Урок "Белки - природные полимеры"

Учитель биологии

МБОУ «СШ №29»

Тюмен области, ХМАО-Югра,

 г. Нижневартовска

Шайхуллиной Зили Мухарамовны.

Методическая разработка урока по дисциплине «Биология»

- дать понятие о белках – природных полимерах ,объяснить

строение макромолекул белка.

- углубить знания учащихся о связи строения молекул

вещества и их функции на примере белков.

- научить осмысливать информацию и делать выводы.

- расширить знания в области .

2.Развивающая:

- актуализация знаний;

- умение систематизировать и обобщать полученные знания.

- развить умение выделять главное, делать выводы.

3.Воспитательная:

- воспитать навыки групповой деятельности студентов;

- сформировать интерес к знаниям;

- сплотить коллектив группы.

- формировать и развивать научную картину мира.

Знать:

- состав белков, уровни организации белковой молекулы

- свойства и функции белков.

Уметь:

- проводить реакции, подтверждающие свойства белков,

качественные реакции на белки.

-составлять уравнения химических реакций синтеза

полипептидной цепи (составлять модели).

- объяснять функции белков в организме.

Оборудование таблицы “Строение белков”, “Состав белков”, “Функции белков”, “Расщепление белков в организме”, “Аминокислоты”. Образцы белков (яйцо, мясо), реактивы (H2O2, C2H5OH, CuSO4, NaOH, HNO3, NaCl). Спиртовки, образцы шерсти.

Ход урока:

1. Организационный момент:

2. Переход к изучению новой темы:

3. Изучение новой темы:

Урок начинается стихами С.Я.Надсона:

“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…”

Учитель химии: Что такое жизнь? Откуда она взялась на Земле? Эти вопросы волнуют людей всегда. Ни одно естественнонаучное явление не вызывало такой острой борьбы мировоззрений, какая 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)

Современная наука представляет жизнь как переплетение сложнейших химических процессов взаимодействия белков между собой и другими веществами.

Что же такое белок? Студенты должны раскрыть тайну веществ, лежащих в основе понятия “жизнь”, т.е. должны ответить на вопрос “Что такое белок?”. (Для организации дальнейшей деятельности студентов учитель знакомит их с особенностью работы в группах). Студенты работают в составе 6 групп с учетом психофизиологических особенностей.

Для самостоятельной работы группам выданы инструкции, пластилин, проволока, бусы. Устанавливается регламент работы (10 минут).

• Прочитайте текст учебника химии на стр.18–20;

• Ответьте на вопросы и обсудите в группе:

  1. Каков атомарный состав белков? Какие функциональные группы входят в состав белков?

  2. Каким образом происходит соединение аминокислот в белковую молекулу? (Покажите на примере 2-х аминокислот. Пластилин. Цветная бумага).

  3. Каким образом образуется первичная, вторичная, третичная структура белка? (Покажите с помощью бус).

  4. Почему белки называют природными полимерами? (Отличие от крахмала, целлюлозы).

  5. Составьте схему превращения белков в организме.

Проводится обсуждение вопросов. Выступает один студент от группы, остальные имеют право дополнять, исправлять, задавать вопросы. Предлагается рейтинговая система оценки знаний, умений.

Полный ответ – 3 балла. Ответ с уточнениями, дополнениями – 2 балла, дополнение – 1 балл.

По окончанию обсуждения вопросов cтуденты формируют общий вывод по I этапу работы:

Белки очень разнообразны, т.к. каждый из них характеризуется последовательностью аминокислотных звеньев: белки – это высшая, самоорганизующаяся форма развития вещества, в которой первичная структура определяет его биологическую активность; белки полифункциональны, это биополимеры, полипептиды. Белки различаются по составу аминокислот, числу аминокислотных остатков по порядку их последовательности в белковой цепи.

Белки всех организмов построены из одних и тех же аминокислот – это доказательство единства живого мира на Земле.

Учитель биологии: Белки – основная структурная часть любого живого организма, а также неотъемлемая часть пищи животных и человека. При исключении из рациона белкового компонента, несмотря на достаточную калорийность пищи, у живых организмов наблюдаются патологические явления: остановка роста, изменение состава крови и т.д. С чем же связано огромное значение белков для живых организмов?

С сообщением “Функции белков в организме’’выступают студенты:

- каталитическая функция,

- защитная функция,

- строительная функция,

- сигнальная функция,

- энергетическая,

- транспортная,

- двигательная.

Вывод: приоритетная роль белков в клетке объясняется многообразием их функций. Поэтому они являются основой жизни.

Ученики составляют краткий конспект по выступлениям.

Закрепление пройденного материала(Лабораторная работа)

Каталитическая функция белков. Лабораторная работа. (Проводит учитель биологии).

1. Прилейте по 2 мл. Н2О2 в пробирке с кусочками мяса, картофелем (сырой, вареный).

2. Запишите наблюдаемые вами явления в таблицу.

3. Дайте объяснения вашим наблюдениям.

Вывод: При варке картофеля, мяса произошла денатурация белка фермента каталазы, разрушилась 3-ая структура белка и это привело в разрушению активного центра фермента. Выделение кислорода при действии Н2О2 на сырой картофель и мясо свидетельствует о проявлении каталитической функции белка – фермента каталазы.

2Н2О2 = 2Н2О + О2

Химические свойства белков (учитель химии).

1. Цветные реакции на белок

Опыт 1: Биуретовая реакция (распознавание пептидных связей).

К 2 мл раствора белка добавьте 2 мл 10% раствора NaOH, а затем 2–3 капли CuSO4. Наблюдайте изменение цвета.

Опыт 2: Ксантопротеиновая реакция (обнаружение бензольных ядер в аминокислотных остатках). К 2 мл раствора белка добавьте 0,5 мл конц. HNO3 и нагрейте. Наблюдайте за реакцией.

2. Гидролиз белков – разрушение первичной структуры. В лаборатории этот процесс проводится в присутствии кислот и щелочей при нагревании. В организме он проходит под действием ферментов.

3. Денатурация белков. Необратимая - полное разрушение пространственной структуры белка. Денатурация происходит под действием солей тяжелых металлов, высокой температуры, излучения.

Обратимая денатурация - частичное разрушение пространственной структуры белка. Обратный процесс называется денатурация.

Опыт 1. К раствору белка добавьте раствор хлорида натрия. Пронаблюдайте и проанализируйте изменения.

Опыт 2. К раствору белка добавьте концентрированный раствор сульфата меди. Пронаблюдайте и объясните изменения.

Опыт 3. К раствору белка добавьте 96% раствор этанола. Объясните произошедшие изменения.

4. Горение белков. Студенты поджигают шерстяную нитку и делают вывод.

Учитель химии: Денатурация приводит к нарушению антигенной чувствительности белка, а иногда и к полному блокированию ряда иммунологических реакций, к инактивации ферментов и нарушению обмена веществ. Ученые предполагают, что процессы старения связаны с медленно протекающей денатурацией. Реакция гидролиза белков приводит к образованию аминокислот, из которых в клетках организма образуются белки, характерные для данного организма.

Для закрепления новых понятий проводится логический брифинг. Каждая группа получает одинаковое число вопросов. Другие группы могут исправлять (1 балл). Правильный ответ – 2 балла.

Логический брифинг:

1. Другие названия белка.

2. Мономеры белка.

3. Группы атомов, обуславливающие амфотерные свойства белков.

4. Связь, поддерживающая I структуру белков.

5. Структура белка, представляющая спираль.

6. Полное разрушение пространственных структур белков.

7. Реакция, лежащая в основе получения белков.

8. Гормон поджелудочной железы.

9. Биологические катализаторы.

10.Болезнь, вызываемая недостатком инсулина в организме.

11.Связи, поддерживающие вторичную структуру белка?

12.Структура белка, определяющая биологическую активность белка.

13.Процесс взаимодействия белков с водой.

14.Структура белка, которая разрушается при нагревании белка с водой.

15.Структура белка, которая поддерживается эфирными и дисульфидными мостиками.

Вывод: Итак, понятие “жизнь” и “белок” неразрывно связаны. Чтобы ответить на вопрос “что такое жизнь?”, надо знать, что такое белок. Чем больше о белках мы узнаем, тем глубже проникаем в понятие “жизнь”. Насколько многообразны белки, настолько сложна, загадочна и многолика жизнь. Подтверждением служат слова Гете: “Я всегда говорил и не устаю повторять, что мир бы не мог существовать, если бы был так просто устроен”.

Домашнее задание: §38, 39 (биология)

Осуществить переход: пропанa → пропенa → пропанолa→ пропановая кислота →аминопропановая кислота → дипептид.

Литература:

1. В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин Общая биология: Учеб. Для 10 – 11 кл. общеобразоват. учеб. Заведений. – 4-е изд., - М.: Дрофа, 2011.

2. Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор Биология: В 3-х т. Т. 3.: Пер. с англ./Под ред. Р. Сопера. – М.: Мир, 2000

3. Под редакцией С.Г.Мамонтова. Биология. Пособие для поступающих в вузы.-М.:Высшая школа 2010