Интегрированный урок по химии и биологии "Белки – природные высокомолекулярные вещества, свойства белков, их биологические функции "

• 1 слайд

  Интегрированный урок в 11 классе
  ХИМИЯ и БИОЛОГИЯ
  Белки – природные высокомолекулярные вещества, свойства белков, их биологические функции.
  

• 2 слайд

  Цели урока:
  проследить взаимосвязь строения белков с их свойствами и функциями как высшей формы развития вещества на уровнях знания, понимания, применения, обобщения и систематизации желаемого результата;
  выявить связь питания человека с его здоровьем.
  Задачи урока:
  расширить знания учащихся о природных высокомолекулярных веществах – белках;
  формировать способность к самостоятельному приобретению знаний;
  развивать умения делать выводы на основе сравнения;
  работать с дополнительной литературой, реактивами;
  выявить взаимосвязь биологии и химии.
  развивать мышление учащихся через установление причинно-следственных связей: состав – строение – свойства – применение вещества.
  

• 3 слайд

  Девиз урока.
  
  « ... С полным основанием можно считать, что белки – самые важные из всех веществ входящих в состав организма животных и растений»
  Лайнус Полинг
  

• 4 слайд

  
  «Жизнь – это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой… – причём с прекращением этого обмена прекращается и сама жизнь, что приводит к разложению белка».
  Фридрих Энгельс
  
  

• 5 слайд

  Определение, данное Ф.Энгельсом, в научной работе «АнтиДюринг» позволяет задуматься над тем, как современная наука представляет процесс жизни.
  
  Жизнь – это переплетение сложнейших химических процессов взаимодействия белков между собой и другими веществами.
  

• 6 слайд

  История открытия белков
  В 1754 году Я. Беккари из пшеничной муки выделил клейкую массу – клейковину.
  

• 7 слайд

  Гипотеза: между остатками аминокислот в молекуле белка существует пептидная связь (1888 г.)
  А. Данилевский
  

• 8 слайд

  Э. Фишер и Ф. Гофмейстер
  
  Аминокислоты в молекуле белка связаны за счёт аминогруппы одной кислоты и карбоксильной группы другой кислоты (1889 г.)
  Э. Фишер
  

• 9 слайд

  Фредерик Сенгер
  Установил структуру первого белка – инсулина (1953 г.)
  

• 10 слайд

  Экспресс-тест по теме «Белки»
  Белки это биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды.
  Аминокислоты имеют радикал, аминогруппу и карбоксильную группу.
  Содержание белков в различных клетках может колебаться от 50% до 80%
  
  

• 11 слайд

  В клетках встречается свыше 170 кислот, но «волшебными» называются всего 18 из них.
  Вторичная структура белка представлена спиралью или складчатым слоем.
  Все белки – это ферменты.
  
  

• 12 слайд

  
  Активный центр фермента – это липид.
  Гистоны входят в состав хромосом.
  Денатурация – это восстановление трёхмерной структуры конформации белка.
  
  

• 13 слайд

  
  Аминокислота – амфотерное соединение.
  Амилаза катализирует гидролиз белков.
  Гемоглобин – это белок четвертичной структуры.
  
  

• 14 слайд

  Анаболические реакции – это реакции синтеза.
  Дисульфидные мостики – это связи между остатками аминокислоты аланина в молекуле белка.
  Среди белков различают протеины и протеиды.
  
  

• 15 слайд

  Видео
  

• 16 слайд

  Классификация белков
  Протеины -простые белки:
  Альбумины
  Глобулины
  Проламины
  Глютелиды
  Склеропротеины
  
  
  Глобулярные белки
  Протеиды- сложные белки:
  Нуклеопротеиды
  Фосфорпротеиды
  Хромопротеиды
  Гликопротеиды
  Липопротеиды
  
  
  Фибриллярные белки
  

• 17 слайд

• 18 слайд

• 19 слайд

• 20 слайд

  Физические свойства
  Белки могут иметь различные размеры и форму. Молекулярная масса белков от 5-10 тыс. до 1млн. Это бесцветные вещества, без вкуса и запаха, а при нагревании разлагаются без плавления. Белки горят с образованием азота, углекислого газа и воды, а также других веществ. Горение сопровождается запахом жжённого пера. Определение молекулярной массы и размера белка выполняется физическими методами исследования:
  электроноскопии;
  рентгеноструктурного анализа комплексов белков с тяжёлыми металлами.
  Многие белки существуют в виде кристаллов. Большинство белков образуют коллоидные растворы, доказательством чего служит их способность рассеивать свет – эффект Тиндаля.
  
  
  

• 21 слайд

  Оптические свойства
  коллоидных систем
  21
  Джон Тиндаль
  

• 22 слайд

  Светорассеяние или
  эффект Тиндаля
  Если на коллоидный раствор направить пучок света, то внутри раствора можно увидеть светящийся конус
  Это явление называется опалесценцией или конусом Тиндаля
  
  22
  

• 23 слайд

  Белки - амфолиты
  В зависимости от pH среды белки могут вести себя как катионы или как анионы.
  При определении значения pH среды число положительных и отрицательных зарядов в молекуле одинаково. Такое значение pH называют изоэлектрической точкой.
  В этой точке белки электронейтральны, а их вязкость и растворимость наименьшие.
  
  

• 24 слайд

  Пенообразование
  Пенообразование – это способность белков образовывать высококонцентрированные системы, «жидкость – газ» называемые пенами. Белки в качестве пенообразователей используются в кондитерской промышленности (пастила, зефир, суфле). Структуру пены имеет хлеб, а это влияет на его вкусовые качества.
  
  

• 25 слайд

  Гидролиз белков
  Одно из важных свойств белков– это гидролиз. Гидролиз белков – это разрушение одного из важнейших уровней организации белковой материи.
  В лабораторных условиях гидролиз проводят в присутствии кислот и щелочей при нагревании. Щелочной гидролиз проводят гидроксидом бария Ba(OH)2, реакция с ним происходит быстрее, кроме того, он не разрушает триптофан. В организме происходят процессы ферментативного гидролиза.
  

• 26 слайд

  Гидролиз белков
  Гидролиз белков происходит в желудке. Чистый желудочный сок – это бесцветная жидкость и имеет кислую среду. Железы желудка вырабатывают фермент пепсин в неактивном виде, в активную форму он переходит при воздействии на него соляной кислоты 0,5%. Пепсин действует только в кислой среде, а при попадании в щелочную среду становится неактивным.
  

• 27 слайд

  Результаты исследования желудочного сока на белок куриного яйца
  

• 28 слайд

• 29 слайд

• 30 слайд

  Гидролиз трипептида
  

• 31 слайд

  Денатурация – нарушение природной (нативной) структуры белка.
  Денатурация – это сложный процесс, при котором под влиянием внешних факторов: температура, механическое воздействие, действие кислот, щелочей, солей тяжёлых металлов, ультразвука и т.д. происходит изменение четвертичной, третичной, вторичной структуры белка. Первичная структура, а следовательно, и химический состав белков не меняются.
  
  

• 32 слайд

  Ренатурация
  Ренатурация – обратимый процесс, т.е. восстановление физико-химических и биологических свойств белка.
  Иногда для этого достаточно удалить денатурирующий объект.
  Ренатурация невозможна, если затронута первичная структура белка.
  

• 33 слайд

  1. Ксантопротеиновая – взаимодействие с концентрированной азотной кислотой, которое сопровождается появлением желтой окраски.
  2. Биуретовая – взаимодействие слабощелочных растворов белков с раствором сульфата меди (II), в результате которой появляется фиолетово-синяя окраска.
  Цветные реакции на белки
  

• 34 слайд

  физкультминутка
  

• 35 слайд

  К. Линдерстрём-Ланг
  Ввёл понятие о четырёх уровнях внутримолекулярной организации белков (начало XX в.)
  

• 36 слайд

• 37 слайд

  Биологические функции белков
  

• 38 слайд

  Строительная функция
  

• 39 слайд

• 40 слайд

  Энергетическая функция
  При распаде 1 грамма белков выделяется 17,6 кДж энергии
  

• 41 слайд

  Регуляторная функция
  Ф.Сенгер
  

• 42 слайд

  Двигательная функция
  

• 43 слайд

  Защитная функция
  

• 44 слайд

  Вирус иммунодефицита человека
  

• 45 слайд

  Джеймс Самнер
  Каталитическая функция
  

• 46 слайд

  Механизм работы фермента
  

• 47 слайд

  Классификация ферментов
  А) оксидоредуктазы
  Б) трансферазы
  В) гидролазы
  Г) лиазы
  Д) изомеразы
  Е) лигазы
  
  Сопоставьте в правильные пары название групп ферментов и выполняемые ими функции в живых организмах.
  
  1) участвуют в расщеплении органических веществ с помощью воды
  2)ответственны за реакции окисления и восстановления
  3) переносят определённые группы атомов с одной молекулы на другую
  4) расщепление веществ без участия воды
  5) катализируют реакции соединения двух молекул, используя энергию АТФ
  6) способствуют внутренним , в том числе, пространственным изменениям
  
  

• 48 слайд

  Транспортная функция
  

• 49 слайд

  Функции белков
  Распределите цифры по колонкам относительно первой, соотнеся функциональную группу и соответствующий белок
  
  

• 50 слайд

  Ключ
  1) 14 21
  2)15 17
  3) 13 22
  4)12 20
  
  5) 11 18
  6) 16 23
  7) 9 24
  8) 10 19
  
  

• 51 слайд

• 52 слайд

  Аминокислоты.
  Молекула белка состоит из
  20 аминокислот, которые
  разнообразно чередуются.
  R1 - Глицин (гли)
  R2 – Аланин (ала)
  R3 – Валин (вал) *
  R4 – Лейцин (лей) *
  R5 – Изолейцин (илей) *
  R6 – Серин (сер)
  R7 – Треонин (тре) *
  

• 53 слайд

  «*» 10 из которых незаменимы и должны поступать с растительной и животной пищей.
  R8 – Тирозин (тир)
  R9 – Фенилаланин (фен) *
  R10 – Триптофан (три) *
  R11 – Аспарагиновая кислота (анс)
  R12 – Глутаминовая кислота (глн)
  R13 – Лизин (лиз) *
  R14 – Аргинин (арг) *
  

• 54 слайд

  R15 – Гистидин (гис) *
  R16 – Аспарагин (асп)
  R17 – Глутамин (глу)
  R18 – Цистеин (цис)
  R19 – Метионин (мет) *
  R20 – Пролин (про)
  

• 55 слайд

• 56 слайд

  Белки и пища
  

• 57 слайд

• 58 слайд

  Потребность человека в белках
  В питании младенцев белки составляют 100% рациона (молоко матери);
  у детей от года до 3-х лет – 75%;
  от 3 лет до завершения роста (20 лет) – не менее 50 %;
  у взрослого человека в среднем 14%;
  для женщины в период беременности и кормления грудью эта цифра возрастает до 70% от суточной нормы.
  

• 59 слайд

  Основные продукты с высоким содержанием белка
  Яйца – 17%
  Творог – 14%
  Сыр - 30%
  Мясо птицы – 15-20%
  Говядина – 25%
  Печень – 25%
  Рыба – 15-25% в зависимости от вида
  Соя – 14%
  Брюссельская капуста – 9%
  Крупы – 10-12%
  

• 60 слайд

  
  Фрукты –
  источники растительного белка
  
  

• 61 слайд

  Проблемы, возникающие
  при недостатке белка
  
  замедление роста и развития детей;
  у взрослых - нарушения деятельности желез внутренней секреции, изменения в печени, изменения гормонального фона, нарушения выработки ферментов, вследствие чего, ухудшению усвоения питательных веществ, многих микроэлементов, полезных жиров, витаминов;
  ухудшение памяти, снижение работоспособности, ослабление иммунитета из-за снижения уровня образования антител, авитаминоз;
  ослабление сердечной и дыхательной системы, потеря мышечной массы.
  
  

• 62 слайд

  Избыток белка в организме
  Превышение потребления в 1,7 г на килограмм веса:
  провоцирует кислую реакцию организма, что приводит к потере кальция;
  может вызвать развитие подагры;
  избыток белка перегружает пищеварительную систему,
  способствует ухудшению аппетита, повышенной возбудимости центральной нервной системы, а также желез внутренней секреции.
  накапливаются жировые отложения в печени,
  страдает сердечнососудистая система, печень и почки, нарушается витаминный обмен.
  
  

• 63 слайд

  Рекомендации
  Не употреблять полуфабрикаты и мясные продукты длительного хранения (колбаса, сосиски, ветчина, сардельки).
  Не злоупотреблять жирными сортами мяса и рыбы.
  Больше есть мясо птицы, яйца, нежирную говядину, растительные белки.
  Не соединять белки с углеводами, лучшим добавлением будет овощной салат.
  Белковую пищу необходимо употреблять вечером до 18.00 часов.
  Предпочтительные белковые продукты: яичный белок, обезжиренный творог, нежирные сорта сыра, нежирная свежая рыба и морепродукты, молодая баранина, нежирная телятина, куры, индейка(мясо без кожицы), соевое молоко, соевое мясо.
  
  

• 64 слайд

  Основное правило при выборе белковой пищи
  
  Выбирать продукты необходимо с низким содержанием жира и с высоким белка.
  
  

• 65 слайд

  Будьте
  здоровы и красивы!
  
  

• 66 слайд

  
  Новости науки
  
  
  Интересные факты про аминокислоты и белки: 
  Во время стресса, нужны обязательно аминокислоты. Если нужные аминокислоты отсутствуют, то страдает иммунитет. Считается, что если хотя бы одна из 22 аминокислот не будет поступать в организм длительное время, то может наступить смерть.
  
  
  

• 67 слайд

  Самый большой белок в нашем организме по аминокислотной цепочке – титин, он состоит из 38 138 аминокислот.
  В течение 5-6 месяцев происходит полная замена собственных белков человека.
  Белки просто необходимы тем, кто простыл. В это время потребность организма в белках увеличивается примерно на 30-40%.
  Белки могут сделать нас счастливыми. Гормон удовольствия – серотонин образуется из аминокислоты триптофана.
  

• 68 слайд

  Умный инсулин
  

• 69 слайд