Страница 107 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

12. Установите соответствие между белком и функцией, выполняемой им в организме.

БЕЛОК

А) каталаза

В) кератин

Б) инсулин

ФУНКЦИЯ БЕЛКА

1) каталитическая

2) защитная

3) транспортная

4) строительная

5) регуляторная

Для установления соответствия необходимо проанализировать функции каждого из предложенных белков.

А) каталаза

Каталаза — это фермент, присутствующий в клетках живых организмов. Ферменты по своей химической природе являются белками, которые ускоряют (катализируют) биохимические реакции. Каталаза, в частности, катализирует реакцию разложения токсичного пероксида водорода на безвредные воду и кислород: $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$. Таким образом, основная функция каталазы — каталитическая.

Ответ: 1

Б) инсулин

Инсулин — это белковый гормон, который синтезируется в поджелудочной железе. Гормоны выполняют в организме регуляторную функцию, координируя работу различных органов и систем. Инсулин регулирует обмен углеводов, в первую очередь, уровень глюкозы в крови, способствуя её транспорту из крови в клетки тканей. Следовательно, функция инсулина — регуляторная.

Ответ: 5

В) кератин

Кератин — это фибриллярный белок, обладающий высокой механической прочностью. Он является основным структурным компонентом волос, ногтей, рогов, копыт, а также эпидермиса кожи у позвоночных. Его главная задача — формирование этих структур и придание им прочности. Таким образом, кератин выполняет строительную (структурную) функцию.

Ответ: 4

13. Во всём мире в качестве пищевых добавок, усиливающих вкус и аромат продукта, используется глутаминовая кислота (E620), глутамат натрия (E621), лейцин (E641). Напишите структурные формулы указанных пищевых добавок.

Глутаминовая кислота (E620)

Глутаминовая кислота (2-аминопентандиовая кислота) — это заменимая α-аминокислота, которая входит в состав белков и играет важную роль в азотистом обмене. В организме она участвует в передаче нервных импульсов. Как пищевая добавка E620, она используется для усиления вкуса, создавая так называемый вкус «умами». Молекула глутаминовой кислоты содержит две карбоксильные группы (-COOH) и одну аминогруппу (-NH₂).

Её структурная формула:

$\begin{array}{c} \text{NH}_2 \\ | \\ \text{HOOC}-\text{CH}-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{COOH} \end{array}$

Ответ: $\begin{array}{c} \text{NH}_2 \\ | \\ \text{HOOC}-\text{CH}-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{COOH} \end{array}$

Глутамат натрия (E621)

Глутамат натрия — это натриевая соль глутаминовой кислоты. Представляет собой белый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде. Это одна из самых известных пищевых добавок-усилителей вкуса и аромата. Вкус, который он придает, называется «умами» и является одним из пяти основных вкусов. Глутамат натрия образуется при нейтрализации одной из карбоксильных групп глутаминовой кислоты основанием (например, гидроксидом натрия).

Структурная формула глутамата натрия (мононатриевой соли):

$\begin{array}{c} \text{NH}_2 \\ | \\ \text{HOOC}-\text{CH}-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{COONa} \end{array}$

Ответ: $\begin{array}{c} \text{NH}_2 \\ | \\ \text{HOOC}-\text{CH}-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{COONa} \end{array}$

Лейцин (E641)

Лейцин (2-амино-4-метилпентановая кислота) — это незаменимая α-аминокислота, то есть она не синтезируется в организме человека и должна поступать с пищей. Лейцин имеет разветвленную боковую цепь (изобутильную группу) и является одной из ключевых аминокислот для построения мышечного белка. В пищевой промышленности лейцин используется в качестве пищевой добавки E641 для усиления вкуса и аромата.

Структурная формула лейцина:

$\begin{array}{c} \text{NH}_2 \\ | \\ (\text{CH}_3)_2\text{CH}-\text{CH}_2-\text{CH}-\text{COOH} \end{array}$

Ответ: $\begin{array}{c} \text{NH}_2 \\ | \\ (\text{CH}_3)_2\text{CH}-\text{CH}_2-\text{CH}-\text{COOH} \end{array}$

14. Предложите план распознавания с помощью одного реактива растворов трёх веществ: белка, глюкозы, глицерина.

Для распознавания растворов белка, глюкозы и глицерина с помощью одного реактива следует использовать свежеосажденный гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$).

План распознавания следующий:

1. В каждую из трех пробирок с исследуемыми растворами необходимо добавить свежеосажденный гидроксид меди(II). Его получают непосредственно в пробирках, приливая к каждому образцу сначала несколько капель раствора сульфата меди(II) ($CuSO_4$), а затем избыток раствора щелочи (например, гидроксида натрия $NaOH$).

2. Пронаблюдать за изменениями, происходящими при комнатной температуре (без нагревания).
– В пробирке с раствором белка появится фиолетовое окрашивание. Это качественная биуретова реакция на пептидные связи, которая позволяет сразу идентифицировать белок.
– В пробирках с растворами глюкозы и глицерина образуются ярко-синие растворы, так как оба вещества являются многоатомными спиртами и вступают в реакцию с гидроксидом меди(II) с образованием растворимых комплексных соединений.

3. Для того чтобы различить глюкозу и глицерин, две пробирки с ярко-синими растворами необходимо нагреть.
– В пробирке с раствором глюкозы при нагревании выпадет кирпично-красный осадок оксида меди(I) ($Cu_2O$). Это происходит потому, что глюкоза содержит альдегидную группу, которая восстанавливает ионы меди(II) до ионов меди(I).
– В пробирке с раствором глицерина при нагревании видимых изменений не произойдет, и раствор останется ярко-синим, так как глицерин является спиртом и не обладает восстановительными свойствами.

Ответ: В качестве единого реактива необходимо использовать свежеосажденный гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$). При его добавлении к растворам без нагревания белок даст фиолетовое окрашивание, а глюкоза и глицерин — ярко-синие растворы. При последующем нагревании двух синих растворов в пробирке с глюкозой образуется кирпично-красный осадок, а раствор глицерина не изменится.

1. К аминокислотам относится вещество, формула которого

1) $CH_3-CH_2-C(=O)NH_2$

2) $NH_2-CH_2-C(=O)OH$

3) $HO-CH_2-CH_2-C(=O)OCH_3$

4) $NH_2-CH_2-C(=O)H$

Решение

Аминокислоты — это органические соединения, в молекулах которых одновременно содержатся две функциональные группы: аминогруппа ($-\text{NH}_2$) и карбоксильная группа ($-\text{COOH}$). Для определения, какое из предложенных веществ является аминокислотой, проанализируем каждую формулу.

1) Вещество со структурной формулой $\text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{C}(=\text{O})-\text{NH}_2$ называется пропанамид. Оно содержит амидную группу ($-\text{C}(=\text{O})-\text{NH}_2$) и относится к классу амидов. В его составе нет карбоксильной группы. Следовательно, это не аминокислота.

2) Вещество со структурной формулой $\text{NH}_2-\text{CH}_2-\text{C}(=\text{O})-\text{OH}$ — это аминоуксусная кислота (или глицин). Его молекула содержит как аминогруппу ($-\text{NH}_2$), так и карбоксильную группу ($-\text{COOH}$). Таким образом, это вещество является аминокислотой.

3) Вещество со структурной формулой $\text{HO}-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{C}(=\text{O})-\text{OCH}_3$ — это метиловый эфир 3-гидроксипропановой кислоты. Оно относится к классу сложных эфиров, так как содержит сложноэфирную группу ($-\text{C}(=\text{O})\text{OR}$). Также в молекуле есть гидроксильная группа ($-\text{OH}$), но аминогруппа отсутствует. Следовательно, это не аминокислота.

4) Вещество со структурной формулой $\text{NH}_2-\text{CH}_2-\text{C}(=\text{O})-\text{H}$ — это аминоэтаналь. Оно содержит аминогруппу ($-\text{NH}_2$) и альдегидную группу ($-\text{CHO}$). Карбоксильная группа в его составе отсутствует. Следовательно, это не аминокислота.

Исходя из анализа, только соединение под номером 2 удовлетворяет определению аминокислот.

Ответ: 2

2. Вещества, формулы которых

$CH_3-CH_2-CH(NH_2)-COOH$ и $CH_3-CH(NH_2)-COOH$,

являются

1) гомологами

2) кислотами

3) изомерами

4) аминами

Решение

Проанализируем представленные химические соединения, чтобы определить их взаимосвязь.

Первое вещество имеет формулу $CH_3-CH_2-CH(NH_2)-COOH$. Это 2-аминобутановая кислота. Определим ее молекулярную формулу, подсчитав количество атомов каждого элемента:
4 атома углерода (C), 9 атомов водорода (H), 1 атом азота (N), 2 атома кислорода (O).
Таким образом, молекулярная формула этого вещества — $C_4H_9NO_2$.

Второе вещество имеет формулу $CH_3-CH(NH_2)-COOH$. Это 2-аминопропановая кислота (известная как аланин). Определим ее молекулярную формулу:
3 атома углерода (C), 7 атомов водорода (H), 1 атом азота (N), 2 атома кислорода (O).
Молекулярная формула этого вещества — $C_3H_7NO_2$.

Теперь рассмотрим предложенные варианты ответа, чтобы установить, кем являются эти два вещества по отношению друг к другу.

1) гомологами
Гомологи — это вещества, которые принадлежат к одному и тому же классу органических соединений (имеют одинаковые функциональные группы и схожее строение), но отличаются друг от друга по составу на одну или несколько групп $-CH_2-$ (гомологическая разность). Оба представленных вещества являются α-аминокислотами. Их состав отличается ровно на одну группу $CH_2$ ($C_4H_9NO_2 - C_3H_7NO_2 = CH_2$). Следовательно, они являются гомологами.

2) кислотами
Оба соединения содержат карбоксильную группу $-COOH$ и, следовательно, проявляют кислотные свойства. Таким образом, они оба являются кислотами. Однако этот термин описывает их принадлежность к определенному классу веществ, а не их взаимоотношение.

3) изомерами
Изомеры — это соединения, имеющие одинаковую молекулярную формулу (одинаковый состав), но разное строение. Поскольку у данных веществ молекулярные формулы ($C_4H_9NO_2$ и $C_3H_7NO_2$) различны, они не являются изомерами.

4) аминами
Оба соединения содержат аминогруппу $-NH_2$ и, следовательно, могут быть классифицированы как амины. Как и в случае с "кислотами", это определяет их принадлежность к классу, а не их взаимоотношение.

Сравнивая варианты, наиболее точным и полным ответом, описывающим взаимосвязь между этими двумя веществами, является то, что они гомологи.

Ответ: 1