Технологическая карта урока

Технологическая карта урока.
«Химический состав клетки. Вода и минеральные соли».

Класс: 10

Цель урока: Сформировать у учащихся представление о роли воды и минеральных солей в жизнедеятельности клетки, а также о их значении для организма в целом. 

Планируемые результаты:

• Предметные: 
  Учащиеся смогут объяснять роль воды и минеральных солей в клетке, называть основные элементы, входящие в состав клетки, и приводить примеры функций минеральных солей. 

• Метапредметные: 
  Учащиеся смогут анализировать, сравнивать, обобщать информацию, работать с текстом учебника и другими источниками. 

• Личностные: 
  Осознание важности правильного питания для здоровья.

Тип урока: Комбинированный.

Оборудование: Учебник, наглядные пособия (схемы, таблицы), проектор, компьютер.

Ход урока:

I. Организационный момент (5 мин)

• Приветствие, проверка готовности к уроку.

II. Актуализация знаний (10 мин)

• Беседа:

  • Что такое клетка?

  • Из чего состоит клетка?

  • Какие вещества входят в состав клетки?

• Фронтальный опрос: вспомнить основные группы органических веществ клетки (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты).

III. Изучение нового материала (20 мин)

Химический состав клетки включает неорганические (вода и минеральные соли) и органические вещества. Вода составляет основную массу клетки (70–80%) и выполняет множество функций, включая обеспечение упругости и участие в обмене веществ. Минеральные соли, представленные макро- и микроэлементами (калий, натрий, кальций, фосфор, сера, хлор, магний), поддерживают постоянство внутренней среды клетки и необходимы для жизнедеятельности. 

Неорганические вещества

• Вода

• Состав: Около 70-80% массы клетки составляет вода. 

• Функции:

• Обеспечивает упругость клетки и определяет ее форму. 

• Участвует в химических реакциях и является средой для их протекания. 

• Транспортирует вещества. 

• Обеспечивает терморегуляцию клетки. 

• Запись в тетрадь: Вода - универсальный растворитель, участвует в химических реакциях, транспортировке веществ и поддержании формы клетки.

• Минеральные соли

  • Состав: Представлены ионами различных химических элементов. 

    • Макроэлементы: Калий (K), натрий (Na), кальций (Ca), фосфор (P), сера (S), хлор (Cl), магний (Mg). 

    • Микроэлементы: Железо (Fe), цинк (Zn), марганец (Mn), медь (Cu) и другие. 

  • Функции:

    • Поддерживают постоянство внутренней среды клетки (гомеостаз). 

    • Участвуют в биохимических процессах. 

    • Влияют на мышечные сокращения. 

    • Являются структурными компонентами клеточных структур. 

Значение неорганических веществ

Неорганические вещества (вода и минеральные соли) жизненно важны, поскольку они обеспечивают нормальное протекание всех биохимических процессов в клетке и поддержание ее жизнеспособности.

IV. Закрепление изученного материала (10 мин)

• Фронтальная дискуссия: обсуждение роли воды и минеральных солей в жизнедеятельности клетки. 

V. Домашнее задание (5 мин)

• Прочитать параграф учебника по теме "Химический состав клетки: вода и минеральные соли".

• Подготовить краткий доклад о значении одного из микроэлементов для организма человека (например, йода, железа, меди).

• Нарисовать схему "Химический состав клетки" с выделением воды и минеральных солей. Составить таблицу «Макро и микро элементы и их функции».

Технологическая карта урока

«Белки. Состав и строение белков»

Класс: 10

Цель: Изучить состав, строение и свойства белков.

Задачи:

• Образовательные:

• Познакомить учащихся с понятием "белки" как биополимерами, состоящими из аминокислот. 

• Объяснить принцип соединения аминокислот в полипептидную цепочку с помощью пептидных связей. 

• Рассмотреть уровни пространственной организации белковой молекулы (первичная, вторичная, третичная, четвертичная структуры). 

• Познакомить с понятиями денатурации и ренатурации белков. 

• Развивающие:

  • Развивать умение работать с дополнительными источниками информации.

  • Сформировать навыки анализа и синтеза информации.

  • Развить логическое мышление.

• Воспитательные:

  • Воспитать научное мировоззрение.

  • Сформировать понимание важности белков для жизнедеятельности организма. 

Ход урока:

1. Организационный момент 

(2 мин.)

• Приветствие, проверка готовности класса к уроку.

• 2. Актуализация опорных знаний 

(5 мин.)

• Фронтальный опрос: "Что такое полимеры? Каковы их основные свойства?"

• Обсуждение роли аминокислот в организме.

3. Изучение нового материала 

(20 мин.)

Белки — это природные полимеры, мономерами которых являются аминокислоты, соединенные пептидными связями. В состав белков входят углерод (C), водород (H), кислород (O), азот (N), а также могут входить фосфор (P) и сера (S). Аминокислоты отличаются друг от друга по химическому радикалу (R-группе) и соединяются в длинные цепи — полипептиды. Эти цепочки сворачиваются в спирали (вторичная структура) и более сложные трехмерные формы (третичная и четвертичная структуры), что определяет уникальные свойства каждого белка. 

Состав белков

• Аминокислоты: 

Белки состоят из 20 различных стандартных аминокислот. 

• Пептидная связь: 

Молекулы аминокислот связываются друг с другом, образуя пептидные связи между карбоксильной группой одной аминокислоты и аминогруппой соседней, формируя полипептидную цепь. 

• Дополнительные элементы: 

Кроме стандартных элементов (C, H, O, N), в состав белков могут входить сера, фосфор и металлы (например, железо в гемоглобине). 

Строение белков (4 уровня организации)

1. Первичная структура: 

Это линейная последовательность аминокислот в полипептидной цепи. 

1. Вторичная структура: 

Полипептидная цепь сворачивается в альфа-спираль или бета-лист, которые поддерживаются водородными связями. 

1. Третичная структура: 

Трехмерная укладка всей полипептидной цепи в глобулу (шар) или фибриллу (нить). 

1. Четвертичная структура: 

Характерна для сложных белков и образуется при объединении нескольких полипептидных глобул в единый комплекс, удерживаемый межмолекулярными связями. 

Примеры и функции

• Гемоглобин: 

Сложный белок, содержащий атом железа в составе небелковой части (гема) и отвечающий за перенос кислорода. 

• Ферменты: 

Большинство ферментов являются сложными белками и выполняют каталитическую (ускоряют биохимические реакции) функцию. (поговорим о них на следующем уроке).

• Антитела (иммуноглобулины): 

Защитная функция белков, участвуют в иммунном ответе организма. 

Свойства: Денатурация (нарушение структуры) и ренатурация (восстановление). 

4. Закрепление материала 

(15 мин.)

• Работа с учебником: Самостоятельная работа с текстом учебника, выделение главных понятий.

• Решение задач: Решение задач на определение аминокислотного состава белка.

• Обсуждение: Повторное обсуждение основных понятий, ответов на вопросы.

5. Подведение итогов урока 

(3 мин.)

• Краткое резюме основных понятий.

• Оценка работы учащихся.

6. Домашнее задание 

(2 мин.)

• Изучить материал по учебнику.

• Подготовить краткий доклад о функциях белков в организме (строительная, каталитическая, двигательная, транспортная и др.

Задачи по определению аминокислотного состава белков обычно включают в себя вычисление массовой доли каждой аминокислоты на основе данных о молярных массах или массы образца белка. Для их решения необходимо: 1. Гидролизовать белок (кислотно или ферментативно), чтобы получить отдельные аминокислоты, 2. Определить количество каждого типа аминокислоты, 3. Рассчитать их массовую долю, используя молярную массу каждой аминокислоты и общую массу белка. 

Пример решения задачи

Дано:

• Белок был полностью гидролизован.

• В составе белка обнаружено определенное количество аминокислот, например: 10 молей аланина, 15 молей глицина и т.д.

• Известна молекулярная масса белка.

Задача: Найти массовую долю каждой аминокислоты.

Решение: 

1. Вычислите массу каждой аминокислоты:

• Масса аланина = (количество молей аланина) * (молярная масса аланина)

• Масса глицина = (количество молей глицина) * (молярная масса глицина)

• Вычислите массовую долю каждой аминокислоты:

  • Массовая доля аланина = (масса аланина) / (молекулярная масса белка) * 100%

  • Массовая доля глицина = (масса глицина) / (молекулярная масса белка) * 100%.

Особенности и дополнительные задания

• Определение аминокислотного состава: 

В задачах может быть дано, например, соотношение аминокислот, и нужно определить их процентный состав.

• Установление молекулярной массы белка: 

В некоторых задачах нужно рассчитать молекулярную массу белка, зная его полный аминокислотный состав.

• Определение полного количества аминокислот: 

Если даны массовая доля каждой аминокислоты и молекулярная масса белка, можно рассчитать, сколько аминокислотных остатков приходится на один моль белка.

• «Неполноценные белки»: 

Задачи могут касаться определения незаменимых аминокислот, которые организм не может синтезировать сам.

Знания, необходимые для решения задач

• Аминокислоты, необходимые для синтеза белка, доставляются в рибосомы с помощью т-РНК. Каждая молекула т-РНК переносит только одну аминокислоту.

• Информация о первичной структуре молекулы белка зашифрована в молекуле ДНК.

• Каждая аминокислота зашифрована последовательностью из трех нуклеотидов. Эта последовательность называется триплетом или кодоном.

Алгоритм решения задач

Если дано тРНК

Алгоритм решения задач:

1. Каждая тРНК несет 1 аминокислоту, отсюда количество аминокислоты = количеству тРНК. Каждая аминокислота соответствует одному триплету.

2. По молекуле иРНК определяем количество триплетов в иРНК- это равно количеству триплетов в гене.

3. Каждый триплет состоит из 3 нуклеотидов, то есть количество триплетов умножаем на 3.

4. Записываем ответ.

Задача №1. В трансляции участвовало 30 молекул т-РНК. Определите количество аминокислот, входящих в состав образующегося белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.

Решение:

1.  Если в синтезе участвовало 30 т-РНК, то они перенесли 30 аминокислот.

2. Одна аминокислота кодируется одним триплетом, значит число триплетов -30

3. Один триплет – 3 нуклеотида, 3х30=90 нуклеотидов.

Ответ: Количество а/к – 30. Число триплетов – 30. Число нуклеотидов – 90.

Если дано количество нуклеотидов в первой цепи

Алгоритм решения задач:

1. По принципу комплементарности находим количество комплементарных нуклеотидов в двух цепях ДНК (А=Т, Г=Ц)

2. Вычисляем общее количество нуклеотидов в двух цепях ДНК

3. Белок кодирует только транскрибируемая цепь ДНК (одна из двух цепей), поэтому делим общее число нуклеотидов на 2

4. Для того чтобы найти количество аминокислот полученное количество нуклеотидов делим на 3

5. Записываем ответ

Задача №2. Участок одной из двух цепей молекулы ДНК содержит 300 нуклеотидов с аденином (А), 100 нуклеотидов с тимином (Т), 150 нуклеотидов с гуанином (Г) и 200 нуклеотидов с цитозином (Ц). Какое количество нуклеотидов с А, Т, Г и Ц содержится в двуцепочечной молекуле ДНК? Сколько аминокислот должен содержать белок, кодируемый этим участком молекулы ДНК? Ответ поясните.

Решение:

1. Количество нуклеотидов с аденином в одной цепи ДНК составляет 300 нуклеотидов, в другой — 100 нуклеотидов; в сумме в двух цепях 400 нуклеотидов с аденином и столько же с тимином (по принципу комплементарности)

2. Количество нуклеотидов с гуанином в одной цепи ДНК составляет 150 нуклеотидов, в другой — 200 нуклеотидов; в сумме в двух цепях 350 нуклеотидов с гуанином и столько же с цитозином (по принципу комплементарности)

3. Всего в двух цепях молекулы ДНК 1500 нуклеотидов. Белок кодирует только транскрибируемая цепь ДНК (одна из двух цепей): 1500/2 = 750 нуклеотидов.

4. 3 нуклеотида кодируют 1 аминокислоту, поэтому в результате транскрипции с данного участка ДНК и последующей трансляции будет синтезирован белок из 250 аминокислот (750 / 3 = 250)

Ответ: 1500 нуклеотидов в двуцепочечной молекуле ДНК. 250 аминокислот.