البروتينات - الكيمياء2-3 - ثاني ثانوي

31 الفصل المركبات العضوية الحيوية ( كيمياء الحياة) The Bioorganic Compounds الفكرة العامة تقوم المركبات العضوية الحيوية (البروتينات والكربوهيدرات والليبيدات - الدهون والأحماض النووية بالأنشطة الضرورية للخلايا الحية. 3-1 البروتينات الفكرة الرئيسة تؤدي البروتينات وظائف أساسية تشمل تنظيم التفاعلات الكيميائية الحيوية، والدعم البنائي، ونقل المواد، وتقلصات العضلات. 3-2 الكربوهيدرات الفكرة الالية تزود الكربوهيدرات المخلوقات الحية بالطاقة والمواد البنائية. 3-3 الليبيدات الفكرة الرئيسة تكون الليبيدات الأغشية الخلوية، وتختزن الطاقة، وتنظم العمليات الخلوية. 3-4 الأحماض النووية الفكرة الانسة تخزن الأحماض النووية المعلومات الوراثية نسيج ضام خلايا دهنية وتنقلها. حقائق كيميائية . يعطي جرام واحد من الدهون أكثر من ضعف الطاقة التي تعطيها الكمية نفسها من الكربوهيدرات والبروتينات. . الليبيدات الفوسفورية هي ليبيدات خاصة تكوّن الأغشية الخلوية للخلايا الحية. . يتكوّن الكروموسوم البشري الواحد من جزيء DNA الذي يبلغ طوله 5cm تقريبا إذا قمنا بشده. 508 خلايا جلدية ارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

نشاطات تمهيدية تجربة استهلالية كيف تختبر وجود السكريات البسيطة ؟ تزود العديد من مصادر الغذاء المختلفة الجسم بالطاقة التي يستعملها باستمرار. وتختزن هذه الطاقة في روابط جزيئات تسمى السكريات. خطوات العمل Bad .1 اقرأ نموذج السلامة في المختبر. 2 املأ كأسا سعتها 400mL بالماء إلى ثلثها، وضعها على سخان كهربائي، وسخنه حتى يغلي الماء. 3. استخدم مخبارًا مدرجًا لقياس 5mL من محلول جلوكوز تركيزه %10، واسكبه في أنبوب اختبار. .4. أضف 3.0mL من محلول بندكت إلى أنبوب الاختبار، واخلط المحلولين مستخدمًا ساق التحريك، وأضف حجر الغليان إلى أنبوب الاختبار ، وهي قطعة صخرية صغيرة توضع لمنع فوران السائل في أثناء الغليان. تحذير: محلول بندكت مهيج للعيون والجلد. 5. ضع أنبوب الاختبار في حمام الماء المغلي باستعمال الملقط، مدة 5 دقائق. بسيط. سجل مشاهداتك. المطويات المركبات العضوية الحيوية : اعمل المطوية الآتية لمساعدتك منظمات الأفكار على تنظيم المعلومات المتعلقة بالمركبات العضوية الحيوية. الخطوة 1 اطو ورقة من أوراق دفتر الملاحظات طوليا، تاركًا حاشية على الجانب الأيسر. الخطوة 2 قص الجزء العلوي إلى أربع أشرطة. الخطوة 3 اكتب العنوان الآتي على الحاشية "المركبات العضوية الحيوية". واكتب على كل من الأشرطة الأربعة أحد المصطلحات الآتية: البروتينات، الكربوهيدرات، الليبيدات، الأحماض النووية. البروتيات حميدات الأحماض النووية 6 يدل تغير اللون إلى الأصفر أو البرتقالي على وجود سكر المطويات استخدم هذه المطوية مع الأقسام 3-1، و2-3، و3-3، و 4-3 لخص في أثناء 7. كرّر الخطوات السابقة مستعملا محلول النشا %10% ومعلق قراءتك هذه الأقسام التركيب العام ووظيفة المركبات الجيلاتين %10، وبضع قطرات من معلق العسل في الماء. العضوية الحيوية، وأعط أمثلة على كل منها. تحليل النتائج 1. صف تغيرات الألوان التي شاهدتها. 2. صنف أي الأغذية تحتوي على سكر بسيط ؟ استقصاء فكر في وجبة العشاء التي تناولتها أمس ما الأغذية التي احتوت على سكريات بسيطة ؟ وكيف يمكن اختبار هذه الأغذية للكشف عن ذلك؟ وزارة التعليم Muni 509 Education 2073-1445

3-1 الأهداف البروتينات Proteins www.jen.edu.sa تصف تركيب الأحماض الأمينية الفكرة الرئس تؤدي البروتينات وظائف أساسية تشمل تنظيم التفاعلات والبروتينات. الكيميائية الحيوية، والدعم البنائي، ونقل المواد، وتقلصات العضلات. تشرح وظيفة البروتينات في الربط مع الحياة تحتوي بعض منتجات التنظيف - ومنها محلول تنظيف العدسات اللاصقة على الإنزيمات هل تساءلت يوما ما الإنزيم؟ الخلايا. مراجعة المفردات تركيب البروتين Protein Structure البوليمرات مركبات كبيرة تتكون تعد الإنزيمات نوعًا من البروتينات والبروتينات بوليمرات عضوية تتكون من أحماض من وحدات متكررة عديدة تسمى أمينية مرتبطة معًا بترتيب معين والبروتينات ليست مجرد سلاسل كبيرة من الأحماض الأمينية المرتبة عشوائيا. ويجب أن يكون البروتين مطويا في تركيب معين ثلاثي الأبعاد حتى يعمل بشكل صحيح. وجميع المخلوقات الحية ؛ ومنها الإبل والنباتات المبينة في الشكل 31 تتكون من البروتينات. المونومرات. المفردات الجديدة البروتينات الأحماض الأمينية الرابطة الببتيدية الببتيد تغير الخواص الطبيعية الإنزيم المادة الخاضعة لفعل الإنزيم الموقع النشط الأحماض الأمينية توجد مجموعات وظيفية كثيرة ومختلفة من الأحماض الأمينية في المركبات العضوية. والأحماض الأمينية، كما يدل اسمها، جزيئات عضوية توجد فيها مجموعة الأمين ومجموعة الكربوكسيل الحمضية والشكل الآتي يبين التركيب العام للحمض الأميني سلسلة جانبية متغيرة R مجموعة كربوكسيل HN - C - C - OH مجموعة أمين H ذرة هيدروجين يوجد في كل حمض أميني ذرة كربون مركزية محاطة بأربع مجموعات: مجموعة الأمين (NH)، ومجموعة الكربوكسيل (COOH-) ، وذرة هيدروجين، وسلسلة جانبية متغيرة R. وتتفاوت السلسلة الجانبية من ذرة هيدروجين واحدة إلى تركيب معقد ذي حلقتين. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 الشكل 1-3 تحتوي جميع المخلوقات الحية على البروتينات فشعر الإبل وعضلاته جميعها تتكون من بروتينات بنائية، كما هو الحال لجذور النباتات وأوراقها. 510

CH₂-NH2 CH₂ CH₂ CH₂ أمثلة على الأحماض الأمينية الجدول 1-3 SH CH₂ HN-C-C-OH OH CH2 HN-C-C-OH H HN-C-C-OH HO H₂N C-C-OH | || HO HO HO اللايسين السيستين السيرين NH2 الجلايسين OH CH₂ CH2 HN-C-C-OH HO حمض الجلوتامك CH3 CH3 CH CH₂ CH₂ HN-C-C-OH CH2 HN-C-C-OH HO HN-C-C-OH ة H الجلوتامين الفالين فينيل الألنين ادرس السلاسل الجانبية المختلفة للأحماض الأمينية المبينة في الجدول 1-3، وحدد الألكانات غير القطبية، ومجموعات الهيدروكسيل القطبية، والمجموعات الحمضية والقاعدية مثل مجموعات الكربوكسيل والأمين، والحلقات الأروماتية، والمجموعات التي تحتوي على الكبريت يزود هذا التنوع الواسع للسلاسل الجانبية الأحماض الأمينية المختلفة بتنوع كبير من الخواص الكيميائية والفيزيائية، ويساعد البروتينات على أداء وظائف عديدة ومختلفة. الرابطة الببتيدية توفر مجموعات الأمين والكربوكسيل مواضع ربط مناسبة لربط الأحماض الأمينية معا. ولأن الحمض الأميني هو في الوقت نفسه أمين وحمض كربوكسيل، لذا يستطيع حمضان أمينيان أن يتحد التكوين أميد، وينطلق ماء في هذه العملية. هذا التفاعل هو تفاعل تكثف وكما يبين الشكل ، فإن مجموعة الكربوكسيل لأحد الحمضين الأمينيين تتحد مع مجموعة الأمين في الحمض الثاني لتكوين مجموعة الأميد الوظيفية. ماذا قرأت؟ اشرح كيف تتكون مجموعة الأميد الوظيفية. الشكل 2-3 ترتبط مجموعة الأمين لأحد الحمضين الأمينيين بمجموعة الكربوكسيل لحمض أميني آخر لتكوين ببتيد ثنائي وماء. والمجموعة العضوية الوظيفية التي تتكون تسمى رابطة ببتيدية. bond بعلها هدية H R₂ N-C-C-N-C-C-OH + H2O HO H R1 N-C-C-OH H R₂ N-C-C-OH + H R₁ → H HO Amine acid H H وزارة التعليم Minishigal Education 2073-1445 bipeptideنائي Water

512 H رابطة -CN - ببتيدية يطلق المختصون في الكيمياء الحيوية على رابطة الأميد المبينة في الشكل -3-3، والتي تجمع حمضين أمينيين اسم الرابطة الببتيدية. كما يطلق على السلسلة المكونة من حمضين أمينيين أو أكثر مرتبطة معا بروابط ببتيدية الببتيد. أما الجزيء المكون من حمضين أمينيين مرتبطين معا برابطة ببتيدية فيسمى ثنائي الببتيد. ويبين الشكل - تركيب ثنائي ببتيد مكونا من الحمضين الأمينيين رابطة ببتيدية I الجلايسين ( Gly) وفينيل الألنين (Phe) . في حين يبين الشكل 4-3 ثنائي ببتيد آخر مختلفا الشكل 3-3 تجمع الرابطة مكونا أيضًا من الجلايسين وفينيل الألنين. فهل Gly Phe- هو المركب Phe-Gly نفسه؟ الببتيدية حمضين أمينيين لا، إنها مختلفان. تفحص هذين المركبين ثنائي الببتيد لترى أن الترتيب الذي يرتبط فيه ثنائي لتكوين ثنائي الببتيد. الببتيد مهم، فما زال كل طرف من وحدة الحمضين الأمينيين في ثنائي الببتيد لديه مجموعة حرة: أحد الطرفين لديه مجموعة كربوكسيل حرة، والطرف الآخر لديه مجموعة أمين حرة. وتستطيع كل من هاتين المجموعتين الارتباط مع الطرف المقابل من حمض أميني آخر، مكونة المزيد من الروابط الببتيدية. وتقوم الخلايا الحية دائما ببناء الببتيدات بإضافة أحماض أمينية إلى الطرفة من الطرف النامي. وكسيلي ماذا قرأت اشرح الفرق بين الببتيد وثنائي الببتيد. عديد الببتيد كلما زاد طول السلاسل الببتيدية أصبح من الضروري إعطاؤها أسماء أخرى. فالسلسلة المكونة من عشرة أحماض أمينية أو أكثر متصلة معا بروابط ببتيدية تسمى عديد الببتيد. ويتضمن الشكل - مثالاً على عديد الببتيد. وعندما يصل طول السلسلة نحو 50 حمضًا أمينيا يطلق عليها اسم بروتين. ولأن هناك 20 حمضًا أمينيًا فقط تستطيع تكوين البروتينات، لذا فقد يبدو منطقيا وجود عدد محدود فقط من تراكيب البروتينات ولكن البروتين يمكن أن يحتوي على 50 حمضًا أمينيًا على الأقل، أو أكثر من 1000 حمض أميني مرتبة في أي تتابع ممكن. والحساب عدد التتابعات الممكنة لهذه الأحماض الأمينية افترض أن كل موقع على السلسلة يمكن أن يكون فيه 20 حمضًا أمينيا محتملاً. الببتيد الذي يحتوي على n من الأحماض الأمينية فهناك 20 من التتابعات المحتملة للأحماض الأمينية. وهكذا فإن ثنائي الببتيد الذي يتكون من حمضين أمينيين فقط يمكن أن يكون له 202 أو 400 تتابع محتمل للأحماض الأمينية. وحتى أصغر البروتينات، والذي يحتوي على 50 حمضًا أمينيًّا فقط لديه 2050 أو أكثر من 1105 احتمال من ترتيبات الأحماض الأمينية! ولأن خلايا الإنسان تصنع ما بين 80,000 و 100,000 بروتين مختلف، لذا يمكنك أن ترى أن هذا عبارة عن جزء صغير فقط من مجموع عدد البروتينات المحتملة. ماذا قرأت؟ احسب عدد التتابعات المحتملة لسلسلة ببتيد تتكون من أربعة أحماض أمينية. الشكل 4- يمكن أن يتحد الجلايسين (Gly) مع الفينيل الألنين (Phe) بطريقتين. اشرح لماذا يعد هذان التركيبان مادتين مختلفتين؟ H H H CH₂ H H CH₂ C-OH -N OH H ° H Phe H H H H Gly Gly Phel جلايسين فينيل الألفين (Gly-Phe) فينيل الألنين جلايعين وم: Bhe : وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

صحيفة مطوية ا روابط هيدروجينية : الشكل 5-3 يتضمن طي سلاسل الببتيد في صورة شكل حلزوني أو صحيفة مطوية تثبيت الأحماض الأمينية في مواقع معينة بواسطة الروابط الهيدروجينية. وهناك عدد من التفاعلات بين السلاسل لا تظهر هنا، ولكنها تؤدي دورًا مهما في تحديد الشكل الحلزوني الشكل الثلاثي الأبعاد لعديد الببتيد. تركيب البروتين الثلاثي الأبعاد تبدأ السلاسل الطويلة المكونة من الأحماض الأمينية بالطي مكونة أشكالاً ثلاثية الأبعاد قبل أن يكتمل تكوينها. ويتحدد الشكل واقع الكيمياء في الحياة الثلاثي الأبعاد عن طريق التفاعلات بين الأحماض الأمينية. فقد تتكون بعض أجزاء عديد الببتيد في صورة شكل حلزوني يشبه لفات سلك الهاتف، وقد تنثني بعض الأجزاء الأخرى إلى الأمام وإلى الخلف بصورة متكررة مكونة تركيبا على هيئة صحيفة مطوية عدة طيات. وقد تنثني سلسلة عديد الببتيد إلى الخلف على نفسها وتغير اتجاهها. كما يمكن أن يحتوي بروتين معين على عدة لوالب، وصحائف، ولفات، وقد لا يحتوي على أي منها. ويبين الشكل - نمط الطي للولب نموذجي وصحيفة. والشكل الكلي الثلاثي الأبعاد للعديد من البروتينات شكل كروي غير منتظم. وهناك أنواع أخرى من البروتينات لها شكل ليفي طويل. وشكل البروتين مهم لعمله، فإذا تغير هذا الشكل فقد لا يستطيع أن يقوم بعمله داخل الخلية. تغير الخواص الطبيعية ينتج عن التغيرات في درجة الحرارة وقوة الرابطة الأيونية الإنزيمات والرقم الهيدروجيني pH والعوامل الأخرى انفكاك طيات البروتين ولوالبه البابايين هو أحد أمثلة الإنزيمات فيؤدي هذا إلى تغير الخواص الطبيعية (Denaturation) الأصلية للبروتين، التي قد تكون استعملتها ويوجد في وهي العملية التي تشوه تركيب البروتين الطبيعي الثلاثي الأبعاد وتمزقه أو تتلفه. البابايا، والأناناس، ومصادر نباتية ويؤدي الطبخ عادة إلى تغير الخواص الطبيعية للبروتينات في الأغذية. فعند سلق بيضة تصبح صلبة لأن زلال البيضة الغني بالبروتين يتصلب نتيجة تغير الخواص الطبيعية أخرى. ويعمل هذا الإنزيم عاملا للبروتين. ولما كانت البروتينات تعمل بصورة صحيحة فقط عندما تكون مطوية، لذا مساعدًا في التفاعل الذي يفكك فإنها تصبح غير فعالة بصورة عامة إذا حدث لها تحويل في خواصها الطبيعية. الوظائف المتعددة للبروتينات The Multiple Functions of Proteins جزيئات البروتين، ويحوّلها إلى أحماض أمينية حرة. والبابايين هو العامل الفعال في بقاء اللحوم طرية؛ فعندما تنشر البابايين المجفف على اللحم الرطب فإنه يكون محلولاً يكسر ألياف تؤدي البروتينات أدوارًا كثيرة في الخلايا الحية؛ فهي تقوم بتسريع التفاعلات الكيميائية، ونقل المواد، وتنظيم العمليات الخلوية، والدعم البنائي للخلايا، والاتصالات داخل الخلايا وفيما بينها، وتسريع حركة الخلايا، وتعمل عمل البروتين القاسية في اللحم فيجعله المصدر للطاقة عند شح المصادر الأخرى. تسريع التفاعلات يعمل العدد الأكبر من البروتينات في معظم المخلوقات أكثر طراوة. الحية عمل الإنزيمات والعوامل المحفزة للتفاعلات الكثيرة التي تحدث في الخلايا تجربة تغيير طبيعة البروتين ...... عملية | الحية. يعد الإنزيم عاملا محفزًا حيويًا؛ حيث يعمل على تسريع التفاعل الكيميائي دون أن يُستهلك في هذا التفاعل ويؤدي عادة إلى تخفيض طاقة تنشيط التفاعل ارجع إلى دليل التجارب العملية على منصة عين الإثرائية . عن طريق تثبيت الحالة الانتقالية. وزارة التعليم 513 Education Mini 7073-1445

كل مادة خاضعة لفعل الإنزيم ترتبط بالموقع النشط. ويغير الإنزيم شكله قليلا ليتناسب مع المادة الخاضعة. مطابقة تأثيرية +H₂O انزيم (بروتين) مگر سبط العمل الإنزيمات عمل مواد محددة خاضعة الفعل الإنزيم كسكر مركب مثلا. مواقع تتطلق النواتج وفي هذه الحالة ينقسم السكر المركب إلى سكريات أقل تعقيدا. إنزيم بعد التفاعل، ينطلق الإنزيم بشكله الأصلى ويستطيع أن يقوم بالتفاعل نفسه مرات عديدة. الشكل 6- تخفض الإنزيمات طاقة التنشيط اللازمة لحدوث التفاعل، وتغير السرعة التي يحدث بها التفاعل دون أن تتغير هي في التفاعل. الشكل 37 كيف تعمل الإنزيمات؟ إن مصطلح مادة خاضعة لفعل الإنزيم يشير إلى مادة متفاعلة في تفاعل يعمل الإنزيم فيه عمل عامل محفز كما في الشكل 36 وترتبط المواد الخاضعة الفعل الإنزيم بمواضع معينة على جزيئات الإنزيم، وهي عادة عبارة عن جيوب أو شقوق. وتسمى النقطة التي ترتبط بها المواد الخاضعة لفعل الإنزيم الموقع النشط للإنزيم. وبعدما ترتبط المادة الخاضعة بالموقع النشط يغير هذا الموضع شكله قليلا ليحيط بالمادة الخاضعة بصورة أكثر إحكامًا، وتسمى هذه العملية المطابقة التأثيرية؛ إذ يجب أن تتطابق أشكال المواد الخاضعة مع شكل الموقع النشط بالطريقة نفسها التي تتطابق بها قطع الألغاز أو القفل والمفتاح، ولن يرتبط الجزيء الذي يختلف شكله قليلاً عن شكل الهيموجلوبين بروتين كروي المادة الخاضعة المعتادة للإنزيم بصورة جيدة بالموقع النشط، وقد لا يحدث التفاعل. فيه أربع سلاسل عديدة الببتيد ويسمى التركيب المتكون من الإنزيم والمادة الخاضعة عند ارتباطهما مركب الإنزيم يحتوي كل منها على مجموعة والمادة الخاضعة. فالحجم الكبير الجزيئات الإنزيم يمكنها من تكوين روابط متعددة حديد تسمى هيم يرتبط معها مع المواد الخاضعة، كما يسمح التنوع الكبير للسلاسل الجانبية للأحماض الأمينية في الإنزيم بتكوين عدد من القوى بين الجزيئية المختلفة. وتخفض القوى بين الجزيئية هذه طاقة التنشيط اللازمة للتفاعل؛ حيث تتكسر الروابط وتتحول المادة الخاضعة لفعل الإنزيم إلى نواتج. الأكسجين. هيم ماذا قرأت ؟ صف بكلماتك الخاصة كيف يعمل الإنزيم؟ بروتينات النقل تنقل بعض البروتينات جسيمات أصغر منها في أرجاء الجسم. ويبين الشكل 2-3 بروتين الهيموجلوبين، الذي ينقل الأكسجين في الدم من الرئتين إلى سائر الجسم. وهناك بروتينات أخرى تتحد بجزيئات حيوية تسمى ليبيدات الثنقائها من جزء من الجسم إلى جزء آخر خلال مجرى الدم. وزارة التعليم 514 Ministry of Education 2023-1445

الشكل 8-3 يتكون شعر الإنسان من بروتين ليفي يسمى الكيراتين. الدعم البنائي تقتصر بعض البروتينات على وظيفة وحيدة هي تكوين تراكيب حيوية للمخلوقات الحية، وتعرف هذه الجزيئات باسم البروتينات البنائية والبروتين البنائي الأكثر توافرًا في معظم الحيوانات هو الكولاجين، وهو جزء من الجلد والأوتار والأربطة والعظام. وتشمل البروتينات البنائية الأخرى: الريش والفرو والصوف والحوافر والأظفار والشرنقات والشعر، كما في الشكل 8-3 الإشارات الخلوية cell signalling الهرمونات جزيئات تحمل الإشارات من أحد أجزاء الجسم إلى جزء آخر، وبعض الهرمونات بروتينات. فالأنسولين - وهو مثال مألوف للبروتينات- هرمون بروتيني صغير يتكون من 51 حمضًا أمينيًا تنتجه بعض خلايا البنكرياس. وعندما يُطلق الأنسولين إلى مجرى الدم يعطي إشارات لخلايا الجسم أن سكر الدم متوافر بكثرة ويجب تخزينه. يؤدي عدم ضمن مطويتك معلومات توافر الأنسولين في كثير من الأحوال إلى مرض السكري الذي ينتج عن كثرة السكر في مجرى الدم. ولما كانت التقنية الحديثة قد جعلت تصنيع البروتينات في المختبر ممكنا، لذا فقد تم صناعة بعض الهرمونات البروتينية لاستعمالها أدوية. ومن ذلك الأنسولين، وهرمونات الغدة الدرقية، وهرمونات النمو. وتستعمل البروتينات الطبيعية والصناعية في العديد من المنتجات، من محاليل التنظيف إلى وسائل المساعدة الصحية والتجميلية. المطويات من هذا القسم. التقويم 1-3 الخلاصة .1 الفكرة الالية صف ثلاثة بروتينات، وحدّد وظائفها. البروتينات بوليمرات حيوية 2. قارن بين بناء الأحماض الأمينية، وثنائي الببتيد، وعديد الببتيد، والبروتين، أيها تتكون من أحماض أمينية ترتبط بروابط ببتيدية. له أكبر كتلة جزيئية، وأيها له أصغر كتلة جزيئية؟ 3 ارسم تركيب ثنائي الببتيد Gly-Ser ، وضع دائرة حول الرابطة الببتيدية. تنطوي سلاسل البروتينات مكوّنة 4. قوم ما خواص البروتينات التي تجعلها عوامل مساعدة مفيدة؟ وفيم تختلف تراکیب معقدة ثلاثية الأبعاد عن عوامل مساعدة أخرى سبق أن درستها؟ للبروتينات وظائف عديدة في 5 اشرح ثلاث وظائف للبروتينات في الخلايا، وأعط مثالاً على كل وظيفة. جسم الإنسان تشتمل على وظائف 6 صنف حمضًا أمينيًا من الجدول 31 يمكن تصنيفه في كل فئة من الأزواج داخل الخلايا وأخرى بينها، ووظائف دعم بنائي. الآتية: ه غير قطبي مقابل قطبي .. أروماتي مقابل أليفاتي :: وزارة التعليم Mini 515 Education 2073-1445