Исследовательская работа 'Белок. Его значение для человека'

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГИМНАЗИЯ №8
городского округа города Райчихинска Амурской области

Белок. Значение белка для человека

Выполнила:
ученица 4 класса «А»
Тягло Анастасия
Руководитель: Одокиенко

Елена Яковлевна

2014

Содержание


Введение

I. Основная часть

1. Химия всего живого

2. Азбука живой материи. Белки

II. Белок. Значение белка для человека

Химические опыты с белком

2.1. В поисках белка
2.2. Разрушение белков
3.3. Воздействие тяжелых металлов на белки

3.4. Из чего сделан белок

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

Введение

Проблема исследования: «Белок. Значение белка для человека»

Актуальность исследовательской работы

Современная книга о происхождении жизни могла бы начинаться фразой: «В начале был белок». Другое название белка - протеины происходит от греческого слова «протос», то есть первый, важнейший и подчеркивает их исключительную роль в процессах жизнедеятельности.

Белки всюду, где есть жизнь!

Белок - неотъемлемая составляющая нашего организма, нарушение которой может вызвать его разрушение. Необходимость постоянного получения белковой пищи человеком вызвано наличием у белка определенных функций, которые необходимы живому организму для его развития, размножения и осуществления жизнедеятельности.

Волосы, ногти, когти, шерсть, перья, копыта, наружный слой кожи - все они целиком состоят из белка. В мышцах действуют незримые белковые «пружины». Внутренняя поверхность глаза покрыта слоем высокочувствительного белка. В светлячках белки «зажигают ночью холодный огонь». В электрическом органе морского ската белковые вещества вырабатывают электричество. Белки крови некоторых антарктических рыб имеют свойство антифриза - предохраняют кровь от замерзания. Белки заведуют питанием организма, ростом, движением, чувствительностью, работой мозга, охраняют от возбудителей болезней - бактерий, вирусов, лечат от насморка и гриппа.

Чего только они не делают! От белка хлорофилла зависит зеленая окраска листьев. Этот белок обладает замечательным свойством: ловит солнечный луч и с помощью его энергии, в процессе фотосинтеза, из простых веществ - углекислого газа и воды создает более сложные вещества и строит из них живое тело растения.

Главное свойство человеческого организма - способность извлекать из окружающей среды и запасать энергию, благодаря которой тело может совершать работу. Организм развивается, для этого в нем синтезируются химические вещества, необходимые для роста и обновления тканей. Все возможные соединения непрерывно транспортируются в живую клетку и из нее. Она получает необходимые соединения благодаря питанию. Молекулы, попадающие в организм с пищей, - это полимерные соединения: белки, жиры, углеводы.

Функционирование белка лежит в основе важнейших процессов жизнедеятельности организма. Обмен веществ (пищеварение, дыхание и др.), мышечное сокращение, нервная проводимость и жизнь клетки в целом неразрывно связаны с активностью ферментов - высокоспецифических катализаторов биохимических реакций, являющихся белками. Основу костной и соединительной тканей, шерсти, роговых образований составляют структурные белки.

Биохимический синтез белка в промышленных целях важен для человечеств, это позволяет создавать искусственные препараты, продукты питания и средств индивидуальной защиты.

Всё это определяет актуальность проблемы исследовательской работы.

Цель исследования: изучить значение белка в исследовании и практической жизнедеятельности человека.

Объект наблюдения: яичный белок как биохимический комплекс

Задачи исследования:

1. Изучить значение белка в жизни человека.

2. Эксперимент. С помощью химических опытов определить значимость белка.

Методы исследования:

1. Анализ научно-популярной литературы по теме исследования.

2. Поиск информации в Интернете.

3. Наблюдение за свойствами белка в ходе проведения опытов.

Анализ химических опытов.

1. Основная часть

Химия всего живого

I.1 Азбука живой материи. Белки.

Более четырех миллиардов лет назад на Земле из маленьких неорганических молекул непостижимым образом возникли белки, ставшие строительными блоками живых организмов. Свое название белки получили от яичного белка, который с незапамятных времен использовался человеком как составная часть пищи. Согласно описаниям Плиния Старшего, уже в Древнем Риме яичный белок применялся и как лечебное средство. Однако подлинная история белковых веществ начинается тогда, когда появляются первые сведения о свойствах белков как химических соединений (свертываемость при нагревании, разложение кислотами и крепкими щелочами и т. п.)
Впервые термин белковый (albumineise) применительно ко всем жидкостям животного организма использовал французский физиолог Ф. Кене в 1747 г.

Белки, или протеины (от греческого «протос» - «первый»), - это природные органические соединения, которые обеспечивают все жизненные процессы любого организма. Из белков построены хрусталик глаза и паутина, панцирь черепахи и ядовитые вещества грибов… с помощью белков мы перевариваем пищу и боремся с болезнями. Благодаря особым белкам по ночам светятся светлячки, а в глубинах океана мерцают таинственным светом медузы.

Белковых молекул в живой клетке во много раз больше, чем всех других (кроме воды). Ученые выяснили, что у большинства организмов белки составляют более половины их сухой массы. И разнообразие видов белков очень велико - в одной клетке такого маленького организма, как бактерия Escbericbia coli насчитывается около трех тысяч различных белков.

Впервые белок был выделен в виде клейковины в 1728 году итальянцем Якопо Бартоломео Беккари (1682 - 1766 годы жизни) из пшеничной муки. Это событие принято считать рождением химии белка. С тех пор почти за три столетия из природных источников получены тысячи различных белков и исследованы их свойства.

II. Химические опыты с белком

2.1.В поисках белка

Опыт 1

Для проведения эксперимента потребуется: яичный белок, волосы, шерсть, стеклянная палочка, сухое горючее, чашка для выпаривания, спички (слайд).

-взять стеклянную палочку;

-нанести на нее яичный белок;

-нагреть в пламени сухого горючего до почернения. (слайд)

Повторяется опыт с волосами (слайд), шерстью (слайд).

При проведении данного опыта можно увидеть различие тканей животного, растительного и искусственного происхождения.

Вывод: синтетика при поджигании плавится, растительные волокна пахнут горелой бумагой, а шерсть - паленым белком.

Молекула белка очень длинная. Химики называют такие молекулы полимерными (от греческого «поли» - «много» и «мерос» - «часть», «доля»). Длинная молекула полимера состоит из множества маленьких молекул, связанных друг с другом. (слайд)

Большинство полимеров не принимает устойчивой формы в пространстве. Отдельные маленькие молекулы, входящие в состав белка, обладают способностью «слипаться», так как между ними действуют силы притяжения. В результате у любой белковой цепи есть характерная только для нее пространственная структура. Именно она определяет свойства белков. Без такой структуры они не могли бы выполнять те функции, которые осуществляют в живой клетке.

2. Из чего сделан белок

Опыт 2

Для проведения эксперимента потребуется: вода, яичный белок, соляная кислота, гидроокись натрия, 3 пробирки, кастрюля. (слайд)

-приготовить смесь из 1 мл. яичного белка и 7-8 мл. воды, разлить ее в три пробирки;

-добавить к смеси в первую пробирку 0,5 мл соляной кислоты;

- долить во вторую пробирку 0,5 мл. гидроокиси натрия. (слайд)

-поставить три пробирки на водяную баню. (слайд)

Вывод: Видно, что в первых 2 пробирках жидкость прозрачная, а в третьей мутная. Это значит, что в пробирке со смесью белка и воды белок свернулся. В первых двух пробирках этого не случилось потому, что аминокислотные цепи, из которых состоит белок, были разрушены кислотой и щелочью еще до нагревания.

Кислотные щелочные ожоги на коже появляются именно из-за того, что белок разрушается под воздействием этих веществ. (слайд)

Белки выполняют опорную и защитную функции, скрепляя биологические структуры и придавая им прочность. Кожа представляет собой почти чистый белок коллаген, а волосы, ногти и перья состоят из прочного нерастворимого белка кератина.
При длительном кипячении белков в присутствии сильных кислот или щелочей белковые цепи распадаются на составляющие их молекулы, называемые аминокислотами. Из аминокислот состоит белок. Этот процесс называют свертыванием или денатурацией белка.

2.3.Разрушение белков

Опыт 3

Для проведения эксперимента потребуется: вода, поваренная соль, яичный белок, стеклянная палочка, пробирка. (слайд)

- насыпать в пробирку около 1 см. поваренной соли (слайд)

- добавить минимальное количество воды, которое необходимо для его растворения; (слайд)

-внести в этот соляной раствор стеклянную палочку, которая намазана яичным белком(слайд).

Вывод: опыт показал разрушение (денатурация) белка под воздействием соли. (слайд)
Белки служат питательными веществами. В семенах многих растений (пшеницы, кукурузы, риса и других) содержатся пищевые белки. К ним относятся также альбумин - основной компонент яичного белке и казеин - главный белок молока. При переваривании в организме человека белковой пищи происходит гидролиз пептидных связей. Белки «разбираются» на отдельные аминокислоты, из которых организм в дальнейшем «строит» новые пептиды (соединения аминокислот в длинную цепочку) или использует для получения энергии. Отсюда и название: греческое слово «пептос» означает «переваренный». Гидролизом пептидной связи управляют тоже белки - ферменты.

2. Воздействие тяжелых металлов на белки

Опыт 4

Для проведения эксперимента потребуется: вода, яичный белок, медь сернокислая, хлорид кобальта, никель сернокислая, 3 пробирки. (слайд)

В этом опыте я увидела вредное воздействие тяжелых металлов на живой организм. Для иллюстрации этого процесса проще всего использовать обыкновенный белок.

- налить в 3 пробирки 1-2 мл. воды и добавить в каждую 3-4 капли яичного белка. (слайд)

- в первую пробирку добавить 2-4 ложечки меди сернокислой, во вторую пробирку насыпать 2-4 ложечки хлорида кобальта, в третью пробирку добавить 2-4 ложечки никеля сернокислого (слайд)

- в каждой из трех пробирок выпал осадок

Это значит, что белок был разрушен. (слайд)

Вывод: Все живые существа состоят из белков, жиров и углеводов. Без белков жизнь невозможна. Именно поэтому тяжелые металлы, разрушающие белки, являются очень опасными веществами. Попадая в организм с водой и пищей, они постепенно накапливаются и становятся причиной многих, в том числе и смертельных, заболеваний.

Заключение

Исследуя проблему «Белок. Значение белка для человека» я выяснила, что белки играют важнейшую роль в жизнедеятельности всех организмов. При пищеварении белковые молекулы перевариваются до аминокислот, которые хорошо растворяются в водной среде, проникают в кровь и поступают во все ткани и клетки организма. Наибольшая часть аминокислот расходуется на синтез белков различных органов и тканей, часть - на синтез гормонов, ферментов и других биологически важных веществ, а остальные служат как энергетический материал.

Белки участвуют в регуляции клеточной и физиологической активности. К подобным белкам относятся многие гормоны (от греческого «гормао» - «побуждаю»), такие, как инсулин, регулирующий обмен глюкозы и гормон роста.
Белки наделяют организм способностью изменять форму и передвигаться. За это отвечают белки актин и миозин, из которых построены мышцы.

Таким образом, белки - важнейшие компоненты пищи человека и корма животных. Совокупность химических превращений белков занимает ведущее место в обмене веществ организмов. Скорость обновления белков у живых организмов зависит от содержания белков в пище, а также его биологической ценности, которая определяется наличием и соотношением незаменимых аминокислот.

Основными источниками белков для человека являются: мясо, яйца, рыба, фасоль, горох и бобы. В отличие от углеводов и жиров в организме не происходит накапливания и запасания белков.

Первая группа - молочные продукты. Именно молоко почти полностью обеспечивает потребность не только детского, но и взрослого организма. В 100 г молока содержится 3 г белка. Пол-литра молока в день - это более половины суточной потребности человека в животном белке. Белки молока содержат все аминокислоты необходимые организму. В молочных белках содержатся в значительных количествах метионин - аминокислота, важная для обеспечения нормальной деятельности печени. Таким образом, в молоке и молочных продуктах удачно сочетаются полноценные белки.
Вторая группа - мясо, рыба, яйца. Степень усвоения мясных продуктов очень высока. Биологическая ценность белков рыбы не ниже, поскольку их аминокислотные составы близки. Установлено, что белки рыбы и многих продуктов моря даже несколько легче перевариваются и усваиваются в организме человека, чем белки мяса.

Третья группа - мука, хлебобулочные изделия, крупы, макаронные изделия. Основное значение продуктов этой группы, содержащих большое количество углеводов - снабжение организма энергией.

Картофель употребляется населением многих стран в относительно больших количествах. Содержащиеся в них растительные белки удовлетворяют общую потребность человека в белках примерно на 30 - 35%.

Знание пользы и вреда белка для организма поможет избежать многих заболеваний.

Повсюду, где мы встречаем жизнь, мы находим, что она связана с каким-либо белковым телом, и повсюду, где мы встречаем какое-либо белковое тело, которое не находится в процессе разложения, мы без исключения встречаем и явление жизни... Жизнь - есть способ существования белковых тел.

Список использованных источников и литературы

1. Большая энциклопедия эрудита. М.: «Махаон», 2004. - 488с.
2. Универсальный справочник школьника. 5-11 класс. Учебное пособие нового типа: Книга 2. / Под ред. Алексашиной, И.Ю., Алексеева, С.В. - СПб.: ИД «Весь», 2004. - 704 с.

3. Энциклопедия для детей. [Том 17]. Химия / ред. коллегия: М. Аксенова, В.Володин, И.Леенсон и др. - М.: Аванта, 2006. - 640с.
4. Яковишин, И. А. Химические опыты с мороженым // Химия в школе - 2006 № - 6 с. 69 - 72.

5.Интернет ресурс.