เป้าหมาย:

• ทางการศึกษา:สร้างแนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับแรงกดดัน แรงกดดัน พัฒนาทักษะการปฏิบัติในการคำนวณแรงกดดัน
• ทางการศึกษา:การพัฒนาทักษะการทดลอง ทักษะ การคิดเชิงตรรกะ การยืนยันคำพูด การพัฒนาทักษะในการทำงานเป็นคู่ แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นในการเพิ่มหรือลดแรงกดดัน
• ทางการศึกษา:การพัฒนาทักษะการทำงานที่เป็นอิสระ ส่งเสริมความปรารถนาที่จะเรียนรู้ ความสามารถในการทำงานหนัก และส่งเสริมความรู้สึกของการร่วมกันเมื่อทำงานเป็นคู่

ประเภทของบทเรียนที่ครอบคลุม: การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

รูปแบบบทเรียน: บทเรียนรวม

สถานที่เรียนในหลักสูตรหัวข้อ “ความดันและแรงกด” มีอภิปรายอยู่ในหัวข้อ “ความดันของของแข็ง ของเหลว และก๊าซ” หัวข้อในส่วนที่ 1 นี้น่าสนใจที่สุดสำหรับนักเรียน (เนื่องจากมีความเชื่อมโยงอย่างมากระหว่างเนื้อหาที่กำลังศึกษากับชีวิตและเทคโนโลยี) ดังนั้นจึงต้องใช้เวลา 2 ชั่วโมงในการศึกษาหัวข้อนี้ เนื้อหาหลักของเนื้อหาที่กำลังศึกษาจะพิจารณาจากหลักสูตรและเนื้อหาขั้นต่ำของการศึกษาฟิสิกส์

วิธีการ:วาจา, ภาพ, การปฏิบัติ

อุปกรณ์:

• นิทรรศการแสดงเครื่องมือตัดและแทง
• การนำเสนอด้วยพาวเวอร์พอยต์ ไดนาโมมิเตอร์ในห้องปฏิบัติการ แท่ง ไม้บรรทัด ปุ่ม

แผนการสอน:

1. ขั้นตอนการจัดเริ่มบทเรียน -	1 นาที
2. ขั้นตอนการเตรียมการสำหรับการดูดซึมวัสดุใหม่อย่างกระตือรือร้นและมีสติ -	7 นาที
3. ขั้นตอนการดูดซึมความรู้ใหม่ (แรงกด สูตรความดัน หน่วยวัดความดัน) –	20นาที
4. การเดินทางสู่ชีววิทยา –	6 นาที
5. โลกแห่งเทคโนโลยี –	6 นาที
6. “จดหมายที่คุ้นเคย” –	2 นาที
7. งานทดลอง -	15 นาที
8. ทดสอบงาน -	13 นาที
9. สรุป –	5 นาที
10. การบ้าน. -	5 นาที

Epigraph สำหรับบทเรียน: “ความรู้เป็นเพียงความรู้ที่ได้มาจากความพยายามของความคิด ไม่ใช่ความทรงจำ” (A.N. Tolstoy)

ความคืบหน้าของบทเรียน

1. ขั้นตอนการจัดระเบียบบทเรียน

2. ขั้นตอนการเตรียมการสำหรับการดูดซึมวัสดุอย่างกระตือรือร้นและมีสติ

ครูดึงความสนใจของนักเรียนมาที่ภาพประกอบผลงานของ Mamin-Sibiryak เรื่อง The Grey Neck (ดูสไลด์หมายเลข 1 ของการนำเสนอ) และอ่านข้อความที่ตัดตอนมาจากงานนี้: “...สุนัขจิ้งจอกมาสองสามวันจริงๆ ต่อมานั่งบนฝั่งแล้วพูดอีกว่า

ฉันคิดถึงเธอนะเป็ด...ออกมานี่หน่อย หากคุณไม่ต้องการฉันจะไปหาคุณเอง ฉันไม่หยิ่ง...

และสุนัขจิ้งจอกก็เริ่มคลานอย่างระมัดระวังไปตามน้ำแข็งไปยังหลุมน้ำแข็ง หัวใจของเกรย์เน็คจมลง…”

คำถาม.ทำไมสุนัขจิ้งจอกถึงคลานอย่างระมัดระวังบนน้ำแข็ง? (เราฟังคำตอบ)

ครู.เพื่อตอบคำถามนี้ คุณต้องทำความคุ้นเคยกับหัวข้อ “ความดันและแรงกด” คำว่า “กดดัน” เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับคุณ คุณเข้าใจความหมายของประโยคต่อไปนี้หรือไม่:

1. ความดันลดลงอย่างรวดเร็วและอาจเกิดฝนตกได้
2. กองหลังของทีมไดนาโมไม่สามารถทนต่อแรงกดดันของผู้โจมตีสปาร์ตักได้
3. ความดันโลหิตของผู้ป่วยเพิ่มขึ้นกะทันหัน
4. Nautilus เลื่อนลงไปสู่ความลึกที่ไม่มีก้นบึ้ง แม้ว่าจะมีแรงกดดันมหาศาลจากสภาพแวดล้อมภายนอกก็ตาม
5. “เป็นผู้หญิง” กรรมาธิการไมเกรตกล่าว “มีเพียงส้นรองเท้าบางๆ ของผู้หญิงเท่านั้นที่สามารถสร้างแรงกดดันมหาศาลได้”

ในประโยคทั้งหมดนี้ คำว่า “กดดัน” ถูกใช้ในสถานการณ์ที่แตกต่างกันและมีความหมายต่างกัน เราจะดูความกดดันจากมุมมองทางฟิสิกส์ ในการทำเช่นนี้เราจะเชิญผู้ช่วยเข้าร่วมบทเรียน

เด็ก ๆ ต้องการน้ำผึ้ง - พินาศ, พายุหิมะและพายุหิมะ

เพื่อว่าผึ้งตัวดีจะมาเยี่ยมบทเรียน

วันนี้ตัวละครหลักของบทเรียนของเราคือผึ้ง

ครู.ลองพิจารณาตัวอย่าง (ปุ่มบนกลีบดอกไม้): เด็กชายคนหนึ่งกำลังไถลลงมาจากภูเขาท่ามกลางหิมะที่เพิ่งตกลงมา ตกลงมาอย่างไม่คาดคิด และสกีของเขาก็กลิ้งลงมา เมื่อลุกขึ้นยืนแล้ว เด็กชายก็ลงไปเล่นสกี ในขณะที่เท้าติดลึกลงไปในหิมะ

คำถาม: ทำไมเด็กผู้ชายที่เล่นสกีถึงไม่ตกลงไปบนหิมะ แต่ถ้าไม่มีสกีเขาก็ตกลงไป? นักเรียนสรุปว่าในทั้งสองกรณี เด็กกระทำบนหิมะด้วยแรงเท่ากัน แต่ผลของแรงนั้นแตกต่างกัน ดังนั้น (ครูนำไปสู่แนวคิด) ผลลัพธ์ของการกระทำก็ขึ้นอยู่กับปริมาณด้วย

ครู:มีอะไรเปลี่ยนแปลงไปหลังจากที่เด็กชายล้มลง? นักเรียนสรุปว่าพื้นที่สนับสนุนของเด็กชายบนหิมะเปลี่ยนไป เมื่อเด็กผู้ชายยืนบนสกี พื้นที่รองรับจะมีขนาดใหญ่กว่าการไม่มีสกี

ครู:ผลลัพธ์ของแรงขึ้นอยู่กับ:

1 – ค่าแรงกด;

2 – พื้นที่ผิวตั้งฉากกับแรงกดที่กระทำ

(นักเรียนทำงานกับตกลง)

ครู: ปริมาณที่แสดงแรงกดที่กระทำต่อพื้นที่ผิวแต่ละหน่วยเรียกว่าแรงกด

ป – ความดัน

F d – แรงกด

ส – พื้นที่สนับสนุน.

– จะรับแรงกดดันได้ เราต้องหารแรงกดตามพื้นที่!

ให้เราทำการวิเคราะห์เชิงคุณภาพของสูตรนี้

คำถามที่ 1.แรงกดไม่เปลี่ยนแปลง แต่พื้นที่รองรับเพิ่มขึ้น แรงกดดันจะเปลี่ยนไปอย่างไร? ทำไม - ความดันจะลดลงเนื่องจากความดันแปรผกผันกับพื้นที่)

คำถามที่ 2.พื้นที่รองรับไม่เปลี่ยนแปลง แต่แรงกดเพิ่มขึ้น แรงกดดันจะเปลี่ยนไปอย่างไร? ทำไม - ความกดดันจะเพิ่มขึ้นเพราะว่า ความดันเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงกด).

นักเรียนสรุปว่าเมื่อใช้แรงเท่ากัน แรงกดดันจะมีมากขึ้นในกรณีที่พื้นที่รองรับมีขนาดเล็ก และในทางกลับกัน ยิ่งพื้นที่รองรับมีขนาดใหญ่ แรงกดดันก็จะน้อยลง

ครู:

เป้าหมายของคุณคือเจาะร่างกาย - ลดการสนับสนุนให้เหลือศูนย์
เมื่อไปเดินป่าในฤดูหนาวเพิ่มการรองรับ S

(เพื่อให้เข้าใจถึงความหมายของสูตรความดันตัวตัน)

เพื่อสร้างภาพที่มองเห็น ครูแนะนำให้นักเรียนรู้จักกับแรงกดดันต่างๆ ที่พบในเทคโนโลยี ธรรมชาติ และชีวิตประจำวัน (ตารางที่ 6 หน้า 84 หนังสือเรียนฟิสิกส์ - ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7)

นักเรียนทำงานกับ OK (ทำงานกับรูปสามเหลี่ยม)

คำถามที่ 1. คุณจะหาแรงกดได้อย่างไร โดยรู้แรงกดและพื้นที่ผิวที่ใช้แรงนั้น (F d =p*S)

คำถามที่ 2. จะหาพื้นที่ผิวที่ใช้แรงได้อย่างไรโดยรู้แรงกด? (S=F ง/ p)

ครู. เรามาแสดงหน่วยวัดความดันกันดีกว่า (ผึ้งบนสไลด์บินไปที่กลีบดอกที่สองด้วยการคลิกเมาส์)

ที่ให้ไว้:
ส=1ม.2
ฟ ง =1H	- [p]=1n/m2 =1Pa
พี-?

1 Pa คือความดันที่เกิดจากแรงดัน 1 N ซึ่งกระทำบนพื้นผิวโดยมีพื้นที่ 1 m 2 ตั้งฉากกับพื้นผิวนี้

1 เฮกโตพาสคาล – 100 ปาสคาล

1 ปาสคาล – 1,000 ปาสกาล

1 MPa – 1,000 000 Pa

คำถาม. รายการหมายถึงอะไร: p=15,000Pa, p=5000Pa? (15,000 PA คือความดันที่เกิดจากแรงดัน 15,000 N ซึ่งกระทำบนพื้นผิวขนาด 1 ตารางเมตร ตั้งฉากกับพื้นผิวนี้)

ครู.

ทะเลและทะเลทราย โลกและดวงจันทร์
แสงตะวันและหิมะถล่ม...
ธรรมชาตินั้นซับซ้อน แต่ธรรมชาติก็เป็นหนึ่งเดียว
กฎแห่งธรรมชาติเป็นหนึ่งเดียว!

เรามาสำรวจชีววิทยากันเถอะ (ผึ้งบนสไลด์บินไปที่กลีบดอกที่สามด้วยการคลิกเมาส์)

มีปิรันย่าในอเมซอน -
ปลาก็ดูธรรมดาๆ นะ
ถ้าคุณเอานิ้วไปจุ่มน้ำ
เขาจะกินมันในไม่ช้า

คำถาม: ทำไมปลาปิรันย่าถึงกัดนิ้วคนได้?

นี่คืออูฐและบนอูฐ
ผู้คนพกพากระเป๋าเดินทางและการเดินทาง
เขาอาศัยอยู่ท่ามกลางทะเลทราย
กินพุ่มไม้รสจืด
เขาทำงานตลอดทั้งปี...
ทำไมผู้คนถึงแบกสัมภาระและขี่อูฐ?

(พื้นที่ผิวของแขนขาของอูฐมีขนาดใหญ่และความกดดันที่กระทำบนทรายมีน้อย อูฐจึงไม่จมลงในทราย)

เม่นโกรธเม่นสีเทา
บอกฉันสิ คุณจะไปไหน?
คุณเต็มไปด้วยหนามจนไม่สามารถสัมผัสได้ด้วยมือ!
ทำไมเม่นถึงมีหนาม?

(พื้นที่ผิวของเข็มมีขนาดเล็กแต่แรงกดสูง)

ผึ้งเป็นคนงานที่มีชื่อเสียง
ให้น้ำผึ้งและขี้ผึ้งแก่ผู้คน
และเขาจะสำแดงเหล็กในของเขาแก่ศัตรูของเขา
พวกเขาจะจดจำมันตลอดทั้งปี!

เหตุใดการถูกผึ้งต่อยจึงสร้างแรงกดดันต่อผิวหนังมนุษย์อย่างมาก? (ผึ้งต่อยมีพื้นที่ผิวเล็ก แต่แรงกดดันที่กระทำต่อผิวหนังมนุษย์นั้นมีมาก)

เมื่อพวกเขาถามดอกกุหลาบ:
ทำไมน่าหลงใหลในสายตา
คุณเป็นหนามเต็มไปด้วยหนาม
คุณเกาเราอย่างโหดร้ายเหรอ?

(พื้นที่ผิวของหนามกุหลาบมีขนาดเล็กแต่มีความกดดันสูง)

กลับมาพบกับเหล่าฮีโร่ “คอเทา” กันอีกครั้ง ทำไมสุนัขจิ้งจอกถึงคลานอย่างระมัดระวังบนน้ำแข็ง? (สุนัขจิ้งจอกเลือกวิธีการเคลื่อนไหวนี้เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวและลดแรงกดดันที่กระทำบนน้ำแข็ง)

ครู:จิ้งจอกเจ้าเล่ห์รู้สูตรกดดัน! เราได้เห็นความถูกต้องของสูตรนี้ในธรรมชาติแล้ว - เข็ม, แครนเบอร์รี่, กรงเล็บ, ฟัน, เขี้ยว, เหล็กใน แต่. “จิตวิญญาณของวิทยาศาสตร์คือการประยุกต์การค้นพบของมันในทางปฏิบัติ” (ดับเบิลยู. ทอมสัน)

มาเที่ยวโลกแห่งเทคโนโลยีกันเถอะ(ผึ้งบินไปที่กลีบที่สี่ด้วยการคลิกเมาส์)

เรารู้ว่ายิ่งพื้นที่รองรับมีขนาดใหญ่ แรงกดดันที่เกิดจากแรงที่กำหนดก็จะยิ่งน้อยลง และในทางกลับกัน เมื่อพื้นที่รองรับลดลง (ด้วยแรงคงที่) ความดันก็จะเพิ่มขึ้น ดังนั้นขึ้นอยู่กับว่าพวกเขาอยากได้แรงดันต่ำหรือสูง พื้นที่รองรับจึงเพิ่มขึ้นหรือลดลง (นักเรียนทำงานกับ OK - วิธีเปลี่ยนความกดดัน) ยางรถบรรทุกและโครงเครื่องบินมีความกว้างกว่ายางล้อโดยสารมาก ยางมีความกว้างเป็นพิเศษสำหรับรถยนต์ที่ออกแบบมาเพื่อการขับขี่ในทะเลทราย ยานพาหนะขนาดใหญ่ เช่น รถแทรคเตอร์ รถถัง หรือยานพาหนะในหนองน้ำ สามารถขับผ่านพื้นที่หนองน้ำที่มนุษย์ไม่สามารถสัญจรไปมาได้เสมอไป ทำไม (เครื่องจักรหนัก มีพื้นที่รองรับขนาดใหญ่ ออกแรงกดเพียงเล็กน้อย)

ครูดึงความสนใจของนักเรียนไปที่นิทรรศการเกี่ยวกับการตัดและเจาะวัตถุและเครื่องมือ

คำถาม: เหตุใดเครื่องมือตัดและแทงจึงสร้างแรงกดดันต่อร่างกายมาก? (พื้นที่ผิวของเครื่องมือตัดและแทงมีขนาดเล็กแต่มีแรงกดสูง)

ครู.เราเชื่อมั่นในความถูกต้องของสูตรแรงกดในธรรมชาติและเทคโนโลยี (ผึ้งบินไปที่กลีบดอกที่ห้าด้วยการคลิกเมาส์)

เกม "จดหมายที่คุ้นเคย"

บนกระดานเขียนตัวอักษร - การกำหนดปริมาณทางกายภาพ: พี ม เอฟ ล วีงานของคุณ: หลังจากฟังสุภาษิตแล้ว ให้จับคู่กับค่าใดค่าหนึ่งเหล่านี้

สุภาษิต:

1. ฆาตกรรมจะออก
2. คุณไม่สามารถจับเม่นด้วยมือเปล่าได้
3. อย่าเอานิ้วเข้าปาก

(ความดัน)

ครู.“ความรู้ไม่ได้เกิดจากประสบการณ์ เป็นบ่อเกิดของความน่าเชื่อถือ ไร้ผลและเต็มไปด้วยข้อผิดพลาด” (เมื่อคลิกเมาส์ ผึ้งจะบินไปที่กลีบดอกที่ 6)

งานทดลอง

1. งาน. โดยการกดปุ่มเข้าไปในบอร์ดเราจะดำเนินการกับมันด้วยแรง 50 N พื้นที่ส่วนปลายของปุ่มคือ 0.000 001 m 2 กำหนดแรงกดที่เกิดจากปุ่ม

ที่ให้ไว้:
ฉ ง =50N	[p]=ปา.
ส=0.000 001ม.2
พี=?	(ป่า)

คำตอบ: 50 เมกะปาสคาล

2. คำนวณแรงกดของร่างกายที่มั่นคงบนส่วนรองรับ (ทำงานเป็นคู่)

อุปกรณ์ : ไดนาโมมิเตอร์, ไม้บรรทัดวัด, บล็อกไม้

ลำดับงาน.

• วัดแรงกดของบล็อกบนโต๊ะ (น้ำหนักของบล็อก)
• วัดความยาว ความกว้าง และความสูงของบล็อก
• ใช้ข้อมูลทั้งหมดที่ได้รับ คำนวณพื้นที่ของใบหน้าที่ใหญ่ที่สุดและเล็กที่สุดของบล็อก
• คำนวณแรงกดที่บล็อกสร้างบนโต๊ะโดยมีขอบที่เล็กที่สุดและใหญ่ที่สุด
• เขียนผลลัพธ์ลงในสมุดบันทึกของคุณ
• สร้างข้อสรุปตามผลลัพธ์ที่ได้รับ

นักเรียนเขียนผลการทดลองบนกระดานและสรุปผลเกี่ยวกับการพึ่งพาแรงกดดันต่อพื้นที่ผิวของส่วนรองรับ

ครู.

เพื่อให้ผึ้งยังคงเดินทางต่อไป
เราจำเป็นต้องได้รับความรู้
เราเปิดใบไม้
และเราทำงาน

(ผึ้งบินไปที่กลีบดอกที่ 7 ด้วยการคลิกเมาส์) “งานทดสอบ”.

สรุปบทเรียน

1. วันนี้คุณเรียนรู้ปริมาณทางกายภาพเท่าใดในชั้นเรียน
2. แรงใดเรียกว่าแรงกด?
3. ความกดดันคืออะไร?
4. หน่วยแรงดัน?
5. หน่วย SI ของความดัน?

คะแนนบทเรียน:ผลการทดสอบและโทเค็นจะถูกนำมาพิจารณาด้วย

เกรดสุดท้ายของบทเรียนจะปรากฏขึ้นครูดึงความสนใจของนักเรียนมาที่บทสรุปของบทเรียน

การบ้าน:§32b33; หน้า 85 (งานทดลอง)

งานเพิ่มเติม.“เหตุใดวัตถุปลายแหลมจึงมีหนาม? Like Leviathan” ฟิสิกส์สุดมันส์ ใช่แล้ว เพเรลแมน.

รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้แล้ว

1. ฟิสิกส์ - ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 S.V. Gromov, N.A. โรดินา มอสโก “การตรัสรู้”, 2543
2. บทเรียนฟิสิกส์ในโรงเรียนสมัยใหม่ การค้นหาอย่างสร้างสรรค์สำหรับครู เรียบเรียงโดย E.M. Braverman เรียบเรียงโดย V.G. มอสโก "การตรัสรู้", 2536
3. ทดสอบความรู้ของนักเรียนวิชาฟิสิกส์ (ป.6-7) A.V.
4. Postnikov, มอสโก, “การตรัสรู้”, 1986
5. หนังสือพิมพ์ “ฟิสิกส์” ฉบับที่ 45, 2547
6. วารสาร “ฟิสิกส์ในโรงเรียน” ฉบับที่ 8, 2545

นักอ่านวรรณกรรม. เกรด 1-4 รอสตอฟ-ออน-ดอน

JSC “คนิก้า”, 1997

>> เคมี: กรดอะมิโน
สูตรทั่วไปของกรดอะมิโนที่ง่ายที่สุดสามารถเขียนได้ดังนี้:
H2N-CH-COOH

ฉัน

ร

เนื่องจากกรดอะมิโนมีหมู่ฟังก์ชันที่แตกต่างกันสองหมู่ที่มีอิทธิพลซึ่งกันและกัน ปฏิกิริยาของพวกมันจึงแตกต่างจากคุณสมบัติเฉพาะของกรดคาร์บอกซิลิกและเอมีน

ใบเสร็จ

กรดอะมิโนสามารถหาได้จากกรดคาร์บอกซิลิกโดยแทนที่อะตอมไฮโดรเจนในอนุมูลของพวกมันด้วยฮาโลเจนจากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นกลุ่มอะมิโนเมื่อทำปฏิกิริยากับแอมโมเนีย ส่วนผสมของกรดอะมิโนมักจะได้มาจากการไฮโดรไลซิสของโปรตีน

คุณสมบัติ

พวกมันทำปฏิกิริยากับด่างเป็นกรด ด้วยกรดแก่เช่นเบสเอมีน

นอกจากนี้กลุ่มอะมิโนในโมเลกุลของกรดอะมิโนยังทำปฏิกิริยากับกลุ่มคาร์บอกซิลที่รวมอยู่ในองค์ประกอบทำให้เกิดเกลือภายใน:

เนื่องจากกรดอะมิโนในสารละลายในน้ำมีพฤติกรรมเหมือนสารประกอบแอมโฟเทอริกทั่วไป ในสิ่งมีชีวิตพวกมันจึงมีบทบาทเป็นสารบัฟเฟอร์ที่รักษาความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนไว้

กรดอะมิโนเป็นสารผลึกไม่มีสีที่ละลายและสลายตัวที่อุณหภูมิสูงกว่า 200 °C ละลายได้ในน้ำและไม่ละลายในอีเทอร์ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของ R-radical อาจมีรสหวาน ขม หรือไม่มีรส

กรดอะมิโนมีฤทธิ์เชิงแสงเนื่องจากมีอะตอมของคาร์บอน (อะตอมไม่สมมาตร) เชื่อมโยงกับองค์ประกอบย่อยที่แตกต่างกันสี่ชนิด (ยกเว้นกรดอะมิโนอะซิติก - ไกลซีน) อะตอมของคาร์บอนที่ไม่สมมาตรจะแสดงด้วยเครื่องหมายดอกจัน

ดังที่คุณทราบแล้วว่าสารออกฤทธิ์เชิงแสงเกิดขึ้นในรูปแบบของคู่ของแอนติโพด - ไอโซเมอร์ซึ่งคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีจะเหมือนกันยกเว้นสิ่งหนึ่ง - ความสามารถในการหมุนระนาบของลำแสงโพลาไรซ์ในทิศทางตรงกันข้าม . ทิศทางการหมุนของระนาบโพลาไรเซชันจะแสดงด้วยเครื่องหมาย (+) - การหมุนทางขวา (-) - การหมุนทางซ้าย

มีกรด D-amino และกรด L-amino ตำแหน่งของกลุ่มอะมิโน NH2 ในสูตรการฉายภาพทางด้านซ้ายสอดคล้องกับการกำหนดค่า L และทางด้านขวา - ไปยังการกำหนดค่า D สัญลักษณ์การหมุนไม่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อว่าเป็นของซีรีส์ L หรือ D ดังนั้น L-ce-rin จึงมีเครื่องหมายการหมุน (-) และ L-alanine จึงมีเครื่องหมายการหมุน (+)

กรดอะมิโนแบ่งออกเป็นตามธรรมชาติ (พบในสิ่งมีชีวิต) และสังเคราะห์ ในบรรดากรดอะมิโนธรรมชาติ (ประมาณ 150 ตัว) กรดอะมิโนที่เป็นโปรตีน (ประมาณ 20 ตัว) มีความโดดเด่นซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโปรตีน เป็นรูปตัว L ประมาณครึ่งหนึ่งของกรดอะมิโนเหล่านี้ถือว่าจำเป็น เนื่องจากไม่ได้สังเคราะห์ขึ้นในร่างกายมนุษย์ กรดอะมิโนที่จำเป็น ได้แก่ วาลีน ลิวซีน ไอโซลิวซีน ฟีนิลอะลาลีน ไลซีน ทรีโอนีน ซิสเทอีน เมไทโอนีน ฮิสทิดีน ทริปโตเฟน สารเหล่านี้เข้าสู่ร่างกายมนุษย์พร้อมกับอาหาร (ตารางที่ 7) หากปริมาณในอาหารไม่เพียงพอ การพัฒนาและการทำงานของร่างกายมนุษย์จะหยุดชะงัก ในโรคบางชนิด ร่างกายไม่สามารถสังเคราะห์กรดอะมิโนอื่นๆ ได้ ดังนั้นในฟีนิลคีโตนูเรีย ไทโรซีนจึงไม่สังเคราะห์ขึ้น

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของกรดอะมิโนคือความสามารถในการเข้าสู่การควบแน่นของโมเลกุลด้วยการปล่อยน้ำและการก่อตัวของกลุ่มเอไมด์ -NH-CO- เช่น:

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

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

สารประกอบโมเลกุลสูงที่ได้จากปฏิกิริยานี้มีชิ้นส่วนเอไมด์จำนวนมากจึงเรียกว่าโพลีเอไมด์

นอกเหนือจากไนลอนเส้นใยสังเคราะห์ที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว ยังรวมถึง enant ที่เกิดขึ้นระหว่างการควบแน่นของกรดอะมิโนอีแนนติก กรดอะมิโนที่มีหมู่อะมิโนและคาร์บอกซิลที่ปลายโมเลกุลเหมาะสำหรับการผลิตเส้นใยสังเคราะห์ (ลองคิดดูว่าทำไม)

ตารางที่ 7. ความต้องการรายวันของร่างกายมนุษย์สำหรับกรดอะมิโน

โพลีเอไมด์ของกรดอะมิโนเรียกว่าเปปไทด์ ขึ้นอยู่กับจำนวนของเรซิดิวกรดอะมิโน, ไดเปปไทด์, ไตรเปปไทด์และโพลีเปปไทด์มีความโดดเด่น ในสารประกอบดังกล่าว หมู่ -NP-CO- เรียกว่ากลุ่มเปปไทด์

ไอโซเมอริซึมและระบบการตั้งชื่อ

ไอโซเมอริซึมของกรดอะมิโนถูกกำหนดโดยโครงสร้างที่แตกต่างกันของโซ่คาร์บอนและตำแหน่งของหมู่อะมิโน ชื่อของกรดอะมิโนซึ่งตำแหน่งของหมู่อะมิโนถูกกำหนดด้วยตัวอักษรของอักษรกรีกก็แพร่หลายเช่นกัน ดังนั้นกรด 2-aminobutanoic จึงสามารถเรียกได้ว่าเป็นกรด a-aminobutyric:

กรดอะมิโน 20 ชนิดเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีนในสิ่งมีชีวิต ซึ่งมักใช้ชื่อทางประวัติศาสตร์ ชื่อเหล่านี้และการกำหนดตัวอักษรภาษารัสเซียและละตินที่ใช้สำหรับชื่อเหล่านี้แสดงไว้ในตารางที่ 8

1. เขียนสมการปฏิกิริยาของกรดอะมิโนโพรพิโอนิก คุณด้วยกรดซัลฟิวริกและโซเดียมไฮดรอกไซด์รวมถึงเมทิลแอลกอฮอล์ ตั้งชื่อสารทั้งหมดตามระบบการตั้งชื่อสากล

2. เหตุใดกรดอะมิโนจึงมีสารประกอบที่มีฟังก์ชันต่างกัน

3. กรดอะมิโนที่ใช้ในการสังเคราะห์เส้นใยและกรดอะมิโนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตควรมีคุณสมบัติเชิงโครงสร้างอย่างไร?

4. ปฏิกิริยาโพลีคอนเดนเซชันแตกต่างจากปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันอย่างไร มีความคล้ายคลึงกันอย่างไร?

5. ได้กรดอะมิโนมาได้อย่างไร? เขียนสมการปฏิกิริยาในการผลิตกรดอะมิโนโพรพิโอนิกจากโพรเพน

เนื้อหาบทเรียน บันทึกบทเรียนสนับสนุนวิธีการเร่งความเร็วการนำเสนอบทเรียนแบบเฟรมเทคโนโลยีเชิงโต้ตอบ ฝึกฝน งานและแบบฝึกหัด การทดสอบตัวเอง เวิร์คช็อป การฝึกอบรม กรณีศึกษา ภารกิจ การบ้าน การอภิปราย คำถาม คำถามวาทศิลป์จากนักเรียน ภาพประกอบ เสียง คลิปวิดีโอ และมัลติมีเดียภาพถ่าย รูปภาพ กราฟิก ตาราง แผนภาพ อารมณ์ขัน เกร็ดเล็กเกร็ดน้อย เรื่องตลก การ์ตูน อุปมา คำพูด ปริศนาอักษรไขว้ คำพูด ส่วนเสริม บทคัดย่อบทความ เคล็ดลับสำหรับเปล ตำราเรียนขั้นพื้นฐาน และพจนานุกรมคำศัพท์เพิ่มเติมอื่นๆ การปรับปรุงตำราเรียนและบทเรียนแก้ไขข้อผิดพลาดในตำราเรียนการอัปเดตส่วนในตำราเรียน องค์ประกอบของนวัตกรรมในบทเรียน การแทนที่ความรู้ที่ล้าสมัยด้วยความรู้ใหม่ สำหรับครูเท่านั้น บทเรียนที่สมบูรณ์แบบแผนปฏิทินสำหรับปี คำแนะนำด้านระเบียบวิธี บทเรียนบูรณาการ

กรดอะมิโน (AA) เป็นโมเลกุลอินทรีย์ที่ประกอบด้วยหมู่อะมิโนพื้นฐาน (-NH 2) หมู่คาร์บอกซิลที่เป็นกรด (-COOH) และอนุมูล R อินทรีย์ (หรือสายด้านข้าง) ซึ่งเป็นเอกลักษณ์เฉพาะของ AA แต่ละตัว

โครงสร้างกรดอะมิโน

หน้าที่ของกรดอะมิโนในร่างกาย

ตัวอย่างคุณสมบัติทางชีวภาพของ AK แม้ว่า AA ที่แตกต่างกันมากกว่า 200 ชนิดจะเกิดขึ้นในธรรมชาติ แต่มีเพียงประมาณหนึ่งในสิบเท่านั้นที่ถูกรวมเข้าไว้ในโปรตีน ส่วน AA อื่นๆ ก็ทำหน้าที่ทางชีววิทยาอื่นๆ:

• พวกมันเป็นส่วนประกอบสำคัญของโปรตีนและเปปไทด์
• สารตั้งต้นของโมเลกุลสำคัญทางชีวภาพหลายชนิดที่ได้มาจาก AK ตัวอย่างเช่น ไทโรซีนเป็นสารตั้งต้นของฮอร์โมนไทรอกซีนและเม็ดสีเมลานินของผิวหนัง และไทโรซีนยังเป็นสารตั้งต้นของสารประกอบ DOPA (ไดออกซีฟีนิลอะลานีน) เป็นสารสื่อประสาทสำหรับการส่งแรงกระตุ้นในระบบประสาท ทริปโตเฟนเป็นสารตั้งต้นของวิตามินบี 3 - กรดนิโคตินิก
• แหล่งที่มาของกำมะถันคือ AK ที่ประกอบด้วยกำมะถัน
• AA เกี่ยวข้องกับวิถีทางเมแทบอลิซึมหลายอย่าง เช่น การสร้างกลูโคส - การสังเคราะห์กลูโคสในร่างกาย การสังเคราะห์กรดไขมัน ฯลฯ

ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของหมู่อะมิโนที่สัมพันธ์กับหมู่คาร์บอกซิล, AA สามารถเป็นอัลฟา, α-, เบตา, β- และแกมมา, γ

หมู่อัลฟาอะมิโนเกาะติดกับคาร์บอนที่อยู่ติดกับหมู่คาร์บอกซิล:

หมู่เบต้าอะมิโนอยู่ในคาร์บอนตัวที่ 2 ของกลุ่มคาร์บอกซิล

แกมมา - หมู่อะมิโนบนคาร์บอนตัวที่ 3 ของกลุ่มคาร์บอกซิล

โปรตีนมีเพียง alpha-AA เท่านั้น

คุณสมบัติทั่วไปของโปรตีนอัลฟ่า-AA

1 - กิจกรรมทางแสง - คุณสมบัติของกรดอะมิโน

AA ทั้งหมด ยกเว้นไกลซีน มีฤทธิ์เชิงแสง เนื่องจาก มีอย่างน้อยหนึ่งรายการ อะตอมคาร์บอนไม่สมมาตร (อะตอมไครัล)

อะตอมคาร์บอนไม่สมมาตรคืออะไร? มันเป็นอะตอมของคาร์บอนที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันสี่ตัวติดอยู่ เหตุใดไกลซีนจึงไม่แสดงกิจกรรมทางแสง รากของมันมีองค์ประกอบย่อยที่แตกต่างกันเพียงสามตัวเท่านั้น กล่าวคือ อัลฟ่าคาร์บอนไม่สมมาตร

กิจกรรมทางแสงหมายถึงอะไร? ซึ่งหมายความว่า AA ในสารละลายสามารถมีอยู่ในไอโซเมอร์สองตัว ไอโซเมอร์แบบ dextrorotatory (+) ซึ่งมีความสามารถในการหมุนระนาบของแสงโพลาไรซ์ไปทางขวา ไอโซเมอร์แบบ Levorotatory (-) ซึ่งมีความสามารถในการหมุนระนาบโพลาไรเซชันของแสงไปทางซ้าย ไอโซเมอร์ทั้งสองสามารถหมุนระนาบโพลาไรเซชันของแสงได้ในปริมาณเท่ากัน แต่ไปในทิศทางตรงกันข้าม

2 - คุณสมบัติกรดเบส

จากความสามารถในการไอออไนซ์ จึงสามารถเขียนสมดุลของปฏิกิริยานี้ได้:

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

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

เนื่องจากปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถย้อนกลับได้ ซึ่งหมายความว่าสามารถทำหน้าที่เป็นกรด (ปฏิกิริยาไปข้างหน้า) หรือเป็นเบส (ปฏิกิริยาย้อนกลับ) ซึ่งอธิบายคุณสมบัติแอมโฟเทอริกของกรดอะมิโน

สวิตเตอร์ไอออน - ทรัพย์สินของ AK

กรดอะมิโนที่เป็นกลางทั้งหมดที่มีค่า pH ทางสรีรวิทยา (ประมาณ 7.4) จะปรากฏเป็นสวิตเตอร์ไอออน - หมู่คาร์บอกซิลไม่มีการโปรตอน และหมู่อะมิโนถูกโปรตอน (รูปที่ 2) ในสารละลายที่เป็นพื้นฐานมากกว่าจุดไอโซอิเล็กทริกของกรดอะมิโน (IEP) หมู่อะมิโน -NH3 + ใน AA จะให้โปรตอน ในสารละลายที่มีความเป็นกรดมากกว่า IET ของ AA หมู่คาร์บอกซิล -COO - ใน AA จะยอมรับโปรตอน ดังนั้น บางครั้ง AA ก็มีพฤติกรรมเหมือนกรด และบางครั้งก็เหมือนเบส ขึ้นอยู่กับค่า pH ของสารละลาย

ขั้วเป็นคุณสมบัติทั่วไปของกรดอะมิโน

ที่ pH ทางสรีรวิทยา จะมี AA อยู่ในรูปของสวิตเตอร์ไอออน ประจุบวกจะถูกพาโดยหมู่อัลฟาอะมิโน และประจุลบจะถูกพาโดยหมู่คาร์บอกซิลิก ดังนั้นจึงมีการสร้างประจุตรงข้ามกันสองอันที่ปลายทั้งสองของโมเลกุล AK โมเลกุลจึงมีคุณสมบัติเชิงขั้ว

การมีอยู่ของจุดไอโซอิเล็กทริก (IEP) เป็นคุณสมบัติของกรดอะมิโน

ค่า pH ซึ่งประจุไฟฟ้าสุทธิของกรดอะมิโนเป็นศูนย์ ดังนั้นจึงไม่สามารถเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าได้เรียกว่า IET

ความสามารถในการดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตเป็นคุณสมบัติของกรดอะมิโนอะโรมาติก

ฟีนิลอะลานีน ฮิสติดีน ไทโรซีน และทริปโตเฟน ดูดซับที่ 280 นาโนเมตร ในรูป ค่าของสัมประสิทธิ์การสูญพันธุ์ของฟันกราม (ε) ของ AA เหล่านี้จะปรากฏขึ้น กรดอะมิโนจะไม่ดูดซับในส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม ดังนั้นจึงไม่มีสี

AAs สามารถมีอยู่ได้ในสองไอโซเมอร์: L-isomer และ D- ไอโซเมอร์ซึ่งเป็นภาพสะท้อนในกระจกและแตกต่างกันในการจัดเรียงกลุ่มเคมีรอบอะตอมของα-คาร์บอน

กรดอะมิโนทั้งหมดในโปรตีนอยู่ในรูปแบบ L, กรด L-amino

คุณสมบัติทางกายภาพของกรดอะมิโน

กรดอะมิโนส่วนใหญ่ละลายน้ำได้เนื่องจากมีขั้วและมีหมู่ประจุ ละลายได้ในขั้วและไม่ละลายในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว

AK มีจุดหลอมเหลวสูง ซึ่งสะท้อนถึงการมีอยู่ของพันธะที่แข็งแกร่งที่รองรับโครงตาข่ายคริสตัล

ทั่วไปคุณสมบัติของ AA นั้นเหมือนกันกับ AA ทั้งหมด และในหลายกรณีจะถูกกำหนดโดยกลุ่มอัลฟาอะมิโนและกลุ่มอัลฟาคาร์บอกซิล AA ยังมีคุณสมบัติเฉพาะที่กำหนดโดยสายโซ่ข้างที่เป็นเอกลักษณ์

กรดอะมิโนประกอบด้วยหมู่อะมิโนและคาร์บอกซิล และแสดงคุณสมบัติทั้งหมดของสารประกอบที่มีหมู่ฟังก์ชันดังกล่าว เมื่อเขียนปฏิกิริยากรดอะมิโน จะใช้สูตรที่มีกลุ่มอะมิโนและหมู่คาร์บอกซีที่ไม่แตกตัวเป็นไอออน

1) ปฏิกิริยาที่หมู่อะมิโน หมู่อะมิโนในกรดอะมิโนแสดงคุณสมบัติปกติของเอมีน โดยเอมีนเป็นเบสและทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไทล์ในปฏิกิริยา

1. ปฏิกิริยาของกรดอะมิโนเป็นเบส เมื่อกรดอะมิโนทำปฏิกิริยากับกรด จะเกิดเกลือแอมโมเนียม:

ไกลซีน ไฮโดรคลอไรด์, เกลือไกลซีน ไฮโดรคลอไรด์

2. การออกฤทธิ์ของกรดไนตรัส เมื่อกรดไนตรัสออกฤทธิ์ กรดไฮดรอกซีจะเกิดขึ้นและปล่อยไนโตรเจนและน้ำออกมา:

ปฏิกิริยานี้ใช้สำหรับการกำหนดปริมาณของกลุ่มเอมีนอิสระในกรดอะมิโนและในโปรตีน

3. การก่อตัวของอนุพันธ์ N - acyl ปฏิกิริยาอะซิลเลชัน

กรดอะมิโนทำปฏิกิริยากับแอนไฮไดรด์และกรดเฮไลด์ทำให้เกิดอนุพันธ์ N - acyl ของกรดอะมิโน:

เกลือโซเดียมเบนซิลอีเทอร์ N carbobenzoxyglycine - คลอโรฟอร์มิกไกลซีน

Acylation เป็นวิธีหนึ่งในการปกป้องกลุ่มอะมิโน อนุพันธ์ของ N-acyl มีความสำคัญอย่างยิ่งในการสังเคราะห์เปปไทด์ เนื่องจากอนุพันธ์ของ N-acyl สามารถไฮโดรไลซ์ได้ง่ายเพื่อสร้างกลุ่มอะมิโนอิสระ

4. การก่อตัวของฐานชิฟฟ์ เมื่อกรดอะมิโนทำปฏิกิริยากับอัลดีไฮด์ อิมีนที่ถูกแทนที่ (เบสชิฟฟ์) จะถูกสร้างขึ้นผ่านขั้นตอนการก่อตัวของคาร์บินอลเอมีน:

อะลานีนฟอร์มาลดีไฮด์ N-methylol อนุพันธ์ของอะลานีน

5. ปฏิกิริยาอัลคิเลชั่น หมู่อะมิโนในกรดอะมิโนถูกทำให้เป็นอัลคิเลตเพื่อสร้างอนุพันธ์ของ N-อัลคิล:

การทำปฏิกิริยากับ 2,4-ไดไนโตรฟลูออโรเบนซีนมีความสำคัญมากที่สุด อนุพันธ์ของไดไนโตรฟีนิล (อนุพันธ์ของ DNP) ที่ได้จะถูกนำมาใช้ในการสร้างลำดับกรดอะมิโนของเปปไทด์และโปรตีน ปฏิกิริยาระหว่างกรดอะมิโนกับ 2,4-ไดไนโตรฟลูออโรเบนซีนเป็นตัวอย่างหนึ่งของปฏิกิริยาการแทนที่นิวคลีโอฟิลิกในวงแหวนเบนซีน เนื่องจากมีกลุ่มถอนอิเล็กตรอนอย่างแรงสองกลุ่มในวงแหวนเบนซีน ฮาโลเจนจึงเคลื่อนที่ได้และเกิดปฏิกิริยาทดแทน:

2.4 – ไดไนโตร -

ฟลูออโรเบนซีน N - 2,4 - ไดไนโตรฟีนิล - เอ - กรดอะมิโน

(DNPB) DNP - อนุพันธ์ของกรดอะมิโน

6.ทำปฏิกิริยากับฟีนิลไอโซไทโอไซยาเนต ปฏิกิริยานี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการกำหนดโครงสร้างของเปปไทด์ Phenyl isothiocyanate เป็นอนุพันธ์ของกรด isothiocyanic H-N=C=S ปฏิกิริยาระหว่างกรดอะมิโนกับฟีนิลไอโซไทโอไซยาเนตเกิดขึ้นผ่านกลไกของปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอฟิลิก จากนั้นผลิตภัณฑ์ที่ได้จะเกิดปฏิกิริยาทดแทนภายในโมเลกุล ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของเอไมด์ทดแทนแบบไซคลิก: ฟีนิลไทโอไฮแดนโทอิน

สารประกอบไซคลิกได้มาจากผลผลิตเชิงปริมาณและเป็นอนุพันธ์ฟีนิลของไทโอไฮแดนโทอิน (PTH - อนุพันธ์) - กรดอะมิโน อนุพันธ์ของ PTG มีโครงสร้างของอนุพันธ์ R แตกต่างกัน

นอกจากเกลือธรรมดาแล้ว กรดอะมิโนยังสามารถก่อตัวเป็นเกลือในคอมเพล็กซ์ด้วยแคตไอออนของโลหะหนักได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ กรดอะมิโนทั้งหมดมีลักษณะเฉพาะด้วยเกลือทองแดงในคอมเพล็กซ์ (คีเลต) ที่มีสีน้ำเงินตกผลึกอย่างสวยงาม:
อะลานีนเอทิลเอสเตอร์

การก่อตัวของเอสเทอร์เป็นหนึ่งในวิธีการปกป้องกลุ่มคาร์บอกซิลในการสังเคราะห์เปปไทด์

3. การก่อตัวของกรดเฮไลด์ เมื่อกรดอะมิโนที่มีกลุ่มอะมิโนที่ได้รับการป้องกันสัมผัสกับซัลเฟอร์ออกซีไดคลอไรด์ (ไทโอนิลคลอไรด์) หรือฟอสฟอรัสออกไซด์ไตรคลอไรด์ (ฟอสฟอรัสออกซีคลอไรด์) กรดคลอไรด์จะเกิดขึ้น:

การผลิตกรดเฮไลด์เป็นวิธีหนึ่งในการกระตุ้นกลุ่มคาร์บอกซิลในการสังเคราะห์เปปไทด์

4. การได้รับอะมิโนแอซิดแอนไฮไดรด์ กรดเฮไลด์นั้นมีปฏิกิริยามากซึ่งจะช่วยลดการเลือกทำปฏิกิริยาเมื่อใช้ ดังนั้นวิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการกระตุ้นกลุ่มคาร์บอกซิลในการสังเคราะห์เปปไทด์คือการแปลงเป็นกลุ่มแอนไฮไดรด์ แอนไฮไดรด์มีฤทธิ์น้อยกว่ากรดเฮไลด์ เมื่อกรดอะมิโนที่มีหมู่อะมิโนที่ได้รับการป้องกันทำปฏิกิริยากับกรดเอทิลคลอโรฟอร์มิก (เอทิลคลอโรฟอร์เมต) จะเกิดพันธะแอนไฮไดรด์:

5. ดีคาร์บอกซิเลชัน ก - กรดอะมิโนที่มีกลุ่มถอนอิเล็กตรอนสองกลุ่มในอะตอมคาร์บอนเดียวกันจะถูกดีคาร์บอกซิเลตได้ง่าย ในห้องปฏิบัติการจะดำเนินการโดยการให้ความร้อนกรดอะมิโนด้วยแบเรียมไฮดรอกไซด์ ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นในร่างกายโดยมีส่วนร่วมของเอนไซม์ดีคาร์บอกซิเลสด้วยการก่อตัวของเอมีนทางชีวภาพ:

นินไฮดริน

ความสัมพันธ์ของกรดอะมิโนกับความร้อน เมื่อกรดอะมิโนถูกให้ความร้อน จะเกิดไซคลิกเอไมด์ที่เรียกว่าไดคีโทพิเพอราซีน:

ไดคีโตพิเพอราซีน

g - และ d - กรดอะมิโนแยกน้ำออกได้ง่ายและไซโคลไลซ์เพื่อสร้างเอไมด์ภายใน, แลคแทม:

กรัม - แลคแทม (butyrolactam)

ในกรณีที่หมู่อะมิโนและคาร์บอกซิลถูกแยกออกจากกันด้วยอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ห้าอะตอมขึ้นไป เมื่อถูกความร้อน จะเกิดปฏิกิริยาโพลีคอนเดนเสทขึ้นพร้อมกับการก่อตัวของสายโซ่โพลีเอไมด์โพลีเมอร์พร้อมกับการกำจัดโมเลกุลของน้ำ

กรด α-อะมิโนทั้งหมด ยกเว้นไกลซีน มีอะตอมของไครัล α-คาร์บอน และสามารถเกิดขึ้นได้ในรูปแบบ เอแนนทิโอเมอร์:

กรด α-อะมิโนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเกือบทั้งหมดได้แสดงให้เห็นว่ามีโครงแบบสัมพัทธ์เหมือนกันที่อะตอม α-คาร์บอน -อะตอมคาร์บอนของ (-)-ซีรีนถูกกำหนดตามปกติ ล-การกำหนดค่า และ -อะตอมคาร์บอนของ (+)-ซีรีน - ดี-การกำหนดค่า ยิ่งไปกว่านั้น หากเขียนเส้นโครงฟิชเชอร์ของกรดอะมิโนโดยให้หมู่คาร์บอกซิลอยู่ที่ด้านบนและ R ที่ด้านล่าง ดังนั้น ล-กรดอะมิโน หมู่อะมิโนจะอยู่ทางซ้าย และ ดี- กรดอะมิโน - ด้านขวา แผนของฟิสเชอร์ในการกำหนดโครงร่างกรดอะมิโนใช้กับกรด α-amino ทั้งหมดที่มีอะตอมของไครัล α-คาร์บอน

จากรูปก็ชัดเจนว่า ล-กรดอะมิโนสามารถเป็นแบบ dextrorotatory (+) หรือ levorotatory (-) ขึ้นอยู่กับลักษณะของอนุมูล กรดอะมิโนส่วนใหญ่ที่พบในธรรมชาติได้แก่ ล-แถว. ของพวกเขา เอแนนทิโอมอร์ฟ, เช่น. ดี-กรดอะมิโนถูกสังเคราะห์โดยจุลินทรีย์เท่านั้นและถูกเรียกว่า กรดอะมิโนที่ "ผิดธรรมชาติ".

ตามระบบการตั้งชื่อ (RS, S) กรด "ธรรมชาติ" หรือกรด L-amino ส่วนใหญ่มีโครงสร้างเป็น S

L-ไอโซลิวซีนและแอล-ทรีโอนีน ซึ่งแต่ละชนิดมีศูนย์กลางไครัลสองตัวต่อโมเลกุล สามารถเป็นสมาชิกใดๆ ของคู่ไดแอสเตอริโอเมอร์ได้ ขึ้นอยู่กับโครงร่างที่อะตอม -คาร์บอน โครงสร้างสัมบูรณ์ที่ถูกต้องของกรดอะมิโนเหล่านี้แสดงไว้ด้านล่าง

คุณสมบัติกรดเบสของกรดอะมิโน

กรดอะมิโนเป็นสารแอมโฟเทอริกที่สามารถมีอยู่ในรูปของแคตไอออนหรือแอนไอออน คุณสมบัตินี้อธิบายได้จากการมีอยู่ของทั้งกรด ( -เคาน์) และหลัก ( -NH 2 ) จัดกลุ่มอยู่ในโมเลกุลเดียวกัน ในสารละลายที่เป็นกรดมาก เอ็น.เอช. 2 หมู่กรดถูกโปรตอน และกรดกลายเป็นแคตไอออน ในสารละลายที่มีความเป็นด่างสูง กลุ่มคาร์บอกซิลของกรดอะมิโนจะถูกสลายโปรตอน และกรดจะถูกแปลงเป็นไอออนลบ

ในสถานะของแข็ง กรดอะมิโนมีอยู่ในรูป สวิตเตอร์ (ไอออนไบโพลาร์ เกลือภายใน- ในสวิตเตอร์ไอออน โปรตอนจะถูกถ่ายโอนจากหมู่คาร์บอกซิลไปยังหมู่อะมิโน:

หากคุณวางกรดอะมิโนในตัวกลางที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและลดอิเล็กโทรดคู่หนึ่งลงที่นั่น กรดอะมิโนจะย้ายไปที่แคโทดในสารละลายที่เป็นกรด และในสารละลายอัลคาไลน์ไปยังขั้วบวก ที่ลักษณะเฉพาะของค่า pH ของกรดอะมิโนที่กำหนด กรดอะมิโนจะไม่เคลื่อนที่ไปยังขั้วบวกหรือแคโทด เนื่องจากแต่ละโมเลกุลอยู่ในรูปของสวิตเตอร์ไอออน (มีประจุทั้งบวกและลบ) ค่า pH นี้เรียกว่า จุดไอโซอิเล็กทริก(pI) ของกรดอะมิโนที่กำหนดให้

ปฏิกิริยาของกรดอะมิโน

ปฏิกิริยาส่วนใหญ่ที่กรดอะมิโนได้รับในห้องปฏิบัติการ ( ในหลอดทดลอง) คุณลักษณะของเอมีนหรือกรดคาร์บอกซิลิกทั้งหมด

1. การก่อตัวของเอไมด์ที่หมู่คาร์บอกซิล เมื่อกลุ่มคาร์บอนิลของกรดอะมิโนทำปฏิกิริยากับกลุ่มอะมิโนของเอมีน ปฏิกิริยาโพลีคอนเดนเซชันของกรดอะมิโนจะเกิดขึ้นพร้อมกัน ทำให้เกิดการก่อตัวของเอไมด์ เพื่อป้องกันการเกิดพอลิเมอไรเซชัน กลุ่มอะมิโนของกรดจะถูกบล็อกเพื่อให้มีเพียงกลุ่มอะมิโนของเอมีนเท่านั้นที่ทำปฏิกิริยา เพื่อจุดประสงค์นี้ จะใช้คาร์โบเบนโซซีคลอไรด์ (คาร์โบเบนซิลออกซีคลอไรด์, เบนซิลคลอโรฟอร์เมต) ถู-บิวทอกซีคาร์บอกซาซิด ฯลฯ ในการทำปฏิกิริยากับเอมีน หมู่คาร์บอกซิลจะถูกกระตุ้นโดยการบำบัดด้วยเอทิลคลอโรฟอร์เมต กลุ่มพิทักษ์จากนั้นกำจัดออกโดยตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิโนไลซิสหรือโดยการกระทำของสารละลายเย็นของไฮโดรเจนโบรไมด์ในกรดอะซิติก

2. การก่อตัวของเอไมด์ที่หมู่อะมิโน เมื่อหมู่อะมิโนของกรดอะมิโนถูกอะซิเลต จะเกิดเอไมด์ขึ้นมา

ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นได้ดีกว่าในตัวกลางพื้นฐาน เนื่องจากจะทำให้มีเอมีนอิสระที่มีความเข้มข้นสูง

3. การก่อตัวของเอสเทอร์ หมู่คาร์บอกซิลของกรดอะมิโนสามารถเอสเทอร์ได้ง่ายโดยวิธีการทั่วไป ตัวอย่างเช่น เมทิลเอสเทอร์เตรียมโดยการส่งก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์แห้งผ่านสารละลายของกรดอะมิโนในเมทานอล:

กรดอะมิโนมีความสามารถในการควบแน่นทำให้เกิดโพลีเอไมด์ เรียกว่าโพลีเอไมด์ที่ประกอบด้วย -กรดอะมิโน เปปไทด์ หรือ โพลีเปปไทด์ - พันธะเอไมด์ในโพลีเมอร์ดังกล่าวเรียกว่า เปปไทด์ การสื่อสาร- โพลีเปปไทด์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลไม่ต่ำกว่า 5,000 เรียกว่า โปรตีน - โปรตีนประกอบด้วยกรดอะมิโนประมาณ 25 ชนิด เมื่อโปรตีนที่กำหนดถูกไฮโดรไลซ์ กรดอะมิโนเหล่านี้ทั้งหมดหรือบางส่วนสามารถเกิดขึ้นได้ในสัดส่วนที่แน่นอนของโปรตีนแต่ละตัว

ลำดับเฉพาะของกรดอะมิโนที่ตกค้างในสายโซ่ที่มีอยู่ในโปรตีนที่กำหนดเรียกว่า โครงสร้างโปรตีนปฐมภูมิ - เรียกว่าคุณสมบัติของสายโซ่บิดของโมเลกุลโปรตีน (การจัดเรียงชิ้นส่วนในอวกาศร่วมกัน) โครงสร้างรองของโปรตีน - สายโซ่โพลีเปปไทด์ของโปรตีนสามารถเชื่อมต่อถึงกันเพื่อสร้างพันธะเอไมด์ ไดซัลไฟด์ ไฮโดรเจน และพันธะอื่นๆ เนื่องจากสายโซ่ด้านข้างของกรดอะมิโน เป็นผลให้เกลียวบิดเป็นลูกบอล ลักษณะโครงสร้างนี้เรียกว่า โครงสร้างตติยภูมิโปรตีน - ในการแสดงฤทธิ์ทางชีวภาพ โปรตีนบางชนิดจะต้องสร้างมาโครคอมเพล็กซ์ก่อน ( โอลิโกโปรตีน) ประกอบด้วยหน่วยย่อยโปรตีนที่สมบูรณ์หลายหน่วย โครงสร้างควอเตอร์นารี กำหนดระดับการเชื่อมโยงของโมโนเมอร์ดังกล่าวในวัสดุออกฤทธิ์ทางชีวภาพ

โปรตีนแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ - ไฟบริลลาร์ (อัตราส่วนระหว่างความยาวโมเลกุลต่อความกว้างมากกว่า 10) และ เป็นรูปทรงกลม (อัตราส่วนน้อยกว่า 10) โปรตีนไฟบริลลาร์ได้แก่ คอลลาเจน โปรตีนที่มีมากที่สุดในสัตว์มีกระดูกสันหลัง คิดเป็นเกือบ 50% ของน้ำหนักแห้งของกระดูกอ่อนและประมาณ 30% ของของแข็งในกระดูก ในระบบการควบคุมพืชและสัตว์ส่วนใหญ่ การเร่งปฏิกิริยาจะดำเนินการโดยโปรตีนทรงกลมซึ่งเรียกว่า เอนไซม์ .