Лабораторная работа Растворение белков в воде. Обнаружение белков в молоке и в мясном бульоне. Денатурация раствора белка куриного яйца спиртом, растворами солей тяжелых металлов и при нагревании.
план-конспект по химии
Цель: овладение навыками проведения химических опытов, подтверждающих свойства белков и их нахождение в продуктах питания; познакомиться с реакциями, доказывающими наличие в белках ароматического кольца и пептидных связей.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| laboratornaya_rabota_rastvorenie_belkov_v_vode._obnaruzhenie_belkov_v_moloke_i_v_myasnom_bulone.docx | 27.63 КБ |
Предварительный просмотр:
Растворение белков в воде. Обнаружение белков в молоке и в мясном бульоне. Денатурация раствора белка куриного яйца спиртом, растворами солей тяжелых металлов и при нагревании.
Цель: овладение навыками проведения химических опытов, подтверждающих свойства белков и их нахождение в продуктах питания; познакомиться с реакциями, доказывающими наличие в белках ароматического кольца и пептидных связей.
Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, держатель, горелка, спички. Раствор нитрата свинца, молоко, мясной бульон, этиловый спирт, раствор сульфата меди (II), раствор щелочи NaOH или КОН, раствор яичного белка, азотная кислота (1:3).
Белками или белковыми веществами, называют высокомолекулярные природные полимеры, молекулы которых построены из остатков аминокислот, соединенных амидной (пептидной) связью.
Белки — амфотерные электролиты. При определенном значении рН среды число положительных и отрицательных зарядов в молекуле белка одинаково. Это одно из основных свойств белка.
Под действием внешних факторов (температуры, механического воздействия, действия химических агентов) происходит изменение вторичной, третичной и четвертичной структур белковой макромолекулы. Первичная структура, а следовательно, и химический состав белка не меняется.
1. Растворение белков в воде. В пробирку с водой поместите немного куриного бека и перемешайте стеклянной палочкой. Запишите наблюдения.
2. Обнаружение белков в молоке и мясном бульоне. В одну пробирку прилейте 4мл молока а, в другую пробирку 4мл мясного бульона и в каждую пробирку добавьте 4мл щелочи NaOH и 2мл раствора соли CuSO 4 . Появление характерного фиолетового окрашивания указывает на наличие белка. Запишите наблюдения.
3. Денатурация белка спиртом, растворами солей тяжелых металлов и при нагревании. Полученный в первом опыте раствор куриного белка разлейте в три пробирки. В одну пробирку прилейте этиловый спирт, во вторую раствор нитрата свинца Pb(NO 3 ) 2 , а третью пробирку нагрейте. Запишите наблюдения.
4. Взаимодействие раствора белка с азотной кислотой. В пробирку внесите 5 капель водного раствора белка и 5 капель раствора азотной кислоты. Получившийся белый осадок нагрейте. Как изменилась окраска?
5. Взаимодействие белка с гидроксидом меди (II). В пробирку внесите 5 капель водного раствора белка и добавьте свежеприготовленный гидроксид меди (II). Добавляйте по каплям раствор щелочи до появления фиолетового окрашивания.
Источник
ПРАКТИЧЕСКАЯ работа № 7
Реакции необратимого осаждения белков
При необратимом осаждении происходит глубокая денатурация белка. Денатурированный белок не способен к восстановлению своих первоначальных физико-химических и биологических свойств. Необратимое осаждение вызывается высокой температурой, действием концентрированных минеральных и некоторых органических кислот, ионов тяжелых металлов, алкалоидных реагентов, детергентов, красителей.
Реактивы: водный раствор яичного белка (раствор готовят, как указано в лабораторной работе № 6, часть 1); концентрированные серная, соляная и азотная кислоты; 5 %-й раствор ацетата свинца; 2,5 %-й раствор нитрата серебра; 5 %-й раствор сульфата меди.
Задание 1. Осаждение белков минеральными кислотами.
Реакция находит применение для быстрого определения белка в биологических жидкостях, например, моче.
Данную работу необходимо выполнять в вытяжном шкафу, соблюдая особую осторожность!
1. В три пробирки налейте по 15 – 20 капель концентрированных кислот: в первую – серной; во вторую – азотной и в третью – соляной.
2. Пробирки наклоните под углом 45 о и ОСТОРОЖНО (из пипетки) наслоите по стенке раствор белка. Пробирку держите отверстием от себя. На границе белка и кислоты появляется белое кольцо.
3. Пробирки осторожно встряхните. Осадки растворяются в серной и соляной кислотах, но не растворяются в азотной кислоте.
Задание 2 . Осаждение белков солями тяжелых металлов.
Белки осаждаются солями меди, свинца, ртути, цинка, серебра и других тяжелых металлов. Свойство белков связывать ионы тяжелых металлов используется в медицине при оказании первой помощи пострадавшим от отравления солями меди, свинца, ртути.
1. В три пронумерованные пробирки налейте по 5 – 10 капель раствора белка.
2. В первую пробирку по каплям прибавьте раствор ацетата свинца. Образуется осадок. Добавьте еще несколько капель, осадок должен раствориться в избытке раствора соли.
3. Во вторую пробирку по каплям приливайте раствор нитрата серебра. Образовавшийся осадок в избытке соли не растворяется.
4. В третью пробирку прибавьте раствор сульфата меди до появления осадка. Убедитесь, что осадок растворяется в избытке соли.
Оформите результаты проведенных исследований в виде таблицы.
Растворимость осадка в избытке реагента
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 8
Тепловая денатурация белка.
При нагревании белки денатурируют. На процесс денатурации оказывают сильное влияние рН раствора и добавление электролитов.
Реактивы: водный раствор яичного белка (раствор готовят, как указано в лабораторной работе № 6, часть 1); 1%-й раствор уксусной кислоты; 10 %-й раствор уксусной кислоты; 10 %-й раствор гидроксида натрия; насыщенный раствор хлорида натрия.
Оборудование: пробирки, водяная баня или спиртовка.
1. В пять пронумерованных пробирок налейте по 10 капель раствора яичного белка.
2. Белок в первой пробирке нагрейте до кипения. Раствор мутнеет (разрушаются гидратные оболочки вокруг макромолекул), но осадок не образуется. Мицеллы, образованные макромолекулами, сохраняют одноименный заряд, что препятствует их осаждению.
3. К раствору белка во второй пробирке добавьте одну каплю 1 %-го раствора уксусной кислоты и нагрейте до кипения. Осадок белка выпадает быстро. Заряд мицелл нейтрализован, и белок близок к изоэлектрической точке.
4. К раствору белка в третьей пробирке прибавьте 1 – 2 капли 10 %-го раствора уксусной кислоты и нагрейте до кипения. Осадок не образуется, так как мицеллы белка приобрели, присоединяя ионы водорода, положительный заряд, что препятствует их осаждению.
5. В четвертую пробирку добавьте 1 – 2 капли 10 %-го раствора гидроксида натрия и нагрейте до кипения. Осадок не выпадает. Мицеллы за счет отщепления протонов от карбоксильных групп боковых цепей белка заряжены отрицательно.
6. В пятую пробирку прибавьте 1 – 2 капель насыщенного раствора хлорида натрия и нагрейте до кипения. Белок выпадает в осадок.
Оформите результаты исследования, заполнив таблицу и кратко записав механизм денатурирующего действия исследуемого фактора в виде вывода.
Наблюдаемый эффект денатурации
ПРАКТИЧЕСКАЯ работа № 9
Выделение казеина из молока
Казеин – важнейший белок молока. Он относится к фосфопротеинам. Остатки фосфорной кислоты в молекуле казеина связаны с остатками серина. При подкислении до рН 4,7 (изоэлектрическая точка казеина) белок выпадает в осадок.
Добавление избытка кислоты вызывает перезарядку белковых молекул и переход их снова в раствор.
Реактивы: молоко цельное обезжиренное; 10 %-й раствор уксусной кислоты; 1 %-й раствор гидроксида натрия; 5 %-й раствор сульфата меди.
Оборудование: пробирки, воронка для фильтрования, бумажный фильтр.
Задание № 1 . Выделение казеина.
1. В пробирку внесите 2 см 3 молока, прибавьте столько же дистиллированной воды и полученную смесь перемешайте.
2. К раствору прибавляйте по каплям 10 %-й раствор уксусной кислоты до образования осадка. Избегайте избытка кислоты.
3. Осадок отфильтруйте на бумажном фильтре и промойте несколько раз дистиллированной водой (на фильтре).
4. Растворите осадок в 1 %-м растворе щелочи. Полученный раствор профильтруйте через смоченный водой фильтр.
Задание № 2 . Качественная реакция на белок.
К 1 см 3 профильтрованного раствора добавьте 1 каплю раствора сульфата меди. Образуется характерное для белков красно-фиолетовое окрашивание.
Опишите ход выполнения работы. Объясните наблюдаемые явления.
Диализ растворов белков
Метод диализа основан на неодинаковой способности компонентов раствора к диффузии через тонкие пленки – мембраны. Мембрана представляет собой пористую пленку, через поры которой могут проникать небольшие молекулы. Метод диализа используется для очистки высокомолекулярных соединений от низкомолекулярных, а также концентрирования растворов полимеров.
Реактивы: водный раствор белка (раствор готовят, как указано в лабораторной работе № 6, часть 1); насыщенный раствор хлорида натрия; 0,5 %-й раствор нитрата серебра; 10 %-й раствор азотной кислоты; 10 %-й раствор гидроксида натрия; 1 %-й раствор сульфата меди.
Оборудование: пробирки, целлофановый мешочек; стакан.
Задание 1 . Диализ.
1. В пробирке смешайте равные объемы раствора белка и насыщенного раствора хлорида натрия.
2. Влейте приготовленный раствор белка в мешочек из целлофана, заполнив его до половины.
3. Мешочек подвесьте на стеклянной палочке и погрузите в стакан с дистиллированной водой. Ионы натрия и хлорид-ионы свободно проникают через стенки мешочка и равномерно распределяются по всему объему воды. Молекулы белка имеют большие размеры, чем размеры пор целлофана, и остаются в мешочке. Диализ проводят при комнатной температуре в течение 20 мин.
Задание 2 . Анализ воды в стакане.
1. К 1 см 3 жидкости из стакана добавьте 2 капли раствора азотной кислоты и 2 – 3 капли раствора нитрата серебра. Появляется белый осадок хлорида серебра.
2. К 1 см 3 жидкости из стакана добавьте 5 капель раствора щелочи и 1 – 2 капли раствора сульфата меди. Фиолетовое окрашивание, характерное для белков, отсутствует.
Задание 3 . Анализ содержимого мешочка.
К 5 каплям раствора из мешочка добавьте 5 капель раствора щелочи и 1 – 2 капли раствора сульфата меди. Появляется характерное окрашивание, вызванное образованием комплексной соли меди с полипептидом.
Коротко опишите ход выполнения работы. Сделайте схематический рисунок диализа. Сделайте вывод о распределении низко- и высокомолекулярных веществ до и после диализа.
Определение изоэлектрической точки желатины
В изоэлектрической точке растворы белков неустойчивы. Молекулы белка с одинаковым количеством положительных и отрицательных зарядов легко выпадают в осадок. Значение рН, соответствующее изоэлектрической точке, является характерным для каждого белка. Выпадение белка в осадок можно ускорить добавлением водоотнимающих веществ, например, этилового спирта.
Реактивы: 0,5 %-й раствор желатины;0,1 М раствор уксусной кислоты;0,1 М раствор ацетата натрия; 96 %-й этиловый спирт.
Оборудование: пробирки; мерные пипетки.
1. В пять пронумерованных пробирок прилейте растворы уксусной кислоты и ацетата натрия в количествах, указанных в таблице.
2. Затем в каждую пробирку добавьте по 1 см 3 раствора желатины и хорошо перемешайте.
3. В каждую пробирку прибавьте по 4 см 3 этилового спирта и снова перемешайте.
4. Через 5 –10 мин просмотрите все пробирки и оцените степень мутности полученных смесей. рН наиболее мутной смеси соо тветствует изоэлектрической точке желатины.
Результаты опыта оформите в виде таблицы. Определите изоэлектрическую точку желатины.
Состав буферной смеси, см 3
0,5 %-й раствор желатины, см 3
Этиловый спирт, см 3
Степень мутности (по
Упражнения и задачи
1. Какой объем раствора гидроксида натрия с массовой долей NaOH 15 % и плотностью 1,16 г/см 3 потребуется для реакции с раствором глицина массой 10 г c массовой долей аминокислоты 6 %? Ответ: 1,84 см 3 .
2. Какая масса раствора соляной кислоты с массовой долей HCl 5 % потребуется для реакции с раствором аланина массой20 гc массовой долей аминокислоты 5 %? Ответ: 8,2 г.
3. Какая масса глицина может быть получена из карбида кальция? Масса карбида кальция равна 128 г. Потеpи составляют 15 %. Ответ: 127,5 г.
4. Напишите структурные формулы следующих олигопептидов: а) аланилглицин; б) глицилаланиллейцин; в) лейцилаланиллизин; г) Трп-Вал-Гли-Лиз; д) AAGS.
5. Сколько трипептидов может быть образовано аминокислотами глицином и аланином? Запишите их.
6. Аминокислоту лизин в промышленности получают микробиологическим методом. Какую массу лизина можно выделить из культуральной жидкости объемом 3 м 3 и плотностью 1,05 г/см 3 , где массовая доля лизина составляет 12 %, а производственные потери – 15 %? Ответ: 321,3 кг.
7. Интерфероны подавляют развитие вирусов в организме. Их можно выделить из лейкоцитов человека, однако выход интерферона составляет всего 1 мкг из 1 дм 3 крови. Для получения значительных количеств интерферона его гены были клонированы в бактериальных клетках. Клонированные гены экспрессировались с образованием функционально активных белков – интерферонов.
а) Проведенный анализ показал, что в 1 см 3 культуры содержится 10 9 бактериальных клеток, а в каждой клетке находится 0,1 пг белка, 5 % которого составляет интерферон. Подсчитайте, сколько интерферона можно получить из 100 дм 3 культуры.
б) Рассчитайте, сколько молекул интерферона вырабатывает 1 бактериальная клетка, если молярная масса интерферона составляет 30 000 г/моль.
в) Во сколько раз содержание интерферона в культуре клеток выше, чем в крови?
Ответ: 0,5 г; 10 5 молекул; в 5000 раз.
8. В составе молекулы рибонуклеазы содержится 10 остатков лизина, мольная доля которого в молекуле равна 8,06 %. Оцените относительную молекулярную массу фермента. Ответ: 13650.
9. Массовая доля железа в составе гемоглобина равна 0,347 %. Рассчитайте относительную молекулярную массу гемоглобина, если известно, что он состоит из 4 протомеров, и в составе каждого протомера содержится по одному атому железа. Ответ: 64500.
10. В результате гидролиза гексапептида получен набор следующих дипептидов: ала-гис, про-лиз, гис-тре, тре-сер, сер-про. Определите первичную структуру пептида.
Источник
