Конспект урока "Белки с различных точек зрения" 10 класс


Конспект интегрированного урока (биологии и химии) в 10 классе
Кунгурова И.А., учитель биологии и химии , МОУ Онохойская СОШ №2, п. Онохой,
Заиграевский район, Республика Бурятия
Тема: «Белки с различных точек зрения»
Тип урока: Комбинированный.
Цель: актуализировать и углубить знания учащихся об уникальных особенностях
строения молекул белка и ее свойствах.
Методы, используемые на уроке: репродуктивные, частично-поисковые.
Задачи:
Раскрыть особенности строения белков
Углубить знания учащихся об уникальных особенностях строения молекулы белка.
Изучить химические свойства белков.
Структура урока:
I этап: организационный момент;
II этап: подготовка учащихся к активному усвоению знаний;
III этап: изучение нового материала;
IV этап: закрепление;
V этап: итоги, д/з.
Оборудование: раствор куриного белка, куриные перья, раствор фенола, спиртовка,
спички, зажим, пробирки, растворы: гидроксида натрия, сульфата меди, нитрата свинца,
концентрированная азотная кислота.
ХОД УРОКА
I этап Приветствие.
II этап
Учитель приводит высказывание Ф.Энгельса о том, что такое жизнь:»Жизнь есть способ
существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный
обмен веществ с окружающей их внешней природой…. Причем при прекращении обмена
веществ прекращается и сама жизнь, что приводит к разложению белка….»
Ни одно из веществ не выполняет стль специфических и разнообразных функций в
организме, как белок. В организме человека имеется более 10 000 видов белков.
Тема нашего урока: Белки с различных точек зрения.
III этап. Изучение нового материала.
Вопросы:
- Какие соединения называют белками? (Природные полимеры, мономерами которых
являются аминокислоты)
_ Изучение какого процесса помогло установить строение белков? (Изучение гидролиза
белков)
1. Самостоятельная работа учащихся с текстом и рисунками учебника биологии
Задание:
найти в тексте информацию о том:
- Сколько типов белковых молекул, отличающихся друг от друга, содержится в
организме человека? (5 млн типов белковых молекул)
- Сколько аминокислот входит в состав белка? (Двадцать)
- Рассмотрите формулу аминокислоты и ответьте на вопрос: «Почему
аминокислоты являются амфотерными соединениями? (Потому что содержит
одновременно аминогруппу и карбоксильную группу, обладающие
противоположными свойствами)
- Рассмолтрите схему образования дипептида. Какие атомы образовали молекулу
воды в результате соединения двух аминокислот? ( Водород от аминогруппы и
гидроксогруппа от карбоксильной группы)
- Сколько уровней организации может иметь белковая молекула? Назовите эти
структуры.
Обсуждение материала учебника.
2. Работа с текстом учебника и рис. 1 по заполнению таблицы «Структуры белковых
молекул»
Структура белковой
молекулы
Характеристика структуры
Тип связи, определяющий
структуры
Первичная
Последовательность
аминокислот в
полипептидной цепи
Пептидная связь между
углеродом кислотной и
азотом основной групп
Вторичная
Белковая молекула
принимает вид спирали или
складчатого слоя гармошки
Водородная связь между
остатками карбоксильных
и аминогрупп разных
аминокислот
Третичная
Белковая спираль
сворачивается и
Атомы серы двух
аминокислот,
приобретает форму шарика
или глобулы
находящихся на некотором
расстоянии друг от друга в
полипептидной цепи
соединяются образуя так
называемые дисульфидные
связи
Четвертичная
Функциональное
объединение нескольких
молекул белка обладающих
третичной структурной
организацией.
3. Составление схемы «Классификация белков»
ПО СОСТАВУ:
Простые – ПРОТЕИНЫ (состоят только из аминокислот): альбумины,
глобулины, гистоны;
Сложные – ПРОТЕИДЫ (состоят из аминокислот и небелковой
составляющей): фосфопротеиды, нуклеопротеиды, липопротеиды.
ПО ФУНКЦИЯМ:
Структурные
Каталитические
Регуляторные
Транспортные
Защитные
Двигательные
Запасательные
Токсичные
Сигнальные
ПО СТРУКТУРЕ:
Фибриллярные (коллаген)
Глобулярные (ферменты и гормоны)
Промежуточные (фибриноген)
4. Практическая работа по изучению химических свойств белков (работа в парах по
инструкциям с предварительным повторением правил техники безопасности)
Обсуждение амфотерности белков можно начать с вопроса: аминокислоты
соединения амфотерные, будет ли присуще это свойство белкам?
Растворимость белков. Различная растворимость белков в воде связана, прежде
всего, с их молекулярной массой. Растворимость в большей степени зависит
также от природы радикалов аминокислотных звеньев.
Гидролиз белков – разрушение первичной структуры. В лаборатории этот
процесс проводится в присутствии кислот и щелочей при нагревании. В
организме он проходит под действием ферментов.
Денатурация белков. Необратимая - полное разрушение пространственной
структуры белка. Денатурация происходит под действием солей тяжелых
металлов, высокой температуры, излучения – демонстрация видеофрагмента.
Обратимая денатурация - частичное разрушение пространственной структуры белка.
Обратный процесс называется ренатурация.
Цветные реакции белков.
Цветные реакции применяются для установления белковой природы веществ,
идентификации белков и определение их аминокислотного состава в различных
биологических жидкостях. В клинической лабораторной практике эти методы
используются для определения количества белка в плазме крови, аминокислот в моче
и крови, для выявления наследственных и приобретенных патологий обмена у
новорожденных.
- Биуретовая реакция на пептидную связь;
- Ксантопротеиновая реакция.
Горение белков. Учащиеся поджигают шерстяную нитку и делают вывод.
ВЫВОД: 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.
5. Знакомство с основными функциями белков.
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 учащиеся
- каталитическая функция,
- защитная функция,
- строительная функция,
- сигнальная функция,
- транспортная,
- двигательная.
ВЫВОД : приоритетная роль белков в клетке объясняется многообразием их функций.
Поэтому они являются основой жизни.
Учащиеся составляют краткий конспект по выступлениям.
Каталитическая функция белков. Опыт проводит учитель.
Прилейте по 2 мл. Н2О2 в пробирке с кусочками мяса, картофелем (сырой, вареный).
Запишите наблюдаемые вами явления в таблицу. Предлагает записать уравнение,
выполненной реакции.
Дайте объяснения вашим наблюдениям.
Что брали? Что делали? Что наблюдали? Объяснения
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
6. Выступление учащегося - превращение белков в организме. В качестве дополнения
слово предоставляется специалистам врачебной практики (учащиеся заранее
готовят сообщения, опираясь не только на учебную литературу, но и через беседы с
врачами – практиками районной поликлиники):
Врач генетик
Сообщение о том, что генетическими болезнями страдают не только жертвы этих
болезней, но и их семьи. Родителей часто мучает чувство вины.
Генетические консультации врачей генетиков могут помочь супругам определить, на
сколько велик риск рождения у них больного ребенка.
В ряде случаев медико-генетические консультации выявляют у новорожденных или у
грудных детей наследственное предрасположение к наследственным болезням,
возникновение которых в очень сильной степени зависит от определенных внешних
условий.
Врач эндокринолог
Сообщение о биохимии опухолей желудочно–кишечного тракта и их влиянии на
процесс белкового обмена.
Врач косметолог
Беды нашего организма отражаются на коже, а особенно на коже лица – самой
уязвимой части тела.
Сообщение о влияние кремов на кожу.
Врач невропатолог
Сообщение о том, что эндокринная и нервная системы действуют координировано,
поддерживая постоянство внутренней среды организма. Взаимодействие между
нервной и эндокринной системами осуществляется в основном посредством
гипоталамуса. Оказывают стрессы, поэтому здоровый образ жизни, снижение стрессов
является залогом здоровья.
Врач терапевт
Белки в иммунной системе
Иммунная система – это самостоятельная система организма, представленная своими
функциями и органами.
Основные функции иммунной системы:
1) распознать “чужое”, разрушить, нейтрализовать, вывести из организма.
2) обеспечить препятствие внедрению и размножению чужеродных антигенов.
3) Запомнить строение, свойства “чужого”, быстрее встречать его как “чужое” и
сохранять в иммунологической памяти.
Начальные события в клеточном взаимодействии включают два этапа:
Прямое физическое взаимодействие между клетками, либо действие лиманда
(антигена) – этого белка на клетку. В результате следует второй этап.
Синтез и секреция биологически активных веществ на клетку-мишень. Это
обеспечивает формирование иммунных реакций. Белки в крови обеспечивают
защитные реакции организма. Например, антитела участвуют в формировании
иммунных реакций. Тромбин обеспечивает свертываемость крови. Иммунная система
состоит из В-системы и Т-системы, иначе происходят сбои в реализации иммунных
реакций. Пагубное влияние на состояние иммунной системы оказывают внешние
условия (природно-климатические, промышленное воздействие, изменение места
жительства) и факторы риска (алкоголь, наркотики, курение).
7. Новости из области синтезирования нового вида белка - сообщение учителя.
США: учёные создали самоорганизующиеся белки
Исследователи из университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University) создали
новый класс белков, которые способны самостоятельно собираться в гель.
Этот гель представляет собой макромолекулярные белковые сети, погружённые в
воду. При добавлении белков в ёмкость их подключение к растущей сети происходит
автоматически, за счёт специальных концевых молекул-модулей, обеспечивающих
стыковку.
Эти концевые модули могут быть трёх разных видов, и "сконструированы" так, чтобы
притягивать друг друга. Так что каждая молекула в сети соединена с тремя соседями.
В середине нового искусственного белка учёные научились размещать произвольный
набор аминокислот, способных выдавать определённые биохимические сигналы
живым клеткам. В частности, это сигналы для поощрения дифференциации и роста
клеток нужного типа.
Эта работа, как рассчитывают американцы, поможет найти новые методы
восстановления повреждённых (или больных) тканей человека.
IV этап урока: закрепление пройденного материала
Для закрепления новых понятий проводится логический брифинг. Учащимся в течение
3-х мин. необходимо заполнить таблицу.
Другие названия белка.
Мономеры белка.
Группы атомов, обуславливающие амфотерные свойства белков.
Связь, поддерживающая I структуру белков.
Структура белка, представляющая спираль.
Полное разрушение пространственных структур белков.
Реакция, лежащая в основе получения белков.
Гормон поджелудочной железы.
Биологические катализаторы.
Болезнь, вызываемая недостатком инсулина в организме.
Связи, поддерживающие вторичную структуру белка?
Структура белка, определяющая биологическую активность белка.
Процесс взаимодействия белков с водой.
Структура белка, которая разрушается при нагревании белка с водой.
Структура белка, которая поддерживается эфирными и дисульфидными мостиками.
Учитель предлагает учащимся самостоятельно сделать 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”.
V этап. Итоги, д/з.
Оценивание работы учащихся.
Домашнее задание: § 3.2.1 (учебник биологии) и § 27 (учебник химии)
Задания для проектов (рисунки, рассказы, схемы, сказки и т.д.):
Какие характеристики живого (рост, развитие, раздражимость, размножение,
обмен веществ) вы связали бы со свойствами белков?
Какова взаимосвязь между функциями белков и необходимостью белковой
пищи для человека?
Как белки попадают в организм и что с ними происходит?
Положительные аспекты урока:
интерес к предмету;
взаимосвязь с другими предметами;
умение делать обобщения, сравнение (логическое мышление);
практические навыки для учащихся;
применение в жизни.
*В.Б. Захаров, С.Г.Мамонтов, Н.И.Сонин, «Общая биология»- учебник для 10-11 класса
общеобразовательных учреждений ДРОФА: Москва 2010 года
* О.С Габриэлян, И.Г.Остроумова «Химия. 10 класс»- ООО «Дрофа»: Москва 2009 года