Усачова Оксана Павловна

                                                                                                             МОБУ СОШ №4 г. Сочи

                                                                                                            Учитель химии- биологии

                                      Белки. Химические свойства белков.

                                                         Химия 10 класс

                                                                г.Сочи

                                                                2011г.

                                                                        -2-

               «Единственный путь, ведущий к знанию – это деятельность»

                                                                                                                  Бернард Шоу

Цели урока:

- изучение особенностей строения и свойств белков;

- развитие умения анализировать, синтезировать, делать выводы,вести наблюдение; развитие в процессе обучения самостоятельной, творческой личности, формирование основ информационной культуры

- воспитание аналитического подхода к рассмотрению явлений природы, любовь к исследованию, уважению мнения своих товарищей; воспитание умения работать в коллективе.

Задачи урока:

-доказать, что жизнь это способ существования белковых тел

-проследить взаимосвязь структуры белка и его свойств;

-Научиться собирать и обрабатывать информацию;

- научиться проводить эксперимент;

-научиться осуществлять анализ и синтез

-сформировать позитивное отношение к исследовательской работе

Оборудование и реактивы: белок куриного яйца, вода, соляная кислота, сульфат меди, гидроксид натрия, азотная кислота, пепсин; спиртовка, водяная баня, спички, штатив с пробирками

Планируемые результаты:

- Познакомиться с особенностями строения и свойств белков, рассмотреть взаимосвязь «свойства – функции»

- Создать презентации по предлагаемым темам проекта

Форма работы: исследование

Тип урока: урок получения новых знаний

                                                                                   -3-

Технологическая карта урока «Белки. Химические свойства белков»

                                                    Приложение

                                «Белки. Свойства белков»

                                                                       -1-

Урок по теме « Белки. Химические свойства белков», является уроком получения новых знаний. Основная форма работы на уроке – исследование. Продуктом урока являются мини – проекты в форме мультимедийных презентаций.

Поэтому основными этапами урока являются:

1. Сообщение темы, цели и задач урока
2. Актуализация опыта и опорных знаний учащихся
3. Изучение нового учебного материала:

А) планирование

Б) исследование

4. Представление мини - проектов
5. Рефлексия
6. Домашнее задание

Для  реализации  целей урока использовался метод учебных проектов – актуальный в настоящее время.

Этот метод носит репродуктивный характер, имеет высокую степень самостоятельности и инициативности учащихся к их познавательной деятельности.

Согласно определению Е.С. Палат «Проектная деятельность – способ достижения дидактической цели через детальную разработку проблемы, которая завершается вполне реальным, осязаемым практическим результатом, сформированным тем или иным образом» Иными словами у проекта есть результат, который выполняется учащимися   в итоге работы над проектом.

Таким образом, сходством с творческой работой у метода проектов является самостоятельный поиск учащимися необходимой информации, а отличием - её творческое преобразование в материализованный продукт.

Использование на уроке мини-проектов решает многие задачи, которые в целом стоят перед проектной деятельностью:

- Обучение планированию (учащийся должен уметь четко определить цель, описать основные шаги по достижению поставленной цели, концентрироваться на достижении цели, на протяжении всей работы);

- Формирование навыков сбора и обработки информации, материалов (учащийся должен уметь выбрать подходящую информацию и правильно ее использовать);

- Умение анализировать (креативность и критическое мышление);

- Умение составлять письменный отчет (учащийся должен уметь составлять план работы, презентовать четко информацию, оформлять сноски, иметь понятие о библиографии);

- Формировать позитивное отношение к работе (учащийся должен проявлять инициативу, энтузиазм, стараться выполнить работу в срок в соответствии с установленным планом и графиком работы).

Уроки с применением мини-проектов лучше всего проводить при групповой форме обучения, используяприёмы активизации познавательной  деятельностии элементы проблемно – модульного обученияУроки  с использованием метода проектов очень эффективны. Они формируют позитивное отношение учащихся к работе, развивают умение анализировать и самостоятельно добывать информацию. Результаты таких уроков обычно высоки.

Дидактическая игра «Руки вверх»

Игра помогает закрепить понятие аминокислоты, свойства аминокислот.

Задание: учитель задает вопросы, предполагающие ответ «да» или «нет». Если ответ предполагает «да», учащиеся подымают руки вверх. Учащийся,  допустивший ошибку, дает ответ на дополнительный вопрос учителя.

 Примерный перечень вопросов:

1.      К аминокислотам относятся: аминоуксусная кислота, молочная кислота, аланин, уксусная кислота ,аспаргиновая кислота, пропионоваая кислота, щавелевая кислота

2.      Для аминокислот характерны реакции: окисления, горения, присоединения, замещения,полимеризации, поликонденсации

3.      В результате реакций поликонденсации аминокислот образуются: жиры, кислоты, углеводы, белки

                         Информационная карта для работы 1 группы

Белки основа жизни

Все живое на земле построено из белка. Фер­менты, гормоны, антитела, различные регуляторы и катализаторы всех жизненных процессов организма являются также веществами белкового происхождения. Сложные белковые молекулы образованы из большого числа различных аминокислот (азотистых веществ), которые, соединяясь в определенной последовательности, создают все многообразие раститель­ных и животных белков.

Однако не все аминокислоты могут быть синтезированы человеческим организмом. Из 20 наиболее важных аминокислот 8 являются незамени­мыми. Именно наличием этих незаменимых аминокислот и определяется биологическая ценность белка. Дефицит любой из них приводит к снижению или даже прекращению синтеза белка, к некоторым расстройствам, зави­сящим от специфичности данной аминокислоты. Так, метионин, содержа­щийся в молоке и молочных продуктах, играет важную роль в обеспечении защитных функций печени, препятствуя накоплению жира в ней. При недостатке белка, особенно у детей, нарушается костеобразование и кро­ветворение, замедляется физическое и умственное развитие, снижается сопротивляемость инфекционным и простудным заболеваниям.

В зависимости от содержания незаменимых аминокислот белки условно делят на «полноценные» и «неполноценные». К полноценным относят белки животного происхождения (особенно молочных продуктов), к неполно­ценным — белки растений. Основным источником растительного белка явля­ются бобовые (фасоль, горох, соя) и орехи; в меньшем количестве он со­держится в овощах и фруктах.

Ни один продукт растительного происхождения не содержит всех ами­нокислот, а те аминокислоты, которые присутствуют в продукте, не всегда имеются в нем в достаточном количестве. Так, в белке пшеницы накапли­вается только половина требуемого для человека лизина, а в белке картофе­ля и гороха — примерно две трети метионина и цистина. Однако недостаток незаменимых аминокислот в одних белках можно восполнить за счет их наличия в других, используя различные продукты растительного проис­хождения. Наиболее ценными источниками незаменимых аминокислот яв­ляются злаковые и бобовые.

Суточная потребность человека в белке составляет примерно 100 г. Около 60% этой нормы должно состоять из белков молока, мяса или рыбы, так как они богаты незаменимыми аминокислотами. Но пища должна быть и разнообразной, а это достигается за счет белков растительного проис­хождения.

Ферменты — это специфические белки, выполняющие в организме роль катализаторов, то есть веществ, стимулирующих различные хими­ческие реакции. Дыхание и работа сердца, рост и деление клеток, сокра­щение мышц, переваривание и усвоение пищи, синтез и распад всех биоло­гических веществ невозможны без соответствующих ферментных систем. Без ферментов в организме не усваиваются микроэлементы, витамины и др. Особенно сильный комплекс ферментов обнаружен в плодах ананаса и банана.

Информационная карта для работы 2 группы

Строение белковой молекулы

Впервые о белках заговорили в 19веке. В 1888г. А.Я.Данилевский предложил теорию строения молекулы. В начале 20 века Э Фишер синтезировал пептидободобные вещества и пептиды, а в 60 годы был синтезирован первый белок – инсулин.

 Синтез белка в организме происходит в рибосомах, представляющих собой сложный рибонуклеопротидный комплекс., который образуется благодаря образованию пептидных связей между молекулами аминокислот. Наличие пептидных связей можно доказать с помощью цветной реакции на белки (Биуретовая реакция).

Задание1.Осуществите Биуретовую реакцию на примере раствора белка куриного яйца и докажите наличие пептидных связей в белковой молекуле, соблюдая правила техники безопасности и следуя последовательности действии инструктивной карты.

ИНСТРУКТИВНАЯ КАРТОЧКА

Лабораторная работа.

Цель:сформировать умение проводить опыты по определению белков, закрепить умение проводить наблюдение и объяснять полученные результаты.

Оборудование:раствор куриного белка в пробирке, растворы KОН и СиSO₄

Ход работы:

1. Биуретовая реакция. Влить в пробирку 2 мл раствора белка. Добавить равный объем 5% раствора KОН и перемешать. Добавить 2 капли 1% раствора СиSO₄ и перемешать. Должна медленно появиться розово-фиолетовая или пурпурная окраска. Это реакция на пептидные связи в соединениях. В присутствии разбавленного раствора СиSO₄ в щелочной среде атомы азота пептидной цепи образуют окрашенный в пурпурный цвет комплекс с ионами меди (II). Биурет (производное мочевины) тоже содержит группу CONH - и поэтому дает эту реакцию.

 Различают четыре структурные  формы белковой молекулы.

Задание2: создайте первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуру белковой молекулы, пользуясь выданным оборудованием (проволока, бусинки) и  дополнительной литературой. Сфотографируйте полученные модели, фотографии используйте при составлении презентации – отчёта.

Информационная карта для работы 3 группы

Свойства белков. Гидролиз

Белки составляют ¼ часть нашего организма, единственным источником их образования в организме служат аминокислоты белков пищи. Они образуются в результате гидролиза данных белковых молекул, который осуществляется под действием ферментов.

Задание: исследуйте, соблюдая правила техники безопасности, действие желудочного сока на белок куриного яйца:

1.при нагревании до 40 градусов

 2.при охлаждении до 0 градусов

3. при кипячении

4. в щелочной среде

Результаты работы сфотографировать, полученные наблюдения и сформулированный вывод отразить в презентации.

ИНСТРУКТИВНАЯ КАРТОЧКА

Лабораторная работа.

Цель:сформировать умение проводить опыты по определению белков, закрепить умение проводить наблюдение и объяснять полученные результаты.

Оборудование:раствор куриного белка в пробирке, раствор желудочного сока, водяная баня, лёд, спиртовка, асбестовая сетка, гидроксид натрия

Ход работы:

1.К раствору белка  куриного яйца добавить желудочный сок. Пробирку поместить на водяную баню с температурой 40 градусов. Что наблюдаете?

 2К раствору белка  куриного яйца добавить желудочный сок. Пробирку поместить в стакан со льдом. Что наблюдаете?

3.К раствору белка  куриного яйца добавить желудочный сок. Пробирку нагреть до температуры кипения растворов. Что наблюдаете?

4.К раствору белка  куриного яйца добавить желудочный сок. Добавить гидроксид натрия. Что наблюдаете?

Сформулируйте вывод о действии ферментов желудочного сока на определённую субстанцию, определите,  в какой среде действует фермент и при какой температуре

Информационная карта для работы 4 группы

Свойства белков. Денатурация.

Белки обладают большой относительной молекулярной массой, например инсулин – 6000, фибриноген – 62000 и т. д.. Поэтому растворы белков коллоиды.иобладают рядом интересных свойств. Белки способны связывать воду – это свойство называется гидрофильностью. Благодаря этому белки способны набухать, образовывать студни, что имеет большое значение в пищевой промышленности. Для белков также характерен процесс высаливания-обратимый процесс выпадения белков в осадок, причиной которого могут служить соли натрия. После их удаления белок возвращается в своё природное состояние. Денатурация – процесс необратимого осаждения белков, при котором происходит разрыв сульфидных и водородных связей

Задание1: используя инструктивную карту и лабораторное оборудован, соблюдая правила техники безопасности,  определите при каких условиях осуществляется процесс денатурации белка.  И ответьте на вопрос, почему при отравлении солями тяжёлых металлов, кислотами и другими ядовитыми соединениями пострадавшему предлагают выпить сырое яйцо или молоко? Создайте фотоотчёт и используйте его при создании презентации.

ИНСТРУКТИВНАЯ КАРТОЧКА

Лабораторная работа. «Денатурация белка»

Цель: сформировать умение проводить опыты, выяснить причины денатурации белковых молекул

Оборудование : раствор куриного белка, сульфат меди , серная кислота, спиртовка, спички, асбестовая подставка

Ход работы.

1.В пробирку поместите 2-3 мм белка и нагрейте. Что наблюдаете? Возможен ли обратный процесс?

2. В пробирку поместите 2-3 мм белка и добавьте 1 мм раствора сульфата меди. Что наблюдаете?

3. В пробирку поместите 2-3 мм белка и добавьте 1 мм концентрированной серной кислоты. Что наблюдаете?

Сформулируйте вывод, исходя из цели работы.

Информационная карта для работы 5 группы

Функции белков.

Так же как и другие биологические макромолекулы белки — необходимые компоненты всех живыхорганизмов. Белки осуществляют обмен веществ и энергетические превращения. Белки входят в состав клеточных структур — органелл, секретируются во внеклеточное пространство для обмена сигналами между клетками, гидролиза пищи и образования межклеточного вещества.

Каталитическая функция

Наиболее хорошо известная роль белков в организме — катализ различных химических реакций. Ферменты — группа белков, обладающая специфическими каталитическими свойствами, то есть каждый фермент катализирует одну или несколько сходных реакций. Известно несколько тысяч ферментов; среди них такие как, например, пепсин расщепляют белки в процессе пищеварения

Структурная функция

Белки являются структурным компонентом многих клеток. Например, мономеры актина и тубулина — это глобулярные, растворимые белки, но после полимеризации они формируют длинные нити, из которых состоит цитоскелет, позволяющий клетке поддерживать форму. Коллаген и эластин — основные компоненты межклеточного вещества соединительной ткани (например, хряща), а из другого структурного белка кератина состоят волосы, ногти, перья птиц и некоторые раковины.

Защитная функция

Существуют несколько видов защитных функций белков:

1. Физическая защита. В ней принимает участие коллаген — белок, образующий основу межклеточного вещества соединительных тканей (в том числе костей, хряща, сухожилий и глубоких слоёв кожи (дермы)); кератин, составляющий основу роговых щитков, волос, перьев, рогов и др. производных эпидермиса.
2. Химическая защита. Связывание токсинов белковыми молекулами может обеспечивать их детоксикацию. Особенно важную роль в детоксикации у человека играют ферментыпечени, расщепляющие яды или переводящие их в растворимую форму, что способствует их быстрому выведению из организма.
3. Иммунная защита. Белки, входящие в состав крови и других биологических жидкостей, участвуют в защитном ответе организма как на повреждение, так и на атаку патогенов

Регуляторная функция

Многие процессы внутри клеток регулируются белковыми молекулами, которые не служат ни источником энергии, ни строительным материалом для клетки. Эти белки регулируют транскрипцию, трансляцию, а также активность других белков и др.

Регуляторную функцию белки осуществляют либо за счёт ферментативной активности), либо за счёт специфического связывания с другими молекулами, как правило, влияющего на взаимодействие с этими молекулами ферментов.

 Сигнальная функция

Сигнальная функция белков — способность белков служить сигнальными веществами, передавая сигналы между клетками, тканями, о́рганами и разными организмами. Часто сигнальную функцию объединяют с регуляторной, так как многие внутриклеточные регуляторные белки тоже осуществляют передачу сигналов.

Сигнальную функцию выполняют белки-гормоны, цитокины, факторы роста и др.

 Транспортная функция

Примером транспортных белков можно назвать гемоглобин, который переносит кислород из лёгких к остальным тканям и углекислый газ от тканей к лёгким, а также гомологичные ему белки, найденные во всех царствах живых организмов.

 Запасная (резервная) функция белков

К таким белкам относятся так называемые резервные белки, которые запасаются в качестве источника энергии и вещества в семенах растений и яйцеклетках животных; белки третичных оболочек яйца (овальбумины) и основной белок молока (казеин) также выполняют, главным образом, питательную функцию. Ряд других белков используется в организме в качестве источника аминокислот, которые в свою очередь являются предшественниками биологически активных веществ, регулирующих процессы метаболизма.

Рецепторная функция

Белковые рецепторы могут как находиться в цитоплазме, так и встраиваться в клеточную мембрану. Одна часть молекулы рецептора воспринимает сигнал, которым чаще всего служит химическое вещество, а в некоторых случаях — свет, механическое воздействие (например, растяжение) и другие стимулы. При воздействии сигнала на определённый участок молекулы — белок-рецептор — происходят её конформационные изменения. В результате меняется конформация другой части молекулы, осуществляющей передачу сигнала на другие клеточные компоненты.

Моторная (двигательная) функция

Целый класс моторных белков обеспечивает движения организма, например, сокращение мышц, в том числе локомоцию (миозин), перемещение клеток внутри организма (например, амебоидное движение лейкоцитов), движение ресничек и жгутиков, а также активный и направленный внутриклеточный транспорт создайте презентацию

Задание: используя материал информационной карты, создайте презентацию «Функции белков»

Используемые источники:

1.Аликберова Л.Ю. Занимательная химия.- М.: АСТ –пресс,1999

2.Габриелян О.С. Химия 10. – М.: «Дрофа» ,2010

3.Фицева И.М. «Использование технологии блочно – модульного профилирования в системе НПО» Химия в школе №10,2003г.

4. Кугут И.А. Метод проекта на уроках

 http://www.it-n.ru/communities.aspx?cat_no=72958&tmpl=com