Министерство общего и профессионального образования Ростовской области
государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
Ростовской области
«Константиновский технологический техникум»
Зам. директора по УПР
_______А.И.Кунакова
Методическая разработка
Интегрированного урока по химии
на тему «Белки»
составил: преподаватель химии
Фоминичева Л.Е.
Константиновск
2021 г.
Тема: Белки.
Цель: развитие и систематизация на межпредметном уровне знаний о природных высокомолекулярных веществах – белках, их строении, свойствах и значении в жизни человека.
Задачи урока:
Образовательные: используя межпредметные связи с биологией, вспомнить об уровнях организации белковых молекул, механизме образования первичной структуры белка, причинах образования вторичной, третичной, четвертичной структур; показать многообразие химических свойств белков; раскрывая причинно-следственные связи (функции – строение – конфигурация – свойства);
Воспитательные: воспитание познавательной активности учащихся, ведущей к здоровому образу жизни, практическому умению безопасного обращения с веществами на основании проведения ученических демонстрационных экспериментов;
Развивающие: развитие у обучающихся умения анализировать теоретический материал, находить взаимосвязи, формулировать выводы, развивать познавательный интерес к предмету.
Тип урока: интегрированный урок изучения и первичного закрепления новых знаний.
Оборудование: мультимедийная презентация, единая коллекция цифровых образовательных ресурсов по химии по теме « Белки».
1. Орг.момент
2. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности.
Сегодняшний урок я хотела бы начать стихотворением Семёна Яковлевича Надсона.
Меняя каждый миг свой образ прихотливый
Капризна, как дитя и призрачна, как дым.
Кипит по всюду, жизнь в тревоге суетливой
Великое смешав с ничтожным и смешным.
Ребята, почему на уроке химии я вдруг заговорила о жизни, ведь обычно мы свами об этом разговариваем на уроках биологии? Как вы думаете какой будет тема сегоднешнего урока? Какой класс органических веществ мы будем с вами изучать? Правильно, ребята, тема нашего урока «Белки».
А еще философ 18 века Фридриха Энгельса сказал: «Жизнь есть способ существования белковых тел…»
Пусть эти слова станут эпиграфом нашего урока.
Тема урока: «Белки»
Цель урока: изучить строение белков, их свойства и выполняемые функции.
Белки – русское название данного класса, международное – протеины. Ребята, а как называются слова, обозначающие одно и то же значение слова. Эти названия – синонимы.
Белковые тела привлекают ученых и интерес к их структуре и функциям непрерывно возрастает. Несмотря на достигнутые успехи, до сих пор остаются невыясненными некоторые механизмы участия этих важнейших соединений в процессах, протекающих в живой природе. Белки самые сложные органические вещества с самыми крупными молекулами. Они обладают рядом особенностей, которые не свойственны другим органическим соединениям.
Далее учитель биологии обращает внимание учащихся на то, что в ходе эволюции появилось 1010 - 1012 различных белков, встречающихся примерно у 1,2 млн. видов живых организмов – от вирусов до человека.
Если в кишечной палочке их 3000, то в организме человека более 5млн. То есть значение белков очень велико.
Функции белков.
Прежде всего, вспомним функции соединений: поможет нам вспомнить функции белков Сошнин Дмитрий и Кравцова Татьяна со своими сообщениями. А вы,ребята, внимательно слушайте и заполняете свободный столбик таблицы.
На Ваших партах есть карточки- таблицы в которых отражена краткая информация о функциях белков. Но это таблица незакончена. В колонку функции белков вам надо будет внести названия различных функций.
|
| | Функции белков | Характеристика функций белков | Примеры белков, осуществляющих данную функцию | | 1.каталитичеcкая | Ускоряют химические процесы, протекающие в клетках | Фумаратгидратаза - катализирует обратимое превращение фумарат + Н2О - малат | | 2.регуляторная | Регуляция обмена веществ внутри клеток и интеграция обмена в разных клетках целого организма | ? - участвует в регуляции углеводного, белкового, жирового и других обменов Лютропин - участвует в регуляции синтеза прогестерона в желтом теле яичников | | 3.Транспортная | Обеспечивают транспорт кислорода и других веществ к определенным клеткам. | Липопротеиды - участвуют в переносе липидов между тканями организма Миоглобин - переносит кислород в мышечной ткани | | 4.Строительная | Близкая по назначению к структурной. Обеспечивает прочность опорных тканей, участвуя в построении внеклеточных структур | Коллаген - структурный элемент опорного каркаса костной ткани, сухожилий β-Кератин - структурная основа шерсти, ногтей, копыт | | 5.энергетическая | Близка к резервной. Белок используется как субстрат (при распаде) для образования энергии. При распаде 1 г белка выделяется 17,1 кДж энергии | Все белки (поступающие или с пищей, или внутриклеточные), которые распадаются до конечных продуктов (СО2, Н2О, мочевина) | | 6.двигательная | Сокращение (механический процесс) с использованием химической энергии | Миозин - закрепленные нити в миофибриллах Актин - движущиеся нити в миофибриллах | | 7.регуляторная | Способность некоторых белков участвовать в регуляции матричных функций нуклеиновых кислот и переноса генетической информации | Гистоны - белки, участвующие в регуляции репликации и частично транскрипции участков ДНК Кислые белки - участвуют в регуляции процесса транскрипции отдельных участков ДНК | | 8.Защитная | ? | Иммуноглобулины А, М, G и др. - выполняют защитную функцию |
| |
Сообщение студента о функциях белков
1. Каталитическая: в каждой живой клетке непрерывно происходят сотни биохимических реакций, в ходе которых идут распад и окисление поступающих извне питательных веществ. Клетка использует энергию, полученную вследствие окисления данных веществ, продукты их расщепления служат для синтеза необходимых клетке органических веществ. Быстрое протекание таких биохимических реакций обеспечивают биокатализаторы – ферменты. Известно более 2 тысяч ферментов, каждая молекула которых способна осуществлять от тысяч до миллионов операций в минуту. В ходе этих реакций ферментный белок не расходуется. Он соединяется с реагирующими веществами, ускоряет их превращение и выходит из реакции неизмененным.
2. Строительная: из белков состоят мембраны клеток и клеточных органоидов. У высших животных из белков состоят стенки кровеносных сосудов, сухожилия, хрящи. Из устойчивого и твердого белка кератина состоят образования, используемые животными для защиты – рога, копыта, панцири, когти, перья, шерсть.
3. Энергетическая: при распаде 1 г белка выделяется 17,6кДж энергии, однако белки используются с целью получения энергии только тогда, когда истощаются другие источники.
4. Регуляторная: известно, что в живых организмах производятся специальные регуляторы физиологических процессов – гормоны. Часть гормонов являются белками. Гормоны образуются в особых клетках гипоталамуса, в гипофизе (например, гормон роста), в специальных клетках поджелудочной железы (например, инсулин). Гормоны выполняют важную роль в организме, управляя активностью ферментов. Так, инсулин активизирует в клетках печени фермент, синтезирующий из глюкозы гликоген. Если не хватает инсулина, то глюкоза накапливается в крови в избытке, так как клетки не могут ее захватить. Именно в этом причина развития сахарного диабета .
5. Транспортная: в крови, в наружных клеточных мембранах, в цитоплазме и ядрах клетки имеются различные транспортные белки, которые обеспечивают активный и строго избирательный транспорт веществ. В крови белки – транспортеры «узнают», связывают определенные белки – гормоны, витамины, микроэлементы и несут их к определенным клеткам. Белок крови гемоглобин присоединяет кислород и разносит его ко всем тканям и органам тела.
6. Двигательная: все виды движения живых организмов, в том числе сокращение мышц, мерцание ресничек, движение жгутиков, листьев у растений, выполняют особые сократительные белки. В работе мышц человека главную роль играют актин и миозин.
7. Защитная: специальные белки – иммуноглобулины - выполняют роль антител по отношению к чужеродным белкам (антигенам). Они связывают и выводят антигены из организма, препятствуют размножению бактерий и вирусов, нейтрализуют выделяемые ими токсины (яды). Например, в лимфатических узлах образуются лимфоциты – клетки, синтезирующие антитела. Таким образом, у человека и животных одна из главных систем – это иммунная система.
8. Сигнальная: в поверхностную мембрану клетки встроены молекулы белков, способные менять свою третичную структуру в ответ на действие факторов внешней среды. Так происходит прием сигналов из внешней среды и передача команд в клетку.
По мере рассмотрения каждой функции, учащиеся записывают в тетрадь функции белков.
Давайте проверим, что вы написали. Читает функции 1 студент, а вы там где у вас правильно ставите +, если неправильно ставите -.
Мы назвали 8 функций белков. Цифра 8 символична на нашем уроке. Если перевернуть эту цифру, то получится бесконечность. Жизнь на нашей планете тоже непрерывна и бесконечна.
2. Строение белка.
А теперь давайте вспомним из каких веществ строятся белки. (аминокислот). Дайте определение аминокислот, напишите функциональные группы, содержащиеся в аминокислотах и свойства, которые они придают им.
У нас на доске написаны формулы аминокислот, давайте дадим им название:
2-аминопропановая кислота + 2-аминоэтановая кислота = дипептид
+еще одну кислоту и получаем простейший белок. Самые короткие молекулы белков состоят из 3-8 аминокислот, самые длинные (гемоглобин) состоят из 1500 аминокислот.
3. Свойства белков.
Свойства белков обусловлены их амиокислотным составом, т.е. могут быть кислотными, щелочными, амфотерными.
1. Белок растворим в воде (демонстрация растворения в воде белка куриного яйца). Водные растворы его не выпадают в осадок, устойчивы. Он способен к набуханию, поэтому водный раствор белка обладает коллоидными свойствами.
2.Под действием различных факторов (высокая температура, давление, механическое воздействие, ионизирующее излучение, действие кислот, щелочей, растворителей, тяжелых металлов, моющих средств) белки теряют свои функционально – химические свойства, нарушается их структура (вторичная, третичная, четвертичная). Этот процесс называется денатурацией.
При денатурации белки утрачивают свои функции, восстановление которых происходит при ренатурациии после прекращения действия того или иного фактора. (Демонстрация денатурации белка куриного яйца под действием спирта).
Индивидуальная работа
Для молекул белков характерны цветные реакции: (обучающиеся проделывают лабораторную работу).
Проводится инструктаж по ТБ.
Инструкция выполнения лабораторной работы
а) к небольшому количеству белка прилейте немного гидроксида натрия и по каплям добавьте раствор сульфата меди (II) – биуретовая реакция для распознавания пептидных групп;
б) к раствору белка прилейте раствор азотной кислоты, осторожно нагрейте - ксантопротеиновая реакция (доказывающая, что в состав белка входят остатки ароматических аминокислот).
Итак, давайте назовем свойства белков
Обучающиеся записывают основные свойства белков в тетрадь по химии:
1. Амфотерность
2. Растворимость
3. Денатурация
4. Цветные реакции на белок:
а) белок + NaOH + CuSO4 ® красно-фиолетовое окрашивание
б) белок + HNO3 ® желтое окрашивание
5. Гидролиз
4. Биологическое значение белков
А знаете ли Вы: (сообщение)
1. совет врача-диетолога -Белок никогда не переходит в жир –
2. совет врача-косметолога.
Образование морщин связано с уменьшением натурального белка коллагена и впрыскиванием его в верхний слой кожи коллаген возмещается. Почти все мелкие и крупные морщины можно корректировать этой терапией
3. Современное название белков-ферментов – энзимы.
4. Выработка иммунитета – это важная защитная функция белка. Диета снижает иммунитет.
5. Изучение белков позволило ответить на вопросы, почему одни люди высокого роста, а другие низкого, одни полные, другие худые, одни медлительные, другие проворные, одни сильные, другие слабые.
6. Все белки в организме человека постоянно разрушаются и синтезируются. Период полураспада белков в теле человека 80 дней, в мышцах, коже, мозгу – 180 дней, в сыворотке крови и печени – 10 дней, у ряда гормонов он исчисляется часами и даже минутами (инсулин).
7. Каждый вид обладает собственными видами белков. Если бы в белке не было бы заложено этого качества, то не было бы такого разнообразия жизненных форм, к которым относимся и мы.
Итак, белки играют огромную роль в жизни всех живых организмов
Белки входят в состав мозга, всех внутренних органов, скелета и суставов, кожи, волосяного покрова и т. д. В крови в растворенном виде содержится белок гемоглобин, обеспечивающий перенос кислорода по всему организму. Многие белки выполняют роль ферментов – катализаторов обмена веществ в живых организмах. Существенное влияние на белковый обмен оказывает характер питания, качественный и количественный белковый состав пищи. Источниками белков могут служить не только животные продукты (мясо, рыба, яйца, творог), но и растительные, например, плоды бобовых (фасоль, горох, соя, арахис, которые содержат до 22-23 % белков по массе), орехи и грибы. Однако больше всего белка в сыре (до 25 %), мясных продуктах (в свинине 8-15 %, баранине 16-17 %, говядине 16-20 %), в птице (21 %), рыбе (13-21 %), яйцах (13 %), твороге (14 %). Молоко содержит 3 % белков, а хлеб 7-8 %. Среди круп чемпион по белкам – гречневая (13 % белков в сухой крупе), поэтому именно ее рекомендуют для диетического питания. Чтобы избежать «излишеств» и в то же время обеспечить нормальную жизнедеятельность организма, надо, прежде всего, дать человеку с пищей полноценный по ассортименту набор белков. Если белков в питании недостает, взрослый человек ощущает упадок сил, у него снижается работоспособность, его организм хуже сопротивляется инфекции и простуде. Что касается детей, то они при неполноценном белковом питании сильно отстают в развитии: дети растут, а белки – основной «строительный материал» природы. Таким образом, можно сказать белки = жизнь.
5. Далее обучающимся предлагается решить задачу.
Известно, что для взрослого человека необходимо 1,5г белка на 1 кг ,а подросткам 2-2,5г на 1кг массы тела в день. Зная свою массу, определите суточную норму потребления белка для своего организма.
Запишите в тетради по свою суточную потребность в белке и учтите, что около 60% потребляемых белков должно быть животного происхождения, так как не все белки равноценны. Наиболее питательны белки молока, яиц, наименее питательны белки сухожилий, волос, роговицы глаз. Другими словами: иного белка достаточно 50г, а другого и 200г не хватит.
Проектируется на экран таблица, отражающая содержание белков (г) в 100 г некоторых продуктов; учащиеся выписывают в тетрадь биологии продукты, содержащие наибольшее количество белков.
| Хлеб пшеничный 1 сорт | 7,6г | Сахар – рафинад | - |
| Батоны | 7,9г | Масло сливочное | 0,6г |
| Сдоба | 7,6г | Молоко | 2,8г |
| Пирожное (с фруктовой начинкой) | 5,1г | Сыр | 25,3г |
| Гречневая крупа | 12,6г | Творог | 18г |
| Манка | 11,3г | Мороженое | 3,2г |
| Рис | 7г | Яйцо куриное | 12,7г |
| Макароны | 10,4г | Говядина | 18,9г |
| Орехи (фундук) | 16,1г | Куры | 18,2г |
| Икра зернистая | 27,2г | Свинина | 15г |
| Горох, фасоль, соя | 19,3г и 34,9г | Рыба копченая | 26г |
Преподаватель химии говорит о применении и проблеме синтеза белков. Шерсть, кожу и натуральный шелк применяют для изготовления одежды.
Многие белки обладают токсичными свойствами (яды змей, холерный, дифтерийный и столбнячный токсины), поэтому они важны для медицинских целей.
Но главное белки составляют важнейшую и незаменимую часть пищи человека. В наше время 10-15% населения Земли голодают, а 40% получают неполноценную пищу с недостаточным содержанием белка. Поэтому человечество вынуждено искусственными путями производить белок наиболее дефицитный продукт на Земле.
Синтез белков в лабораторных условиях очень сложен. Можно привести такой пример. Первый белок, у которого расшифровали первичную структуру (в 1954) , был инсулин. Для этого потребовалось почти 10 лет. Молекула инсулина состоит из двух цепочек. Одна из них содержит 21, а другая 30 аминокислотных остатков. Для получения одной цепочки потребовалось провести 89 реакций, а для получения другой 138. а в живых организмах процесс синтеза белка происходит мгновенно.
Сейчас разработаны пути получения более 120 видов искусственных мясных и рыбных продуктов. То есть осуществляется проблема биохимического и синтетического получения пищи.
6. Сейчас вы как будущие технологи составите меню на день, зная свою норму белков.
VII. Итог урока
Выставить оценки за урок. Поблагодарить учеников
VIII. Домашнее задание: зная кол-во необходимого вам белка, составить обед и ужин.
Сообщение студента о функциях белков
1. Каталитическая: в каждой живой клетке непрерывно происходят сотни биохимических реакций, в ходе которых идут распад и окисление поступающих извне питательных веществ. Клетка использует энергию, полученную вследствие окисления данных веществ, продукты их расщепления служат для синтеза необходимых клетке органических веществ. Быстрое протекание таких биохимических реакций обеспечивают биокатализаторы – ферменты. Известно более 2 тысяч ферментов, каждая молекула которых способна осуществлять от тысяч до миллионов операций в минуту. В ходе этих реакций ферментный белок не расходуется. Он соединяется с реагирующими веществами, ускоряет их превращение и выходит из реакции неизмененным.
2. Строительная: из белков состоят мембраны клеток и клеточных органоидов. У высших животных из белков состоят стенки кровеносных сосудов, сухожилия, хрящи. Из устойчивого и твердого белка кератина состоят образования, используемые животными для защиты – рога, копыта, панцири, когти, перья, шерсть.
3. Энергетическая: при распаде 1 г белка выделяется 17,6кДж энергии, однако белки используются с целью получения энергии только тогда, когда истощаются другие источники.
4. Регуляторная: известно, что в живых организмах производятся специальные регуляторы физиологических процессов – гормоны. Часть гормонов являются белками. Гормоны образуются в особых клетках гипоталамуса, в гипофизе (например, гормон роста), в специальных клетках поджелудочной железы (например, инсулин). Гормоны выполняют важную роль в организме, управляя активностью ферментов. Так, инсулин активизирует в клетках печени фермент, синтезирующий из глюкозы гликоген. Если не хватает инсулина, то глюкоза накапливается в крови в избытке, так как клетки не могут ее захватить. Именно в этом причина развития сахарного диабета .
5. Транспортная: в крови, в наружных клеточных мембранах, в цитоплазме и ядрах клетки имеются различные транспортные белки, которые обеспечивают активный и строго избирательный транспорт веществ. В крови белки – транспортеры «узнают», связывают определенные белки – гормоны, витамины, микроэлементы и несут их к определенным клеткам. Белок крови гемоглобин присоединяет кислород и разносит его ко всем тканям и органам тела.
6. Двигательная: все виды движения живых организмов, в том числе сокращение мышц, мерцание ресничек, движение жгутиков, листьев у растений, выполняют особые сократительные белки. В работе мышц человека главную роль играют актин и миозин.
7. Защитная: специальные белки – иммуноглобулины - выполняют роль антител по отношению к чужеродным белкам (антигенам). Они связывают и выводят антигены из организма, препятствуют размножению бактерий и вирусов, нейтрализуют выделяемые ими токсины (яды). Например, в лимфатических узлах образуются лимфоциты – клетки, синтезирующие антитела. Таким образом, у человека и животных одна из главных систем – это иммунная система.
8. Сигнальная: в поверхностную мембрану клетки встроены молекулы белков, способные менять свою третичную структуру в ответ на действие факторов внешней среды. Так происходит прием сигналов из внешней среды и передача команд в клетку.
По мере рассмотрения каждой функции, учащиеся записывают в тетрадь функции белков.
А знаете ли Вы: (сообщение)
1. совет врача-диетолога -Белок никогда не переходит в жир –
2. совет врача-косметолога.
Образование морщин связано с уменьшением натурального белка коллагена и впрыскиванием его в верхний слой кожи коллаген возмещается. Почти все мелкие и крупные морщины можно корректировать этой терапией
3. Современное название белков-ферментов – энзимы.
4. Выработка иммунитета – это важная защитная функция белка. Диета снижает иммунитет.
5. Изучение белков позволило ответить на вопросы, почему одни люди высокого роста, а другие низкого, одни полные, другие худые, одни медлительные, другие проворные, одни сильные, другие слабые.
6. Все белки в организме человека постоянно разрушаются и синтезируются. Период полураспада белков в теле человека 80 дней, в мышцах, коже, мозгу – 180 дней, в сыворотке крови и печени – 10 дней, у ряда гормонов он исчисляется часами и даже минутами (инсулин).
7. Каждый вид обладает собственными видами белков. Если бы в белке не было бы заложено этого качества, то не было бы такого разнообразия жизненных форм, к которым относимся и мы.
2 278
30 795 
