БИОХИМИЯ

восстанавливающей способности каждого углевода.

Таблица 24

Развивающееся

окрашивание

ВЫВОД

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

Какое свойство глюкозы лежит в основе реакции «серебряного зеркала»?

Объясните отсутствие восстанавливающей способности у сахарозы.

Какова химическая структура, классификация, номенклатура и конформация моносахаридов?

Физико-химические свойства углеводов.

Структура, свойства и биологическое значение гомополисахаридов и гетерополисахаридов.

71

Тема 11

ОБМЕН УГЛЕВОДОВ

Лабораторная работа №30

ОБНАРУЖЕНИЕ ПРОДУКТОВ ДРОЖЖЕВОГО СБРАЖИВАНИЯ

ГЛЮКОЗЫ

ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Глюкоза под влиянием ферментов, содержащихся в дрожжах,

превращается в спирт и углекислый газ. Процессы распада глюкозы при брожении и гликолизе протекают одинаково до образования пировиноградной кислоты. Различие начинается с дальнейшего превращения пировиноградной кислоты. Под действием декарбоксилазы дрожжей пировиноградная кислота превращается в уксусный альдегид, который восстанавливается при участии алкогольдегидрогеназы и НАДН·Н+ в этиловый спирт.

Углекислый газ, выделившийся при сбраживании глюкозы, можно открыть в специальных приборах для брожения: выделившийся СО2 поглощается щелочью и образуется вакуум, наличие которого определяется в бродильном приборе. Спирт, образующийся при брожении, можно открыть с помощью реакции получения йодоформа:

СН3СН2ОН + 4Ι2 + 6 NaOH → CHI3 + 5NaI + HCOONa + 5H2O

РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ:

1) свежие дрожжи; 2) глюкоза, 5 %; 3) NaOH, 10 %; 4) 10 % раствор йода в йодистом калии; 5) прибор для брожения; 6) ступки с пестиком; 7) мерные цилиндры; 8) воронки; 9) термостат.

ХОД РАБОТЫ:

В ступке растирают приблизительно 1 г дрожжей, приливая небольшими порциями 20 мл 5 % раствора глюкозы.

72

Полученную массу переливают в прибор для брожения таким образом,

чтобы закрытое колено трубки было полностью заполнено, а в широкой части уровень жидкости достигал приблизительно половины. Наполненный прибор для брожения ставят в термостат на 30-60 минут (в зависимости от активности дрожжей), до накопления газа в закрытом колене прибора.

Проделывают качественные реакции на СО2 и спирт.

1. Качественная реакция на СО2. Приливают в прибор для брожения 10 %

раствор натриевой щелочи до краев, закрывают отверстие большим пальцем и несколько раз хорошо перемешивают содержимое прибора. Палец присасывается к отверстию прибора, так как СО2 поглощается щелочью, и

образуется вакуум.

2. Качественная реакция на спирт. Для открытия этилового спирта небольшое количество жидкости отфильтровывают в пробирку. К фильтрату добавляют несколько капель 10 % раствора йода в йодистом калии – до появления желтого окрашивания, слегка нагревают. Через некоторое время ощущается характерный запах йодоформа.

РЕЗУЛЬТАТЫ и ВЫВОД:

Лабораторная работа №31

ОБНАРУЖЕНИЕ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ В МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ

ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Молочная кислота в присутствии фенолята железа (реактив Уффельманна), окрашенного в фиолетовый цвет, образует лактат железа желто-

зеленого цвета.

РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ:

1) мышечная ткань; 2) фенол, 1 %; 3) FeCl3, 1 %; 4) ступка с пестиком; 6)

кварцевый песок; 7) воронки; 8) вата; 9) пробирки; 10) стеклянные палочки.

ХОД РАБОТЫ:

73

1.Приготовление экстракта из мышечной ткани. В ступке тщательно растирают 1 г мышечной ткани с 7-8 мл дистиллированной воды до получения однородной мышечной кашицы. Гомогенизат фильтруют в пробирку через смоченную водой вату. Фильтрат нагревают на спиртовке до исчезновения кроваво-красного окрашивания. Фильтрат охлаждают и повторно фильтруют через влажный бумажный фильтр. Полученный экстракт анализируют на наличие молочной кислоты.

2.Определение молочной кислоты. В 3 пробирки отбирают по 0,5 мл 1 %

раствора фенола и добавляют 2 капли раствора хлорного железа. К

полученному раствору фенолята железа (синего цвета) добавляют: в 1-ю

пробирку – по каплям раствор молочной кислоты, наблюдая за изменением окраски, во 2-ю – дистиллированную воду, в 3-ю – мышечный экстракт (10-15

капель). О наличие молочной кислоты в нем судят по сходству изменения окраски с раствором молочной кислоты.

РЕЗУЛЬТАТЫ и ВЫВОД:

Лабораторная работа №32

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПИРОВИНОГРАДНОЙ

КИСЛОТЫ

ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Пировиноградная кислота при взаимодействии с 2,4-

динитрофенилгидразоном в щелочной среде образуется 2,4-

динитрофенилгидразоны пировиноградной кислоты желто-оранжевого цвета,

интенсивность окраски которых пропорциональна концентрации пировиноградной кислоты.

РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ:

1)кровь; 2) трихлоруксусная кислота (ТХУ), 100 г/л; 3) 2,4-

динитрофенилгидразин, 1 г/л (в 2 н растворе соляной кислоты); 4) NaOH, 120

г/л; 5) стандартные растворы пировиноградной кислоты или пирувата натрия,

74

40, 80, 120 и 160 мкмоль/л; 6) центрифужные пробирки; 7) пробирки; 8)

центрифуга; 9) КФК или ФЭК.

ХОД РАБОТЫ:

0,3 мл крови смешивают в центрифужной пробирке с 0,7 мл дистиллированной воды. К гемолизату приливают 1 мл раствора ТХУ,

перемешивают палочкой и через 2-3 мин центрифугируют в течение 15 мин при

1500 об/мин. надосадочную жидкость полностью сливают в пробирку, к ней приливают 0,4 мл раствора 2,4-динитрофенилгидразина. Содержимое пробирки смешивают и на 20 мин помещают в темное место при комнатной температуре.

По истечении этого срока в пробирку приливают 1 мл раствора NaOH и

через 5 мин определяют на КФК оптическую плотность окрашенного продукта.

Измерение ведут против дистиллированной воды. Определение оптической плотности производится при синем светофильтре в кювете шириной 5 мм.

Количество пировиноградной кислоты в исследуемой пробе рассчитывают по калибровочному графику, построенному по стандартным растворам пирувата. Из каждой концентрации стандартного раствора берут три пробы по

0,3 мл и обрабатывают так же, как опытные. Средние значения оптических плотностей для каждой концентрации стандартного раствора пирувата используют для построения калибровочного графика.

Содержание пировиноградной кислоты в крови здоровых людей — 45,6-

114 мкмоль/л.

Содержание пирувата в крови увеличивается при недостатке в пище тиамина, заболеваниях печени, сахарном диабете, гиперфункции гипофизарно-

адреналовой системы, а также при больших физических нагрузках (в 10 раз и более).

РЕЗУЛЬТАТЫ и ВЫВОД:

75

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

Охарактеризуйте процесс гликолиза. Реакции. Энергетика. Ферменты.

Напишите реакции процесса образования пировиноградной кислоты из глюкозы.

Во что превращается пировиноградная кислота в результате окислительного декарбоксилирования?

Вкаких органах протекает анаэробный процесс распада углеводов?

Вчем сходство и различие процессов гликолиза и дрожжевого брожения.

76

Раздел 5. ЛИПИДЫ И ИХ ОБМЕН

Тема 12

СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ ЛИПИДОВ

Липиды – разнообразные по химическому строению вещества,

проявляющие ряд общих физических, физико-химических и биологических свойств. Они характеризуются способностью растворяться в эфире,

хлороформе, других жировых растворителях и только незначительно (и не всегда) – в воде, а также формировать вместе с белками и углеводами основной структурный компонент живых клеток.

 ЗАДАНИЕ: заполнить таблицу 25.

Таблица 25

Обязательными компонентами липидов являются спирты и жирные кислоты, соединенные друг с другом сложноэфирной или амидной связью.

В качестве спиртового компонента в большинстве липидов присутствует трехатомный спирт глицерин или высокомолекулярный аминоспирт

сфингозин; в меньших количествах в липидах присутствуют диольные спирты и производные сфингозина – дигидросфингозин и сфинганин.

Липиды делят на две группы: неомыляемые (не содержат жирных кислот)

и омыляемые (содержат жирные кислоты). К неомыляемым относятся стероиды, каротиноиды и терпеноиды (построены из изопреновых остатков).

Омыляемые липиды делят на простые и сложные. К простым относятся:

триацилглицериды (резерв энергии) и воски. Сложные липиды: фосфолипиды и гликолипиды.

77

Жирные кислоты, входящие в состав липидов (в частности,

триацилглицеридов), определяют их физико-химические свойства. Чем больше в липидах остатков короткоцепочечных и ненасыщенных кислот, тем ниже температура плавления и выше растворимость. Жиры, в состав которых входит много ненасыщенных кислот, при комнатной температуре будут жидкими; их называют маслами. Животные жиры, содержащие значительное количество насыщенных жирных кислот, при этих условиях остаются твердыми.

Для характеристики свойств жира используют константы, или жировые числа, - кислотное число, число омыления, йодное число.

Кислотное число – это масса гидроксида калия (мг), необходимая для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира.

Число омыления – это масса гидроксида калия (мг), необходимая для гидролиза нейтральных липидов (омыления) и нейтрализации всех жирных кислот (в том числе свободных), содержащихся в 1 г жира.

Йодное число – это масса йода (г), связываемая 100 г жира. Поскольку связывание йода происходит по месту двойных связей ненасыщенных кислот,

йодное число характеризует степень ненасыщенности жира.

Функции липидов:

1)пластическая - липиды входят в состав мембран и определяют их свойства (проницаемость, жидкостность, передача нервного импульса и др.);

2)энергетическая - липиды служат энергетическим материалом для организма; при окислении 1 г жира выделяется 39 кДж/моль энергии, что в 2

раза больше, чем при окислении 1 г белков или углеводов;

3) защитная - липиды предохраняют тело и органы от механического повреждения и сохраняют тепло (подкожный жир, жировая капсула почек,

сальник в брюшной полости);

4)регуляторная (эйкозаноиды, стероидные гормоны);

5)эмульгирование жиров (пищеварение), стабилизация липидсодержащих жидкостей (желчь) и транспорт гидрофобных молекул

(мицеллы, липопротеины).

78

Лабораторная работа № 33

КАЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИПИДОВ СЫВОРОТКИ КРОВИ

В крови содержатся триглицериды, фосфолипиды, эфиры холестерина,

свободный холестерин и неэстерифицированные жирные кислоты.

Жиры, всасывающиеся слизистой оболочкой тонкого кишечника, в лимфе и в крови находятся в виде хиломикронов – мельчайших капелек, содержащих до 1 % белка. Большинство липидов содержится в комплексе с белками.

Повышенное содержание триглицеридов в сыворотке крови может свидетельствовать о снижении их превращений в тканях.

ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Липиды можно открыть по реакции с красителями суданового ряда

(например, с Суданом черным образуется розовое окрашивание).

РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ:

1) судан, 1 % спиртовой раствор; 2) этанол (разбавляют водой в 2 раза непосредственно перед работой); 3) сыворотка крови; 4) растительное масло; 5)

дистиллированная вода; 6) бумага для хроматографии (нарезается полосками шириной 4-5 см); 7) чашки Петри.

ХОД РАБОТЫ:

Каплю сыворотки наносят на полоску хроматографической бумаги,

высушивают при температуре не выше 90 ºС. Для сравнения на 2-ую полоску бумаги наносят каплю растительного масла, на 3-ю – каплю дистиллированной воды. Полоски высушивают.

Помещают полоски бумаги в чашки Петри, заливают суданом и оставляют на 30 минут. После этого бумагу достают, дают стечь Судану. Раствором этилового спирта в чистой чашке Петри промывают бумагу. На месте нанесения сыворотки крови заметно розовое пятно окрашенных липопротеидов и хиломикронов.

Сравните с пятнами от растительного масла и воды.

РЕЗУЛЬТАТЫ и ВЫВОД:

79

Лабораторная работа №34

СРАВНЕНИЕ НЕНАСЫЩЕННОСТИ ЖИРОВ

ПРИНЦИП РАБОТЫ:

О ненасыщенности жиров можно судить по йодному числу (или количеству раствора йода пошедшему на титрование раствора жира).

РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ:

1) свиное сало; сливочное масло; маргарин; растительное масло; 2) хлороформ; 3) 0,001 н раствор йода в хлороформе; 4) стеклянные стаканчики; 5) бюретка или мерная пипетка для титрования.

ХОД РАБОТЫ:

В четыре плоскодонных стаканчика отвесить по 0,5 г: в стаканчик №1 -

свиного сала; в стаканчик №2 - сливочного масла; в стаканчик №3 - маргарина; в стаканчик №4 - 15 капель растительного масла.

Затем добавляют в каждый стаканчик по 3 мл хлороформа для растворения жира (твердые жиры следует предварительно расплавить). Титруют содержимое всех стаканчиков 0,001 н раствором йода в хлороформе до появления отчетливой розовой окраски. Записывают объем раствора йода, пошедшего на титрование каждого вида жира.

Результаты занести в таблицу 26.

80