Номер 8, страница 84, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

8. Напишите уравнение реакции получения трипептида состава: алаглицис.

а) Как называется тип данной реакции?

б) Сколько пептидных связей образуется при этом?

в) Можно ли считать данный трипептид белком? Ответ поясните.

г) Подсчитайте молекулярную массу данного вещества.

д) Подсчитайте массовую долю элемента, входящего во все органические вещества.

Уравнение реакции получения трипептида аланил-глицил-цистеина (ала-гли-цис) из аминокислот аланина, глицина и цистеина:

$H_2N-CH(CH_3)-COOH + H_2N-CH_2-COOH + H_2N-CH(CH_2SH)-COOH \rightarrow H_2N-CH(CH_3)-CO-NH-CH_2-CO-NH-CH(CH_2SH)-COOH + 2H_2O$

В реакции участвуют аминокислоты:

Аланин (Ала, $C_3H_7NO_2$)

Глицин (Гли, $C_2H_5NO_2$)

Цистеин (Цис, $C_3H_7NO_2S$)

а) Как называется тип данной реакции?

Данная реакция, в ходе которой мономеры (аминокислоты) соединяются в более крупную молекулу (трипептид) с выделением побочного продукта (воды), называется реакцией поликонденсации.

Ответ: реакция поликонденсации.

б) Сколько пептидных связей образуется при этом?

При образовании трипептида из трех аминокислотных остатков образуются две пептидные связи. Первая связь образуется между аланином и глицином, а вторая – между глицином и цистеином. Пептидная связь – это амидная связь ($-CO-NH-$), соединяющая аминокислотные остатки.

Ответ: 2 пептидные связи.

в) Можно ли считать данный трипептид белком? Ответ поясните.

Нет, данный трипептид нельзя считать белком. Белки – это природные высокомолекулярные полипептиды, состоящие, как правило, из более чем 50 аминокислотных остатков. Трипептид является олигопептидом, то есть короткой цепью. Белки обладают сложной трехмерной пространственной структурой (вторичной, третичной, четвертичной), которая определяет их биологическую функцию, в то время как у трипептида такой сложной структуры нет.

Ответ: нет, нельзя. Трипептид является олигопептидом и имеет слишком низкую молекулярную массу и простую структуру по сравнению с белками.

г) Подсчитайте молекулярную массу данного вещества.

Дано:

Трипептид: ала-гли-цис

Относительные атомные массы (округленные): $A_r(H) = 1$, $A_r(C) = 12$, $A_r(N) = 14$, $A_r(O) = 16$, $A_r(S) = 32$.

Найти:

Относительную молекулярную массу трипептида, $M_r(ала-гли-цис)$.

Решение:

1. Определим брутто-формулу трипептида. Для этого сложим формулы исходных аминокислот и вычтем две молекулы воды ($2H_2O$), которые выделились в ходе реакции.

Аланин (Ала): $C_3H_7NO_2$

Глицин (Гли): $C_2H_5NO_2$

Цистеин (Цис): $C_3H_7NO_2S$

Суммарная формула трех аминокислот: $C_{(3+2+3)}H_{(7+5+7)}N_{(1+1+1)}O_{(2+2+2)}S_1 = C_8H_{19}N_3O_6S$

В ходе образования двух пептидных связей выделяются две молекулы воды ($2H_2O$), что эквивалентно $H_4O_2$.

Формула трипептида: $C_8H_{19-4}N_3O_{6-2}S = C_8H_{15}N_3O_4S$.

2. Рассчитаем относительную молекулярную массу по полученной формуле:

$M_r = 8 \cdot A_r(C) + 15 \cdot A_r(H) + 3 \cdot A_r(N) + 4 \cdot A_r(O) + 1 \cdot A_r(S)$

$M_r = 8 \cdot 12 + 15 \cdot 1 + 3 \cdot 14 + 4 \cdot 16 + 1 \cdot 32$

$M_r = 96 + 15 + 42 + 64 + 32 = 249$.

Альтернативный способ:

$M_r(трипептида) = M_r(Ала) + M_r(Гли) + M_r(Цис) - 2 \cdot M_r(H_2O)$

$M_r(Ала) = 3 \cdot 12 + 7 \cdot 1 + 14 + 2 \cdot 16 = 89$

$M_r(Гли) = 2 \cdot 12 + 5 \cdot 1 + 14 + 2 \cdot 16 = 75$

$M_r(Цис) = 3 \cdot 12 + 7 \cdot 1 + 14 + 2 \cdot 16 + 32 = 121$

$M_r(H_2O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18$

$M_r(трипептида) = 89 + 75 + 121 - 2 \cdot 18 = 285 - 36 = 249$.

Ответ: 249.

д) Подсчитайте массовую долю элемента, входящего во все органические вещества.

Элемент, входящий в состав всех органических веществ, – это углерод (C).

Дано:

Формула трипептида: $C_8H_{15}N_3O_4S$

Относительная молекулярная масса трипептида $M_r = 249$

Относительная атомная масса углерода $A_r(C) = 12$

Найти:

Массовую долю углерода $\omega(C)$.

Решение:

Массовая доля элемента в веществе рассчитывается по формуле:

$\omega(Э) = \frac{n \cdot A_r(Э)}{M_r(вещества)} \cdot 100\%$, где $\text{n}$ – число атомов элемента в молекуле.

В молекуле трипептида содержится 8 атомов углерода.

$\omega(C) = \frac{8 \cdot A_r(C)}{M_r(C_8H_{15}N_3O_4S)} \cdot 100\%$

$\omega(C) = \frac{8 \cdot 12}{249} \cdot 100\% = \frac{96}{249} \cdot 100\% \approx 0.3855 \cdot 100\% \approx 38.55\%$

Ответ: 38.55%.