Главная страница
qrcode

[Медкниги]1fomenko_a_i_sost_biologicheskaya_khimiya. Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов специальности 020803. 65 Биоэкология


Скачать 360.5 Kb.
НазваниеМетодические указания по выполнению лабораторных работ для студентов специальности 020803. 65 Биоэкология
Анкор[Медкниги]1fomenko a i sost biologicheskaya khimiya.doc
Дата14.10.2017
Размер360.5 Kb.
Формат файлаdoc
Имя файла[Медкниги]1fomenko_a_i_sost_biologicheskaya_khimiya.doc
ТипМетодические указания
#23477
страница1 из 3
Каталог
  1   2   3


АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


Кафедра органической химии


БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов специальности 020803.65 “Биоэкология”,

240902.65 “Пищевая биотехнология”, 110901.65 “Водные биоресурсы и аквакультура”, 080401.65 “Товароведение и экспертиза товаров",

260100.62 “Технология продуктов питания”.

Часть I

АСТРАХАНЬ 2009 г.
Методические указания содержат введение, описание техники безопасности и противопожарных мер при работе в лаборатории органической химии, описание лабораторных работ по органической химии (часть 1).
Составители: к.х.н., доц. кафедры органической химии Фоменко Алевтина Ивановна.


Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании кафедры органической химии (протокол № 3 от 13 марта 2009 г.)

Рецензент: д.т.н., профессор Долганова Наталья Вадимовна

Содержание


  1. Основные правила безопасности при работе в биохимической лаборатории................................................................………………….4

  2. Лабораторная работа № 1……….........................................……….....8

  3. Лабораторная работа № 2……………………………………………..17

  4. Лабораторная работа № 3……………………………………………..20

  5. Лабораторная работа № 4……………………………………………..25

  6. Лабораторная работа № 5……………………………………………..28

  7. Лабораторная работа № 6……………………………………………..30

  8. Литература ………………………………….......................…………..36


ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ

В БИОХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ

Многие из веществ, используемых в органической химии, являются в той или иной мере воспламеняющимися или токсичными, или теми и другими одновременно. Поэтому при работе в лаборатории необходимо строго соблюдать основные правила техники безопасности независимо от того, какой выполняют эксперимент.

1. Категорически запрещается работать одному в лаборатории, так как в экстренном случае будет некому оказать пострадавшему первую помощь и ликвидировать последствия неудавшегося эксперимента. Работать следует только в отведенное время под контролем преподавателя или других сотрудников.

2. Необходимо соблюдать тишину, чистоту и порядок. Поспешность и неряшливость в работе часто приводят к несчастным случаям. Нельзя отвлекаться от работы и отвлекать своих товарищей. Запрещается держать на лабораторном столе посторонние предметы (сумки, учебники и т.д.).

3. Категорически запрещается принимать и хранить пищу, пить воду и курить.

4. Каждый должен знать, где находятся средства индивидуальной защиты, аптечка, средства для тушения пожара. Кроме очков, в лаборатории должны быть защитные маски, респираторы и противогазы. Во всех лабораториях в легко доступных местах находятся средства для пожаротушения (ящики с песком и совком, огнетушители, противопожарные одеяла); аптечки, которые снабжены всеми медикаментами, необходимыми для оказания первой медицинской помощи (растворы борной кислоты, гидрокарбоната натрия, перманганата калия, танина, нашатырного спирта, а также вата, бинт, йодная настойка, активированный уголь, мазь от ожогов, склянка для промывания глаз).

5. В лаборатории необходимо находиться в застегнутом хлопчатобумажном халате. Это обеспечивает некоторую индивидуальную защиту и позволяет избежать загрязнения одежды.

6. Приступать к работе можно только после усвоения всей техники ее выполнения. Если вы испытываете какие-либо сомнения в методике проведения эксперимента или в технике безопасности, прежде чем продолжать работу, проконсультируйтесь с преподавателем.

7. Нельзя проводить опыты в загрязненной посуде. Посуду следует мыть сразу после окончания эксперимента.

8. Категорически запрещается пробовать химические вещества на вкус. Нюхать вещества следует осторожно, не поднося сосуд близко к лицу, а лишь направляя к себе пары или газы легким движением руки, при этом не следует делать полный вдох. Жидкие органические вещества и их растворы запрещается набирать в пипетки ртом, для этого необходимо использовать резиновые груши и другие приспособления.

9. В процессе работы необходимо следить, чтобы вещества не попадали на кожу, так как многие из них вызывают раздражение и ожоги кожи и слизистых оболочек.

10. Все банки, в которых хранятся вещества, должны быть снабжены этикетками с соответствующими названиями.

11. Запрещается нагревать, смешивать и взбалтывать реактивы вблизи лица. При нагревании нельзя держать пробирку или колбу отверстием к себе или в направлении работающего товарища.

12. Необходимо пользоваться защитными очками в следующих случаях:

а) при работе с едкими веществами (с концентрированными растворами кислот и щелочей, при дроблении твердой щелочи и т.д.);

б) при перегонке жидкостей при пониженном давлении и работе с вакуум-приборами;

в) при работе со щелочными металлами;

г) при определении температуры плавления веществ в приборе с концентрированной серной кислотой;

д) при работе с ампулами и изготовлении стеклянных капилляров.

13. Запрещено выливать в раковину остатки кислот и щелочей, огнеопасных и взрывоопасных, а также сильно пахнущих веществ. Для слива этих веществ в вытяжном шкафу должны находиться специальные сосуды с плотно притертыми крышками и соответствующими этикетками («СЛИВ КИСЛОТ», «СЛИВ ЩЕЛОЧЕЙ», «СЛИВ ОРГАНИКИ»).

14. Не разрешается бросать в раковину стекла от разбитой посуды, бумагу и вату.

15. После завершения работы необходимо отключить газ, воду, вытяжные шкафы и электроэнергию.
Правила техники безопасности при работе с кислотами и щелочами
1. Хранить концентрированные кислоты и щелочи следует в вытяжном шкафу в прочной посуде на поддоне.

2. Все работы с кислотами и щелочами нужно проводить в защитных очках.

3. Концентрированную соляную и азотную кислоты можно переливать только в вытяжном шкафу. Разбавление кислот следует проводить в жаростойкой посуде, при этом кислоту необходимо приливать к воде небольшими порциями, при перемешивании (нельзя приливать воду к концентрированной кислоте, так как в этом случае выделяется большое количество теплоты, вода, как менее плотное вещество, вскипает на поверхности кислоты, и жидкость может быть выброшена из сосуда).

4. При растворении гидроксидов натрия и калия, кусочки щелочи можно брать только пинцетом или шпателем, но не руками; растворение этих веществ следует проводить небольшими порциями.


Правила техники безопасности при работе с бромом
1. Бром необходимо хранить только в толстостенной посуде из темного стекла, с плотно притертыми пробками в ящике с песком под тягой, отдельно от концентрированных кислот и аммиака.

2. Все работы с бромом необходимо проводить в вытяжном шкафу в резиновых перчатках и защитных очках, так как он является сильно ядовитым веществом, действующим на слизистые оболочки, вызывающим при попадании на кожу тяжело заживающие ожоги. Категорически запрещается набирать бром в пипетку ртом; для этого следует использовать резиновую грушу.

3. Переносить склянки с бромом можно только в емкостях с песком.
Техника безопасности при работе с легковоспламеняющимися жидкостями
1. Работы с легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ) следует проводить подальше от огня. Запрещается нагревать летучие и легковоспламеняющиеся жидкости (ацетон, эфиры, спирты, петролейный эфир, бензин, бензол, сероуглерод) на открытом пламени. Для нагревания ЛВЖ можно пользоваться водяной баней или электрической плиткой с закрытой спиралью, при этом колба должна быть снабжена водяным холодильником.

2. Нельзя нагревать горючие вещества в открытых сосудах. Это следует делать в колбах с обратным холодильником.

3. Перегонять ЛВЖ следует в приборе с водяным холодильником или на роторном испарителе. Нельзя перегонять жидкости досуха — это может привести к взрыву или пожару. Приборы, в которых содержится ЛВЖ, следует разбирать после удаления всех источников пламени (зажженные газовые горелки, спиртовки, электрические плитки с открытой спиралью и т.д.) и полного охлаждения колбы.

4. Категорически запрещается выливать ЛВЖ в канализацию, ведра и ящики для мусора, так как случайно брошенная спичка может вызвать пожар.

5. ЛВЖ должны храниться в металлических шкафах в количествах, не превышающих дневные потребности.
Техника безопасности при работе под вакуумом
При работе под вакуумом (перегонка под вакуумом, вакуум-эксикаторы) необходимо пользоваться очками или защитной маской. При перегонке под вакуумом запрещено использовать плоскодонные колбы, так как они будут раздавлены. По окончании работы давление необходимо выравнивать лишь после полного охлаждения прибора.


Меры безопасности при утечке газа и тушении локального пожара и горящей одежды
1. При обнаружении запаха газа необходимо отключить газовую магистраль, электроприборы и тщательно проветрить лабораторию. Категорически запрещается пользоваться спичками и включать электрический свет.

2. При возникновении пожара нужно быстро убрать все горючие вещества подальше от места возгорания, отключить газовую магистраль, все электроприборы и прекратить активный доступ воздуха в лабораторию.

3. Пламя следует тушить песком или противопожарным одеялом. Тушение пламени водой может привести к расширению очага пожара. В случае более обширной площади возгорания следует пользоваться огнетушителем.

4. Если на ком-либо загорится одежда, необходимо плотно накрыть загоревшуюся ткань противопожарным одеялом. При возгорании одежды нельзя бежать, так как это способствует распространению пламени.
Оказание первой медицинской помощи при ожогах и отравлениях химическими веществами
1. При термических ожогах первой степени (краснота и припухлость) обожженное место надо обработать спиртовым раствором танина, 96%-ным этиловым спиртом или раствором перманганата калия. При ожогах второй и третьей степени (пузыри и язвы) допустимы только обеззараживающие примочки из раствора перманганата калия, после чего необходимо обратиться к врачу.

2. При ожогах кислотами необходимо промыть пораженное место большим количеством проточной воды, а затем 3%-ным раствором гидрокарбоната натрия, после чего — снова водой.

3. При ожогах щелочами нужно промыть очаг поражения проточной водой, а затем разбавленным раствором борной или уксусной кислоты.

4. При попадании щелочи или кислоты в глаза необходимо промыть их проточной водой (3—5 мин), а затем раствором борной кислоты (в случае попадания щелочи) или гидрокарбоната натрия (в случае попадания кислоты), после чего обратиться к врачу.

5. При ожогах фенолом очаг поражения следует обработать 70%-ным этиловым спиртом, а затем глицерином до исчезновения белых пятен на коже. При отравлении парами фенола категорически запрещается пить молоко.

6. При ожогах бромом его нужно смыть 96%-ным спиртом или разбавленным раствором щелочи, после чего место поражения смазать мазью от ожогов и обратиться к врачу. При отравлении парами брома необходимо несколько раз глубоко вдохнуть пары этилового спирта, а затем выпить молока.

7. При попадании на кожу едких органических веществ, не растворимых в воде, их необходимо смыть большим количеством подходящего растворителя. После оказания первой помощи пострадавший должен быть направлен в медпункт.

БЕЛКИ

Белки – сложные высокомолекулярные полимерные органические соединения, состоящие из аминокислот. Отдельные аминокислоты связаны друг с другом через пептидную связь |-СО-NН-|. В образовании пептидной связи участвуют карбоксильная группа одной аминокислоты и аминогруппа другой, при этом происходит отщепление воды.



где R1, R2, R3 - остатки аминокислот.

Различают первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры белка. Последовательность аминокислотных остатков в пептидной цепи образует первичную структуру белка, спирализация полипептидной цепи — вторичную, пространственная конформация молекулы — третичную структуру белка. Для ряда белков расшифрована их структурная организация.

Белки подразделяются на простые (протеины), состоящие только из аминокислот, и сложные (протеиды), содержащие, кроме аминокислот, другие небелковые вещества, например, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты и др.

Белки выполняют разнообразные функции в организме: пластическую (построение тканей и органов), каталитическую (ферментативную), транспортную, механическую, иммунную и др. Основные проявления жизни связаны с белками.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ЦВЕТНЫЕ РЕАКЦИИ НА БЕЛКИ

При взаимодействии белка с отдельными химическими веществами возникают окрашенные продукты реакции. Образование их обусловлено присутствием в молекуле белка связей или различных аминокислот, т.е. определенных химических группировок, обуславливающих ход реакции. Поэтому и вещества не белковой природы, но имеющие те же химические группировки, могут давать эти реакции.

Различают так называемые универсальные цветные реакции, свойственные всем белкам — это биуретовая и нингидриновая реакции, остальные цветные реакции обусловлены природой радикалов аминокислот.

По цветным реакциям можно доказать белковую природу вещества, обнаружить наличие или отсутствие отдельных аминокислот. Кроме того, разработаны методы количественного определения белков и аминокислот, в основе которых лежат цветные реакции.

1. БИУРЕТОВАЯ РЕАКЦИЯ

Биуретовая реакция является универсальной на пептидную связь в белках. Вещества, имеющие в своем составе не менее 2-х пептидных связей дают эту реакцию.

Реакция состоит в том, что в щелочной среде в присутствии сернокислой меди белки и полипептиды дают сине-фиолетовое или красно-фиолетовое окрашивание в зависимости от длины пептида вследствие образования комплексных соединений меди с пептидной группой. Продукты гидролиза белков (пептоны) могут давать розовое, красное окрашивание.

Названа эта реакция так потому, что ее дает и биурет, содержащий также пептидные связи. Биурет, имеющий две группировки -СО-NН-, образуется при нагревании сухой мочевины с отщеплением аммиака:



мочевина биурет

Группа, образующая пептидную связь |-СО-NН-|, в щелочной среде присутствует в таутомерной енольной форме:



лактамная лактимная

Щелочная среда приводит к появлению отрицательного заряда вследствие диссоциации ОН - группы, благодаря этому кислород взаимодействует с медью с образованием солеобразной связи, а медь в свою очередь с атомами азота связана через дополнительно координационные связи за счет использования их неподеленных электронных пар. Это ведет к образованию стабильного комплекса. Схематично реакцию можно представить так:





лактимная форма полипептида



Ход работы: В пробирку налить 1мл раствора белка, 1-2 мл 10% NаОН и 1-2 капли раствора сернокислой меди (1%). При взбалтывании появляется фиолетовое окрашивание. Образуется Сu*Na протеинат. Проделать тот же опыт, заменив NаОН чистой водой.

2. КСАНТОПРОТЕИНОВАЯ РЕАКЦИЯ

Ксантопротеиновая реакция открывает наличие в белках циклических аминокислот – триптофана, фенилаланина, тирозина, содержащих в своем составе ароматическое ядро.

Реакция носит название от греч. слова Xanthos – желтый. Ряд белков при добавлении к ним концентрированной азотной кислоты при нагревании дают желтое окрашивание, которое может переходить в оранжевое в щелочной среде.

Реакция вызвана нитрованием бензольного ядра указанных циклических аминокислот и образованием нитросоединений желтого цвета.



Тирозин Динитротирозин (желт.цв.)

При подщелачивании возникает хиноидная структура, окрашенная в оранжевый цвет.

Натриевая соль динитротирозина хиноидной структуры (оранжевого цвета)

Аналогично протекает реакция нитрования триптофана.

Ксантопротеиновую реакцию дают почти все белки. Ксантопротеиновая реакция обуславливает появление желтого окрашивания при попадании концентрированной азотной кислоты на кожу, ногти. Эту реакцию могут давать и более простые ароматические соединения (например, фенолы).

Исключение составляют клупеин и сальмин (из группы протаминов) и желатина, в молекуле которых почти полностью отсутствуют ароматические аминокислоты.

Ход работы: К раствору белка 1 мл прилить 5-6 капель концентрированной азотной кислоты, белок выпадает в осадок. При подогревании (осторожно) раствор окрашивается в желтый цвет. После охлаждения в пробирку наливают по каплям 10% раствор едкого натра до появления оранжевого окрашивания вследствие образования натриевой соли динитротирозина.

3. РЕАКЦИЯ МИЛЛОНА

Реакция Миллона характерна для белков, содержащих ароматическую аминокислоту тирозин.

При взаимодействии белка с реактивом Миллона (р-р азотнокислой ртути в концентрированной НNO3) образуется осадок белка, который при нагревании окрашивается в красно-коричневый цвет.

Реакция вызвана присутствием в белке фенольной группы тирозина, после взаимодействия с реактивом Миллона образуется ртутная соль нитропроизводного.



Тирозин Ртутная соль нитротирозина

Реакцию Миллона дают все белки, за исключением тех, молекулы которых не содержат тирозина (желатин, клупеин и др.).

Реактив Миллона дает окрашивание почти со всеми фенолами.

Ход работы: К раствору белка 1-2 мл прилить 5-6 капель реактива Миллона. Осадок белка при нагревании окрашивается в красно-коричневый цвет, вследствие образования ртутной соли нитрозина. Следует избегать прибавления избытка реактива Миллона, поскольку он содержит азотную кислоту, которая при взаимодействии с белком может дать желтое окрашивание (ксантопротеиновую реакцию), маскирующее реакцию Миллона.
  1   2   3

перейти в каталог файлов


связь с админом