Страница 270 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

4. Описывая внешность Шерлока Холмса, А. Конан Дойл упоминает «чёрные пятна от азотной кислоты» на пальцах знаменитого сыщика. Какую химическую ошибку допустил писатель?

Решение

Артур Конан Дойл, описывая следы от химических реактивов на пальцах Шерлока Холмса, допустил неточность в цвете пятен, которые оставляет азотная кислота ($HNO_3$).

При контакте с кожей концентрированная азотная кислота вступает в реакцию с белками (в частности, с кератином). Эта реакция известна как ксантопротеиновая реакция. В ходе этой реакции происходит нитрование ароматических аминокислот, таких как тирозин и триптофан, входящих в состав белков. В результате образуются динитропроизводные этих аминокислот, которые имеют характерный жёлтый цвет.

Таким образом, пятна от азотной кислоты на коже не чёрные, а ярко-жёлтые. Со временем, по мере отмирания верхнего слоя эпидермиса, они могут приобрести более тёмный, оранжево-коричневый оттенок, но не становятся чёрными. Чёрные пятна на коже могут оставаться, например, от нитрата серебра ($AgNO_3$), который на свету разлагается с образованием мелкодисперсного металлического серебра чёрного цвета, или от концентрированной серной кислоты, которая обугливает органические вещества.

Следовательно, химическая ошибка писателя заключается в неверном описании цвета пятен от азотной кислоты.

Ответ:

Химическая ошибка А. Конан Дойла заключается в том, что пятна от азотной кислоты на коже имеют не чёрный, а жёлтый цвет. Это является результатом ксантопротеиновой реакции — взаимодействия кислоты с белками кожи.

5. Охарактеризуйте белковый обмен в клетках и тканях, опираясь на знания из курса биологии.

Белковый обмен представляет собой совокупность процессов превращения белков и их структурных компонентов, аминокислот, в организме. Эти процессы жизненно важны, так как белки выполняют множество ключевых функций. Белковый обмен включает в себя две основные стадии: анаболизм (созидание, синтез) и катаболизм (распад).

Поступление и переваривание белков

Белковый обмен начинается с поступления белков с пищей. В пищеварительной системе белки подвергаются гидролизу — расщеплению до аминокислот.
1. В желудке под действием соляной кислоты белки денатурируют (теряют свою сложную пространственную структуру), а фермент пепсин расщепляет их на более короткие полипептидные цепи.
2. В тонком кишечнике на полипептиды действуют ферменты поджелудочной железы (трипсин, химотрипсин) и кишечного сока (пептидазы), расщепляя их до отдельных аминокислот.

Всасывание и транспорт аминокислот

Образовавшиеся аминокислоты всасываются через стенки ворсинок тонкого кишечника в кровь. С током крови они разносятся по всему организму и поступают в клетки тканей, где составляют так называемый аминокислотный фонд. Этот фонд постоянно пополняется за счет аминокислот из пищи и распада собственных белков организма и расходуется на различные нужды.

Внутриклеточный обмен: анаболизм и катаболизм

В клетках аминокислоты используются в двух основных направлениях.

1. Анаболизм (биосинтез белка)

Это центральный процесс пластического обмена, в ходе которого из аминокислот синтезируются новые белки, специфичные для данного организма. Этот процесс происходит на рибосомах и требует затрат энергии АТФ.
• Транскрипция: В ядре клетки информация о структуре белка с участка ДНК (гена) переписывается на молекулу информационной РНК (иРНК).
• Трансляция: Молекула иРНК выходит из ядра в цитоплазму и связывается с рибосомой. Рибосома «считывает» последовательность нуклеотидов в иРНК. В соответствии с этим кодом транспортные РНК (тРНК) подносят к рибосоме определенные аминокислоты, которые соединяются в полипептидную цепь. Так формируется первичная структура белка.

2. Катаболизм (распад аминокислот)

Белки в организме не являются вечными структурами; они постоянно обновляются. Старые или поврежденные белки распадаются до аминокислот. Избыточные аминокислоты, которые не были использованы для синтеза, также подвергаются катаболизму, так как организм не может запасать их впрок. Распад аминокислоты включает несколько этапов:
• Дезаминирование: Отщепление аминогруппы ($–NH_2$) от аминокислоты. Этот процесс происходит преимущественно в печени. В результате образуется токсичный аммиак ($NH_3$) и безазотистый остаток (углеродный скелет).

Конечные продукты белкового обмена и их выведение

Продукты распада аминокислот утилизируются организмом.
• Судьба аммиака: Токсичный аммиак ($NH_3$) в печени в ходе орнитинового цикла (цикла мочевины) превращается в значительно менее токсичное вещество — мочевину ($CO(NH_2)_2$). Мочевина с кровью поступает в почки и выводится из организма с мочой.
• Судьба углеродного скелета: Безазотистый остаток может быть использован организмом в качестве источника энергии (окисляется до $CO_2$ и $H_2O$), преобразован в глюкозу (в процессе глюконеогенеза) или в жирные кислоты. Таким образом, белки, в отличие от жиров и углеводов, могут быть источником не только энергии, но и азота для построения новых молекул.

Ответ: Белковый обмен — это совокупность процессов, включающих расщепление пищевых белков до аминокислот, их всасывание и транспорт к клеткам. Внутри клеток аминокислоты используются для синтеза собственных, специфичных для организма белков (анаболизм) в процессе транскрипции и трансляции. Избыточные аминокислоты и отработавшие белки подвергаются распаду (катаболизм). В ходе катаболизма от аминокислот отщепляется аминогруппа, превращаясь в токсичный аммиак. В печени аммиак обезвреживается путем синтеза мочевины, которая затем выводится почками. Оставшийся от аминокислоты углеродный скелет используется в качестве источника энергии или как строительный материал для синтеза углеводов и жиров.