Obecné informace: Aminokyseliny příručka pro učitele Téma otevírá kapitolu Bílkoviny, která svým rozsahem překračuje rámec jedné vyučovací hodiny. Navazující učivo Před probráním tématu Aminokyseliny probereme krátkou úvodní informaci o proteinech. Na téma Aminokyseliny navazují témata Peptidy a Bílkoviny. V úvodu hodiny doporučuji zopakovat stavbu karboxylových kyselin a připomenout obecný vzorec těchto derivátů. Téma souvisí s biologií metabolismus (proteosyntéza), stavba prokaryotické a eukaryotické buňky. Laboratorní práci zařaďte až po probrání tohoto tématu. Pomůcky Pro zvýšení názornosti doporučuji modelovat molekuly. Lze využít jakékoliv stavebnice. Poznámky Pro snadnější pochopení struktury AMK lze využít jak modely, tak interaktivní tabuli. Správně sestavené vzorce (po kontrole) si žáci doplňují do pracovních listů. Ovládání interaktivní výukové aplikace Interaktivní výuková aplikace je především určena pro promítání na interaktivní tabuli. Byla připravena pro prohlížeč MS Internet Explorer 6.0. Výuková aplikace obsahuje skripty v JavaScriptu, proto pro její správnou funkci je nutno povolit skripty. Byla připravena pro rozlišení 1024 x 768. Zvolte celoobrazovkové zobrazení. (K přepínání mezi zobrazením v okně a celoobrazovkovým slouží klávesa F11.) Odkazy jsou zvýrazněny podtrženým písmem. Pro přechod na další snímek zvolte šipku umístěnou v dolním rohu snímku. Odkaz Dále Zpět Dále Vysvětlivky V další části metodické příručky jsou použity tyto typy písma: Text, který mají žáci v pracovních listech (texty souhlasí s výukovou aplikací). Text, který si žáci doplňují do pracovních listů. Text, kterým jsou napsány poznámky, doporučení. - 1 -
Aminokyseliny Na úvodním snímku jsou obecné informace o proteinech. Objasněte souvislost AMK se složitými organickými látkami - bílkovinami. Proteiny = bílkoviny Jsou přítomny ve všech buňkách. Skládají se z α-aminokyselin, které jsou spojeny peptidovou vazbou. Je-li počet α-aminokyselin menší než 100, hovoříme o peptidech. Více než 100 α-aminokyselin pak tvoří bílkoviny. Aminokyseliny Jsou substituční deriváty karboxylových kyselin. Úkol: Zopakujte strukturu molekuly karboxylové kyseliny. Žáci si v pracovních listech doplní obecný vzorec karboxylové kyseliny. Úkol: Vyberte správné substituenty a sestavte obecný vzorec aminokyselin: Studenti modelují vzorec aminokyselin, zapíší svůj vzorec do pracovního listu, sestaví vzorec na tabuli. Kontrola podle tabule, správné řešení se objeví po kliknutí na. Obecný vzorec aminokyselin Názvosloví α-aminokyselin Známe asi 200 aminokyselin, v přírodě se vyskytují nejběžněji α-aminokyseliny (skupina NH 2 je vázána na druhý uhlíkový atom). Nejvýznamnější jsou tzv. kódované α-aminokyseliny = základní stavební jednotky všech bílkovin na Zemi. Existuje pouze 20 kódovaných α-aminokyselin (dále jen AMK). Tradičně se používají triviální názvy AMK a jejich třípísmenné zkratky, eventuálně jednopísmenné. Lze použít samozřejmě i systematické názvosloví. - 2 -
Názvosloví (přehled) α-aminokyselin Po kliknutí na zkratku α-aminokyseliny se objeví vzorec a název příslušné AMK. Alifatické alfa-amk: Gly, Ala, Val, Leu, Ile. Alfa-AMK s hydroxyskupinou: Ser, Thr. Sirné deriváty alfa-amk: Cys, Met. Aromatické alfa-amk: Phe, Tyr. Heterocyklické alfa-amk: Pro, His, Trp. Kyselé alfa-amk a jejich amidy: Asp, Asn, Glu, Gln. Zásadité alfa-amk: Lys, Arg. Úkol: Napište vzorec a vymodelujte molekulu glycinu a alaninu. Žáci modelují a zapisují vzorec do pracovního listu, sestavují vzorec na tabuli. Správné řešení se objeví po kliknutí na. Studenti si mohou podle přehledu vzorců doplnit zkratku. glycin (kyselina alfa-aminooctová) vzorec alanin c vzorec model model Vlastnosti Fyzikální Krystalické látky. Vysoký bod tání. Rozpustné ve vodě. Nerozpustné v nepolárních rozpouštědlech. Opticky aktivní. Chemické α-amk mají amfoterní povahu, protože obsahují: skupinu COOH (kyselý charakter), skupinu NH 2 (zásaditý charakter). - 3 -
Podle hodnoty ph prostředí tvoří α-amk: v alkalickém prostředí v neutrálním prostředí v kyselém prostředí Žáci si doplní vzorce do tabulky. Izoelektrický bod: Dipolární struktura se vytvoří při určité hodnotě ph prostředí. Tato hodnota je pro každou α-amk charakteristická a nazýváme ji izoelektrický bod. V izoelektrickém bodě je α-amk nejméně rozpustná. Žáci si doplní vzorec a text do tabulky. Úkol: Zapište vzorec bipolární struktury pro glycin a alanin: Žáci zapíší vzorce do svého pracovního listu, sestaví vzorce na tabuli z nabízených možností: Správné řešení je na následujícím snímku. Glycin Alanin - 4 -
Význam α-amk : α-amk jsou základními stavebními jednotkami všech bílkovin na Zemi. α-aminokyseliny v rostlinách α-aminokyseliny v živočišných tělech α-aminokyseliny synteticky vyráběné Rostliny si vyrábějí kódované α-amk samy. Živočichové některé α- AMK syntetizují (neesenciální α-amk), ale většinu α-amk musí přijímat potravou (esenciální α-amk). Některé α-amk jsou připravovány uměle: lysin zvyšuje hodnotu potravin, kyselina glutamová ochucovadlo, součást některých léků. Shrnutí: Žáci doplňují pojmy, správné řešení se objeví po kliknutí na, správné řešení je uvedeno v závorce. Alfa-AMK jsou (deriváty karboxylových kyselin). Vážou 2 charakteristické skupiny: (kyselou COOH a zásaditou NH 2 ). Vzájemnou interakcí skupiny COOH a NH 2 vzniká (dipolární struktura). V kyselém prostředí vzniká (kation). V zásaditém prostředí vzniká (anion). Hodnota ph prostředí, v němž vzniká dipolární struktura, se nazývá (izoelektrický bod). Alfa-AMK, které nezbytně musíme přijímat potravou, se nazývají (esenciální). - 5 -
Test 1.Glycin je: a) kyselina alfa-aminopropionová b) kyselina alfa-aminooctová c) kyselina alfa-aminomáselná 2. V kyselém prostředí tvoří alfa-aminokyseliny: a) dipolární strukturu b) kation c) anion 3. Esenciální alfa-aminokyseliny: a) není nutno bezpodmínečně přijímat potravou b) je nutno bezpodmínečně přijímat potravou c) jsou vyráběny uměle 4. Alfa-aminokyseliny mají amfoterní charakter, protože: a) jsou kyseliny b) mají zásaditou povahu c) mohou se chovat i jako kyseliny i jako zásady Po kliknutí na variantu a, b nebo c se správné odpovědi zvýrazní tučně, nesprávné budou v aplikaci přeškrtnuty. Pokud chceme test zadat opakovaně, stiskněte klávesu F5, označení správných/nesprávných odpovědí bude zrušeno. Po kliknutí na se dostaneme na úvodní snímek lekce, z ní pak kliknutím na se dostaneme na snímek Prezentace (seznam témat) - 6 -