КНИЖЕЧКАметод_указ_мед_химия

КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ НА ПРАКТИЧЕСКОМ ЗАНЯТИИ.

В начале занятия осуществляется проверка уровня подготовки студентов к занятию путем фронтальной беседы.

После проверки уровня подготовки к занятию студенты решают обучающие задачи по теме «Лиофобные золи и их свойства. Коагуляция. Коллоидная защита».

Следующим этапом является выполнение лабораторной работы с использованием приведенной инструкции. После завершения практической части студенты оформляют протокол лабораторной работы. В протокол лабораторной работы вносится таблица с результатами опытов, мицеллярная формула золя, выводы относительно коагулирующего действия ионов различных электролитов.

Далее осуществляется анализ и коррекция знаний студентов путем рассмотрения основных положений мицеллярной теории строения лиофобных золей, их свойств, явления коагуляции золей, а также возможностей коллоидной защиты применительно к биологии и медицине.

Следующим этапом занятия является проведение тестового контроля студентов по теме «Лиофобные золи и их свойства. Коагуляция. Коллоидная защита» с использованием тестов формата А.

Занятие заканчивается подведением итогов работы и оцениванием знаний студентов: объявляются результаты тестового контроля и осуществляется проверка протоколов выполненной лабораторной работы.

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ БИОПОЛИМЕРОВ. ИЗОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТОЧКА БЕЛКА.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.

Современная жизнь практически невозможна без материалов на основе ВМС. Велико их значение в медицине, где они применяются для создания искусственных сосудов, разнообразных протезов, при изготовлении специальных, в том числе хирургических клеев. Антимикробные волокна, изготовленные на основе природных полимеров (целлюлозы) или синтетические ВМС (поливиниловый спирт) имеют свойство задерживать рост

применяют как вспомогательные вещества при изготовлении различных лекарственных форм. К ним принадлежат ВМС, которые способны пролонгировать действие лекарственных препаратов в организме, а также растворы полимеров, которые используют как крове- и плазмозаменители.

Биополимеры – это высокомолекулярные органические соединения. Среди них самое большое значение принадлежит полисахаридам, белкам и нуклеиновым кислотам. Следует отметить, что белки – основные вещества, из

121

которых построены ядра и протоплазма живых клеток, мышцы, соединительная ткань, кожа и др. Они являются основными носителями жизни. Полисахариды входят в состав мембран клеток и их органелл, а также являются поставщиками энергии. Среди наиболее важных полисахаридов – крахмал, гликоген, целлюлоза. Нуклеиновые кислоты обеспечивают сохранение и передачу генетической информации и принимают участие в синтезе клеточных белков. Они входят в состав нуклеопротеидов, содержащихся в клетках растений, животных, бактерий и вирусов.

Вследствие своих специфических свойств биополимеры выполняют различные функции, например: коллаген, кератин выполняют структурную и опорную функции, ферменты катализируют биохимические реакции, гормоны их регулируют, нуклеиновые кислоты сохраняют и передают наследственную информацию, полисахариды являются резервными питательными веществами.

Изучение физико-химических свойств ВМС чрезвычайно важно для понимания механизма биохимических реакций, а также механизма взаимодействия лекарственных и токсических веществ с биополимерными структурами организма.

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ.

ОБЩАЯ ЦЕЛЬ.

Уметь интерпретировать структуру, свойства растворов биополимеров и их влияние на процессы, происходящие в организме.

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ.

УМЕТЬ:

1.Идентифицировать высокомолекулярные соединения в зависимости от пространственного строения, природы мономеров и способу получения.

2.Интерпретировать изоэлектрическое состояние и методы определения изоэлектрической точки белков.

3.Интерпретировать термодинамическую устойчивость растворов ВМС и методы осаждения белков.

4.Интерпретировать свойства высокомолекулярных соединений на основе химического состава и пространственного строения макромолекул.

5.Трактовать значение высокомолекулярных соединений в биологии, медицине и фармации.

СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ.

1.Классификация высокомолекулярных соединений. Сравнительная характеристика растворов ВМС, истинных и коллоидных растворов.

2.Основные классы биополимеров: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды. Глобулярная и фибриллярная структура белков.

3.Изоэлектрическое состояние белков и методы определения изоэлектрической точки. Электрофорез.

4.Факторы термодинамической устойчивости растворов ВМС. Методы осаждения белков. Особенности высаливания биополимеров из растворов:

122

схема Кройта, лиотропные ряды Гофмейстера. Коацервация и денатурация белков.

5.Особые свойства растворов ВМС:

−набухание;

−застудневание;

−вязкость;

−осмотическое давление;

6.Мембранное равновесие Доннана и его биологическая роль.

7.Значение растворов ВМС для жизнедеятельности организма и применение биополимеров в медицине и фармации.

123

2.ГРАФ ЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ.

РАСТВОРЫ ВМС

Классификация

Биополимеры

Структура

Роль растворов ВМС в жизнедеятельности организма и применение биополимеров в медицине и фармации.

124

3. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ. Основная литература.

1.Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. – Вінниця:

Нова книга, 2006. – С. 676-729.

2.Калибабчук В.А., Грищенко Л.И., Галинская В.И. и др. Медицинская химия: учебник. – К.: Медицина, 2008. – С. 318-341.

Дополнительная литература.

3.Л.П. Садовничая, В.Г. Хухрянский, А.Я. Цыганенко. Биофизическая химия. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. – С. 238-259.

4.Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия. Учебник для ин-тов. – М.: Высш. школа, 1975. – С. 196-244.

ОРИЕНТИРОВАННАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Инструкция к проведению опытов на лабораторно-практической части занятия.

Опыт №1. Изучение влияния электролитов на величину набухания желатина.

Принцип метода: метод основан на влиянии природы анионов на процесс набухания биополимера.

Материальное обеспечение: сухие пробирки, стеклянная палочка, желатин, миллиметровая бумага, раствор Na2SO4, раствор NaI, пипетки, дистиллированная вода.

Ход работы:

1.Взять три сухих пробирки и пронумеровать их.

2.В каждую из пронумерованных пробирок поместить одинаковое количество сухого желатина (приблизительно 0,5 см по высоте пробирки).

3.С помощью полоски миллиметровой бумаги измерить толщину пласта сухого желатина до набухания в каждой из пробирок.

4.Затем в пробирку № 1 внести 5 мл дистиллированной воды, в пробирку

№2 – 5 мл раствора Na2SO4, в пробирку № 3 – 5 мл раствора NaI.

5.Через 1-2 минуты содержимое пробирок осторожно перемешать стеклянной палочкой и оставить на 20 минут.

6.По истечении времени измерить толщину набухшего пласта желатина и результаты занести в таблицу:

125

9. Сделать вывод о влиянии анионов на степень набухания желатина.

Опыт №2. Изучение влияния электролитов на застудневание раствора желатина.

Принцип метода: метод основан на влиянии природы анионов на процесс застудневания биополимера.

Материальное обеспечение: водяная баня, сухие пробирки, пипетки, 6% раствор желатина, раствор КСI, раствор КNO3, раствор CH3COOК, раствор К2SO4, раствор КCNS, дистиллированная вода.

НАБОР ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДОСТИЖЕНИЯ КОНКРЕТНЫХ ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ

Задание 1.

В процессе биосинтеза в клетках растений и живых организмов образуются макромолекулы белков. Определите, продуктом какой реакции они являются.

A.гидролиза ДНК;

B.поликонденсации моносахаридов;

C.поликонденсации гетероциклических соединений;

D.поликонденсации аминокислот;

E.гидролиза РНК.

126

Задание 2.

Макромолекулы альбуминов яичного белка имеют сферическую или эллипсоидную форму и свернуты в плотную компактную структуру. Укажите структурный тип данных макромолекул.

A.Фибриллярные;

B.Глобулярные;

C.Волокнистые;

D.α-правовращающая спираль;

E.Двойная антипараллельная спираль.

Задание 3.

Высаливание и застудневание белков наиболее целесообразно проводить тогда, когда биополимеры находятся в изоэлектрическом состоянии. Укажите значение рН, которое соответствует такому состоянию.

A.рН = 7;

B.рН = ИЭТ;

C.рН = 0;

D.рН > ИЭТ;

E.рН < ИЭТ.

Задание 4.

Одним из важных физико-химических свойств растворов биополимеров является термодинамическая устойчивость. Укажите причину этого свойства.

A.Наличие пептидных связей, высокая вязкость раствора;

B.Способность к денатурации, низкая вязкость;

C.Способность к высаливанию и коацервации;

D.Наличие гидратной оболочки и заряда на макромолекулах белка;

E.Способность к электрофорезу и электроосмосу.

Задание 5.

Электрофорез различных растворов белка является одним из методов определения изоэлектрической точки белка. Укажите фактор, определяющий подвижность макромолекулы белка в данном методе.

A.Поверхностное натяжение;

B.Поверхностная энергии;

C.Заряд макромолекулы;

D.Осмотическое давление;

E.Количество гидрофобных радикалов.

Задание 6.

Существенное влияние на процесс высаливания белков оказывает добавление анионов и катионов различных электролитов. Укажите правильный лиотропный ряд анионов.

A.SO42- > Cl- > CNS- > Br-;

B.CNS- > SO42- > Cl- > Br-;

127

Задание 7.

При снижении растворимости в растворах высокомолекулярных соединений наблюдается процесс слияние водных оболочек растворенных молекул биополимеров. Укажите название данного процесса.

A.Высаливание;

B.Осаждение;

C.Набухание;

D.Денатурация;

E.Коацервация.

Задание 8.

Денатурация биополимеров может быть вызвана изменением реакции среды, выходящая за пределы значений рН от 3 до 10. Укажите термодинамические особенности данного процесса.

A.Уменьшение энтропии;

B.Увеличение энтропии;

C.Экзотермический процесс;

D.Эндотермический процесс;

E.Несамопроизвольный процесс.

Задание 9.

В соответствии с современной теорией М.Н. Пескова и С.Н Лихачева, процесс набухания происходит в две стадии. Укажите, особенности поглощения растворителя на I-ой стадии данного процесса.

A.Небольшое количество, без выделения теплоты;

B.Небольшое количество, экзотермический процесс;

C.Большое количество, без выделения теплоты;

D.Большое количество, экзотермический процесс;

E.Большое количество, эндотермический процесс.

Задание 10.

Возникновение патологических опухолей в организме, уменьшение эластичности тканей человека с возрастом рассматриваются как процесс разжижение и дальнейшего застудневание ВМС. Укажите название данного процесса.

A.Синерезис;

B.Старение;

C.Коацервация;

D.Седиментация;

E.Денатурация.

128

Задание 11.

Растворы белков отличаются от истинных и коллоидных аномально высокой вязкостью. Укажите, фактор, обуславливающий данную особенность.

A.Высокая гидрофильность;

B.Денатурация;

C.Низкая температурая;

D.Небольшая молекулярная масса;

E.Биологическая активность.

Задание 12.

При нарушении онкотического давления в организме возникают отёки соединительной ткани. Укажите изменение концентрации белков, при возникновении данной патологии.

A.C(низкомолекулярных соединений) > С(белков);

B.С(белков крови) < С(белков соед. ткани);

C.С(белков крови) ≈ С(белков соед. ткани);

D.С(белков крови) > С(белков соед. ткани);

E.C(Na+; K+) > С(белков).

Задание 13.

В 1911 году Доннан предложил уравнение, которое объясняет влияние концентрации различных веществ на жизнедеятельность клеток, величину биопотенциалов и т.п. Укажите процесс, который описывается данным уравнением.

A.Вязкость растворов;

B.Броуновское движение;

C.Объединение макромолекул в ассоциаты;

D.Перераспределение электролитов по обе стороны мембраны;

E.Образованием студней.

Задание 14.

Фракционное осаждение белков сыворотки крови проводят методом высаливания с сохранением нативной структуры. Укажите медицинские препараты, которые могут быть получены данным образом.

A.Хелатотерапевтические;

B.Гипотонические растворы;

C.Гипертонические растворы;

D.Сыворотки для прививок;

E.Физиологические растворы.

129

КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ НА ПРАКТИЧЕСКОМ ЗАНЯТИИ.

Вначале занятия осуществляется определение уровня подготовки студентов

кзанятию путем проведения фронтального опроса студентов. Затем рассматриваются тестовые задания, приведенные в методическом пособии.

После рассмотрения тестовых заданий, студенты решают обучающие задачи по теме «Растворы биополимеров. Изоэлектрическая точка белка». Следующим этапом является выполнение лабораторной работы с использованием приведенной инструкции. После завершения практической части, студенты оформляют протокол лабораторной работы, в который вносят данные, полученные при проведении эксперимента, и проводят соответствующие расчеты.

После завершения лабораторной работы проводится анализ и коррекция знаний студентов путем рассматривания свойств высокомолекулярных соединений на основе химического состава и пространственного строения макромолекул и медико-биологического значения биополимеров.

Следующим этапом проводится тестовый контроль знаний студентов по теме «Растворы биополимеров. Изоэлектрическая точка белка» с использованием тестов формата А.

Занятие заканчивается подведением итогов работы и оцениванием знаний студентов: объявляются результаты тестового контроля и осуществляется проверка протоколов выполненной лабораторной работы.

130