Ciljevi:

• Obrazovni: formirati opće ideje o pritisku, sili pritiska, razviti praktične vještine u izračunavanju pritiska;
• Obrazovni: razvoj eksperimentalnih vještina, vještina, logičkog mišljenja, potkrijepljivanje vlastitih tvrdnji, razvoj sposobnosti za rad u paru, opravdavanje potrebe za povećanjem ili smanjenjem pritiska;
• Obrazovni: razvijanje vještina samostalnog rada, poticanje želje za učenjem, sposobnosti za marljiv rad te poticanje osjećaja kolektivizma pri radu u paru.

Vrsta obuhvaćene lekcije: učenje novog gradiva.

Format lekcije: kombinirani sat.

Mjesto lekcije u nastavnom planu i programu. Tema "tlak i sila pritiska" obrađuje se u odjeljku "Tlak krutih tijela, tekućina i plinova". Ova tema u prvom dijelu je najzanimljivija za učenike (budući da postoji velika povezanost gradiva koje se uči sa životom i tehnologijom), pa je za ovu temu potrebno 2 sata. Glavni sadržaj gradiva koje se uči određen je nastavnim planom i programom i obveznim minimumom sadržaja obrazovanja iz fizike.

Metode:verbalno, vizualno, praktično.

Oprema:

• štand-izložba reznog i ubodnog alata;
• Power Point prezentacija, laboratorijski dinamometri, šipke, ravnala, gumbi.

Plan učenja:

1. Faza organiziranja početka lekcije -	1 minuta.
2. Faza pripreme za aktivnu i svjesnu asimilaciju novog materijala -	7 min.
3. Faza usvajanja novih znanja (sila pritiska, formula tlaka, jedinice tlaka) –	20 minuta.
4. Putovanje u biologiju –	6 min.
5. Svijet tehnologije –	6 min.
6. “Poznata pisma” –	2 minute.
7. Eksperimentalni zadaci. –	15 minuta.
8. Testni zadaci. –	13 min.
9. Sažetak –	5 minuta.
10. Domaća zadaća. –	5 minuta.

Epigraf za lekciju: “Znanje je samo znanje kada se stječe naporima misli, a ne pamćenja” (A.N. Tolstoj).

Tijekom nastave

1. Faza organizacije lekcije.

2. Faza pripreme za aktivno i svjesno usvajanje materijala.

Učitelj skreće pozornost učenika na ilustraciju za djelo Mamin-Sibiryak „Sivi vrat” (vidi slajd br. 1 prezentacije) i čita ulomak iz ovog djela: „...Lisica je stvarno došla prije nekoliko dana. kasnije, sjeo na obalu i opet progovorio:

Nedostajao si mi, pače...Izađi ovamo; Ako ne želiš, doći ću sama k tebi. Nisam arogantan...

I Lisica je počela oprezno puzati po ledu prema ledenoj rupi. Srce Grey Necka je potonulo...”

Pitanje. Zašto je lisica pažljivo puzala po ledu? (Slušamo odgovore)

Učitelj, nastavnik, profesor. Da biste odgovorili na ovo pitanje, morate se upoznati s temom "Tlak i sila pritiska". Riječ “pritisak” vam je dobro poznata. Razumijete li značenje sljedećih rečenica:

1. Tlak naglo pada i moguće su oborine.
2. Branič Dinama nije izdržao pritisak napadača Spartaka.
3. Pacijentu se iznenada poveća krvni tlak.
4. Nautilus je kliznuo u bezdanske dubine, unatoč golemom pritisku vanjskog okruženja.
5. “Bila je to žena,” rekao je povjerenik Maigret, “samo je tanka potpetica ženskih cipela mogla proizvesti tako veliki pritisak.”

U svim tim rečenicama riječ "pritisak" korištena je u različitim situacijama i imala je različita značenja. Promatrat ćemo pritisak iz perspektive fizike. Da bismo to učinili, pozvat ćemo pomoćnika na lekciju.

Djeca su htjela med - propadaju, mećave i mećave,

Tako da će dobra pčela doći posjetiti lekciju.

Danas će glavni lik naše lekcije biti pčela.

Učitelj, nastavnik, profesor. Razmotrimo primjer (gumb na latici): dječak klizi niz planinu po svježe palom snijegu, neočekivano padne i njegove se skije otkotrljaju. Podigavši ​​se na noge, dječak se spušta po skije, dok mu stopala zapinju duboko u snijeg.

Pitanje: Zašto dječak na skijama ne padne u snijeg, a bez skija propadne? Učenici zaključuju da u oba slučaja dječak djeluje na snijeg istom silom, ali je rezultat sile različit, pa (učitelj navodi na ideju) i rezultat djelovanja ovisi o nekoj veličini.

Učitelj, nastavnik, profesor:Što se promijenilo nakon što je dječak pao? Učenici zaključuju da se dječakov oslonac na snijegu promijenio. Kada dječak stoji na skijama, površina oslonca je veća nego bez skija.

Učitelj, nastavnik, profesor: Rezultat sile ovisi o:

1 – vrijednosti sile pritiska;

2 – površina okomita na koju djeluje sila pritiska.

(Učenici rade s OK.)

Učitelj: Veličina koja pokazuje koliki tlak djeluje na svaku jedinicu površine naziva se tlak.

P – tlak

F d – sila pritiska

S – područje podrške.

– Da bismo dobili pritisak, moramo silu pritiska podijeliti s površinom!

Provedimo kvalitativnu analizu ove formule.

Pitanje 1. Sila pritiska se ne mijenja, ali se površina oslonca povećava. Kako će se promijeniti tlak? Zašto? ( Tlak će se smanjiti jer je tlak obrnuto proporcionalan površini).

pitanje 2. Područje oslonca se ne mijenja, ali se povećava sila pritiska. Kako će se promijeniti tlak? Zašto? ( Pritisak će se povećati jer pritisak je upravno proporcionalan sili pritiska).

Učenici zaključuju da je pri istoj sili pritisak veći u slučaju kada je površina oslonca manja, i obrnuto, što je površina oslonca veća to je pritisak manji.

Učitelj, nastavnik, profesor:

Vaš cilj je prodrijeti u tijelo - smanjiti potporu na nulu.
Kada zimi idete u šetnju šumom, pojačate oslonac S.

(Za razumijevanje značenja formule za tlak čvrstog tijela).

Za stvaranje vizualnih slika, nastavnik upoznaje učenike s različitim pritiscima koji se nalaze u tehnologiji, prirodi i svakodnevnom životu (tablica 6 str. 84 udžbenika Fizika - 7. razred)

Učenici rade s OK (rad s trokutom).

Pitanje 1. Kako možete pronaći silu pritiska, znajući pritisak i površinu na koju sila djeluje? (F d =p*S)

pitanje 2. Kako pronaći površinu na koju djeluje sila, znajući silu pritiska? (S=F d/p)

Učitelj, nastavnik, profesor. Prikažimo mjernu jedinicu za tlak. (Pčela na slajdu leti do druge latice klikom miša).

dano:
S=1m 2
Fd =lH	; [p]=1n/m2=1Pa.
p-?

1 Pa je tlak koji stvara sila pritiska od 1 N koja djeluje na površinu površine 1 m 2 okomito na tu površinu.

1 hPa – 100 Pa

1 kPa – 1000 Pa

1 MPa – 1000 000 Pa

Pitanje. Što znači unos: p=15000Pa, p=5000Pa? (15 000 PA je tlak koji stvara sila pritiska od 15 000 N koja djeluje na površinu od 1 m2 okomito na tu površinu.)

Učitelj, nastavnik, profesor.

Mora i pustinje, Zemlja i Mjesec
Svjetlost sunca i snijeg lavine...
Priroda je složena, ali priroda je jedna.
Zakoni prirode su jedni!

Krenimo na izlet u biologiju (pčela na toboganu na klik miša leti do treće latice).

U Amazoniji ima pirana -
Riba izgleda tako-tako.
Ako stavite prst u vodu,
Pojest će ga začas.

Pitanje: Zašto pirana može ugristi nečiji prst?

Evo deve, i to na devi
Ljudi nose prtljagu i putuju.
Živi među pustinjama
Jede neukusno grmlje
Na poslu je cijelu godinu...
Zašto ljudi nose prtljagu i jašu na devama?

(Površina devinih udova je velika, a pritisak na pijesak je mali, tako da deva ne potone u pijesak.)

Ljuti jež, jež sivi,
Reci mi, kamo ideš?
Toliko si bodljikav da te se ne da rukom dotaknuti!
Zašto je jež bodljikav?

(Površina igala je mala, ali je pritisak visok.)

Bee je poznati radnik,
Daje ljudima med i vosak,
I pokazat će žalac svojim neprijateljima,
Pamtit će se cijelu godinu!

Zašto pčelinji ubod vrši veliki pritisak na ljudsku kožu? (Pčelinji ubod ima malu površinu, ali je pritisak koji se vrši na ljudsku kožu velik.)

Jednom su upitali ružu:
Zašto, očaravajući oko,
Ti si bodljikavo trnje
Zar nas okrutno grebeš?

(Površina ružinih trnova je mala, ali je pritisak visok.)

Vratimo se junacima “Sivog vrata”. Zašto je lisica pažljivo puzala po ledu? (Lisica je odabrala ovu metodu kretanja kako bi povećala površinu i smanjila pritisak na led.)

Učitelj, nastavnik, profesor: Lukava lisica je znala formulu pritiska! Uvjerili smo se u valjanost ove formule u prirodi - iglice, brusnice, kandže, zubi, očnjaci, žalci. Ali. “Duša znanosti je praktična primjena njezinih otkrića” (W. Thomson).

Krenimo na izlet u svijet tehnologije.(Pčela leti do četvrte latice klikom miša.)

Znamo da što je veća površina oslonca, to je manji pritisak koji stvara određena sila, i obrnuto, sa smanjenjem površine oslonca (uz konstantnu silu), pritisak raste. Stoga se, ovisno o tome želi li se postići niski ili visoki tlak, površina potpore povećava ili smanjuje. (Učenici rade s OK – načini promjene tlaka). Kamionske gume i šasije aviona su mnogo šire od putničkih guma. Gume su posebno široke za automobile dizajnirane za vožnju u pustinjama. Teška vozila, poput traktora, tenka ili vozila za močvare, mogu voziti kroz močvarna područja koja ljudi ne mogu uvijek proći. Zašto? (Teški strojevi, koji imaju veliku potpornu površinu, vrše mali pritisak.)

Učitelj skreće pozornost učenika na izložbu predmeta i alata za rezanje i bušenje.

Pitanje: Zašto režući i ubodni instrumenti vrše veliki pritisak na tijelo? (Površina alata za rezanje i ubadanje je mala, ali je pritisak visok.)

Učitelj, nastavnik, profesor. Uvjerili smo se u valjanost formule pritiska u prirodi i tehnici (Pčela leti do pete latice na klik miša.)

Igra "Poznata slova".

Na ploči su ispisana slova - oznake fizičkih veličina: p, m, F, l, V. Vaš zadatak: nakon slušanja poslovica spojite ih s jednom od ovih vrijednosti.

Izreke:

1. Ubojstvo će izaći na vidjelo.
2. Ne možete podići ježa golim rukama.
3. Ne stavljaj prst u usta.

(Pritisak)

Učitelj, nastavnik, profesor."Znanje koje nije rođeno iz iskustva, majka svake pouzdanosti, beskorisno je i puno grešaka." (Na klik miša, pčela leti do 6. latice.)

Eksperimentalni zadaci.

1. Zadatak. Pritiskom gumba u ploču djelujemo na nju silom od 50 N, površina vrha gumba je 0,000 001 m 2. Odredite pritisak koji proizvodi gumb.

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

Odgovor: 50 MPa.

2. Izračunajte pritisak čvrstog tijela na oslonac (Rad u paru.)

Oprema: dinamometar, mjerno ravnalo, drveni blok.

Redoslijed rada.

• Izmjerite silu pritiska bloka na stol (težinu bloka).
• Izmjerite duljinu, širinu i visinu bloka.
• Koristeći sve dobivene podatke izračunajte površine najveće i najmanje plohe bloka.
• Izračunajte pritisak koji blok proizvodi na stol sa svojim najmanjim i najvećim rubom.
• Zapišite rezultate u svoju bilježnicu.
• Na temelju dobivenih rezultata donesite zaključak.

Učenici zapisuju rezultate pokusa na ploču i izvode zaključak o ovisnosti tlaka o površini nosača.

Učitelj, nastavnik, profesor.

Tako da pčela nastavi svoje putovanje
Moramo steći znanje.
Otvaramo lišće
I mi radimo posao.

(Pčela leti do 7. latice klikom miša.) “Ispitni zadaci”.

Sažetak lekcije

1. Koju ste fizikalnu veličinu danas učili na satu?
2. Koja se sila naziva silom pritiska?
3. Što je pritisak?
4. Jedinice tlaka?
5. SI jedinice tlaka?

Ocjene lekcije: Rezultati testa i tokeni se uzimaju u obzir.

Prikazana je konačna ocjena lekcije. Nastavnik skreće pozornost učenika na epigraf lekcije.

Domaća zadaća:§32b33; str.85 (pokusni zadatak).

Dodatni zadatak.“Zašto su šiljasti predmeti bodljikavi? Kao Levijatan”, Zabavna fizika. Ya.I.Perelman.

Popis korištene literature.

1. Fizika - 7. razred. S.V. Gromov, N.A. Rodina. Moskva. “Prosvjeta”, 2000
2. Sat fizike u modernoj školi. Kreativna potraga za učiteljima. Sastavio E.M. Braverman, uredio V.G.Razumovsky. Moskva, “Prosvjetljenje”, 1993
3. Provjera znanja učenika iz fizike (6.-7. razred) A.V. Postnikov, Moskva, “Prosvjetljenje”, 1986.
4. Novine “Fizika” broj 45, 2004
5. Časopis “Fizika u školi” broj 8, 2002.
6. Čitanka o književnosti. 1-4 razreda Rostov na Donu. JSC "Kniga", 1997

>> Kemija: Aminokiseline

Opća formula najjednostavnijih aminokiselina može se napisati na sljedeći način:

H2N-CH-COOH
ja
R

Budući da aminokiseline sadrže dvije različite funkcionalne skupine koje utječu jedna na drugu, njihove se reakcije razlikuju od karakterističnih svojstava karboksilnih kiselina i amina.

Priznanica

Aminokiseline se mogu dobiti iz karboksilnih kiselina zamjenom atoma vodika u njihovom radikalu s halogenom, a zatim s amino skupinom u reakciji s amonijakom. Smjesa aminokiselina obično se dobiva kiselinskom hidrolizom proteina.

Svojstva

Amino skupina -NH2 određuje osnovna svojstva aminokiselina, budući da je sposobna vezati vodikov kation na sebe putem donor-akceptorskog mehanizma zbog prisutnosti slobodnog elektronskog para na atomu dušika.

-COOH skupina (karboksilna skupina) određuje kisela svojstva ovih spojeva. Stoga su aminokiseline amfoterni organski spojevi.

S alkalijama reagiraju kao kiseline. S jakim kiselinama - poput aminskih baza.

Osim toga, amino skupina u molekuli aminokiseline stupa u interakciju s karboksilnom skupinom koja je uključena u njen sastav, tvoreći unutarnju sol:

Budući da se aminokiseline u vodenim otopinama ponašaju kao tipični amfoterni spojevi, u živim organizmima imaju ulogu puferskih tvari koje održavaju određenu koncentraciju vodikovih iona.

Aminokiseline su bezbojne kristalne tvari koje se tale i raspadaju na temperaturama iznad 200 °C. Topljivi su u vodi i netopljivi u eteru. Ovisno o sastavu R- radikala, mogu biti slatki, gorki ili bezukusni.

Aminokiseline su optički aktivne jer sadrže atome ugljika (asimetrične atome) vezane za četiri različita supstituenta (iznimka je aminooctena kiselina - glicin). Asimetrični ugljikov atom označen je zvjezdicom.

Kao što već znate, optički aktivne tvari pojavljuju se u obliku parova antipodnih izomera, čija su fizikalna i kemijska svojstva ista, s izuzetkom jedne stvari - sposobnosti rotacije ravnine polarizirane zrake u suprotnim smjerovima. Smjer rotacije ravnine polarizacije označen je znakom (+) - desna rotacija, (-) - lijeva rotacija.

Postoje D-aminokiseline i L-aminokiseline. Položaj amino skupine NH2 u formuli projekcije s lijeve strane odgovara L-konfiguraciji, a s desne strane - D-konfiguraciji. Predznak rotacije nije povezan s tim pripada li veza L- ili D-seriji. Tako L-ce-rin ima predznak rotacije (-), a L-alanin predznak rotacije (+).

Aminokiseline se dijele na prirodne (nalaze se u živim organizmima) i sintetske. Među prirodnim aminokiselinama (oko 150) razlikuju se proteinogene aminokiseline (oko 20), koje ulaze u sastav proteina. Oni su L-oblika. Otprilike polovica ovih aminokiselina smatra se esencijalnom jer se ne sintetizira u ljudskom tijelu. Esencijalne aminokiseline su valin, leucin, izoleucin, fenilalalin, lizin, treonin, cistein, metionin, histidin, triptofan. Ove tvari ulaze u ljudski organizam hranom (tablica 7). Ako je njihova količina u hrani nedovoljna, normalan razvoj i funkcioniranje ljudskog organizma je poremećen. U određenim bolestima tijelo nije u stanju sintetizirati neke druge aminokiseline. Dakle, u fenilketonuriji, tirozin se ne sintetizira.

Najvažnije svojstvo aminokiselina je sposobnost stupanja u molekularnu kondenzaciju uz oslobađanje vode i stvaranje amidne skupine -NH-CO-, npr.

H2N-(CH2)5-COOH + H-NH-(CH2)5-COOH ->
aminokapronska kiselina

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

Visokomolekularni spojevi dobiveni ovom reakcijom sadrže veliki broj amidnih fragmenata i stoga se nazivaju poliamidi.

Oni, uz gore spomenuti najlon od sintetičkih vlakana, uključuju, na primjer, enant, nastao tijekom polikondenzacije aminoenantne kiseline. Aminokiseline s amino i karboksilnim skupinama na krajevima molekula pogodne su za proizvodnju sintetičkih vlakana (razmislite zašto).

Tablica 7. Dnevne potrebe ljudskog tijela za aminokiselinama

Poliamidi a-aminokiselina nazivaju se peptidi. Ovisno o broju aminokiselinskih ostataka razlikuju se dipeptidi, tripeptidi i polipeptidi. U takvim spojevima, -NP-CO- skupine nazivaju se peptidne skupine.

Izomerija i nomenklatura

Izomerija aminokiselina određena je različitom strukturom ugljikovog lanca i položajem amino skupine. Imena aminokiselina u kojima su položaji amino skupine označeni slovima grčke abecede također su široko rasprostranjeni. Stoga se 2-aminobutanska kiselina također može nazvati a-aminomaslačna kiselina:

U biosintezi proteina u živim organizmima sudjeluje 20 aminokiselina, za koje se često koriste povijesni nazivi. Ovi nazivi i ruske i latinične oznake usvojene za njih dani su u tablici 8.

1. Napišite jednadžbe reakcija aminopropionske kiseline; te sumpornom kiselinom i natrijevim hidroksidom, kao i metilnim alkoholom. Dajte svim tvarima imena prema međunarodnoj nomenklaturi.

2. Zašto su aminokiseline heterofunkcionalni spojevi?

3. Koja bi strukturna svojstva trebala imati aminokiseline koje se koriste za sintezu vlakana i aminokiseline koje sudjeluju u biosintezi proteina u stanicama živih organizama?

4. Po čemu se reakcije polikondenzacije razlikuju od reakcija polimerizacije? Koje su im sličnosti?

5. Kako se dobivaju aminokiseline? Napišite jednadžbe reakcije za dobivanje aminopropionske kiseline iz propana.

Sadržaj lekcije bilješke lekcije prateći okvir lekcija prezentacija metode ubrzanja interaktivne tehnologije Praksa zadaci i vježbe radionice za samotestiranje, treninzi, slučajevi, potrage domaća zadaća pitanja za raspravu retorička pitanja učenika Ilustracije audio, video isječci i multimedija fotografije, slike, grafike, tablice, dijagrami, humor, anegdote, vicevi, stripovi, parabole, izreke, križaljke, citati Dodaci sažetakačlanci trikovi za znatiželjne jaslice udžbenici osnovni i dodatni rječnik pojmova ostalo Poboljšanje udžbenika i nastaveispravljanje grešaka u udžbeniku ažuriranje ulomka u udžbeniku, elementi inovacije u nastavi, zamjena zastarjelih znanja novima Samo za učitelje savršene lekcije kalendarski plan za godinu; metodičke preporuke; Integrirane lekcije

Aminokiseline (AA) su organske molekule koje se sastoje od bazične amino skupine (-NH 2), kisele karboksilne skupine (-COOH) i organskog R radikala (ili bočnog lanca), koji je jedinstven za svaku AA

Struktura aminokiselina

Funkcije aminokiselina u tijelu

Primjeri bioloških svojstava AK. Iako se u prirodi pojavljuje više od 200 različitih AK, samo jedna desetina njih ugrađena je u proteine, ostale obavljaju druge biološke funkcije:

• Oni su građevni blokovi proteina i peptida
• Prekursori mnogih biološki važnih molekula izvedenih iz AK. Na primjer, tirozin je prekursor hormona tiroksina i pigmenta kože melanina, a tirozin je također prekursor spoja DOPA (dioksifenilalanin). To je neurotransmiter za prijenos impulsa u živčanom sustavu. Triptofan je prekursor vitamina B3 - nikotinske kiseline
• Izvori sumpora su AA koje sadrže sumpor.
• AA sudjeluju u mnogim metaboličkim putevima, kao što je glukoneogeneza – sinteza glukoze u tijelu, sinteza masnih kiselina itd.

Ovisno o položaju amino skupine u odnosu na karboksilnu skupinu, AA može biti alfa, α-, beta, β- i gama, γ.

Alfa amino skupina vezana je za ugljik uz karboksilnu skupinu:

Beta amino skupina nalazi se na 2. ugljiku karboksilne skupine

Gama - amino skupina na 3. ugljiku karboksilne skupine

Proteini sadrže samo alfa-AA

Opća svojstva alfa-AA proteina

1 - Optička aktivnost - svojstvo aminokiselina

Sve AA, s izuzetkom glicina, pokazuju optičku aktivnost, jer sadrže barem jedan asimetrični atom ugljika (kiralni atom).

Što je asimetrični ugljikov atom? To je ugljikov atom s četiri različita kemijska supstituenta vezana za njega. Zašto glicin ne pokazuje optičku aktivnost? Njegov radikal ima samo tri različita supstituenta, tj. alfa ugljik nije asimetričan.

Što znači optička aktivnost? To znači da AA u otopini može biti prisutna u dva izomera. Dekstrorotacijski izomer (+), koji ima sposobnost rotirati ravninu polarizirane svjetlosti udesno. Levorotatorni izomer (-), koji ima sposobnost zakretanja ravnine polarizacije svjetlosti ulijevo. Oba izomera mogu rotirati ravninu polarizacije svjetlosti za isti iznos, ali u suprotnom smjeru.

2 - Acidobazna svojstva

Kao rezultat njihove sposobnosti ionizacije, može se napisati sljedeća ravnoteža ove reakcije:

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

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

Budući da su te reakcije reverzibilne, to znači da mogu djelovati kao kiseline (direktna reakcija) ili kao baze (reverzna reakcija), što objašnjava amfoterna svojstva aminokiselina.

Zwitter ion - svojstvo AK

Sve neutralne aminokiseline na fiziološkoj pH vrijednosti (oko 7,4) prisutne su kao zwitterioni - karboksilna skupina je neprotonirana, a amino skupina je protonirana (slika 2). U otopinama bazičnijim od izoelektrične točke aminokiseline (IEP), amino skupina -NH3+ u AA daje proton. U otopini kiselijoj od IET AA, karboksilna skupina -COO - u AA prihvaća proton. Stoga se AA ponekad ponaša kao kiselina, a ponekad kao baza, ovisno o pH otopine.

Polaritet kao opće svojstvo aminokiselina

Pri fiziološkom pH, AA su prisutni kao pozitivni naboji koje nosi alfa amino skupina, a negativni naboj nosi karboksilna skupina. Tako se na oba kraja molekule AK stvaraju dva suprotna naboja, molekula ima polarna svojstva.

Prisutnost izoelektrične točke (IEP) svojstvo je aminokiselina

pH vrijednost pri kojoj je neto električni naboj aminokiseline nula i stoga se ne može kretati u električnom polju naziva se IET.

Sposobnost apsorpcije ultraljubičastog svjetla svojstvo je aromatskih aminokiselina

Fenilalanin, histidin, tirozin i triptofan apsorbiraju na 280 nm. Na sl. Prikazane su vrijednosti koeficijenta molarne ekstinkcije (ε) ovih AA. U vidljivom dijelu spektra aminokiseline ne apsorbiraju, stoga su bezbojne.

AA mogu biti prisutne u dvije verzije izomera: L-izomer i D- izomeri, koji su zrcalne slike i razlikuju se po rasporedu kemijskih skupina oko α-ugljikovog atoma.

Sve aminokiseline u proteinima su u L-konfiguraciji, L-aminokiseline.

Fizikalna svojstva aminokiselina

Aminokiseline su uglavnom topljive u vodi zbog svoje polarnosti i prisutnosti nabijenih skupina. Topljivi su u polarnim, a netopljivi u nepolarnim otapalima.

AK imaju visoko talište, što odražava prisutnost jakih veza koje podupiru njihovu kristalnu rešetku.

Su česti Svojstva AA zajednička su svim AA i u mnogim slučajevima određena su alfa amino skupinom i alfa karboksilnom skupinom. AA također imaju specifična svojstva koja su uvjetovana njihovim jedinstvenim bočnim lancem.

Aminokiseline sadrže amino i karboksilne skupine i pokazuju sva svojstva karakteristična za spojeve s takvim funkcionalnim skupinama. Pri pisanju reakcija aminokiselina koriste se formule s neioniziranim amino i karboksi skupinama.

1) reakcije na amino skupini. Amino skupina u aminokiselinama pokazuje uobičajena svojstva amina: amini su baze i u reakcijama djeluju kao nukleofili.

1. Reakcija aminokiselina kao baza. Kada aminokiseline stupaju u interakciju s kiselinama, nastaju amonijeve soli:

glicin hidroklorid, sol glicin hidroklorida

2. Djelovanje nitratne kiseline. Djelovanjem dušikaste kiseline nastaju hidroksi kiseline i oslobađaju se dušik i voda:

Ova reakcija se koristi za kvantitativno određivanje slobodnih aminskih skupina u aminokiselinama, kao iu proteinima.

3. Stvaranje N - acil derivata, reakcija aciliranja.

Aminokiseline reagiraju s anhidridima i kiselinskim halidima, tvoreći N-acil derivate aminokiselina:

Benzil eter natrijeva sol N karbobenzoksiglicin - kloroformin glicin

Acilacija je jedan od načina zaštite amino skupine. N-acil derivati ​​su od velike važnosti u sintezi peptida, budući da se N-acil derivati ​​lako hidroliziraju u slobodnu amino skupinu.

4. Formiranje Schiffovih baza. U interakciji a-aminokiselina s aldehidima nastaju supstituirani imini (Schiffove baze) kroz fazu stvaranja karbinolamina:

alanin formaldehid N-metilol derivat alanina

5. Reakcija alkilacije. Amino skupina u a-aminokiselini je alkilirana da bi se formirali N-alkil derivati:

Najvažnija je reakcija s 2,4-dinitrofluorobenzenom. Rezultirajući derivati ​​dinitrofenila (DNP derivati) koriste se za određivanje aminokiselinske sekvence peptida i proteina. Interakcija a-aminokiselina s 2,4-dinitrofluorobenzenom je primjer reakcije nukleofilne supstitucije u benzenskom prstenu. Zbog prisutnosti dviju jakih skupina koje privlače elektron u benzenskom prstenu, halogen postaje mobilan i prolazi kroz reakciju supstitucije:

2.4 – dinitro -

fluorobenzen N-2,4-dinitrofenil-a-aminokiselina

(DNPB) DNP - derivati ​​a - aminokiselina

6. Reakcija s fenil izotiocijanatom. Ova reakcija se široko koristi u određivanju strukture peptida. Fenil izotiocijanat je derivat izotiocijanske kiseline H-N=C=S. Interakcija a-aminokiselina s fenil izotiocijanatom odvija se putem mehanizma reakcije nukleofilne adicije. Rezultirajući produkt zatim prolazi reakciju intramolekularne supstitucije, što dovodi do stvaranja cikličkog supstituiranog amida: feniltiohidantoina.

Ciklički spojevi dobiveni su u kvantitativnom prinosu i fenilni su derivati ​​tiohidantoina (PTH - derivati) - aminokiseline. Derivati ​​PTG razlikuju se po strukturi R radikala.

Osim običnih soli, a-aminokiseline mogu pod određenim uvjetima tvoriti unutarkompleksne soli s kationima teških metala. Sve a-aminokiseline karakteriziraju lijepo kristalizirajuće, intrakompleksne (kelatne) bakrene soli intenzivno plave boje):
Alanin etil ester

Stvaranje estera jedna je od metoda zaštite karboksilne skupine u sintezi peptida.

3. Stvaranje kiselih halogenida. Pri djelovanju na a-aminokiseline sa zaštićenom amino skupinom sumpornim oksidikloridom (tionil kloridom) ili fosfornim oksid trikloridom (fosfornim oksikloridom) nastaju kiselinski kloridi:

Proizvodnja kiselih halogenida jedan je od načina aktiviranja karboksilne skupine u sintezi peptida.

4. Dobivanje anhidrida a-aminokiselina. Kiselinski halidi su vrlo reaktivni, što smanjuje selektivnost reakcije kada se koristi. Stoga je metoda koja se češće koristi za aktiviranje karboksilne skupine u sintezi peptida njezino pretvaranje u anhidridnu skupinu. Anhidridi su manje aktivni od kiselih halogenida. Kada a-aminokiselina sa zaštićenom amino skupinom stupa u interakciju s etil kloromravljom kiselinom (etil kloroformat), nastaje anhidridna veza:

5. Dekarboksilacija. a - Aminokiseline koje imaju dvije skupine koje privlače elektron na istom ugljikovom atomu lako se dekarboksiliraju. U laboratorijskim uvjetima to se provodi zagrijavanjem aminokiselina s barijevim hidroksidom. Ova reakcija se odvija u tijelu uz sudjelovanje enzima dekarboksilaze uz stvaranje biogenih amina:

ninhidrin

Odnos aminokiselina prema toplini. Kada se a-aminokiseline zagrijavaju, nastaju ciklički amidi koji se zovu diketopiperazini:

Diketopiperazin

g - i d - Aminokiseline se lako odvajaju od vode i cikliziraju u unutarnje amide, laktame:

g - laktam (butirolaktam)

U slučajevima kada su amino i karboksilne skupine odvojene s pet ili više atoma ugljika, zagrijavanjem dolazi do polikondenzacije uz stvaranje polimernih poliamidnih lanaca uz eliminaciju molekule vode.

Sve α-aminokiseline, osim glicina, sadrže kiralni α-ugljikov atom i mogu se pojaviti kao enantiomeri:

Pokazalo se da gotovo sve prirodne -aminokiseline imaju istu relativnu konfiguraciju na -ugljikovom atomu. -Ugljikov atom (-)-serina je konvencionalno dodijeljen L-konfiguracija i -ugljikov atom (+)-serina - D-konfiguracija. Štoviše, ako je Fischerova projekcija aminokiseline napisana tako da se karboksilna skupina nalazi na vrhu, a R na dnu, tada L-aminokiseline, amino skupina će biti s lijeve strane, i D- aminokiseline - desno. Fischerova shema za određivanje konfiguracije aminokiseline primjenjiva je na sve α-aminokiseline koje imaju kiralni α-ugljikov atom.

Iz slike je jasno da L-aminokiselina može biti desno (+) ili lijevo (-) ovisno o prirodi radikala. Velika većina aminokiselina koje se nalaze u prirodi su L-red. Njihovo enantiomorfi, tj. D-aminokiseline sintetiziraju samo mikroorganizmi i nazivaju se "neprirodne" aminokiseline.

Prema (R,S) nomenklaturi, većina "prirodnih" ili L-aminokiselina ima S konfiguraciju.

L-izoleucin i L-treonin, od kojih svaki sadrži dva kiralna centra po molekuli, mogu biti bilo koji član para dijastereomera ovisno o konfiguraciji na -ugljikovom atomu. Ispravne apsolutne konfiguracije ovih aminokiselina dane su u nastavku.

KISELINSKO-BAZNA SVOJSTVA AMINOKISELINA

Aminokiseline su amfoterne tvari koje mogu postojati u obliku kationa ili aniona. Ovo svojstvo se objašnjava prisutnošću i kiselih ( -ZDRAVLJE), i glavni ( -NH 2 ) skupine u istoj molekuli. U vrlo kiselim otopinama N.H. 2 Kiselinska skupina se protonira i kiselina postaje kation. U jako alkalnim otopinama karboksilna skupina aminokiseline se deprotonira i kiselina se pretvara u anion.

U čvrstom stanju aminokiseline postoje u obliku zwitterions (bipolarni ioni, unutarnje soli). U zwitterionima, proton se prenosi s karboksilne skupine na amino skupinu:

Ako stavite aminokiselinu u vodljivi medij i tamo spustite par elektroda, tada će u kiselim otopinama aminokiselina migrirati na katodu, au alkalnim otopinama - na anodu. Pri određenoj pH vrijednosti karakterističnoj za određenu aminokiselinu, ona se neće pomaknuti niti prema anodi niti prema katodi, budući da je svaka molekula u obliku zwitteriona (nosi i pozitivan i negativan naboj). Ova pH vrijednost se naziva izoelektrična točka(pI) date aminokiseline.

REAKCIJE AMINOKISELINA

Većina reakcija kojima se aminokiseline podvrgavaju u laboratoriju ( in vitro), karakterističan za sve amine ili karboksilne kiseline.

1. stvaranje amida na karboksilnoj skupini. Kada karbonilna skupina aminokiseline reagira s amino skupinom amina, paralelno se odvija reakcija polikondenzacije aminokiseline, što dovodi do stvaranja amida. Kako bi se spriječila polimerizacija, amino skupina kiseline je blokirana tako da reagira samo amino skupina amina. U tu svrhu koristi se karbobenzoksiklorid (karbobenziloksiklorid, benzil kloroformat). trlja-butoksikarboksazid, itd. Za reakciju s aminom, karboksilna skupina se aktivira tretiranjem s etil kloroformatom. Zaštitna grupa zatim uklonjen katalitičkom hidrogenolizom ili djelovanjem hladne otopine bromovodika u octenoj kiselini.

2. stvaranje amida na amino skupini. Kada se amino skupina aminokiseline acilira, nastaje amid.

Reakcija se bolje odvija u bazičnom mediju, jer se time osigurava visoka koncentracija slobodnog amina.

3. stvaranje estera. Karboksilna skupina aminokiseline lako se esterificira uobičajenim metodama. Na primjer, metilni esteri se pripremaju propuštanjem suhog plinovitog klorovodika kroz otopinu aminokiseline u metanolu:

Aminokiseline su sposobne za polikondenzaciju, što rezultira stvaranjem poliamida. Poliamidi koji se sastoje od -aminokiselina nazivaju se peptidi ili polipeptidi . Amidna veza u takvim polimerima naziva se peptid komunikacija. Polipeptidi s molekulskom težinom od najmanje 5000 nazivaju se bjelančevine . Proteini sadrže oko 25 različitih aminokiselina. Kada se određeni protein hidrolizira, sve te aminokiseline ili neke od njih mogu nastati u određenim omjerima karakterističnim za pojedini protein.

Jedinstveni slijed aminokiselinskih ostataka u lancu svojstven određenom proteinu naziva se primarna struktura proteina . Značajke uvijanja lanaca proteinskih molekula (međusobni raspored fragmenata u prostoru) nazivaju se sekundarna struktura proteina . Polipeptidni lanci proteina mogu se međusobno povezati tvoreći amidne, disulfidne, vodikove i druge veze zahvaljujući bočnim lancima aminokiselina. Kao rezultat, spirala se uvija u loptu. Ova strukturna značajka se zove tercijarna struktura proteina . Da bi pokazali biološku aktivnost, neki proteini prvo moraju formirati makrokompleks ( oligoprotein), koji se sastoji od nekoliko kompletnih proteinskih podjedinica. Kvartarna struktura određuje stupanj asocijacije takvih monomera u biološki aktivnom materijalu.

Proteini se dijele u dvije velike skupine – fibrilarni (omjer duljine molekule i širine je veći od 10) i kuglasti (omjer manji od 10). Fibrilarni proteini uključuju kolagena , najzastupljeniji protein kod kralješnjaka; čini gotovo 50% suhe težine hrskavice i oko 30% čvrste tvari kosti. U većini regulacijskih sustava biljaka i životinja katalizu provode globularni proteini tzv enzima .