Урок на тему : "Белки"

Урок по химии

Тема урока: Белки

Тип урока: комбинированный

 Цель: углубить знания о важнейших классах биологически значи­мых органических соединений - белках

Задачи:

Образовательные:

 -  сформировать представление о белках как  биополимерах, состоящих из различных аминокислотных остатков;

 - охарактеризовать состав и химическое строение полипептид­ных молекул, а также первичную, вторичную, третичную и четвертич­ную структуру белка;

 - ознакомить учащихся с важнейшими функциями белков;

 - сформировать знания о качественных реакциях на молекулы белка.

Развивающие:

 - способствовать развитию умения анализировать и обобщать ранее изученные факты.

Универсальные учебные действия (познавательные, регулятивные, коммуникативные)

·       Формировать умение извлекать информацию из таблиц, схем (П)

·       Формировать умение выявлять сущность, особенности изучаемых веществ (П)

·       Формировать умение на основе анализа ранее изученных фактов  делать выводы (П)

·       Формировать умения отвечать на поставленный вопрос, аргументировать (К)

·       Формирование вербальных  и невербальных способов коммуникации (К)

·       Адекватно передавать информацию (К)

·       Уметь корректировать свои  действия и других (Р)

·       Давать оценку результатам работы и т.д. (Р)

Воспитательные:

-воспитывать интерес к изучаемому предмету;

 Универсальные учебные действия (личностные)

·       Воспитывать культуру диалога (Л)

·       Формировать позитивное отношение к себе и окружающему миру (Л)

·       Формировать личностную мотивацию учебной деятельности (Л)

 Основной дидактический метод: словесный метод обучения

 Частные методы:  побуждающий и подводящий диалоги, работа с текстом, метод иллюстрации, межпредметный поход.

 Дидактические средства: реактивы: раствор куриного белка, растворы NaOH, CuS0₄, HN0_{3 ,} этиловый спирт; химическая посуда, спиртовка, держатель; карточки - задания ; презентация к уроку; компьютер; проектор.
Оформление доски: число, тема урока.

ПЛАН  УРОКА

1.Организация начала урока ( 1 минута).     

     Приветствие  учащихся и гостей. Подготовка учащихся к работе

2. Актуализация ЗУН ( 6 минут).

Трое учащихся отвечают у доски по карточкам домашние задание, во время их подготовки идет фронтальный опрос остальных учащихся, затем взаимопроверка.

 3. Мотивация учебной деятельности( 2 минуты).

    Вступительная беседа. Постановка целей урока

    Сообщение и запись  темы урока, актуализация знаний.

4. Объяснение нового материала ( 25 минут)

    1. Строение белковых молекул (описание  первичной, вторичной, третичной, четвертичой структур белка).

    2. Физические свойства белков (форма молекул, устойчивость, растворимость, гидролиз и денатурация)

    3.Функции белков (строительная, каталитическая, транспортная, регуляторная, защитная, сократительная, энергетическая).

    4. Качественные реакции на белки: биуретовая и ксантопротеиновая реакции (демонстрація учителем).

5. Закрепление изученного ( 7 минут).

    Тестовое задание

6.Подведение итогов урока ( 2 минуты).

   Выводы ( фронтальная беседа). Оценивание работы на уроке.

7.Рефлексия учащихся ( 1 минута).

8. Домашнее задание( 1 минута).

     Пояснение домашнего задания

Конспект урока

1.Организация начала урока

·              Приветствие

·              Подготовка учащихся к работе

2.           Актуализация ЗУН.

А) Выполнение заданий у доски ( трое учащихся):

Задание № 1: Укажите название по международной номенклатуре    аминокислоты       валина и      лейцина.

С  – СН – СН – СООН                            

             С N

С  – СН – С–   СН -    СООН

             СN

Задание № 2:

Напишите формулы продуктов взаимодействия аминоуксусной кислоты N - С - C ООН  с соляной кислотой и гидроксидом натрия. Какое свойство аминокислот подтверждают эти уравнения реакций?

Задание № 3:  Написать уравнения реакций с помощью которых можно получить из уксусной кислоты аминоуксусную.

Б) Вопросы фронтального опроса:

- Что такое аминокислота?

- Сколько аминокислот известно в природе?

- Сколько  аминокислот принимают участие в формировании молекулы белка?

- Какие аминокислоты называют заменимыми, а какие незаменимыми?

- Что такое полимер?

- Что такое мономер?

- Возможна ли жизнь без белка?

- Есть ли живые организмы, которые не имеют в своем строении молекул белка?

В) проверка учащихся, выполняющих у доски задания  по карточкам.

3.Мотивация учебной деятельности

         Органические соединения  составляют  в среднем 20-30% массы клетки живого организма. К ним относятся биологические полимеры.

         Какие вы знаете биополимеры из курса биологии? (сложные углеводы, нуклеиновые кислоты, белки, жиры).

Часть из этих веществ вы уже изучили, с другими еще предстоит познакомиться. На этом уроке мы повторим и систематизируем уже изученный вами в начале года на уроках биологии материал о строении и функциях молекул белка, познакомимся с качественными реакциями на белки.

Как вы думаете, какова тема нашего урока? (запись на доске темы урока).

Запишите в тетрадь число и тему урока.

Эпиграфом урока будут слова Фридриха Энгельса «Жизнь – это способ существования белковых тел».

4.Объяснение нового материала

Среди органических веществ  клетки   белки занимают первое место  как по количеству, так и по значению.

Белки – это биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты.

В организме человека встречается 5 млн типов белковых молекул, отличающихся не только друг от друга, но и от белков других организмов. Такое разнообразие обеспечивается сочетанием всего лишь 20 разных аминокислот, составляющих несколько сотен, а иногда и тысяч комбинаций. Порядок их чередования может быть самым разнообразным; благодаря этому возможно существование огромного числа молекул белка, отличающихся друг от друга.

Какие основные химические элементы, образуют белки? ( углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера). Белки  делятся на протеины, содержащие только остатки аминокислот, и протеиды, содержащие еще и небелковую часть ( липо-, хромо-, глико-, фосфопротеиды).

                                            Белки (по составу)

             Протеины                                                           Протеиды

             (простые)                                                            (сложные)

  макромолекулы состоят только                       кроме остатков ά- аминокислот        

  из остатков  ά- аминокислот.                          содержат другие группы атомов.                                                                               

1.СТРОЕНИЕ БЕЛКОВЫХ МОЛЕКУЛ

·       Что вы можете сказать о структуре белка, исходя из знаний биологии?

        Молекула белка напоминает нитку, унизанную раз­ноцветными бусинами и скрученную в виде спирали. «Бусины» - это  аминокислотами. Белки разного размера включают в себя от нескольких десятков до нескольких со­тен и даже тысяч аминокислот. В среднем длина белка - около 300 аминокислот.

Последовательность аминокислотных остатков, связанных прочными пеп­тидными  связями получила  название пер­вичной структурой белка.  Группа атомов – СО – NH - , с помощью которой связаны две ά- аминокислоты, называется пептидной связью. Впервые предположил, что белки  полимеры аминокислот, соединенные пептидной связью Фишер.

·       На доске написаны формулы двух аминокислот. Используя их получите дипептид.

             H₂N-CH₂-COOH                    H - N  -  _{_} CH –COOH                                                                                                                                          

                                                                   Н       CH₃                                                                     

Первичная структура белковой молекулы играет чрезвы­чайно важную роль. Изменение только одной аминокислоты на другую может привести либо к гибели всего организма, либо к появлению совершенно нового вида. Замена одного остат­ка аминокислоты глутамина на валин в молекуле гемоглобина (содержащего 574 аминокислотные группы!) вызывает тяже­лейшее заболевание — анемию, приводящую к смертельному исходу.

·       Какую еще структуру, кроме первичной вы знаете? (Вторичная структура белка)

·       Что она представляет? (спираль)

·       Как крепятся витки в молекуле? (за счет водородных связей между группами СО и NH)

         Таким образом, вторичная структура - это спираль, которая образуется в результате скручивания поли­пептидной цепи за счет водородных связей между группами СО и NH.

      Третичная структура – многократно скрученная спираль . Эта структура поддерживается за счет  гидрофобных  взаимодействий, водородных, дисульфидных, ионных связей.

В ряде случаев отдельные субъединицы белка с помощью водородных связей, электро­статического и других взаимодействий образуют более сложные структуры.

Четвертичная структура – объединение нескольких белков третичной структуры ( способ совместной укладки нескольких глобул). Есть не у всех белков. ( пример: гемоглобин, хлорофилл).  

           Биологическая активность белков определяется третичной и четвертичной струк­турами.

Вывод: Чем выше уровень организации белковой молекулы, тем структура менее прочная.

2.ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Белки чрезвычайно  разнообразны по своим свойствам.

1.Форма молекул

По характеру «упаковки» белко­вой молекулы различают глобуляр­ные, или шаровидные, и фибрил­лярные, или нитевидные, белки.

Белки (по форме молекул)

Глобулярные                                                              Фибриллярные

(шаровидные)                                                                  (нитевидные)

2.Растворимость Глобулярные белки( фибриноген, гемоглобин)  растворя­ются в воде и солевых растворах с образованием коллоидных сис­тем. Большинство белков живот­ных, растений и микроорганиз­мов относится к глобулярным белкам.

    Фибриллярных белки , как правило, не растворяются в воде. Они бычно выполняют структурообразующие функции. Их свойства (прочность, способность растягиваться) зависят от способа упаковки полипептидных цепочек. Приме­ром фибриллярных белков служат белки мускульной ткани (миозин), кератин (роговая ткань).

3.Устойчивость. Молекулы фибриллярных белков вытя­нуты в длину, нитеобразны и склонны группироваться одна возле другой с образованием волокон. Это основной строитель­ный материал тканей: сухожилий, мускульных и покровных тканей. Такие белки в воде нерастворимы. Прочность белко­вых молекул просто поразительна! Человеческий волос проч­нее меди и может соперничать со специальными видами ста­ли. Пучок волос площадью 1 см² выдерживает вес в 5 тонн, а на женской косе в 200 тыс. волосинок можно поднять гру­женый КамАЗ весом 20 т.

Есть же не устойчивые белки ( каталаза ) с легко изменяющейся структурой

4.Денатурация ( нарушение природной структуры бека под действие различных факторов ( нагревание, действие различных химических веществ и т.д).

Учащиеся проводят опыт с имеющимся на столах раствором  белка куриного яйца и этиловым спиртом, наблюдают денатурацию.

   3.ФУНКЦИИ БЕЛКОВ

·               Какие функции белков вы проходили на уроках биологии?

·               Выполнение задания на соответствие ( в раздаточном материале, пользуясь таблицей, учащимся предлагается установить соответствие примеров с фунцией белка.)

·                Запись в тетрадь функций белков по презентации ( комментарии учителя).

Функции белков в клетке чрезвычайно многообразны.

1.Одна из важнейших — строительная (структурная) функция: белки участ­вуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки, а также внеклеточных структур.

2.Исключительно важное значение имеет каталитическая (ферментативная) роль белков. Все ферменты — вещества белковой природы, они ускоряют химические реакции, протекающие в клетке, в десятки и сотни тысяч раз.

3.Транспортная функция белков заключается в присоединении хи­мических элементов (например, кислорода) или биологически актив­ных веществ (гормонов) и переносе их к различным тканям и органам тела.

Дыхательная функция крови, в частности перенос кислорода, осуществляется мо­лекулами гемоглобина - белка эритроцитов. В транспорте липидов принимают участие альбумины сыворотки крови.

4.Регуляторная функция. Обмен веществ в организме регулируется разнообразными механизмами. В этой регуляции важное место занимают гормоны, вырабатываемые в железах внутренней секреции. Ряд гормонов представлен белками или полипептидами, например гормоны гипофиза, поджелудочной железы и др. Инсулин – регулирует содержание сахара в крови.

5. Защитная функция. При поступлении в организм чужеродных белков или микроорганизмов в белых кровяных тельцах — лейкоци­тах — образуются особые белки — антитела. Они связывают и обез­вреживают несвойственные организму вещества (антигены).Защитная функция белков проявляется и в способности ряда белков крови к свертыванию. Свертывание белка плазмы крови фибриногена приводит к образованию сгустка крови, что предохраняет от потери крови при ранениях.

6.Двигательная функция живых организмов обеспечивается спе­циальными сократительными белками. Эти белки участвуют во всех видах движения.Например, актин и миозин - специфические белки мышечной ткани. Сократительная функция присуща не только мышечным бел­кам, но и белкам цитоскелета, что обеспечивает тончайшие процес­сы жизнедеятельности клеток (расхождение хромосом в процессе митоза).

7.Белки служат и одним из источников энергии в клетке, т. е. вы­полняют энергетическую функцию. При полном расщеплении 1 г бел­ка выделяется 17,6 кДж энергии.

4.КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА БЕЛКИ (цветные).

Демонстрация основных  цветных реакций белков (биуретовая реакция и ксантопротеиновая реакция).

Биуретовая реакция (качественная реакция на пептидную связь, универсальна для всех белков).

При действии на белки раствора со­лей меди (II) в щелочной среде возникает сиреневое или фи­олетовое окрашивание. К равным объемам раствора белка  куриного яйца и гидроксида натрия учитель добавляет несколько капель раствора сульфата ме­ди (II). Голубая окраска раствора соли меди изменяется на фи­олетовую

Ксантопротеиновая реакция.

При действии на белок куриного яйца  кон­центрированной азотной кислоты  образуется желтая окраска, связанная с нитрованием ароматических колец в соответст­вующих аминокислотах. (  это качественная реакция, которая помогает обнаружить аминокислоты в белках, содержащие бензольные кольца).

   5.Закрепление изученного.

Учащиеся выполняют тестовое задание с помощью презентации, осуществляют взаимопроверку и  пользуясь критериями оценки, оценивают работы друг друга).

6.    Подведение  итогов  урока

   Выводы. Выставление оценок за   работу  на уроке.

    7.Рефлексия  учащихся. Заполнение таблицы

1.     На уроке я работал 2.     Своей работой на уроке я 3.     Урок показался мне 4.     За урок я 5.     Мое настроение 6.     Материал урока для меня был

Активно,  пассивно Доволен,  недоволен Коротким,  длинным Не устал,  устал Стало лучше,  стало хуже Понятен,  непонятен Интересен,  скучен Полезен, бесполезен

 8. Домашнее задание: параграф 11.3