، β- وغاما، γ.

ترتبط مجموعة ألفا أمينو بالكربون المجاور لمجموعة الكربوكسيل:

تقع مجموعة بيتا أمينو على ذرة الكربون الثانية من مجموعة الكربوكسيل

جاما - مجموعة أمينية على الكربون الثالث من مجموعة الكربوكسيل

تحتوي البروتينات على ألفا-AA فقط

الخصائص العامة لبروتينات ألفا-AA

1- النشاط البصري – خاصية الأحماض الأمينية

جميع الأحماض الأمينية، باستثناء الجليسين، تظهر نشاطًا بصريًا، لأن تحتوي على واحد على الأقل ذرة الكربون غير المتماثلة (ذرة حلزونية).

ما هي ذرة الكربون غير المتماثلة؟ إنها ذرة كربون مرتبطة بها أربعة بدائل كيميائية مختلفة. لماذا لا يظهر الجليكاين نشاطًا بصريًا؟ جذريها له ثلاثة بدائل مختلفة فقط، أي. الكربون ألفا ليس غير متماثل.

ما هو معنى النشاط البصري ؟ وهذا يعني أن AA في المحلول يمكن أن يتواجد في اثنين من الأيزومرات. أيزومر dextrorotatory (+)، الذي لديه القدرة على تدوير مستوى الضوء المستقطب إلى اليمين. الأيزومر الأيسر (-) الذي لديه القدرة على تدوير مستوى استقطاب الضوء إلى اليسار. يمكن لكلا الأيزومرين تدوير مستوى استقطاب الضوء بنفس المقدار، ولكن في الاتجاه المعاكس.

2- الخواص الحمضية القاعدية

ونتيجة لقدرتها على التأين يمكن كتابة التوازن التالي لهذا التفاعل:

R-COOH<------->R-C00-+H+

R-NH2<--------->ص-نه 3+

نظرًا لأن هذه التفاعلات قابلة للعكس، فهذا يعني أنها يمكن أن تعمل كأحماض (تفاعل أمامي) أو كقواعد (تفاعل عكسي)، وهو ما يفسر الخصائص المذبذبة للأحماض الأمينية.

زويتر أيون - ملكية حزب العدالة والتنمية

جميع الأحماض الأمينية المحايدة عند قيمة الرقم الهيدروجيني الفسيولوجي (حوالي 7.4) موجودة على شكل أيونات zwitterions - مجموعة الكربوكسيل غير بروتونية والمجموعة الأمينية بروتونية (الشكل 2). في المحاليل الأساسية أكثر من النقطة الكهربية للحمض الأميني (IEP)، تتبرع المجموعة الأمينية -NH3 + في AA ببروتون. في محلول أكثر حمضية من IET لـ AA، تقبل مجموعة الكربوكسيل -COO - في AA بروتونًا. وبالتالي، يتصرف AA أحيانًا مثل الحمض وفي أحيان أخرى مثل القاعدة، اعتمادًا على الرقم الهيدروجيني للمحلول.

القطبية كخاصية عامة للأحماض الأمينية

عند الرقم الهيدروجيني الفسيولوجي، يوجد AA على شكل أيونات زويتر، وتحمل الشحنة الموجبة بواسطة مجموعة ألفا الأمينية، وتحمل الشحنة السالبة بواسطة المجموعة الكربوكسيلية. وبالتالي، يتم إنشاء شحنتين متعاكستين عند طرفي جزيء AK، والجزيء له خصائص قطبية.

إن وجود نقطة تساوي الجهد الكهربي (IEP) هو خاصية للأحماض الأمينية

قيمة الرقم الهيدروجيني التي تكون فيها الشحنة الكهربائية الصافية للحمض الأميني صفر، وبالتالي لا يمكن أن تتحرك في مجال كهربائي تسمى IET.

القدرة على الامتصاص في الضوء فوق البنفسجي هي خاصية للأحماض الأمينية العطرية

يمتص الفينيل ألانين والهيستيدين والتيروزين والتربتوفان عند 280 نانومتر. في التين. يتم عرض قيم معامل الانقراض المولي (ε) لهذه AAs. في الجزء المرئي من الطيف، لا يتم امتصاص الأحماض الأمينية، وبالتالي فهي عديمة اللون.

يمكن أن تتواجد الأحماض الأمينية في اثنين من الأيزومرات: L-isomer وD- المتصاوغات، وهي صور معكوسة وتختلف في ترتيب المجموعات الكيميائية حول ذرة الكربون ألفا.

جميع الأحماض الأمينية في البروتينات موجودة في تكوين L، الأحماض الأمينية L.

الخصائص الفيزيائية للأحماض الأمينية

الأحماض الأمينية قابلة للذوبان في الماء في الغالب بسبب قطبيتها ووجود مجموعات مشحونة. وهي قابلة للذوبان في المذيبات القطبية وغير قابلة للذوبان في المذيبات غير القطبية.

تتمتع AKs بنقطة انصهار عالية، مما يعكس وجود روابط قوية تدعم شبكتها البلورية.

شائعةخصائص AA مشتركة بين جميع AA وفي كثير من الحالات يتم تحديدها بواسطة مجموعة ألفا أمينو ومجموعة ألفا كربوكسيل. تتمتع AAs أيضًا بخصائص محددة تمليها سلسلتها الجانبية الفريدة.

تحتوي الأحماض الأمينية على مجموعات أمينية وكربوكسيل وتظهر جميع الخصائص المميزة للمركبات التي تحتوي على هذه المجموعات الوظيفية. عند كتابة تفاعلات الأحماض الأمينية، يتم استخدام الصيغ التي تحتوي على مجموعات الأمينو والكربوكسي غير المتأينة.

1) ردود الفعل في المجموعة الأمينية. تُظهر المجموعة الأمينية في الأحماض الأمينية الخصائص المعتادة للأمينات: الأمينات هي قواعد وتعمل كنواة في التفاعلات.

1. تفاعل الأحماض الأمينية كقواعد. عندما تتفاعل الأحماض الأمينية مع الأحماض تتشكل أملاح الأمونيوم:

جليكاين هيدروكلوريد، ملح جليكاين هيدروكلوريد

2. عمل حمض النيتروز. عندما يعمل حمض النيتروز، تتشكل أحماض الهيدروكسي وينطلق النيتروجين والماء:

يستخدم هذا التفاعل للتقدير الكمي لمجموعات الأمين الحرة في الأحماض الأمينية، وكذلك في البروتينات.

3. تكوين مشتقات N - الأسيل، تفاعل الأسيلة.

تتفاعل الأحماض الأمينية مع الأنهيدريدات وهاليدات الحمض لتشكل مشتقات N - أسيل من الأحماض الأمينية:

بنزيل إيثر ملح الصوديوم N كاربوبنزوكسي جليسين - جليكاين الكلوروفورميك

Acylation هي إحدى طرق حماية المجموعة الأمينية. تعتبر مشتقات N-acyl ذات أهمية كبيرة في تركيب الببتيدات، حيث أن مشتقات N-acyl تتحلل بسهولة لتشكل مجموعة أمينية حرة.

4. تشكيل قواعد شيف. عندما تتفاعل الأحماض الأمينية مع الألدهيدات، تتشكل الإيمينات المستبدلة (قواعد شيف) خلال مرحلة تكوين الكاربينولامينات:

ألانين فورمالدهايد N-ميثيلول مشتق من ألانين

5. رد فعل الألكلة. يتم ألكلة المجموعة الأمينية في الحمض الأميني لتكوين مشتقات N-alkyl:

التفاعل مع 2،4-دينيتروفلوروبنزين له أهمية قصوى. تُستخدم مشتقات الدينتروفينيل الناتجة (مشتقات DNP) في إنشاء تسلسل الأحماض الأمينية للببتيدات والبروتينات. يعد تفاعل الأحماض الأمينية مع 2،4-دينيتروفلوروبنزين مثالاً على تفاعل الاستبدال المحب للنواة في حلقة البنزين. بسبب وجود مجموعتين قويتين تسحبان الإلكترون في حلقة البنزين، يصبح الهالوجين متحركًا ويخضع لتفاعل استبدال:

2.4 - دينيترو -

فلوروبنزين ن - 2،4 - دينتروفينيل - أ - حمض أميني

(DNPB) DNP - مشتقات أ - الأحماض الأمينية

6. التفاعل مع ايزوثيوسيانات الفينيل. يستخدم هذا التفاعل على نطاق واسع في تحديد بنية الببتيدات. فينيل إيزوثيوسيانات هو مشتق من حمض إيزوثيوسيانيك H-N=C=S. يتم تفاعل الأحماض الأمينية مع إيزوثيوسيانات الفينيل من خلال آلية تفاعل الإضافة المحب للنواة. يخضع المنتج الناتج بعد ذلك لتفاعل استبدال داخل الجزيئات، مما يؤدي إلى تكوين أميد مستبدل دوري: فينيلثيوهيدانتوين.

يتم الحصول على المركبات الحلقية بإنتاجية كمية وهي مشتقات فينيل من ثيوهيدانتوين (مشتقات PTH) - أحماض أمينية. تختلف مشتقات PTG في بنية الجذر R.

بالإضافة إلى الأملاح العادية، يمكن للأحماض الأمينية، في ظل ظروف معينة، تكوين أملاح داخل المجمع مع كاتيونات المعادن الثقيلة. تتميز جميع الأحماض الأمينية بأملاح النحاس المتبلورة بشكل جميل وذات اللون الأزرق المكثف (الخلابة):
ألانين إيثيل استر

يعد تكوين الاسترات إحدى طرق حماية مجموعة الكربوكسيل في تخليق الببتيد.

3. تكوين الهاليدات الحمضية. عند العمل على الأحماض الأمينية مع مجموعة أمينية محمية مع أوكسي ثنائي كلوريد الكبريت (كلوريد الثيونيل) أو ثلاثي كلوريد أكسيد الفوسفور (أوكسي كلوريد الفوسفور)، تتشكل كلوريدات الحمض:

يعد إنتاج الهاليدات الحمضية إحدى طرق تنشيط مجموعة الكربوكسيل في تخليق الببتيد.

4.الحصول على أنهيدريدات الأحماض الأمينية. هاليدات الحمض شديدة التفاعل، مما يقلل من انتقائية التفاعل عند استخدامها. ولذلك، فإن الطريقة الأكثر استخدامًا لتنشيط مجموعة الكربوكسيل في تخليق الببتيد هي تحويلها إلى مجموعة أنهيدريد. الأنهيدريدات أقل نشاطا من هاليدات الحمض. عندما يتفاعل حمض أميني يحتوي على مجموعة أمينية محمية مع حمض إيثيل كلوروفورميك (إيثيل كلوروفورمات)، يتم تشكيل رابطة أنهيدريد:

5. نزع الكربوكسيل. أ - الأحماض الأمينية التي تحتوي على مجموعتين تسحبان الإلكترون في نفس ذرة الكربون يتم نزع كربوكسيلها بسهولة. في الظروف المختبرية يتم ذلك عن طريق تسخين الأحماض الأمينية مع هيدروكسيد الباريوم، ويحدث هذا التفاعل في الجسم بمشاركة إنزيمات ديكاربوكسيلاز مع تكوين الأمينات الحيوية:

نينهيدرين

علاقة الأحماض الأمينية بالحرارة عندما يتم تسخين الأحماض الأمينية، تتشكل أميدات حلقية تسمى ديكيتوبيرازينات:

ديكيتوبيرازين

ز - و د - تتحلل الأحماض الأمينية بسهولة من الماء وتتحلل لتشكل الأميدات الداخلية واللاكتام:

ز - لاكتام (بيوتيرولاكتام)

في الحالات التي يتم فيها فصل مجموعتي الأمينو والكربوكسيل بخمس ذرات كربون أو أكثر، يحدث التكثيف المتعدد عند تسخينه مع تكوين سلاسل بولي أميد بوليمر مع إزالة جزيء الماء.

تحتوي جميع الأحماض الأمينية ألفا، باستثناء الجليسين، على ذرة كربون ألفا حلزونية ويمكن أن توجد على شكل متصاوغات ضوئية:

لقد ثبت أن جميع الأحماض الأمينية الطبيعية تقريبًا لها نفس التكوين النسبي في ذرة الكربون. -تم تعيين ذرة الكربون (-)-سيرين بشكل تقليدي ل-التكوين، و-ذرة الكربون (+)-سيرين - د-إعدادات. علاوة على ذلك، إذا تم كتابة إسقاط فيشر للحمض الأميني بحيث تقع مجموعة الكربوكسيل في الأعلى ومجموعة R في الأسفل، إذن ل-الأحماض الأمينية، المجموعة الأمينية ستكون على اليسار، و د- الأحماض الأمينية - على اليمين. ينطبق مخطط فيشر لتحديد تكوين الأحماض الأمينية على جميع الأحماض الأمينية ألفا التي تحتوي على ذرة الكربون ألفا اللولبية.

ومن الشكل يتضح ذلك ل- يمكن أن يكون الحمض الأميني دكستروتروتيوري (+) أو ليفوروتيوري (-) اعتمادا على طبيعة الجذر. الغالبية العظمى من الأحماض الأمينية الموجودة في الطبيعة هي ل-صف. هُم متبلور، أي. د- يتم تصنيع الأحماض الأمينية فقط عن طريق الكائنات الحية الدقيقة وتسمى الأحماض الأمينية "غير الطبيعية"..

وفقًا للتسميات (R,S)، فإن معظم الأحماض الأمينية "الطبيعية" أو L- لها التكوين S.

L-Isoleucine وL-threonine، يحتوي كل منهما على مركزين مراوانيين لكل جزيء، يمكن أن يكون أي عضو في زوج من الدياستيريومرات اعتمادًا على التكوين في ذرة الكربون. التكوينات المطلقة الصحيحة لهذه الأحماض الأمينية موضحة أدناه.

خصائص القاعدة الحمضية للأحماض الأمينية

الأحماض الأمينية هي مواد مذبذبة يمكن أن توجد في شكل كاتيونات أو أنيونات. يتم تفسير هذه الخاصية من خلال وجود كل من الأحماض ( -COUN)، والرئيسية ( -NH 2 ) مجموعات في نفس الجزيء. في المحاليل الحمضية جداً ن.ح. 2 يتم بروتونة المجموعة الحمضية ويصبح الحمض كاتيونًا. في المحاليل القلوية القوية، يتم نزع البروتونات من مجموعة الكربوكسيل في الحمض الأميني ويتحول الحمض إلى أنيون.

في الحالة الصلبة، توجد الأحماض الأمينية في الشكل com.zwitterions (أيونات ثنائية القطب، أملاح داخلية). في zwitterions، يتم نقل البروتون من مجموعة الكربوكسيل إلى المجموعة الأمينية:

إذا وضعت حمضًا أمينيًا في وسط موصل وقمت بخفض زوج من الأقطاب الكهربائية هناك، فسوف يهاجر الحمض الأميني في المحاليل الحمضية إلى الكاثود، وفي المحاليل القلوية - إلى الأنود. عند قيمة pH معينة مميزة لحمض أميني معين، فإنه لن يتحرك سواء إلى القطب الموجب أو إلى الكاثود، لأن كل جزيء يكون على شكل زويتيريون (يحمل شحنة موجبة وسالبة). تسمى قيمة الرقم الهيدروجيني هذه نقطة تساوي الجهد الكهربي(pi) من حمض أميني معين.

تفاعلات الأحماض الأمينية

معظم التفاعلات التي تجريها الأحماض الأمينية في المختبر ( في المختبر)، مميزة لجميع الأمينات أو الأحماض الكربوكسيلية.

1. تكوين الأميدات في مجموعة الكربوكسيل. عندما تتفاعل مجموعة الكربونيل من الأحماض الأمينية مع المجموعة الأمينية من الأمين، يحدث تفاعل التكثيف المتعدد للحمض الأميني بالتوازي، مما يؤدي إلى تكوين الأميدات. لمنع البلمرة، يتم حظر المجموعة الأمينية للحمض بحيث تتفاعل المجموعة الأمينية للأمين فقط. لهذا الغرض، يتم استخدام كاربوبنزوكسي كلوريد (كاربوبينزيلوكسيكلوريد، كلوروفورمات البنزيل). فرك-بوتوكسي كاربوكسازيد، الخ. للتفاعل مع أمين، يتم تنشيط مجموعة الكربوكسيل عن طريق معاملتها مع كلوروفورمات الإيثيل. حماية المجموعةثم تتم إزالته عن طريق التحلل الهيدروجيني التحفيزي أو عن طريق عمل محلول بارد من بروميد الهيدروجين في حمض الأسيتيك.

2. تكوين الأميدات في المجموعة الأمينية. عندما يتم أستيل المجموعة الأمينية للحمض الأميني، يتكون الأميد.

يتم التفاعل بشكل أفضل في الوسط الأساسي، حيث يضمن ذلك تركيزًا عاليًا من الأمين الحر.

3. تكوين الاسترات. يمكن تقدير مجموعة الكربوكسيل للحمض الأميني بسهولة بالطرق التقليدية. على سبيل المثال، يتم تحضير استرات الميثيل عن طريق تمرير غاز كلوريد الهيدروجين الجاف من خلال محلول الحمض الأميني في الميثانول:

الأحماض الأمينية قادرة على التكثيف المتعدد، مما يؤدي إلى تكوين مادة البولي أميد. تسمى البولياميدات التي تتكون من أحماض أمينية الببتيدات أو الببتيدات . تسمى رابطة الأميد في هذه البوليمرات الببتيد تواصل. تسمى عديدات الببتيد التي يبلغ وزنها الجزيئي 5000 على الأقل البروتينات . تحتوي البروتينات على حوالي 25 حمضًا أمينيًا مختلفًا. عندما يتم تحلل بروتين معين، يمكن تشكيل كل هذه الأحماض الأمينية أو بعضها بنسب معينة مميزة للبروتين الفردي.

يسمى التسلسل الفريد لبقايا الأحماض الأمينية في السلسلة المتأصلة في بروتين معين هيكل البروتين الأساسي . تسمى ميزات السلاسل الملتوية لجزيئات البروتين (الترتيب المتبادل للشظايا في الفضاء). البنية الثانوية للبروتينات . يمكن ربط سلاسل البروتينات متعددة الببتيد ببعضها البعض لتكوين روابط أميد وثاني كبريتيد وهيدروجين وغيرها من الروابط بسبب السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية. ونتيجة لذلك، يتحول اللولب إلى كرة. وتسمى هذه الميزة الهيكلية هيكل البروتين الثلاثي . لإظهار النشاط البيولوجي، يجب أن تشكل بعض البروتينات أولاً مركبًا كبيرًا ( قليل البروتين) ، وتتكون من عدة وحدات فرعية كاملة من البروتين. هيكل رباعي يحدد درجة ارتباط هذه المونومرات بالمادة النشطة بيولوجيا.

تنقسم البروتينات إلى مجموعتين كبيرتين - ليفي (نسبة طول الجزيء إلى العرض أكبر من 10) و كروي (النسبة أقل من 10). تشمل البروتينات الليفية الكولاجين وهو البروتين الأكثر وفرة في الفقاريات. فهو يمثل ما يقرب من 50٪ من الوزن الجاف للغضروف وحوالي 30٪ من المادة الصلبة للعظم. في معظم الأنظمة التنظيمية للنباتات والحيوانات، يتم التحفيز بواسطة البروتينات الكروية، والتي تسمى الانزيمات .