Урок-игра на тему: "Белки".

Муниципальное Казенное Общеобразовательное Учреждение «Какамахинская СОШ им.А.Баганда»

Утверждаю:

Зам. дир. по УВР

___________ /Маллаев А.М/

_____________20___г.

Коспект

урока-игры в 10 классе

 по теме

«Белки».

Учитель химии и биологии:

Уруджева Э.А.

Какамахи.

Тема урока: «Белки».

Дата проведения: ______________

Тип урока: урок освоения новых знаний.

Цель урока: углубить знания о важнейшем классе биологически значи­мых органических соединений – белках.

Задачи:

Обучающие:

1. сформировать представление у учащихся о белках как о непериодических линейных биополимерах, состоящих из различных аминокислотных остатков;

2. охарактеризовать состав и химическое строение полипептид­ных молекул, а также первичную, вторичную, третичную и четвертич­ную структуру белка;

3. ознакомить учащихся с важнейшими функциями белков;

4. способствовать формированию знаний у учащихся о качественных реакциях на молекулы белка.

Развивающие:

1. способствовать развитию познавательного интереса у учащихся, умения устанавливать межпредметные связи;

2. совершенствовать способность учащихся анализировать, сравнивать, устанавливать взаимосвязь между строением и свойствами веществ.

Воспитательные:

1. показать материальное единство органического мира;

2. способствовать формированию научного мировоззрения.

Планируемые образовательные результаты: учащиеся должны усвоить понятие «белки», «пептидные связи»; уметь охарактеризовать существующие уровни структурной организации белков; знать основные функции и свойства белков; уметь классифицировать белковые вещества по разным признакам; знать качественные реакции, позволяющие определить белковые молекулы.

Основные термины, понятия: белки, природные полимеры, амидная (пептидная) связь, полипептидная цепь, дисульфидные мостики, глобулярные и фибриллярные белки, гидрофильность, студни, денатурация белка, пенообразование, ксантопротеиновая и биуретовая реакции.

Оборудование: компьютер, видеопроектор, экран, демонстрационная презентация к уроку, учебник, раздаточный материал – таблицы «Строение белковых молекул».

Ход урока:

1. Организационный момент (1 мин).

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Приветствует учащихся. Отмечает отсутствующих (слайд 1).

Приветствуют учителя.

1. Мотивация учебной деятельности (3 мин).

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Учитель произносит вступительное слово:

«Органические соединения составляют в среднем 20-30% массы клетки живого организма. К ним относятся биологические полимеры – углеводы, нуклеиновые кислоты, белки и жиры. На этом уроке мы расширим ваши знания о строении и функциях молекул белка, их химических свойствах, а также познакомимся с качественными реакциями на белки»

Эпиграфом урока будут слова Фридриха Энгельса «Жизнь – это способ существования белковых тел» (слайд 2).

Учащиеся слушают вступительное слово учителя. Записывают дату и тему урока в тетради.

1. Повторение и актуализация опорных знаний (4 мин).

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Учитель проводит фронтальный опрос учащихся с целью актуализации имеющихся знаний по теме «Аминокислоты».

За правильный ответ ученик получает один балл и получает фишку. В конце урока учащиеся, имеющие 5 фишек – получают отметку «отлично», 4 – «хорошо», 3 – «удовлетворительно» в журнал (слайд 3)

1. Что называется аминокислотой?

2. Какая функциональная группировка придает аминокислоте – кислотные, а какая – щелочные свойства?

3. Каким особым свойством обладают аминокислоты?

4. В результате какой реакции образуется пептидная связь?

5. Как называют соединение, образованное при взаимодействии трех аминокислот?

6. Сколько видов аминокислот входит в состав белков?

Учащиеся отвечают на вопросы учителя с места.

Дают предположительные верные ответы:

1. Органические соединения, содержащие в молекулах одновременно амино- и карбоксильные группы.

2. Карбоксильная группа придает кислотные свойства, а аминогруппы – щелочные свойства.

3. Вступают в реакцию друг с другом.

4. В результате реакции поликонденсации.

5. Называется трипептидом.

6. 20 аминокислот.

1. Химические свойствазложение нового материала (28 мин).

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

4.1 Состав и строение белков.

Учитель знакомит учащихся с понятием «белки». Дает подробную характеристику структур белковых молекул.

«Среди органических веществ клетки белки занимают первое место как по количеству, так и по значению.

Белки – это высокомолекулярные природные полимеры, молекулы которых построены из остатков α-аминокислот, соединенных амидной (пептидной) связью.

В организме человека встречается 5 млн. типов белковых молекул, отличающихся не только друг от друга, но и от белков других организмов. Такое разнообразие обеспечивается сочетанием всего лишь 20 разных аминокислот, составляющих несколько сотен, а иногда и тысяч комбинаций. Порядок их чередования может быть самым разнообразным; благодаря этому возможно существование огромного числа молекул белка, отличающихся друг от друга. Напри­мер, из 20 остатков аминокислот теоретически можно составить около 2 • 10¹⁸ вариантов белковых молекул, различающихся порядком чере­дования аминокислот, а значит, и формой, и свойствами.

Элементарный состав белковых веществ колеблется незначительно (в % на сухую массу):

углерод – 51-53; кислород – 21,5-23,5; азот – 16,8-18,4; водород – 6,5-7,3; сера – 0,3-2,5.

Белки разного размера включают в себя от нескольких десятков до нескольких со­тен и даже тысяч аминокислот. В среднем длина белка - около 300 аминокислот.

Последовательность соединения аминокислотных остатков в полипептидной цепи получила название пер­вичной структуры белка. Углерод карбонильной группы, азот и связанные с ними четыре атома лежат в одной плоскости. Валентные углы при sp²-гибридном атоме углерода близки к 120⁰, при sp³-гибридном атоме углерода - 110⁰.

Группа атомов –СО – NH -, с помощью которой связаны две α-аминокислоты, называется пептидной связью .

В пространстве полипептид­ная цепь белка может располагаться двумя способами. Она может быть закручена в спираль, на каждом витке которой располагается 3,6 звена аминокислот с обращенными наружу радикалами. Отдельные витки скреплены между собой водо­родными связями между группами NH и СО различных участ­ков цепи. Такая структура белка называется α-спираль и наблюдается, к примеру, у α-кератина (шерсть, волосы, ногти).

Если боковые группы аминокислотных остатков не очень велики (глицин, аланин, серии), две полипептидных цепи мо­гут быть расположены параллельно и скрепляться между со­бой водородными связями. При этом полоса получается не плоской, а складчатой. Это β-структура белка, характерная, например, для фиброина шелка.

Таким образом, вторичная структура - это спираль, которая образуется в результате скручивания поли­пептидной цепи за счет водородных связей между группами СО и NH .

Полипептидные цепочки с опреде­ленной вторичной структурой могут быть по-разному располо­жены в пространстве. Это пространственное расположение α-спирали или β-структуры в пространстве получило название третичной структуры.

Третичная структура - пространственная конфигурация спирали в пространстве. Эта структура поддерживается за счет гидрофобных взаимодействий, водородных, дисульфидных, ионных связей.

По характеру «упаковки» белко­вой молекулы различают глобуляр­ные, или шаровидные, и фибрил­лярные, или нитевидные, белки.

В ряде случаев отдельные субъединицы белка с помощью водородных связей, электростатического и других взаимодействий образуют более сложные структуры. Четвертичная структура - способ совместной укладки нескольких глобул. Есть не у всех белков» .

4.2 Функции белков

Учитель знакомит учащихся с основными функциями белковых молекул (слайд 10).

«Функции белков в клетке чрезвычайно многообразны:

1. Одна из важнейших — строительная (структурная) функция: белки участ­вуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки, а также внеклеточных структур.

2. Исключительно важное значение имеет каталитическая (ферментативная) роль белков. Все ферменты — вещества белковой природы, они ускоряют химические реакции, протекающие в клетке, в десятки и сотни тысяч раз.

3. Двигательная функция живых организмов обеспечивается спе­циальными сократительными белками. Эти белки участвуют во всех видах движения, к которым способны клетки и организмы.

4. Транспортная функция белков заключается в присоединении хи­мических элементов (например, кислорода) или биологически актив­ных веществ (гормонов) и переносе их к различным тканям и органам тела.

5. Защитная функция. При поступлении в организм чужеродных белков или микроорганизмов в белых кровяных тельцах — лейкоци­тах — образуются особые белки — антитела. Они связывают и обез­вреживают несвойственные организму вещества (антигены).

6. Гормональная функция. Обмен веществ в организме регулируется разнообразными механизмами. В этой регуляции важное место занимают гормоны, вырабатываемые в железах внутренней секреции.

7. Белки служат и одним из источников энергии в клетке, т. е. вы­полняют энергетическую функцию. При полном расщеплении 1 г бел­ка выделяется 17,6 кДж энергии.»

4.3 Химические свойства белков.

Учитель знакомит учащихся с основными химическими свойствами белков, а также с качественными реакциями на белковые молекулы.

С помощью презентации учитель показывает учащимся опыты, для наглядной демонстрации химических свойств белков .

«Белки обладают следующими химическими свойствами:

1. Гидратация белков. В процессе гидратации молекулы белка связывают молекулы воды, проявляя гидрофильные свойства. Набухают, масса и объем белков увеличиваются. При ограниченном набухании концентрированные белковые растворы образуют сложные системы – студни.

2. Гидролиз белков. В кислой среде белки расщепляются до составляющих аминокислот.

3. Горение белков. Белки горят с образованием азота, углекислого газа и воды. Горение сопровождается характерным запахом жженых перьев.

4. Пенообразование. Это способность белков образовывать высококонцентрированные системы «жидкость-газ», называемые пенами. Белки в качестве пенообразователей широко используются в кондитерской промышленности (пастила, зефир, суфле).

5. Денатурация белков. Это сложный процесс, при котором под влиянием внешних факторов (температуры, механического воздействия, действия кислот, щелочей, ультразвука и др.) происходит изменение вторичной, третичной и четвертичной структур белковой макромолекулы, т. е. нативной (естественной) пространственной структуры. Первичная структура, а, следовательно, и химический состав белка не меняются. Изменяются физические свойства: снижается растворимость. Способность к гидратации, теряется биологическая активность.

Качественные (цветные) реакции на белки :

1. Биуретовая реакция. Слабощелочные растворы белков реагируют с раствором сульфата меди (II) и образуются комплексные соединения, имеющие сине-фиолетовую окраску.

2. Ксантопротеиновая реакция. Реакция между ароматическими и гетероатомными циклами молекул белка и концентрированной азотной кислотой приводит к появлению желтой окраски.

Учащиеся записывают определения понятий «белки», «пептидная связь», «первичная структура», «вторичная структура» и «третичная структура» в рабочую тетрадь.

Вклеивают раздаточный материал – таблицу «Строение белковых молекул».

Конспектируют в тетрадь основные моменты, отраженные на слайдах презентации.

Учащиеся кратко конспектируют в рабочую тетрадь основные функции белков.

Учащиеся записывают в тетрадь основные химические свойства белков.

Наблюдают за демонстрационными опытами презентации.

1. Первичное закрепление изученного материала. Рефлексия деятельности (5 мин).

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Учитель предлагает учащимся пройти мини-тест по теме «Белки», который представлен на слайде.

Время, которое отводится для ответов на вопросы теста, составляет 5 мин.

По окончанию времени ученики меняются своими листочками и оценивают работу соседа.

Варианты правильных ответов учитель открывает на слайде.

1. Первичная структура белка удерживается:

а) водородными связями;

б) пептидными связями;

в) гидрофобными связями;

г) дисульфидными связями.

2. Вторичную структуру белковой молекулы поддерживают в основном … связи.

а) водородные;

б) ионные;

в) пептидные;

г) гликозидные.

3. Молекулы белков отличаются друг от друга:

а) последовательностью чередования аминокислот;

б) количеством аминокислот в молекуле;

в) формой третичной структуры;

г) всеми указанными особенностями.

4. Как поступают в клетки животных незаменимые аминокислоты?

а) синтезируются в самих клетках;

б) поступают вместе с пищей;

в) поступают вместе с витаминами;

г) поступают всеми указанными путями.

5. Полипептидная цепь, свернутая в клубок, – это … структура белка.

а) первичная;

б) вторичная;

в) третичная;

г) четвертичная.

Учащиеся на листочках выполняют задания теста, предложенного учителем. Затем обмениваются с соседом по парте листами и проверяют правильность данных ответов.

Правильные ответы:

1. б. 2. а.

3. г. 4. б.

5. в.

1. Подведение итогов урока (2 мин).

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Учитель совместно с учащимися оценивает урок и принимает их предложения и пожелания.

Учитель выставляет отметки в журнал.

Осознание учащимися своей учебной деятельности, самооценка результатов своей деятельности и всего класса.

Учащиеся считают количество полученных фишек за правильные ответы.

1. Информация о домашнем задании (3 мин) – слайд.

1. § 27 (с. 227-241) прочесть, ответить на вопросы 1-5 на стр. 241-242.

2. Задание 10 на стр. 242 выполнить письменно.

3. Решить предложенные задачи (по желанию, на оценку):

• Вычислите массу соли, которую можно получить при взаимодействии 150 г 5%-ного раствора аминоуксусной кислоты с необходимым количеством гидроксида натрия. Сколько граммов 12%-ного раствора щелочи потребуется для реакции?

• Навеску аминоуксусной кислоты разделили на две порции в соотношении 1:2. Меньшую порцию нейтрализовали избытком раствора гидроксида натрия. При этом образовалось 29,1 г соли. Какую массу сложного эфира можно получить из большей порции аминоуксусной кислоты, если массовая доля выхода эфира составляет 73%? Для реакции этерификации использовали этанол.

1. Долгосрочное индивидуальное задание.

Выполнить на выбор творческую работу:

• Составить кроссворд на тему «Органические соединения»

• Создать презентацию по

теме «Превращения белков в организме»

Список использованной литературы (слайд 18):

1. Габриелян О. С. Органическая химия, 10 класс: методическое пособие: книга для учителя / О. С. Габриелян, Т. П. Попкова, А. А. Карцева. - М.: Просвещение, 2006. -159 с.

2. Габриелян О.С. Химия. 10 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразовательных учреждений / О.С. Габриелян, Ф.Н. Маскалев, С.Ю. Пономарев, В.И. Теренин - М.: Дрофа, 2008. – 318 с.

3. Левина Э.М. Химия в схемах и таблицах для 8-11 классов общеобразовательных школ / Э.М. Левина, В.В. Кириллов. – СПб: Тригон, 2008. – 176 с.

4. Органическая химия. 10-11 класс. - М.: Лаборатория систем мультимедиа. - МарГТУ, 2002. - (Образовательная коллекция).

5. Щербатых Ю.В. Биология в схемах и таблицах: учебное пособие. – М.: Эксмо, 2007. – 384 с.

6. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/5bc7baa2-0ff5-7ba3-5838-35fb7120ea4e/00148919052680926.htm

7. http://him.1september.ru/

8. http://school-sector.relarn.ru/nsm/chemistry/Rus/chemy.html

9. http://www.himhelp.ru/section25/section27kilur/section141/

Приложение 1.

Раздаточный материал.

Таблица - «Строение белковых молекул»

-NH-CO-

В торичная -спиралевидная

Закручивание полипептидной линейной цепи в спираль – спиралевидная структура.

Внутримолекулярные водородные связи (CO…HN CO…HN).

Третичная – глобулярная. Упаковка вторичной спирали в клубок – клубочковидная структура. Дисульфидные и ионный связи.

Четвертичная структура

Совместная упаковка и укладка нескольких полипептидных цепей сложных белков за счет водородных связей, электростатических и гидрофобных взаимодействий приводит к образованию четвертичной структуры.