«МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к практическим занятиям по медицинской химии для студентов первого курса стоматологического факультета. Донецк - 2011 1 Методические указания подготовили: зав. кафедрой, доцент Рождественский Е.Ю. ...»

6. Содержимое пробирки встряхнуть и оставить на 10 минут.

7. Потом осторожно, по стенке пробирки, прилить дистиллированную 8. Всплывший ксилоловый слой пипеткой перенести в другую пробирку.

9. К полученному ксилоловому экстракту прилить дистиллированную воду для удаления спирта из его состава.

приготовленную колонку.

11. Наблюдать перемещение экстракта вниз вдоль стенки колонки и разделение на ряд окрашенных зон.

12. Добавить несколько капель ксилола для более четкого выявления 13. Описать полученную хроматограмму. Указать количество зон и их 14. Сделать вывод о возможности использования метода адсорбционной колоночной хроматографии для разделения смесей.

15. Определить, к каким видам хроматографии относится проделанная работа по технике выполнения и механизму разделения.

Опыт №2. Разделение смеси катионов Cu+2 и Fe+3 методом бумажной хроматографии.

Принцип метода: метод основан на различии в распределении веществ между неподвижной фазой и подвижной в соответствии с их коэффициентами распределения.

Материальное обеспечение: полоски фильтровальной бумаги, две соединенные стеклянные палочки, дистиллированная вода, чашка Петри, раствор К4[Fe(CN)6], разделяемая смесь, содержащая ионы Cu+2 и Fe+3.

Ход работы:

1. Взять три полоски фильтровальной бумаги и пронумеровать их.

2. Осторожно провести карандашом линию на каждой из полосок фильтровальной бумаги на расстоянии 1-1,5см от края.

3. На середину отмеренной линии последовательно нанести стеклянной палочкой растворы: CuSO4 – полоска бумаги №1; FeCI3 – №2, смесь, содержащая ионы Cu+2 и Fe+3 – №3.

4. Высушить их на воздухе. Затем фильтровальную бумагу закрепить с помощью двух, соединенных резиновыми кольцами, стеклянных палочек и опустить ее в стакан с дистиллированной водой на глубину 2мм.

5. После поднятия воды на 6-7см бумагу вынуть, отметить карандашом уровень растворителя и высушить на воздухе.

6. Опустить хроматограмму на несколько секунд в чашку Петри с раствором К4[Fe(CN)6].

7. Описать полученную хроматограмму: указать количество окрашенных зон и определить зоны, принадлежащие ионам Cu+2 и Fe+3.

8. Рассчитать коэффициент распределения.

9. Сделать выводы об адсорбирующей способности каждого из присутствующих ионов.

10. Определить, к каким видам хроматографии по механизму разделения и технике выполнения относится выполненная работа.

НАБОР ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДОСТИЖЕНИЯ

КОНКРЕТНЫХ ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ

Задание 1.

Лаборант разделил смесь веществ на фракции методом, основанном на распределении компонентов смеси между неподвижной и подвижной фазами.

Укажите название данного метода.

A. Электрофорез;

B. Электроосмос;

C. Компенсационный диализ;

D. Хроматография;

E. Нефелометрия.

Задание 2.

Среди большого количества химических и физико-химических методов разделения, анализа, исследования структур и свойств веществ и их смесей одно из ведущих мест занимает хроматография. Какое явление лежит в основе этого метода анализа.

A. Диализ;

B. Адсорбция;

C. Осмос;

D. Абсорбция;

E. Опалесценсия.

Задание 3.

Врачу-лаборанту необходимо с помощью метода распределительной хроматографии выявить в биологической жидкости микроорганизмы, которые невозможно определить никакими другими методами. Укажите закон, который служит теоретической основой этого вида хроматографии.

A. Разведения Оствальда;

B. Вант - Гоффа;

C. Сеченова;

D. Нернста;

E. Генри - Дальтона.

Задание 4.

В основу распределительной хроматографии положено свойство веществ распределяться между неподвижной фазой и подвижной в соответствии с определенной величиной. Укажите эту величину.

A. Способность к ионному обмену;

B. Коэффициент распределения;

C. Размер молекул;

D. Коэффициент растворимости;

E. Константа диссоциации.

Задание 5.

По технике выполнения хроматография делится на колоночную, капиллярную, бумажную и на хроматографию в тонком слое адсорбента.

Укажите вид этого метода анализа, когда неподвижная фаза диспергирована в объеме твердого носителя.

A. Колоночная;

B. Бумажная восходящая;

C. Капиллярная;

D. Бумажная нисходящая;

E. Тонкослойная.

Задание 6.

Метод тонкослойной хроматографии помогает фармацевтам контролировать ход синтеза лекарственных препаратов, оценивать их чистоту и определять стабильность. Укажите, куда наносится твердый арсорбент в этом методе.

A. На хроматографическую бумагу;

B. На стеклянную пластинку;

C. На внутренние стенки капилляра;

D. В хроматографическую колонку;

E. На фильтровальную бумагу.

Задание 7.

В основе одного из методов хемосорбционной хроматографии лежит уникальное свойство высокомолекулярных соединений «узнавать» в любой смеси только определенные вещества и взаимодействовать с ними. Укажите название этого метода.

A. Осадочная;

B. Адсорбционная;

C. Газожидкостная;

D. Афинная;

E. Ионообменная.

Задание 8.

Катионообменные смолы нашли широкое применение в различных экологически чистых методах производства. Укажите, где они находят применение в медицинской практике.

A. Для лечения почечной недостаточности в организме;

B. Для декальцинирования крови с целью ее консервирования;

C. Для получения кровозаменителей;

D. Для вывода солей тяжелых металлов из организмов;

E. В качестве полупроницаемых мембран.

Эталоны ответов.

КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ НА

ПРАКТИЧЕСКОМ ЗАНЯТИИ:

В начале занятия осуществляется определение уровня подготовки студентов к занятию путем проведения фронтальной беседы.

После этого студенты решают обучающие задачи по теме «Хроматографические методы анализа». Следующим этапом является выполнение лабораторной работы с использованием приведенной инструкции.

После завершения практической части, студенты оформляют протокол, в который вносят уравнения проведенных реакций и наблюдаемые при проведении опытов аналитические сигналы.

После завершения лабораторной работы проводится анализ и коррекция знаний студентов путем рассмотрения различных методов хроматографического анализа и применение хроматографии в биологии и медицине.

Следующим этапом проводится тестовый контроль знаний студентов по теме «Хроматографические методы анализа» с использованием тестов формата А.

Занятие заканчивается подведением итогов работы и оцениванием знаний студентов: объявляются результаты тестового контроля и осуществляется проверка протоколов выполненной лабораторной работы.

ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ. ПОЛУЧЕНИЕ, ОЧИСТКА И СВОЙСТВА

КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.

Окружающий мир – растительные и животные организмы, объекты неживой природы, продукты питания и т.д. – это дисперсные системы разной степени организации. Изучение свойств и закономерностей процессов, характерных для дисперсных систем, дает возможность познавать саму жизнь.

Коллоидное, надмолекулярное и высокомолекулярное состояние организации материи реализуется в процессе эволюции всего живого.

Белки – основа существования живой материи в клетках живых организмов находятся в виде коллоидно-дисперсных систем. Отдельная клетка – это сложная дисперсная система, в которой определенные вещества – минеральные и органические (белки, нуклеиновые кислоты, моно-, ди-, полисахариды, липиды, витамины, гормоны) – с разной степенью дисперсности формируют цито- и кариоплазму, а также органеллы и включения. Среди биологических объектов с разными размерами частичек к дисперсным системам можно отнести: эритроциты крови человека, клиническую палочку, вирус гриппа.

Размеры частичек в этих системах отличаются на несколько порядков Коллоидные системы присутствуют в крови, лимфе спинномозговой жидкости. В коллоидном состоянии находятся также соли кальция, магния, силикаты, жиры, фосфаты, а также холестерин и другие малорастворимые вещества, которые присутствуют в биологических системах.

Электрокинетическое явление такое как электрофорез широко применяется в медицине для разделения и анализа белков, для разделения смесей аминокислот, антибиотиков, ферментов, антител, форменных элементов крови, бактериальных клеток, для определения чистоты белковых препаратов. С помощью электрофореза осуществляет транспорт лекарственных препаратов через кожу. Введение лекарственных препаратов через кожу создает депо, которое продолжительное время влияет на организм больного человека.

Электрофорез используют в фармацевтической промышленности для очистки различных лекарственных препаратов, а электроосмос для очистки лекарственных сывороток.

Диализ используют для очистки растворов белков (ферментов) от примесей низкомолекулярных соединений. По принципу компенсационного диализа работает аппарат «искусственная почка».

Исследование оптических свойств дисперсий имеет большое значение для изучения их структуры, определения концентрации, размеров и формы частичек.

Знания физико-химических свойств коллоидных систем необходимы для изучения последующих дисциплин: биохимии, фармакологии, физиологии, терапии, а также в практической деятельности врача.

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ.

ОБЩАЯ ЦЕЛЬ.

Уметь идентифицировать явления диализа, ультрафильтрации, компенсационного и вивидиализа, как основы понятия физико-химических процессов, которые происходят в коллоидных системах для изучения биологии и медицины.

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ

УМЕТЬ.

1. Идентифицировать понятие «дисперсные системы» и их классификацию.

2. Интерпретировать методы получения дисперсных систем.

3. Идентифицировать методы очистки коллоидных систем.

4. Интерпретировать молекулярно-кинетические и оптические свойства коллоидных систем.

5. Интерпретировать понятия: аэрозоли, эмульсии, суспензии.

6. Трактовать роль дисперсных систем в биологии и медицине.

СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ.

1. Дисперсные системы, их классификация по степени дисперсности:

Лиофильные и лиофобные коллоидные системы.

2. Методы получения и очистки золей. Диализ, электродиализ, ультрафильтрация, компенсационный диализ. Вивидиализ. Гемодиализ и аппарат «искусственная почка».

3. Свойства дисперсных систем:

Молекулярно-кинетические (броуновское движение, диффузия, осмотическое давление, седиментация);

оптические (опалесценция, уравнение Релея, конус Тиндаля).

4. Классификация аэрозолей, методы получения и свойства.

5. Суспензии, методы получения и свойства. Пасты, их медицинское использование.

6. Эмульсии, методы получения и свойства. Типы эмульсий. Эмульгаторы.

Применение эмульсий в клинической практике. Биологическая роль эмульсий и суспензии.

2. ГРАФ ЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ТЕМЫ.

ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ

МЕТОДЫ МЕТОДЫ

ОЧИСТКИ ПОЛУЧЕНИЯ

Диализ 3. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.

Основная литература.

1. Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. – Вінниця:

Нова книга, 2006. – С. 603-615; 618-641; 730-740; 749-758.

2. Калибабчук В.А., Грищенко Л.И., Галинская В.И. и др. Медицинская химия: учебник. – К.: Медицина, 2008. – С. 252-267; 304-311.

Дополнительная литература.

3. Л.П. Садовничая, В.Г. Хухрянский, А.Я. Цыганенко. Биофизическая химия. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. – С. 187-210.

4. Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия.

Учебник для ин-тов. – М.: Высш. школа, 1975. – С. 132-152.

ОРИЕНТИРОВАННАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Инструкция к проведения опытов на лабораторно-практической части занятия.

Опыт №1.

Получение гидролиза гидроксида железа III Принцип метода: основан на химической конденсации.

Материальное обеспечение: колба, горелка, дистиллированная вода, пипетка, раствор хлорида железа (III) (2%), цилиндр.

Ход работы:

1. В колбу термостойкую цилиндром внести 50 мл дистиллированной воды.

2. Нагреть воду до 80-900 С.

3. Быстро по каплям, прилить 10 мл (2%) хлорида железа (III) 4. Наблюдать окраску золя 5. Написать уравнение реакции получения золя железа (III) 6. Определить тип реакции метода химической конденсации.

Опыт №2.

Получение гидролиза канифоли.

Принцип метода: основан на применении физической конденсации.

Материальное обеспечение: колба, горелка, дистиллированная вода, пипетка, цилиндр, воронка, бумажный фильтр, стаканчик, пробирка.

Ход работы:

1. В термостойкую колбу цилиндром внести 20 мл воды.

2. Нагреть воду до появления пара.

3. Влить в колбу 1 мл (1%) спиртового раствора канифоли.

4. Наблюдать образование золя.

5. Вложить бумажный фильтр в воронку профильтровать золь от примесей грубодисперсных частиц.

6. Пробирку с золем поместить на пути луча света.

7. Наблюдать конус Тиндаля.

8. Указать метод и тип реакции получения золя.

Получение гидрозоля серы.

Принцип метода: метод основан на применении метода химической конденсации.

Материальное обеспечение: колба, пипетка, раствор тиосульфата натрия 0,05 М, фосфорная кислота разбавленная.

Ход работы:

1. В колбу поместить 10 мл. раствора тиосульфата натрия 0,05 М 2. Добавить 3-4 мл фосфорной кислоты разбавленной 3. Написать уравнение реакции образования гидрозоля серы 4. Колбу с раствором оставить на 20-30 мин.

5. Наблюдать изменение окраски полученного золя Получение гидрозоля сернокислого бария.

Принцип метода: метод основан на применении метода химической конденсации.

Материальное обеспечение: пробирка, раствор серной кислоты, раствор хлорида бария (2%) 1. В пробирку поместить 2 мл серной кислоты.

2. Добавить 1-2 капли раствора хлорида бария.

3. Наблюдать цвет образовавшегося золя.

4. Написать уравнение реакции.

Пептизация осадка (Fe(OH)3) гидроксида железа (III) раствором FeCl3.

Принцип метода: метод основан на применении метода пептизации.

Материальное обеспечение: колба, воронка, фильтровальная бумага, раствор хлорида железа (10%) пипетка, раствор аммиака (5%) дистиллированная вода.

Ход работы 1. В колбу поместить 30 мл дистиллированной воды.

2. Добавить 1 мл (10%) раствора хлорида железа (III).

3. К полученному раствору добавить каплями раствор аммиака (5%).

4. Наблюдать появление хлопьев в растворе.

5. Добавить еще немного аммиака, если жидкость над осадком окрашена.

6. Написать уравнение реакции.

7. Наблюдать выпадение осадка.

8. В воронку поместить фильтровальную бумагу и отфильтровать осадок.

9. Осадок на фильтре обработать раствором хлорида железа (III).

10. Наблюдать фильтрацию золя гидроксида железа (III).

НАБОР ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДОСТИЖЕНИЯ КОНКРЕТНЫХ

ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ

Задание 1.

Большинство биологических водных растворов представляют собой системы, в которых одно вещество, находящееся в раздробленном виде, равномерно распределено в общей массе другого. Дайте название данному понятию.

A. Дисперсная фаза;

B. Дисперсионная среда;

C. Истинный раствор;

D. Дисперсная система;

E. Коллоидный раствор.

Задание 2.

Более крупные частицы можно диспергировать на более мелкие.Укажите метод, который используется для диспергирования более крупных частиц до желаемой степени дисперсности.

A. Метод, в основе которого лежит реакция гидролиза;

B. Использование коллоидных и шаровых мельниц;

C. Метод, в основе которого лежит ОВР;

D. Диализ;

E. Метод замены растворителя.

Задание 3.

Золь канифоля может быть получен определенным методом. Укажите, какой метод может быть использован для получения этого золя.

A. Коагуляция;

B. Денатурация;

C. Пептизация;

D. Седиментация;

E. Метод замены растворителя.

Задание 4.

Метод пептизации нашел применение в биохимии в работах по расщеплению сложных белков (пептидов) с помощью фермента пептина. Дайте определение понятию пептизация.

A. размельчение частиц осадка до отдельных коллоидных частиц при добавлении электролита;

B. укрупнение коллоидных частиц при пропускании электрического тока;

C. разделение дисперсной фазы и дисперсной среды под действием центробежной силы;

D. коагуляция золей в пептизаторе при нагревании;

E. получение пептидов заданного состава из набора аминокислот.

Задание 5.

Растительные и животные организмы, многие объекты неживой природы, продукты питания и т.д. – все это дисперсные системы различной степени организации. Укажите метод, который можно применять для получения коллоидных растворов.

A. электрофорез;

B. электроосмос;

C. диализ;

D. электродиализ;

E. диспергирование.

Задание 6.

Аппарат «искусственная почка» предназначена для временной замены функции почек при острой почечной недостаточности. Укажите, какой из методов очистки золей лежит в основе аппарата «искусственная почка».

A. электродиализ;

B. ультрафильтрация;

C. электроосмос;

D. нефелометрия;

E. компенсационный диализ.

Задание 7.

Коллоидные растворы всегда содержат примеси электролитов и других низкомолекулярных веществ. Укажите, каким методом можно очистить коллоидный раствор от примесей электролитов.

A. электрический метод Бредига;

B. электрический метод Фарадея;

C. дисперсионный метод;

D. диализ;

E. конденсационный метод.

Задание 8.

Для коллоидных растворов, также как и для истинных растворов, характерны некоторые молекулярно-кинетические явления. Укажите одно из них.

A. растворение;

B. диффузия;

C. опалесценция;

D. дифракция;

E. рефракция.

Задание 9.

Ученый Д. Релей вывел уравнение для интенсивности рассеянного золями света. Укажите формулу этого уравнения.

Задание 10.

Взвесь глины в воде представляет собой гетерогенную систему. Укажите тип данной дисперсной системы.

A. суспензия;

B. эмульсия;

C. аэрозоль;

D. истинный раствор;

E. пена.

Эталоны ответов.

КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ НА

ПРАКТИЧЕСКОМ ЗАНЯТИИ.

В начале занятия осуществляется определение уровня подготовки студентов к занятию при помощи фронтальной беседы.

Следующим этапом является выполнение лабораторной работы с использованием приведенной инструкции. После завершения практической части, студенты оформляют протокол, в который вносят уравнения проведенных реакций и наблюдаемые при поведении опытов аналитические сигналы. После выполнения лабораторной работы, студенты выполняют самостоятельную работу путем решения ситуационных задач по теме:

«Дисперсные системы. Получение, очистка и свойства коллоидных растворов».

Далее происходит анализ и коррекция знаний студентов путем рассмотрения теоретических вопросов решения обучающих задач.

Следующим этапом проводится тестовый контроль знаний студентов по теме: «Дисперсные системы. Получение, очистка и свойства коллоидных растворов» с использованием тестов формата А.

Занятие заканчивается подведением итогов работы и оцениванием знаний студентов: объявляются результаты тестового контроля, и осуществляется проверка протоколов выполненной лабораторной работы.

ЛИОФОБНЫЕ ЗОЛИ И ИХ СВОЙСТВА. КОАГУЛЯЦИЯ.

КОЛЛОИДНАЯ ЗАЩИТА.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.

К лиофобным дисперсным системам относятся золи благородных металлов, ряда неорганических соединений, коллоидные растворы крахмала, желатина.

Эти системы характеризуются относительно слабым взаимодействием между частичками дисперсной фазы и дисперсионной среды.

Основной структурной единицей лиофобных золей является мицелла. В соответствии с современными представлениями, мицелла является образованием со сложной структурой: состоит из электронейтрального ядра и ионогенной части. Явление мицеллообразования играет большую роль в жизнедеятельности организма. Мицеллы способны образовывать нерастворимые в воде твердые вещества. Так, например, содержание карбонатов и фосфатов кальция в крови значительно превышает их растворимость в воде, поэтому часть их присутствует в крови в виде мицелл. В таком же состоянии находится в крови нерастворимый в воде холестерин.

Стабилизации этих гидрофобных систем способствуют защитные соединения крови (белки, полисахариды), которые обеспечивают коллоидную защиту. При различных патологических состояниях наблюдается снижение уровня коллоидной защиты жидких сред организма, что приводит к коагуляции фосфатов, карбонатов кальция, холестерина, которые образуют осадки на внутренней поверхности кровеносных сосудов. Вскипание крови, слипание эритроцитов и так называемые «монетные столбики» процессы аналогичные коагуляции. Растворы некоторых лекарственных препаратов, например, протаргола и колларгола – гидрофобные золи серебра, защищенные белком.

Таким образом, знания свойств лиофобных золей, механизмов коагуляции и «коллоидной защиты» необходимы для изучения ряда общемедицинских и клинических дисциплин, таких как терапия, фармакология, биохимия, клиническая лабораторная диагностика, кардиология.

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ.

ОБЩАЯ ЦЕЛЬ.

Уметь интерпретировать строение и свойства лиофобных золей, явления коагуляции и коллоидной защиты применительно к биологии и медицинской практике.

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ.

1. Интерпретировать понятие лиофобных золей, а также основные положения мицеллярной теории строения лиофобных золей.

2. Интерпретировать виды устойчивости коллоидных растворов, факторы устойчивости мицеллы лиофобного золя, а также понятие электрокинетического потенциала.

3. Интерпретировать электрокинетические явления в лиофобных золях (электрофорез и электроосмос) применительно к биологии и медицинской практике.

4. Интерпретировать влияние электролитов на физико-химическое состояние коллоидного раствора, исходя из понятий порога коагуляции, коагулирующей способности электролитов, правила Шульце-Гарди.

5. Трактовать применение лиофильных систем с целью стабилизации коллоидных растворов и коллоидной защиты в биологических системах и медицинской практике.

СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ.

1. Понятие лиофобных золей. Мицеллярная теория строения лиофобных золей (мицелла, ядро, ионогенная часть, гранула).

2. Агрегативная и кинетическая устойчивость коллоидных растворов.

Факторы устойчивости мицеллы лиофобного золя. Электрокинетический потенциал.

3. Электрокинетические явления в золях. Электрофорез. Электроосмос.

4. Коагуляция золей под влиянием электролита. Седиментация. Порог коагуляции, коагулирующая способность электролитов. Правило ШульцеГарди.

5. Коллоидная защита, стабилизация коллоидных растворов.

Биомедицинское значение коллоидной защиты.

2. ГРАФ ЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ТЕМЫ.

Физико-химические Гранула значение 3. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.

Основная литература.

1. Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. – Вінниця: Нова книга, 2006. – С. 646-674.

2. Калибабчук В.А., Грищенко Л.И., Галинская В.И. и др. Медицинская химия: учебник – К.: Медицина, 2008. – С. 267-304.

Дополнительная литература.

3. Л.П. Садовничая, В.Г. Хухрянский, А.Я. Цыганенко. Биофизическая химия. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. – С. 210-237.

4. Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия.

Учебник для ин-тов. – М.: Высш. школа, 1975. – С. 175-187.

5. Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд А.З. Общая химии. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. Учебник для ВУЗов. – М.: Высшая школа, 1993. – С. 491 – 523.

ОРИЕНТИРОВАННАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Инструкция к пороведению опытов на лабораторно-практической части занятиия.

Опыт №1. Исследование коагуляции золя под влиянием электролитов.

Принцип метода: метод основан на способности ионов электролитов обладать различным коагулирующим действием, которое зависит от величины заряда коагулирующего иона.

Материальное обеспечение: термостойкая колба (V=250 мл), штатив с пробирками, градуированные пипетки, газовая горелка, дистиллированная вода, раствор хлорида железа (ІІІ)(5%), раствор хлорида натрия (NaCl) ( мольэкв/л), раствор сульфата калия (1/2K2SO4) (0,1 мольэкв/л), раствор гексацианоферрата (ІІІ) калия (1/3K3Fe(CN)6) (0,0005 мольэкв/л).

Ход работы:

1. В термостойкую колбу поместить 100 мл дистиллированной воды (колба должна быть чистой).

2. Нагреть до кипения.

3. Добавить постепенно, при перемешивании в кипящую воду из пипетки 10 мл 5% раствора хлорида железа (ІІІ).

4. Налить в 4 пробирки по 5 мл полученного золя и поставить в штатив.

5. Оставить первую пробирку для контроля.

6. Добавить во вторую пробирку по каплям из градуированной пипетки раствор хлорида натрия NaCl (2 мольэкв/л) до помутнения, встряхивая пробирку после добавления каждых 3-4 капель.

7. Отметить количество электролита, необходимого для слабого помутнения золя.

8. Добавить в третью пробирку по каплям из градуированной пипетки раствор сульфата калия (1/2 K2SO4) (0,1 мольэкв/л) до помутнения, встряхивая пробирку после добавления каждых 3-4 капель.

9. Отметить количество электролита, необходимого для слабого помутнения золя.

10. Добавить в четвертую пробирку по каплям из градуированной пипетки раствор гексацианоферрата (ІІІ) калия (1/3K3Fe(CN)6) (0,0005 мольэкв/л) до помутнения, встряхивая пробирку после добавления каждых 3-4 капель.

11. Отметить количество электролита, необходимого для слабого помутнения золя.

12. Полученные результаты внести в таблицу:

гексацианоферрат (ІІІ) калия 13. Составить мицеллярную формулу полученного золя.

14. Сделать вывод относительно коагулирующего действия ионов различных электролитов.

15. Оформить протокол лабораторной работы.

НАБОР ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДОСТИЖЕНИЯ КОНКРЕТНЫХ

ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ

Задание 1.

При смешивании растворов двух электролитов в неэквивалентных соотношениях произошло образование коллоидных частиц. Указать условие, отвечающее начальной стадии данного процесса.

A. Высокая растворимость вещества ядра;

B. Малая растворимость вещества ядра;

C. Малая растворимость реагентов;

D. Высокая растворимость реагентов;

E. Присутствие электролита.

Задание 2.

Лиофобный коллоидный раствор PbSO4 образован в результате смешивания раствора концентрированной серной кислоты с разбавленным раствором Pb(NO3)2, взятом в избытке. Определить ионы, которые вследствие адсорбции на поверхности ядра, будут сообщать заряд мицелле.

C. SO42-;

Задание 3.

Гидрозоль BaSO4 получен смешиванием 5 мл 1М раствора H2SO4 c 80 мл 0,1М раствора BaCl2. Определить, какие ионы входят в состав диффузного слоя мицеллы.

B. SO42-;

Задание 4.

Увеличение концентрации электролита-стабилизатора способствует повышению агрегативной устойчивости мицеллярных систем за счет возрастания зарядов диффузного и адсорбционного слоёв. Как при этом изменяются размеры данных слоёв?

A. Уменьшаются;

B. Увеличиваются;

C. Не изменяются;

D. Диффузного – увеличивается, адсорбционного – уменьшается;

E. Диффузного – уменьшается, адсорбционного – увеличивается.

Задание 5.

Перемещение твердых частиц лекарственных препаратов относительно жидких сред организма успешно используется в лечении многих заболеваний (ожоговые раны, ревматизм, нервные заболевания). Укажите процесс, лежащий в основе данного лечения.

A. Электроосмос;

B. Электрофорез;

C. Электродиализ;

D. Ультрацентрифугирование;

E. Вивидиализ.

Задание 6.

В медицине для очистки лечебных сывороток применяется способ, в котором осуществляется перемещение жидкой среды относительно твердой фазы под действием электрического тока. Укажите название этого процесса.

A. Электроосмос;

B. Электрофорез;

C. Электродиализ;

D. Ультрацентрифугирование;

E. Вивидиализ.

Задание 7.

Коагулирующая способность электролитов описывается правилом ШульцеГарди. Используя это правило, укажите правильный лиотропный ряд.

A. Ti+4 > Ca+2 > Fe+3;

B. Fe+3 > Ca+2 >Ti+4;

C. Ca+2 > Fe+3 >Ti+4;

D. Fe+3 > Ti+4 > Ca+2;

E. Ti+4 > Fe+3 > Ca+2.

Задание 8.

Электрофоретическим методом установлено, что золь AgI обладает отрицательным зарядом. Среди перечисленных электролитов-коагулянтов укажите тот, который следует добавить в минимальном количестве для начала коагуляции.

A. LiCl;

B. NaCl;

D. RbCl;

E. CsCl.

Задание 9.

Коллоидной характеристикой защитного действия является защитное число, которое определяется количеством биополимера, предотвращающего коагуляцию лиофобного золя. Укажите объём золя в мл, который защищается при этом от коагуляции.

Задание 10.

Фармацевтический препарат колларгол – коллоидный раствор серебра, в состав которого входит высокомолекулярное соединение. Определить функцию данного соединения.

A. Снижает агрегативную устойчивость;

B. Уменьшает степень дисперсности;

C. Увеличивает степень дисперсности;

D. Повышает агрегативную устойчивость;

E. Способствует седиментации.

Эталоны ответов.

КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ НА

ПРАКТИЧЕСКОМ ЗАНЯТИИ.

В начале занятия осуществляется проверка уровня подготовки студентов к занятию путем фронтальной беседы.

После проверки уровня подготовки к занятию студенты решают обучающие задачи по теме «Лиофобные золи и их свойства. Коагуляция. Коллоидная защита».

Следующим этапом является выполнение лабораторной работы с использованием приведенной инструкции. После завершения практической части студенты оформляют протокол лабораторной работы. В протокол лабораторной работы вносится таблица с результатами опытов, мицеллярная формула золя, выводы относительно коагулирующего действия ионов различных электролитов.

Далее осуществляется анализ и коррекция знаний студентов путем рассмотрения основных положений мицеллярной теории строения лиофобных золей, их свойств, явления коагуляции золей, а также возможностей коллоидной защиты применительно к биологии и медицине.

Следующим этапом занятия является проведение тестового контроля студентов по теме «Лиофобные золи и их свойства. Коагуляция. Коллоидная защита» с использованием тестов формата А.

Занятие заканчивается подведением итогов работы и оцениванием знаний студентов: объявляются результаты тестового контроля и осуществляется проверка протоколов выполненной лабораторной работы.

БИОПОЛИМЕРЫ.

ИЗОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТОЧКА БЕЛКА.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.

Современная жизнь практически невозможна без материалов на основе высокомолекулярных соединений. Велико их значение в медицине, где они применяются для создания искусственных сосудов, разнообразных протезов, при изготовлении специальных, в том числе хирургических клеев.

Антимикробные волокна, изготовленные на основе природных полимеров (целлюлозы) или синтетические ВМС (поливиниловый спирт) имеют свойство задерживать рост различных микроорганизмов и применяются в хирургической практике как шелковый материал. В технологии лекарств синтетические полимеры применяют как вспомогательные вещества при изготовлении различных лекарственных форм. К ним принадлежат ВМС, которые способны пролонгировать действие лекарственных препаратов в организме, а также растворы полимеров, которые используют как крове- и плазмозаменители.

Биополимеры – это высокомолекулярные органические соединения. Среди них самое большое значение принадлежит полисахаридам, белкам и нуклеиновым кислотам. Следует отметить, что белки – основные вещества, из которых построены ядро и протоплазма живых клеток, мышцы, соединительная ткань, кожа и др. Они являются основными носителями жизни. Полисахариды входят в состав мембран клеток и их органелл, а также являются поставщиками энергии. Среди наиболее важных полисахаридов – крахмал, гликоген, целлюлоза. Нуклеиновые кислоты обеспечивают сохранение и передачу генетической информации и принимают участие в синтезе клеточных белков.

Они входят в состав нуклеопротеидов, содержащихся в клетках растений, животных, бактерий и вирусов.

Вследствие своих специфических свойств биополимеры выполняют различные функции, например: коллаген, кератин выполняют структурную и опорную функции, ферменты катализируют биохимические реакции, гормоны их регулируют, нуклеиновые кислоты сохраняют и передают наследственную информацию, полисахариды являются резервными питательными веществами.

Изучение физико-химических свойств ВМС чрезвычайно важно для понимания механизма биохимических реакций, а также механизма взаимодействия лекарственных и токсических веществ с биополимерными структурами организма.

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ.

ОБЩАЯ ЦЕЛЬ.

Уметь интерпретировать структуру ВМС, термодинамическую устойчивость и методы определения изоэлектрической точки.

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ

УМЕТЬ:

1.Идентифицировать высокомолекулярные соединения по природе мономеров, пространственному строению и способу получения.

2.Трактовать структуру биополимеров и их физико-химические свойства.

3.Интерпретировать изоэлектрическое состояние и методы определения изоэлектрической точки полиэлектролитов.

4.Трактовать термодинамическую устойчивость растворов ВМС и методы осаждения белков.

5. Интерпретировать свойства растворов ВМС, методы определения ИЭТ, применение электрофореза в биологии и медицине

СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1.Классификация высокомолекулярных соединений. Сравнительная характеристика растворов ВМС, истинных и коллоидных растворов.

2.Основные классы биополимеров: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды. Глобулярная и фибриллярная структура белков.

3.Изоэлектрическое состояние белков и методы определения изоэлектрической точки. Электрофорез белков.

4.Факторы термодинамической устойчивости растворов ВМС. Методы осаждения белков. Особенности высаливания биополимеров из растворов:

схема Кройта, лиотропные ряды Гофмейстера.

5.Коацервация и денатурация белков. Роль коацервации в биологических системах.

6.Явление коллоидной защиты, мера защитной способности вещества.

7. Роль растворов ВМС в биологии и медицине. Экспериментальное определение ИЭТ белков. Применение электрофореза в клинических исследованиях.

2. ГРАФ ЛОГІЧЕСКОЙ СТРУКТУРИ

РАСТВОРЫ ВМС

Роль растворов ВМС, методы определения ИЭТ, 3. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.

Основная литература.

1.Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. – Вінниця: Нова книга, 2006. – С. 676-696.

2.Медицинская химия: учебник. Калибабчук В.А., Грищенко Л.И., Галинская В.И. и др. – К.: Медицина, 2008. – С. 318-331.

Дополнительная литература:

1.Биофизическая химия. Л.П. Садовничая, В.Г. Хухрянский, А.Я. Цыганенко.

– К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. – С.238-259.

2.Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия.

Учебник для ин-тов. – М.: Высш. школа, 1975. – С. 196-220.

ОРИЕНТИРОВАННАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Инструкция к проведению опытов на лабораторно-практической части занятия.

Опыт №1. Определение изоэлектрической точки белка по величине набухания.

Принцип метода: метод основан на зависимости величины набухания от рН среды.

Материальное обеспечение: сухой желатин, буферные растворы с различным значением рН, пробирки, пипетки.

Ход работы:

1. Взять четыре сухих пробирки и пронумеровать их.

2.В каждую из пронумерованных пробирок поместить одинаковое количество сухого желатина (приблизительно по 0,5 см по высоте пробирки).

3.С помощью полоски миллиметровой бумаги измерить толщину пласта сухого желатина до набухания в каждой из пробирок.

4.Затем в пробирки внести равные объемы ( по 3 мл) буферных растворов с различным значением рН: в пробирку № 1 – буферный раствор с рН = 2, в пробирку № 2 – буферный раствор с рН = 3, в пробирку № 3 – буферный раствор с рН = 4, в пробирку № 4 – буферный раствор с рН = 4,7.

5.Через 1-2 минуты содержимое пробирок осторожно перемешать стеклянной палочкой и оставить на 20 минут.

6.По истечении времени измерить толщину набухшего пласта желатины и результаты занести в таблицу.

№ Буферный раствор сухого желатина, набухшего желатина 7.Отметить пробирку с минимальным набуханием.

8.Определить изоэлектрическую точку для раствора желатина.

9.Сравнить полученные данные с табличным значением ИЭТ для желатина, приведенным в учебнике.

НАБОР ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДОСТИЖЕНИЯ КОНКРЕТНЫХ

ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ

Задание 1.

В процессе биосинтеза в клетках растений и живых организмов образуются макромолекулы белков. Определите, продуктом какой реакции они являются.

A. гидролиза ДНК;

B. поликонденсации моносахаридов;

C. поликонденсации гетероциклических соединений;

D. поликонденсации аминокислот;

E. гидролиза РНК.

Задание 2.

Белки – важнейшие соединения, из них построены клетки и ткани нашего организма. Укажите свойство, которое позволяет отнести их к коллоиднодисперсным системам.

A. Самопроизвольное образование.

B. Размер частиц 1 – 100 мкм.

C. Не проникают через мембраны D. Термодинамическая устойчивость.

E. Высокая вязкость.

Задание 3.

Макромолекулы альбуминов яичного белка имеют сферическую или эллипсоидную форму и свернуты в плотную компактную структуру. Укажите структурный тип данных макромолекул.

A. Фибриллярные;

B. Глобулярные;

C. Волокнистые;

D. -правовращающая спираль;

E. Двойная антипараллельная спираль.

Задание 4.

Высаливание и застудневание белков наиболее целесообразно проводить тогда, когда биополимеры находятся в изоэлектрическом состоянии. Укажите значение рН, которое соответствует такому состоянию.

Задание 5.

Электрофорез раствора биополимера является одним из методов определения изоэлектрической точки белка. Укажите фактор, определяющий подвижность макромолекулы белка в данном методе.

A. Поверхностное натяжение;

B. Поверхностная энергии;

C. Заряд макромолекулы;

D. Осмотическое давление;

E. Количество гидрофобных радикалов.

Задание 6.

Одним из важных физико-химических свойств растворов биополимеров является термодинамическая устойчивость. Укажите причину этого свойства.

A. Наличие пептидных связей, высокая вязкость раствора.

B. Способность к денатурации, низкая вязкость;

C. Способность к высаливанию и коацервации;

D. Наличие гидратной оболочки и заряда на макромолекулах белка;

E. Способность к электрофорезу и электроосмосу.

Задание 7.

Высаливанием из сыворотки крови было выделено более 12 белков.

Существенное влияние на данный процесс оказывает добавление анионов и катионов различных электролитов. Укажите правильный лиотропный ряд анионов.

A. SO42- > Cl- > CNS- > Br-;

B. CNS- > SO42- > Cl- > Br-;

C. Cl- > CNS- > Br- > SO42-;

D. Br- > Cl- > CNS- > SO42-;

E. SO42- > Cl- > Br- > CNS-.

Задание 8.

При снижении растворимости в растворах высокомолекулярных соединений наблюдается процесс слияние водных оболочек растворенных молекул биополимеров. Укажите название данного процесса.

A. Высаливание;

B. Осаждение;

C. Набухание;

D. Денатурация;

E. Коацервация.

Задание 9.

Денатурация биополимеров может быть вызвана изменением реакции среды, выходящая за пределы значений рН от 3 до 10. Укажите термодинамические особенности данного процесса.

A. Уменьшение энтропии;

B. Увеличение энтропии;

C. Экзотермический процесс;

D. Эндотермический процесс;

E. Несамопроизвольный процесс.

Задание 10.

При изготовлении таких лекарственных препаратов, как колларгол и протаргол используется явление коллоидной защиты. Укажите правильное определение для этого явления.

A. Стабилизация коллоидной системы раствором ВМС.

B. Стабилизация раствора ВМС гидрофобным золем.

C. Адсорбция частиц гидрофобного золя на молекулах ВМС.

D. Адсорбция молекул ВМС на частицах гидрофобного золя. @ E. Защита раствора гидрофобного золя от коагуляции раствором ВМС.

Задание 11.

В фармации фракционное осаждение белков сыворотки крови проводят методом высаливания с сохранением нативной структуры. Укажите, медицинские препараты, которые могут быть получены данным образом.

A. Хелатотерапевтические;

B. Гипотонические растворы;

C. Гипертонические растворы;

D. Сыворотки для прививок;

E. Физиологические растворы.

Эталоны ответов.

КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ НА

ПРАКТИЧЕСКОМ ЗАНЯТИИ:

В начале занятия осуществляется проверка уровня подготовки студентов к занятию путем фронтальной беседы. Затем рассматриваются тестовые задания, приведенные в методическом пособии.

После рассмотрения тестовых заданий, студенты решают обучающие задачи по теме «Биополимеры. Изоэлектрическая точка белка». Следующим этапом является выполнение лабораторной работы с использованием приведенной инструкции. После завершения практической части, студенты оформляют протокол лабораторной работы, в который вносят данные, полученные при проведении эксперимента, и проводят соответствующие расчеты.

После завершения лабораторной работы проводится анализ и коррекция знаний студентов путем рассматривания основных классов высокомолекулярных соединений, методов определения изоэлектрической точки белков, свойств биополимеров на основе химического состава и пространственного строения макромолекул, особенности высаливания полиэлектролитов и роль растворов ВМС в биологии и медицине.

Следующим этапом проводится тестовый контроль знаний студентов по теме «Биополимеры. Изоэлектрическая точка белка» с использованием тестов формата А.

Занятие заканчивается подведением итогов работы и оцениванием знаний студентов: объявляются результаты тестового контроля и осуществляется проверка протоколов выполненной лабораторной работы.

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ БИОПОЛИМЕРОВ.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.

В процессах жизнедеятельности растений и животных, а также человека набухание, застудневание, диффузия, осмотическое давление и вязкость играют важную роль. Например, почки выполняют две основные функции:

выведение продуктов обмена и регулирование количества воды в организме, т.е. соединительная ткань почек – регулятор водного обмена между тканью и кровью. Вследствие набухания соединительная ткань может или выводить из биологических жидкостей излишек воды, или отдавать его тканям и крови. От этого зависит тургор клеток. Набухание влияет также на процессы старения.

Обезвоживание тканей приводит к их уплотнению, что уменьшает проницаемость мембран и метаболизм клеток. Снижение проницаемости клеточных оболочек может нарушить обмен веществ между клеткой и окружающей средой.

Значительное влияние на развитие животных и растительных организмов оказывают гели и процесс гелеобразования. Живые организмы состоят из студней различных степеней оводнения. Гелеобразные структуры входят в состав роговых тканей, костей, соединительной ткани, хрусталика глаза, суставов, кожи. От концентрации гелеобразных структур в тканях зависит их эластичность. С возрастом такие структуры теряют воду, что приводит к снижению тургора тканей. Общее старение организма сопровождается старением гелей (синерезисом). Образование патологических опухолей также рассматривается как проявление синерезиса.

Онкотическое давление, являющееся частью осмотического давления, регулирует обмен воды между тканями и кровью. Оно влияет на процессы образования тканевой жидкости, лимфы, мочи. Понижение содержания белков в крови при различных патологических состояниях (голодание, заболевание почек, органов пищеварения) приводит к разнице между онкотическим давлением в тканях организма и крови и, как следствие этого, возникновению отеков.

Изучение свойств высокомолекулярных соединений позволяет понять механизмы многих процессов, происходящих в организме, помогает искать новые методы лечения заболеваний и еще раз указывает на необходимость тесного союза химии и медицины.

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ.

ОБЩАЯ ЦЕЛЬ.

Уметь интерпретировать свойства растворов биополимеров и их влияние на процессы, происходящие в организме.

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ.

УМЕТЬ:

1.Интерпретировать механизм процесса набухания, степень набухания и скорость процесса.

2.Интерпретировать механизм процесса застудневания и свойства гелей.

3.Интерпретировать молекулярно-кинетические свойства растворов ВМС:

осмотическое давление и вязкость.

4.Трактовать роль высокомолекулярных соединений в биологии, медицине и фармации.

СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ.

1. Набухание и растворение ВМС. Механизм набухания. Степень и скорость процесса набухания. Факторы, влияющие на набухания. Роль набухания в жизнедеятельностьи организма в норме и патологии.

2. Застудневание растворов ВМС. Механизм застудневания. Факторы, влияющие на скорость застудневания. Тиксотропия, синерезис, диффузия в студнях.

3. Вязкость растворов ВМС. Законы вязкости. Зависимость вязкости от различных факторов. Уравнение Штаудингера. Удельная вязкость.

4. Осмотическое давление в растворах биополимеров. Онкотическое давление и его роль в обмене воды между тканями и кровью. Отеки.

5. Процесс перерастределения электролитов в организме. Мембранное равновесие Доннана и его биологическая роль.

6. Биологическая роль растворов ВМС для жизнедеятельности организма и применение биополимеров в медицине и фармации.

2. ГРАФ ЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ ВМС

Неограниченное набухание Гомогенный 3. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.

Основная литература.

1.Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. – Вінниця: Нова книга, 2006. – С. 696-729.

2.Калибабчук В.А., Грищенко Л.И., Галинская В.И. и др. Медицинская химия: учебник. – К.: Медицина, 2008. – С. 331-341.

Дополнительная литература.

1.Л.П. Садовничая, В.Г. Хухрянский, А.Я. Цыганенко. Биофизическая химия.

– К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. – С.238-259.

2.Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия.

Учебник для ин-тов. – М.: Высш. школа, 1975. – С.220-244.

ОРИЕНТИРОВАННАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Инструкция к проведению опытов на лабораторно-практической части занятия.

Опыт №1. Изучение влияния электролитов на величину набухания желатина.

Принцип метода: метод основан на влиянии природы анионов на процесс набухания биополимера.

Материальное обеспечение: сухие пробирки, стеклянная палочка, желатин, миллиметровая бумага, раствор Na2SO4, раствор NaI, пипетки, дистиллированная вода.

Ход работы:

1.Взять три сухих пробирки и пронумеровать их.

2.В каждую из пронумерованных пробирок поместить одинаковое количество сухого желатина (приблизительно 0,5 см по высоте пробирки).

3.С помощью полоски миллиметровой бумаги измерить толщину пласта сухого желатина до набухания в каждой из пробирок.

4.Затем в пробирку № 1 внести 5 мл дистиллированной воды, в пробирку № 2 – 5 мл раствора Na2SO4, в пробирку № 3 – 5 мл раствора NaI.

5.Через 1-2 минуты содержимое пробирок осторожно перемешать стеклянной палочкой и оставить на 20 минут.

6.По истечении времени измерить толщину набухшего пласта желатина и результаты занести в таблицу:

№ Электролит сухого желатина, Дистиллированная вода 2. Раствор Na2SO 3. Раствор NaI 7.Рассчитать степень набухания желатина в каждой пробирке.

8.Результаты занести в таблицу.

9.Сделать вывод о влиянии анионов на степень набухания желатина.

Опыт № 2. Изучение влияния электролитов на застудневание раствора желатина.

Принцип метода: метод основан на влиянии природы анионов на процесс застудневания биополимера.

Материальное обеспечение: водяная баня, сухие пробирки, пипетки, 6% раствор желатина, раствор КСI, раствор КNO3, раствор CH3COOК, раствор К2SO4, раствор КCNS, дистиллированная вода.

Ход работы:

1.Взять шесть сухих пробирок и пронумеровать их.

2.В каждую из пронумерованных пробирок поместить по 1 мл растворов электролитов, в последовательности, определенной в таблице.

3.На водяной бане подогреть 6% раствор желатина до жидкого состояния.

4.В каждую из шести пробирок добавить по 1 мл подогретого 6% раствора желатина.

5.Пробирки поместить в горячую водяную баню на 10 минут.

6.По истечении времени пробирки охладить под струей холодной воды.

7.Отметить время застудневания и результаты занести в таблицу:

застудневания 8.По полученным результатам составить лиотропный ряд анионов.

9.Сделать вывод о степени влияния электролитов на процесс застудневания.

10.Сравнить полученные данные с лиотропным рядом Гофмейстера, приведенным в учебнике.

НАБОР ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДОСТИЖЕНИЯ КОНКРЕТНЫХ

ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ

Задание 1.

В соответствии с современной теорией М.Н. Пескова и С.Н Лихачева, процесс набухания происходит в две стадии. Укажите количество поглощаемого растворителя и энергетический эффект на I-ой стадии этого процесса.

A. Небольшое количество, без выделения теплоты;

B. Небольшое количество, экзотермический процесс;

C. Большое количество, без выделения теплоты;

D. Большое количество, экзотермический процесс;

E. Большое количество, эндотермический процесс.

Задание 2.

В зависимости от природы полимера и свойств растворителя процесс набухания может быть как ограниченным, так и неограниченным. Так, при растворении желатина в горячей воде происходит неограниченное набухание.

Охарактеризуйте этот вид набухания.

A. Заканчивается растворением полимера;

B. Не переходит в стадию растворения;

C. Наблюдается коацервация;

D. Проходит при электрофорезе;

E. Заканчивается студнеобразованием.

Задание 3.

Студнеобразование всегда происходит постепенно, так как требуется определенное время, необходимое для перегруппировки макромолекул в вязкой среде. Укажите название такого процесса.

A. Тиксотропия;

B. Созревание студня;

C. Синерезис;

D. Денатурация;

E. Старение студня.

Задание 4.

На процесс набухания белков влияет ряд факторов: температура, рН среды, наличие посторонних электролитов и т.д. Действие некоторых анионов на процесс набухания ВМС связано с их степенью гидратации. Укажите правильный ряд анионов по влиянию на этот процесс.

А. SO42- > Cl- > CNS- > Br-;

В. CNS- > Br- > Cl- > SO42-;

С. Cl- > CNS- > Br- > SO42-;

D. Br- > Cl- > CNS- > SO42-;

E. SO42- > Cl- > Br- > CNS-.

Задание 5.

Застудневание белков наиболее целесообразно проводить тогда, когда биополимеры находятся в изоэлектрическом состоянии. Укажите значение рН, которое соответствует такому состоянию.

В. рН = ИЭТ;

D. рН > ИЭТ;

Е. рН < ИЭТ.

Задание 6.

Многие студни и гели под влиянием механических воздействий способны разжижаться, переходить в золи или растворы полимеров, а затем при хранении снова застудневать. Укажите, с каким явлением это связано.

A. Тиксотропия;

B. Старение;

C. Синерезис;

D. Седиментация;

E. Денатурация.

Задание 7.

Растворы белков отличаются от истинных и коллоидных аномально высокой вязкостью. Укажите, фактор, обуславливающий данную особенность.

A. Высокая гидрофильность;

B. Денатурация;

C. Низкая температурая;

D. Небольшая молекулярная масса;

E. Биологическая активность.

Задание 8.

При нарушении онкотического давления в организме возникают отёки соединительной ткани. Укажите изменение концентрации белков, при возникновении данной патологии.

A. C(низкомолекулярных соединений) > С(белков);

B. С(белков крови) < С(белков соед. ткани);

C. С(белков крови) С(белков соед. ткани);

D. С(белков крови) > С(белков соед. ткани);

E. C(Na+; K+) > С(белков).

Задание 9.

В 1911 году Доннан предложил уравнение, которое объясняет влияние концентрации различных веществ на жизнедеятельность клеток, величину биопотенциалов. Укажите процесс, который описывается данным уравнением.

A. Вязкость растворов;

B. Броуновское движение;

C. Объединение макромолекул в ассоциаты;

D. Перераспределение электролитов по обе стороны мембраны;

E. Образованием студней.

Задание 10.

При укусах комаров, пчел, муравьев происходит набухание тканей и появляется сильная отечность. Укажите, с каким фактором связано это явление.

A. повышением температуры;

B. обезвоживанием тканей;

C.повышением рН среды;

D.увеличением вязкости крови;

E.снижением рН среды.

Эталоны ответов.

КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ НА

ПРАКТИЧЕСКОМ ЗАНЯТИИ:

В начале занятия осуществляется определение уровня подготовки студентов к занятию путем проведения фронтальной беседы.

Далее студенты решают обучающие задачи по теме «Свойства растворов биополимеров». Следующим этапом является выполнение лабораторной работы с использованием приведенной инструкции. После завершения практической части, студенты оформляют протокол лабораторной работы, в который вносят данные, полученные при проведении эксперимента, и проводят соответствующие расчеты.

После этого проводится анализ и коррекция знаний студентов путем рассмотрения свойств высокомолекулярных соединений на основе химического состава и пространственного строения макромолекул и медико-биологического значения биополимеров.

Следующим этапом проводится тестовый контроль знаний студентов по теме «Свойства растворов биополимеров» с использованием тестов формата А.

Занятие заканчивается подведением итогов работы и оцениванием знаний студентов: объявляются результаты тестового контроля и осуществляется проверка протоколов выполненной лабораторной работы.

СОДЕРЖАНИЕ

Периодический закон Д.И.Менделеева. Основные классы неорганических соединений.

Биогенные s- и p- элементы, биологическая роль, применение в медицине.

Биогенные d- элементы; биологическая роль, применение в медицине.

Растворы. Электрофотоколориметрический метод определения концентрации растворов.

Растворы. Перманганатометрия как метод объемного количественного анализа.

Комплексообразование в биологических системах. Кислотно-основное равновесие в организме. Водородный показатель.

8. Буферные системы, классификация и механизм действия. 9. Коллигативные свойства растворов. Решение задач. Электрохимические процессы в биологии и медицине.

Электродные потенциалы.

Тепловые эффекты химических реакций. Химическая термодинамика.

13. Кинетика биохимических реакций. Химическое равновесие. Сорбция биологически-активных веществ на границе раздела фаз.

Дисперсные системы. Получение, очистка и свойства коллоидных растворов.

Лиофобные золи и их свойства. Коагуляция. Коллоидная защита.

Высокомолекулярные соединения, биополимеры.

Изоэлектрическая точка белка.