Разработка урока «Свойства и функции белков»
Автор: Калашникова Галина Ивановна
Организация: МБОУ «Корочанская СОШ им. Д.К. Кромского»
Населенный пункт: Белгородская область, г. Короча
Задачи :
- Расширить и углубить понятия о структуре белка.
- Познакомить учащихся с основными свойствами и функциями белка.
- Развивать умения работать с текстом, делать выводы, применять полученные знания на практике, работать в группе.
- Воспитывать чувство товарищества, культуру речи, аккуратность.
Ход урока :
- Вступление. Оргмомент.
- Урок начинается со стихов Семёна Яковлевича Надсона:
«Меняя каждый шаг свой образ прихотливый
Капризна как дитя и призрачна как дым,
Кипит повсюду жизнь в тревоге суетливой,
великое смешав с ничтожным и смешным…»
Учитель: « Эти строки позволяют задуматься над вопросом, который всегда волновал людей: «Что такое жизнь?» В течение веков копились наблюдения, проводились исследования, создавались теории. Они послужили основой новых исследований, другие – гибли ввиду несостоятельности .
Наука XIX в. ещё не могла видеть всей глубины изучаемого вопроса, но 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…
- Выделите ключевые слова в этой части определения.
(После того, как ученики выделят ключевые слова, учитель проговаривает вторую часть определения )
« … Причём с прекращением этого обмена веществ прекращается и сама жизнь, что приводит к разложению белка.»
Определение жизни данное Ф. Энгельсом в работе «Антидюринг» позволяет задуматься над вопросом «Как современная наука представляет процесс жизни?» Ответ следующий : «Жизнь – переплетение сложных химических процессов взаимодействия белков между собой и другими веществами.
Сегодня мы предлагаем вам проследовать по стопам развивающейся науки и прежде всего раскрыть тайну веществ, лежащих в основе жизни, т.е. выяснить что такое белок?
1. Актуализация знаний.
Цель :
- расширить и углубить знания о структуре и основных свойствах белка и познакомиться с составом и строением белков.
а) Первичная структура белка. (На рисунке изображена первичная структура белка).
- Какие функциональные группы входят в состав АК?
- Какие свойства они определяют ?
- Из дипептида получите трипептид, возьмите формулу цистеина или серина.
б) Вторичная структура белка.
- Какова пространственная конфигурация вторичной структуры ?
- Благодаря чему молекула белка закручивает и удерживает данную структуру?
- Чем отличается данный уровень организации белка от первичного? В чём его необходимость?
в) Третичная структура белка.
- Какова пространственная конфигурация третичной структуры ?
- Благодаря чему молекула белка закручивается в клубок и удерживает данную структуру?
- Чем отличается данный уровень организации от первоначальных?
- В чём заключается его роль?
Учитель: таким образом, белки – это внешняя саморегулирующаяся форма развития веществ, в которой первичная структура опосредованно определяет его биологическую активность.
2. Изучение нового материала.
2.1. Свойства белков.
Учитель биологии : При изменении структуры молекулы белка меняются его физические свойства, а это имеет большое значение для биологических процессов (движения, сокращения, деления клеток). Например, мышечные белки (миозин и актин) обладают разными физико – химическими свойствами, но при сокращении мышцы эти белки образуют единый комплекс.
Каковы же физико – химические свойства белков?
(учитель знакомит учащихся с основными свойствами белка)
а) растворимость в воде
б) образование осадка
в) цветные реакции
(учащиеся по мере изучения нового материала проводят опыты)
2.2. Функции белков
Учитель: (даёт познавательную задачу)
Известно, что белки – неотъемлемая часть пищи животных и человека. Почему же при исключении из рациона белкового компонента, но при достаточной калорийности пищи у живых организмов наблюдаются патологические явления: остановка роста, изменение состава крови и т.д. ? С чем это связано ?
Чтобы ответить на этот вопрос вы должны познакомиться с функциями белков. (самостоятельная работа учащихся с текстом учебника и учебным текстом. По мере работы они заполняют в тетради таблицу «Функции белков».)
Вопросы для проверки знаний по данному вопросу (фронтальная беседа)
1 уровень :
- Какие функции выполняют белки?
- В чём заключается строительная функция белков?
- В чём заключается каталитическая функция белков?
- В чём заключается сигнальная функция белков?
- В чём заключается двигательная функция белков?
- В чём заключается транспортная функция белков?
- В чём заключается защитная функция белков?
- В чём заключается энергетическая функция белков?
- Что общего в названии групп ферментов?
2 уровень :
- Какие белки являются регуляторами физиологических процессов?
- Какую болезнь вызывает недостаток инсулина у человека?
- Могут ли гормоны оказать негативное влияние на организм?
- Какую транспортную функцию выполняет сложный белок гемоглобин? Где он находится в организме?
- Миллионы человеческих жизней были спасены от оспы, бешенства и других болезней. Каким образом медицина предупреждает названные инфекционные болезни?
Учитель: Действительно, функции белков очень разнообразны, но одной из самых главных функций является ферментативная.
Все ферменты содержат в своём составе белки, поэтому биохимические реакции находятся под контролем белков.
Сообщение ученика : Академик И.П. Павлов назвал ферменты « возбудителями жизни и нервным актом жизненной деятельности». Учение о ферментах выделяют в самостоятельную науку – энзимологию. Известно, что все ферменты имеют белковую природу, но далеко не все белки обладают ферментативными свойствами. Термин « фермент» с латинского языка переводится как «закваска», «энзим» означает «в дрожжах».
Учитель: А сейчас каждая группа проведёт лабораторный эксперимент, доказывающий каталитическую активность ферментов в живых тканях и потом доложат о результатах своего исследования.
1 группа : на кусочек вареного и сырого мяса капнуть пероксид водорода. Описать наблюдаемое явление.
Сделать вывод : как проявляется активность ферментов в живых и мертвых тканях?
2 группа : взять один целый кусочек сырого картофеля, а второй измельчённый , капнуть пероксид водорода. Что наблюдается ?
Сделать вывод : как проявляется активность ферментов в измельчённых тканях?
3 группа : на лист элодея капнуть пероксид водорода. Описать наблюдаемое явление. Капните пероксид водорода на чистое стекло.
Сделать вывод : почему на листе элодея выделяются пузырьки газа, а на чистом стекле нет?
Учитель: На основании всего выше изложенного можно сделать вывод о том, что белки – обязательный компонент всех клеточных структур. Белки – совершенно исключительные вещества, без которых не может обойтись ни одно живое существо планеты. Их сложность и многообразие форм позволяет создавать все существующие разнообразия форм жизни, неповторимость организмов как в прошлом, так и в будущем.
3. Закрепление материала.
Учитель: С целью коррекции и отработки понятийного аппарата проводится логический брифинг. Каждая команда получает карточки, на которых записаны ответы на вопросы, после зачитывания вопроса команды поднимают карточку с правильным ответом и получает за правильный ответ жетон.
Задачи для логического брифинга :
- Научное название белков. (протеины)
- Группы атомов, обслуживающие амфотерные свойства АК. ( амино и карбоксильная группа)
- Связь, соединяющая аминокислотные остатки и полимерную цепь.(пептидная и амидная связь)
- Мономеры, составляющие основу первичной структуры белка. (аминокислоты)
- Структура белка, свёрнутая в спираль. (вторичная)
- Конфигурация третичной структуры белка. ( глобула, фибрилла)
- Группа атомов, обусловливающая биологическую активность усложнённых белковых структур. (радикал)
- Разрушение первичной структуры белка. (гидролиз)
- Процесс, обратный ренатурации. (денатурация)
- Реакции, определяющие наличие белка. (биуретовая и ксантопротеиновая)
- Гормон поджелудочной железы. (инсулин)
- Пищевые продукты с высоким содержанием белка. (яйца, молоко, рыба, мясо)
(для определения реального уровня полученных знаний проводится тест с самопроверкой)
Тест
1 уровень:
В -1
1. Выберите схему, соответствующую первичной структуре белка. (схемы прилагаются )
2. Определи термин, не подходящий по смыслу «полимер»
А. Нуклеотид
B. Мономер
C. Дипептид
3. Процесс утраты белковой молекулой своей структурной организации:
A. Гидролиз
B. Коагуляция
C. Ренатурация
В -2
1. Каких составных частей не достаёт в формуле АК?
A. – NH2
B. – R
C. – OH
2. В данной цепочке функциональных групп есть одна лишняя, определяющая иные свойства. Найди её.
A. – NH2
B. – R
C. – СОOH
3. Процесс восстановления структурной организации белков молекулы:
- гидролиз
- денатурация
- ренатурация
2 уровень :
В - 1
1. Какие структуры реализуют биологическую активность белка?
- Радикалы
- Полипептид
- Химические связи
2. В образовании какой структуры принимает участие дисульфидные мостики?
- Вторичной
- Первичной
- Третичной
3. Пользуясь таблицей незаменимых аминокислот составьте дипептид из глицина и аланина.
В -2
1. Какой уровень организации опосредованно определяет биологическую активность белка?
- Третичная
- Первичная
- Вторичная
2. При денатурации происходит разрушение структуры:
- Вторичной
- Первичной
- Третичной
3. Пользуясь таблицей незаменимых аминокислот составьте дипептид цитезина и серина и назовите его.
( Подводится итог и подсчёт красных и оранжевых жетонов).
Заключение
Учитель: Человеку всегда хотелось чуда. Одним из чудес остаётся возникновение жизни, превращение неживой материи в живой организм. Данное учебное занятие даёт возможность «приоткрыть дверь» научного познания и понять, что жизнь и белки неразрывно связаны.
Учитель химии : Чтобы ответить на вопрос, что такое жизнь, надо ответить , что такое белки? Насколько многообразен белок, настолько сложна, загадочна и многолика сама жизнь. Подтверждение этому высказывание Гете о том, что мир не мог существовать, если бы так просто устроен.
Стих С. Я. Надсона (читает ученик)
Вот жизнь, что сфинкс! Закон ее – мгновенье,
И нет среди людей такого мудреца,
Кто мог сказать толпе, куда ее движенье,
Кто мог бы уловить черты ее лица,
То вся она – печаль, то вся она приманка,
То все в ней блеск и свет, то все позор и тьма,
Жизнь – это Серафим и пьяная Вакханка,
Жизнь – это океан и тесная тюрьма.