Міністерство аграрної політики та продовольства України

Полтавська державна аграрна академія

Б ІОХІМІЯ З ОСНОВАМИ

ФІЗИЧНОЇ ТА КОЛОЇДНОЇ

ХІМІЇ

НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК

для студентів

ІІ курсу

денної форми навчання

факультету „Технології виробництва і переробки продукції тваринництва”

та

„Ветеринарна медицина”

Полтава 2015

Навчальний посібник з біохімії з основами фізичної та колоїдної хімії для студентів ІІ курсу денної форми навчання напряму підготовки 6.090 102 „Технологія виробництва та переробки продуктів тваринництва” та 6.110 101 „Ветеринарна медицина”, 2015. – 212 с.

Укладачі:

Крикунова Валентина Юхимівна – завідувач кафедри загальної та біологічної хімії, кандидат хімічних наук, доцент.

Тимоха Світлана Сергіївна – старший викладач кафедри загальної та біологічної хімії.

Рецензенти:

Шиян Надія Іванівна - завідувач кафедри хімії та методики викладання хімії Полтавського державного педагогічного університету ім. В.Г.Короленка, доктор педагогічних наук, професор, кандидат хімічних наук.

Іващенко Олена Дмитрівна - завідувач кафедри хімії Полтавського університету споживчої кооперації України, кандидат хімічних наук, доцент.

Розглянуто на засіданні кафедри загальної та біологічної хімії ПДАА, протокол № 1 від 28.08.2014 р.

Обговорено та рекомендовано до видання Науково-методичною комісією з напряму підготовки „Ветеринарна медицина” ПДАА, протокол №___ від _______________ р.

Обговорено та рекомендовано до видання Науково-методичною комісією з напряму підготовки 6.110 101 „Технологія виробництва та переробки продуктів тваринництва” ПДАА, протокол №___ від _______________ р.

ЗМІСТ

Ст.

ТЕМА: НАПРЯМИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ В БІОХІМІЇ 8

ТЕМА : рН РОЗЧИНІВ І БІОЛОГІЧНИХ РІДИН. БУФЕРНІ РОЗЧИНИ 13

ТЕМА : ЕЛЕКТРОКІНЕТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КОЛОЇДІВ 21

ТЕМА: ПОВЕРХНЕВІ ЯВИЩА І АДСОРБЦІЯ 35

ТЕМА: РОЗЧИНИ ВИСОКОМОЛЕКУЛЯРНИХ СПОЛУК 43

ТЕМА: АМІНОКИСЛОТИ ТА БІЛКИ 54

ТЕМА: НУКЛЕЇНОВІ КИСЛОТИ 82

ТЕМА: ВІТАМІНИ 88

ТЕМА: ГОРМОНИ. ГОРМОНАЛЬНА РЕГУЛЯЦІЯ МЕТАБОЛІЗМУ

В ОРГАНІЗМІ ТВАРИНИ 111

ТЕМА: ФЕРМЕНТИ 123

ТЕМА: БІОЕНЕРГЕТИКА. ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ОБМІН 136

ТЕМА: ВУГЛЕВОДИ 144

ТЕМА: ЛІПІДИ 187

ДОДАТКИ 201

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ 211

Передмова

Навчальний посібник є складовою частиною навчального комплексу з курсу “Біохімія з основами фізичної і колоїдної хімії”. Він містить теоретичну частину відповідно теми, методичні вказівки по проведенню лабораторного практикуму та перелік питань контролю знань студентів.

Основна мета посібника – закріплення теоретичних знань шляхом формування практичних навичок у галузі статичної, динамічної та функціональної біохімії. Під час виконання запропонованих робіт студенти опановують сучасні методи експериментальних досліджень, набувають уміння аналізувати одержані результати.

До навчального посібника увійшли найтиповіші лабораторні роботи з основних розділів біохімії (вуглеводи, ліпіди, нуклеїнові кислоти, білки, ферменти, вітаміни, гормони, кров, молоко, м’язи) та кілька робіт з деяких розділів фізичної і колоїдної хімії. Спочатку вивчаються загальні та специфічні фізико-хімічні властивості біологічно активних речовин, потім методи виділення з біологічного матеріалу та встановлення їх функціональної ролі.

У лабораторних роботах викладено принцип методу, наведено структурні формули та реакції речовин, які взаємодіють, перелік основних матеріалів, реактивів і обладнання, докладний опис ходу роботи й очікуваних результатів. Така побудова робіт дозволяє проводити їх без додаткових вказівок, що має важливе значення для підготовки студентів до самостійного виконання наукових робіт.

Даний посібник може бути використаний студентами ветеринарних і інженерно-технологічних факультетів сільськогосподарських вузів. Ці роботи дадуть їм ті навички, які можуть бути використані у подальшій практичній роботі відповідно фаху.

Біологічна хімія – наука, що вивчає хімічну природу речовин, які входять до складу живих організмів, їх перетворення, а також зв’язок цих перетворень з діяльністю органів і тканин. З цього визначення витікає, що біохімія складається як би з трьох частин: статичної біохімії, що займається переважно аналізом хімічного складу організмів, динамічної біохімії, що вивчає всю сукупність перетворень речовин і енергії в організмі, і функціональної біохімії, що досліджує хімічні процеси, що лежать в основі різних процесів життєдіяльності. При цьому розділи статичної, динамічної і функціональної біохімії нерозривно зв’язані між собою і являються частинами однієї і тієї ж науки сучасної біологічної хімії.

В залежності від об’єкта дослідження біохімію умовно поділяють на біохімію людини і тварини, біохімію рослин і біохімію мікроорганізмів. Не дивлячись на біохімічне єднання всього живого, в тваринних і рослинних організмах існують і корінні відмінності, перш всього в характері обміну речовин. Обмін речовин, або метаболізм – сукупність всіх хімічних реакцій, що протікають в організмі і направлені на збереження і самовідтворення живих систем. Відомо, що рослини будують складні речовини свого тіла (вуглеводи, жири, білки) з таких простих речовин, як вода, вуглекислий газ і мінеральні речовини, при цьому енергія, необхідна для цієї синтетичної діяльності, використовується за рахунок поглинання сонячних променів (фотосинтез). Навпаки, тваринні організми мають потребу в їжі, що складається не тільки з води і мінеральних компонентів, але й із складних речовин органічної природи – білків, жирів, вуглеводів. У тварин прояв життєдіяльності і синтез речовин, що входять до складу тіла, забезпечуються за рахунок хімічної енергії, що вивільняється при розпаді або окисленні складних органічних сполук. Серед мікроорганізмів зустрічаються як автотрофний (у рослин, що не використовують органічні речовини) так і гетеротрофний (у тваринних організмах) тип обміну речовин. Окрім того, мікроорганізми характеризуються наявністю хімічних речовин і реакцій, що не зустрічаються у тварин і рослин.

Живий організм характеризується вищою ступінню упорядкованості складових його інгредієнтів, унікальною структурною організацією, що забезпечує як його фенотипічні признаки, так і різноманітність біологічних функцій. В цьому структурно-функціональній єдності організмів, що становить сутність життя, білки (білкові тіла) відіграють важливу роль і не можуть замінятися іншими органічними сполуками.

Прийняті скорочення

Аа-РНК-синтитаза	аміноацил-тРНК-синтитаза
АДФ	аденозиндифосфат
Альбумін-НЕЖК	альбумін-неестерифіковані жирні кислоти
ЦАМФ	циклічний аденозинмоно-фосфат
АТФ	аденозинтрифосфат
Ацетоацетил-Е	ацетоацетил, зв'язаний з пальмітатсинтетазой
Бутирил-Е	бутирил, зв'язаний з пальмітатсинтетазой
ВЖК	вищі жирні кислоти
ГДФ	гуанозиндифосфат
ГМГ-КоА	β-гідроксиметилглутарил-КоА
ГМГ-КоА-редуктаза	β-гідроксиметилглутарил-КоА-редуктаза
ГМГ-синтитаза	β-гідроксиметилглутарил-КоА-синтитаза
ГТФ	гуанозинтрифосфат
ДАГ	діацилгліцерин
ДАО	діамінооксидаза
ДНК	дезоксирибонуклеїнова кислота
ІМФ	інозинмонофосфат
Кротоніл-Е	кротонил, зв'язаний з пальмітатсинтетазой
ЛВЩ	ліпопротеїни високої щільності
ЛНЩ	ліпопротеїни низької щільності
ЛДНЩ	ліпопротеїни дуже низької щільності
ЛХАТ	лецитинхолестирина-цилтрансфераза
МАО	моноамінооксидаза
Малоніл-Е	малоніл, зв'язаний з пальмітатсинтетазой
НАД+	нікотинамідаденінди-нуклеотид
НК	нуклеїнова кислота
ОМФ	оротидинмонофосфат
РНК	рибонуклеїнова кислота
мРНК	матрична РНК
рРНК	рибосомальна РНК
тРНК	транспортна РНК
ТАГ	триацилгліцерин
ТАГ-ліпаза	триацилгліцероліпаза
ТГФК	тетрагідрофолієва кислота
УДФ	уридиндифосфат
УТФ	уридинтрифосфат
ФАД	флавінаденіндинуклеотид
ФАФС	3´фосфааденазил-5´-фосфосульфат
Хмзал	хіломікрони залишкові
ЛПЕ	ланцюг переносу електронів
ЦТК	цикл трикарбонових кислот
ЦТФ	цитидинтрифосфат
Hb	гемоглобін
HbA	нормальний гемоглобін дорослої людини та тварини
HbS	гемоглобін при серповидноклітинній анемії
HbF	фетальний гемоглобін
Км	константа Міхаеліса
Vmax	максимальна швидкість