Eesmärgid:

• Hariduslik: kujundada üldisi ettekujutusi survest, survejõust, rõhu arvutamise praktiliste oskuste kujunemisest;
• Arendamine: eksperimenteerimisoskuste, -oskuste, loogilise mõtlemise arendamine, oma väidete põhjendamine, meeskonnatöö oskuste arendamine, surve suurendamise või vähendamise vajadust põhjendamine;
• Hariduslik: iseseisva töö oskuste kujunemine, õpihimu, töövõime kujunemine, kollektivismitunde kujunemine paaristöötamisel.

Kõnealuse õppetunni tüüp: uue materjali õppimine.

Tunni vorm: kombineeritud õppetund.

Tunni koht õppekavas. Teemat “rõhk ja survejõud” käsitletakse rubriigis “Tahkete ainete, vedelike ja gaaside rõhk”. See teema on rubriigis esimene ja õpilastele kõige huvitavam (kuna õpitava materjali ja elu, tehnika vahel on suur seos), seega kulub selle teema õppimiseks 2 tundi. Õpitava materjali põhisisu määrab õppekava ja füüsikaalase hariduse kohustuslik miinimumsisu.

Meetodid:verbaalne, visuaalne, praktiline.

Varustus:

• lõike- ja torketööriistade stend-näitus;
• esitlus Power Pointis, laboridünamomeetrid, latid, joonlauad, nupud.

Tunniplaan:

1. Tunni alguse korraldamise etapp -	1 min.
2. Uue materjali aktiivseks ja teadlikuks assimilatsiooniks ettevalmistamise etapp -	7 min.
3. Uute teadmiste assimilatsiooni etapp (rõhujõud, rõhu valem, rõhuühikud) -	20 minutit.
4. Teekond bioloogiasse -	6 min.
5. Tehnikamaailm –	6 min.
6. "Tuttavad kirjad" -	2 minutit.
7. Katseülesanded. -	15 minutit.
8. Testiülesanded. -	13 min.
9. Kokkuvõte –	5 minutit.
10. Kodutöö. -	5 minutit.

Tunni epigraaf: "Teadmised on teadmised alles siis, kui need on omandatud mõtte, mitte mälu abil." (AN Tolstoi).

Tundide ajal

1. Tunni korraldamise etapp.

2. Materjali aktiivseks ja teadlikuks assimilatsiooniks ettevalmistamise etapp.

Õpetaja juhib õpilaste tähelepanu Mamin-Sibiryaki teose „Hall kael“ illustratsioonile (vt ettekande slaidi nr 1) ja loeb ette katkendi sellest tööst: „... Rebane tõesti tuli. paar päeva hiljem istus kaldale ja rääkis uuesti:

Ma igatsesin sind, part... Tule välja; Kui sa ei taha, tulen ise sinu juurde. ma ei ole häbelik...

Ja Rebane hakkas ettevaatlikult üle jää selle augu juurde roomama. Halli šeiki süda vajus vappu…”.

küsimus. Miks rebane ettevaatlikult jääl roomas? (Kuula vastuseid)

Õpetaja. Sellele küsimusele vastamiseks peate tutvuma teemaga "Rõhk ja survejõud". Sõna "rõhk" on teile hästi teada. Kas saate aru järgmiste lausete tähendusest:

1. Rõhk langeb järsult, võimalikud sademed.
2. Dünamo meeskonna kaitsjad ei pidanud Spartaki ründajate survele vastu.
3. Patsiendi vererõhk tõusis järsku.
4. "Nautilus" libises väliskeskkonna tohutule survele vaatamata põhjatustesse sügavustesse.
5. "See oli naine," ütles komissar Maigret, "ainult naiste kingade õhukesed kontsad suutsid nii palju survet avaldada.

Kõigis neis lausetes kasutatakse sõna "rõhk" erinevates olukordades ja sellel on erinev tähendus. Vaatleme survet füüsika seisukohast. Selleks kutsu õppetundi abiline.

Lapsed tahtsid mett - hukkuvad, lumetormid ja lumetormid,

Et tubli mesilane tundi külla.

Täna on meie tunni peategelaseks mesilane.

Õpetaja. Vaatleme näidet (nupp kroonlehel): poiss veereb värskelt sadanud lumel mäest alla, kukub ootamatult ja suusad veerevad alla. Jalule tõusnud, laskub poiss suuskade järele, samal ajal kui ta jalad on sügavalt lumes kinni.

küsimus: miks suuskadel poiss ei kuku lumme, vaid ebaõnnestub ilma suuskadeta? Õpilased järeldavad, et mõlemal juhul tegutseb poiss lumel sama jõuga, kuid jõu mõju tulemus on erinev, seetõttu (õpetaja juhib mõttele) oleneb ka tegevuse tulemus mingist suurusest.

Õpetaja: Mis on pärast poisi kukkumist muutunud? Õpilased järeldavad, et poisi toe pindala lumel on muutunud. Kui poiss on suuskadel, on tugipind suurem kui ilma suuskadeta.

Õpetaja: Jõu mõju sõltub:

1 – survejõu väärtused;

2 - pindala, mis on risti, millele survejõud mõjub.

(Õpilased töötavad OK-ga.)

Õpetaja: väärtust, mis näitab, kui suur survejõud mõjutab iga pinnaühikut, nimetatakse rõhuks.

P - rõhk

F d - survejõud

S- jalajälg.

– selleks, et survet saada, peame pindalale avaldatavat survejõudu jagama!

Teeme selle valemi kvalitatiivse analüüsi.

Küsimus 1. Surve jõud ei muutu, kuid toetuspind suureneb. Kuidas rõhk muutub? Miks? ( Rõhk väheneb, kuna rõhk on pindalaga pöördvõrdeline).

2. küsimus. Toepind ei muutu, kuid survejõud suureneb. Kuidas rõhk muutub? Miks? ( Rõhk tõuseb kui rõhk on otseselt võrdeline rõhuga).

Õpilased järeldavad, et sama jõu korral on rõhk suurem, kui tugipind on väiksem, ja vastupidi, mida suurem on tugipind, seda väiksem on surve.

Õpetaja:

Sinu eesmärk on tungida läbi keha – vähenda toetus nulli.
Talvel metsa jalutama minnes tõstad toetust S.

(Tahke keha rõhu valemi tähenduse valdamiseks).

Visuaalsete kujundite loomiseks tutvustab õpetaja õpilastele erinevaid tehnikas, looduses ja igapäevaelus kokku puutuvaid pingeid (tabel 6 lk 84 õpik Füüsika - 7 lahtrit)

Õpilased töötavad OK-ga (töö kolmnurgaga).

Küsimus 1. Kuidas leida survejõudu, teades rõhku ja pindala, millele jõud rakendatakse? (N d \u003d p * S)

2. küsimus. Kuidas leida survejõudu teades pinna pindala, millele jõud rakendatakse? (S=F d/p)

Õpetaja. Tuletame rõhu ühiku. (Slaidil olev mesilane lendab hiireklõpsuga teise kroonlehe juurde).

Arvestades:
S = 1 m 2
F d \u003d 1H	; [p] \u003d 1n / m 2 \u003d 1Pa.
p-?

1 Pa on rõhk, mille tekitab 1 N survejõud, mis mõjub 1 m 2 suurusele pinnale, mis on selle pinnaga risti.

1 hPa - 100 Pa

1 kPa - 1000 Pa

1 MPa - 1000 000 Pa

küsimus. Mida kirje tähendab: p \u003d 15 000 Pa, p \u003d 5000 Pa? (15 000 Pa on rõhk, mille tekitab 15 000 N suurune survejõud, mis mõjub 1 m 2 suurusele pinnale, mis on selle pinnaga risti.)

Õpetaja.

Mered ja kõrbed, Maa ja Kuu
Päikese valgus ja laviini lumi...
Loodus on keeruline, kuid loodus on üks.
Loodusseadused on üks!

Teeme rännaku bioloogiasse (mesilane slaidil lendab hiireklõpsuga kolmandale kroonlehele).

Amazonases on piraajasid
See näeb välja nagu kala.
Kui paned sõrme vette
Snäki teda koheselt.

küsimus: Miks võib piraaja inimese sõrme hammustada?

Siin on kaamel ja kaamel
Kanna pagasit ja inimesed lähevad.
Ta elab kõrbes
Sööb maitsetuid põõsaid
Ta töötab aastaringselt...
Miks inimesed kannavad pagasit ja sõidavad kaameli seljas?

(Kaameli jäsemete pindala on suur ja liivale avaldatav surve väike, nii et kaamel ei vaju liiva sisse.)

Vihane siil, hall siil,
Kuhu sa lähed, ütle mulle?
Sa oled nii kipitav, et ei saa käest kinni!
Miks on siil kipitav?

(Nõelte pindala on väike ja rõhk kõrge.)

Mesilane on tuntud töömees,
Annab inimestele mett ja vaha,
Ja vaenlased näitavad nõela,
Jääb meelde terveks aastaks!

Miks avaldab mesilase nõel inimese nahale nii suurt survet? (Mesilase nõelamise pindala on väike ja inimese nahale avaldatav surve on suur.)

Kord küsiti ühelt roosilt:
Miks, silma lummav,
Te olete torkivad okkad
Kas sa kriimustad meid kõvasti?

(Roosi okaste pindala on väike, kuid rõhk on kõrge.)

Tuleme tagasi "Halli kaela" kangelaste juurde. Miks rebane ettevaatlikult jääl roomas? (Rebane valis selle liikumisviisi, et suurendada pindala ja vähendada jääle avaldatavat survet.)

Õpetaja: Kaval rebane teadis survevalemit! Oleme veendunud selle valemi kehtivuses looduses – nõelad, jõhvikad, küünised, hambad, kihvad, torked. Aga. “Teaduse hing on selle avastuste praktiline rakendamine” (W. Thomson).

Teeme ringkäigu tehnoloogiamaailma.(Mesilane lendab hiireklõpsuga neljanda kroonlehe juurde.)

Teame, et mida suurem on toetuspind, seda väiksemat survet antud jõud tekitab, ja vastupidi, toetuspinna vähenemisega (konstantse jõuga) rõhk tõuseb. Seetõttu, sõltuvalt sellest, kas soovite saada väikest või suurt survet, suurendatakse või vähendatakse tugipinda. (Õpilased töötavad OK - surve muutmise viisid). Veoautode rehvid ja lennuki šassii on tehtud palju laiemaks kui sõiduautodel. Eriti laiad rehvid on valmistatud autodele, mis on mõeldud kõrbes reisimiseks. Raskesõidukid, nagu traktor, paak või rabasõiduk, võivad sõita läbi soise maastiku, millest inimene alati läbi ei pääse. Miks? (Suure jalajäljega rasked masinad avaldavad vähe survet.)

Õpetaja juhib õpilaste tähelepanu lõike- ja torkimisesemete ja tööriistade näitusele.

küsimus: Miks avaldavad lõike- ja torkimisriistad kehale nii suurt survet? (Lõike- ja augustamistööriistade pindala on väike ja rõhk suur.)

Õpetaja. Oleme veendunud rõhuvalemi kehtivuses looduses ja tehnoloogias.(Mesilane lendab hiireklõpsuga viiendale kroonlehele.)

Mäng "Tuttavad kirjad".

Tahvlile kirjutatakse tähed - füüsikaliste suuruste tähistused: p, m, F, l, V. Teie ülesanne: pärast vanasõnade kuulamist viige need kooskõlla ühega neist väärtustest.

Vanasõnad:

1. Mõrv saab läbi.
2. Paljaste kätega siili kätte ei saa.
3. Ära pista sõrme suhu.

(Rõhk)

Õpetaja."Teadmised, mis pole sündinud kogemusest, kogu kindluse ema, on viljatud ja täis vigu." (Mesilane lendab hiireklõpsuga kuuenda kroonlehe juurde.)

Eksperimentaalsed ülesanded.

1. Ülesanne. Vajutades nuppu tahvlisse, toimime sellele jõuga 50N, nupu tipu pindala on 0,000 001 m 2. Määrake nupu tekitatav rõhk.

Arvestades:
F d \u003d 50N	[p]=Pa.
S = 0,000 001 m 2
p=?	(Pa)

Vastus: 50 MPa.

2. Arvutage jäiga keha rõhk toele. (Töötage paaris.)

Varustus: dünamomeeter, mõõtejoonlaud, puidust klots.

Töö järjekord.

• Mõõtke varda survejõud lauale (varda kaal).
• Mõõtke riba pikkus, laius ja kõrgus.
• Kasutades kõiki saadud andmeid, arvutage riba suurima ja väikseima külje pindalad.
• Arvutage rõhk, mida latt tekitab väikseima ja suurima küljega lauale.
• Kirjutage tulemused vihikusse.
• Tehke saadud tulemuste põhjal järeldus.

Õpilased kirjutavad katsete tulemused tahvlile ja teevad järelduse rõhu sõltuvuse kohta toe pindalast.

Õpetaja.

Et mesilane teel püsiks
Vaja teadmisi omandada.
Avame lehed
Ja me teeme tööd.

(Mesilane lendab hiireklõpsuga seitsmenda kroonlehe juurde.) "Testi ülesanded".

Tunni kokkuvõte

1. Millist füüsilist suurust sa täna tunnis kohtasid?
2. Millist jõudu nimetatakse survejõuks?
3. Mis on surve?
4. Rõhu ühikud?
5. Rõhu ühikud SI-s?

Tunni hinded: Arvesse lähevad testi tulemused, märgid.

Kuvatakse tunni lõpphinne.Õpetaja juhib õpilaste tähelepanu tunni epigraafile.

Kodutöö:§32b33; lk.85 (katseülesanne).

Lisaülesanne.“Miks on teravatipulised esemed kipitavad. Nagu Leviathan”, Meelelahutuslik füüsika. Jah, Perelman.

Kasutatud kirjanduse loetelu.

1. Füüsika - 7 rakku. S.V. Gromov, N.A. Rodina. Moskva. "Valgustus", 2000
2. Füüsikatund tänapäeva koolis. Loominguline otsing õpetajatele. Koostanud E. M. Braverman, toimetanud V. G. Razumovski. Moskva, Valgustus, 1993
3. Õpilaste füüsikaalaste teadmiste kontrollimine (6-7. klass) A.V. Postnikov, Moskva, "Valgustus", 1986
4. Ajaleht “Füüsika” nr 45, 2004.a
5. Ajakiri "Füüsika koolis" nr 8, 2002.a
6. Lugeja kirjanduses. 1-4 rakku Rostov Doni ääres. JSC "Kniga", 1997

>> Keemia: aminohapped

Lihtsaimate aminohapete üldvalemi saab kirjutada järgmiselt:

H2N-CH-COOH
ma
R

Kuna aminohapped sisaldavad kahte erinevat funktsionaalrühma, mis üksteist mõjutavad, erinevad nende reaktsioonid karboksüülhapete ja amiinide iseloomulikest omadustest.

Kviitung

Aminohappeid saab karboksüülhapetest, asendades vesinikuaatomi nende radikaalis halogeeniga ja seejärel ammoniaagiga reageerimisel aminorühmaga. Aminohapete segu saadakse tavaliselt valkude happelise hüdrolüüsi teel.

Omadused

Aminorühm -NH2 määrab ära aminohapete põhiomadused, kuna on võimeline siduma enda külge vesinikkatiooni doonor-aktseptormehhanismi abil tänu vaba elektronpaari olemasolule lämmastikuaatomi juures.

Rühm -COOH (karboksüülrühm) määrab nende ühendite happelised omadused. Seetõttu on aminohapped amfoteersed orgaanilised ühendid.

Nad reageerivad leelistega nagu happed. Tugevate hapetega – nagu amiinalused.

Lisaks interakteerub aminohappe molekulis olev aminorühm selle karboksüülrühmaga, moodustades sisemise soola:

Kuna vesilahustes olevad aminohapped käituvad nagu tüüpilised amfoteersed ühendid, mängivad nad elusorganismides puhverainete rolli, mis säilitavad teatud vesinikioonide kontsentratsiooni.

Aminohapped on värvitud kristalsed ained, mis sulavad lagunedes temperatuuril üle 200 °C. Need lahustuvad vees ja ei lahustu eetris. Sõltuvalt R-radikaali koostisest võivad need olla magusad, kibedad või maitsetud.

Aminohapetel on optiline aktiivsus, kuna need sisaldavad süsinikuaatomeid (asümmeetrilisi aatomeid), mis on seotud nelja erineva asendajaga (erandiks on aminoäädikhape – glütsiin). Asümmeetriline süsinikuaatom on tähistatud tärniga.

Nagu te juba teate, esinevad optiliselt aktiivsed ained antipoodide-isomeeride paaride kujul, mille füüsikalised ja keemilised omadused on samad, välja arvatud üks asi - võime pöörata polariseeritud kiire tasapinda vastassuundades. . Polarisatsioonitasandi pöörlemissuunda näitab märk (+) - paremale pöörlemine, (-) - vasakule pöörlemine.

Seal on D-aminohapped ja L-aminohapped. Aminorühma NH2 asukoht vasakpoolses projektsioonivalemis vastab L-konfiguratsioonile ja paremal - D-konfiguratsioonile. Pöörlemismärk ei ole seotud sellega, kas ühend kuulub L- või D-seeriasse. Niisiis, L-ce-rinil on pöörlemismärk (-) ja L-alaniinil - (+).

Aminohapped jagunevad looduslikeks (elusorganismides leiduvateks) ja sünteetilisteks. Looduslike aminohapete hulgas (umbes 150) eristatakse proteinogeenseid aminohappeid (umbes 20), mis on osa valkudest. Need on L-kujulised. Ligikaudu pooled neist aminohapetest on asendamatud, kuna neid ei sünteesita inimkehas. Asendamatud aminohapped on valiin, leutsiin, isoleutsiin, fenüülalaliin, lüsiin, treoniin, tsüsteiin, metioniin, histidiin, trüptofaan. Need ained satuvad inimkehasse koos toiduga (tabel 7). Kui nende kogus toidus on ebapiisav, on inimorganismi normaalne areng ja talitlus häiritud. Teatud haiguste korral ei suuda organism mõnda teist aminohapet sünteesida. Seega fenüülketonuuriaga türosiini ei sünteesita.

Aminohapete kõige olulisem omadus on võime siseneda molekulaarsesse kondenseerumisse koos vee vabanemisega ja amiidrühma-NH-CO- moodustumisega, näiteks:

H2N-(CH2)5-COOH + H-NH-(CH2)5-COOH ->
aminokaproonhape

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

Sellise reaktsiooni tulemusena saadud makromolekulaarsed ühendid sisaldavad suurel hulgal amiidide fragmente ja seetõttu nimetatakse neid polüamiididena.

Nende hulka kuulub lisaks eelpool mainitud sünteetilisest kiust kapronile näiteks enant, mis tekib aminoenanthappe polükondensatsiooni käigus. Sünteetiliste kiudude saamiseks sobivad aminohapped, mille molekulide otstes paiknevad amino- ja karboksüülrühmad (mõtle, miks).

Tabel 7. Inimorganismi päevane aminohapete vajadus

A-aminohapete polüamiide ​​nimetatakse peptiidideks. Sõltuvalt aminohappejääkide arvust eristatakse dipeptiide, tripeptiide ja polüpeptiide. Sellistes ühendites nimetatakse -NP-CO- rühmi peptiidrühmadeks.

Isomerism ja nomenklatuur

Aminohapete isomeeria määrab süsinikahela erinev struktuur ja aminorühma asend. Levinud on ka aminohapete nimetused, milles aminorühma positsioone tähistatakse kreeka tähestiku tähtedega. Niisiis võib 2-aminobutaanhapet nimetada ka a-aminovõihappeks:

Valkude biosüntees elusorganismides hõlmab 20 aminohapet, mille kohta kasutatakse sageli ajaloolisi nimetusi. Need nimed ja nende jaoks kasutatud vene- ja ladinatähelised tähistused on toodud tabelis 8.

1. Kirjutage üles aminopropioonhappe reaktsioonivõrrandid; teile väävelhappe ja naatriumhüdroksiidiga, samuti metüülalkoholiga. Nimetage kõik ained rahvusvahelise nomenklatuuri järgi.

2. Miks on aminohapped heterofunktsionaalsed ühendid?

3. Millised ehituslikud tunnused peaksid olema elusorganismide rakkudes kiudude sünteesiks kasutatavatel aminohapetel ja valkude biosünteesis osalevatel aminohapetel?

4. Mille poolest erinevad polükondensatsioonireaktsioonid polümerisatsioonireaktsioonidest? Millised on nende sarnasused?

5. Kuidas saadakse aminohappeid? Kirjutage üles reaktsioonivõrrandid aminopropioonhappe saamiseks propaanist.

Tunni sisu tunni kokkuvõte tugiraam õppetund esitlus kiirendusmeetodid interaktiivsed tehnoloogiad Harjuta ülesanded ja harjutused enesekontrolli töötoad, koolitused, juhtumid, ülesanded kodutöö arutelu küsimused retoorilised küsimused õpilastelt Illustratsioonid heli, videoklipid ja multimeedium fotod, pildid, graafika, tabelid, huumoriskeemid, anekdoodid, naljad, koomiksid, tähendamissõnad, ütlused, ristsõnad, tsitaadid Lisandmoodulid kokkuvõtteid artiklid kiibid uudishimulikele hällid õpikud põhi- ja lisasõnastik muu Õpikute ja tundide täiustaminevigade parandamine õpikusõpiku killu uuendamine innovatsiooni elementide tunnis vananenud teadmiste asendamine uutega Ainult õpetajatele täiuslikud õppetunnid kalenderplaan aastaks aruteluprogrammi metoodilised soovitused Integreeritud õppetunnid

Aminohapped (AA) on orgaanilised molekulid, mis koosnevad aluselisest aminorühmast (-NH2), happelisest karboksüülrühmast (-COOH) ja orgaanilisest R-radikaalist (või kõrvalahelast), mis on igale AA-le ainulaadne.

Aminohapete struktuur

Aminohapete funktsioonid kehas

Näited AA bioloogilistest omadustest. Kuigi looduses leidub rohkem kui 200 erinevat AA-d, on neist vaid umbes kümnendik valkudesse lülitatud, teistel on aga muud bioloogilised funktsioonid:

• Need on valkude ja peptiidide ehitusplokid
• Paljude AA-st saadud bioloogiliselt oluliste molekulide prekursorid. Näiteks türosiin on hormooni türoksiini ja naha pigmendi melaniini eelkäija, türosiin on ka ühendi DOPA (dioksifenüülalaniini) eelkäija. See on neurotransmitter impulsside edastamiseks närvisüsteemis. Trüptofaan on vitamiini B3 - nikotiinhappe eelkäija
• Väävli allikad - väävlit sisaldav AK.
• AA osalevad paljudes metaboolsetes radades, nagu glükoneogenees – glükoosi süntees organismis, rasvhapete süntees jne.

Sõltuvalt aminorühma asendist karboksüülrühma suhtes võib AA olla alfa, α-, beeta, β- ja gamma, y.

Alfa-aminorühm on seotud karboksüülrühmaga külgneva süsinikuga:

Beeta-aminorühm asub karboksüülrühma 2. süsinikul

Gamma – aminorühm karboksüülrühma 3. süsinikul

Valkude koostisesse kuulub ainult alfa-AA

Alfa-AA valkude üldised omadused

1 – Optiline aktiivsus – aminohapete omadus

Kõik AA-d, välja arvatud glütsiin, avaldavad optilist aktiivsust sisaldama vähemalt ühte asümmeetriline süsinikuaatom (kiraalne aatom).

Mis on asümmeetriline süsinikuaatom? See on süsinikuaatom, millel on neli erinevat keemilist asendajat. Miks glütsiinil ei ole optilist aktiivsust? Selle radikaalil on ainult kolm erinevat asendajat, s.t. alfa-süsinik ei ole asümmeetriline.

Mida tähendab optiline aktiivsus? See tähendab, et AA lahuses võib esineda kahe isomeerina. Dextrorotatory isomeer (+), millel on võime pöörata polariseeritud valguse tasandit paremale. Vasakukäeline isomeer (-), millel on võime pöörata valguse polarisatsioonitasapinda vasakule. Mõlemad isomeerid võivad valguse polarisatsioonitasapinda pöörata sama palju, kuid vastupidises suunas.

2 – Happe-aluse omadused

Tänu nende ioniseerimisvõimele saab kirjutada selle reaktsiooni järgmise tasakaalu:

R-COOH<------->R-CO0-+H+

R-NH2<--------->R-NH3+

Kuna need reaktsioonid on pöörduvad, tähendab see, et need võivad toimida hapetena (edasireaktsioon) või alustena (pöördreaktsioon), mis selgitab aminohapete amfoteerseid omadusi.

Tsvitteri ioon – AK omadus

Kõik neutraalsed aminohapped füsioloogilise pH väärtusega (umbes 7,4) esinevad tsvitterioonidena – protoneerimata karboksüülrühma ja protoneeritud aminorühmana (joonis 2). Aminohappe isoelektrilisest punktist (IEP) aluselisemates lahustes loovutab AA aminorühm -NH3 + prootoni. IET AA-st happelisemas lahuses võtab AA karboksüülrühm -COO - prootoni vastu. Seega käitub AA olenevalt lahuse pH-st mõnikord nagu hape, teinekord nagu alus.

Polaarsus kui aminohapete üldine omadus

Füsioloogilise pH juures esinevad AA-d tsvitterioonidena, positiivset laengut kannab alfa-aminorühm ja negatiivset laengut on karboksüül. Seega tekib AA molekuli mõlemas otsas kaks vastandlikku laengut, molekulil on polaarsed omadused.

Isoelektrilise punkti (IEP) olemasolu on aminohapete omadus

PH väärtust, mille juures aminohappe neto elektrilaeng on null ja seetõttu ei saa see elektriväljas liikuda, nimetatakse IEP-ks.

Ultraviolettvalguses neeldumisvõime on aromaatsete aminohapete omadus

Fenüülalaniin, histidiin, türosiin ja trüptofaan neelduvad 280 nm juures. Joonisel fig. on näidatud nende AA-de molaarse ekstinktsioonikoefitsiendi (ε) väärtused. Spektri nähtavas osas aminohapped ei imendu, seetõttu on nad värvitud.

AA võib esineda kahe isomeeri variandina: L-isomeer ja D- isomeerid, mis on peegelpildid ja erinevad keemiliste rühmade paigutuse poolest α-süsiniku aatomi ümber.

Kõik aminohapped valkudes on L-konfiguratsioonis, L-aminohapped.

Aminohappe füüsikalised omadused

Aminohapped on oma polaarsuse ja laetud rühmade olemasolu tõttu enamasti vees lahustuvad. Need lahustuvad polaarsetes ja lahustumatud mittepolaarsetes lahustites.

AA-del on kõrge sulamistemperatuur, mis peegeldab tugevate sidemete olemasolu, mis toetavad nende kristallvõre.

Kindral AK omadused on ühised kõigile AK-dele ja paljudel juhtudel on need määratud alfa-aminorühma ja alfa-karboksüülrühmaga. AA-del on ka spetsiifilised omadused, mis on tingitud nende ainulaadsest kõrvalahelast.

Aminohapped sisaldavad amino- ja karboksüülrühmi ning neil on kõik selliste funktsionaalrühmadega ühenditele iseloomulikud omadused. Aminohappereaktsioonide kirjutamisel kasutatakse ioniseerimata amino- ja karboksürühmadega valemeid.

1) reaktsioonid aminorühmale. Aminohapete aminorühmal on amiinide tavalised omadused: amiinid on alused ja reaktsioonides toimivad nad nukleofiilidena.

1. Aminohapete kui aluste reaktsioon. Aminohappe reageerimisel hapetega tekivad ammooniumisoolad:

glütsiinvesinikkloriid, glütsiinvesinikkloriidsool

2. Lämmastikhappe toime. Lämmastikhappe toimel tekivad hüdroksühapped ning eraldub lämmastik ja vesi:

Seda reaktsiooni kasutatakse vabade amiinirühmade kvantifitseerimiseks nii aminohapetes kui ka valkudes.

3. N - atsüülderivaatide teke, atsüülimisreaktsioon.

Aminohapped reageerivad anhüdriidide ja happehalogeniididega, moodustades aminohapete N-atsüülderivaate:

Bensüüleetri naatriumsool N karbobensoksüglütsiin – klorosipelglütsiin

Atsüülimine on üks viis aminorühma kaitsmiseks. N-atsüülderivaadid on peptiidide sünteesil väga olulised, kuna N-atsüülderivaadid hüdrolüüsitakse kergesti vaba aminorühma moodustamiseks.

4. Schiffi aluste moodustumine. Kui a-aminohapped interakteeruvad aldehüüdidega, moodustuvad karbinoolamiinide moodustumise etapis asendatud imiinid (Schiffi alused):

alaniini formaldehüüd alaniini N-metülooli derivaat

5. Alküleerimisreaktsioon. A-aminohappe aminorühm alküülitakse, moodustades N-alküülderivaadid:

Reaktsioon 2,4-dinitrofluorobenseeniga on kõige olulisem. Saadud dinitrofenüülderivaate (DNP derivaate) kasutatakse aminohappejärjestuse määramisel peptiidides ja valkudes. A-aminohapete interaktsioon 2,4-dinitrofluorobenseeniga on näide benseenitsüklis toimuvast nukleofiilsest asendusreaktsioonist. Kahe tugeva elektrone eemaldava rühma olemasolu tõttu benseenitsüklis muutub halogeen liikuvaks ja astub asendusreaktsiooni:

2,4 - dinitro -

fluorobenseen N-2,4-dinitrofenüül-a-aminohape

(DNFB) DNF - a-aminohapete derivaadid

6. Reaktsioon fenüülisotiotsüanaadiga. Seda reaktsiooni kasutatakse laialdaselt peptiidide struktuuri määramisel. Fenüülisotiotsüanaat on isotiotsüaanhappe H-N=C=S derivaat. A-aminohapete interaktsioon fenüülisotiotsüanaadiga toimub vastavalt nukleofiilse liitumise reaktsiooni mehhanismile. Saadud produktis viiakse edasi molekulisisene asendusreaktsioon, mille tulemusena moodustub tsükliline asendatud amiid: fenüültiohüdantoiin.

Tsüklilised ühendid saadakse kvantitatiivse saagisega ja need on tiohüdantoiini (FTH - derivaadid) - aminohapete fenüülderivaadid. FTG - derivaadid erinevad radikaali R struktuuri poolest.

Lisaks tavalistele sooladele võivad a-aminohapped teatud tingimustel moodustada raskemetallide katioonidega kompleksseid sooli. Kõigile a-aminohapetele on väga iseloomulikud kaunilt kristalliseeruvad, intensiivselt sinist värvi komplekssed (kelaat) vasesoolad:
Alaniini etüülester

Estrite moodustamine on üks peptiidide sünteesil karboksüülrühma kaitsmise meetodeid.

3. Happehalogeniidide teke. Kui kaitstud aminorühmaga a-aminohappeid töödeldakse vääveloksüdikloriidiga (tionüülkloriid) või fosforoksiidtrikloriidiga (fosforoksükloriid), tekivad happekloriidid:

Happehalogeniidide saamine on üks viise karboksüülrühma aktiveerimiseks peptiidide sünteesis.

4. Anhüdriidide saamine - aminohapped. Happehalogeniididel on väga kõrge reaktsioonivõime, mis vähendab nende kasutamisel reaktsiooni selektiivsust. Seetõttu on peptiidide sünteesis sagedamini kasutatav meetod karboksüülrühma aktiveerimiseks selle transformeerimine anhüdriidrühmaks. Anhüdriidid on vähem aktiivsed kui happehaliidid. Kui kaitstud aminorühmaga a-aminohape interakteerub etüülkloroformiaadiga (etüülkloroformaat), moodustub anhüdriidside:

5. Dekarboksüülimine. a - Aminohapped, millel on kaks elektrone tõmbavat rühma samal süsinikuaatomil, on kergesti dekarboksüülitavad. Laboratoorsetes tingimustes toimub see aminohapete kuumutamisel baariumhüdroksiidiga. See reaktsioon toimub kehas dekarboksülaasi ensüümide osalusel koos biogeensete amiinide moodustumisega:

ninhüdriin

Aminohapete ja kuumuse suhe. A-aminohapete kuumutamisel moodustuvad tsüklilised amiidid, mida nimetatakse diketopiperasiinideks:

Diketopiperasiin

g - ja d - Aminohapped eraldavad kergesti vett ja tsüklistuvad, moodustades sisemisi amiide, laktaame:

g - laktaam (butürolaktaam)

Juhtudel, kui amino- ja karboksüülrühmad on eraldatud viie või enama süsinikuaatomiga, tekib kuumutamisel polükondensatsioon, mille käigus moodustuvad polümeersed polüamiidahelad koos veemolekuli elimineerimisega.

Kõik α-aminohapped, välja arvatud glütsiin, sisaldavad kiraalset α-süsiniku aatomit ja võivad esineda kui enantiomeerid:

On näidatud, et peaaegu kõigil looduslikel α-aminohapetel on α-süsiniku aatomi suhteline konfiguratsioon. -Süsinikuaatom (-)-seriin määrati tingimuslikult L-konfiguratsioon ja -süsinikuaatom (+)-seriin - D- konfiguratsioon. Veelgi enam, kui -aminohappe Fischeri projektsioon on kirjutatud nii, et karboksüülrühm asub ülal ja R on all, L-aminohapped, on aminorühm vasakul ja juures D-aminohapped - paremal. Fisheri skeem aminohapete konfiguratsiooni määramiseks kehtib kõikide α-aminohapete kohta, millel on kiraalne α-süsiniku aatom.

Jooniselt on näha, et L-aminohape võib olenevalt radikaali olemusest olla paremale (+) või vasakule pöörav (-). Valdav enamus looduslikult esinevatest α-aminohapetest on L- rida. Nemad enantiomorfid, st. D-aminohapped, mida sünteesivad ainult mikroorganismid ja mida nimetatakse "ebaloomulikud" aminohapped.

Vastavalt (R,S) nomenklatuurile on enamikul "looduslikel" ehk L-aminohapetel S-konfiguratsioon.

L-isoleutsiin ja L-treoniin, millest kumbki sisaldab kahte kiraalset tsentrit molekuli kohta, võivad olla mis tahes diastereomeeride paari liige, olenevalt süsinikuaatomi konfiguratsioonist. Nende aminohapete õiged absoluutsed konfiguratsioonid on toodud allpool.

AMINOHAPETE HAPPELELISED OMADUSED

Aminohapped on amfoteersed ained, mis võivad eksisteerida katioonide või anioonidena. Seda omadust seletatakse mõlema happe ( -COOH) ja peamine ( -NH 2 ) rühmad samas molekulis. Väga happelistes lahustes NH 2 - happerühm protoneeritakse ja hape muutub katiooniks. Tugevalt leeliselistes lahustes deprotoneeritakse aminohappe karboksüülrühm ja hape muutub aniooniks.

Tahkes olekus eksisteerivad aminohapped kujul tsvitterioon (bipolaarsed ioonid, sisesoolad). Tsvitterioonides kantakse prooton karboksüülrühmast aminorühma:

Kui asetada aminohape juhtivasse keskkonda ja langetada sinna paar elektroode, siis happelistes lahustes migreerub aminohape katoodile ja leeliselistes lahustes anoodile. Teatud konkreetsele aminohappele iseloomuliku pH väärtuse juures ei liigu see ei anoodile ega katoodile, kuna iga molekul on tsvitteriooni kujul (sellel on nii positiivne kui ka negatiivne laeng). Seda pH väärtust nimetatakse isoelektriline punkt(pI) antud aminohappest.

AMINOHAPETE REAKTSIOONID

Enamik reaktsioone, milles aminohapped laboris osalevad ( in vitro), on ühised kõigile amiinidele või karboksüülhapetele.

1. amiidide moodustumine karboksüülrühma juures. Kui aminohappe karbonüülrühm reageerib amiini aminorühmaga, kulgeb aminohappe polükondensatsioonireaktsioon paralleelselt, mis viib amiidide moodustumiseni. Polümerisatsiooni vältimiseks blokeeritakse happe aminorühm, nii et reageerib ainult amiini aminorühm. Sel eesmärgil kasutatakse karbobensoksükloriidi (karbobensüüloksükloriid, bensüülkloroformiaat), tert-butoksükarboksasiid jne. Amiiniga reageerimiseks aktiveeritakse karboksüülrühm, töödeldes seda etüülkloroformiaadiga. kaitserühm seejärel eemaldatakse katalüütilise hüdrogenolüüsiga või äädikhappes oleva vesinikbromiidi külma lahuse toimel.

2. amiidide moodustumine aminorühma juures. α-aminohappe aminorühma atsüülimine annab amiidi.

Reaktsioon kulgeb paremini aluselises keskkonnas, kuna see tagab vaba amiini kõrge kontsentratsiooni.

3. estrite moodustumine. Aminohappe karboksüülrühm esterdatakse kergesti tavapäraste meetoditega. Näiteks metüülestreid valmistatakse kuiva gaasilise vesinikkloriidi juhtimisel läbi metanoolis oleva aminohappe lahuse:

Aminohapped on polükondensatsioonivõimelised, mille tulemusena moodustub polüamiid. α-aminohapetest koosnevaid polüamiide ​​nimetatakse peptiidid või polüpeptiidid . Selliste polümeeride amiidsidet nimetatakse peptiid suhtlemine. Nimetatakse polüpeptiide, mille molekulmass on vähemalt 5000 valgud . Valgud sisaldavad umbes 25 erinevat aminohapet. Antud valgu hüdrolüüsi käigus võivad kõik need aminohapped või osa neist tekkida teatud proportsioonides, mis on iseloomulikud üksikule valgule.

Nimetatakse unikaalset aminohappejääkide järjestust ahelas, mis on omane antud valgule valgu esmane struktuur . Valgumolekulide keerduvate ahelate tunnuseid (fragmentide vastastikune paigutus ruumis) nimetatakse valkude sekundaarne struktuur . Valkude polüpeptiidahelad võivad olla omavahel seotud amiid-, disulfiid-, vesinik- ja muude sidemete moodustumisega aminohapete kõrvalahelate tõttu. Selle tulemusena keeratakse spiraal palliks. Seda struktuurilist tunnust nimetatakse valgu tertsiaarne struktuur . Bioloogilise aktiivsuse avaldamiseks peavad mõned valgud kõigepealt moodustama makrokompleksi ( oligoproteiin), mis koosneb mitmest täielikust valgu subühikust. Kvaternaarne struktuur määrab selliste monomeeride assotsieerumisastme bioloogiliselt aktiivses materjalis.

Valgud jagunevad kahte suurde rühma - fibrillaarne (molekuli pikkuse ja laiuse suhe on suurem kui 10) ja kerajas (suhe alla 10). fibrillaarsed valgud on kollageen , kõige rikkalikum valk selgroogsetel; see moodustab peaaegu 50% kõhre kuivmassist ja umbes 30% luu kuivainetest. Enamikus taimede ja loomade regulatsioonisüsteemides viivad katalüüsi läbi globulaarsed valgud, mida nimetatakse nn. ensüümid .