Закрепление: Задание № 1
Определить пары изомеров и назвать их.
Для начала, давайте посчитаем количество атомов каждого элемента в каждой молекуле, чтобы определить их брутто-формулы. Изомеры - это вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав (одинаковую брутто-формулу), но разное строение.
а) NH2-CH(CH3)-C(O)-OH
Углерод (C): 1 (карбоксил) + 1 (CH) + 1 (CH3) = 3 атома
Водород (H): 2 (NH2) + 1 (CH) + 3 (CH3) + 1 (OH) = 7 атомов
Азот (N): 1 атом
Кислород (O): 1 (C=O) + 1 (OH) = 2 атома
Брутто-формула: C3H7NO2
Название: 2-аминопропановая кислота (аланин)
б) CH3-CH(NH2)-C(O)-OH
Углерод (C): 1 (CH3) + 1 (CH) + 1 (C=O) = 3 атома
Водород (H): 3 (CH3) + 1 (CH) + 2 (NH2) + 1 (OH) = 7 атомов
Азот (N): 1 атом
Кислород (O): 1 (C=O) + 1 (OH) = 2 атома
Брутто-формула: C3H7NO2
Название: 2-аминопропановая кислота (аланин)
Примечание: Структуры а) и б) идентичны, это одно и то же соединение, просто по-разному записано. Они не являются изомерами друг друга, а представляют собой одну и ту же молекулу. Вероятно, в задании подразумевалось, что это разные структуры, но по факту это одно и то же. Если бы CH3 в а) был присоединен к NH2, то это было бы другое соединение. Но здесь CH3 присоединен к центральному углероду, как и в б).
в) CH3-CH(NH2)-CH2-C(O)-OH
Углерод (C): 1 (CH3) + 1 (CH) + 1 (CH2) + 1 (C=O) = 4 атома
Водород (H): 3 (CH3) + 1 (CH) + 2 (NH2) + 2 (CH2) + 1 (OH) = 9 атомов
Азот (N): 1 атом
Кислород (O): 1 (C=O) + 1 (OH) = 2 атома
Брутто-формула: C4H9NO2
Название: 3-аминобутановая кислота
г) CH3-CH2-CH(NH2)-C(O)-OH
Углерод (C): 1 (CH3) + 1 (CH2) + 1 (CH) + 1 (C=O) = 4 атома
Водород (H): 3 (CH3) + 2 (CH2) + 1 (CH) + 2 (NH2) + 1 (OH) = 9 атомов
Азот (N): 1 атом
Кислород (O): 1 (C=O) + 1 (OH) = 2 атома
Брутто-формула: C4H9NO2
Название: 2-аминобутановая кислота
д) CH3-C(NH2)(CH3)-C(O)-OH
Углерод (C): 1 (CH3) + 1 (C) + 1 (CH3) + 1 (C=O) = 4 атома
Водород (H): 3 (CH3) + 2 (NH2) + 3 (CH3) + 1 (OH) = 9 атомов
Азот (N): 1 атом
Кислород (O): 1 (C=O) + 1 (OH) = 2 атома
Брутто-формула: C4H9NO2
Название: 2-амино-2-метилпропановая кислота
е) H2N-CH2-CH2-C(O)-OH
Углерод (C): 1 (CH2) + 1 (CH2) + 1 (C=O) = 3 атома
Водород (H): 2 (NH2) + 2 (CH2) + 2 (CH2) + 1 (OH) = 7 атомов
Азот (N): 1 атом
Кислород (O): 1 (C=O) + 1 (OH) = 2 атома
Брутто-формула: C3H7NO2
Название: 3-аминопропановая кислота (бета-аланин)
Теперь определим пары изомеров:
Пара 1:
а) NH2-CH(CH3)-C(O)-OH (2-аминопропановая кислота, аланин)
е) H2N-CH2-CH2-C(O)-OH (3-аминопропановая кислота, бета-аланин)
Обе имеют брутто-формулу C3H7NO2. Это изомеры положения аминогруппы.
Пара 2:
в) CH3-CH(NH2)-CH2-C(O)-OH (3-аминобутановая кислота)
г) CH3-CH2-CH(NH2)-C(O)-OH (2-аминобутановая кислота)
д) CH3-C(NH2)(CH3)-C(O)-OH (2-амино-2-метилпропановая кислота)
Все три имеют брутто-формулу C4H9NO2. Это изомеры положения аминогруппы и изомеры углеродного скелета.
Таким образом, можно выделить следующие пары/группы изомеров:
1. Соединения а) и е) являются изомерами. Названия: 2-аминопропановая кислота (аланин) и 3-аминопропановая кислота (бета-аланин).
2. Соединения в), г) и д) являются изомерами. Названия: 3-аминобутановая кислота, 2-аминобутановая кислота и 2-амино-2-метилпропановая кислота.
---
Тест «Белки»
1. Какие химические элементы входят в состав белков?
а) углерод
б) водород
в) кислород
г) сера
д) фосфор
е) азот
ё) железо
ж) хлор
Ответ: В состав белков обязательно входят углерод (а), водород (б), кислород (в) и азот (е). Сера (г) входит в состав некоторых аминокислот (например, цистеина и метионина), поэтому она также является важным элементом белков. Фосфор (д) и железо (ё) могут входить в состав некоторых сложных белков (фосфопротеинов, гемопротеинов), но не являются обязательными для всех белков. Хлор (ж) обычно не входит в состав белков.
Таким образом, основные элементы: а) углерод, б) водород, в) кислород, г) сера, е) азот.
2. Сколько аминокислот участвуют в образовании белков?
а) 30
б) 20
в) 26
г) 10
Ответ: В образовании белков участвуют б) 20 основных (протеиногенных) аминокислот.
3. Между какими группировками аминокислот образуется пептидная связь?
а) между карбоксильными группами соседних аминокислот
б) между аминогруппами соседних аминокислот
в) между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой
Ответ: Пептидная связь образуется между в) аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой. При этом выделяется молекула воды.
Формула пептидной связи: \(\text{-C(O)-NH-}\)
4. Какие связи образуют 1- первичную, 2- вторичную, 3- третичную структуру белка? (Соотнесите)
а) ковалентные
в) ионные
б) водородные
г) такие связи отсутствуют
Ответ:
1- Первичная структура: Это последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Она стабилизируется а) ковалентными пептидными связями.
2- Вторичная структура: Это пространственная укладка полипептидной цепи в спирали (альфа-спираль) или складки (бета-складчатый слой). Она стабилизируется б) водородными связями между атомами водорода аминогрупп и атомами кислорода карбонильных групп пептидных связей.
3- Третичная структура: Это трехмерная пространственная структура всей полипептидной цепи. Она стабилизируется различными типами связей, включая:
- а) ковалентные (дисульфидные мостики между остатками цистеина)
- б) водородные (между боковыми цепями аминокислот)
- в) ионные (между заряженными боковыми цепями аминокислот)
- Гидрофобные взаимодействия (между неполярными боковыми цепями)
Таким образом, соотнесение:
- Первичная структура: а) ковалентные (пептидные связи)
- Вторичная структура: б) водородные
- Третичная структура: а) ковалентные (дисульфидные), б) водородные, в) ионные (а также гидрофобные взаимодействия)