В процессе работы над исследовательским проектом по биологии на тему "Биохимический метод обнаружения биомолекул" автор провёл соответствующие качественные реакции на обнаружение белков, липидов и углеводов, дабы подтвердить эффективность методики для обнаружения вышеперечисленных биомолекул.

Подробнее о проекте:

В рамках работы над исследовательским проектом по биологии "Биохимический метод обнаружения биомолекул" изучен биохимических метод выявления биомолекул в тканях различных растений, который позволяет устанавливать присутствие биомолекул в тканях растений.

Автор на основе полученных результатов оценил пригодность данного метода для использования его в образовательных целях, а также подтвердил эффективность методики для обнаружения липидов, белков и углеводов.

Оглавление

Введение

1. Что такое белки?
2. Что такое углеводы?
3. Что такое липиды?
4. Обнаружение белков
5. Обнаружение сахаров
6. Обнаружение липидов

Заключение
Список использованных источников

В связи с ростом мирового населения проблема распределения и квалифицированного потребления продуктов питания становится все более актуальной. По этой причине мы решили исследовать возможности использования биохимического метода выявления биомолекул в тканях различных растений.

Исследование позволит оценить потенциал применения данного метода в школьной программе. Использование учащимися полученных знаний позволит сформировать навыки проведения биохимических исследований.

Гипотеза: метод исследования позволит установить присутствие биомолекул (липидов, белков, углеводов) в тканях различных растений. Он может быть использован для обучения учеников средней школы способам определения наличия липидов, белков и углеводов в растительных субстратах.

Объект: биохимический метод выявления биомолекул в тканях различных растений

Цель: подтвердить эффективность методики для обнаружения биомолекул – белков, липидов, углеводов.

Задачи:

• Провести соответствующие качественные реакции на обнаружение белков, липидов, углеводов.
• На основе полученных результатов оценить пригодность данного метода для использования его в образовательных целях в средней школе.

Белки - это высокомолекулярные азотсодержащие органические природные соединения. Белки незаменимые компоненты живой клетки, они играют решающую роль в построении и осуществлении всех процессов и структур жизнедеятельности клетки.

Функции белков в клетках:

• Структурная функция. Белки входят в состав биомембран клетки и всех внутриклеточных органоидов. Стенки кровеносных сосудов, хрящи, ногти, когти животных, и пр. Состоят преимущественно из белков.
• Каталитическая (ферментативная) функция. Белки катализируют протекание всех химических процессов в организме.
• Регуляторная функция. Некоторые гормоны имеют белково-пептидную природу и участвуют в регуляции клеточной активности.
• Рецепторная функция. Белки, встроенные в мембраны, осуществляют функцию приема сигнала и передачу информации в клетку или из нее.
• Транспортная функция. Белки осуществляют перенос веществ в организме.
• Защитная функция. Иммуноглобулины крови обеспечивают иммунную защиту организма. Фибриноген, тромбин участвуют в свертывании крови.
• Двигательная функция. Белки миозин и актин осуществляют сокращения мышц.
• Запасающая функция, например казеин молока, белки семян и др.

Углеводы - органические соединения, которые по массе составляют основную часть органического вещества на Земле.

Углеводы являются основными поставщиками энергии в организме.
Функции углеводов:

• энергетическая. При окислении 1 грамма углеводов высвобождается 16,9 кДж энергии
• структурная. Целлюлоза входит в состав клеток всех растений, олигосахариды – в состав клеточных мембран.
• пластическая функция. В ходят в состав ДНК, РНК, некоторых коферментов.
• запасающая. При избытке накапливаются и запасаются в виде крахмала, гликогена, которые затем могут использоваться.
• защитная. Образуют прочные клеточные стенки покровов членистоногих.

Липиды – органические соединения, практически не растворимые в воде.

Основные функции жиров:
-структурная. Входят в состав клеточных мембран.
- энергетическая. В молекулах липидов хранится большая часть энергетических запасов организма.

Мы провели качественный анализ содержания белков углеводов и липидов в тканях различных растений.

Исследуемый материал:
Ткани корня женьшеня, мякоти яблока, клубня картофеля.

Реактивы: триссахарозный буфер рН 7,4; 2%-ый раствор казеина, 1%-ый раствор глюкозы, 10% раствор едкого натра, 2%-ый раствор сульфата меди, 5%-ый раствор сульфата меди. 96-ый этиловый спирт, концентрированная серная кислота, растительное масло.

Оборудование:
Пробирки, пипетки, водяная баня, ступка.

Каждую ткань размельчили в ступке с триссахарозным буфером pH 7,4. Субстрат отфильтровали, получили супернатант корня женшеня, мякоти яблока, клубня картофеля. Проводили исследования отдельно.

Качественные реакции на обнаружение белков. Биуретовая реакция.
Ход работы

Для каждого объекта взяли по 2 пробирки - для опыта и для контроля. В них внесли по 3 капли супернатанта.

В одну пробирку внесли 3 капли супернатанта ткани корня женшеня, 3 капли 2%-ого раствора сульфата меди, 6 капель 10%-ого едкого натра.
Во вторую пробирку вместо супернатанта корня женьшеня (для контроля) внесли 2%-ый раствор казеина, далее в нее внесли те же реактивы в тех же пропорциях.

С мякотью яблока и клубнем картофеля провели те же манипуляции.
Наблюдаемый результат.
В пробирках с супернатантом появляется синее окрашивание. В пробирках с казеином – сине-фиолетовое окрашивание.

Это указывает на наличие пептидных связей в щелочной среде, так как он образует комплекс с ионами меди. Редуцирующие сахара восстанавливают сульфат меди до нерастворимого кирпично-красного оксида.

Обнаружение сахаров: глюкозы, фруктозы, мальтозы.

Взяли по 2 пробирки для каждого субстрата – для опыта и для контроля. В опытные пробирки внесли по 10 капель супернатанта каждого исследуемого объекта, в контрольные пробирки вместо супернатанта внесли по 10 капель раствора глюкозы.

В каждую пробирку добавили по 3 капли 10 %-го раствора едкого натра и по каплям 5 %-ый раствор сернокислой меди до появления голубой мутности. Полученные растворы нагрели в водяной бане до кипения.

Наблюдаемый результат:

Во всех пробирка появился кирпично-красный осадок.
Это доказывает наличие сахаров как в опытных, так и в контрольных пробирках.

Взяли пробирку и внесли в нее 2 капли подсолнечного масла и 20 капель 96%-го спирта. После встряхивания осторожно по стенке пробирки наслоили около 1 мл концентрированной серной кислоты.

Наблюдаемый результат:

На границе двух жидкостей появляется кольцо красного цвета. После встряхивания пробирки верхний слой жидкости окрашивается в красный цвет.
Под действием серной кислоты происходит дегидратация и окисление липидов. Образовавшиеся производные имеют характерное красное окрашивание.
 

В результате данной исследовательской работы и проекта по биологии на тему "Биохимический метод обнаружения биомолекул" мы выявили, что все изучаемые нами растительные объекты имеют в своем составе белки, углеводы и липиды. Эти биомолекулы имеют огромное значения для формирования живых организмов, в частности, растительных, и для протекания у них сложных процессов обмена веществ.

Поскольку выбранная методика обеспечивает достижение поставленных нами целей, является доступной, безопасной и достоверной, мы посчитали ее подходящей для применения в целях обучения школьников. Таким образом, использование методики позволит освоить школьникам навыки качественных исследований, а также на практике подтвердить наличие в растительных тканеях биомолекул липидов, углеводов и белков.

1. Бородин П. М. , Высоцкая Л. В. , Дымшыц Г. М. , Медников Б. М. И др.
2. Биология. М.: Просвещение. 2014.
3. Комов В. П, Шведова В. Н. Биохимия. Учебник для студентов медицинских и фармацевтических вузов. М. 2004.
4. Северин Е.С. Биохимия. Учебник для вузов М. 2006
5. Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. Биология. В трех томах.
6. Т. 2. М. 2021
7. Яковлев Г. П., Челомбитько В.А. Ботаника. Учебник для вузов. СПБ 2008.
8. Хадорн Э., Венер Р. Общая зоология. Для студентов-биологов и медиков. М. 1989.