Роль белков в жизни – 16.Роль белков в жизнедеятельности организма, источники, потребность. Пути повышения белковой полноценности питания. Искусственные продукты.

0

Роль белков в организме человека. Белки, дефицит и избыток

Содержание статьи

Белки описание

Белок, он же протеин, он же полипептид- состоящее из цепочки аминокислот высокомолекулярное вещество.
Количество определенных аминокислот из которых состоит белок у людей определяется генетическим кодом.
Человеческое здоровое тело должно состоять примерно на 17% из белков, из этого, примерно 50 процентов это мышцы, двадцать это кости и десять-кожа.

Животный белок

Белки являются одним из самых важных составляющий человеческого организма, они выполняют всевозможные нужные для полноценного функционирования организма функции, исполняют функции ферментов и гормонов. Например запускают биохимические процессы играющих важные роли в обмене веществ и иммунитете, выстраивают и поддерживают структуру и форму клеток, осуществляют взаимодействие клеток между собой по средствам сигналов, защищают организм., блокируют токсины(своеобразная детоксикация), ферменты печени расщепляют и выводят из организма разные яды, иммуноглобулины обезвреживают вредоносные бактерии и вирусы.Обеспечивают сокращение мышц.

Например:

  • Кератин является основой производных эпидермиса.
  • Калоген основной белок межклеточного вещества всех соединительных тканей
  • Инсулин регулятор концентрации глюкозы в составе крови
  • Гемоглобин(транспортный белок) транспортирует кислород от легких ко всем остальным тканям и углекислый газ обратно

При правильном питании нужно не забывать про важность белков. В организме не синтезируется часть нужных для построения белка аминокислот(незаменимые белки их всего 9), именно их и необходимо восполнять с пищей.

Источники белка

Продукты содержащие большое количество белка:

  • Мясо животных и птиц
  • Рыбу
  • Кисломолочные продукты
  • Всевозможные орехи
  • Бобовые и зерновые культуры

Некоторые люди, которые исключили из своего рациона полностью мясные продукты или, того больше, все животные белки должны проявлять не дюжую изобретательность в восполненьях столь необходимых белков и далеко не у всех это получается.
Можно применять пищу содержащею растительный белок (здесь лидер по количеству белка- соя, так же авокадо можно сопоставить свежему коровьему молоку) для получения нужных аминокислот в различных сочетаниях, таких как:

  1. Грибы вместе со злаками
  2. Грибы с орехами
  3. Злаковые вместе с бобовыми
  4. Бобовые вместе с орехами
  5. Комбинации из различных бобовых

Главное чтобы продукты содержащие белки разных видов сочетались в единовременном приеме пищи.

Белки, так как они состоят из довольно крупных молекул процесс переваривания их организмом происходит значительно труднее чем, к примеру, у углеводов, но и чувство сытости сохраняется на более долгий срок.

Коэффициент усвояемости белка

Вот часть полноценных белков в зависимости от коэффициента усвояемости, наилучшая усвояемость у белков с коэффициентом 1.0:

Яичный белок
  • Молоко 1.00
  • Изолированный соевый белок 1.00
  • Яйца куриные 1.00
  • Говядина 0.92
  • Гороховая мука 0.69
  • Фасоль консервированная 0.68
  • Овес 0.57
  • Чечевица 0.52
  • Арахис 0.52
  • Пшеница 0.40

Если возникают проблемы с перевариванием можно употреблять белок куриных яиц(это эталон полноценного белка) или кисломолочные продукты, так как они содержат белок в наиболее легкой и усвояемой форме
В пищеварительном процессе происходит процесс распада белка на составляющие аминокислоты при воздействии ферментов для дальнейшего построения собственных белков из них, либо преобразования в энергию.
Общепринятых норм по потреблению белков нет, так как толстый кишечник в своей микрофлоре синтезирует аминокислоты не учитывающиеся в белковых нормах.

Следует помнить:

При переизбытке белка наша печень преобразовывает их в жиры, так сказать, про запас, чтобы сохранить этот источник энергии на нужный момент.

Исходя из таблиц расчета идеальной массы тела можно увидеть что рекомендуемая потребность в белке для совершеннолетнего человека составляет 0,8 грамм на каждый килограмм веса. Т.е. при 100кг веса человек в день должен употреблять примерно 80 гр белка
Некоторые диетологи указывают на то, что в ежедневном рационе человека белковая пища должна брать на себя примерно 15 из 100% потребляемых калорий, и на каждый грамм употребленного белка следует принимать примерно один миллиграмм Витамина С, белка усвоится равно столько, на сколько хватит содержащегося в организме витамина. Конечно это правило может изменятся в зависимости от сферы деятельности и образа жизни
конкретного человека.
Во время болезней, физических нагрузках, зимой, в детстве, когда организм усиленно растет и развивается требуемая доза возрастает Летом, с возрастом при подагре и остальных болезнях связанных с не усвоением белков их организму требуется меньше

Белок в продуктах питания

 

Продукты содержащие белки список продуктов. Содержание белка в некоторых продуктах на 100 гр веса, примерно:

 

  • Желатин-87гр
  • Колбаса полукопчёная-24 гр
  • Горох чищеный-23
  • гр Тунец-22,7 гр
  • Фасоль-22 гр
  • Какао порошок-24 гр
  • Арахис-26 гр
  • Сухое молоко-28,5 гр
  • Икра черная-29 гр
  • Тыквенные семечки-30 гр
  • Соя -35 гр
  • Соевая мука обезжиренная -54гр
  • Фисташки-21 гр
  • Запеченная индейка-30 гр
  • Рыбный паштет 22
  • Форель-22
  • Свиная печень 20 гр

Дефицит белка

Если белка не хватает в организме возникает:
Чувство потери энергии, ослабленности, снижение работоспособности. Может снизится количество некоторых половых гормонов, ослабляется иммунитет, нарушаются функционирование внутренних органов организма,ухудшаются обменные процессы, атрофия мышц, замедление роста.

Излишки белка

Если его слишком много:
Вымывается кальций из костей из-за закисления организма что приводит к повышенной хрупкости. Отеки, из-за нарушения водного баланса. Витамины перестают усваиваться организмом. Подагра. Нарастают жировые прослойки, увеличивается нездоровый вес тела

Чтоб избежать нежелательных последствий для организма, оставаться в отличной физической форме, быть красивым и подтянутым желательно совмещать употребление пищи богатой белком с физическими нагрузками и помнить «Всего должно быть в меру»

Zdobraz.ru , февраль 2017

Просмотров 228, за сегодня 1

16.Роль белков в жизнедеятельности организма, источники, потребность. Пути повышения белковой полноценности питания. Искусственные продукты.

Белки относятся к незаменимым веществам, необходимым для жизни, роста и развития организма. Недостаточность белка в организме приводит к развитию алиментарных (от лат. alimentum — пища) заболеваний.

Белки используются:

– как пластический материал для построения различных тканей и клеток организма, гормонов, ферментов, антител и специфических белков.

-необходимый фон для нормального обмена в организме других веществ, в частности витаминов, минеральных солей.

-участвуют и в поддержании энергетического баланса организма.

-За счет белка восполняется 11 —13% затраченной энергии.

Классификация Все белки принято делить на

1). простые (протеины) соединения, включающие в свой состав лишь полипептидные цепи,

2). сложные (протеиды) соединения, в которых наряду с белковой молекулой имеется также небелковая часть, так называемая простетическая группа.

К числу простых белков относятся альбумины, глобулины, глютелины. Альбумины и глобулины составляют основную часть белков сыворотки крови, молока и яичного белка. Глютелины относятся к растительным белкам и характеризуются низким содержанием таких аминокислот, как лизин, метионин и триптофан.

К сложным белкам относятся нуклеопротеиды, гликопротеиды, липопротеиды, фосфопротеиды, простетическую группу которых составляют нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы, фосфорная кислота и др.

Белок составляет основу протоплазмы и ядер клеток, а также межклеточных веществ. Важное значение имеют специфические белки. Например, белок глобин входит в состав гемоглобина эритроцитов и способствует осуществлению дыхательной функции организма. Миозин и актин обеспечивают мышечное сокращение, у – глобулины образуют антитела, которые предохраняют организм от возбудителей инфекционных болезней. Белок, образующий с каротином зрительный пурпур (родопсин) сетчатки глаза, обеспечивает нормальное восприятие света.

Основными составными частями и структурными компонентами белковой молекулы являются аминокислоты. Биологические свойства белков определяются их аминокислотным составом и усвояемостью.

Пищевая ценность белков определяется

-качественным

-и количественным соотношением отдельных аминокислот, образующих белок.

Белки пищи в процессе пищеварения распадаются на аминокислоты, которые, поступая из кишечника в кровь и далее в ткани, используются для синтеза белка организма.

Из 80 известных аминокислот в науке о питании интерес представляют 22—25 аминокислот, которые наиболее часто представлены в белках продуктов питания, используемых человеком.

Различают заменимые и незаменимые аминокислоты.

Заменимые аминокислоты могут синтезироваться в организме. К ним относятся: аланин, аспарагиновая кислота, пролин, серии, тирозин, цистин, цистеин и др.

Незаменимые аминокислоты в организме не синтезируются и могут поступать только с продуктами питания. В настоящее время незаменимыми считаются 9 аминокислот: валин, гистидин, метионин, триптофан, треонин, фенилаланин, лизин, лейцин, изолейцин.

Наиболее полный комплекс незаменимых аминокислот содержат белки животного происхождения (мясо, рыба, яйца, молоко, молочные продукты).

Для полного и наиболее оптимального удовлетворения потребности организма в аминокислотах 60% суточного количества белка у взрослого человека и 80% у детей должно поступать за счет продуктов животного происхождения.

Потребность в белке зависит от

-возраста,

-пола,

-характера трудовой деятельности и т. д.

Белковыми резервами организм не обладает и требует постоянного поступления белка с пищей. В зависимости от характера труда (тяжесть выполняемой работы) рекомендовалось считать нормой 110—130 г белков в день.

Говоря о потребности в белке, необходимо сказать об азотистом балансе организма. Различают

-азотистое равновесие,

-положительный азотистые балансы

-отрицательный азотистые балансы

Для улучшения аминокислотного состава пищевых продуктов в настоящее время предлагаются различные методы их обогащения. Например, апробируется обогащение круп, макаронных изделий за счет добавления белка обезжиренного молока — казеина. Разрабатываются условия получения белковых обогатителей из непищевых отходов: хлопкового, подсолнечного жмыха и т. д.

Роль белков, жиров и углеводов в организме человека

Питание это основа нашей жизни. Именно из пищи мы ежедневно получаем самые разнообразные и необходимые нам вещества. Питание обеспечивает развитие человека, процессы роста, физическую и умственную активность, настроение, и, в конечном счете, качество всей нашей жизни. Для обеспечения внутреннего баланса организма в нашем распоряжении есть три компонента: белки, жиры и углеводы.

Суточная потребность человека в этих компонентах может разниться в зависимости от многих факторов, например пол, вес, возраст, уровень физической активности и др.

Белки.

Белки представляют собой важнейшую составляющую часть пищи. Это своего рода строительный материал, обеспечивающий создание и обмен клеток и тканей организма, обмена веществ.

При недостаточности белков в пище появляется повышенная восприимчивость организма к инфекционным заболеваниям, также может нарушаться деятельность нервной системы, печени и других органов.

Физиологическая потребность в белке для взрослого населения – от 65 до 117 г/сутки для мужчин и от 58 до 87 г/сутки для женщин.

Физиологическая потребность в белке детей до 1 года – 2,2 – 2,9 г/кг массы тела, детей старше 1 года от 36 до 87 г/сутки.

1 грамм белка при окислении в организме даёт 4 ккал.

Белки подразделяются на белки животного и растительного происхождения.

Белки животного происхождения имеют очень высокую биологическую ценность, так как именно животные белки являются основными перевозчиками незаменимых аминокислот. Белки животного происхождения содержатся в молочных продуктах, во всех видах мяса, морепродуктах, яйцах.

Для взрослого человека рекомендуемая в суточном рационе доля белков животного происхождения от общего количества белков составляет 50 %, для детей 60 %.

Белки растительного происхождения, в отличие от животных содержат такой тип жира, который не позволяет увеличить уровень холестерина, и небольшое его количество помогает сократить каллорийность.

Белки растительного происхождения содержатся в овощах, фруктах, злаковых культурах.

Жиры.

Жиры это ещё одна важная составляющая нашего питания. Жиры это источник энергии. Они придают блюдам высокие вкусовые качества, тем самым способствуют возбуждению аппетита.

Физиологическая потребность в жирах – от 70 до 154 г/сутки для мужчин и от 60 до 102 г/сутки для женщин.

Физиологическая потребность в жирах – для детей до года 6 – 6,5 г/кг массы тела, для детей старше года – от 40 до 97 г/сутки.

Жиры подразделяются на два основных класса насыщенные и ненасыщенные.

Насыщенные жиры это жиры животного происхождения. К таким жирам относятся бараний, говяжий, свиной и ряд других. Насыщенные жиры участвуют в строении клеток. Поэтому избыточное потребление насыщенных жиров является важнейшим фактором риска развития диабета, ожирения, сердечно-сосудистых и других заболеваний.

Ненасыщенные жирные кислоты в основном содержатся в растительной пище, а также встречаются в морепродуктах.

Эти кислоты подразделяются на мононенасыщенные и полиненасыщенные. К мононенасыщенным кислотам относятся жиры рыб, морских млекопитающих, оливковое, кунжутное масла.

Физиологическая потребность в мононенасыщенных жирных кислотах для взрослых должно составлять 10% от калорийности суточного рациона.

1 грамм жира при окислении в организме даёт 9 ккал.

Полиненасыщенные жиры содержатся в подсолнечном, кукурузных маслах, в масле градских орехов, льняном, конопляном маслах, жирной морской рыбе.

Углеводы

Большую часть энергии, которая необходима для нормальной жизнедеятельности организма организм человека получает с углеводами.

Углеводы делятся на два основных класса: простые и сложные. Простые состоят из моносахаридов и олигосахаридов, сложные из полисахаридов и пищевых волокон.

К моносахаридам относятся глюкоза, фруктоза и галактоза. При снижении уровня глюкозы и наоборот высокой её концентрации наступает сонливость, потеря сознания. Моносахариды содержатся в чистом виде в овощах, фруктах, винограде, вишне, землянике, сливе, арбузе также в мёде.

Основными представителями олигосахаридов в питании человека являются сахароза и лактоза.

Самый распространённый вид сахарозы это сахар. Лактоза это так называемый молочный сахар. Она содержится в молочных и кисломолочный продуктах.

Полисахариды подразделяются на крахмальные полисахариды (крахмал и гликоген) и неусвояемые полисахариды пищевые волокна (клетчатка, пектины).

Физиологическая потребность в усвояемых углеводах для взрослого человека составляет 50 – 60% от энергетической суточной потребности (от 257 до 586 г/сутки).

Физиологическая потребность в углеводах – для детей до года 13 г/кг массы тела, для детей старше года от 170 до 420 г/сутки.

1 грамм углеводов при окислении в организме даёт 4 ккал.

Белки, жиры, углеводы играют очень важную роль, поэтому нельзя обеспечить полноценное существование и развитие организма без достаточного поступления питательных веществ, так как каждое из них выполняет свою функцию.

Тем, насколько правильно мы будем питаться, обусловлено состояние нашего здоровья, долголетие, счастливая жизнь.


Роль белков в жизнедеятельности организма

 Редко можно встретить человека, не слыхавшего о белках. О них упоминается почти во всех работах по питанию, о них же в своих выступлениях говорят диетологи – и медики, и натуропаты.

С точки зрения химика, белки – одни из самых сложных компонентов в пище. Значение их чрезвычайно велико, недаром Ф. Энгельс определил нашу биологическую жизнь как «способ существования белковых тел». В клетках человека их содержится в среднем около 20% от общей массы.

Одна из важнейших функций белков – строительная. Все органоиды клетки, мембраны и внеклеточные структуры в своей основе имеют белок. Нет белка – нет и органической жизни на Земле. (По крайней мере в том виде, в каком мы привыкли воспринимать жизнь.)

Белки выполняют и роль катализаторов (ферментов, или энзимов). Почти все химические превращения в живой природе протекают с участием ферментов. Причем каталитическая активность белков весьма специфична. Практически для каждой (!) реакции существуют свои ферменты. Без них реакции идти просто не могут, ведь энзимы ускоряют процессы в десятки и сотни миллионов раз.

Еще одна функция белков – транспортировка необходимых соединений или химических элементов. Гемоглобин, например, переносит кислород, доставляя его в самые удаленные уголки тела, он же транспортирует углекислый газ.

Двигаемся мы также благодаря белкам. Все движения, на которые способны живые организмы – от поворота листьев растений и биения жгутиков простейших до перемещений животных, – все без исключения производятся за счет специального сократительного белка.

Белки выполняют и защитную функцию. При попадании в организм чужих белков или клеток вырабатываются особые белки – антитела, которые связывают и обеззараживают чужеродные вещества.

И наконец, белки могут служить источником энергии. Но это самое невыгодное «топливо».

Все белки построены из более-менее простых составляющих – аминокислот. Каждая из них наряду с углеродом, водородом и кислородом, входящими в органические соединения, обязательно содержит азот.

Известно около 80 природных аминокислот, но в обычной пище встречаются лишь 22 из них. Из этих элементарных «кирпичиков», стыкуемых в различном порядке, состоит все огромное многообразие белковых молекул. По оценкам ученых, в природе насчитывается около 10 10 –10 12 различных видов белков.

Помимо природных, существуют и синтетические аминокислоты. Из такой искусственной аминокислоты состоит, например, капрон, из которого делают и автомобильные покрышки, и одежду (ходить в которой йоги не советуют).

В природе же аминокислоты производятся живыми организмами. Считается, что 12 аминокислот может синтезировать и человек, поэтому они называются заменимыми. Остальные 10 аминокислот в обычных условиях человеческий организм не производит. Их называют незаменимыми.

Понятно, что незаменимые аминокислоты должны поступать с пищей. В зависимости от их наличия все белки даже подразделяют на «полноценные» (в которых эти аминокислоты присутствуют) и «неполноценные» (где их нет). Однако на практике об этом можно особо не задумываться. При более-менее разнообразном меню мы почти всегда получаем достаточное количество различных аминокислот, к тому же существует кишечная микрофлора, поставляющая массу необходимых соединений, плюс ко всему сам организм в экстремальных условиях или после соответствующей тренировки начинает их синтезировать. Потому-то сам факт «незаменимости» аминокислот некоторые ученые ставят под сомнение.

Серьезные нарушения, вызванные неправильным обменом какой-либо аминокислоты, обычно встречаются только в результате некоторых заболеваний или при злоупотреблении лекарствами, а также при вынужденном недоедании или вынужденном однообразном питании.

Белки содержатся практически во всех натуральных продуктах. При переваривании белки расщепляются на аминокислоты, которые либо используются организмом для синтеза собственных белков, либо окисляются, то есть сжигаются как топливо. При окислении в числе прочих веществ образуется мочевая кислота, которая поступает в кровь и, по идее, должна выводиться почками. Если же организм ослаблен, а мочевой кислоты много (и то и другое – обычный результат злоупотребления мясным), она откладывается в тканях, вызывая подагру.

Часто говорят о «норме потребления» белков. Действительно, в каждый период жизни организм, несомненно, нуждается в каком-то определенном их количестве. Но эти потребности зависят от возраста, наследственности, темперамента, нагрузок, климата и множества других причин. Поэтому понятие «норма» здесь совершенно неприменимо.

В раннем детстве, когда потребность в белках наибольшая (за первый год жизни вес тела утраивается), все необходимые вещества ребенок получает с материнским молоком. Нельзя не признать, что это идеальный продукт, отлично обеспечивающий столь интенсивный рост. Между тем на долю белков в грудном молоке приходится лишь 7,4% его общей калорийности.

С возрастом, естественно, потребность в белках снижается. Ткани наращиваются все медленнее и медленнее, и к моменту зрелости на первый план выдвигается уже не строительная функция пищи, а энергетическая. Главным для организма становится компенсация текущих энергозатрат. Еще более отчетливо это проявляется у взрослых, а тем более у пожилых людей.

Следовательно, доля белка в общей калорийности рациона должна снижаться. Но рассмотрим любопытную таблицу, приводимую Бирхер-Беннером, в которой он демонстрирует распределение калорийности пищи по питательным веществам.

 

 

Калории

белка, %

Калории

жира, %

Калории

углеводов, %

В материнском молоке

7,4

43,9

48,7

В коровьем молоке

21,3

49,8

28,9

В пище богатого человека

19,2

29,8

51,0

В пище бедного человека

16,7

16,3

66,9

В пище, крайне бедной белками

8,3

38,7

52,8

То есть получается, что потребление белков с возрастом не уменьшается, а увеличивается! Организм не может принять больше белка, чем ему необходимо, – это уже яд, и избыток обязательно должен быть сожжен. Так и образуются шлаки – конечные продукты белкового обмена: мочевая кислота, мочевина, аммиак, креатинин, креатин и другие. При избытке этих соединений выведение их затрудняется, и они задерживаются в организме, постепенно накапливаясь и нарушая все обменные процессы.

Разумеется, скорость освобождения от шлаков зависит от множества причин: соотношения прихода и расхода энергии, наличия витаминов, макро- и микроэлементов, физической активности, состояния органов и т. п. Но в любом случае белок – самое невыгодное «топливо». Его энергетическая ценность при окислении в организме составляет (по А. А. Покровскому) лишь 70,8 % от полной теплоты сгорания. Для жиров и усвояемых углеводов эти цифры соответственно 96,3 % и 100 %. Это значит, что 1 г белка при простом сжигании дает 5,65 ккал, а при окислении в организме – 4,0 ккал. А куда исчезает остальное? Остальное – шлаки.

Если учесть также, что избыток белка ведет к неоправданной интенсификации обменных процессов (а это способствует преждевременному изнашиванию, то есть старению тканей), то не таким уж парадоксальным кажется вывод Бирхер-Беннера – белок уменьшает ценность пищи. (По данным К. С. Петровского, белки на 30–40 % повышают основной обмен, жиры – на 4–14 %, углеводы – на 4–7 %.)

Разумеется, какое-то количество белков, и притом разнообразных, необходимо и взрослому человеку. Но даже в «обычной» пище их значительно больше, чем нужно. Иногда действительно не хватает какой-нибудь аминокислоты, но тогда человек инстинктивно набрасывается на нужную еду, и не надо следить за «достаточностью» белка, не надо «питать» организм белком, именно это и приносит вред.

Источник: В. А. Тутельян, А. И. Вялков, А. Н. Разумов, В. И. Михайлов, К. А. Москаленко, А. Г. Одинец, В. Г. Сбежнева, В. Н. Сергеев “Научные основы здорового питания”

Роль белков в питании

БелкиБелки (протеины) являются основой жизни. Они бывают животного и растительного происхождения. Животные белки содержатся в мясе, рыбе, морепродуктах, птице, молочных продуктах, яйцах. Соотношение, содержащихся в них аминокислот, наиболее близко к оптимальному для человеческого организма.

Растительные белки содержатся в бобовых культурах, орехах, водорослях, шоколаде, картофеле, различных злаках. Организм человека нуждается как в животных, так и в растительных белках: они взаимно дополняют друг друга. Общая суточная потребность организма в белках составляет около 20% от рациона.

Что такое белок?

Белки являются ключевой частью каждой клетки организма человека. Они представляют собой высокомолекулярные биологические соединения и служат  «строительным материалом», из которого строятся ткани организма: мышцы, кожа, а также волосы и ногти. Они делают возможным все основные проявления жизни: пищеварение, обмен веществ, способность к росту, раздражимость тканей, размножение и даже высшую форму движения материи – мышление.

Недостаток белка в питании ребенка может привести к резкому отставанию его развития, а у взрослых снижается сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям, падает трудоспособность.

Слово «белок» происходит от греческого слова «протейос», который означает «занимающий первое место». Так, что это дает нам хорошее представление о важности белка в питании!

Что такое аминокислоты?

Основными химическими элементами, входящими в состав молекулы белка, являются углерод, водород, кислород, азот, а также сера, фосфор и некоторые другие элементы. Несмотря на это белковые молекулы сложны и бесконечно разнообразны, как разнообразны проявления жизни.

Однако общим в строении белков является то, что они состоят из аминокислот (АК). В составе молекул белков их 20 наименований. Белки, входящие в состав продуктов питания, в пищеварительном тракте под действием ферментов распадаются на отдельные аминокислоты, которые поступают к различным тканям организма, где из них формируются уже новые белки. Именно АК являются ценными элементами для нашего организма, а не сами по себе белки.

Есть две группы аминокислот – «заменимые» и «незаменимые»:

  • заменимые АК могут образовываться в организме человека. К ним относятся аланин, аспарагин, аспарагиновая кислота, глицин (гликокол), глютамин, глютаминовая кислота, пролин, серин, тирозин, цистеин;
  • незаменимые АК  не могут быть синтезированы в организме человека и поэтому они должны поступать с пищей. Это аргинин, валин, гистидин, лизин, лейцин, изолейцин, треонин, триптофан, метионин, фенилаланин. Если белки содержат весь набор незаменимых АК, то они называются биологически полноценными.

Чем больше этих аминокислот присутствует в пище, тем она полноценнее и тем лучше для построения белков нашего организма. В большинстве белков растительного происхождения не достает одной или двух незаменимых АК. Так, например, белок пшеницы содержит лишь половину требуемого лизина, а в белке картофеля или гороха не достает примерно трети метионина и цистеина. Надо также учитывать, что растительные белки по сравнению с животными белками хуже усваиваются. Так, животные белки усваиваются на 95-96%, а белки овощей – на 80% и даже на 70% у бобовых и картофеля.

Увлечение вегетарианством, то есть длительное употребление растительной пищи может привести к дисбалансу аминокислот, что, естественно, отрицательно скажется на многих функциях организма, включая и умственную деятельность. Об этом предупреждает современная наука о питании.

Функции аминокислот

В организме человека постоянно происходит отмирание клеток. Для создания новых клеток взамен старым требуется все тот же строительный материал — белок. Из него строится не только цитоплазма клеток, но и различные гормоны, ферменты и другие биологически активные вещества, регулирующие обмен веществ.

Аминокислоты – строительные блоки белка, перестраивающиеся в организме человека, чтобы создать:

Гормоны:

Гормоны – белки, которые вырабатываются живыми клетками. Гормоны циркулируют в жидкостях организма, таких как кровь, и вызывает определенное влияние на другие клетки, которые, как правило, на некотором расстоянии от места, где гормон производится.

Например: Адреналин это гормон, который вырабатывается организмом во время стресса и приводит к ускорению частоты сердечных сокращений и дыхания.

Ферменты:

Они являются сложными белками, образующимися в растительных и животных клетках, и способствуют превращению одних веществ (субстратов) в другие (продукты).

Пищеварительные ферменты, например, помогают нашему организму переработать пищу в химические вещества, которые могут всасываться в кровь.

Антитела:

Антитела  – белок, вырабатываемый белыми кровяными клетками в ответ на чужеродное вещество, называемое антигеном, такие как бактерии и вирусы.

Гормоны, ферменты и антитела лишь некоторые из веществ, которые, в конечном счете, образуются в организме из белка пищи. 

Ежедневные потребности в белке

Необходимое количество белка в день зависит от различных факторов, включая пол, возраст и уровень физической активности. Они должны составлять примерно около 20% суточной потребности в питании.

Нехватка белков в ежедневном рационе снижает иммунитет и способствует развитию различных болезней, включая рак. Вы можете значительно повысить иммунитет, если к ежедневной норме в 1 г/кг веса добавите 15 г  молочных белков (сыр).

Белки редко используется для получения энергии. Это работа углеводов и жиров.

Надеемся, этот обзор помог вам лучше понять важность белка в рационе.

Содержание белков (грамм в 100 граммах продуктов

Животные белки

Растительные белки

Говядина

20

Семена сои

35

Телятина

20

Пшеничные зародыши

25

Свинина

17

Овсяные хлопья

13

Баранина

15

Пророщенные зерна ржи

13

Вареная ветчина

18

Пророщенные зерна пшеницы

12

Сырая ветчина

15

Пророщенные зерна ячменя

10

Черная кровяная колбаса

24

Кукурузные зерна

9

Колбаса

25

Хлеб из муки грубого помола

9

Курица

20

Макаронные изделия из муки грубого помола

8

Яйцо

6

Фасоль

8

Рыба

20

Чечевица

8

Сыр голландский

35

Нут

8

Творог

9

Белый хлеб

7

Йогурт

5

Пшеничная крупка

5

Молоко

3,5

Макароны из белой муки

3

Творожный сырок

9

Нерафинированный рис

7

Креветки

25

Рафинированный рис

6

Мюсли

9

Соевый сыр тофу

3

Соевая мука

45

Соевое «молоко»

4

Соевые зародыши

4

Спасибо, что поделились статьей в социальных сетях!

Творческая работа учащихся по химии (9 класс): Исследовательская работа «Химические свойства белков и их роль в современном мире»

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №398 Красносельского района Санкт-Петербурга
(ГБОУ СОШ №398 Санкт-Петербурга)

Исследовательская работа

«Химические свойства белков и их роль в современном мире»

2018-2019 учебный год

Авторы:

Зельницкий Никита и

Румянцев Василий

9а класс.

Руководитель:
Матлаева Алла Михайловна,

Лаптева Анна Михайловна
ГБОУ СОШ №398

Содержание

  1. Введение__________________________________________________________ с.3

2.Основная часть  _______________________________________________________с.4

           2.1.История открытия белков___________________________________________.с4

2.2.Аминокислота – структурная единица белка __________________________с.4

2.3.Классификация белков по форме молекул_____________________________с.5

2.4.Классификация белков по строению_________________________________с.6

2.5.Структура, белков________________________________________________с.6

2.6.Функции белков _______________________________________________________с.8

3.Исследовательская часть________________________________________________с.11

3.1.Исследование  химического состава белков_______________________________с.11

Опыт №1_______________________________________________________________c.11

Опыт №2________________________________________________________________c.12

Опыт №3_______________________________________________________________c.12

3.2. Исследование  химических свойств белков_______________________________с.12

Опыт №4__________________________________________________________________c.12

Опыт №5__________________________________________________________________c.12

Опыт №6__________________________________________________________________c.13

Заключение_________________________________________________________________с.13

Список литературы___________________________________________________________с.15

Приложения _______________________________________________________________с.16

  1. Введение

   Белки играют важнейшую роль из всех  органических веществ, входящих в живую клетку. На  долю белков в животных клетках  приходится около 40- 50%, а в клетках растений – 20-35% их сухой массы. Белки содержат 51-55% углерода, 21-23% кислорода, 15-18% азота, 6,6-7,3% водорода, 0,3-2,4% серы. Кроме того, в состав белков могут входить железо, фосфор и другие химические элементы.

 Белки являются одними из четырех основных органических веществ живой материи (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры), но по своему значению и биологическим функциям они занимают в ней особое место.

Белки лежат в основе структуры любого организма и всех протекающих в нем жизненных реакций. Любые нарушения этих белков приводят к изменению самочувствия и нашего здоровья. Необходимость изучения строения, свойств и видов белков кроется в многообразии их функций.

С белками связано возникновение самой жизни на Земле.

«Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка», – писал Энгельс в своих трудах.

Данное  определение Ф.Энгельса до сих пор, по прошествии полутора веков, не потеряло своей правильности и актуальности.

Исходя из выше изложенного  актуальность темы данной работы очевидна. в связи с этим

Целью работы является:

  • расширение  и углубление знаний о важнейшем органическом веществе-белке- на основе рассмотрения их строения , свойств, функций ,классификации;
  • выяснение  роли белков в органическом мире, в жизни человека ;;        
  • формирование умений  выявлять связи между строением , функциями и свойствами веществ.
  • формирование понятий о белках на основе межпредметных связей (химия + биология)
  • формирование представлений о белках, как о важнейших составных частях пищи

В ходе реализации цели будут решаться следующие

Задачи:

  • Изучить состав, строение белков-биополимеров жизни.
  • Опытным путем  провести  исследование  состава и свойств белков .
  • Показать функции белков как основы жизнедеятельности организма на Земле.
  • Выяснить классификацию  белков и их роль в практической жизни человека.
  • Расширить сведения сверстников о белках и их роли в нашей жизни.

2.Основная часть

2.1.История открытия белков

 Белки – это  высокомолекулярные  соединения, биополемеры, мономерами которых являються аминокислоты.

Молекулярная  масса молекул белков –от 5 тысяч до 150 тысяч дальтон и более.

За большую массу и огромные  размеры  белки  относят к  макромолекулярным соединениям  т. е. полимерами. Так , формула   гемоглобина    С3032h5816О872N780S8Fе4.  И эта белковая молекула ниже средней величины.

Молекулы белков имеют вид длинных  цепей, состоящих из 5 -1500 аминокислотных  звеньев всего лишь двадцати  аминокислот.

Название  белков происходит от греческого слова « protos» – первый, важнейший. Терминбыл  предложен в 1838 году голландцем  Мульдером. Отражает этот термин первостепенное биологическое значение белков.

В самостоятельный класс белки были выделены в 18 веке благодаря  работам  французского  химика Антуана де Фуркруа и других учених.

В начале XIX века, стало известно, что при гидролизе белков образуются  аминокислоты. В 1836 году  голландский ученый Мульдер предложил первую модель химического строения белков.  Используя теорию радикалов, он  пришёл к выводу суть которого заключается в том, что минимальная структурная единица белка имеет  состав: C40H62N10O12.  Данную единицу  Мульдер  назвал «протеином» В результате  возникла теория, которая получила название «теория протеина». В соответствии с теорией , каждый белок состоит из нескольких протеинных едининий,   фосфора и серы.  Данная теория  считалась общепризнанной. до конца 1850-х гг.

 В конце 1880-х гг. А. Я. Данилевский (русский биохимик, физиолог)  указал на существование в белковой молекуле пептидных групп  (-СО-NН-), а в 1894 году  Альбрехт Коссель  (немецкий физиолог) в своей теории отметил, что  аминокислоты  являются основными структурными элементами белков.

   В начале XX века Эмилю Фишеру (немецкий химик)  удалось экспериментальным путем  доказать, что белки состоят из аминокислотных остатков, которые соединены  пептидными связями.

  Аминокислотные остатки, связанные пептидными связями, образуют полипептид.

Рис.№ 1 Образование пептидной связи

 Пептидная связь – это связь, возникающая между  карбоксильной группой одной аминокислоты и аминогруппой другой аминокислоты (-СО-NО-). Так же в истории исследования белка появилась новая наука – Биотехнология.

2.2Аминокислота – структурная единица белка

Итак, мы выяснили, что  структурной единицей или мономером белка является аминокислота. Но возникает  вопрос : « А что представляет собой аминокислота? Каковы ее строение, свойства, значение?»  Изучив различные информационные  источники  мы пришли к следующим выводам.

Аминокислоты – это органические соединения, которые содержат две функциональные группы: аминогруппу – Nh3 и карбоксильную группу – COOH, связанные с углеводородным радикалом.

 Рис. № 2  Общая формула аминокислоты

Исходя из общей формулы аминокислоты можно отметить, что все они содержат:

– аминогруппу (–Nh3),

– карбоксильную группу (–СООН),

-3) радикал или R-группу.

Строение радикала у разных видов аминокислот  различное. В качестве примера можно привести строение радикалов  аминокислот : аланин, аргинин, аспарагин, глутамин (приложение №1).

В настоящее время известно более 200 природных аминокислот. Большее число их находятся в организме в свободном виде. Их строение и функции известны. Следует отметить, что в состав белков обычно входят 20 видов α-аминокислот. Эти аминокислоты названы основными чтобы отличать их от других аминокислот, которые имеются в организме, но не входят в состав белков.Следует отметить, что разработана классификация аминокислот, основанная на возможности их синтеза в организмечеловека. Основываясь на этом, различают:

  •  заменимые аминокислоты — синтезируются 
  • незаменимые аминокислоты — не синтезируются.

       Незаменимые аминокислоты поступают в организм вместе с пищевыми продуктами. Эти аминокислоты синтезируют растения, бактерии, грибы.

  Незаменимых кислот 9. К ним относятся: аргинин, валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин. Но на практике приходится встречаться с не достатком в пищевом рационе трех аминокислот Это метионин, триптофан, лизин.

2.3.Классификация белков по строению.


1. Простые белки (протеины). Состоят только из остатков аминокислот.

По пространственному строению и по растворимости простые белки разделяют на:

  • глобулярные
  • фибриллярные.

 Среди глобулярных белков можно выделить альбумины, гистоны, глобулины, протамины .

Фибриллярные белки делятся на растворимые и нерастворимые:

  • к растворимым белкамотносятся актин, миозин, фибриноген;
  • к нерастворимым белкам относятся склеропротеины: кератины, эластины, коллаген.  

2. Сложные белки (протеиды). Белки, которые кроме полипептидных цепей, содержат в своем составе небелковую часть. К белку небелковая часть присоединяется при помощи ковалентных связей.  Небелковая часть сложных белков может быть представлена как ионами металлов, так и какими-либо органическими молекулами, имеющими высокую или низкую молекулярную массу.  Небелковая часть носит название простетической группы. Эта группа может быть представлена веществами  разной природы.

Например,:

Нуклеопротеиды — комплексы белки с нуклеиновыми кислотами .  Они имеют очень высокий молекулярный вес. Функции:1)участие в биосинтезе белка; 2)передача наследственных признаков
Мукопротеиды — белки, которые содержать  углеводные группировки кислого характера мукополисахариды .  К ним относятся муцины, мукоиды.                                                                        Фосфопротеиды  –  белки, которые содержат  фосфорную кислоту, как правило, в виде сложного эфира с оксигруппой  серина. Представители: вителлин яичного желтка . казеин молока.
Металлопротеиды — комплексы белков , которые имеют  атомы металла или органические группировки, имеющие атомы металлов. К ним ,например, относятся гемоглобин – пигмент крови,  ферменты, например, оксидазы, которые содержат железо или медь.

     2.4.Классификацию белков по функциональному принципу:

  • Ферменты;
  •  Белки-регуляторы активности генома;
  • Белки – гормоны;
  • Защитные  белки: антитела;
  • Транспортне  белки;
  • Белки – ингибиторы ферментов
  • Рецепторные  белки;
  • Мембранне белки;
  • Сократительные  белки
  • Токсические белки
  • Белки вирусной оболочки
  • 12)Белки с иными функциями. (приложение № 2)

2.5.Структура белков

Структура белковой молекулы

            Интересным, с нашей точки зрения, является вопрос о структурной организации белка. И мы решили более подробно осветить информацию по данному вопросу в этой главе.

Во – первых отметим, что различают четыре уровня структурной организации белков: первичный, вторичный, третичный, четвертичный  (приложение №3

Во – вторых отметим  характерные признаки каждой структуры.

Первичная структура белка  представляет  собой:

  • последовательность расположения аминокислотных остатков в полипептидной цепи, которая образует молекулу белка.

 Аминокислоты соединяются между собой:

  • ковалентной , пептидной связью .

В состав белков может входить 20 различных аминокислот. Чередование разных аминокислот в полипептидной цепи дает возможность получать  большое количество разных белков.

Вторичная структура  белка представляет собой упорядоченное свертывание полипептидной цепи в спираль.  Витки спирали удерживаются водородными связями, возникающими между карбоксильными группами и аминогруппами, которые расположены на соседних витках.  Водородные связи  слабее пептидных, но, повторяясь многократно, придают данной конфигурации устойчивость . Следует отметить, что на уровне вторичной структуры существуют белки:

  • фиброин –это шелк, паутина;
  • кератин – это ногти,  волосы;
  • коллаген – это  сухожилия ;

Третичная структура белка представляет собой трехмерное образование шаровидной формы- глобулу. Третичная структура стабилизируется :

  • водородными связями;
  • ионными связями;
  •  ковалентными дисульфидными связями,  образующимися между атомами серы, которые входят в состав аминокислоты цистеин;
  •  гидрофобными взаимодействиями.

 Важную роль  в образовании третичной структуры  играют гидрофобные взаимодействия. При этом белок свертывается следующим образом: его гидрофобные боковые цепи скрыты внутри молекулы (защищены от соприкосновения с водой), гидрофильные боковые цепи, наоборот, выставлены наружу.

На уровне третичной структуры существуют:

  • антитела,
  • ферменты,
  •  некоторые гормоны.

Четвертичная структура  образуетсяу сложных белков, молекулы которых образованы двумя и более глобулами. Субъединицы удерживаются в молекуле благодаря:

  • ионным связям;
  • водородным связям;
  • гидрофобным и электростатическим взаимодействиям.  

Иногда при образовании четвертичной структуры между субъединицами возникают дисульфидные связи. Примером  белка, имеющим четвертичную структуру, является гемоглобин. Его молекула состоит из четырех субъединиц: двумя α-субъединицами (141 аминокислотный остаток) и двумя β-субъединицами (146 аминокислотных остатков). С каждой субъединицей связана молекула гема, содержащая железо. Именно в такой структуре гемоглобин способен выполнять свою транспортную функцию.

2.6 Денатурация- важнейшее свойство белков

Белки – амфотерные электролиты. Глобулярные белки растворяются в воде и солевых растворах с образованием коллоидных систем, доказательством чего служит их способность рассеивать свет. Фибриллярные белки имеют волокнистое строение и нерастворимы в воде.

Под  влиянием  различных  факторов, таких как  концентрированная кислота, щелочь, рентгеновские лучи , высокая температура , свойства и структура  белков могут нарушаться.

Процесс нарушения нативной структурытуры белка называется денатурацией (от лат. де- приставка,означающая потерю,и натура-природные свойства).

В процессе  денатурации  происходит потеря ферментативной активности белка, изменение формы и размеров  его молекул,  уменьшение растворимости и белок не может выполнять свои функции.(приложение № 4)

Денатурация- это важное свойство белков, которое  имеет физиологическое значение. Денатурация приводит к антигенной чувствительности белка, а иногда и полному блокированию ряда иммунологических реакций, к инактивации ферментов и нарушению обмена веществ. Учёные предполагают, что процессы старения связаны с медленно протекающей денатурацией. Может быть, именно в преодолении этого процесса – ключ продления жизни. Понятия “жизнь” и “белок” неразрывно связаны. Насколько многообразны белки, настолько сложна, загадочна и многолика сама жизнь. Подтверждением этого может стать высказывание Гёте:

 “Я всегда говорил и не устаю повторять, что мир бы не мог существовать, если бы был так просто устроен”.

2.7.Функции белков

Белки  выполняют  чрезвычайно важные и многообразные функции.

Структурная 

Одна из основных функций белков. Белки входят в состав клеточных мембран, формируют вещество соединительной ткани – коллаген, эластин, кератин. Так  белок кератин образует волосы и ногти, а белки коллаген и эластин – хрящи и сухожилия.

Сократительная 

 Обеспечивается сократительными белками – актином , миозином, тубулином.  Функция этих белков заключается  в изменении  формы клетки , движения самой клетки или ее органелл.

Транспортная.

Белки обеспечивают активный транспорт ионов через клеточные мембраны, транспорт кислорода и углекислого газа.  Например:

  • глобулины крови транспортирую металлы и гормоны;
  • гемоглобин крови осуществляет транспорт  кислорода и углекислого газа;

Защитная

Выполняют  иммуноглобулины  или  антитела крови. Они  обеспечивают иммунную защиту организма, так как  обладают  способностью распознавать чужеродные клетки ( бактерии или вирусы,а также чужеродные для организма белки) и прочно связываться с ними.

Сигнальная

Белки осуществляют прием сигналов из внешней среды и передают его  в клетку за счет изменения третичнойструктуры  белков встроенных в мембрану белков в ответ на действие факторов внешней среды

Энергетическая 

Белки являются одним из источников энергии в клетке. При полном расщеплении 1г белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж энергии.  Но в качестве источника энергии белки используются очень редко.

Регуляторная.

Обеспечивается белками-гормонами, которые оказывают влияние на обмен веществ, т. е. обеспечивают гомеостаз. Кроме того, они регулируют размножение, рост, развитие и другие жизненно важные процессы. Например,:гормон поджелудочной железы инсулин регулирует уровень глюкозы в крови;

Резервная функция –

Резервные белки накапливаются в запас  для питания развивающихся организмов. Например:

  • альбумин (яйца)   накапливает  воду,
  • казеин находится в молоке,
  • белки семян – источник питания для зародыша.

Таким образом, функции белков в организме разнообразны. Они в значительной мере обусловлены сложностью и разнообразием форм и состава самих белков.

.Каталитическая (ферментативная)

Самая важная функция белков в организме — биокаталитическая. Белки—двигатели всех химических реакций, слаженно и последовательно протекающих в организме.

В 1941 г. король Дании Христиан X вручал известному биохимику Линдерстрём – Лангу высшую научную награду своей страны – медаль Эрстеда за исследования белков и ферментов. Король, вручая медаль, попросил ученого объяснить ему и всем присутствующим, что такое ферменты. Ученый рассказал такую историю. Умирал старый араб. Все его богатство состояло из 17 прекрасных верблюдов (белых).0н собрал своих сыновей и объявил им свою последнюю волю: “Мой старший сын ,опора семьи, должен получить после моей смерти половину верблюдов. Среднему сыну я завещаю треть всех верблюдов. Но и мой младший , любимый сын должен получить свою долю—одну девятую часть стада.” Сказав это, старый араб умер. Похоронив отца ,3 брата стали делить верблюдов. Но исполнить, волю отца они не смогли: невозможно было разделить 17 верблюдов ни пополам, ни на три части, ни на девять частей.

Но тут через пустыню проходил дервиш. Бедный как все учёные ,он вёл ссобой чёрного облезлого верблюда, нагруженного книгами. Братья обратились к нему за помощью. И дервиш сказал: “Выполнить волю вашего отца очень просто.Я дарю вам моего верблюда, а вы попробуйте разделить наследство.”

У братьев оказалось 18 верблюдов, и все разрешилось. Старший сын получил половину верблюдов-9 , средний – треть стада-6 и младший сын получил свою долю – 2х верблюдов.

Но 9,и 6,и 2 дает 17,и после дележа оказался лишний верблюд – старый облезлый верблюд учёного. И дервиш сказал:” Отдайте мне назад моего верблюда за то, что я помог разделить вам наследство, а то мне придется самому тащить книги через пустыню.”

Вот этот черный верблюд,—закончил рассказ Линдерстрём -Ланг,—и подобен ферменту. Он сделал возможным такой процесс, который без него был бы немыслим, а сам остался без изменения”.

Главное свойство ферментов – ускорять химические реакции в организме, неподвергаясь при этом никаким изменениям.

Таким образом, функции белков в организме разнообразны. Они в значительной мере обусловлены сложностью и разнообразием форм и состава самих белков.

2.8. Биотехнология ферментов

Основными источниками ферментов являются природные объекты :растения, животные    ( проросшее зерно,сок некоторых растений, сычуг КРС, семенники половозрелых животных). Но практически неограниченным источником питания служат микроорганизмы и грибки, способные за счет размножения самостоятельно наращивать объемы производства ферментов.

Производство ферментных препаратов занимает одно из ведущих мест в современной биотехнологии и относится к отраслям, объём продукции которых постоянно растёт, а сфера

применения неуклонно расширяется. Такое быстрое развитие связано с тем, что ферменты являются высокоактивными, нетоксичными биокатализаторами , которые широко распространены в природе, и без  них невозможны осуществление многих биохимических процессов и жизнь в целом.

Применение ферментных препаратов различной степени очистки позволило не только улучшить показатели и выходы в различных биотехнологических процессах, но позволило:

  • усовершенствовать кормопроизводство,
  •  повысить усвояемость кормов,
  • сделать более целенаправленным и эффективным действие синтетических моющих средств,

Биотехнология ферментов широко применяется в медицинской, текстильной, кожевенной, целлюлозно-бумажной, химической промышленности

3.Исследовательская часть

Тема:  «Химические свойства белков на примере белка куриного яйца в соответствии с их составом»

Цель работы:

  • Изучить химические свойства белков на примере белка куриного яйца, и убедиться, что они зависят отсоставляющих их химических элементов.
  • Выявить наличие пептидных связей в белках и полипептидах с помощью качественной реакции
  • Выявить наличие в белках аминокислот, которые содержат ароматические углеводородные радикалы (С6Н5–), с помощью качественной реакции.

Задачи:

  • Ознакомиться с теоретическим материалом по химическим свойствам белков

      взятых для примера в качестве белка куриного яйца.

  • Изучить методику поведения химических опытов, которые бы доказали, что химические свойства белка зависят от его состава.
  • Изучить роль белков в современном мире.
  • На практике применить знания по технике безопасности при работе с химическими реактивами в лаборатории.

Оборудование:

  • Спиртовка
  • Пробирки
  • Универсальная индикаторная бумага
  • NaOH (Каустическая сода)
  • Pb(NO3)2(Динитрат свинца)
  • CuSO4(Медный купорос)
  • HNO3( Селитряной спирт)
  • Pb(Ch4COO)2(Свинец уксуснокислый)

3.1.Исследование  химического  состава

1. Предположим, что в состав белков входят: C, H, O, N, S, P и ионы металлов.

2. Для подтверждения предположений, были проведены опыты по определению        качественного состава белков

Опыт №1

В трех пробирках соответственно находились   кусок мяса, сыра и яичный белок. Нагрели их на пламени спиртовки

Наблюдали :на стенках пробирок продукты горения(h3O,C) (Указано стрелками).

Приложение №5,6

Вывод: в составе белков присутствуют C, H, O.

Опыт №2

   1.Нагревали яичный белок с раствором  NaOH, затем помещали влажную универсальную   индикаторную бумагу в горлышко пробирки.

Приложение №9,10

    Наблюдали:, что голубая окраска индикатора указывает на щелочную реакцию раствора, ощущается запах аммиака.

 Вывод: в состав белка входят атомы азота.

Опыт №3

  1.К раствору яичного белка добавляли NaOH и несколько капель Pb(NO3)2..

  2.Нагревали содержимое пробирки.

Приложение №7,8

Наблюдали :Выпадение желтого осадка

Вывод: в состав яичного белка входят атомы серы.

3.2 Исследоване  химических свойств белка

Опыт №4  « Биуретовая  реакция.»

1.Возьмем пробирку с раствором белка и прильем раствор сульфатам меди (CuSO4) и раствор NaOH

Приложение №11,12

Наблюдали :красно-фиолетовое окрашивание раствора

Вывод : Эта реакция является качественной на пептидные связи и подтверждает наличие их в белках и полипептидах. Для различных полипептидов окраска, возникающая при взаимодействии с солями меди, неодинакова:

  • дипептиды дают синюю окраску,
  • трипептиды – фиолетовую,
  • более сложные полипептиды – красную.

Опыт №5 «Ксантопротеиновая  реакция.»

1.Нагреваем  раствор белка с концентрированной азотной кислотой (HNO3)  

Приложение №13,14

Наблюдали:  раствор окрашивается в жёлтый цвет.                                                                  

Вывод :Реакция объясняется наличием в белках аминокислот, содержащих ароматические углеводородные радикалы (С6Н5–), которые при взаимодействии с азотной кислотой образуют нитросоединения, окрашенные в жёлтый цвет.

Опыт №6 «Цистиновая реакция (сульфгидрилъная).»

1.Прокипятим раствор белка с избытком едкого натра и прибавить несколько капель раствора ацетата свинца  Рb(СН3СОО)2

Приложение №15,16

Наблюдали : появляется буро-чёрное окрашивание или осадок.

Белок + NaOHNa2S + др. вещества.

Na2S + Pb(Ch4COO)2 → PbS↓ + 2Ch4COONa.

Вывод : Реакция подтверждает наличие слабо связанной серы в белках.

Данные исследования  показывают, что загрязнение природной среды солями тяжелых металлов приводит к отрицательным последствиям для живых организмов. Природные белки теряют присущие им специфические свойства, становятся нерастворимыми, денатурируют. При отравлении людей солями тяжелых металлов используют молоко, белки которого связывают ионы таких металлов.

Заключение

В данной работе  при помощи схем и рисунков, опытов были рассмотрены особенности белков, их классификация, состав, строение, а также свойства этих важных органических веществ. Были рассмотрены  и основные функции белков, их значение в природе и жизни человека.

В ходе написания работы убедились в том, что белки являются  обязательной, составной частью всех живых клеток. Они играют  важнейшую роль  в живой природе,  являются главным, незаменимым компонентом питания. Белки –  незаменимый строительный материал. Велика роль белков в транспорте веществ в организме.  Регуляторную функцию выполняют  в организме белки-гормоны, активно участвующие в гуморальной регуляции  организма.

Белки являются одними из четырех основных органических веществ живой материи (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры), но по своему значению и биологическим функциям они занимают в ней особое место. Около 30% всех белков человеческого тела находится в мышцах, около 20% – в костях и сухожилия х и около 10% – в коже.

 Около 30% всех белков человеческого тела находится в мышцах,
Белки – необходимые компоненты пищевых продуктов, они входят в состав лекарственных препаратов.

Все процессы, происходящие в организме: переваривание пищи, окислительные реакции, активность желез внутренней секреции, мышечная деятельность и работа мозга регулируется ферментами. Человек в течение длительного времени потреблял белки, выделенные главным образом из растений и животных. В последние десятилетия ведутся работы по искусственному получению белковых веществ. Половина земного шара находится в состоянии белкового голодания, а мировая нехватка пищевого белка составляет около 15 млн т в год при норме потребления белка в сутки взрослым человеком   115г.                                                                                                                                                      

 С белками связано возникновение самой жизни на Земле.

«Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка», – писал Энгельс в своих трудах.

Данное  определение Ф.Энгельса до сих пор, по прошествии полутора веков, не потеряло своей правильности и актуальности.

Список литературы

1.Т.Т.Березов, Б.Ф.Коровкин «Биологическая химия», 1998 г.

2 Биология. Пособие для поступающих в вузы / А.Г. Мустафин, Ф.К. Лагнуев, Н.Г. Быстренина и др., под ред.В.Н. Ярыгина. – М.: Высшая школа, 2008. – 492 с.

3.. Биология. Справочник школьника и студента / Под ред.З. Брема, И. Мейнке. – М.: Дрофа, 2009. – 400 с.

4.Биохимические основы жизнедеятельности человека: А. С. Коничев, Н. М. Кутузова, Г. А. Севастьянова, Ю. Б. Филиппо — Санкт-Петербург, Владос, 2005 г.- 408 с.

 5.О.С. Габриелян, И.Т. Остроумов «Настольная книга учителя химии-10». М.: «Дрофа» 2004 год.

6. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология / Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор, под ред.Р. Сопера. – М.: Мир, 2007. – Т.1. – 368 с.

7. Кемп П., Армс К. Введение в биологию / П. Кемп, К. Армс. – М.: Мир, 2008. – 671 с.

8. Пехов А.П. Биология с основами экологии. Учебное пособие для вузов с грифом МО / А.П. Пехов. – СПб.: Изд-во “Лань”, 2007. – 672 с.

9..Ю.А. Овчинников, А.Н. Шамин, «Строение и функции белков», Москва, 1983.

Роль белков в жизнедеятельности организма

 Редко можно встретить человека, не слыхавшего о белках. О них упоминается почти во всех работах по питанию, о них же в своих выступлениях говорят диетологи – и медики, и натуропаты.

С точки зрения химика, белки – одни из самых сложных компонентов в пище. Значение их чрезвычайно велико, недаром Ф. Энгельс определил нашу биологическую жизнь как «способ существования белковых тел». В клетках человека их содержится в среднем около 20% от общей массы.

Одна из важнейших функций белков – строительная. Все органоиды клетки, мембраны и внеклеточные структуры в своей основе имеют белок. Нет белка – нет и органической жизни на Земле. (По крайней мере в том виде, в каком мы привыкли воспринимать жизнь.)

Белки выполняют и роль катализаторов (ферментов, или энзимов). Почти все химические превращения в живой природе протекают с участием ферментов. Причем каталитическая активность белков весьма специфична. Практически для каждой (!) реакции существуют свои ферменты. Без них реакции идти просто не могут, ведь энзимы ускоряют процессы в десятки и сотни миллионов раз.

Еще одна функция белков – транспортировка необходимых соединений или химических элементов. Гемоглобин, например, переносит кислород, доставляя его в самые удаленные уголки тела, он же транспортирует углекислый газ.

Двигаемся мы также благодаря белкам. Все движения, на которые способны живые организмы – от поворота листьев растений и биения жгутиков простейших до перемещений животных, – все без исключения производятся за счет специального сократительного белка.

Белки выполняют и защитную функцию. При попадании в организм чужих белков или клеток вырабатываются особые белки – антитела, которые связывают и обеззараживают чужеродные вещества.

И наконец, белки могут служить источником энергии. Но это самое невыгодное «топливо».

Все белки построены из более-менее простых составляющих – аминокислот. Каждая из них наряду с углеродом, водородом и кислородом, входящими в органические соединения, обязательно содержит азот.

Известно около 80 природных аминокислот, но в обычной пище встречаются лишь 22 из них. Из этих элементарных «кирпичиков», стыкуемых в различном порядке, состоит все огромное многообразие белковых молекул. По оценкам ученых, в природе насчитывается около 10 10 –10 12 различных видов белков.

Помимо природных, существуют и синтетические аминокислоты. Из такой искусственной аминокислоты состоит, например, капрон, из которого делают и автомобильные покрышки, и одежду (ходить в которой йоги не советуют).

В природе же аминокислоты производятся живыми организмами. Считается, что 12 аминокислот может синтезировать и человек, поэтому они называются заменимыми. Остальные 10 аминокислот в обычных условиях человеческий организм не производит. Их называют незаменимыми.

Понятно, что незаменимые аминокислоты должны поступать с пищей. В зависимости от их наличия все белки даже подразделяют на «полноценные» (в которых эти аминокислоты присутствуют) и «неполноценные» (где их нет). Однако на практике об этом можно особо не задумываться. При более-менее разнообразном меню мы почти всегда получаем достаточное количество различных аминокислот, к тому же существует кишечная микрофлора, поставляющая массу необходимых соединений, плюс ко всему сам организм в экстремальных условиях или после соответствующей тренировки начинает их синтезировать. Потому-то сам факт «незаменимости» аминокислот некоторые ученые ставят под сомнение.

Серьезные нарушения, вызванные неправильным обменом какой-либо аминокислоты, обычно встречаются только в результате некоторых заболеваний или при злоупотреблении лекарствами, а также при вынужденном недоедании или вынужденном однообразном питании.

Белки содержатся практически во всех натуральных продуктах. При переваривании белки расщепляются на аминокислоты, которые либо используются организмом для синтеза собственных белков, либо окисляются, то есть сжигаются как топливо. При окислении в числе прочих веществ образуется мочевая кислота, которая поступает в кровь и, по идее, должна выводиться почками. Если же организм ослаблен, а мочевой кислоты много (и то и другое – обычный результат злоупотребления мясным), она откладывается в тканях, вызывая подагру.

Часто говорят о «норме потребления» белков. Действительно, в каждый период жизни организм, несомненно, нуждается в каком-то определенном их количестве. Но эти потребности зависят от возраста, наследственности, темперамента, нагрузок, климата и множества других причин. Поэтому понятие «норма» здесь совершенно неприменимо.

В раннем детстве, когда потребность в белках наибольшая (за первый год жизни вес тела утраивается), все необходимые вещества ребенок получает с материнским молоком. Нельзя не признать, что это идеальный продукт, отлично обеспечивающий столь интенсивный рост. Между тем на долю белков в грудном молоке приходится лишь 7,4% его общей калорийности.

С возрастом, естественно, потребность в белках снижается. Ткани наращиваются все медленнее и медленнее, и к моменту зрелости на первый план выдвигается уже не строительная функция пищи, а энергетическая. Главным для организма становится компенсация текущих энергозатрат. Еще более отчетливо это проявляется у взрослых, а тем более у пожилых людей.

Следовательно, доля белка в общей калорийности рациона должна снижаться. Но рассмотрим любопытную таблицу, приводимую Бирхер-Беннером, в которой он демонстрирует распределение калорийности пищи по питательным веществам.

 

 

Калории

белка, %

Калории

жира, %

Калории

углеводов, %

В материнском молоке

7,4

43,9

48,7

В коровьем молоке

21,3

49,8

28,9

В пище богатого человека

19,2

29,8

51,0

В пище бедного человека

16,7

16,3

66,9

В пище, крайне бедной белками

8,3

38,7

52,8

То есть получается, что потребление белков с возрастом не уменьшается, а увеличивается! Организм не может принять больше белка, чем ему необходимо, – это уже яд, и избыток обязательно должен быть сожжен. Так и образуются шлаки – конечные продукты белкового обмена: мочевая кислота, мочевина, аммиак, креатинин, креатин и другие. При избытке этих соединений выведение их затрудняется, и они задерживаются в организме, постепенно накапливаясь и нарушая все обменные процессы.

Разумеется, скорость освобождения от шлаков зависит от множества причин: соотношения прихода и расхода энергии, наличия витаминов, макро- и микроэлементов, физической активности, состояния органов и т. п. Но в любом случае белок – самое невыгодное «топливо». Его энергетическая ценность при окислении в организме составляет (по А. А. Покровскому) лишь 70,8 % от полной теплоты сгорания. Для жиров и усвояемых углеводов эти цифры соответственно 96,3 % и 100 %. Это значит, что 1 г белка при простом сжигании дает 5,65 ккал, а при окислении в организме – 4,0 ккал. А куда исчезает остальное? Остальное – шлаки.

Если учесть также, что избыток белка ведет к неоправданной интенсификации обменных процессов (а это способствует преждевременному изнашиванию, то есть старению тканей), то не таким уж парадоксальным кажется вывод Бирхер-Беннера – белок уменьшает ценность пищи. (По данным К. С. Петровского, белки на 30–40 % повышают основной обмен, жиры – на 4–14 %, углеводы – на 4–7 %.)

Разумеется, какое-то количество белков, и притом разнообразных, необходимо и взрослому человеку. Но даже в «обычной» пище их значительно больше, чем нужно. Иногда действительно не хватает какой-нибудь аминокислоты, но тогда человек инстинктивно набрасывается на нужную еду, и не надо следить за «достаточностью» белка, не надо «питать» организм белком, именно это и приносит вред.

Источник: В. А. Тутельян, А. И. Вялков, А. Н. Разумов, В. И. Михайлов, К. А. Москаленко, А. Г. Одинец, В. Г. Сбежнева, В. Н. Сергеев “Научные основы здорового питания”

Related Posts

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2022 © Все права защищены.