extracted_text:
Методы выделения и изучения веществ живой природы.
1. Методы выделения и изучения белков.
2. Методы выделения и изучения ферментов.
3. Методы выделения и изучения полисахардов.
4. Методы выделения и изучения нуклеиновых кислот.
Методы выделения и изучения  белков. Получение белков путем вьделения их из
природных источников  является наиболее реальным методом. Осуществлены синтезы многих белков
(инсулин, рибонуклеаза, лизоцим, цитохром  с,  соматотропный гормон, ацилпереносящий белок,
кардиотоксин, ингибитор гастрина, ингибитор трипсина, аполипопротеин, ферредоксин и  др.)
Процесс синтеза белка очень сложен, трудоемок, требует значительной затраты времени и
материальных затрат.
При выделении белков из природных материалов имеются определенные трудности
белки обладают особой чувствительностью к действию большинства химических реагентов
(кислот, щелочей, органических растворителей и др.) и разрушаются при нагревании, перегонке,
возгонке, экстракции.
Белок при этом очень  легко теряет свои природные  нативные свойства (растворимость,
биологическую активность и т. п.), и переходит в  денатурированное состояние.  Чтобы избежать
денатурации белка в процессе его выделения, все операции проводят в мягких условиях: при низкой
(не выше + 5° С) температуре, избегая действия резких химических реагентов.
Впервые белок (клейковина) был выделен Я. Беккари из пшеничной муки в 1728 г. Эту
дату принято считать годом зарождения химии белка. В 1762 г. началась работа по изучению
белка молока—казеина  (А. Халлер), затем  с 1789 г.—белков крови (А. Фуркруа). За два с
половиной столетия из природных источников получены сотни различных белков и изучены их
свойства.
Измельчение. Для выделения белка из биологического объекта необходимо измельчение
тканей   до   разрушения   клеточных   стенок.   Для  этого   используют   валковые   или   шаровые
мельницы, гомогенизаторы.
Для   разрушения   клеточных   стенок   эффективно   используется   метод   попеременного
замораживания и оттаивания биологического материала.  Кристаллики льда разрывают стенки
клеток и клеточное содержимое освобождается.
Для разрушения клеточных стенок также используется метод «азотной бомбы», который
заключается   в   том,   что   суспензия   клеток   насыщается   газообразным   азотом  под   высоким
давлением, давление сбрасывают, азот, проникший  внутрь клеток, выделяется в виде газа и
«взрывает» их.
1 А—валковая   мельница,
 В—ручной   гомогенизатор,
механический гомогенизаторД—рабочая камера прибора для измельчения прессметодом
 Б—шаровая  мельница,
 Г—
Методы разрушения (дезинтеграции) биологического материала (по Б. А. Фихте и Г.
А. Гуревичу, 1988)
Физические.  Баллистические;   экструзионные;
 ультразвуковые;   газодекомпрес
сорные; гидроударные; электрогидроударные; комбинированные.
Осмотический,  тепловой   или   холодовый   шок;   замораживание   —  оттаивание;
  дегидратация—регидратация;   медленная   газовая
замораживание   —высушивание;
декомпрессия; фазовые переходы  при высоких давлениях.
Химические. Действие щелочей, кислот, солей, детергентов, антибиотиков, хелатных
агентов, органических растворителей.
Энзиматические.  Действие   бактериологических,  дрожжелитических,   миколитичес
ких ферментов и иммобилизованных  литических ферментов.
Биологические.  Действие   фагов,   бактерио   факторов.   Ингибирование     синтеза
клеточной оболочки. Автолиз.
После измельчения, из материала извлекают белки. Для извлечения белков наиболее часто
используют солевые растворы.
Большая часть белков хорошо растворима в солевых растворах  с  концентрацией 8—
10%. Различные соли обладают разным растворяющим действием по отношению к белку. Ряд
катионов и анионов, расположенных в порядке убывания их растворяющего действия:
Li+>К+>Nа+
 Р2О7 4>В407
Максимальным   растворяющим   действием   должен   обладать   пирофосфат   лития,
3 >СNS >НСОз >I>Сl
2 >РО4
минимальным—хлорид натрия.
На растворение белков сильное влияние оказывает рН среды, поэтому большинство
солей применяют в виде буферных смесей (фосфатных, ацетатных, боратных, нитратных и т. п.).
Наиболее   широко   используют   буферные   смеси,   составленные   с   применением
органических соединений—трис(оксиметил)аминометана (НОСН2)зСNН2  и его соли с НС1
(трисбуфер); диэтилбарбитуровой кислоты и ее натриевой соли (вероналмединаловый буфер);
NNбис(2оксиэтил)глицина   (НОСН2СН2)NСН2СООН   (бициновый
 буфер);   К[трис
(оксиметил)метил]глицина (НОСН2)3СNНСН2СООН (трициновый буфер) и т. п.
Для извлечения белков используют спиртосолевые смеси. Металлопротеины, которые
при этом образуются   обладают разной растворимостью в спирте, что позволяет извлекать
индивидуальные   белки   при   различной  концентрации   спирта.   Широко   применяют   для
экстракции белков  глицерин, предохраняющий их от денатурации.Извлечению  белков из
биологического материала способствует его  обработка детергентами: додецилсульфатом
натрия, дезоксихолатом натрия и др
Детергенты   ослабляют   гидрофобные   белковолипидные
 и   белокбелковые
взаимодействия,   результатом   чего   являются   деструкция  биологических   мембран   и
высвобождение из них структурных и функциональных белковых компонентов.
Выделение   белков   из   растительного   материала   связано   с   трудностями   разрушения
клеточной стенки растительной клетки.
При выделении белков из вегетативных органов растений используют: обработку тканей
водноэфирной смесью,  повышающей проницаемость   оболочки   растительной   клетки   (метод
Чибнелла), экстракцию белков смесью фенола, уксусной кислоты и воды (метод Синджа) и др.
После   получения   смеси   белков   из   биологического   материала   проводят  разделение
полученной смеси на индивидуальные белки. Полученная смесь содержит брльшое количество
различных белков.
2 Фракционирование  белков   ведут   разными   способами:   солями,   органическими
растворителями,   с   использованием   электрофореза,   хроматографических   методов,   методом
молекулярных сит и др.
Метод фракционирования белков солевыми растворами  основан на том, что  каждый
индивидуальный белок из смеси осаждается при определенной концентрации той или иной соли,
в то время как другие белки при данной концентрации соли остаются в растворе. Процесс
осаждения  белка   из   раствора   под   действием   соли   называется  высаливанием.
Последовательно увеличивая содержание соли в реакционной среде, можно один за другим
выделить относительно чистые индивидуальные белки.
Осаждение этиловым спиртом.  Процесс   ведут   при  температуре   около  5°  С,  чтобы
предотвратить   денатурацию   белка.   Используя   различные   концентрации   спирта   удается
выделить различные фракции белков.
Этот метод нашел широкое применение при выработке заменителей крови, так как
позволяет   извлекать   из   нее   необходимые   ингредиенты  и   длительно   сохранять   их.   При
фракционировании белков иногда сочетают высаливание и осаждение спиртом.
Метод осаждения ионами тяжелых металлов. Метод используется в сочетании с другими
методами фракционирования (высаливание, осаждение  органическими растворителями). Метод
основан   на   взаимодействии   ионов   Нg,  Zn,   Са,   Ва,   РЬ,  Fе,   Си  реакционноспособными
аминокислотными радикалами белковой молекулы (Нg2 +—с сульфгидрильными группами, Zn2+
—с имидазольными, Са2+ и Ва2+—с радикалами фосфосерина и т. п.)
Метод электрофореза  основан на способности различных белков перемещаться под
lействием   электрического   поля   с   неодинаковой   скоростью  в   растворе,   на   влажной
фильтровальной  бумаге   или   в   другой   твердой   опорной   среде.   Напряжение   при   этом
устанавливают   от   нескольких   сотен   до   нескольких   тысяч   вольт,   силу   тока—в   несколько
десятков миллиампер. Скорость передвижения белковых молекул определенного вида к аноду или
катоду является функцией электрического заряда, молекулярной массы и формы молекул,
ионной силы, рН и состава буферного раствора, а также приложенных потенциалов. Сочетание
перечисленных факторов всегда специфично для каждого индивидуального белка, и естественно,
что разные белки обладают различной электрофоретической подвижностью.
Наибольшее   распространение   получил   электрофорез   в   твердых  средах:   целлюлозе,
ацетилцеллюлозе,
  На
электрофореграммах   белки   выявляют  с   помощью   красителей:   амидового   черного
(амидошварц 10В), бромфенолового синего, кумасси бриллиантового голубого.
  крахмальном   и   полиакриламидном   гелях.
  агарагарt,
Хроматографический метод разделения белков.  Метод заключается в пропускании
смеси белков  через колонку, заполненную адсорбентом. В качестве  адсорбента  применяют
производные  целлюлозы и  сефадекса,  несущие  ионообменные  группировки  (аминоэтильные,
сульфоэтильные,   карбоксиметильные   и   др.),   гель   фосфата  кальция,   силикагель   и   другие
носители.
 Фракционирование   белковых   смесей   идет   очень   эффективно,   если   носители
избирательно   связывают   строго   определенные   белки.   Такой   вид   хроматографии   называют
хроматографией сродства или аффинной хроматографией.
Одной   из   ее   модификаций   является   хроматография,   основанная   на   гидрофобном
взаимодействии   носителя   (фенил   или   октилсефароза)   с   соответствующими   неполярными
аминокислотными   радикалами   белковых   молекул.  Применение   эффективных   сорбентов
(различные производные силикагеля)  и высокого давления при элюировании с них белков
привело к возникновению ряда вариантов жидкостной хроматографии высокого разрешения.
Механизм ионообменной хроматографии белков.
Для элюции адсорбированных белков с колонки используют солевые растворы, имеющие
различные концентрации и значения рН. Элюат собирают небольшими порциями (по несколько
миллилитров)   в   отдельные  пробирки   при   помощи   специальной   установки—коллектора
3 (сборщика)   фракций.   Количество   проб   в   процессе   фракционирования   белков   на   колонке
хроматографическим методом  несколько сотен. В результате проведения цветной реакции на
белок   или   путем   измерения   поглощения   каждого  раствора   в   ультрафиолетовой   области
спектра устанавливают содержание  белка в каждой пробе. По данным строят кривую, и
определяют  сколько   фракций   белка   содержится   в   элюате  и   в   какой   серии   пробирок
находится   каждая   фракция.   Одноименные   пробы  объединяют   и   из   полученного   раствора
выделяют чистый белок.
Фракционирование   белков   методом   молекулярных   сит  основано   на   различной
скорости   перемещения   белковых   молекул   (в   зависимости   от   молекулярной   массы)   через
колонку,   заполненную   специальным   материалом—сефадексом.   Сефадекс   получают   путем
обработки эпихлоргидрином полисахарида   декстрана, в результате чего между молекулами
последнего возникает то или иное число поперечных связей:
Получение сетчатого полимера сефарозы  обработкой полисахарида—агарозы 2,3ди
бромпропанолом в резко щелочных условиях приводит к возникновению позволяет получить
гели, пригодные для фракционирования  белков   с  молекулярными   массами  в  сотни  тысяч
дальтон.
В зависимости от числа поперечных связей в сефадексе и размера белковых молекул
белковые молекулы по разному проникают внутрь  гранул сефадекса, заполняющих колонку.
Большие белковые  молекулы,  не  способные пройти через сито из ячеек в гранулу, быстро
выносятся   из   колонки   с   током   элюента;   мелкие   молекулы   белка,   проникшие   внутрь   зерна
сефадекса, удерживаются некоторое время и выходят из колонки с последующими порциями
элюата. Колонка с сефадексом как бы просеивает через себя молекулы белка по их размерам,
первыми выходят самые крупные молекулы. Так как гранулы  сефадекса сильно разбухают в
растворителе и образуют гель, этот метод называют также методом гельфильтрации.
Метод   гельфильтрации   с   использованием   различных   материалов   нашел   широкое
применение для разделения нуклеиновых кислот, высших углеводов и других биополимеров.
ОЧИСТКА   БЕЛКОВ.
 Для   освобождения   выделенных   фракций   белков,   белки
подвергают   дальнейшей   очистке   путем  диализа,   электродиализа,   ультрафильтрации   и
перекристаллизации, гельфильтрации и другими способами.
Очистка белков методом  диализа  состоит в длительном, в течение нескольких суток,
пропускании воды через сосуд, в который погружен диализационный мешочек. Диализационный
мешочек готовят из материалов, хорошо проницаемых для низкомолекулярных соединений и
ионов,   но   не   пропускающих   крупных   молекул  белка.   Материалом   для   полупроницаемых
мембран   служит   целлофан,   размер  пор   которого   можно   изменять   в   широких   пределах
обработкой раствором  ZnС12. Внутрь диализационного мешочка (камеры) помещают раствор
белка. Камеру снабжают капиллярной трубкой. В нее устремляется часть белкового раствора в
первые часы диализа и объем возрастает вследствие поступления воды внутрь камеры.
4 После длительной очистки белка путем диализа в нем остается некоторое количество
ионов, сорбированных, белковыми частицами. Для полного удаления ионов используют метод
электродиализа:  возле   полупроницаемых   мембран   диализационной   камеры   помещают
электроды, на которые подают напряжение, в результате чего остатки ионов  поступают в
омывающую мембраны воду и выносятся из аппарата.
Ультрафильтрация.
 Для   ультрафильтрации   используют   полупроницаемые
мембраны высокой прочности из нецеллюлозных материалов с калиброванными порами,
через   которые   проходят   низкомолекулярные   вещества,
  но   не   проникают
высокомолекулярные   белки.   Белковый   раствор   продавливают   через   такую   мембрану
сжатым газом или центробежной силой. Белок, остающийся в процессе ультрафильтрации
на мембране очищается от низкомолекулярных соединений и ионов и концентрируется.
Ультрафильтрация может использоваться и для фракционирования белков.
В   настоящее   время   доказано,   что   любой   белок   может   существовать   в
кристаллической   форме.   В   основе   различных   приемов  кристаллизации  белка   лежит
принцип   очень   медленного   приближения   к   той   критической   точке,   в   которой   белок  из
растворенного состояния переходит в осадок. В этом случае белковые молекулы  успевают
закономерным путем объединиться в надмолекулярные агрегаты  и  дают  кристаллические
структуры. Практически такое медленное осаждение белков достигается путем введения
соли   через   полупроницаемую   мембрану   или   при   медленном   испарении   воды   из
содержащего соль белкового раствора вплоть до  точки высаливания. В последнее время
получила   распространение   кристаллизация  белков   с   использованием   органических
соединений: 2метил2,4пентадиола и полиэтиленгликоля.
5 Виды   белковых   кристаллов.   Кристаллические   белки   особенно   полученные   в
результате перекристаллизации, отличаются высокой степенью чистоты.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ   МАССА   БЕЛКОВ.   Молекулярную   массу   белка   измеряют
различными физическими методами: гравиметрическим, вискозометрическим, осмометрическим,
ультрафильтрационным, гельфильтрационным, электрофоретическим, оптическим. Полученную
величину принято называть физическим значением молекулярной массы белка; она определяется
с точностью в несколько сотен и тысяч дальтон.
У   многих   белков   в   настоящее   время   выяснена   первичная   структура,   что   дает
возможность рассчитать молекулярную массу с точностью до сотых долей дальтона, т. е.
получить химическое значение молекулярной массы белка.
Определение   молекулярной   массы   белка   гравиметрическим   методом   ведут   в
аналитических ультрацентрифугах. Принцип количественного изучения размеров взвешенных
частиц в центробежном поле А. В. Думанский выдвинул еще в 1913 г., и он же пытался
определить размеры частиц по скорости оседания в обычных лабораторных центрифугах.
Первая   ультрацентрифуга   с   оптической   приставкой,   позволяющей   наблюдать   и
фотографировать   процесс   седиментации   (оседания)   частиц,   была   построена   шведским
физикохимиком   Т.   Сведбергом.   При   вращении   ее   ротора   развивалось   центробежное
ускорение, превышающее ускорение силы тяжести всего в 150 раз.
В   современных   типовых  ультрацентрифугах   превышение   достигает     300000,  а   в
специализированных—900000—1200000.
Эту   величину   называют  относительным   центробежным   ускорением  или  фактором
разделения:
Фр= ω2/ r  g  ,   где  = ω    угловая скорость ротора, рад/с;  r—расстояние от центра
ротора до середины ячейки с раствором белка, см; g —ускорение силы тяжести, см/с2.
Например, запись 100000g означает, что центробежное ускорение в месте расположения
ячейки в роторе ультрацентрифуги превышает ускорение силы тяжести в 100000 раз. Величина
достигаемого в ультрацентрифуге фактора разделения—одна из важнейших ее характеристик.
Исследуемый раствор белка помещают в небольшую прозрачную для  световых лучей
ячейку, которую вставляют в специальное гнездо ротора. Молекулы белка в этой ячейке под
действием   центробежной   силы  постепенно   оседают   на   дно.   Фотоприставка  к
ультрацентрифуге   позволяет   делать   снимки   содержимого   ячейки   через   определенные
промежутки времени и определять таким образом скорость оседания белковых частиц.
Для   определения   молекулярной   массы   белков   также   широко   применяют:
гельфильтрационный и электрофоретический методы.
Первый состоит либо в определении объема элюента, необходимого для выноса белка из
колонки   с   гелем   сефадекса   и   соотнесении   его   со   свободным   объемом   колонки,  либо   в
установлении длины пробега белка в тонком слое сефадекса на пластинке. Оба показателя
связаны зависимостью со значением молекулярной массы белка. Пользуясь калибровочными
графиками, построенными по по длине пробега маркерных (т. е.  с известной молекулярной
массой) белков, находят молекулярную массу исследуемого белка.
Методы   выделения   и   изучения   ферментов.  Долгое   время   считали,   что   все
6 ферменты—тела   белковой   природы.   В   начале   80х   годов   была   открыта   каталитическая
активность   у  низкомолекулярных   рибонуклеиновых   кислот,  т.   е.  возникло   представление   о
полирибонуклеотидной природе некоторых ферментов, названных рибозимами.
Выделяют   ферменты   так   же,   как   и   другие   белки,   но   есть   приемы,  применяемые
преимущественно для ферментов. 17
Экстракция   глицерином.   Из   тканей   или   вытяжек   ферменты   экстрагируются
глицерином, при этом сохраняются нативные свойства ферментов.
Метод ацетоновых порошков, который состоит в осаждении и быстром обезвоживании
при температуре не выше —10° С тканей или вытяжек из них, содержащих ферменты.
Адсорбционный   метод   выделения   и   очистки  ферментов.  Этот   метод   с
использованием различных адсорбентов был введен в химию ферментов А. Я. Данилевским и
дал   мощный   толчок  развитию   ферментологии.  Наряду   с   ним   широко   применяют   метод
ионообменной хроматографии, метод молекулярных сит, электрофорез.
Для успешного выделения ферментов из клеточного содержимого необходимо очень
тонкое измельчение исходного материала  лизосом, митохондрий, ядер и др., которые несут в
своем составе многие индивидуальные ферменты.   Для защиты от денатурации ферментов,
выделение ферментов проводят в присутствии защитных добавок  НSсодержащих соединений
(цистеина, глутатиона, меркаптоэтанола, цистеамина, дитиотреитола и др.):
НS—СН2—СН2—NН2     НS—СН2—СH(ОН)—СН(ОН)—СН2—SН
Цистеамин
На всех этапах выделения ферментов поддерживается низкая  температура, так как
некоторые   из   ферментов   при   —80°   С   теряют   активность.   Для   оценки   гомогенности
ферментного препарата прибегают к обычным методам белковой химии. Получены препараты
высокой чистоты в кристаллическом состоянии.
Дитиотреитол
Методы   выделения   и   изучения   полисахардов.
 Биологические   материалы
содержат   различное   количество   полисахаридов..   особенностью   которых   является   их
плохая растворимость в воде – крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин . лигнин, пектиновые
вещества   и   другие   олигосахара.   Для   выделения   из   тканей,   клеток   полисахаридов
используют физические, химические и биологические методы. Биологические материалы
измельчают.   Затем   при   охлаждении   обрабатывают   химическими   агентами   например:
трихлоруксусной   кислотой,   этанолом   и   др.   Для   определения   химического   состава
полисахаридов использую кислотный, щелочной гидролиз, который проводят в жестких
условиях (высокая температура, давление)
Метод   определение   клетчатки   (по   А.   И.   Ермаковой).   основан   на  окислении   и
растворении   различных   веществ,   сопутствующих   клетчатке,   при   обработке   ее   НNО3  в
этиловом спирте и водном растворе щелочи.
В   настоящее   время  разработаны   методы   определения   количества   крахмала.   Их
можно" разделить на пять групп:
методы, основанные на прямом определении крахмала или на определении веществ,
сопутствующих ему;
химические методы, основанные на гидролизе кислотами или ферментами, а также на
комбинированном  гидролизе этими реагентами, с определением крахмала в виде глюкозы
или мальтозы редукционными методами;
поляриметрические и рефрактометрические методы;
методы определения количества крахмала по относительной плотности растворов;
биологические методы.
Выбор  того   или   иного   метода   зависит   от   характера   исследуемого   растительного
продукта.
7 Например:   определение   количества   крахмала   (по   Н.   И.   Проскурякову   и  А.   Н.
Кожевниковой).   Этот   метод   используется     при   исследования   зерна,  муки   и   других
растительных продуктов, богатых крахмалом, но содержащих мало гемицеллюлоз. В основе
этого   метода   лежит   растворение   крахмала   щелочью,   осаждение   его   иодом   и   спиртом,
кислотный гидролиз крахмала и определение глюкозы по одному из редукционных методов
Для проведения более точных исследовний и получения крахмала в чистом виде был
разработан   диастатический   (ферментативный)   метод   определения   крахмала.   Обработка
навески растительного материала в определенных условиях диастазом позволяет отделить
крахмал   от   других   углеводов.   Диастаз,   как   и   другие   ферменты,  обладает   строгой
специфичностью   и   расщепляет   только   крахмал,   переводя   его   в   растворимое   состояние.
Растворимые   продукты   ферментативного   расщепления   крахмала   отфильтровывают,
отбирают определенное количество прозрачного фильтрата и проводят гидролиз НС1.  В
гидролизате определяют глюкозу описанными методами. Весьма существенным недостатком
ферментативного метода является длительность определения.
Методы выделения и изучения нуклеиновых кислот. Химия нуклеиновых кислот
в последнее время развивается быстрыми темпами, что связано важнейшей биологической
ролью   этих   соединений   в   клетках   и   живых   организмах.   Нуклеиновым   кислотам
принадлежит очень важная роль в обеспечении специфического синтеза биополимеров в
организме
Нуклеиновые кислоты были впервые выделены Ф. Мишером в 1869 из ядер клеток
гноя   в   виде   соединения   с   белком—   нуклеина   (от   лат.  пиcleus—ядро),   а   сам   термин
предложен   А.  Косселем   в  1889  г.  К  концу  прошлого  века   нуклеиновые  кислоты  были
получены из животных тканей и дрожжей Р. Альтманом (1899), из растительного материала
— А. Н. Белозерским с сотр.. в 1936 г.
Большая   часть   нуклеиновых   кислот   в   растительных,   животных   и   бактериальных
клетках   находится   в   соединении   с   белками.  Поэтому,   кроме   разрушения   клеточных
оболочек   путем   гомогенизации   биологического   материала,   для   выделения   нуклеиновых
кислот   необходимо  разорвать   связь  между   нуклеиновой   кислотой   и   белком.  Это
достигается обработкой материала крепким раствором соли, например 10%ным раствором
№С1.   Одновременно  осуществляется   извлечение   нуклеиновых   кислот.   После   удаления
твердого   остатка  нуклеиновые   кислоты   осаждают   из   охлажденного   до   0°   С   раствора
этанолом или раствором трихлоруксусной кислоты. Осадок нуклеиновых кислот отделяют
центрифугированием, тщательно промывают и высушивают.
Фенольный метод  выделения нуклеиновых кислот, при помощи которого можно
получать   их   нативные   препараты.   Для   этого   измельченную   в   гомогенизаторе   при
охлаждении ткань заливают водонасыщенным раствором фенола, энергично встряхивают
смесь в течение 1 ч и центрифугируют ее. При этом содержимое центрифужной пробирки
разделяется на четыре четко отграниченных друг от друга разных по консистенции и цвету
слоя.   В   верхнем,   водном,   слое   и  подстилающем   его   вязком   слое   белого   цвета
сосредоточена основная масса нуклеиновых кислот. В третьем, желеобразном, прозрачном,
желтоватом слое  находится фенол с растворенными  в нем белками.  Четвертый, самый
нижний,   слой   коричневого   цвета   содержит   остатки   ткани,   денатурированные   белки   и
ничтожную примесь нуклеиновых кислот.
В процессе выделения нуклеиновых кислот происходит удаление белков поэтому этот
называют фенольной депротеинизацией.
Очистить нуклеиновые кислоты от белка можно также  путем  обработки  их солевого
экстракта  двойным объемом хлороформа.  После тщательного перемешивания в течение  15
мин, получается стойкая эмульсия. Смесь центрифугируют и отделяют верхнюю водную фазу,
8 содержащую нуклеиновые кислоты (денатурированный белок остается на границе водного и
хлороформного слоев); нуклеиновые  кислоты  из  водной фазы осаждают  двойным  объемом
охлажденного этанола.
Для   фракционирования   полученных   препаратов   нуклеиновых   кислот   используются
методы: хроматография, в том числе аффинная, фильтрация через гели агарозы и сефарозы,
распределение в двухфазных полимерных системах, ультрацентрифугирование, электрофорез и
др. В результате  получают препараты индивидуальных нуклеиновых кислот.
В настоящее время нуклеиновые кислоты получают не только выделением из природных
материалов, но химическим синтезом. Разработка химических и инженерных подходов позволила
Созданы   автоматические   синтезаторы   нуклеиновых   кислот,   отличающиеся   высокой
производительностью (160 звеньев за 10 мин) и надежностью.
Химический синтез нуклеиновых кислот имеет большое значение для получения  генов, их
фрагментов,   регуляторных   участков   нуклеиновых   кислот  и   т.   п.   Первый   синтез   гена  аланиновой
транспортной рибонуклеиновой кислоты был осуществлен в 1972 г.  Г. Корана. Сейчас число
синтезированных генов достигло нескольких десятков. В СССР синтезированы ген человеческого
интерферона (М. Н. Колосов и др., 1982), ген валиновой транспортной РНК (М. Н. Колосов и
др., 1983), ген кальцитонина человека (А. А. Баев и др., 1985), ряд промоторов и др.
Молекулярная масса, содержание и локализация в клетке ДНК и РНКМолекулярную
массу ДНК определяют в гидродинамическим и электронномикроскопическим методами,
измерением светорассеяние растворов ДНК и др.
В   основе  гидродинамического   метода  лежит   линейная   зависимость   константы
седиментации   ДНК,   определяемой   при   ультрацентрифугировании   растворов  ДНК,   от   ее
молекулярной массы, которую можно установить по калибровочной  кривой или рассчитать по
формуле: 0,4451gМ = 1,819+lg(  s°20,ω—2,7), где  s°20,ω—  константа седиментации, приведенная
путем экстраполирования к бесконечному разведению (s°), стандартной температуре (20° С) и
вязкости воды (
).ω
Электронномикроскопический метод определения молекулярной массы ДНК основан
на измерении длины вытянутых молекул ДНК. Известно, что на  0,1 нм протяженности ее
молекулы  приходится масса, равная 197 Да. Умножая эту величину на экспериментально
найденную длину молекулы ДНК, получают значение ее молекулярной массы.
Выделить нативную ДНК из клеток эукариот достаточно трудно, так как еще не создано
соответствующих   методов,   позволяющих   избежать   разрыва   выделяемых   молекул   ДНК.
Определены молекулярные массы для ДНК вирусов и фагов; из них проще извлечь ДНК, сняв
белковую оболочку.
Молекулярные массы вирусных и фаговых ДНК измеряются десятками и сотнями
миллионов дальтон. Следовательно, молекулярная масса ДНК эукариот значительно выше. Об
этом свидетельсвует молекулярная масса ДНК, выделенной  из самой большой хромосомы
плодовой мушки—дрозофилы. Вся ДНК хромосомы представлена одной молекулой с М=40 •
109.
Молекулярные массы РНК определяют теми же методами, что и ДНК, но, кроме
того, используют  электрофорез  в полиакриламидном геле, так как пробег РНК в геле
обратно пропорционален их молекулярным массам.
9

file_name: № 2 МЕтоды выделения.doc

intro:
. Методы выделения и изучения белков.
2. Методы выделения и изучения ферментов.
3. Методы выделения и изучения полисахардов.
4. Методы выделения и изучения нуклеиновых кислот.

Методы выделения и изучения белков. Получение белков путем вьделения их из природных источников  является наиболее реальным методом. Осуществлены синтезы многих белков (инсулин, рибонуклеаза, лизоцим, цитохром с, соматотропный гормон, ацилпереносящий белок, кардиотоксин, ингибитор гастрина, ингибитор трипсина, аполипопротеин, ферредоксин и  др.)
Процесс синтеза белка очень сложен, трудоемок, требует значительной затраты времени и материальных затрат.
При выделении белков из природных материалов имеются определенные трудности - белки обладают особой чувствительностью к действию большинства химических реагентов (кислот, щелочей, органи¬ческих растворителей и др.) и разрушаются при нагревании, перегонке, возгонке, экстракции.
Белок при этом очень легко теряет свои природные нативные свойства (растворимость, биологическую активность и т. п.), и переходит в денатурированное состояние. Чтобы избежать денатурации белка в процессе его выделе¬ния, все операции проводят в мягких условиях: при низкой (не выше + 5° С) температуре, избегая действия резких химических реагентов.


extracted_text:
Классный час на тему: «Моя будущая профессия»
1. Вступительное слово учителя.
Профессий много на Земле,
и каждая важна.
Решай, мой друг, кем быть тебе,
Ведь жизнь у нас одна.
2. Беседа:
 Что же такое профессия?
 Может ли человек получить профессию сразу, без подготовки?
 А где же получить такую подготовку?
3. Словарная работа.
Профессия – это вид труда, который требует от человека определенной
подготовки, знаний и умений.
4. Слово учителя.
Сегодня вы школьники, ученики 4 класса. Но быстро пролетит время, вы
закончите школу и встанете перед выбором профессии. Правильно выбрать
профессию  сложный и очень ответственный шаг в жизни человека, от вашего
выбора во многом будет зависеть и ваша будущая судьба. Этот выбор будет
сделан легче, если вы уже сегодня задумаетесь над вопросом «Кем быть?»
Со многими профессиями нас знакомит В.В.Маяковский в своем
стихотворении «Кем быть?»
5. Чтение отрывков подготовленными учениками.
1) Нужные работники – столяры и плотники!
Сработать мебель мудрено:
Сначала мы берем бревно
И пилим доски: длинные и плоские
От работы пила раскалилась добела
Изпод пилки сыплются опилки
Рубанок в руки – работа другая:
Сучки, закорюки рубанком стругаем
Хороши стружки – желтые игрушки.
Готовим понемножку: то ящик, то ножку.
2) Столяру хорошо, а инженеру лучше
Я сначала начерчу дом такой, какой хочу
Самое главное, чтоб было нарисовано
Здание славное, живое словно.
Это будет перед, называется фасад
Это каждый разберет – это ванна, это сад План готов, и вокруг сто работ на тыщу рук.
3) Инженеру хорошо, а доктору лучше –
Я приеду к Пете,
Я приеду к Поле,
Здравствуйте, дети!
Кто у вас болен?
Как живете?
Как животик?
Погляжу из очков кончики язычков.
«Поставьте этот градусник под мышку, детишки»
Вам бы очень хорошо проглотить порошок
И микстуру ложечкой пить понемножечку.
Вам в постельку лечь поспать бы,
Вам – компрессик на живот,
И тогда у вас до свадьбы
Все, конечно, заживет!
4) Докторам хорошо, а рабочим – лучше,
Вставай! Иди! Гудок зовет,
И мы приходим на завод
Народа – уйма целая,
Тысяча двести
Чего один не сделает –
Сделаем вместе!
5) На заводе хорошо,
А в трамвае лучше,
Я б кондуктором пошел –
Пусть меня научат.
Кондукторам езда везде.
С большою сумкой кожаной
Ему всегда, ему весь день
В трамваях ездить можно.
 Большие и дети,
Берите билетик,
Билеты разные, бери любые –
Зеленые, красные и голубые!
6. Вопросы к учащимся.
 А какие профессии вы еще знаете?
 А кем работают ваши родители, ребята?
7. Рассказы учащихся о профессиях родителей.
Учащиеся описывают профессию, не называя ее, а остальные должны
отгадать, о какой профессии идет речь.
8. Слово учителя.
Вы очень интересно рассказали о профессиях ваших родителей. Давайте поиграем еще – посмотрим слайдшоу и угадаем по предметам, на
них изображенным, о какой профессии идет речь.
10. Игра «Самаясамая».
Отгадать профессии с элементами юмора.
1) Самая сладкая (кондитер, продавец в кондитерском отделе ...)
2) Самая детская (воспитатель, педиатр, учитель...)
3) Самая смешная (клоун, пародист...)
4) Самая зеленая (садовод, лесник, цветоводдекоратор ...)
5) Самая денежная (банкир, боксеры, модель...)
6) Самая волосатая (парикмахер...)
7) Самая общительная (журналист, экскурсовод, тренер, учитель)
11. Игра «Отгадай слово – название профессии).
Инженер, юрист, продавец, художник, маляр.
ТЮРСИ (юрист), ЖИХКОУДН (художник), РЕНЖИНЕ (инженер),
ЦАПОДЕВР (продавец), МАРЛЯ (маляр).
12. Физкультурная минутка.
13. Проект «Моя будущая профессия».
Учащиеся рассказывают, кем они хотят быть, чем привлекает эта профессия,
что о ней знают, какие качества нужно иметь для этой профессии.
14. Пословицы и поговорки. Отгадайте, о каких профессиях идёт речь в
пословицах и поговорках.
Куй железо, пока горячо. (Кузнец)
Чтобы рыбку съесть, надо в воду лезть. (Рыбак)
Не игла шьёт, а руки. (Швея)
Не бравшись за топор, избы не срубишь. (Плотник)
Корова черна, да молоко у неё бело. (Доярка)
Кто пахать не ленится, у того и хлеб родится. (Хлебороб)
На охоту ехать – собак кормить. (Охотник)
Цыплят по осени считают. (Птичница)
15. Пословицы о труде.
Давайте вспомним пословицы и поговорки о труде, закончим их.
Кто не работает,…( тот и не ест)
Хочешь есть калачи…( не сиди на печи)
Кто любит труд,…(того люди чтут)
Без труда не вытащишь….(и рыбку из пруда)
Труд человека кормит,……( а лень портит)
Землю красит солнце,……(а человека труд)
16. Игра «Пантомима»
Необходимо изобразить профессию, указанную в карточке при помощи
жестов и мимики, без слов. Остальные ребята должны угадать, какую
профессию им демонстрируют.
17. Заключительное слово учителя. Современный труд требует от человека не только умений, но и знаний.
Управлять сложными машинами, работать у станков без знаний невозможно.
Ребята, у вас еще много времени впереди, чтобы выбрать профессию.
Профессия должна быть выбрана по душе, должна интересовать человека,
тогда она будет приносить человеку радость, а обществу пользу. Труд
помогает человеку раскрыться, показать свои способности.
Всегда помните, что любая профессия важна!
Все профессии нужны!
Все профессии важны!
Прекрасных профессий на свете не счесть,
И каждой профессии – слава и честь!
Просмотр отрывка из мультсериала – песня «Все профессии важны».
ІV Подведение итогов.

file_name: Кл.час Моя будущая профессия.docx

intro: Классный час на тему:"Моя будущая профессия" поможет классному руководителю в игровой форме познакомить учащихся с различными профессиями людей. Дети впервые задумаются над вопросом кем они хотят стать в будущем? Как получить ту или иную профессию? Сделают вывод, что все профессии важны, все профессии нужны!

воспитательная работа

group: Дисциплины

title: Классный час на тему: "Моя будущая профессия"


extracted_text:
Зачёт по ТПС
ТПС - 24
№1  БЛОК ТЕРМИНОВ
Врубки   –
Стены
Фундамент  –
Опалубка  –
№2 БЛОК ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ НА УРОКЕ
1. Из каких этапов состоит практическая работа.
2. Для чего выполняются чертежи.
3. Как формируется ответ для вывода.
№3 БЛОК ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ
4. Перечислите конструктивные элементы зданий.
5. Назовите виды врубок.
6. Какие размеры нужно знать для расчёта угловых соединений?
7. Назовите металлические крепёжные элементы.
8. Назовите виды угловых соединений.
9. Назовите дефекты угловых соединений.
10.Для каких целей возводят опалубку?
11.Назовите виды опалубки.
12.Перечислите виды ремонта деревянных конструкций.
№4 БЛОК ЗАДАЧ
13.Разметить шип и проушину для УК1 (брусок 40х40 по формуле S1=0.4S0;
S2=0.5(S0S1).
14.Рассчитать количество досок 200х6000 при устройстве опалубки ленточного
фундамента Lф= 100 м, hф=1,5 м.
№5 БЛОК ЗАЩИТЫ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАБОТ
15. По с/р №1 – Назовите виды перекрытий.
16.По с/р №2 – Назовите инструменты для выполнения врубок.
17.По с\р №3 –Назовите виды встроенной мебели.
18.По с/р №4 – Из каких элементов состоит опалубка для ленточного фундамента?
19.По с/р №5 – Что можно сделать при загнивании бруска оконной рамы?
Автор Харитонова Т.В., преподаватель специальных дисциплин ГБПОУ МО
Электростальский колледж

file_name: Зачёт по ТПС.doc

intro: карточка-задание по МДК.01.02. Технология плотничных соединений используется при обучении по профессии мастер ЖКХ или мастер столярно-плотничных работ, а также на уроках по технологии для мальчиков. Задание разбито на блоки, в которые включены термины, темы обучения, виды задач для расчёта плотничных соединений, краткие вопросы по самостоятельным работам курса.карточка-задание по технологии плотничных соединений

доп. образование взрослых

group: Другое

title: Зачёт по Технологии плотничных соединений


extracted_text:
Викторина к 100летию Российской Армии для 1011 классов
1 . Чем знаменита дата 24 июня 1945 года?
2. Старинная одежда у русского ратника?
3. Как называется воинское подразделение, расположенное в городе?
4.   В   каком   году   Красная   Армия   была   переименована   в   Советскую
Армию?
5. Какое почетное звание и значок существовали в СССР в 193241 гг
для выполнивших установленные нормативы в стрельбе из винтовки?
6. Почему именно 23.02. стало впоследствии Днем Советской Армии и
ВМФ?
7. Назовите имена русских полководцев и военачальников, с которыми
связаны победы русского оружия (до 1917г.)
8. Что такое камуфляж?
9. Кто четыре раза был удостоен звания Героя Советского Союза?
10.   Какое   подразделение   солдат   обозначается   тем   же   словом,   что   и
источник питания постоянного электрического тока?
11.   Как   прозвали   в   народе   гвардейский   миномет   «БМ13»   в   годы
Великой Отечественной войны?

file_name: викторина к 100-летию РА 10-11 класс.docx

intro: Данная викторина составлена для проведения внеклассного мероприятия, посвящённого 100-летию Российской Армии. В викторине можно принимать участие индивидуально, а можно группой. Для того, чтобы найти ответы на вопросы, можно воспользоваться интернет ресурсами, энциклопедией. Ответы на вопросы ребята сдают классному руководителю или в библиотеку.викторина к 100-летию Российской Армии для 10-11 классов


extracted_text:
Лекция № 1
Тема 1  Биохимия как базовая составляющая физико –химической биологии. Методы
биохимических исследований. Химический состав организмов. Характеристика основных классов
органических соединений. Функциональная биохимия субклеточных структур.
. ПЛАН
Биохимия как базовая составляющая физико – химической биологии. Предмет
Методы биохимических исследований.
Химический состав организмов.
Характеристика основных классов органических соединений.
Функциональная биохимия субклеточных структур. (Самостоятельно)
1.
биохимии.
2.
3.
4.
5.
Определение:  Биологическая   химия  это  наука  о качественном составе,   количественном
содержании и преобразованиях  в жизненных процессах соединений, образующих живую материю.
Биохимия как наука оформилась во второй половине 19 века. В различных университетах
открылись кафедры биохимии и преподавание этого предмета стало обязательным для биологов и
химиков.
Биохимия   сформировалась   на   основе   достижений   органической   химии   (интенсивно
осуществлялся процесс изучения природных соединений) и физиологии исследования в области
исследования процессов, протекающих в живых организмах.
 Последние годы биохимия бурно развивается т.к. развиваются и совершенствуются методы
исследования биологических систем.
(Пастер –брожение химизм  изучен только в наше время).
Статистическую – изучение химического состава;
Биохимия подразделяется на
Динамическую  –   изучение   превращений   химических   соединений   и   связанного   с   этим
энергетического обмена.
Функциональную –  этот раздел биохимии выясняет связи   между строением химических
соединений и процессами их видоизменения. (например – действие гормонов).
В зависимости от объекта исследования биохимия распадается  на :
 Общую биохимию рассматривает закономерности строения , содержания и преобразования
органических веществ в процессе жизнедеятельности организмов.
Биоорганическая химия – выясняет физико  химические основы функционирования систем
клетки   используя   различные   химические   методы   (структурный,   стереохимический   анализ,
разработку   технологических   методов   получения   природных   веществ   и   их   химических
модификаций в связи с их биологической функцией).
Биохимия животных
Биохимия растений
Биохимия микроорганизмов
Медицинская биохимия  – изучает состав и превращения веществ и энергии в организме
человека в норме и паталогии.
Существуют более узкие области  биохимии:
Биохимия крови, биохимия нервной ткани, биохимия молока и т.д.
Техническая   биохимия   –   изучает   превращения   при   производстве   и   хранении   пищевых
продуктов.
Радиационная   биохимия   –   изучает   изменения   состава   и   обмена   веществ   и   энергии   в
организме при воздействии радиации.
Космическая биохимия Квантовая биохимия – изучает электронные характеристика и веществ и их изменение.
Методы биохимических исследований
Биохимия располагает специфическими методами  исследований
Общей чертой исследований является то, что химическое соединение или набор химических
соединений   вводят   в   обьект,   обладающий   свойствами   живого   и   изучают   их   превращения   т.е.
изучают механизм обмена веществ.
В качестве обьектов или систем  исследования используются  целые  организмы, тканевые
срезы, выделенные субклеточные структуры.
Судьба   химических   веществ
  прослеживается   различными   химическими   и   физико
химическими методами :
Рентгеноструктурный анализ
Электронная микроскопия,
 Газовая, жидкостная, гелевая, капилярная хроматография,
Афинная хроматогграфия
Спектрофотометрия
Электрофорез
Метод молекулярных сит
ЯМР
Метод дисперсии магнитооптического вращения и т. д.
Для изучения структур и функций полимеров широко используются иммуннохимические и
радиоиммуннологические методы, метод адресованных реагентов, методы гибридизации и т д.
В настоящее время биохимики уделяют большое внимание изучению функций субклеточных
структур: ядру, митохондриям, рибосомам, пластидам, лизосомам и т .д.
Разработаны препаративные методы разделения этих структур ультрацентрифугированием.
Органический   и   неорганический   мир   по   набору   химических   элементов   отличаются
незначительно,   т.к.   неживая   природа   поставляет   исходный   материал   для   построения   молекул
живого организма.
В   организме   человека   и   животных   обнаружено   около   70   элементов   таблицы   Д.И.
Менделеева.
  Количественное   содержание   химических   элементов   в   организме   неодинаково   но   по
количеству можно разделить на группы
макроэлементы О2 , С, N, Н  более 1%
олигоэлементы Са, Nа, Р, Cl, S, Fe. от 0,1 до 1 %.
Микроэлементы Zn, Mn, Co, Cu,  Br,  I – до 0,01%
ультрамикроэлементы  Li, Ti, Sn, Se и т.д. – 10 –7 %
Содержание сухого вещества в клетке колеблется от 10 до 90%.
Содержание веществ в эукариотической клетке:
Белки до 75%  (для человека 45%)
Липиды до 10%
Клетчатка до 10 %
Нукл. кислоты до 9%
Зола  до10 % (для человека 3 кг).
В   составе   пищи   в   организм   должны   поступать   белки,   углеводы,   липиды,   минеральные
вещества и витамины.
Недостаток   в   том   или   ином   минеральном   веществе   встречается   редко,   поскольку
минеральные  вещества в достаточном количестве  содержатся в пище и питьевой воде. Но для
некоторых   минеральных   веществ   имеются   эндемические   зоны,   которые   характеризуются
недостатком какоголибо минерального элемента (например, иода или фтора). Питательные  вещества,  поступающие в клетку, используются в различных направлениях:
получение энергии, синтез новых «строительных блоков».
Из простых элементов в организме как кирпичики образуются сложные соединения : белки,
углеводы, нуклеиновые кислоты, липиды, ферменты, гормоны, биологически активные вещества.
Белки     это   высокомолекулярные   азотсодержащие   вещества,   линейные   гетерополимеры,
состоящие   из   остатков   аминокислот,   связанных   между   собой   пептидной   связью.
Последовательность аминокислот в молекуле белка детерминирована генетчески
Для построения белков используется 20 из них, хотя в метаболизме организма человека
участвует большее количество аминокислот.
Эти   аминокислоты   имеют   несколько   общих   признаков   строения   (общие   свойства
аминокислот):

 1.   Все   они   являются   альфааминокислотами.   Аминогруппа   общей   части   всех
аминокислот присоединена к альфауглеродному атому.
Между аминокислотами образуется пептидная связь, формируется полипептидная цепочка
биополимер.
Пептидная связь Углеводы.
 Термин   «Углеводы»,   предложенный   в   Х1Х   столетии,   был   основан   на
предположении, что все углеводы содержат 2 компонента – углерод и воду, и их элементарный
состав можно выразить общей формулой Сm(H2O)n.
Сейчас   известны   углеводы   несколько   другого   состава,   но   такое     определение   позволяет
наиболее просто охарактеризовать класс углеводов в целом.
Углеводы  это органические соединения, содержащие альдегидную или кетонную группу и

гидроксилов.

несколько
Углеводы подразделяются на альдозы и кетозы.
спиртовых
Альдозы содержат функциональную альдегидную группу –НС=О,
кетозы содержат кетонную группу >С=О.
Название   моносахарида   зависит   от   числа   составляющих   его   углеводных   атомов,   например
альдотриозы, кетотриозы, альдогексозы, кетогексозы и т.д.
Моносахариды по строению относятся к простым углеводам, т.к. они не гидролизуются при
переваривании. Сложные углеводы  при гидролизе распадаются с образованием простых углеводов.
Простейшие представители моносахаридов – триозы: глицеральдегид и диоксиацетонфосфат:
H
C
CHOH
O

CH2OH
      глицеральдегид                       диоксиацетон
CH2OH
C
O
CH2OH Большинство молекул углеводов находится в виде циклических структур:

Пятичленные  циклы  (из  четырех   атомов  С  и  одного  атома  О)  называются  фуранозными
циклами, характерен для ряда пентоз.
Шестичленные (из пяти атомов С и одного атома О) называются пиранозными , характерен
для ряда гексоз.
Олигосахариды – углеводы, молекулы которых содержат от 2 до 10 остатков моносахаридов,
соединенных   гликозидными   связями.   В   соответствии   с   этим   различают   дисахариды,
трисахариды и т.д.
Дисахариды – наиболее широко известна мальтоза, лактоза и сахароза.
Мальтоза  образуется как промежуточный продукт при действии амилаз на крахмал   или
гликоген, содержит 2 остатка αDглюкозы.
Сахароза.  Одним   из   наиболее   распространенных   дисахаридов   является   обычный   пищевой
сахар. Молекула сахарозы состоит из одного остатка Dглюкозы и одного остатка Dфруктозы. В
отличие от большинства дисахаридов сахароза не имеет свободного полуацетального гидроксила и
не обладает восстанавливающими свойствами. Гидролиз сахарозы приводит к образованию смеси,
которую  называют инвертным сахаром.
Лактоза.  Дисахарид лактоза содержится только в молоке и состоит из  Dгалактозы и  D
глюкоза. Полисахариды – высокомолекулярные продукты поликонденсации моносахаридов, связанных
друг   с   другом   гликозидными   связями   и   образующие   линейные   или   разветвленные   цепи.
Гомополисахариды состоят из моносахаридных единиц только одного типа. Гетерополисахариды
содержат два и более типов мономерных звеньев.
Крахмал. Это высокомолекулярное соединение, включающее сотни тысяч остатков глюкозы,
1 6связями Он является главным резервным полисахаридом
α → α →
1 4,
связанных между собой
растений.
Гликоген. При гидролизе гликоген расщепляется с образованием сначала декстринов, затем
Гликоген
мальтозы и глюкозы.
Нуклеиновые   кислоты  –   биосополимеры,   состоящие   из   пуринового   или   пиримидинового
основания,   углеводов   (рибозы   и   дезоксирибозы)   и   фосфатных   групп;   они   входят   в   состав
клеточного ядра (nucleus),  нуклеотиды.
Мономерами нуклеиновых кислот являются нуклеотиды, состоящие из трех компонентов: сахара
(пентоза), фосфата и азотистого основания (производное пурина или пиримидина).   Соединение
нуклеотидов в макромолекулу нуклеиновой кислоты происходит путем взаимодействия фосфата
одного нуклеотида с гидроксилом другого, так что между ними устанавливается фосфодиэфирная
связь.
Различают   два   вида:   ДНК   и   РНК.   Носителем   генетической   информации   является   ДНК,   В
хромосомах ДНК упакована специальными  белками   гистонами,  которые не мешают процессу
считывания
Пуриновые основания: аденин и гуанин: аденин (А)
        гуанин (Г)
Пиримидиновые основания: цитозин, урацил, тимин:

цитозин (Ц)         урацил (У)
        тимин (Т)
В состав мононуклеотидов обычно входят Dрибоза (в форме  Dрибофуранозы), глюкоза (редко)
и  D2дезоксирибоза:
β
β

β
Dрибоза

β
Dдезоксирибоза
Пентозы первым углеродным атомом соединяются с соответствующим основанием: с пуриновым по
его 9му атому азота, с пиримидиновым – по 3му атому азота, пятым углеродным атомом эфирной
связью соединяются с монофосфорной, дифосфорной или трифосфорной кислотами. При этом
образуются АМФ,АДФ, АТФ. Монофосфатнуклеозиды за счет конденсации ОНгрупп фосфорных
кислот   одного   нуклеотида   и     ОНгрупп   пентоз   другого     нуклеотида   образуется     нуклеиновая
кислота. аденозин1рибо3монофосфат (АМФ)         гуанозин1рибо2дифосфат (ГДФ)

аденозин1дезокси3монофосфат
(АДФ)

β
Dгуанозин1дизокси3трифосфат (ГДФ) Липиды — большая группа природных органических соединений, широко распространенных среди живых
организмов, нерастворимы в воде, растворимы в неполярных растворителях (эфире, хлороформе и бензоле).
Липиды играют важную роль в процессах жизнедеятельности. Они входят в состав клеточных
мембран, влияют на их проницаемость, участвуют в образовании межклеточных контактов и
передаче нервного им пульса. Жиры являются источниками энергии. Липиды классифицируются
Простые липиды — сложные эфиры жирных кислот и глицерина. воски — сложные эфиры высших
жирных кислот и одно или двухатомных спиртов. стериды – сложные эфиры  вжк и спирта стерола.
Сложные липиды — сложные эфиры жирных кислот и спиртов, содержащие дополнительные
группы. фосфолипиды — липиды, содержащие остаток фосфорной кислоты. Часто они содержат азотистые
основания. сфинголипиды спирт   сфингозин
Жирные кислоты — алифатические карбоновые кислоты. Жирные кислоты с числом углеродных атомов
больше 12 называют высшими жирными кислотами. В тканях человека и животных присутствует около 70
разных жирных кислот.
Наиболее   важные   жирные   кислоты   предельные   пальмитиновая  (С16),    стеариновая  (С18).  (С18).
Непредельные:  капроновая (С6), каприловая (С8), каприновая (l' 10), лауриновая (С12), миристиновая (С14),
арахиновая (С20), бегеновая (С22)

file_name: Лекция №1.doc

intro:
Тема 1  Биохимия как базовая составляющая физико –химической биологии. Методы биохимических исследований. Химический состав организмов. Характеристика основных классов органических соединений. Функциональная биохимия субклеточных структур.
. ПЛАН
1.	Биохимия как базовая составляющая физико – химической биологии. Предмет биохимии.
2.	Методы биохимических исследований.
3.	Химический состав организмов.
4.	Характеристика основных классов органических соединений.
5.	Функциональная биохимия субклеточных структур. (Самостоятельно)

Определение: Биологическая химия это наука о качественном составе, количественном содержании и преобразованиях  в жизненных процессах соединений, образующих живую материю.
Биохимия как наука оформилась во второй половине 19 века. В различных университетах открылись кафедры биохимии и преподавание этого предмета стало обязательным для биологов и химиков.
Биохимия сформировалась на основе достижений органической химии (интенсивно осуществлялся процесс изучения природных соединений) и физиологии исследования в области исследования процессов, протекающих в живых организмах.
 Последние годы биохимия бурно развивается т.к. развиваются и совершенствуются методы исследования биологических систем.

title: Лекция № 1


extracted_text:
Тема. Обмен веществ и энергии в живых системах
Лекция № 5.
План:
1. Обмен веществ и энергии – неотъемлемое свойство живого.
2. Анаболизм и катаболизм.
3. Энергетика обмена веществ. Макроэргические соединения и макроэргические
связи.
4. Роль   АТФ   в   энергетическом   обмене.   Аккумулятор,   трансформатор   и
проводник энергии в организме.
Обмен веществ и энергии – неотъемлемое свойство живого.
Обмен веществ и энергии составляет сущность жизнедеятельности любого организма.
Для самого явления жизни характерен постоянный обмен веществ с окружающей внешней
природой. Живое остается живым до тех пор, пока оно способно строить самое себя  из
веществ окружающей среды; живая материя поддерживает собственное  существование
путем постоянного и непрерывно протекающего с той или иной  скоростью поглощения
химических соединений из внешнего по отношению  к ней мира, преобразования их в
конституционные   элементы   своего   тела   или  более   простые   соединения   и,   наконец,
выведения  во  внешнее пространство  продуктов   распада  как   собственного  тела,  так   и
преобразованных в процессе жизнедеятельности веществ.
Обмен   веществ    это   непрерывный,   самосовершающийся   и   саморегулируемый
круговорот   веществ,   протекающий   в   процессе   существования   живой   материи   и
сопровождающийся ее постоянным самообновлением.
Обмен   веществ   есть   закономерный,   самосовершающийся  процесс   превращения
материи в живых телах.
Преобразование химических соединений, взаимодействие их друг с другом, разрушение
одних и построение других происходит и в неживой материи. Однако при этом неживая
система любого типа не самообновляется, а лишь видоизменяется.
С точки зрения  термодинамики наиболее существенным свойством живых организмов
является устойчивая термодинамическая неравновесность и способность поддерживать ее
на определенном уровне.
Жизнь   определяют  как   способ   существования   динамически   самосохраняющейся
формы материи  живой природы, сущность которого сводится к грандиозному процессу
циклической   трансформации   органического   вещества,   основанному   на   взаимодействии
синтеза и распада живой природы, т. е. биотическом круговороте. В По мере изучения
жизни   наши   представления   о   роли   отдельных,   конкретных   химических   соединений   и
значении тех или иных процессов в ее осуществлении, будут неизбежно изменяться.
Анаболизм и катаболизм.
Та   часть   общего   процесса   обмена   веществ,   которая   выражается  в  поглощении,
накоплении, усвоении организмом веществ окружающей среды  и создании, синтезе за их   счет   структурных   единиц   своего   тела,   называется  анаболизмом  или
ассимиляцией.
Та часть общего процесса обмена веществ, которая состоит в разрушении веществ,
составляющих   организм,  в  распаде   элементов   живого   тела   и   выведении   продуктов
этого   распада   из   организма,   называется  катаболизмом  или  диссимиляцией.
Следовательно,  обмен   веществ   есть  единство   противоположных   процессов   питания   и
выделения, усвоения и разрушения, синтеза и распада.
Обмен   веществ   представляет   собой   сочетание   многих   разнообразных   и
противоположных процессов. Одни из них представляют процессы физиологические
(питание, выделение и т. п.), другие  физические (сорбция, перенос и т. п.), третьи
химические (распад, синтез и т. п.).
Часть процессов обмена веществ в организме, которая заключается в осуществлении
химических   реакций,   ведущих   к   преобразованию   индивидуальных   химических   со
единений   при   их   распаде   и   синтезе  в  процессе   жизнедеятельности   организма,
называется  промежуточным   обменом   веществ  или  метаболизмом.   Вещества   ,
образующиеся   процессе   обмена   ,   называются   метаболитами.   Промежуточный   обмен
веществ изучает динамическая биохимия.
Масштабы обмена веществ в живой природе огромны. Биомасса Земли, составляющая,
по   подсчетам   ученых,   от   1,8•1012  до   2,4•1012  т.   (в   пересчете   на   сухое   вещество),
непрерывно   обновляет   свой   состав,   поглощая  и  выделяя   огромные   количества
химических веществ. Растения Земли за год усваивают из атмосферы около 650 млрд.
т.  СО2  и  выделяют   в  атмосферу   около  350  млрд.  т  О2.  За  этот   же   срок   растения
извлекают из почвы около 5 млрд.  т.  N, около 1 млрд.  т.  Р и 1015 млрд. т. других
минеральных элементов, образуя около  380 млрд.  т.  биомассы (в расчете  на сухое
вещество). Только свободно живущие в почве азотфиксирующие  микроорганизмы  и
клубеньковые бактерии ежегодно связывают около 100 млн. т. молекулярного N из
воздуха.   За   2000   лет   весь   О2  атмосферы   Земли   проходит   через   живое   вещество.
Выделение   кислорода  в  результате   фотосинтеза,   протекающего   в   растениях,
водорослях и фотосинтезирующих бактериях, составляет от 2 тыс. до 5 тыс. т. в одну
секунду. Ежедневно на Земле разрушается до СО2 и Н2О около 1 млрд. т. органических
соединений.
Клетка,   имеющая   сложнейшую   внутреннюю   организацию,   содержит   нескольких
тысяч различных веществ.
В бактериальной  клетке    находится     около     300 млн.     молекул     органических
соединений     примерно   5000   наименований   и   громадное   число   молекул   воды   и
неорганических солей. Они не только закономерно расположены в клеточном объеме,
но и находятся в постоянном физическом и химическом движении.
Химические   вещества  в   клетке   подвергаются    непрерывным   преобразованиям   в
результате многочисленных реакций распада и синтеза белков, нуклеиновых кислот,
углеводов,   липидов  и  т.   п.   Все   эти   реакции   ускоряются   сотнями   ферментов   и
осуществляются   согласованно   во   времени   и   пространстве,   а   самое   главное      они
совершаются с огромными скоростями и саморегулируются.
Тип   обмена   веществ   складывается  в  процессе   жизнедеятельности   организма   как
единство внутренних (консервативных) и внешних (изменчивых) факторов. Энергетика   обмена   веществ.
макроэргические связи.
  Макроэргические   соединения   и
Обмен   веществ   невозможен   без   сопутствующего   ему   обмена   энергии.   Каждое
органическое соединение, входящее  в  состав живой материи, обладает  определенным
запасом потенциальной энергии,  за  счет которой может быть совершена работа. Эту
энергию   называют  свободной   энергией.  Уровни   свободной   энергии   индивидуальных
исходных   веществ   и   продуктов   реакции   различны.   Поэтому,   в   результате   обмена
веществ   происходит   перераспределение   свободной   энергии   между   компонентами
реакционной смеси, т. е. протекает обмен энергией между веществами.
Главными материальными носителями свободной энергии в органических веществах
являются химические связи между атомами.
При   распаде   некоторых   связей   уровень   свободной   энергии  в  молекулах   ряда
органических соединений изменяется в большей степени, чем при распаде химической
связи  и составляет 2550 кДж/моль и более.
Такие   соединения   называются  макроэргическими   соединениями,   а   связи
макроэргическими связями и обозначают значком  ~.
Макроэргические   связи   представлены   преимущественно  сложноэфирными,  в   том
числе и тиоэфирными, ангидридными и фосфоамидными связями.
Почти все известные соединения с макроэргическими связями содержат атомы Р и
S, по месту которых в молекуле эти связи локализованы
Энергия,   которая   высвобождается   при   разрыве   макроэргических   связей,
поглощается   при   синтезе   органических   соединений   с   более   высоким   уровнем
свободной   энергии,   чем   исходные.   Запасы   макроэргических   веществ   в   организме
пополняются   путем   аккумулирования   энергии,   выделяющейся   при   окислении
соединений.
Таким   образом,   макроэргические   вещества   выполняют   функцию   и   доноров,   и
акцепторов   энергии   в   обмене   веществ;   они   служат   как   аккумуляторами,   так   и
проводниками энергии в биохимических процессах.
Макроэргические соединения выполняют роль трансформаторов энергии, так как
они   способны   преобразовывать   стационарную   форму   энергии   химической   связи   в
мобильную, т. е. в энергию возбужденного состояния молекулы.
Трансформация   одного   вида   энергии   в   другой   осуществляется   в   организмах   в
морфологически   разнообразных   элементах   –   хлоропластах.   Мыщцах,   рецепторных
аппаратах тканей и органов, сетчатке глаза и др.
.
Роль   АТФ   в   энергетическом   обмене.   Аккумулятор,   трансформатор   и
проводник энергии в организме.
Стандартная свободная энергия гидролиза некоторых органических соединений :
Фосфоенолпировиноградная кислота  ∆G = 61,7кДж/моль
Карбомоилфосфат                                 ∆G = 51,5 кДж/моль
1,3 дифосфоглицериновая кислота       ∆G = 49,1 кДж/моль АТФ
АДФ
Глюкозо1фосфат
Фруктозо1 фосфат
∆G = 32,5 кДж/моль
∆G = 28,3 кДж/моль
∆G = 20,8 кДж/моль
∆G = 13,8 кДж/моль
Несмотря на то, что молекула аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) не является
наиболее богатой энергией, но она  наиболее  важное макроэргическое  соединение в
организме. Впервые внимание на ее роль в энергетическом обеспечении химических
процессов обратил Ф. Липманн (19391941). В клетке АТФ является главным донором,
акцептором и трансформатором энергии.
За сутки в организме образуется и распадается около  60 кг АТФ. Запас в клетке
АТФ может обеспечить энергией работу клетки в течении нескольких секунд.
Молекула   АТФ   осуществляет  трансформацию
энергии,   в   связи   со   специфическим   белком.
Закрепление
 АТФ   на   белковой   молекуле
сопровождается   сближением   трифосфатной   части
молекулы с пуриновой ее частью. Выделяющаяся при
распаде   макроэргической   связи   между   остатками
фосфорной   кислоты   энергия   передается   на
пуриновую   часть   молекулы.   Она   трансформируется
при   этом   в   мобильную   энергию  возбуждения
электронов   системы   сопряженных   двойных   связей
пуринового   цикла,  откуда   поступает   далее   к   месту
химической   реакции,   переводя   в   возбужденное
состояние   электроны   преобразуемого   органического   соединения.   Это   обеспечивает
последнему повышенную реакционную способность.
Рис. 1 Трансформация
энергии в молекуле АТФ
В клетке образование АТФ происходит в ходе процессов:
Передача энергии от макроэргов:
1. ФЕП + АДФ …..ПВК + АТФ
Способ образования – субстратное фосфорилирование
2. Образование АТФ в процессе сопряженного фосфорилирования за счет  энергии
окисления или гликолиза
Окисление:  НАДН2 + АДФ + Н3РО4……НАД + АТФ+ Н2О
3. Миокиназная реакция
2АДФ ……..АТФ + АМФ. Рассмотрение   механизма   трансформации   и   передачи   энергии   при   распаде  АТФ  и
аналогичных   ей   макроэргических   соединений   позволяет   понять   одно   из  элементарных
фундаментальных   свойств   живой   материи.   Оно   состоит   в   том,
 что   в   системах,
обладающих свойствами живого, энергия, необходимая для  осуществления химической
реакции, будучи высвобождена в одной точке, может быть передана в другую точку, где
она непосредственно используется. Это значит, что в живой природе нет необходимости в
соударении   (что   является   характерным   свойством   реакций  в   неживой   природе)
молекулы,   поставляющей   энергию,   с   молекулой,   нуждающейся   в   энергии.   Это
принципиально отличает ход химического процесса  в живых объектах от такового в
неживых.
Рис. 2 Превращение энергии в живой
природе.
Общие закономерности трансформации энергии в живых системах. Обмен энергии в
процессе жизнедеятельности не исчерпывается превращением химической энергии в
другие виды ее и наоборот
Таким   образом,   обмен   веществ   и   энергии   представляет   единый,   неразрывный
процесс,   где   видоизменение   вещества   всегда   сопровождается   выделением   или
поглощением свободной энергии и где выделившаяся или поглотившаяся в том или
ином количестве энергия обеспечивает распад или синтез химических связей, т. е. по
существу видоизменение самих веществ.
Следовательно,   закономерности   обмена   веществ   и   энергии   в   живой   природе
являются частным случаем общего закона сохранения материи и энергии.

file_name: лекция Обмен веществ и энергии.doc

intro:
1.	Обмен веществ и энергии – неотъемлемое свойство живого.
2.	Анаболизм и катаболизм.
3.	Энергетика обмена веществ. Макроэргические соединения и макроэргические связи.
4.	Роль АТФ в энергетическом обмене. Аккумулятор, трансформатор и проводник энергии в организме.

Обмен веществ и энергии – неотъемлемое свойство живого.

Обмен веществ и энергии состав¬ляет сущность жизнедеятельности любого организма. Для самого явления жизни характерен постоянный обмен веществ с окружающей внешней приро¬дой. Живое остается живым до тех пор, пока оно способно строить самое себя из веществ окружающей среды; живая материя поддерживает собственное существование путем постоянного и непрерывно протекающего с той или иной скоростью поглощения химических соединений из внешнего по отношению к ней мира, преобразования их в конституционные элементы своего тела или более простые соединения и, наконец, выведения во внешнее пространство продуктов распада как собственного тела, так и преобразованных в процессе жизнедеятельности веществ.