Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Белки. Роль в клетке и организме человека" 10 класс

Автор: Добрынина Светлана Александровна, студентка 5 курса Физико-математического
факультета Шадринского государственного педагогического института
Конспект урока
Тема:
Белки. Роль в клетке и организме человека.
Цель:
Продолжать изучение органических веществ клетки, рассмотреть строение и
функции белков.
Задачи:
1. Сформировать знания о строении, свойствах и функциях белков;
2. продолжать формировать умение устанавливать связь между строением
и функциями веществ; умение наблюдать, проводить эксперимент, объяснять
результаты и делать выводы;
3. воспитывать чувство ответственности за результаты своего учебного
труда.
Оборудование:
Тесты и карточки для проверки домашнего задания; мультимедийный проектор,
экран, флеш - анимация «Функции белков»; презентация, инструкция к
лабораторной работе на каждую парту.
Литература:
1. Сивоглазов В.И. Общая биология. Базовый уровень: учеб. для 10-11 кл.
общеобразовательных учреждений/ В.И. Сивоглазов, И.Б. Агафонова, Е.Т.
Захарова; под ред. акад. РЕАН, проф. В.Б. Захарова.- М.: Дрофа, 2005.-368с.: ил.
2. Каменский А.А. Общая биология. 10-11 кл.: учеб. для общеобразоват.
учреждений/ А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник.- 3-е изд., стереотип.-
М.: Дрофа, 2007.- 367, [1]с.: ил.
3. Сухова Т.С. Общая биология. 10-11 кл.: рабочая тетрадь к учебнику/ Т.С.
Сухова, Т.А. Козлова, Н.И. Сонин; под ред. В.Б. Захарова.- 5-е изд., стереотип.-
М.: Дрофа, 2005.- 171, [5]с.:ил.
5. Козлова Т.А. Общая биология. Базовый уровень. 10-11 классы: метод.
пособие к учебнику В.И. Сивоглазова, И.Б. Агафоновой, Е.Т. Захаровой «Общая
биология. Базовый уровень» / Т.А. Козлова, И.Б. Агафонова, В.И. Сивоглазов. –
М.: Дрофа, 2006.- 140, [4]с.
6. Биология. 10 класс: поурочные планы по учебнику В.Б. Захарова, С.Г.
Мамонтова, Н.И. Сонина / авт.- сост. Т.И. Чайка.- Волгоград: Учитель, 2006.-
205с.
7. Лернер Г.И. Общая биология (10-11 классы): подготовка к ЕГЭ. Контрольные и
самостоятельные работы / Г.И. Лернер.- М.: Эксмо, 2009.- 240с.- (Мастер-класс
для учителя).
Тип урока:
Комбинированный
Понятия:
Белки, протеины, протеиды, пептидная связь, первичная, вторичная, третичная и
четвертичная структуры белков, денатурация, ренатурация, ферменты.
План урока:
1. орг.момент 1 мин.
2. сообщение темы и задач 1 мин.
3. контроль и коррекция знаний 10 мин.
4. изучение нового материала 20 мин.
5. физкульт минутка 1 мин.
6. закрепление 10 мин.
7. итог 1 мин.
8. домашнее задание 1 мин.
Конспект урока:
Орг. Момент:
Добрый день. Присаживайтесь. Рада Вас видеть. Кто отсутствует?
Сообщение темы и
задач:
Сегодня мы с вами узнаем, какие вещества можно называть протеинами, а какие
протеидами, выясним роль белков в клетке и организме человека. К концу урока
вы должны будете знать строение, свойства и функции белков. (слайды 2,3)
Физкультминутка
на 25-ой минуте
урока
1.Рисуем горизонтальную восьмерку глазами (8 раз).
2.Рисуем вертикальную восьмерку глазами (8 раз).
3.«Постреляем» глазами в разные стороны.
4.Смотрим на дерево за окном, на оконную раму (5 раз).
5.Сильно зажмурим глаза.
6. Глаза открыли и работаем дальше
Контроль и
коррекция знаний
(проверка д.з.)
Разноуровневые задания. Для сильных учащихся задания, требующие
развернутого ответа, остальным - тестовые задания на выбор правильного
ответа. 1 ученик у доски воспроизводит схему «Углеводы».
Изучение нового
материала:
Вступительное
слово учителя
рассказ учителя
работа с
учебником
игровое задание
на формирование
понятия
«полипептид»
беседа с целью
формирования
понятия «белок»
записать в
тетради
Одними из наиболее важных органических соединений в живой природе
являются белки. В каждой живой клетке присутствует одновременно более
тысячи видов белковых молекул. И у каждого белка своя особая, только ему
свойственная функция.
Строение белков.
Длинные белковые цепи построены всего из 20 различных типов аминокислот.
Биологи называют их «волшебными» аминокислотами. Аминокислоты имеют
общий план строения, но отличаются друг от друга по строению радикала (рис.
14). (слайд4) Соединяясь, молекулы аминокислот образуют так называемые
пептидные связи (рис. 15, слайд 5). Реакция, которую вы видите, называется
реакцией полимеризации. В результате взаимодействия аминогруппы одной
аминокислоты с карбоксильной группой другой аминокислоты выделяется
молекула воды, а освобождающиеся электроны образуют ковалентную связь,
которая получила название пептидной. Две аминокислоты, соединившись,
образуют дипептид, три – трипептид. Продолжите ряд, (4 - тетрапепсид, 5 -
пентапептид, 6 - гекса… , а много - полипептид). Если вам в тексте учебника
попадутся термины «полипептид», «полипептидная молекула», то вы уже будете
знать, что речь идет о молекуле белка.
Белковые молекулы могут быть короткими и длинными, например:
• Инсулин - гормон поджелудочной железы, состоит из двух цепей: в
одной 21, а в другой 30 аминокислотных остатков.
• Миоглобин — белок, мышечной ткани, состоит из 153 аминокислот.
• Коллаген- состоит из трех полипептидных цепей, каждая из которых
содержит около 1000 аминокислотных остатков.
Помогите мне сформулировать определение понятия «белок».
Белок – это
- низкомолекулярное соединение или высокомолекулярное?
(высокомолекулярное)
- можем мы назвать ее биополимером? (да)
- аргументируйте свою мысль (биополимеры – это крупные органические
молекулы, состоящие из мономеров)
- что является мономером белковой молекулы? (аминокислоты)
- сколько видов аминокислот может входить в состав белковой молекулы? (20)
- белок относится к гомополимерам или гетерополимерам? Аргуменитруйте
свою мысль. (к гетерополимерам, потому что в состав белков входят
отличающиеся друг от друга мономеры – 20 аминокислот).
Белок это нерегулярный биополимер, мономерами которого являются
аминокислоты.
По составу белки можно классифицировать (слайд 6) :
• протеины – состоят только из белков
• протеиды – белок + небелковая часть:
а. гликопротеиды – аминокислоты + углеводы
б. липопротеиды – аминокислоты + жиры
в. нуклеопротеиды – аминокислоты + нуклеиновая кислота
г. металлопротеиды – аминокислоты + металлы (гемоглобин)
Молекулы белков имеют сложную пространственную структуру. (слайды 7-8)
Линейная последовательность аминокислот в составе полипептидной цепи
представляет первичную структуру белка. Она уникальна для любого белка и
определяет его форму, свойства и функции.
Вторичная структура белков представляет собой спираль или гармошку.
Витки спирали или ребра гармошки удерживаются водородными связями между
группами —СООН и —NН
2
— . Хотя водородные связи малопрочные, но
благодаря их значительному количеству в комплексе они обеспечивают
довольно прочную структуру.
Третичная структура представляет собой причудливую, но для каждого
белка специфическую конфигурацию, имеющую вид клубка (глобулу). Прочность
третичной структуры обеспечивается ионными, водородными и дисульфидными
самостоятельная
работа с
учебником
(—S—S—) связями между остатками цистеина, а также гидрофобным
взаимодействием.
Четвертичная структура характерна не для всех белков. Она возникает в
результате соединения нескольких глобул в сложный комплекс. Например,
гемоглобин крови человека представляет комплекс из четырех таких
субъединиц, инсулин – из двух.
Задание на закрепление – слайд 8: Каждой структуре белковой молекулы
подберите словесное описание из второго столбика таблицы.
Рисунок на слайде 9 демонстрирует процесс денатурации белка. Изучите эту
тему самостоятельно по учеб. стр. 46-47. Найдите ответы на вопросы,
представленные на слайде.
Денатурация и ренатурация белков. Денатурация — это утрата белковой
молекулой своей структурной организации: четвертичной, третичной, вторичной,
а при более жестких условиях — и первичной структуры (рис. 19). В результате
денатурации белок теряет способность выполнять свою функцию. Причинами
денатурации могут быть высокая температура, ультрафиолетовое излучение,
действие сильных кислот и щелочей, тяжелых металлов и органических
растворителей.
Денатурация может быть обратимой и необратимой, частичной и полной.
Иногда, если воздействие денатурирующих факторов оказалось не слишком
сильным и разрушение первичной структуры молекулы не произошло, при
наступлении благоприятных условий денатурированный белок может вновь
восстановить свою трехмерную форму. Этот процесс называется ренатурацией,
и он убедительно доказывает зависимость третичной структуры белка от
последовательности аминокислотных остатков, т. е. от его первичной структуры.
Вопросы к тексту:
1. Что называется денатурацией? (утрата белковой молекулой своей
структурной организации)
2. Что может явиться причиной денатурации? (высокая температура,
ультрафиолетовое излучение, действие сильных кислот и щелочей)
3. В каком случае возможно восстановление структуры белковой молекулы?
(если не произошло разрушение первичной структуры белка)
4. Как называется этот процесс? (ренатурация)
5. Какая структура белковой молекулы обеспечивает свойства белка и ее
пространственную конфигурацию? (первичная)
ВТОРОЙ УРОК
Организация беседы по материалу предыдущего урока. Постановка
проблемных вопросов.
П р о б л е м н ы е в о п р о с ы :
1. Почему врачи рекомендуют «сбивать» температуру больного, если она
превышает 38 °С? (
Из-за возможной тепловой денатурации белков).
2. Почему из сваренного яйца никогда не появится цыпленок?
(Белки яйца
необратимо теряют структуру из-за тепловой денатурации).
И н д и в и д у а л ь н о е з а д а н и е : Найдите на рисунке молекулу белка,
находящегося в состоянии денатурации. Ученик отвечает, а одноклассники проверяют
его по рисунку на слайде 10.
Практическая
работа
Анализ
зрительного и
звукового ряда
флеш-анимации
«Функции белков»
Р а с с к а з .
Р а б о т а с
те т рад ью
Выполните опыты и объясните их результаты:
Белок яйца является типичным протеином. Выясните, что с ним произойдет, если на него
подействовать водой, спиртом, ацетоном, кислотой, щелочью, растительным маслом,
высокой температурой и т. д.
Функции белков мы изучим с помощью флеш-анимации. (слайд 12)
Первый раз вы смотрите и слушаете дикторский текст, кто успевает,
можете делать записи.
Второй раз я выключаю звук, и вы должны будете озвучивать
происходящее на экране.
Учащиеся должны будут перечислить основные функции белков:
1. строительная (структурная) - кератин
2. каталитическая (ферментативная) - каталаза
3. двигательная - фибрилл
4. транспортная - гемоглобин
5. защитная – антитела, фибриноген, протромбин, белковые яды- ботулин и др.
6. энергетическая – 1г. белка 17,6 кДж
7. регуляторная Гормоны участвуют в регуляции работы всех систем
организма и являются белками (инсулин, соматотропин, пролактин,
паратгормон), пептидами (окситоцин, вазопрессин, кальцитонин, глюкагон,
адренокортикотропный) или гликопротеинами (лютеинизирующий,
фолликулостимулирующий); нейропептиды — пептиды, присутствующие в
мозге, влияют на функции центральной нервной системы
8. пищевая- Белки пищи являются основным источником аминокислот (и
единственным источником незаменимых аминокислот) для организма животных,
в том числе человека; казеин (белок молока) — источник аминокислот для
детенышей млекопитающих, в том числе человека
9. запасающая- ферритин запасает железо в печени, селезенке, яичном желтке;
миоглобин содержит запас кислорода в мышцах позвоночных, альбумин
запасает воду в яичном желтке; белки семян растений семейства Бобовые —
источник питания для зародыша
Изучим подробнее каталитическую функцию белков.
Каталитическая функция - одна из важнейших функций белков. Все био-
химические реакции протекают с огромной скоростью благодаря участию в них
биокатализаторов - ферментов. Определение: ферменты - это белки,
ускоряющие протекание реакций. Скорость ферментативных реакций в
десятки тысяч (а иногда и в миллионы раз) выше скорости реакций, идущих с
участием неорганических катализаторов. Например, пероксид водорода без
катализаторов разлагается медленно: 2Н
2
О
2
-> 2Н
2
О + О
2
. В присутствии солей
железа (катализатора) эта реакция идет несколько быстрее. Фермент каталаза
за 1 сек. расщепляет до 5 млн. молекул Н
2
О
2
.
Известно более 2000 ферментов. Несмотря на большое количество и
разнообразие ферментов, все их по особенностям строения можно разделить на
две группы: простые белки и сложные белки. У сложных ферментов помимо
белковой части имеется добавочная группа- кофактор (например, у многих
витаминов).
Активный центр фермента взаимодействует с молекулой субстрата с
образованием фермент-субстратного комплекса. Затем фермент-субстратный
комплекс распадается на фермент и продукт (продукты) реакции. Слайд 14
Согласно гипотезе, выдвинутой в 1890 г. Э. Фишером, субстрат подходит к
ферменту, как ключ к замку, то есть пространственные конфигурации активного
центра фермента и субстрата точно соответствуют друг другу. Субстрат
сравнивается с «ключом», который подходит к «замку» — ферменту.
В 1959 году Д. Кошланд выдвинул гипотезу, по которой пространственное
соответствие структуры субстрата и активного центра фермента создается лишь
в момент их взаимодействия друг с другом. Эту гипотезу называют гипотезой
«руки и перчатки» (гипотезой индуцированного соответствия).
Поскольку все ферменты являются белками, их активность наиболее высока
при физиологически нормальных условиях: большинство ферментов наиболее
активно работает только при определенной температуре. При повышении
температуры до некоторого значения (в среднем до 50 °С) каталитическая
активность растет (на каждые 10 °С скорость реакции повышается примерно в 2
раза). При температуре выше 50 °С белок подвергается денатурации и
активность фермента падает.
Кроме того, для каждого фермента существует оптимальное значение рН,
при котором он проявляет максимальную активность.
На скорость реакции влияет также концентрация субстрата и концентрация
фермента. При увеличении количества субстрата скорость ферментативной
реакции растет до тех пор, пока количество молекул субстрата не станет равным
количеству молекул фермента. При дальнейшем; увеличении количества
субстрата скорость увеличиваться не будет, так как происходит насыщение
активных центров фермента. Увеличение концентрации фермента приводит к
усилению каталитической активности, так как в единицу времени
преобразованиям подвергается большее количество молекул субстрата.
Закрепление:
Лабораторная работа. Наблюдения расщепления пероксида водорода
ферментом каталазой.
Цель: выявить роль фермента каталаза в клетках и выяснить, как проявляется
активность фермента в живых и мертвых тканях, в различных условиях среды.
(Цель учащиеся формулируют сами после того, как познакомятся с
инструктивной картой)
Материалы и оборудование: листочки элодеи, клубни картофеля, вареный
картофель, вареная и сырая рыба, 3%-ный пероксид водорода, ступки
фарфоровые с пестиками, терки для картофеля, пробирки (2—3 мл), пипетки,
спиртовка, весы.
Ход работы.
1. Измельчите клубень сырого картофеля до состояния кашицы. Возьмите три
пробирки и в каждую положите небольшое количество измельченного
картофеля.
Первую пробирку поместите в морозилку холодильника, вторую — на нижнюю
полку холодильника, а третью — в банку с теплой водой (г — 40 °С). Через 30
мин достаньте пробирки и в каждую капните небольшое количество пероксида
водорода. Пронаблюдайте, что будет происходить в каждой пробирке.
Объясните полученные результаты.
2. Прилейте по 2 мл Н
2
О
2
(пероксида водорода) в пробирки с кусочком сырой
рыбы, с сырым картофелем, с кусочком вареного картофеля и вареной рыбы.
Запишите наблюдаемые вами явления. Объясните результат.
3. На предметное стекло в каплю воды положите лист элодеи и рассмотрите
его под микроскопом. Нанесите на лист элодеи две капли пероксида водорода,
накройте покровным стеклом и рассмотрите под микроскопом. Что наблюдаете?
В выводе дайте ответы на вопросы:
1. О чем свидетельствует выделение кислорода в некоторых пробирках?
2. Почему этот процесс наблюдается не во всех пробирках?
3. Как влияет температура на активность фермента каталазы?
Дополнительная информация.
1. Фермент каталаза имеется в каждой растительной и животной клетке.
2. Этот фермент расщепляет пероксид водорода с образованием молекулы
воды и кислорода. 3.Фермент каталаза, расщепляя пероксид водорода, играет
защитную роль, обезвреживая ядовитое вещество (Н
2
О
2
), которое непрерывно
образуется в клетке в процессе ее жизнедеятельности.
Рефлексия. Итог:
Какую задачу мы ставили перед собой в начале урока?:
Достигли мы ее? Как бы вы оценили свою работу на уроке? На каком
этапе урока у вас возникли затруднения? Сумели ли вы их преодолеть? Каким
образом?
Сегодня активно работали : …. …… Я хочу сказать им спасибо за работу
на уроке. И ставлю им такие оценки…. Дайте Ваши дневники.
Домашнее
задание:
п.2.5 стр.43-47. Знать определение терминов. Знать строение белковой
молекулы, объяснять функции белков, приводить примеры.
* по желанию подготовить письменное сообщение по темам «Энзимология на
современном этапе»
Оформление доски.
Дата: 8.10.2010
Тема: Белки. Роль в клетке и
организме человека.
Д.з.: п. 2.5 стр. 43-47
* по желанию
подготовить письменное
сообщение по теме
«Энзимология на
современном этапе»
Скачать материал

Биология - еще материалы к урокам: