Методические указания
к практическим занятиям для студентов стоматологического факультета
ЗАНЯТИЕ № 5 (практическое –6 часов)
Тема. Строение и свойства гетероциклических соединений. Структура и биохимические функции нуклеозидов и нуклеотидов. Строение и биологическая роль нуклеиновых кислот.
Цель: Выучить классификацию, строение и значение биологически важных гетероциклических соединений. Уметь качественно выявлять в растворах структурные компоненты нуклеотидов и использовать знание об их строении для объяснения свойств нуклеиновых кислот.
Профессиональная ориентация студентов:
Большинство гетероциклических соединений – биологически активные естественные соединения. Знания их строения и свойств необходимые для понимания процессов обмена веществ в организме. Некоторые из них входят в состав белков, ферментов, витаминов, нуклеиновых кислот, другие получаются в организме вследствие преобразования и расщепление сложных веществ в процессе пищеварения. К гетероциклическим соединениям относятся алкалоиды – азотосодержащие соединения растительного происхождения. Производные их приобрели большое значение в врачебной практике. На основе гетероциклов синтезировано много медицинских препаратов (амидопирин, фурацилин, анальгин). Понимания строения и свойств гетероциклических соединений, умения качественно проявлять их в растворах необходимые для следующего изучения их из курсов фармакологии, биологической химии, терапии, хирургии.
Нуклеиновые кислоты играют основную роль в сохранении и передаче наследственной информации, которая связанная с синтезом специфических белков. Поэтому познания строения и свойств нуклеиновых кислот необходимые для понимания процессов жизнедеятельности и возникновения патологии, происхождения наследственных молекулярных болезней, которые будут в следующем изучаться в курсе патофизиологии, биологической химии, внутренних болезней.
Методика выполнения практической работы. – 0900-1200 час.
Тема 1. РАБОТА 1. Качественное выявление антипирина и амидопирина с хлоридом железа.
Взять две пробирки. В одну поместить несколько кристаллов антипирина, в друге – несколько кристаллов амидопирина. В обе пробирки прибавить по 2 капли воды и по одной капле 0,1 н FеС13. В первой пробирке появляется интенсивное и стойкая оранжево-красная окраска, которая не исчезает при стоянии. В второй появляется фиолетовая окраска, которая быстро исчезает. В другую пробирку еще прибавить 3 капли хлорида железа. Окраска снова появляется, сохраняется дольше, но постепенно светлеет.
Вышеуказанными реакциями пользуются в фармацевтической промышленности для распознавания антипирина и амидопирина и отличия их один от другого.
РАБОТА 2. Качественное выявление антипирина и амидопирина с нитратной кислотой.
Взять две пробирки. В одну поместить несколько кристаллов антипирина, в другую – амидопирина. В обе пробирки прибавить по 2 капли воды, 1 каплю 2 н Н2SО4 и 1 каплю 0,5 н NаNО2. В первой пробирке появляется изумрудно-зеленая окраска, которая постепенно исчезает. В второй пробирке наблюдаем появление нестойкой фиолетовой окраски. Эта реакция используется для распознавания антипирина и амидопирина в растворах.
РАБОТА 3. Сравнение растворимости мочевой кислоты и ее натриевой соли.
В пробирку поместить небольшое количество мочевой кислоты (на кончике шпателя). Прибавить по каплям воду, каждый раз встряхивая пробирку. Наблюдаем плохое растворение мочевой кислоты в воде. После добавления 8-10 капель воды, прибавить 1 каплю 2 н NаОН. Заметно раствор просветляется, что свидетельствует об образование легкорастворимой двухзамещенной соли натрия. Полученный раствор сохранить для следующего опыта.
РАБОТА 4. Выявления мочевой кислоты (мурексидная проба).
На предметное стекло пипеткой поместить 1 каплю раствора натриевой соли мочевой кислоты (предыдущий опыт). Прибавить 1 каплю концентрированной азотной кислоты и осторожно выпарить над пламенем газовой горелки. Как раствор испарится и появится слабое покраснение пятна на месте капли, прекратить нагревание. Когда стекло остынет, сбоку от пятна поместить 1 каплю 0,5 н КОН. На месте столкновенья появляется полоска красно-фиолетового цвета (мурексидная проба). Эта проба используется для выявления мочевых камешков, а также при открытии кофеина, теобромина и других пуриновых оснований.
РАБОТА 5. Общие реакции на алкалоиды.
Внести в пробирку 1 каплю раствора солянокислого хинина (1%) и прибавить 5 капель воды. Пипеткой нанести на предметное стекло 3 капли полученного раствора, разместив их на некотором расстоянии одна от одной.
К 1-ої капли прибавить сбоку 1 каплю раствора иода, к 2-ої – 1 каплю раствора танина (0,5 %) и к 3-ої – 1 каплю насыщенного раствора пикриновой кислоты. Получаются осадки.
РАБОТА 6. Реакция хинина с бромной водой и аммиаком.
Внести в пробирку 1 каплю раствора хинина солянокислого (1 %), прибавить 5 капель воды и 2 капли бромной воды, а потом 1 каплю гидроксида аммония (2 н). Раствор приобретает характерную изумрудно-зеленую окраску.
Темы 2- 3. РАБОТА 8. “Серебряная” проба на пуриновые основания.
К 5 каплям гидролизата нуклеиновых кислот прибавить 1 каплю концентрированного раствора аммиака и 2 капли 1% раствора азотнокислого серебра. Через 3-5 мин. выпадает бурый осадок производных пуриновых оснований.
РАБОТА 9. Реакция Молиша на пентозную группу.
К 5 каплям гидролизата нуклеиновых кислот прибавить 2 капли 1% спиртового раствора тимола, перемешать и по стенкам пробирки осторожно прилить по каплям концентрированную серную кислоту (около 10 капель). При стряхивании на дне пробирки получается красная окраска вследствие образования продуктов конденсации фурфурола, получается с пентозы под действием серной кислоты) с тимолом.
РАБОТА 10. Молибденовая проба на фосфорную кислоту.
К 5 капель гидролизата прилить 10 капель молибденового реактива (раствор молибденовокислого аммония в азотной кислоте) и кипятить несколько минут. Жидкость окрашивается в лимонно-желтый цвет вследствие образования комплексного соединения фосфорно-молибденовокислого аммония.
РАБОТА 11. Восстановительные свойства мочевой кислоты.
Поместить в пробирку 1 каплю 0,2 н раствора АgNО3, прибавить 3-4 капли 2 н раствора NН4ОН (к получению прозрачного раствора). Прибавить к нему 1 каплю раствора средней натриевой соли, которая осталась в предыдущем опыте – выпадает черный осадок металлического серебра.
Программа самоподготовки студентов
1. Классификация гетероциклических соединений. Пятичленные гетероцикли с одним гетероатомом и двумя гетероатомами, их характеристика (пиролл, имидазол, тиазол). Витамин В12
2. Строение и представители шестичленних гетероциклов (пиридин, пиразол, пиримидин). Витамин РР.
3. Бициклические гетероцикли, их биологическая роль (пурин, аденин, гуанин).
4. Понятие об алкалоидах. Пуриновые производные: кофеин, теобромин, теофилин.
5. Нуклеозиди.
6. Нуклеотиди как фосфорилированые производные нуклеозидов.
7. Свободные нуклеотиды (нуклеотиди-коферменты, АМФ, АТФ., циклический нуклеотид 3,5-цАМФ).
8. Качественные реакции выявления компонентов нуклеотидов.
9. Структура нуклеиновых кислот (дезоксирибонуклеиновые, . рибонуклеиновые) как полинуклеотидов.
10. РНК: строение, типы и роль в биосинтезе белков.
11. Строение и биологические функции ДНК: нуклеотидный состав, комплементарность азотистых основ. Структура ДНК.
Семинарское обсуждение теоретических вопросов и практической работы:– 12.30-14.00 час
Образцы тестовых заданий и ситуационных задач.
1. Раствор № 1 дает оранжево-красная окраска с хлоридом железа, № 2 – фиолетовое. Что содержат данные растворы?
2. В обе пробирки с водой внесли несколько кристаллов мочевой
кислоты. Отмечено стойкое помутнение. После добавления в одну из них NаОН, раствор моментально просветлел. Какие вещества находятся в данных пробирках?
1. Которые из комплементарных азотистых пар характерные для ДНК, а которые для РНК?
а) А – Т б) А – В
Г – Ц Г – Ц
2. В двух пробирках, где содержится гидролизат нуклеиновых кислот,
отмечен: в первой – красная окраска с тимолом, в второй – желтая окраска с молибденовым реактивом. Какие компоненты нуклеиновых кислот содержат данные пробирки?
Самостоятельная работа студентов (1415 – 1500 час.).
Студент должен знать:
1. Нуклеотиди как фосфорилированые производные нуклеозидов.
2. Свободные нуклеотиды (нуклеотиди-коферменты, АМФ, АТФ., циклический нуклеотид 3,5-цАМФ).
3. РНК: строение, типы и роль в биосинтезе белков.
4. Строение и биологические функции ДНК: нуклеотидный состав, комплементарность азотистых основ. Структура ДНК.
Студент должен уметь:
1. Проводить реакции выявления мочевой кислоты (мурексидная проба).
2. Проводить “серебряную” пробу на пуриновые основания.
3. Провести реакция Молиша на пентозную группу.
Источники информации
Основные:
1. Вэб-рессурс университета Материалы подготовки к практическим занятиям
2. Вэб-рессурс университета Презентации лекций
В помощь студентам/Презентации лекций/Кафедра медицинской биохимии/ русский /стоматологический факультет/ 1 курс/ биологическая и биоорганическая химия /№04. Гетероциклические соединения. Строение и биологическая роль нуклеиновых кислот
3. Биоорганическая химия: учеб. для вузов /Н. А. Тюкавкина, Ю. И. Бауков. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2004. -С. 278-312, 420-444.
Дополнительные:
1. Артёмова Э. К. Основы обшей и биоорганической химии: учебное пособие / Э. К. Артёмова, Е. В. Дмитриев. – М.: КНОРУС, 2011. – С. 138-141, 203-220
Обсуждено и утверждено на заседании кафедры
«11» июня 2013 г. протокол № 13
Пересмотрено и утверждено на заседании кафедры
«29» августа 2013 г. Протокол № 2
Методические указания составил доц. Лихацкий П.Г.
