Инфоурок / Биология / Конспекты / Разработка интегрированного урока на тему "Белки- биологические полимеры"

Разработка интегрированного урока на тему "Белки- биологические полимеры"

Курсы профессиональной переподготовки
124 курса

Выдаем дипломы установленного образца

Заочное обучение - на сайте «Инфоурок»
(в дипломе форма обучения не указывается)

Начало обучения: 29 ноября
(набор групп каждую неделю)

Лицензия на образовательную деятельность
(№5201 выдана ООО «Инфоурок» 20.05.2016)


Скидка 50%

от 13 800  6 900 руб. / 300 часов

от 17 800  8 900 руб. / 600 часов

Выберите квалификацию, которая должна быть указана в Вашем дипломе:
... и ещё 87 других квалификаций, которые Вы можете получить

Получите наградные документы сразу с 38 конкурсов за один орг.взнос: Подробнее ->>

Выберите документ из архива для просмотра:

библиотека
материалов

hello_html_m2a7690f7.gifМБОУ Грузинская основная общеобразовательная школа

Торжокский район Тверская область


Учитель Терехина Алевтина Степановна


Конспект урока «ХАРАКТЕРИСТИКА БЕЛКОВ КАК БИОЛОГИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ»

(интегрированный урок биология + химия)


Образовательная цель: способствовать формированию понятийного поля «биологические полимеры - белки».

Воспитательная цель: способствовать формированию экологической культуры учащихся, эстетическому воспитанию.

Развивающая цель: способствовать формированию ОУУН: учебно-информационных, учебно-логических, учебно-организационных и учебно-коммуникативных умений.

Задачи урока:

  • Актуализировать знания, необходимые для изучения темы.

  • Познакомить учащихся с составом, строением, свойствами и функциями белков.

  • Использовать опыты с белками для реализации межпредметных связей и для развития познавательного интереса учащихся.


Методические рекомендации:

Учебный текст имеет алгоритм, т.е. шаги деятельности, содержит научную информацию для восприятия и усвоения и уровневые вопросы.

Вопросы первого уровня составлены по тексту, готовят ученика к осмыслению и воспроизведению с помощью комментария блока информации.

Вопросы второго уровня ставятся как познавательные задачи и требуют применения знаний в исходной ситуации.

На уроке используются формы: групповая, работа в парах, индивидуальная


Оборудование: компьютер, медиапроектор, интерактивная доска, раствор куриного белка, кусочки шерстяной и синтетической ткани, мяса, HNO3 (конц.), раствор спирта, CuSO4, NaOH, (CH3COO)2Pb, NaCl.


Этап урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Мотивация

Наука XIX в. ещё не могла видеть всей глубины изучаемого процесса, хотя накопила достаточно экспериментального материала, чтобы дать следующее определение жизни: "Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ, прекращается и сама жизнь, что приводит к разложению белка".

Пожалуй, ни одна естественно - научная задача не знала, да и сейчас не знает такой острой борьбы мировоззрений, какая всегда сопровождала проблемы живого. А причина этой борьбы заключается в самом объекте познания — его уникальности, неповторимости и сложности.

Определение, данное Ф.Энгельсом в работе "Анти-дюринг", позволяет задуматься над тем, как современная наука представляет процесс жизни. Жизнь — это переплетение сложнейших химических процессов взаимодействия белков между собой и другими веществами.

С тем чтобы избежать заблуждений, можно задать вопрос: дают ли характерные признаки жизни отдельные очищенные белки? И подчеркнуть, что это — свойство только сложных систем, состоящих из различных белков и других соединений. Такую же точку зрения высказывал член королевского общества Британской Академии наук Джон Д.Бернал в конце XIX в.: "Нельзя приписывать свойство жизни какому-либо одному соединению, оно лишь проявляется в результате многообразных реакций, в которых участвуют различные соединения".

Логично возникает вопрос: не устарело ли определение жизни, данное Энгельсом более ста лет назад? Ответ на этот вопрос должен убедить, что современная наука расширила, углубила и наполнила новыми представлениями данное воззрение.

Определите ключевые слова приведенных высказываний.

Что такое жизнь?

Что такое белок?




Приходят к выводу, что жизнь и белок — понятия взаимосвязанные

Целеполагание

Инструктаж

Какова тема урока?



Учитель знакомит учащихся с особенностями групповой работы на уроке, структурой учебных текстов и приемами составления опорного конспекта.

Учащиеся формулируют тему, цель и задачи урока

Первичное усвоение материала


Блок 1 «ФУНКЦИИ БЕЛКОВ»













































































































































Блок № 2

II. СОСТАВ И СТРОЕНИЕ БЕЛКОВ


Организация работы групп учащихся, консультативная помощь

















































































































После представления группами ответов на вопросы учитель приводит комментарии:


Наличие у живого организма свойств, отличающих его от неживого, связано в первую очередь с белками. Для живых организмов характерно огромное разнообразие белковых молекул и их высокая упорядоченность, что и определяет высокую упорядоченность живого, а также способность к движению, сокращению, воспроизводству себе подобных, обмену веществ и к многим физиологическим процессам.

Перечисленные белки и их функции — это далеко не все существующие в природе. По современным данным, эволюция отработала 10|10-1012 различных белков, обеспечивающих существование примерно 1,2 миллиона видов живых организмов — от вирусов до человека. Количество белков характеризует степень сложности организмов. Если в кишечной палочке их 3000, то в организме человека - более 5 миллионов.


Сформулируете общий вывод по данному блоку информации.


Как вы думаете, о чем будет информация второго блока?





Информация учителя:

Историческая справка.

Вещества белковой природы известны с древних времен. Изучение их начато в середине XVIII в. итальянцем Я. Беккари, но только через 100 лет ученым удалось систематизировать свойства изученных белков, определить их атомный состав и сделать вывод, что белки — это главный компонент живых организмов. Затем из белков-гидролизатов были получены продукты неполного расщепления и возникли гипотезы о строении белков. Постепенно вырабатывается идея, что молекула белка построена из конечных продуктов белкового распада — аминокислот (АК). Торжество ее связано с работами ; немецкого химика, имя которого Эмиль Герман Фишер. Он первым выяснил, как устроены молекулы белка, и заложил основы химического синтеза. В начале 60-х гг. XIX в. пептидная (амидная) теория Фишера была доказана, венцом доказательства стал синтез полипептида, состоящего из 18 АК.
































































































































По окончании групповой работы с учебными текстами представители групп комментируют второй блок информации, учитель проводит обсуждение ответов на вопросы, ученики самостоятельно формулируют общий вывод по блоку информации.





Определив значимость белка, изучив его атомный и мономерный состав, принципы самоорганизации высшей формы развития вещества, можно перейти к изучению наиболее общих физико-химических свойств белка и практическому использованию полученных знаний.


Блок эксперимента по "свойствам белка"

Большинство белков образуют коллоидные растворы, доказательством чего служит способность рассеивать свет.

Размеры молекул белков велики, поэтому их молекулярная масса велика.

Существуют белки, растворимые в воде и нерастворимые (примеры нерастворимых белков: опорные ткани, ногти, шерсть, хрящи).

Белки способны сильно набухать в воде, имеют ярко выраженные гидрофильные свойства.

В растворе белка могут происходить процессы: вываливание (выделение белка из раствора при добавлении соли), денатурация (переход в состояние отличное от природного, с частичной или полной потерей биологической активности) и коагуляция (нарушение структуры гидратных оболочек макромолекул белка).




























Учитель дополняет выступления учеников: денатурация белка, имеет огромное физиологическое значение для человека. Его причины – высокая температура и давление, УФ-излучение, радиация, кислотная или щелочная среда, соли тяжелых металлов. Денатурация приводит к нарушению антигенной чувствительности белка, а иногда и к полному блокированию ряда иммунологических реакций, к потере способности, ферментативной деятельности и к нарушению обмена веществ, воспалению слизистой оболочки ряда органов пищеварения (гастрит, колит), к камнеобразованию в почечных чашечках, лоханках, мочеточниках (камни имеют белковую основу).

При необратимой денатурации полностью нарушается организация тканей и кроветворной способности мозга. Обратимая денатурация протекает в нормальных физиологических условиях - это взаимное превращение неактивных и активных форм ферментов и соответствующих гормонов. В последние годы ученые стремятся раскрыть эту сложнейшую проблему. Так И.Н. Буланкиным высказано интересное предположение, что процессы старения при возрастных изменениях организма связаны с медленно протекающей денатурацией белков. Может быть, именно в преодолении этого процесса лежит ключ к продолжению жизни.



























































Вопрос для вывода о работе для 2-ой группы:

В каких случаях и с какой целью можно было бы применить эти реакции в жизни?







































Перед выступлением III группы учитель сообщает, что белки являются определяющим

компонентом питания. В отличие от углеводов и жиров организм практически лишен резерва белков. Пищевые белки – незаменимые компоненты рациона, обеспечивают все жизненно важные процессы в организме. Существенны также, процессы переваривания и всасывания белков, они связаны с гидролизом. Что это за процесс, в чем его суть, является ли он обратимым?

Вопросы для вывода:

  • Предположите, можно ли пищевые белки заменить другими компонентами рациона, например жирами и углеводами, и при этом обеспечить важнейшие процессы в организме.

  • Чем обусловливается биологическая ценность белка?


Большое потребление белков ведет к образованию в желудочно-кишечном тракте продуктов неполного расщепления, что может вызвать интоксикацию организма, поэтому необходимо помнить о рациональном питании.

Белковые продукты используются также для лечения ряда заболеваний.

Молоко является источником биологически ценных белков, легко усваиваемых жиров, незаменимых жирных кислот, фосфатидов, витаминов — А, В2 , С, РР; нормализует содержание холестерина в крови, используется в целях профилактики и лечения гастрита, язвы желудка, туберкулеза, сердечнососудистых заболеваний, стимулирует распад жира (липотрофный эффект) и синтез других белков в организме; обеспечивает более полное усвоение фосфора и кальция.

Молочнокислые продукты содержат молочнокислые бактерии, которые продуцируют витамины группы В. Творог повышает содержание метионина, предотвращает жировые отложения в печени, на его усвоение тратится меньше ферментов, желудочного сока и соляной кислоты.

Сыры возбуждающе действуют на нервную систему, не рекомендуется их употребление перед сном.

Яйца содержат в белке все незаменимые АК; желток содержит жирные кислоты и холестерин, однако благодаря большому содержанию лецитина холестерин яичного желтка практически не попадает в кровь и выводится с желчью. Наилучшее усвоение ценных компонентов яйца наблюдается при первичной денатурации белка, когда яйцо сварено всмятку.

Мясо является основным источником ценных белков (биоценные белки мышц: миогены, миозин, глобулины и др.), повышает желудочную секрецию, возбуждает нервную систему, содержит железо, витамины группы С и В.

Рыба по составу АК не уступает белкам мяса, кроме того, содержит важные микроэлементы и активный йод.

Дополнительными источниками белков могут служить одноклеточные организмы — дрожжи, водоросли, непатогенные бактерии, мицеллы, микроскопические грибы, одноклеточные водоросли (хлорелла, сценодемус).


Работа в группах с текстами:

Группа №1 подгруппа А

Текст "Белки-ферменты"

В каждой живой клетке непрерывно протекают сотни биохимических реакций, в ходе которых происходит распад и окисление поступающих извне питательных веществ. Клетка использует энергию, полученную вследствие окисления данных веществ; продукты их расщепления служат для синтеза необходимых клетке органических соединений. Быстрое протекание таких биохимических реакций обеспечивают биокатализаторы — ферменты.

Существует шесть групп ферментов: оксидазы, гидролазы, изомеразы, лиазы, синтеазы, трансферазы.

Известно более двух тысяч ферментов. Каждая молекула способна осуществлять от тысяч до миллиардов операций в минуту, при этом биоферменты не расходуются.


Разноуровневые вопросы к тексту:

Первый уровень. Какова роль биоферментов в организме? Что объединяет названия групп ферментов?

Второй уровень. Предположите, какова функциональная направленность каждой группы биоферментов. Приведите примеры известных вам ферментов и их функций.

Группа № 1 подгруппа В

Текст "Белки-регуляторы физиологических процессов (гормоны)''

Гормоны производятся в особых клетках мозга, находящихся в гипоталамической части и в гипофизе, например гормон роста, а также в специальных клетках поджелудочной железы, например инсулин и глюкагон. Но не все гормоны — белки!

Белковые и небелковые гормоны, как правило, влияют на организм, изменяя активность ферментов. Например, большая группа белков — факторов роста — активизирует ферменты синтеза ДНК в клетке и таким образом усиливает деление клеток. Это важно для восстановления тканей при ранениях и после операций. Но слишком интенсивное деление клеток ведет к их неконтролируемому росту (злокачественные опухоли). Блокировать избыточный синтез факторов роста — значит привести к подавлению роста злокачественной опухоли.

Разноуровневые вопросы к тексту:

Первый уровень. Что лежит в основе природы гормонов? Где производятся гормоны в организме?

Второй уровень. Предположите, какую болезнь вызывает недостаток инсулина у человека. Могут ли гормоны оказать негативную реакцию на организм?

Группа № 2 подгруппа А

Текст "Белки-транспортеры"

В крови, в наружных клетках мембраны, в цитоплазме и ядрах клетки находятся различные транспортные белки, которые обеспечивают активный и строго избирательный транспорт веществ. Пример: в крови белки-транспортеры узнают, связывают определенные белки-гормоны и несут к определенным клеткам; в транспорте жирных кислот принимают участие белки сыворотки крови — альбумины.

Разноуровневые вопросы к тексту:

Первый уровень. Место и роль белков-транспортеров в организме?

Второй уровень. Какую транспортную функцию выполняет сложный белок - гемоглобин? Что вам известно о его местонахождении в организме?

Группа № 2 подгруппа В

Текст "Белки - средство защиты организма"

Специальные белки - иммуноглобулины — являются антителами к антигенам (чужеродным белкам), они связывают и выводят антигены из организма, препятствуют размножению бактерий и вирусов, нейтрализуют выделяемые ими токсины.

Пример: в лимфатических тканях (вилочковая железа, лимфатические узлы, селезенка), вырабатываются лимфоциты - клетки, синтезирующие антитела. Поэтому у человека и животных одна из главных систем — это иммунная система.

Разноуровневые вопросы к тексту:

Первый уровень. Какие специальные белки составляют иммунную систему? Где данные белки синтезируются в организме?

Второй уровень. Миллионы человеческих жизней было спасено от оспы, бешенства, полиомиелита, лихорадки и других болезней. Каким образом медицина предупреждает данные инфекционные заболевания?

Группа № 3

Текст "Белки, выполняющие структурные, строительные, сократительные, энергетические функции"

Белки участвуют в образовании всех клеточных мембран, органоидов, а также внеклеточных структур.

При распаде 1 г белка выделяется 17 кДж энергии, но используется эта энергия только тогда, когда истощаются другие источники. Какие это источники?

Белки осуществляют механохимические процессы, в которых энергия химических связей переходит в механическую работу; например, актин и миозин играют главную роль в работе мышц.

По содержанию такие белки занимают первое место в организме:

кератин - входит в состав шерсти, волокон, перьев;

коллаген — компонент волокон соединительных тканей;

липопротеиды — составная часть мембран клеток. Разноуровневые вопросы к тексту:

Первый уровень. Какая функция белка описана каждым характеризующим положением? Является ли белок основным источником энергии? Какие вещества вам известны как источники энергии?

Второй уровень. Чем отличаются друг от друга по описанию белки, приведенные в примере текста? Найдите доказательства и соотнесите примеры в тексте с каждой из перечисленных функций.

























Формулируют вывод по теме блока:

если значение белков настолько велико, то именно эти вещества должны обладать особенными свойствами, обусловленными их строением и уникальным составом;

это определяет последующий блок: строение и состав белков, и уровни организации белковых молекул.

Записи в опорный конспект


























Группа № 1 Текст "Первичная структура белка"

Первичная структура белка определяется генотипом, благодаря которому выстраивается специфическая последовательность АК в полипептидную цепь за счет образования пептидной связи.

В состав белка-полимера входят 20 L-AK:



O

α ║

RCH - C .

│ │

NH2 ОН

где R — это углеводородный радикал или атом водорода. Радикалы имеют большое значение в биологи ческой активности белка, его свойствах.

Пептидная связь образуется при взаимодействии функциональных групп соседних АК: карбоксильной — СООН и аминогруппой — NH2, взаимное присутствие которых обусловливает амфотерные или специальные свойства:



O O O H

║ │

CH2 - C + CH3 - CH - C -> NH2 - CH2 - C- N - CH - COOH + H2O

│ │ │ │ │

NH2 (OH H) –N-H ОН СН3

глицин аланин дипептид глицилаланина



Из 20 L-AK 8 АК являются незаменимыми, т. е. не синтезируемыми человеческим организмом, но необходимыми для его нормального функционирования .


Разноуровневые вопросы и задания к тексту:

Первый уровень. Какие функциональные группы входят в состав АК и какие их свойства определяют? Какую роль выполняют АК в организации первичной структуры? Какой единый принцип лежит в основе построения первичной структуры?


Второй уровень. По аналогии примера в тексте из дипептида получите трипептид (пользуясь таблицей незаменимых АК, используйте формулу цистеина или серина), назовите полученный трипептид. Можно ли предположить функциональные нарушения свойств белка, если изменится последовательность звеньев АК в полимерной цепи?



Группа № 2

Вторичная структура — это конфигурация, которую принимает полипептидная цепь, состоящая из звеньев АК, для того чтобы приблизиться к наиболее компактной структуре. Вторичная структура является промежуточной. Наиболее часто встречается спиралевид ная форма вторичной структуры белка. Данную структуру поддерживают водородные связи, образую щиеся через 4 фрагмента АК.

O H

Группы — С — и —N— каждой пептидной связи обращены в разные стороны: одна — к вышерасположенному витку, другая — к нижерасположенному. Между группами, находящимися на разных витках, и устанавливается водородная связь.

R - радикалы звеньев АК — в данной ситуации обращены наружу, что позволяет их функциональным группам вступать в разнообразные химические реакции.

Разноуровневые вопросы и задания к тексту:

Первый уровень. Какова пространственная конфигурация вторичной структуры? За счет чего молекула белка закручивается и удерживает данную структуру? Какую роль выполняют радикалы во вторичной структуре?

Второй уровень. Чем отличается данный уровень организации белка от первичного? В чем его необходимость?


Группа № 3

Итак, белок составляет строго упорядоченную последовательность звеньев АК в полимерной цепи за счет образования пептидной связи между функциональными группами соседних: АК (первичная структура).

Затем за счет образования водородных связей между функциональными группами разных участков полимерной цепи белки закручиваются в более компактную конфигурацию — спираль (вторичная структура).

Наконец, молекула белка стремится не только к реализации своей специфической биологической активности, но и к наиболее компактной конфигурации, позволяющей ей максимально реализовать свои функции. Это и есть третичная структура — трехмерная конфигурация закрученной спирали, образующая глобулы (клубки) или фибриллы (белки структурные и сократительные). Образование данной структуры происходит благодаря слабым взаимодействиям (ионные, диполь-дипольные и водородные). Несмотря на то, что энергия каждого из таких взаимодействий гораздо меньше энергии ковалентной связи, третичная структура устойчива (играет роль большой эффект малых сил).

Кроме того, устойчивости третичной структуры способствуют взаимодействия между функциональными группами с образованием дисульфидных, сложно-эфирных и амидных мостиков.

Полярные, гидрофильные R-радикалы, выступая наружу глобулы, обеспечивают специфическую биологическую активность белка.

Если же взаимодействуют несколько полимерных структур, образуется четвертичная конфигурация. Например, молекула гемоглобина.

Разноуровневые вопросы и задания к тексту:

Первый уровень. Какова пространственная конфигурация третичной структуры? За счет чего молекула белка закручивается в клубок и удерживает данную структуру? Как довольно слабым взаимодействиям это удается? Какую роль выполняют радикалы в третичной структуре?


Второй уровень. Чем отличается данный уровень организации белка от первоначальных? В чем его необходимость?





Формулируют общий вывод по блоку информации:

белки - это высшая, самоорганизующаяся форма развития вещества, в которой первичная структура определяет его биологическую активность.

Дополняют опорный конспект записями
























ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ


Группа № 1

Реактивы: раствор белка, хлорид натрия, вода, раствор сульфата меди (II).

Опыт 1 для I группы "А". АЛГОРИТМ:

  1. К раствору белка добавить порошок хлорида натрия.

  2. Пронаблюдать изменения, отнести их к определенным свойствам.



  1. Добавить воды до растворения белка.

  2. Сделать вывод о результатах опыта.

Опыт 2 для II группы "Б". АЛГОРИТМ:

1. К раствору белка добавить раствор сульфата меди (II); можно использовать другие соли тяжелых металлов.

2. Пронаблюдать изменения, отнести их к определенным свойствам.

3. Добавить воды, объяснить явление.

4. Сравнить результаты опытов и выявить наиболее активное вещество для белка.

Задания:

Первый уровень. В одном из белков содержится 0,32% серы. Определите Мг — относительную молекулярную массу молекулы данного белка, если предположить (для простоты), что в молекуле содержится один атом серы. (Мг(белка) = ? - 100%; \(S) = 32 -0,32%.)

Второй уровень. Определите по тексту сущность понятий взаимосвязанных процессов: высаливание, денатурация, коагуляция; проведите опыт по алгоритму.

Сравните результаты опытов, сделайте вывод:

Можно ли использовать белки как противоядие при отравлениях?

Группа № 2

АЛГОРИТМ работы для II группы по третьему блоку информации:

  1. Познакомьтесь с названиями и назначениями качественных реакций белка по описанию опытов 1 и 2 в тексте.

  2. Соотнесите информацию с третьим блоком информации.

3. Определите суть каждой реакции.

4.Проведите один из опытов в соответствии с выбранным уровнем.

  1. Ответьте на вопросы этого уровня.

  2. Приготовьтесь к комментарию проделанной работы.

Инструкции к эксперименту "Качественные (цветные) реакции на белок"

Опыт 1: биуретовая реакция — распознавание в молекуле белка пептидных групп.

Реактивы: 2 мл раствора белка, 2 мл 10%-го расствора гидроксида натрия, 2—3 капли раствора сульфата меди (II).

АЛГОРИТМ:

1. К раствору белка добавить столько же раствора гидроксида натрия.

2. К смеси прилить 2—3 капли раствора сульфата меди (II)

3. Пробирку встряхнуть и наблюдать изменение цвета.

Опыт 2: ксантопротеиновая реакция — нитрование бензольных ядер, находящихся в составе радикалов молекул белка.

Реактивы: 2 мл раствора белка, 0,5 мл концентрированного раствора азотной кислоты.

Оборудование: пробирка, держатель, спиртовка, спички, пипетка.

АЛГОРИТМ:

1. Прилить в пробирку 2 мл раствора белка.

2. Добавить по каплям 0,5 мл раствора азотной кислоты (конц.).

3. Нагреть пробирку.

4. Наблюдать изменение цвета.

Опыт 3 для II группы "А": обнаружение белков в мясном бульоне.

Реактивы: кусочки мяса, вода, 10%-й раствор гидроксида натрия и 2—3 капли раствора сульфата меди Ш) или 0,5 мл раствора концентрированной азотной кислоты.

Оборудование: пробирки, спиртовка, спички, воронка, марля.

АЛГОРИТМ:

  1. Поместить в пробирку кусочки мяса.

  2. Залить их водой.

  3. Нагреть пробирку и кипятить 2-3 мин для получения бульона.

  4. Через марлю и воронку отфильтровать бульон в другую пробирку.

  5. Определить белок в бульоне с помощью биуретовой или ксантопротеиновой реакции

  6. Сделать вывод о результатах опыта.

Опыт 4 для II группы "Б": отличить натуральную шерсть от искусственной.

Реактивы: полоски тканей, концентрированная азотная кислота.

Оборудование: предметные стекла, пипетка.

АЛГОРИТМ:

  1. На предметные стекла разложить полоски ткани

  2. Пипеткой перенести по 1 капле азотной кислоты (конц.)

  3. Понаблюдать изменение цвета

  4. Объясните наблюдаемые явления на основе предыдущих опытов.

Задания:

Первый уровень. Проведите одну из качественных реакций по алгоритму опыта 1 (или 2). Каково значение качественных реакций белка? Почему их называют цветными?

Второй уровень. Проведите опыт 3 (или 4) в соответствии с алгоритмом.

Группа № 3


АЛГОРИТМ работы для III группы по третьему блоку информации:

1. Прочитайте текст.

  1. Выполните задание в тексте простым карандашом.

  2. Соотнесите информацию текста с третьим блоком.

  3. Определите самый важный компонент в этом блоке, характеризующий суть данного процесса.

5. Решите задачу первого уровня в паре.

6.Ответьте на вопросы (от простого) по уровням.
7. Приготовьтесь к комментарию.

Гидролиз белка

Гидролиз белка – это, прежде всего, разрушение одного из важнейших уровней организации белковой молекулы. В лабораторных условиях данный процесс проводят в присутствии кислот и щелочей при температуре, в организме - под действием ферментов.

Белок является основным компонентом питания. Биологическая ценность белков определяется содержанием в них незаменимых АК. Недостаток белков или нарушение процессов их усвоения (переваривание и всасывание) приводят к развитию жировых отложений в печени, к болезням крови и ослаблению иммунитета.

Этапы гидролиза белка в организме:

  1. Под действием белков-ферментов в желудке происходит расщепление белковых молекул до полипептидов с меньшей молекулярной массой.

  2. В кишечнике они гидролизуются до отдельных АК.

  3. Смесь АК всасывается слизистой оболочкой тонкого кишечника.

  4. Через систему воротной вены смесь АК попадает в печень.

  5. Затем разносится кровью по всем органам и тканям.

  6. АК расходуются на синтез белка (увеличение белковой массы, рост, обновление) и нуклеиновых кислот (НК), а также распадаются в процессе жизнедеятельности (см. схему).

Задания:

Первый уровень.

Для III группы "А". Известно, что для взрослого человека необходимо 1,5 г белка на 1 кг массы. Зная свою массу, определите норму необходимого потребления белка для своего организма.

Для III группы "Б". Известно, что при продолжительности жизни 70 лет обновление белка в организме происходит в среднем 200 раз. Зная свой возраст, предположите, сколько раз произошло обновление белка в вашем организме.

По каким связям происходит разрушение молекул белка при гидролизе?

Являются ли эти реакции обратимыми?

Второй уровень. В чем состоит сущность гидролиза?


Дополнение записями опорного конспекта

Первичное закрепление

Учащимся предлагаются вопросы о строении и значении белков

Письменно отвечают на вопросы (приложение)


Информация о домашнем задании

Отработать по опорному конспекту информацию блоков по теме «Белки»

Записывают д /задание, задают при необходимости вопросы

Рефлексия

Какие основные термины и понятия Вы включили в опорный конспект

Оцените свою деятельность на уроке:

что получилось? Что вызвало затруднения? Почему?




Литература по теме "Белки":


  1. Габриелян О.С. Маскаев Ф.М. Химия 10 кл., Дрофа, Москва 2002 Стр. 226-234

  2. Гроссе Э., Вайстмантель X. Химия для любознательных. 3-е изд. Л.: Химия. Ленингр. отделение, 1987, с. 271.

  3. Казаков Б.И. Лаборатория внутри нас. М.: Знание, 1984, с. 126, 128.

  4. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. М.: Высшая школа, 1991, с. 8.

  5. Чухрай Е. С. Молекула. Жизнь. Организм. Книга для внеклассного чтения 8—10 классов. М.: Просвещение, 1981.



библиотека
материалов

hello_html_m2a7690f7.gifБлок № 2

Группа № 1

Первичная структура белка определяется генотипом, благодаря которому выстраивается специфическая последовательность АК в полипептидную цепь за счет образования пептидной связи.http://www.xumuk.ru/biologhim/bio/img128.jpg


http://do.rksi.ru/library/courses/bio10/lec1_2_1-2.gif



http://bio.fizteh.ru/student/files/biology/biolections/lection04/fig06.JPG

http://www.fos.ru/biology/image/7157/image010.jpg






В состав белка-полимера входят 20 L-AK:



O

α ║

RCH - C .

│ │

NH2 ОН

где R — это углеводородный радикал или атом водорода. Радикалы имеют большое значение в биологи ческой активности белка, его свойствах.

Пептидная связь образуется при взаимодействии функциональных групп соседних АК: карбоксильной — СООН и аминогруппой — NH2, взаимное присутствие которых обусловливает амфотерные или специальные свойства:



O O O H

║ │

CH2 - C + CH3 - CH - C -> NH2 - CH2 - C- N - CH - COOH + H2O

│ │ │ │ │

NH2 (OH H) –N-H ОН СН3

глицин аланин дипептид глицилаланина


Из 20 L-AK 8 АК являются незаменимыми, т. е. не синтезируемыми человеческим организмом, но необходимыми для его нормального функционирования .


Разноуровневые вопросы и задания к тексту:

Первый уровень. Какие функциональные группы входят в состав АК и какие их свойства определяют? Какую роль выполняют АК в организации первичной структуры? Какой единый принцип лежит в основе построения первичной структуры?


Второй уровень. По аналогии примера в тексте из дипептида получите трипептид (пользуясь таблицей незаменимых АК, используйте формулу цистеина или серина), назовите полученный трипептид. Можно ли предположить функциональные нарушения свойств белка, если изменится последовательность звеньев АК в полимерной цепи?









Блок № 2

Группа № 2



Вторичная структура — это конфигурация, которую принимает полипептидная цепь, состоящая из звеньев АК, для того чтобы приблизиться к наиболее компактной структуре. Вторичная структура является промежуточной. Наиболее часто встречается спиралевид ная форма вторичной структуры белка. Данную структуру поддерживают водородные связи, образую щиеся через 4 фрагмента АК. http://him.1september.ru/2004/06/13-1.gif

O H

Группы — С — и —N— каждой пептидной связи обращены в разные стороны: одна — к вышерасположенному витку, другая — к нижерасположенному. Между группами, находящимися на разных витках, и устанавливается водородная связь.

R - радикалы звеньев АК — в данной ситуации обращены наружу, что позволяет их функциональным группам вступать в разнообразные химические реакции.



Разноуровневые вопросы и задания к тексту:

Первый уровень. Какова пространственная конфигурация вторичной структуры? За счет чего молекула белка закручивается и удерживает данную структуру? Какую роль выполняют радикалы во вторичной структуре?


Второй уровень. Чем отличается данный уровень организации белка от первичного? В чем его необходимость?








Блок № 2

Группа № 3

"Третичная структура белка — змея закручивается в спираль"

http://www.fos.ru/biology/image/7157/image016.jpghttp://belok-s.narod.ru/Pictures/3_ch.JPG



Итак, белок составляет строго упорядоченную последовательность звеньев АК в полимерной цепи за счет образования пептидной связи между функциональными группами соседних: АК (первичная структура).

Затем за счет образования водородных связей между функциональными группами разных участков полимерной цепи белки закручиваются в более компактную конфигурацию — спираль (вторичная структура).

Наконец, молекула белка стремится не только к реализации своей специфической биологической активности, но и к наиболее компактной конфигурации, позволяющей ей максимально реализовать свои функции. Это и есть третичная структура — трехмерная конфигурация закрученной спирали, образующая глобулы (клубки) или фибриллы (белки структурные и сократительные). Образование данной структуры происходит благодаря слабым взаимодействиям (ионные, диполь-дипольные и водородные). Несмотря на то, что энергия каждого из таких взаимодействий гораздо меньше энергии ковалентной связи, третичная структура устойчива (играет роль большой эффект малых сил).

Кроме того, устойчивости третичной структуры способствуют взаимодействия между функциональными группами с образованием дисульфидных, сложно-эфирных и амидных мостиков.

Полярные, гидрофильные R-радикалы, выступая наружу глобулы, обеспечивают специфическую биологическую активность белка.

Если же взаимодействуют несколько полимерных структур, образуется четвертичная конфигурация. Например, молекула гемоглобина.

http://nauka.relis.ru/08/0212/ANTIOK-2.jpg


Содержащийся в эритроцитах белок гемоглобин (на рисунке представлена модель его молекулы) служит молекулярным переносчиком кислорода









Разноуровневые вопросы и задания к тексту:

Первый уровень. Какова пространственная конфигурация третичной структуры? За счет чего молекула белка закручивается в клубок и удерживает данную структуру? Как довольно слабым взаимодействиям это удается? Какую роль выполняют радикалы в третичной структуре?


Второй уровень. Чем отличается данный уровень организации белка от первоначальных? В чем его необходимость?




















Тест по теме «Белки»

1. Каждому уровню организации, название которого приведено в левой колонке, подберите соответствующую ему характеристику, приведенную в правой колонке. Ответ представьте как соответствие цифры и буквы, например: I – Б.

Структура белка

Характеристика структуры
белковой молекулы

I. Первичная

А. Образуется за счет взаимодействия радикалов аминокислот при помощи дисульфидных связей, a также ковалентных и водородных связей,
имеет форму шарика (глобулы)

II. Вторичная

Б. Образуется за счет прочных пептидных связей между аминокислотами,
имеет вид цепи, обладает линейной конфигурацией

III. Третичная

В. Образует агрегаты молекул за счет объединения нескольких молекул белка с помощью водородных, ионных, гидрофобных связей. В эту структуру белка могут быть включены и небелковые компоненты

IV. Четвертичная

Г. Возникает при укладке белковой молекулы в пространстве за счет образования водородных связей между близко расположенными аминокислотными остатками. Имеет вид спирали

2. Какими свойствами обладают белки?

а) Основными;
б) кислотными;
в) амфотерными.

3. В основе образования первичной структуры белков лежит реакция:

а) полимеризации;
б) поликонденсации;
в) изомеризации.

4. Какие азотсодержащие органические вещества образуются при гидролизе белка в организме человека?

а) Амины;
б) нитросоединения;
в)
alfa-аминокислоты;
г) 
bet-аминокислоты.

5. Как обозначается пептидная связь?

27-1

6. Молекулы белков, связывающие и обезвреживающие чужеродные данной клетке вещества, выполняют функцию:

а) защитную;
б) каталитическую;
в) энергетическую;
г) транспортную.

7. Синтез молекул белка в клетке осуществляется в микроскопических тельцах округлой формы, называемых:

а) лизосомами;
б) рибосомами;
в) лейкопластами;
г) ядрышками.

8. Обратимый процесс нарушения структуры одного из органических соединений клетки, происходящий под влиянием физических и химических факторов, называется:

а) полимеризацией глюкозы;
б) удвоением цепи ДНК;
в) денатурацией белка;
г) окислением жиров.

9. Мономерами белков являются:

а) нуклеотиды;
б) углеводы;
в) глюкоза и фруктоза;
г) аминокислоты.

10. Какую функцию белки не выполняют в клетке?

а) Информационную;
б) растворителя;
в) каталитическую;
г) запасающую.

11. Процесс восстановления структуры белка называется:

а) гидролиз;
б) денатурация;
в) ренатурация.












Блок № 3

Группа № 3

"СВОЙСТВА БЕЛКА "

Гидролиз белка

Гидролиз белка – это, прежде всего, разрушение одного из важнейших уровней организации белковой молекулы. В лабораторных условиях данный процесс проводят в присутствии кислот и щелочей при температуре, в организме - под действием ферментов.

Белок является основным компонентом питания. Биологическая ценность белков определяется содержанием в них незаменимых АК. Недостаток белков или нарушение процессов их усвоения (переваривание и всасывание) приводят к развитию жировых отложений в печени, к болезням крови и ослаблению иммунитета.

Этапы гидролиза белка в организме:

  1. Под действием белков-ферментов в желудке происходит расщепление белковых молекул до полипептидов с меньшей молекулярной массой.

  2. В кишечнике они гидролизуются до отдельных АК.

  3. Смесь АК всасывается слизистой оболочкой тонкого кишечника.

  4. Через систему воротной вены смесь АК попадает в печень.

  5. Затем разносится кровью по всем органам и тканям.

  6. АК расходуются на синтез белка (увеличение белковой массы, рост, обновление) и нуклеиновых кислот (НК), а также распадаются в процессе жизнедеятельности (см. схему).

Задания:

Первый уровень.

Для III группы "А". Известно, что для взрослого человека необходимо 1,5 г белка на 1 кг массы. Зная свою массу, определите норму необходимого потребления белка для своего организма.


Для III группы "Б". Известно, что при продолжительности жизни 70 лет обновление белка в организме происходит в среднем 200 раз. Зная свой возраст, предположите, сколько раз произошло обновление белка в вашем организме.

По каким связям происходит разрушение молекул белка при гидролизе?

Являются ли эти реакции обратимыми?

Второй уровень. В чем состоит сущность гидролиза?










АЛГОРИТМ работы для II группы по третьему блоку информации:

  1. Познакомьтесь с названиями и назначениями качественных реакций белка по описанию опытов 1 и 2 в тексте.

  2. Соотнесите информацию с третьим блоком информации.

3. Определите суть каждой реакции.

4.Проведите один из опытов в соответствии с выбранным уровнем.

  1. Ответьте на вопросы этого уровня.

  2. Приготовьтесь к комментарию проделанной работы.

Инструкции к эксперименту "Качественные (цветные) реакции на белок"

Опыт 1: биуретовая реакция — распознавание в молекуле белка пептидных групп.

Реактивы: 2 мл раствора белка, 2 мл 10%-го расствора гидроксида натрия, 2—3 капли раствора сульфата меди (II).

АЛГОРИТМ:

1. К раствору белка добавить столько же раствора гидроксида натрия.

2. К смеси прилить 2—3 капли раствора сульфата меди (II)

3. Пробирку встряхнуть и наблюдать изменение цвета.

Опыт 2: ксантопротеиновая реакция — нитрование бензольных ядер, находящихся в составе радикалов молекул белка.

Реактивы: 2 мл раствора белка, 0,5 мл концентрированного раствора азотной кислоты.

Оборудование: пробирка, держатель, спиртовка, спички, пипетка.

АЛГОРИТМ:

1. Прилить в пробирку 2 мл раствора белка.

2. Добавить по каплям 0,5 мл раствора азотной кислоты (конц.).

3. Нагреть пробирку.

4. Наблюдать изменение цвета.

Опыт 3 для II группы "А": обнаружение белков в мясном бульоне.

Реактивы: кусочки мяса, вода, 10%-й раствор гидроксида натрия и 2—3 капли раствора сульфата меди Ш) или 0,5 мл раствора концентрированной азотной кислоты.

Оборудование: пробирки, спиртовка, спички, воронка, марля.

АЛГОРИТМ:

  1. Поместить в пробирку кусочки мяса.

  2. Залить их водой.

  3. Нагреть пробирку и кипятить 2-3 мин для получения бульона.

  4. Через марлю и воронку отфильтровать бульон в другую пробирку.

  5. Определить белок в бульоне с помощью биуретовой или ксантопротеиновой реакции

  6. Сделать вывод о результатах опыта.

Опыт 4 для II группы "Б": отличить натуральную шерсть от искусственной.

Реактивы: полоски тканей, концентрированная азотная кислота.

Оборудование: предметные стекла, пипетка.

АЛГОРИТМ:

  1. На предметные стекла разложить полоски ткани

  2. Пипеткой перенести по 1 капле азотной кислоты (конц.)

  3. Понаблюдать изменение цвета

  4. Объясните наблюдаемые явления на основе предыдущих опытов.

Задания:

Первый уровень. Проведите одну из качественных реакций по алгоритму опыта 1 (или 2). Каково значение качественных реакций белка? Почему их называют цветными?

Второй уровень. Проведите опыт 3 (или 4) в соответствии с алгоритмом.




































Блок № 3

Группа № 1




ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Реактивы: раствор белка, хлорид натрия, вода, раствор сульфата меди (II).

Опыт 1 для I группы "А". АЛГОРИТМ:

  1. К раствору белка добавить порошок хлорида натрия.

  2. Пронаблюдать изменения, отнести их к определенным свойствам.



  1. Добавить воды до растворения белка.

  2. Сделать вывод о результатах опыта.

Опыт 2 для II группы "Б". АЛГОРИТМ:

1. К раствору белка добавить раствор сульфата меди (II); можно использовать другие соли тяжелых металлов.

2. Пронаблюдать изменения, отнести их к определенным свойствам.

3. Добавить воды, объяснить явление.

4. Сравнить результаты опытов и выявить наиболее активное вещество для белка.

Задания:

Первый уровень. В одном из белков содержится 0,32% серы. Определите Мг — относительную молекулярную массу молекулы данного белка, если предположить (для простоты), что в молекуле содержится один атом серы. (Мг(белка) = ? - 100%; \(S) = 32 -0,32%.)

Второй уровень. Определите по тексту сущность понятий взаимосвязанных процессов: высаливание, денатурация, коагуляция; проведите опыт по алгоритму.

Сравните результаты опытов, сделайте вывод:

Можно ли использовать белки как противоядие при отравлениях?


Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 29 ноября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru


Общая информация

Номер материала: ДВ-085115
Курсы профессиональной переподготовки
124 курса

Выдаем дипломы установленного образца

Заочное обучение - на сайте «Инфоурок»
(в дипломе форма обучения не указывается)

Начало обучения: 29 ноября
(набор групп каждую неделю)

Лицензия на образовательную деятельность
(№5201 выдана ООО «Инфоурок» 20.05.2016)


Скидка 50%

от 13 800  6 900 руб. / 300 часов

от 17 800  8 900 руб. / 600 часов

Выберите квалификацию, которая должна быть указана в Вашем дипломе:
... и ещё 87 других квалификаций, которые Вы можете получить

Похожие материалы

Получите наградные документы сразу с 38 конкурсов за один орг.взнос: Подробнее ->>