Интегрированный урок "Белок. Свойства белка"

Тема: «Белок. Свойства белков».

Цели и задачи:

Ø обучающие: дать представление о белках, основных физических и химических свойствах белков (агрегатное состояние, растворимость, гидролиз, денатурация).

Ø развивающие: формировать умения анализировать свойства полимеров, исходя из особенностей их строения; развивать умения и навыки составления схем химических реакций; проводить экспериментальное исследование химических веществ, которые связывают химию с биологией и медициной.

Ø воспитательные: воспитывать бережное отношение к своему здоровью, аккуратность и соблюдение техники безопасности при работе с реактивами и оборудованием; формировать научное мировоззрение, интерес к предметам естественного цикла.

I.      Организационный момент.

Учитель химии: Другого ничего в природе нет.
                            Ни здесь, ни там в космических глубинах.
                            Все – от песчинок малых до планет,
                            Из элементов состоит единых.
Учитель биологии: Как формула, как график трудовой
                                 Строй менделеевской системы строгий
                                 Вокруг тебя творится мир живой,
                                 Входи в него, вдыхай, руками трогай…
Учитель химии: - Ребята, что изучает химия? (Химия изучает вещества).
Учитель биологии: - А что изучает биология? (Биология изучает живые организмы).
 Правильно. Тема нашего урока: «Белок. Свойства белков». (ЗАПИСЬ В ТЕТРАДЬ). Эта тема является объектом изучения и химии, и биологии. Поэтому этот урок необычный – он интегрированный.
Учитель химии: Девизом урока будут слова: «Если Вы, химики, создадите белок, то он закопошится». Все записи на уроке вы будете делать в рабочих тетрадях по химии.
Учитель биологии: 1 апреля Международный день птиц. Всё из яйца. Яйцо символ и начало жизни. Первый белок, с которым мы знакомимся в своей жизни, это белок куриного яйца.

- Какое строение имеет куриное яйцо?

На ваших столах есть инструктивные карточки, на которых   сформулированы требования к нашему уроку. Внимательно прочитайте. Выберите, в каком состоянии по уровню знаний и умений вы находитесь на данный момент: ЯЙЦО – ЦЫПЛЁНОК – КУРИЦА (ПЕТУХ). Обоснуйте своё мнение одним предложением.

II.  Изучение нового материала.

Учитель химии:           В курином яйце найдёте меня без проблем,

                                      И как меня зовут давно известно всем.

                                      Аминокислотам я жизнью обязан,

                                      Пептидными связями весь перевязан.

Молекулы белков имеют сложное строение, но в основе любой сложной формы лежит более простая структурная единица. Такой единицей в молекуле белка являются аминокислоты.

- Итак, давайте вспомним строение, состав и свойства АК.

(АК – это вещества, содержащие 2 различные по свойствам функциональные группы.

NH₂-C_nH_2n-COOH

аминогруппа обладает основными свойствами, карбоксильная группа -  кислотными    свойствами)

- В чём отличие АК друг от друга? (АК отличаются друг от друга строение углеводородного радикала).

- Что такое пептид? (При взаимодействии АК друг с другом образуются пептиды, по числу остатков АК в молекуле различают ди-, три-, полипептиды)

- К какому типу относится реакция, в результате которой образуется пептид? (Реакция, в результате которой образуется полимер и низкомолекулярное вещество – реакция поликонденсации).

- Мы видим, что в АК заложены потенциальные возможности к образованию сложной по строению и функциям молекулы белка.

- Как же устроена молекула жизни – белок? (Первичная, вторичная, третичная, четвертичная структура белка – ответ с опорой на учебную таблицу).

-Имея очень сложное строение, белки обладают многочисленными свойствами. Одно, из которых – растворимость (ЗАПИСЬ В ТЕТРАДЬ). По отношению к воде белки бывают растворимые и нерасворимые.

Ø Исследуем растворимость белка куриного яйца. Что вы наблюдаете?

Учитель биологии: - Как вы думаете, так ли уж плохо то, что белки в природе недостаточно растворяются в воде? Давайте возьмем  несколько примеров. Итак, полунасыщенными растворами белков являются: тело медузы, кровь, лимфа, межтканевая жидкость, цитоплазма, пищеварительные соки. Недостаточная растворимость белков оказывает огромную роль на жизнедеятельность организма, такие растворы можно использовать в качестве питания.

Сообщение учащегося. Белок – важный компонент пищи человека. Основные источники пищевого белка: мясо, молоко, продукты переработки зерна, хлеб, рыба, бобовые. Потребность в белке зависит от возраста, пола, вида деятельности. В организме здорового человека должен быть баланс между количеством поступающих белков и выделяющимися продуктами распада. В молодом, растущем организме идет накопление белковой массы, поэтому азотный баланс будет положительный, т.е. количество поступающего азота превышает количество выводимого из организма. У людей пожилого возраста, а также при некоторых заболеваниях наблюдается отрицательный азотный баланс. Длительный отрицательный азотный баланс ведет к гибели организма.

Животные и растительные белки усваиваются организмом неодинаково. Если белки молока, молочных продуктов, яиц усваиваются на 96%, мяса и рыбы – на 93–95%, то белки хлеба – на 62–86%, овощей – на 80%, картофеля и некоторых бобовых – на 70%. Однако смесь этих продуктов может быть биологически более полноценной.

На степень усвоения оказывает влияние технология получения пищевых продуктов и их кулинарная обработка. При умеренном нагревании пищевых продуктов, особенно растительного происхождения, усвояемость белков несколько возрастает. При интенсивной тепловой обработке усвояемость снижается. Суточная потребность взрослого человека в белке разного вида 1–1,5 г на 1 кг массы тела, т.е. приблизительно 85–100 г.

Учитель химии: - Можно ли нарушить структуру белка?

Следующим свойством белков является денатурация.

Денатурация – это процесс разрушения структуры белка. Сохраняется только первичная структура. Причинами являются соли тяжелых металлов, нагревание, излучение, механическое воздействие. Функции белка нарушаются. Данный процесс необратимый. (ЗАПИСЬ В ТЕТРАДЬ)

Ø Исследуем влияние на раствор белка альбумина куриного яйца раствором этилового спирта. Что вы наблюдаете?

Учитель биологии:

- Яйцеклетки закладываются ещё в утробе матери. Используя результаты опыта, поясните, какими могут быть последствия употребления спиртных напитков девушкой, женщиной?

- Существует ли у денатурации положительная сторона?
Приведем пример, отравление солями тяжелых металлов. Здесь денатурация спешит на помощь.

Сообщение учащегося. «Первая помощь при отравлениях солями тяжёлых металлов».

Ионы тяжёлых металлов в больших количествах нарушают обменные процессы. Катионы тяжёлых металлов связывают белок в комплексные соединения.

Яичный белок или молоко можно использовать в качестве противоядия при отравлении солями тяжёлых металлов. Попадая в организм с пищей или водой, последние могут связываться с белками, из которых построен организм, что ведёт к потере их свойств. Чтобы этого не произошло, принимают яичный белок или молоко, которые связываются с тяжёлыми металлами, защищая, таким образом, белки организма.

- В курсе «Биология человека» мы рассматривали процессы обмена веществ, в том числе белков. Что же происходит с белком пищи в организме человека?

(Расщепление белка в организме человека:

o   под действием белков-ферментов в желудке происходит расщепление белковых молекул до мелких полипептидов;

o   в кишечнике под действием ферментативного расщепления происходит распад полипептидов до отдельных аминокислот;

o   смесь аминокислот всасываются слизистой оболочкой тонкого кишечника и через систему воротной вены попадают в печень, откуда разносятся кровью по всем органам.

Аминокислоты расходуются на синтез белка (увеличение белковой массы, рост, обновление организма) и нуклеиновых кислот; часть аминокислот в процессе жизнедеятельности распадается. Конечные продукты распада: вода, углекислый газ, аммиак, мочевина… 1 г белка даёт 17,6 кДж энергии.

Учитель химии:

Гидролиз – это разрушение полипептидной цепочки белка в процессе разрушения пептидных связей и образование отдельных аминокислот. (ЗАПИСЬ В ТЕТРАДЬ) стр. 266 учебника

Гидролиз – это процесс противоположный процессу поликонденсации (проговариваем результат гидролиза)

Ø А как определить присутствие белка вообще? Для этого применяются качественные реакции на белки: биуретовая и ксантопротеиновая.

Итак: у вас на столах находятся инструктивные карточки к выполнению лабораторного опыта, ознакомьтесь внимательно. В тетрадях пишем: лабораторный опыт «Качественные реакции на белки».

При выполнении работы соблюдаем требования безопасного поведения при работе с кислотами, щелочами. Первый опыт выполняем все вместе, результат фиксируем в тетради. Второй опыт я прошу помочь мне выполнить…(Демонстрация у доски)

Название опыта	Что делал	Что наблюдал
1. Качественные реакции на белки.
а) Биуретовая реакция.	К 2 мл раствора белка добавить раствор сульфата меди (II) и щелочи.	Красно-фиолетовое окрашивание.
б) Ксантопротеиновая реакция.	К 2 мл раствора белка добавить по каплям концентрирующуюся азотную кислоту.	Желтое окрашивание.

Вывод: качественными реакциями на белок являются биуретовая и ксантопротеиновая.

А теперь, РЕКЛАМНАЯ ПАУЗА!

Ø Учитель предлагает одному из учеников исследовать раствор «Галина бланка», который продают в магазине  и рекламируют как белковосодержащий продукт при помощи биуретовой реакции.

(Реакция и наблюдения показывают, что это продукт не содержит белок).

Итак, с основными свойствами, которыми обладают белки, мы ознакомились.

III. Закрепление.

Учитель химии: На ваших столах есть инструктивные карточки, на которых сформулированы требования к нашему уроку.

Должны знать: состав белков, уровни организации белковой молекулы, физические и химические свойства, функции белков в организме.

Должны уметь: проводить реакции, подтверждающие свойства белков, объяснять процессы, происходящие при денатурации, гидролизе белков, отличать белки от других органических веществ при помощи качественных реакций.

- Итак, что вы узнали сегодня на уроке?

- Чему вы должны были научиться сегодня на уроке?

IV.Рефлексия.

Учитель биологии:  Выберите, в каком состоянии по уровню знаний и умений вы находитесь теперь: ЯЙЦО – ЦЫПЛЁНОК – КУРИЦА (ПЕТУХ). Обоснуйте своё мнение одним предложением. Давайте сравним с началом урока.

Учитель химии: Белки — высокомолекулярные органические вещества, которые являются основой живого организма.

Учитель биологии: Albumen est basis vitae      -       Белок - основа жизни.

Понятия «белок» и «жизнь» неразрывно связаны. Чтобы ответить на вопрос «Что такое жизнь?», надо знать, что такое белки. Насколько многообразны белки, настолько сложна, загадочна и многолика сама жизнь. Подтверждением этого могут быть следующие высказывания:

ü Если Вы, химики, создадите белок, то он закопошится. Геккель

ü Повсюду, где мы встречаем признаки жизни – мы встречаем белковые молекулы и повсюду, где есть белки, если они не находятся на стадии разложения, мы встречаем признаки жизни. Энгельс

V. Домашнее задание.

Учитель химии: № 55, стр. 264 – 268.

Учитель биологии: Придумать рекламный слайд (информ-лист) о необходимости белка