Әдістемелік ұсыныстар мен нұсқауларды

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі

С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті

Ауыл шаруашылық өсімдіктерінің биохимиясы пәні бойынша

5В080100 Агрономия мамандығының студенттеріне арналған
Зертханалық жұмыстарға
ӘДІСТЕМЕЛІК ҰСЫНЫСТАРЫ МЕН НҰСҚАУЛЫҚТАРЫ

Павлодар

Әдістемелік ұсыныстар мен нұсқауларды; әдістемелік ұсыныстарды; әдістемелік нұсқауларды бекіту парағы			Нысан ПМУ ҰС Н 7.18.4/20
		БЕКІТЕМІН ОІ жөніндегі проректор __________ Н.Э.Пфейфер 20__ж. «___»____________

Қ ұрастырушы: аға оқытушы__________________ Урумбаев К.А.

Агротехнология кафедрасы

Ауыл шаруашылық өсімдіктерінің биохимиясы пәні бойынша

5В080100 Агрономия мамандығының студенттеріне арналған

Әдістемелік ұсыныстар мен нұсқаулар
Зертханалық жұмыстарға

Агротехнология кафедраның отырысында ұсынылды

20__ж. «___»____________, №__ хаттама
Кафедра меңгерушісі ____________ К.М.Мухаметкаримов

20__ж. «____» ________

ОӘК бастығы _____________ Е.Н.Жуманкулова 20__ж. «____» ________

Университеттің оқу-әдістемелік кеңесімен мақұлданды

20__ж. «___»______________ №____ хаттама

Биохимия зертханалық практикумының негізгі мақсаты болып біріншіден, студенттердің білімдерін тереңдету, пәннің негізгі теориялық жағдайларын нақты тәжірибелермен тастықтау, екіншіден, студенттерге химиялық лабораторияда Зертханалықжұмыстардың элементарлы дағдыларын түсіндіру табылады, бұл дағдылар оларға физиологияны, гигиенаны, спорт медицинасын жоғарғы курстарда үйренген кезде және басқада тәжірибелер кезінде қол келуі мүмкін.

Осы қолданба дәстүрге сәйкес жасалған. Таңдалған Зертханалықжұмыстар студенттердің өзіндік жұмыстарын жасауға дағдыларын дамытады. Осы мақсаттар үшін пайдалы болып біздің пікірімізше жеке тәжірибелерге келтірілген қысқаша теориялық кіріспелер, реактивтердің әсер ету механизмдерін бейнелеу, өткізілген тәжірибелердің нәтижелерін жазу формалары және тақырыпқа байланысты бақылау сұрақтары табылады.

Химиялық лабораторияда тыйым салынады:

• 
  сыртқы киімде болу (немесе оны лабораторияға кіргізу);
  
• 
  арнайы киімдерсіз жұмыс істеу;
  
• 
  темекі шегу, тамақтану;
  
• 
  жүгіру, айқай салу, кенеттен әрекеттер жасауға;
  
• 
  нақты тапсырмамен байланыспаған кез-келген әрекеттер жасауға.
  

1. 
   Жұмысқа тек қана оның барлық сатылары түсінікті болғанда кірісу. Қиындық туған жағдайда оқытушы немесе лаборантқа айту.
   
2. 
   Химиялық лаборатоиядағы жұмыстардың барлығын нақты жіне ұқыпты атқару қажет. Барлық жазуларды тек дәптерлерге жазу қажет.
   
3. 
   Жұмыс орнында тек осы кезде қажетті реактивтер мен құрал-жабдықтар болуы мүмкін.
   
4. 
   Тәжірибелер үшін реактивтердің аздаған мөлшері алынады. Жалпы ыдыстарға пайдаланылмаған ерітінділерді қуюға болмайды.
   
5. 
   Төгіліп немесе шашылып қалған реактивтерді лезде және жақсылап жинап алу қажет.
   
6. 
   Әр түрлі затарға тек бір ғана қасық немесе пипетканы қолдануға, реактивтер тұрған ыдыстардың қақпақтарын адастыруға, шашылған затты жинап оны қайтадан ыдысқа салуға болмайды.
   
7. 
   Көзді ластандыратын, тітіркендіретін немесе күйдіретін жұмыстардың барлығында қорғайтын көзілдіріктер тағу қажет.
   
8. 
   Қышқылдарды, сілтілерді және басқада күйдіретін сұйықтықтарды пипетка көмегімен ауызбен соруға болмайды.
   
9. 
   Қыздырылып жатқан сұйықтықтың немесе ерітіліп жатқан заттардың төбесінен қарауға болмайды.
   
10. 
    Сұйықтығы бар ыдыстарды столда бір қолмен ұстап тұрып ашып жабу қажет, бірақ оны ауада ұстап тұруға болмайды.
    
11. 
    Қауіпті жағдайлард жұмыс істегенде басты сорғыш шкафтың сыртында ұстап тұру қажет.
    
12. 
    Иісі бар заттар және бөлініп шығатын газдардың төбесінен жақынынан төмен қарай иіскеуге болмайды. Ыдыстың тесігінен шығатын ауа ағымын қолдың жеңіл әрекеттерімен өзімізге қарай бағыттап тұрып, оны абайлап иіскеу қажет.
    
13. 
    Белгісіз заттың дәмін татып көруге және оның буын иіскеуге болмайды.
    
14. 
    Лабораториядан шыққан соң ысытатын құралдарды сөндірус із қалдыруға тыйым салынады.
    
15. 
    Электроқұралдар жанып кеткенде токты лезде сөндіру қажет! Ток сымдары құммен немесе құрғақ өрт сөндіргішпен сөндіріледі, суды немесе көпіршекті өрт сөндіргішті қолдануға болмайды.
    

1. 
   Егер лабораторияның атмосферасында уландыратын қасиеті бар газ (күкіртсутек, күкірт оксидтері, азот оксидтері, аммиак, галогендер) пайда болса, онда бөлмеден лезде шығу қажет. Алғашқы көмек - таза ауа. Жабырланушыға сүт ішкізуге де болады.
   
2. 
   Егер теріге қатты зат немесе сұйықтық тисе, онда оны алдымен қағып жереді немесе тамшылармен бөлшектерді түсіреді, кейін зақымдалған жерді су немесе сәйкес келетін сұйықтықпен жуады.
   
3. 
   Егер адам термиялық күйсе, онда зақымдалған жерді этанолмен өңдейді және бинтпен орап қояды.
   

1. 
   Зерттеліп жатқан биологиялық қатты зат қайшы, пышақ (бұлшықеттер) немесе қырғыш (көкөніс) көмегімен ұсақталады. Клетка қабығының жақсылап ыдырауы үшін материалды кварц құмымен форфорлы ыдыста езеді.
   
2. 
   Таразыға тартып көру кез келген таразыда оның барлық шарттарын орындалған күйде жүзеге асырылады.
   
3. 
   Көлемді өлшеу үшін пипетка немесе өлшегіш колба қолданылады. Көлемді өлшеудің негізгі ережесі - санау төменгі бөлімнен басталады, егер сұйықтық түссіз болса, егер ол боялған болса онда жоғарғы бөлімнен.
   
4. 
   Фильтрлеу - өлшенген араласпаны ұсақ тесікті материалдар - фильтрлер арқылы өткізіп қатты зат бөлшектерін сұйық заттан ажыратып алу процесі. Фильтре ретінде дәкені, басқа матаны немесе фильтр қағазын қолдануға болады.
   
5. 
   Қыздыру, қайнату үшін су моншасы қолданылады, немесе ашық отта арнайы термотұрақты ыдыста жүзеге асырылады. Қыздырылатын ыдыс арнайы ұстағышқа бекітіледі. Қайнап тұрған сұйық заттың адамға тиіп кетпеуі үшін қыздырылып жатқан ыдыстың ауыз тесігі сәйкесінше орналасқан болуы қажет.
   
6. 
   Титрлеу - градусталған ыдыс бюреткадағы ерітіндіні аздаған порциялармен толық әрекеттесуі үшін колбадағы ерітіндіге қосу процесі (индикатор түсінің өзгеруі).
   
7. 
   Ыдысты жуу. Анализде қолданылатын пробиркалар және колбалар таза болуы қажет. Ең оңай әдіс - сумен жуу, жақсысы ыстық су. Егер кіршік сумен кетпесе, онда арнайы жуғыш ерітінділер (қышқылдар, сілтілер, органикалық еріткіштер) қолданылады. Жуылған ыдыс бірнеше рет дистилденген сумен шайылады. Таза жуылған ыдыста су тамшылары тұрып қалмай жеңіл ағып кетеді. Ыдысты қолданып болған соң оны лезде жуып қою қажет.
   

1. 
   Химиялық лабораторияда жұмыс істеудің жалпы ережелері қандай?
   
2. 
   Химиялық лабораторияда жеке қоғану үшін қандай заттар болу шарт? Олардың тағайындалуы мен қолданылуы қандай?
   
3. 
   Зертханалықдәрі қобдишасында қандай заттар болу қажет? Осы заттардың қолданылуы.
   
4. 
   Күйгенде, газдармен уланғанда және кесіліп кеткен жағдайларда көрсетілетін алғашқы көмек қандай болады?
   
5. 
   Химиялық тәжірибелерден соң ыдыстарды жуу жолдары.
   
6. 
   Биологиялық материалдармен жасалатын эксперименттер жүргізудегі негізгі операцияларды санап өтіңіз.
   

Ақуыздар, өзара пептидтік байланыстармен байланған монемерлері -аминқышқылдар болып табылатын табиғи биополимерлер.

(-аминқышқылдар бір көміртек атомында екі функционалды топты ұстап тұрады).

Себебі аминқышқылдар амфотерлі қосылыстар, (NH₂ -тобы молекулаға негізгі қасиеттерді береді, ал -СООН тобы - қышқылдық қасиеттерді), ақуыздарда амфотерлі заттар. Ақуыздар суда ерігііштік қасиетке ие, онда коллоидты ерітінділер түзеді. Олардың суда еруі гидраттық қабықшаның түзілуімен байланысты.

Гидраттық қабықшаның бұзылуына әсер ететін кез-келген фактор ақуыздың тұнбаға түсуіне себеп болады. Егер тұнбалану қайтымды болса, тұздану процессі деп аталады, егер қайтымсыз болса - денатурация жүреді.

Ақуыздарды анықтаудың екі түрлі реакциялық жолы бар: түсті және тұнбалану реакциялары.

Біріншісі жүреді, егер ақуыздар реактивтермен әрекеттесуінің нәтижесінде боялған өнімдер түзілсе, олардың түзілуінің себебі ақуыз молекуласында пептидтік байланыстың болуы, немесе белгілі бір химиялық формуласы бар аминқышқылдар.

Тұнбалану реакциялары ақуыздар молекулсының жоғарғы құрылымдарының ыдырауымен байланысты. Бірқатар физикалық және химиялық факторлар (температура, ультрадыбыс, қышқылдар, сілтілер, ауыр металдардың тұздары, органикалық еріткіштер және т.б.) денатурацияны шақырып, ақуыздар құрылымына әсер етеді.

Денатурацияның (тұнбаланудың) себебі болып ақуыз молекуласының дегидратациясы табылуы мүмкін, суда ерімейтін комплекстердің немесе тұзтәрізді қосылыстардың түзілуі.

Реакция полипептидтің энолизирленген пептидтік топтары және CuSO₄ -тің сілтілі ерітіндісінің арасында комплекстің түзіліне негізделген.

Осы реакцияның механизмі.


Тәжірибенің барысы. 1 мл ақуыз ерітіндісіне 30 %-дық NaOH - тің екі еселік көлемін және 1%-дық CuSO₄ -тің 2-3 тамшысын құяды. Күлгін түсті бояу пайда болады.
№2 Тәжірибе. Ксантопротеинді реакция.

Ароматты аминқышқалдардың қалдықтарының HNO₃ мен әрекеттесуінің нәтижесінде сары түске боялған нитроқосылыстардың түзілуіне негізделген.

№3 Тәжірибе. Нингидринді реакция.

Ақуыз құрамындағы -аминқышқылдарға реакция. Реакцияның өту механизмі №3 тәжірибеде сипатталған.

Тәжірибенің барысы. 1 мл ақуыз ерітіндісіне 2-4 тамшы нингидрин ерітіндісін қосады және су моншасына қояды. Күлгін-көк түсті бояу пайда болады.
№4 Тәжірибе. Фольдің құрамында күкірті бар аминқышқылдарға реакциясы.

Құрамында күкірті бар ақуыздың сілтімен, натрий плюмбитімен қайнауының нәтижесінде бөлініп шыққан күкірсутекпен әрекеттесуінің нәтижесінде қорғасын сульфидінің қара түсті тұнбасының түзілуіне негізделген реакция.

№5 Тәжірибе. Қыздырудың нәтижесінде ақуыздардың ұйып қалуы.

Ақуыздық молекуланың айналасындағы гидраттық қабықшаның ыдырауына негізделген, нәтижеде түрлі молекулалардың зарядталған бөлікшелерінің иондық әрекеттесуі және олардың жабысып қалуы жүреді (денатурация).

Талдаудың жүруі. Ақуыз ерітіндісін су моншасында немесе ашық жалында қыздырады. Қойланған зат түзіледі.
Бақылау сұрақтары.

1. 
   Ақуыз дегеніміз не?
   
2. 
   Ақуыз молекуласындағы аминқышқылдар бір-бірімен өзара қалай байланысқан?
   
3. 
   Ақуыздарға арналған түсті реакциялар нені ашады?
   
4. 
   Ақуыздарға түсті реакциялардың мәні.
   
5. 
   Ақуыздардың тұнбаға түсуінің себебі неде?
   
6. 
   Ауыр металдардың тұздарымен уланғанда уға қарсы зат ретінде не үшін жұмыртқа белогін немесе сүи береді?
   
7. 
   Ақуыздардың тұнбаға түсуі қандай температуралық жағдайларда болуы мүмкін?
   
8. 
   Ақуыз денатурациясы деген не және қандай факторлар ақуыздың денатурациясын тудырады?
   

Ферменттер ағза клеткаларында синтезделеді және зат алмасу процессінің негізінде жататын барлық химиялық реакциялардың өтуін катализдейді. Ферменттер катализдейтін заттар субстраттар деп аталады. Белсенделу фермент-субстратты комплекстің түзілуімен өтеді.

Олардың әсер ету сипатына қарай олар алты сыныпқа бөлінеді: оксидоредуктазалар, трансферазалар, гидролазалар, лиазалар, изомеразалар, синтетазалар.

Барлық ферменттер табиғаты бойынша белок болғандықтан (жәй және күрделі), олар белоктардың барлық қасиеттерін көрсетеді.

а) Өсімдік крахмалының гидролизін катализдейтін амилаза ферментінің ерітіндісін дайындау.

Амилаза ферменті сілекей құрамында болады.

Тәжірибенің барысы. 20-30 мл дистилденген суды алып 1-2 минут бойы бірнеше рет ауызды шайып тастайды. Алынған сұйықтықты ферментті препарат ретінде қолданылады.

б) Мочевинаның ыдырауын катализдейтін уреаза ферментін дайындау.

Реакция қыздырудағы қышқылдардың әсері механизмі сияқты механизм бойынша жүреді ( 4 жұмысқа қара «Энергетикалық заттар. Көмірсулар.»)

3 Тәжірибе. Ферменттің белоктық табиғатын дәлелдеу.

Ферменттер белок болғандықтан, белокты денатурациялайтын барлық реагенттер ферменттердің биологиялық қасиеттерін жоғалтады.

Жұмыс барысы. Екі пробиркаға 2 мл-ден сілекей ерітінділерін құяды. Біреуін қайнап тұрған су моншасына қояды, ал екіншісіне фенол қосады. Содан соң екі пробиркаға да 1 мл-ден крахмал және 3 минуттан соң 1 тамшыдан йод қосады.
4 Тәжірибе. Ферменттер әрекетінің спецификалылығы.

Фермент және субстраттың өзара әсерінің спецификалылығының негізгі себебі ферменттің және субстраттың белсенді орталығының құрылымының комплементарлығы болып табылады.

Көмірсутектерді жіктеудің негізіне гидролизге (сумен ыдырау) қабілеттілік қасиеті алынған. Көмірсутектер моносахаридтер - гидролизге ұшырамайтын жәй қанттар, моносахаридтердің және полисахаридтердің аздаған молекуласынан тұратын олигосахаридтер - аз мөлшердегі мономерлер санынан тұратын жоғары молекулалы заттарға бөлінеді.

Моносахаридтерге глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза жатады. Олигосахаридтер - бұл сахароза (қант қызылшасы қанты), лактоза (сүт қанты). Полисахаридтер - бұл крахмал, гликоген, клетчатка.
Көп атомды спирттерге сияқты моносахаридтерге арналған реакциялар.
Реакция боялған комплекстері бар мыс (ІІ) тұзының сілтілі ерітіндісінің түзілуіне негізделген.

1 Тәжірибе. Кез келген моносахаридтің ерітіндісіне тең көлемдегі сілті ерітіндісін және 1-2 тамшы 1% -дық мыс сульфатының CuSO₄ ерітіндісін қосады. Ерітіндінің түсі өзгеруі байқалады.

Бұл альдегидтердің Фелинг (сегнет тұзының KNaC₄H₄O₆ сілтілі ерітіндісі және мыс сульфаты (ІІ) ерітіндісінің араласпасы) реактивімен тотығу реакциясы, яғни реакция альдегидтің тотықсыздану қасиеттеріне негізделген.

Фруктозаның резорциннің тұзқышқылды ерітіндісімен әрекеттесуінің нәтижесінде фруктозаның кетотобымен дифенолдың конденсациясы жүреді, нәтижеде қызыл-шие түсті зат түзіледі.

Резорциннің формуласы
3 Тәжірибе. Екі пробиркаға 2 мл ден Селиванов реактивінен (резоциннің тұз қышқылындағы ерітіндісі) құяды, соң бір пробиркаға глюкоза ерітіндісінің бірнеше тамшысын қосады, ал екіншісіне - фруктозаны және екі пробирканы бір уақытта су моншасына (қайнамаған) 1-2 минутқа қояды. Ерітінділердің түсін салыстрады.

Сахароза - глюкоза және фруктоза қалдықтарынан тұратын дисахарид, қайтымсыз қанттар тобына жатады. Онда бос гликозидті гидроксилдер жоқ, сондықтан сахароза күміс айна реакциясын бермейді және Фелинг ерітіндісін тотықсыздандырмайды (Фелинг реактивімен қызыл шөгінді бермейді).

Липидтер жәй (майлар, восктар, стеридтер) және күрделі (фосфатидтер, гликолипидтер) болады.

Табиғи майлар - әр түрлі триглицердің араласпасы. Майлардың феррментативтік гидролизінде ағзада глицерин және бос май қышқылдары түзіледі. Сілтілік гидролизде - глицерин және карбон қышқылдарының тұздары - сабындар түзіледі.


1 Тәжірибе. Форфор ыдысқа 1 мл өсімдік майын және 40%-дық NaOH сілтілі ерітіндісінің бірнеше тамшысын салып біртекті эмульсия түзілгенше шыны таяқшамен қозғау қажет, соң толық қоюланғанша тоқтатпай қозғап ыдысты қыздыру қажет. Дайын болған сабынды суығаннан соң судың аздаған мөлшерінде ерітіп, пайда болған ерітіндіге бірнеше тамшы сұйылтырылған күкірт қышқылын қосу керек. Бос май қышқылдарының шөгіндісі түзіледі.



2 Тәжірибе. Май құрамындағы глицеринге сапалық реакция.

Реакция спецификалық иісі бар қанықпаған альдегид акролеиннің түзілуіне негізделген.

Жұмыстың барысы. Құрғақ пробиркаға азғана мөлшерде калий гидросульфатын KHSO₄ және 1 тамшы өсімдік майын салады. Пробирканы абайлап қатты қыздырады. Қоспа көмірге айналады да пробиркадан су және жағымсыз иісті акролин булары бөлініп шығады. Сорғыш шкаф астында жұмыс істеу қажет!

Реакция қанықпаған қышқылдардың пергаментпен тотығуына негізделген.

Жұмыстың барысы. Пробиркаға 0,5 мл өсімдік майын, 1 мл 10%-дық- натрий карбонат ерітіндісін және 1 мл перманганаттың ерітіндісін KMnO₄ салады. Сілкітеді. Боядың түсі жойылады.

1. 
   Қандай заттарды күрделі эфирлер деп атайды?
   
2. 
   Липидтер қандай заттар болып табылады? Олар қалай жіктеледі?
   
3. 
   Майларға сапалық реакцияны сипаттап беріңіз. Осы реакциялар көмегімен майлардың қандай құрамдық бөліктерін анықтайды?
   
4. 
   Майларға қандай қасиеттер тән?
   
5. 
   Сабындар деген не?
   
6. 
   Тіршілік процестеріндегі майлардың алатын орны.