Белки, их строение, состав и биологическая роль в живых организмах.

Зубарева Ирина Александровна

преподаватель биологии

КГУ «Карагандинский колледж питания и сервиса» г.Караганда

тел.8-747-344-83-31

8-705-964-63-71

45-17-08

[email protected]

Урок направлен на формирование знаний о белках как макромолекулах, играющих ведущую роль в строении и жизнедеятельности клетки. Данный урок разработан с целью реализации индивидуальной методической цели: «Использование методов обучения способствующих развитию у студентов мотивации к повышению грамотности на уроках биологии».

БЕЛКИ, ИХ СТРОЕНИЕ, СОСТАВ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ В ЖИВЫХ ОРГАНИЗМАХ.

Тип урока: комбинированный урок

Организационная форма: коллективная, микрогрупповая, индивидуальная

Цели урока: - формирование знаний о белках как макромолекулах, биополимерах, играющих ведущую роль в строении и жизнедеятельности клетки; мономерах белках; структурной организации; о свойствах и функциях белка; - развитие познавательного интереса студентов на основе использования межпредметных связей; - формирование всесторонней развитой личности, правильной самооценки, обстановки творческого сотрудничества и умений работать в микрогруппах.

ПЛАН ЗАНЯТИЯ

1. Организационный момент:

- отметить отсутствующих;

- деление на микрогруппы.

2. Проверка домашнего задания: «Светофор» - каждому студенту раздается полоска картона, с одной стороны оклеенная красной бумагой, с другой – зеленой. «Работает» светофор очень просто: при проведении устного опроса все студенты сигнализируют преподавателю, знают ли они ответ на вопрос (зеленая сторона – готов отвечать, красная – не готов). 1

3. Актуализация знаний:

"Меняя каждый миг свой образ прихотливый,

Капризна, как дитя и призрачна как дым,

Кипит повсюду жизнь в тревоге суетливой,

Великое смешав с ничтожным и смешным"

(Семен Надсон)

- Как вы думаете, что такое жизнь? (ответы студентов)

- Откуда она взялась на Земле? (ответы студентов)

- Эти вопросы волновали и волнуют людей всегда. Ни одно явление не вызывало такой острой борьбы мировоззрений, какую всегда сопровождала проблема живого. А причина этой борьбы - в самом объекте познания, его уникальности, неповторимости и сложности. Постепенно было накоплено достаточно экспериментального материала, чтобы дать следующее определение жизни: "Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и сама жизнь, что приводит к разложению белка" (Ф.Энгельс). 2 Современная наука представляет жизнь как переплетение сложнейших химических процессов взаимодействия белков между собой и другими веществами.

4. Информирование и мотивация: - преподаватель предлагает сформулировать тему урока «БЕЛКИ, их строение, состав и биологическая роль в живых организмах».

- Что же такое белок? Ребята, сегодня мы должны раскрыть тайну веществ, лежащих в основе понятия "жизнь", т.е. должны ответить на вопрос "Что такое белок и каково его строение и функции?"

- студентам предлагается выполнить задание:

Понятие «Белки» для Вас не новое. На столах у каждого студента лежит листок с табличкой, состоящей из двух столбцов: что я знаю и что я узнал, в первый столбик Вам необходимо внести ту информацию, которая уже вам известна по данной теме.

5. Усвоение новых знаний:

- рассказ преподавателя:

Органические соединения составляют в среднем 20-30 % массы клетки живого организма. К ним относятся биологические полимеры – белки, нуклеиновые кислоты и углеводы, а также жиры, гормоны, пигменты, АТФ и многие другие вещества.

Но ни одно из веществ не выполняет столь специфических и разнообразных функций в организме как белок. В организме человека имеется более 10000 видов белков, 5 млн типов белковых молекул, отличающихся не только друг от друга, но и от белков других организмов. Мы давно знакомы с ними и сейчас их назовём: альбумин – яичный белок, кератин – волос, рога, шерсть, коллаген – кожа, гемоглобин – кровь, фибрин, фибриноген – кровь, миозин – мышцы, инсулин – поджелудочная железа, пепсин – желудочный сок, трипсин – поджелудочный сок.

Белки – это полимеры. Они состоят из повторяющихся, сходных между собой низкомолекулярных соединений - аминокислот. Известно много аминокислот, но в качестве мономеров любых природных белков выступают только 20 аминокислот. 3

Аминокислоты, их строение и свойства

Все 20 аминокислот, встречающиеся в белках обладают общим признаком - наличие аминогруппы - NН2 и карбоксильной группы – СООН.

Общая формула аминокислот выглядит так:

R₁

H О

N – C – C - NH₂ – аминогруппа

H ОН - R₁ – радикал

H - COOH – карбоксильная группа

Наличие в одной молекуле кислотной и основной групп обусловливает их высокую реактивность. Остальная часть молекулы представлена R-группой. Ее строение у разных аминокислот сильно варьирует, и именно она определяет уникальные свойства каждой отдельной аминокислоты. 4

Радикалов 20, поэтому аминокислот тоже 20, их назвали «магическими» или волшебными, так как из них можно построить бесконечное множество белков. Как из 33 букв алфавита мы можем составить бесконечное число слов, так и из 20 аминокислот – бесконечное множество белков.

Часть таких аминокислот организм "умеет" синтезировать самостоятельно. По этой причине их назвали заменимыми. А вот незаменимые аминокислоты - это такие, которые мы можем получить лишь с пищей. К незаменимым относятся: изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин.

Каждому полезно запомнить названия: аргинин, глицин, цистин, тирозин, пролин, глютамин и таурин. Bce эти аминокислоты стоит принимать дополнительно в виде пищевых добавок. Или делать упор на продукты с высоким содержанием таких аминокислот. Любопытно, что высокая насыщенность того или иного продукта питания аминокислотами еще не означает его такой же высокой полезности. Весь секрет в количественном соотношение аминокислот. От него как раз и зависит полнота усвоения белка. В связи со всем этим ученые ввели понятие биологической ценности, приняв за 100 куриные яйца. Следом идут рыба, говядина, птица. Далее - молочные продукты. А вот овощам не повезло - аминокислот в них по минимуму. Впрочем, зато много полезнейших углеводов, витаминов и минеральных веществ. Для синтеза внутримышечного белка, проще говоря, "создания'' белковой молекулы, нужны все без исключения аминокислоты. Если чего-то не хватает, то синтез прекращается, точно как строительство дома при нехватке стройматериалов. 5

- Какой вывод? Нужно потреблять "полноценные" продукты, содержащие весь набор аминокислот.

Все белковые соединения, встречающиеся в природе, разделяются на две большие группы: простые ─ протеины и сложные ─ протеиды. В простых белках содержатся только аминокислоты. В состав сложных белков, кроме аминокислот, входят ещё и вещества различной природы: углеводы, липоиды, пигменты, нуклеиновые кислоты и т. д.

- И все же каковы функции белков в организме человека? Я предлагаю посмотреть небольшой видеоролик 6, где будет рассказано о функциях белков, а Вы в это время составите кластер у себя в тетрадках, где конечно же ключевым понятием будет «Функции белков» (просмотр видеоролика и составление кластера).

- работа в группа:

Структура белковой молекулы.

а) на столах у каждой группы есть лист ватмана, фломастеры и учебник. Необходимо на листе ватмана изобразить одну из структурных организаций белковой молекулы и дать ей характеристику.

1 микрогруппа: первичная структура;

2 микрогруппа: вторичная структура;

3 микрогруппа: третичная структура;

4 микрогруппа: четвертичная структура. 3

б) выступление представителей от каждой группы.

в) каждый студент заполняет таблицу у себя в рабочих тетрадях:

Таблица 2. “Структура белковых молекул”

Вывод по таблице: Белок – высшая форма развития органических веществ. В нем объединяются признаки разных классов органических соединений, и в своем сочетании они дают совершенно новые качества, играющие большую роль в жизненных процессах организма.

6. Обобщение и систематизация знаний:

Работа в группах:

I. А теперь давайте проведем работу по моделированию структур белковых молекул.

Мы с вами теперь знаем, что белок это биологический полимер.

- Что такое полимер?

- Правильно, строение полимера можно сравнить с бусами, каждая бусинка которого будет мономером. И вот при помощи этих самых бус мы с вами попробуем сконструировать белковую молекулу.

Каждая группа, используя проволоку и набор бусин разных цветов, должна построить первичную структуру белка. (Учащиеся строят структуру из одинакового набора бусин).

- Давайте посмотрим ваши модели первичной структуры. Одинакова ли последовательность бусин во всех ваших моделях? О чем это говорит? О многообразии белковых молекул. Поэтому на планете нет двух организмов с одинаковым набором белка.

- Постройте вторичную и третичную структуру белка.

- А какой белок вы построили: простой или сложный? Почему? Как они называются? (протеины)

- А что такое сложный белок? Как он называется? (протеид). А как можно построить протеид, например, гемоглобин

- Какую он имеет структуру? Что необходимо сделать для построения четвертичной структуры? Необходимо объединить несколько глобул вокруг небелкового компонента – гема.

(Преподаватель держит в руках кусочек пластилина, а студенты прикрепляют к нему построенные ими глобулы)

- А сейчас возьмите каждый свои глобулы и садитесь на свои места. Что случилось с нашей белковой молекулой? Она распалась. Верно, это момент начала процесса денатурации, во время которого происходит разрушение структур белка. Смоделируйте процесс дальнейшей денатурации белка.

- Встречались ли вы с процессом денатурации в своей жизни?

Денатурация белка может происходить под влиянием различных факторов: температуры, кислоты, щелочи, солей и т.д. При денатурации происходит как полное разрушение структур белка, так и частичное. Если первичная структура не разрушена, то может произойти восстановление остальных структур - этот процесс называется ренатурация.

- Вы смоделировали процесс денатурации. У какой группы возможна ренатурация? У тех, кто не успел разобрать модель до отдельных бусинок.

Индивидуальная работа:

II. Биологическая задача:

Известно, что для взрослого человека необходимо 1,5 г белка на 1 кг массы тела в день. Зная свою массу, определите суточную норму потребления белка для своего организма.

III. Выполнить задание на соответствие: распределить название белков в соответствии с их функциями (соединить стрелками на листках).

IV. Заполнить второй столбик таблицы «Что я узнал»

7. Итог урока

8. Домашнее задание

- § 5,6,7

- составить меню на 1 день с учетом той суточной нормы белка, которую вы рассчитали для себя.

- Подготовить небольшое сообщение из рубрики «Это интересно».

Используемая литература:

1. Педагогическая мастерская «Всё для учителя», Пилотный выпуск 2011

2. Жизнь. (Определение)// Биологический энциклопедический словарь. (Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Баев, Г .Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1989. — 864 с., ил., 30 л. ил.)

3. Касымбаева Т.. Мухамеджанов К. Общая биология», 10-11 класс, Мектеп Алматы, 2014

4. Химия

5. Дубцов Г.Г. Товароведение пищевых продуктов. ПТУ. - 2-е изд., стереотипное. – М.: «Мастерство», 2002.

6. http://school-collection.edu.ru