Специальные разделы курса. Смотреть что такое "2-дезокси-d-рибоза" в других словарях
Состоящий из 5 атомов углерода (пентоза), который образуется из рибозы, когда она теряет один атом кислорода. Эмпирическая химическая формула дезоксирибозы C 5 H 10 O 4 , и из-за потери атома кислорода она не согласуется с общей формулой для моносахаридов (CH 2 O) n , где n - целое число.
Физические и химические свойства
Формула дезоксирибозы в линейном виде может быть представлена следующим образом: H-(C=O)-(CH2)-(CHOH) 3 -H. Однако, существует она и в форме замкнутого кольца из атомов углерода.
Дезоксирибоза - это бесцветное твердое вещество, которое не имеет запаха и хорошо растворяется в воде. Ее молекулярная масса составляет 134,13 г/моль, температура плавления 91 °C. Получается она из рибозо-5-фосфата благодаря действию соответствующих ферментов во время химической реакции восстановления.
Различие между рибозой и дезоксирибозой
Как уже было сказано и как показывает название, дезоксирибоза - это химическое соединение, атомный состав которого отличается от такового для рибозы всего одним атомом кислорода. Как показано на рисунке ниже, у дезоксирибозы нет гидроксильной группы OH на втором атоме углерода.
Дезоксирибоза является частью цепи в то время как рибоза входит в состав кислота).
Интересно отметить, что моносахариды арабиноза и рибоза являются стереоизомерами, то есть отличаются пространственным расположением относительно плоскости кольца группы OH около 2-го атома углерода. Дезоксиарабиноза и дезоксирибоза - это одно и то же соединение, но используется именно второе название, поскольку получается эта молекула именно из рибозы.
Дезоксирибоза и генетическая информация
Поскольку дезоксирибоза является частью цепи ДНК, она играет важную - источник генетической информации, состоит из нуклеотидов, в состав которых входит дезоксирибоза. Молекулы дезоксирибозы связывают один нуклеотид с другим в цепи ДНК через фосфатные группы.
Установлено, что отсутствие гидроксильной группы OH в дезоксирибозе придает механическую гибкость всей цепи ДНК в сравнении с РНК, что, в свою очередь, позволяет молекуле ДНК образовывать двойную цепь и находиться в компактной форме внутри ядра клетки.
Кроме того, благодаря гибкости связей между нуклеотидами, образованных молекулами дезоксирибозы и фосфатными группами, цепь ДНК имеет значительно большую длину, чем РНК. Этот факт позволяет кодировать генетическую информацию с большой плотностью.
Тема урока
Ход урока:
Приветствие. Отметка отсутствующих. Проверка готовности к уроку. Подготовка к работе.
Здравствуйте! На предыдущих уроках мы изучали моносахариды - гексозы. Но мир моносахаридов очень многообразен и кроме гексоз большое значение имеют пентозы.
2. Создание мотивации к изучению темы
Сегодня нам предстоит познакомиться с:
Классификацией пентоз,
Физическими свойствами,
Особенностями строения альдопентоз,
Биологической ролью пентоз в организме человека.
3. Повторение опорных знаний
Прежде чем перейти к изучению новой темы, вспомним, что мы изучали на прошлых занятиях.
Повторим следующие понятия: моносахариды, гексозы, альдогексозы, кетогексозы.
Студенты дают определения понятиям.
Моносахариды - это простые углеводы, не подвергающиеся гидролизу.
Гексозы - это моносахариды, содержащие 6 атомов углерода.
Альдогексозы - это гексозы, содержащие функциональную группу альдегидов.
Кетогексозы- это гексозы, содержащие функциональную группу кетонов.
Теперь необходимо ответить на следующие вопросы:
Задаются вопросы.
Какие вещества относят к углеводам?
Предполагаемый ответ: глюкоза, фруктоза, лактоза, крахмал, целлюлоза, мальтоза, рибоза.
Что служит источником углеводов?
Предполагаемый ответ: источником углеводов являются растения, в листьях которых под действием солнечной энергии протекает фотосинтез.
Какие углеводы относят к моносахаридам?
К каким классам веществ относится глюкоза по своему химическому строению?
Предполагаемый ответ: глюкоза относится к альдегидоспиртам.
Перечислите известные вам процессы брожения глюкозы.
Предполагаемый ответ: спиртовое, молочнокислое, маслянокислое брожение.
Какова роль глюкозы в жизни живых организмов?
Предполагаемый ответ: является источником энергии.
4. Изучение нового материала
Молекулы моносахаридов могут содержать от трех до десяти атомов углерода.
Ребята, давайте вспомним классификацию моносахаридов в зависимости от числа атомов углерода в молекуле.
Один студент выходит к доске и записывает в виде схемы классификацию моносахаридов.
Задаются вопросы.
Какие моносахариды из этой классификации вы уже изучали?
Предполагаемый ответ: гексозы.
Каков химический состав гексоз? Напишите формулу.
Предполагаемый ответ: С 6 Н 12 О 6.
Приведите примеры гексоз, которые мы изучали.
Предполагаемый ответ: глюкоза, фруктоза.
Объяснение схемы.
К триозам относятся молочная и пировиноградная кислоты, участвующие в процессах брожения и окисления, происходящих в живых организмах.
К тетрозам в первую очередь относится эритроза, активно участвующая в протекающих в организме процессах обмена веществ, она является посредником прежде всего в процессах фотосинтеза и выпрямляет кольцевидную форму молекул углеводов.
Сегодня мы будем изучать пентозы.
Задается вопрос.
Каков химический состав пентоз? Напишите формулу.
Предполагаемый ответ: С 5 Н 10 О 5.
Из пентоз состоят клетки животных и растительных организ-мов — это рибоза и дезоксирибоза. Они входят в состав нуклеиновых кислот: рибоза входит в состав рибонуклеиновой кислоты (РНК), дезоксирибоза - дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК)
Итак, сформулируйте тему урока.
Студенты формулируют тему урока.
Тема урока: «Пентозы. Рибоза и дезоксирибоза как представители альдопентоз».
Все пентозы в зависимости от наличия кето- или альдогруппы делятся на кетопентозы (рибулоза, ксилулоза) и альдопентозы (рибоза, арабиноза, ксилоза, ликсоза).
Запись схемы на доске.
Объяснение схемы.
Изомер рибозы — рибулоза в виде фосфорного эфира участвует в обмене углеводов.
В растениях в обмене углеводов участвует и ксилулоза в виде фосфорного эфира.
Наибольший интерес представляют альдопентозы.
Рибоза играет очень важную роль в живых организмах. Она входит в состав РНК, нуклеотидов, витаминов, коферментов. Ее фосфорные эфиры участвуют в обмене углеводов.
Задается вопрос.
Какие функциональные группы входят в состав альдопентоз?
Предполагаемый ответ: группы альдегидов и спиртов.
Как с помощью качественных реакций подтвердить наличие функциональных групп в альдопентозах?
Предполагаемый ответ: реакция серебряного зеркала (альдегидная группа), реакция со свежеприготовленным гидроксидом меди (11) (спиртовая группа).
Для выяснения особенностей свойств и строения рибозы и дезоксирибозы заполним таблицу, используя опорный конспект, который у каждого на парте (Приложения А, Б).
| п / п | Признак | Рибоза | Дезоксирибоза |
| Кем и когда открыто вещество | 1905 г. | Фибус Ливен, 1929 г. |
|
| Бесцветные кристаллы, легко растворимые в воде и имеющие сладкий вкус. | Бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. |
||
| Формула | C 5 H 10 O 5 | C 5 H 10 O 4 |
|
| Ациклическая форма |
|
|
|
| Циклическая форма |
|
|
|
| Нахождение в природе | Не встречается в свободном виде; Составная часть олиго- и полисахаридов; Находится в коже и слюнных железах животных; Входит в состав РНК (рибонуклеиновых кислот), Витамина В 2 ; - компонент АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). | Не встречается в свободном виде. - составная часть нуклеопротеидов, которыми богаты мясные и рыбные продукты; Входит в состав ДНК (дезоксирибонуклеиновых кислот). |
|
| Биологическая роль | Перенос информации и энергии, а также некоторых коферментов и бактериальных полисахаридов. Участвует в синтезе белков и передаче наследственных признаков. | Для синтеза нуклеиновых кислот. Она является составным компонентом нуклеотидных коферментов, играющих важную роль в метаболизме живых существ. Участвуют в синтезе белков и передаче наследственных признаков. |
|
| Применение | Рибоза выпускается в виде отдельной спортивной пищевой добавки. | Нет информации по применению. |
Объяснение таблицы.
Особенности рибозы и дезоксирибозы.
Состав дезоксирибозы не отвечает формуле С n (Н 2 О) m , считавшейся общей формулой всех углеводов.
Дезоксирибоза отличается от рибозы отсутствием в молекуле одной гидроксильной группы (оксигруппы), которая заменена атомом водорода. Отсюда и произошло название вещества (дезоксирибоза).
Структурные формулы точно указывают, при каком именно атоме углерода дезоксирибозы нет гидроксильной группы.
Подобно глюкозе молекулы пентоз существуют не только в альдегидной, но и в циклической форме. Замыкание кольца в них можно представить аналогичным образом. Отличие будет лишь в том, что карбонильная группа взаимодействует с гидроксилом не пятого, а четвертого атома углерода, и в результате перегруппировки атомов образуется не шестичленный, а пятичленный цикл.
5. Закрепление знаний
Студенты выполняют тест. Приложение А.
Студенты обмениваются тетрадями и сверяют свои ответы с верными, которые записаны на доске. Выставляют оценки друг другу.
Ответы к тесту.
1) Б,
2) В, Г,
3) А, Д,
4) А,
5) А.
6. Подведение итога урока
На этом уроке вы рас-смот-ре-ли тему « Пентозы. Рибоза и дезоксирибоза как представители альдопентоз ». В ходе за-ня-тия вы смог-ли углу-бить свои зна-ния об углеводах, узна-ли об особенностях строения рибозы и дезоксирибозы, а также об их биологической роли в организме человека.
Оценивание работы студентов. Выставление оценок.
Объяснение выполнения домашнего задания.
Подготовить сообщение на тему «Состав нуклеиновых кислот РНК и ДНК».
ПРИЛОЖЕНИЕ А
РИБОЗА
Рибоза - моносахарид из группы пентоз; бесцветные кристаллы, легко растворимые в воде и имеющие сладкий вкус. Открыта в 1905 году. Её формула С 5 Н 10 О 5 .
Моносахариды с пятью атомами углерода и пятью атомами кислорода не встречаются в природе в свободном виде, но являются важными составными частями олиго- и полисахаридов, содержащихся, например, в древесине.
В форме белковых соединений рибоза находится в коже и слюнных железах животных.
Она является основой рибонуклеиновой кислоты (РНК), а также основным ингредиентом, используемым организмом для создания молекулы АТФ.
Рибоза является неотъемлемой частью витамина В 2 и нуклеотидов.
Биологическая роль
Рибоза входит в состав рибонуклеиновых кислот (РНК), нуклеозидов, моно- и динуклеотидов, осуществляющих в клетках перенос информации и энергии, а также некоторых коферментов и бактериальных полисахаридов.
Применение
Дополнительное употребление рибозы существенно помогает восстановлению в сердечной мышце и скелетной мускулатуре энергетических запасов, утраченных в ходе изнурительных тренировок, при тяжелой физической работе или при ишемических состояниях, когда сокращается поступление кислорода в ткани. Такое сильное влияние рибозы обусловлено тем, что в тканях недостает ферментов, необходимых для ее быстрого синтеза, когда в этом есть потребность. Восполнение энергетических запасов замедляется, когда расходуются большие количества АТФ. В результате запасы АТФ и других соединений, необходимых для его замещения, уменьшаются. Все это объясняет, почему атлеты чувствуют себя уставшими в течение нескольких дней после интенсивной тренировки.
С недавних пор рибоза стала выпускаться в виде отдельной спортивной пищевой добавки, которая может быть представлена в форме порошка или в жидкой форме. Несмотря на всю пользу этого вещества, рибозу рекомендуют принимать в комплексе с другими спортивными добавками, так как она способна в разы усилить их действие. Наиболее удачной комбинацией с рибозой считается креатин.
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ДЕЗОКСИРИБОЗА
Дезоксирибоза - моносахарид из группы пентоз, содержащий на одну гидроксильную группу меньше, чем рибоза. Является бесцветным кристаллическим веществом, хорошо растворимым в воде. Химическая формула была открыта в 1929 году Фибусом Ливеном. Её формула С 5 Н 10 О 4 .
В свободном виде пентозы в пищевых продуктах не встречаются и поступают в организм человека в составе нуклеопротеидов, которыми богаты мясные и рыбные продукты.
Входит в состав углеводно-фосфатного скелета молекул ДНК (дезоксирибонуклеиновых кислот).
Биологическая роль
Дезоксирибоза используется для синтеза нуклеиновых кислот. Она является составным компонентом нуклеотидных коферментов, играющих важную роль в метаболизме живых существ. Участвуют в синтезе белков и передаче наследственных признаков.
Применение
Возможно применение в качестве пищевой добавки. В научной литературе пока не существует практического руководства по применению этой добавки - то есть, того, как ее использовать, в каких количествах, в какое время и каких результатов следует ожидать.
ПРИЛОЖЕНИЕ В
Тест по теме
«Пентозы. Рибоза и дезоксирибоза как представители альдопентоз».
1) Моносахаридом является:
2) Какое из соединений является кетозой?
5) Сколько гидроксильных групп входит в состав дезоксирибозы?
| А) 3, Б) 4, | В) 1, Г) 2. |
Критерии оценивания.
Верно 5 заданий - оценка «5»;
Верно 4 задания - оценка «4»;
Верно 3 задания - оценка «3»;
Верно 2 задания - оценка «2».
Химическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . Под ред. И. Л. Кнунянца . 1988 .
Смотреть что такое "2-ДЕЗОКСИ-D-РИБОЗА" в других словарях:
2-дезокси-D-рибоза
Дезоксирибоза 2-дезокси-D-рибоза - Дезоксирибоза, 2 дезокси D рибоза * дэзоксірыбоза, 2 дэзоксі D рыбоза * deoxyribose пятиуглеродный сахар, являющийся структурным элементом ДНК (см.). Моносахарид из группы дезоксисахаров. Входит в состав ДНК и находится в фурановой форме, где… … Генетика. Энциклопедический словарь
- (аминодезоксисахара), моносахариды, в молекулах к рых вместо одной или неск. гидроксильных групп (кроме полуацетальной в альдозах или полукетальной в кетозах) содержатся незамещенные и замещенные аминогруппы. К А. относят также моносахариды,… … Химическая энциклопедия
Моносахариды, содержащие в молекуле один или неск. атомов водорода вместо гидроксильных групп. По правилам ИЮПАК, в названии Д. должны быть указаны абс. (D или L) и относительная конфигурации, положение дезоксизвена и длина углеродной цепи, напр … Химическая энциклопедия
- (сахара), обширная группа полигидроксикарбо нильных соед., входящих в состав всех живых организмов; к У. относят также мн. производные, получаемые при хим. Mодификации этих соед. путем окисления, восстановления или введения разл. заместителей.… … Химическая энциклопедия
2 дезокси Б рибоза, моносахарид из группы дезоксисахаров; входит в состав дезоксирибонуклеиновых к т (ДНК) материальных носителей наследственности. Находится в ДНК в фуранозной форме, первый углеродный атом Д. связан с азотистым основанием, а С3… … Биологический энциклопедический словарь
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) - молекула, состоящая из парной углеводной основы (2 дезокси Д рибоза) и расположенных на ней в определённой последовательности нуклеотидов (аденина, гуанина, цитозина и тимина). Строение молекулы ДНК открыто Д.Д.Уотсоном и Ф.Криком (1953),… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике
ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕИНОВАЯ КИСЛОТА (ДНК) - Большая сложная молекула, состоящая из четырех нуклеотидных основ (аденина, гуанина, цитозина и тимина) и углеводной основы (2 дезокси Д рибоза). Нуклеотидныеоснования расположены парами, ориентированными по направлению к центру молекулы в виде… … Толковый словарь по психологии
2-deoksi-D-ribozė - statusas T sritis chemija apibrėžtis Aldopentozė, DNR struktūros sudedamoji dalis. formulė H(CHOH)₃CH₂CHO atitikmenys: angl. 2 deoxy D ribose rus. 2 дезокси D рибоза … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
2-deoxy-D-ribose - 2 deoksi D ribozė statusas T sritis chemija apibrėžtis Aldopentozė, DNR struktūros sudedamoji dalis. formulė H(CHOH)₃CH₂CHO atitikmenys: angl. 2 deoxy D ribose rus. 2 дезокси D рибоза … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
§ 2. МОНОСАХАРИДЫ
Пространственная изомерия
По своей химической природе моносахариды являются альдегидо- или кетоспиртами. Простейший представитель моносахаридов, альдотриоза, – глицериновый альдегид (2,3-дигидроксипропаналь).
Рассматривая строение глицеринового альдегида, можно заметить, что приведенной формуле отвечают два изомера, отличающихся пространственной структурой и представляющих собой зеркальное отражение друг друга:
Изомеры, имеющие одинаковые молекулярные формулы, но отличающиеся расположением атомов в пространстве, называются пространственными, или стереоизомерами . Два стереоизомера, относящихся друг к другу как предмет и несовпадающее с ним зеркальное отражение, называются энантиомерами . Такой вид пространственной изомерии еще называют оптической изомерией.
Существование энантиомеров у глицеринового альдегида обязано наличию в его молекуле хирального атома углерода, т.е. атома, связанного с четырьмя различными заместителями. Если в молекуле присутствует более чем один хиральный центр, то количество оптических изомеров будет определяться по формуле 2 n , где n – число хиральных центров. При этом стереоизомеры, не являющиеся энантиомерами, называются диастереомерами .
Для изображения оптических изомеров на плоскости используют проекции Фишера . При построении проекций Фишера следует учитывать, что атомы или группы атомов, лежащие на горизонтальной линии, должны быть направлены к наблюдателю, т.е. выходить из плоскости бумаги. Атомы или группы атомов, лежащие на вертикальной линии и составляющие, как правило, главную цепь, направлены от наблюдателя, т.е. уходят за плоскость бумаги. Для рассматриваемых нами изомеров глицеринового альдегида построение проекций Фишера будет происходить следующим образом:
Глицериновый альдегид принят в качестве стандарта для обозначения оптических изомеров. Для этого один из его изомеров обозначили буквой D, а второй – буквой L.
Пентозы и гексозы
Как уже упоминалось выше, наиболее часто в природе встречаются альдопентозы и альдогексозы. Рассматривая их строение, можно прийти к выводу, что альдопентозы имеют 3 хиральных центра (обозначены звездочками) и, следовательно, состоят их 8 (2 3) оптических изомеров. Альдогексозы насчитывают 4 хиральных центра и 16 изомеров:
Сравнивая структуру последнего от карбонильной группы хирального центра углевода со структурой D- и L-глицеринового альдегидов, все моносахариды делят на две группы: D- и L-ряды. Важнейшими представителями альдопентоз являются D-рибоза, D-дезоксирибоза, D-ксилоза, L-арабиноза, альдогексоз – D-глюкоза и D-галактоза, а кетогексоз – D-фруктоза. Проекции Фишера названных моносахаридов и их природные источники приведены ниже.
Моносахариды существуют не только в виде открытых (линейных) форм, которые приведены выше, но и в виде циклов. Эти две формы (линейная и циклическая) способны самопроизвольно переходить одна в другую в водных растворах. Динамическое равновесие между структурными изомерами называется таутомерией . Образование циклических форм моносахаридов происходит в результате реакции внутримолекулярного присоединения одной из гидроксильных групп по карбонильной группе. Наиболее устойчивыми являются пяти- и шестичленные циклы. Поэтому при образовании циклических форм углеводов образуются фуранозные (пятичленный) и пиранозные (шестичленный) циклы. Рассмотрим образование циклических форм на примерах глюкозы и рибозы.
Глюкоза при циклизации образует преимущественно пиранозный цикл. Пиранозный цикл состоит из 5 атомов углерода и 1 атома кислорода. При его образовании в присоединении участвует гидроксильная группа пятого (С 5) атома углерода.
На месте карбонильной группы возникает гидроксильная группа, которая называется гликозидной , а производные по гликозидной группе углевода – гликозидами . Еще одной пространственной особенностью циклических форм является образование нового хирального центра (атом С 1). Возникают два оптических изомера, которые называются аномерами . Аномер, у которого гликозидная группа расположена так же, как и гидроксильная группа, определяющая отношение моносахарида к D- или L-ряду, обозначается буквой , другой аномер – буквой . Строение моносахаридов в циклической форме часто изображают в виде формул Хеуорса. Такое изображение позволяет видеть взаимное расположение атомов водорода и гидроксильных групп относительно плоскости кольца.
Таким образом, в растворе глюкоза существует в виде трех форм, находящихся в подвижном равновесии, соотношение между которыми примерно составляет: 0,025 % – линейная форма, 36 % – - и 64 % – -форма.
Рибоза образует в основном пятичленные фуранозные циклы.
Химические свойства
Химические свойства моносахаридов определяются присутствием в их молекулах карбонильной группы и спиртовых гидроксилов. Рассмотрим на примере глюкозы некоторые реакции моносахаридов.
Как многоатомный спирт, гликоль, раствор глюкозы растворяет осадок гидроксида меди (II) с образованием комплексного соединения.
Альдегидная группа при восстановлении образует спирты. При восстановлении глюкозы образуется шестиатомный спирт сорбит :
Сорбит имеет сладкий вкус и используется в качестве заменителя сахара. Для этой же цели используется и ксилит – продукт восстановления ксилозы.
В реакциях окисления в зависимости от характера окислителя могут образовываться одноосновные (альдоновые) или двухосновные (глюкаровые) кислоты.
Большинство моносахаридов – восстанавливающие сахара. Для них характерны: реакция «серебряного зеркала»
и взаимодействие с Фелинговой жидкостью (восстановление синего Cu(OH) 2 до желтого CuOH и далее оранжевого Cu 2 O).
Повышенной реакционной способностью обладает гликозидная группа циклических форм моносахаридов. Так, при взаимодействии со спиртами образуются простые эфиры – гликозиды. Поскольку в гликозидах отсутствует гликозидный гидроксил, они не способны к таутомерии, т.е. образованию линейной формы, содержащей альдегидную группу. Гликозиды не реагируют с аммиачным раствором оксида серебра и Фелинговой жидкостью. Однако в кислой среде гликозиды легко гидролизуются с образованием исходных соединений:
Под действием ферментных систем микроорганизмов моносахариды могут трансформироваться в различные другие органические соединения. Такие реакции называются брожением. Широко известно спиртовое брожение глюкозы, в результате которого образуется этиловый спирт. Известны и другие виды брожения, например, молочнокислое, маслянокислое, лимоннокислое, глицериновое.
