Урок по химии по теме "Белки" 10 класс

«МБОУ СШООЗЗ №2»

Открытый урок на тему:

«Белки – биополимеры жизни»

Тема: «Белки-биополимеры жизни».

Цели урока:

Образовательные:

Создать условия для самостоятельного добывания знаний по теме "Белки "; для формирования понятий о их строении и свойствах; создать условия для совершенствования умений находить и формулировать правильный ответ на поставленный вопрос, на основе полученных ранее знаний, для изучения белков.

Развивающие:

Создать условия для развития: умений выделять главное; устанавливать причинно-следственные связи между составом, строением, свойствами и применением веществ; эрудиции, логического и ассоциативного мышления, критического мышления, способности к рефлексии, коммуникативных навыков, навыков самостоятельного химического эксперимента с соблюдением правил по ТБ; обеспечение системности учения; умения анализировать; способности выражать свои мысли четко и кратко. Создать условия для расширения кругозора и развития интереса к предмету через информационно - коммуникативные и исследовательские технологии.

Воспитательные:

Продолжить: формирование научного мировоззрения; воспитание положительной мотивации учения; воспитание правильной самооценки и чувства ответственности; воспитание творческой личности, умеющей работать в мини-группе; воспитание культуры поведения, общения и культуры умственного труда.

Методы урока:

      по характеру познавательной деятельности: объяснительно - иллюстративный, проблемно –

      поисковые, исследовательские - практическая работа.

      по виду источника знаний: словесно - наглядные

      по форме совместной деятельности учителя и учащихся: рассказ, беседа

Средства обучения: компьютер, мультимедийная презентация(приложение 1), ЦОР, таблицы.

Предполагаемые результаты обучения:

      учащиеся должны знать: состав белков, уровни организации белковой молекулы, свойства и    

      функции белков, значение в жизни человека;

      учащиеся должны уметь: проводить реакции, подтверждающие свойства белков, качественные  

реакции на белки в лабораторных исследованиях; уметь составлять уравнения химических реакций синтеза полипептидной цепи (составлять модели); объяснять функции белков в организме; применять полученные знания при выполнении упражнений по данной теме.

Ход урока

Организационный.

Приветствие учащихся. Проверка готовности к уроку.

Ориентировочно-мотивационный.

Слово учителя: Сегодня мы проводим не совсем обычный урок – он охватывает проблемы химии и биологии одновременно. И, сегодня я предлагаю поговорить о жизни, но «о жизни» с химической точки зрения. Что такое жизнь? Откуда она взялась на Земле? Эти вопросы волнуют людей всегда. Как вы думаете, что такое жизнь с позиции химии? Какие химические соединения можно ассоциировать с понятием «жизнь». 
Ученики: Жизнь – это белки.
Слово учителя: Верно, давайте посмотрим, какое определение дал Ф. Энгельс жизни: - Слайд 1.  «Жизнь есть способ существования белковых тел……».

«Повсюду, где мы встречаем жизнь, мы находим, что она связана с каким-либо белковым телом, и всюду, где мы встречаем какое-либо белковое тело, не находящееся в процессе разложения, мы без исключения встречаем и явления жизни. Жизнь есть способ существования белковых тел».

Таким образом, как вы думаете, какие соединения станут предметом изучения на сегодняшнем уроке?

Ученики: Белки.
Слово учителя: 

Слайд 2. Верно, сегодня речь пойдет о белках. Я прошу открыть вас рабочие тетради и записать тему урока. «БЕЛКИ – БИОПОЛИМЕРЫ ЖИЗНИ»
Слайд 3. Цель нашего занятия – систематизировать и углубить знания по теме «Белок».

Слайд 4. Эпиграфом урока будет Китайская пословица

Скажи мне - и я забуду; покажи мне - и я запомню; дай сделать - и я пойму.

Изучение нового материала.

1. Роль белков

Слово учителя: 

Белки – основной материал, из которого построен живой организм.

Слайд 5. Белки – это биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты.

Слайд 6. Известно много аминокислот, но в качестве мономеров любых природных белков известно только 20 аминокислот. Они получили название "волшебных". В организме человека насчитывается до 100 000 белков.

2. Строение белка. Химический состав

Слово учителя: 

Как устроен белок?  

Белки характеризуются определенным элементарным составом.

Каков состав белковой молекулы?

Выполните: Исследовать элементарный состав белков.

Но перед началом вспомним технику безопасности.

Слайд 7. Проводится инструктаж по технике безопасности:

Вещества для проведения опытов необходимо брать в таком количестве как это указано в инструкции.

Зажигать спиртовку только спичкой, не наклонять спиртовку к другой горящей спиртовке.

Нагреваемый предмет помещать в верхней трети пламени.

Чтобы погасить пламя спиртовки её следует закрыть колпачком.

Задание 1. Исследовать элементарный состав белков.

Работа в группах.

Опыты по определению состава белков:

Опыт №1. Обнаружение кислорода, водорода и углерода. (группа - 1).

Опыт №2 Обнаружение азота. (группа - 2).

Опыт №3 Обнаружение серы в белке. (группа - 3).

Ученики: (учащиеся каждой группы рассказывают о проведенном опыте, демонстрируют его результаты, знакомят одноклассников с  полученной информацией, делают выводы на основании проведенного опыта и выполненного задания).

Слово учителя: 

Слайд 8. Действительно, химический анализ показал наличие во всех белках углерода (50-55%), кислорода (21-24%), азота (15-18%), водорода (6-7%), серы (0,3-2,5%). В составе отдельных белков обнаружены также фосфор, йод, железо, медь и некоторые другие макро- и микроэлементы, в различных, часто очень малых количествах.

Белки - основной компонент клетки, тканей. Если не считать воду.

Посмотрите на своего соседа. Все, что вы видите: кожа, волосы, глаза, ногти - это белки. Кост­ные ткани, кровь, мозг - все содержит белки.

Слайд 9. Содержание белков в организме, (в % к сухой массе)

Среди органических веществ, белки занимают первое место не только по количеству, но и по значению.

Ни одно из веществ не выполняет столь специфических и разнообразных функций в организме, как белок.

Слайд 10. Задание 2. Соотнесите белки с их функциями.

Работа в группах.

Из белков состоят мембраны клеток и клеточных организмов (коллаген, фибрин, кератин, эластин, оссеин, актин, тубулин ) - строительная.

Движение ресничек и жгутиков, сокращение мускулатуры, перемещение хромосом осуществляется за счёт сократительных белков - двигательная.

Белки связывают и переносят с током крови многие химические соединения (альбумин, глобулин, гемоглобин, миоглобин) - транспортная.

В клетке, в ответ на проникновение в неё чужеродных веществ вырабатываются особые белки (фибриноген, тромбин, иммуноглобулины, интерферон) - защитная.

Белки могут изменять свою структуру в ответ на действие факторов внешней среды, то есть осуществлять приём сигналов (родопсин) - сигнальная.

Белки - гормоны, оказывают влияние на обмен веществ (инсулин, адреналин, гормон роста) -регуляторная.

Белки - ферменты, влияют на скорость химических реакций в клетке (каталаза, амилаза) -каталитическая.

При расщеплении 1 г. белка выделяется 17,6 кДж энергии - энергетическая.

Белки определяют механическую прочность различных структур - механическая.

Белки, входящие в состав мышечных волокон и обеспечивающие их сокращение вследствие способности молекул этих белков к денатурации (актин и миозин) -сократительная.

Слайд 11. Ответы

3. Структура молекулы белка

Слово учителя: 

Как же это многообразие функции может осуществить простая строчка из аминокислот? Ответ нужно искать в структуре белка.

Какими структурами обладает белковая молекула?

Ученики:  Первичной, вторичной, третичной, четвертичной. Слайд 12. 

Слово учителя: 

Что из себя представляют эти структуры?

Ученики: 

ПЕРВИЧНАЯ структура белка (линейная) - прямая цепочка из аминокислот, между которыми возникают пептидные связи (-CO-NH-). Пример: фиброин шелка

ВТОРИЧНАЯ структура белка представлена полностью или частично закрученной в спираль полипептидной цепочкой. Между карбоксильной группой и аминогруппой

(- NH2) соседних витков спирали возникают водородные связи. Хотя водородная связь малопрочная, но благодаря значительному количеству в комплексе обеспечивает прочную связь. Такую структуру имеют фибриллярные белки (коллаген, белок кожи; фибриноген, белок крови; миозин, белок мышц).

ТРЕТИЧНАЯ структура белка возникает при плотном укладывании спирали в клубок (глобулу) или фибриллу. Третичная структура поддерживается слабыми дисульфидными связями и ионными. Такую структуру имеют глобулярные белки (альбумины, глобулины).

ЧЕТВЕРТИЧНАЯ структура белка характерна для белков имеющих несколько полипептидных цепочек, связанных между собой в единый агрегат, объединение нескольких глобул. Четыре глобулы, связанные атомом железа имеет белок гемоглобин.

4. Свойства белков.

Слово учителя: 

Теперь переходим к химическим свойствам белка. И опять мы здесь увидим не совсем обычные химические реакции, так как белки являются полимерными молекулами.

Слайд 13. Важнейшим свойством белков является денатурация.

Что такое денатурация? Денатурация белков – разрушение вторичной, третичной и четвертичной структур белковой молекулы под действием внешних факторов. Первичная структура, а следовательно, и химический состав белка не меняется.

Задание 3. Исследовать процесс денатурации белков.

Работа в группах.

Опыт №4: действие температуры на белки; (группа - 1).

Опыт №5: действие этанола на белки; (группа - 2).

Опыт №6: действие на белки солей тяжёлых металлов. (группа - 3).

Свойство связывать тяжелые металлы используется в медицине, например, при отравлениях принимают внутрь сырой яичный белок.

(Далее учащиеся каждой группы рассказывают о проведенном опыте, демонстрируют его результаты, знакомят одноклассников с  полученной информацией, делают выводы на основании проведенного опыта и выполненного задания).

процесс называется ренатурация. Слайд 14

Слайд 15 Качественные (цветные) реакции на белки.

Наличие белков в различных продуктах определяют с помощью реакции идентификации.

Реакции, используемые для определения состава вещества, называются качественными.

Какие же реакции являются качественными на белок?

К ним относятся биуретовая и ксантопротеиновая реакции.

Задание 4. Исследовать качественные (цветные) реакции на белки.

Работа в группах.

Опыт №7: Биуретовая реакциия; (группа - 1).

Опыт №8: Ксантопротеиновая реакция; (группа - 2).

Опыт №9: Определите с помощью биуретовой реакции, содержится ли в растворе бульонных кубиков белок. (группа - 3).

(Далее учащиеся каждой группы рассказывают о проведенном опыте, демонстрируют его результаты, знакомят одноклассников с  полученной информацией, делают выводы на основании проведенного опыта и выполненного задания).

Если биуретовая реакция универсальна на все белки, то ксантопротеиновую дают только те, которые содержат остатки фенилаланина, триптофана, тирозина. Таких аминокислот много в белках мышечных тканей (миозина), но почти нет в соединительных (желатин).

Слайд 16. Еще одно свойство, характерное для белков - это гидролиз.

гидролиз происходит в нашем организме каждый раз, когда в него поступает белковая пища. При гидролизе белка происходит разрушение первичной структуры.

какие вещества будут образовываться при гидролизе? (Вопрос классу)

Ответ: аминокислоты.

Демонстрация результатов опыта, заложенного перед уроком.

В две пробирки мы налили раствор куриного белка. В одну из них добавили насыщенного раствора фестала (таблетку предварительно освободили от оболочки). Фестал - это ферментативный препарат, облегчающий пищеварение. В его состав входят ферменты липаза (расщепляет жиры), амилаза (расщепляет углеводы), протеаза (гидролизует белки). Другая пробирка - контрольная.

Обе пробирки мы поместили в водяную баню при температуре человеческого тела 37 - 40^oС. В течение 30 минут продолжался процесс "переваривания" белка. По окончанию нагревания в обе пробирки мы добавили насыщенный раствор сульфата аммония (можно взять любой другой реагент, вызывающий денатурацию белка). В первой (контрольной) пробирке, как вы видите, образовался обильный белый осадок.

Почему? - вопрос классу.

Ответ - белок денатурирует.

Во второй пробирке, в которую мы добавляли фестал, таких явлений не наблюдается.

Почему? - вопрос классу.

Ответ - белок гидролизовался, а аминокислоты и пептиды с небольшой молекулярной массой не свертываются.

Рефлексия 
Слова учителя: Так каково же значение белков в жизни человека, какова их роль для человека и всего живого?
Ответы учащихся: Белок – это самая высшая ступень развития вещества, обусловившая появление человека и жизни вообще на Земле.
Слова учителя: Чем больше о белках мы узнаем, тем глубже проникаем в понятие “жизнь”. Насколько многообразны белки, настолько сложна, загадочна и многолика жизнь.

Итак, понятие “жизнь” и “белок” неразрывно связаны между собой. Чтобы ответить на вопрос “что такое жизнь?”, надо знать, что такое белок.

Слайд 19. Подтверждением служат слова Гете: “Я всегда говорил и не устаю повторять, что мир бы не мог существовать, если бы был так просто устроен”.
На этом разрешите закончить наш сегодняшний урок.
Итоги урока. Оценки за урок.

Слайд 20. Домашнее задание. Прочитать п.17.