Тип урока: комбинированный.
Задачи:
- образовательные:
– знать свойства белков и их значение;
– знать цветные реакции на белки, на обнаружение каких видов связи;
– уметь доказывать амфотерные свойства белков;
– уметь устанавливать причинно– следственные связи при изучении свойств и строения; - воспитательные
– формирование научного мировоззрения;
– воспитание трудолюбия, настойчивости, сознательной дисциплины; - развивающие
– способствовать развитию логического мышления (умению сравнивать, выделять главное)
Оборудование и реактивы: таблицы, раствор белка, раствор спирта, HNO3. CuSO4. NaOH. (CH3 COO)2 Pb, HCl , спиртовка, держатель, пробирки, спички.
“Единственный путь, ведущий
к знанию – это деятельность”
(Б.Шоу.)
Ход урока
I. Актуализация знаний о строении, структуре белков.
Вопросы для актуализация знаний:
- Какие элементы входят в состав белка?
- В каких пределах изменяется молекулярная масса белков?
(От нескольких тысяч до нескольких миллионов Mr белка яйца = 36.000, Mr белка мышц = 1.500.000.) - Кто из ученых предложил пептидную теорию, которая стала ключом к тайне
строения белка?
(Русский ученый А.Я. Данилевский, немецкий ученый Э.Г.Фишер.) - В чем суть этой теории?
(Белки – это полимеры, состоящие из остатков аминокислот, соединенных пептидной связью HN–CO.) - Какое еще название белков из этого следует? (Пептиды.)
- На какие группы делят белки по степени сложности?
(Простые – протеины – состоящие только из остатков аминокислот, сложные – протеиды – имеющие еще и небелковый компонент: липопротеиды– кроме белкового компонента содержат липиды, фосфопротеины – содержат фосфорную кислоту.) - Какова структурная организация белков?
(Различают первичную, вторичную, третичную, четвертичную, структуру белков.) - Что представляет первичная структура белка?
(Строго определенная последовательность аминокислотных остатков полипептидной цепи, все связи ковалентные.) - 9) Что представляет вторичная структура белка?
(Белковая макромолекула, свернутая в спираль, между витками которой водородные связи.) - 10) Что такое третичная структура белка?
(Спиралевидная пептидная цепь, уложенная в клубок-глобулу, за счет водородных, гидрофобных, дисульфидных связей.) - 11) Какова четвертичная структура белка?
(Сложный агрегатный комплекс из полипептидных цепей, в котором присутствуют все перечисленные типы связей.)
II. Изучение нового материала.
А. Определение темы урока.
Мне хотелось бы продемонстрировать небольшой эксперимент. В 3 пробирках находятся: белок куриного яйца, кожа, волосы. Наливаем воду и пытаемся растворить вещества в воде. Какие вещества? (Белки.) А отношение веществ к воде называется……свойством, причем…..физическим. Сформулируем тему урока“ Свойства белков”. Вернемся к нашему опыту. Белок куриного яйца растворился в воде, образовав коллоидный раствор, а белки кожи и волос в воде не растворились. Поэтому по отношения к воде белки делятся на растворимые и нерастворимые. Продолжим знакомство со свойствами белков в процессе исследования.
Б. Поисковый этап.
Ученики разбиты на творческие группы, каждая из которых получает задание и необходимые реактивы для проведения эксперимента. В процессе работы заполняют протокол исследования.
Взаимодействующие вещества | Условия | Наблюдения | Вывод |
1-я группа. Тема “Гидролиз белка под действием ферментов”.
Цель исследования: изучение гидролиза белков под действием желудочного сока.
Реактивы: белок куриного яйца, натуральный желудочный сок, 0,5% раствор гидроксида натрия
Ход эксперимента:
Опыт 1. К раствору белка куриного яйца добавить 1 мл. желудочного сока и поместить пробирку на водяную баню при t +37 0C
Белок + вода ------------------ аминокислоты
Что наблюдаете?
Опыт 2. К раствору белка куриного яйца добавить 1 мл. желудочного сока и поместить пробирку в стакан со льдом. Белок + вода ------------
Что наблюдаете?
Опыт 3. К раствору белка куриного яйца добавить 1 мл. желудочного сока и 3 капли 0,5% раствора гидроксида натрия. Поместить пробирку на водяную баню при t +37 0C
Белок + вода + NaOH -----------
Что наблюдаете?
Объясните результат эксперимента и сделайте вывод о процессе гидролиза и условиях его протекания.
(Гидролиз белка – важнейшее свойство белков. В результате гидролиза происходит разрушение первичной структуры белка и образование аминокислот, из которых в клетках организма образуются белки, характерные для данного организма. При выполнении опытов, изменение наблюдались только в 1 случае, где белок и желудочный сок находились при t +370C. Из этого следует, что ферменты действуют на белки только в кислой среде и при t тела. Опыты необходимо заложить заранее, т. к для их протекания необходимо 20–30 минут.)
2-я группа. Тема “Денатурация белков”.
Цель исследования: изучение денатурации белка под действием различных факторов.
Реактивы: раствор белка куриного яйца, раствор этанола, раствор уксусной кислоты.
Ход эксперимента:
Опыт 1. К раствору белка куриного яйца прилейте раствор этанола.
Белок + этанол -------- денатурация
Что наблюдаете? Добавьте воды. Что наблюдаете?
Опыт 2. К раствору белка куриного яйца прилейте раствор уксусной кислоты.
Белок + CH3COOH --------- денатурация
Что наблюдаете? Добавьте воды. Что наблюдаете?
Опыт 3. Пробирку с раствором белка куриного яйца нагрейте на пламени спиртовки.
Белок + нагревание --------- денатурация
Что наблюдаете? Охладите и добавьте воды. Что наблюдаете?
Объясните результаты эксперимента и сделайте вывод о денатурации и ее причинах.
(Во все 3 опытах наблюдали выпадение осадка, что свидетельствует о процессе
денатурации белка.
Денатурация – это изменение вторичной, третичной и четвертичной структуры белка.
Денатурацию вызывают различные факторы: в 1 и 2 опытах – химические вещества
(этанол и CH3COOH), в 3 опыте
– изменение температуры. После добавления воды, осадок не растворился. Значит,
данный процесс является необратимым.)
3-я группа. Тема “Качественные реакции на белки”.
Цель исследования: изучение качественных реакций на белки.
Реактивы: раствор белка куриного яйца, HNO3(конц.), NaOH, раствор медного купороса.
Ход эксперимента:
Опыт 1. Биуретовая реакция.
К раствору белка куриного яйца прилить 2 мл. раствора гидроксида натрия, затем – 2мл. раствора медного купороса
Белок + NaOH + CuSO4 ---------- фиолетовое окрашивание
Что наблюдаете? Наличие каких связей подтверждает данная реакция? (Пептидных.)
Опыт 2. Ксантопротеиновая реакция.
К раствору белка куриного яйца добавить несколько капель концентрированной азотной кислоты.
Осторожно нагрейте. Белок + HNO3(конц.) ------------ желтое окрашивание
Что наблюдаете? Наличие каких групп подтверждает данная реакция? (Ароматических ядер.)
Объясните результаты эксперимента и сделайте вывод о качественных реакциях на белки.
(Качественные реакции – это реакции, позволяющие определить наличие
каких-либо ионов или веществ, в данном случае белков. В обоих опытах происходило
изменение окраски, поэтому качественные реакции на белки называют еще цветными
реакциями белков.
При взаимодействии белка с раствором NaOH и медного купороса, появившееся
фиолетовое окрашивание свидетельствовало о наличии белка и пептидных связей в
нем.)
4-я группа. Тема “ Химические свойства белков. Горение белков”.
Цель исследования: изучение горения белков растительного и животного происхождения.
Оборудование: шерстяная и хлопчатобумажная нити, спички.
Ход эксперимента:
Опыт 1. Возьмите одну из имеющихся нитей и подожгите ее. Что наблюдаете?
Опыт 2. Возьмите вторую нить и подожгите ее. Что наблюдаете?
Объясните результаты эксперимента и сделайте вывод о процессе горения белков растительного и животного происхождения.
(Белки горят. При этом образуется азот, углекислый газ, вода и некоторые другие вещества. Процесс горения белков сопровождается характерным запахом: растительных белков – запахом жженной бумаги, животных белков – запахом жженных перьев.)
В. Этап рефлексии (презентация полученных результатов).
Констатация достижения учащимися поставленных целей, они развивают умения публичного выступления и обмениваются с другими учащимися результатами выполненного исследования. Отчет групп учащихся сопровождается составлением кластера на доске. Результатом данного урока является наличие положительного мотива к исследовательской деятельности, учащиеся осуществляли эксперимент, наблюдали и делали выводы.
Функции белков: (сообщение учащегося).
- Строительная. Белки входят в состав клеточных стенок грибов, бактерий, участвуют в построении мембран. Из белка кератина состоят волосы, ногти, когти, а белок коллаген является основой сухожилия и связок.
- Ферментативная, каталитическая. Белки – ферменты ускоряют протекание реакций. Они высокоспецифичны и катализируют только одну определенную реакцию.
- Двигательная осуществляется специальными сократительными белками, к которым относятся актин, миозин, входящие в состав мышечных волокон.
- Транспортная. Белки, например, переносят через клеточную мембрану в клетку ионы калия, аминокислоты, сахара и другие соединения. Белки также являются межтканевыми переносчиками.
- Регулируя обмен веществ внутри клеток и между клетками, тканями организма, белки выполняют гормональную или регуляторную функцию. Например, гормон инсулин участвует в регуляции белкового и жирового обменов.
- Защитная. Антитела– это белки, которые вырабатываются иммунной системой организма при вторжении в него чужеродного белка, бактерии, вируса. Они опознают чужака и участвуют в его уничтожении.
- Энергетическая. При разложении 1 г. Белка выделяется 17,6 кДж. Энергии.
Значение белков.
- Отдельные белки находят применение в народном хозяйстве, например белки шерсти, шелка, кожи и рогов животных.
- Выяснение структуры белков, их многообразных функций в организме позволяет понять механизм наследственности, что в свою очередь, имеет большое значение для выведения высокопродуктивных пород животных и сортов растений.
- Изучение белков важно и для выяснения природы заболеваний, наблюдаемых у человека и животных.
Ответьте на следующие вопросы.
1. Почему врачи рекомендуют “сбивать” температуру у больного, если она превышает 38 °С? (Из-за возможной тепловой денатурации белков).
2. С чем связано отторжение пересаженных (трансплантированных) органов и
тканей у пациентов?
(Антитела, выполняя защитную функцию, опознают чужеродный белок пересаженных
органов и вызывают реакции его отторжения.)
3. Почему из сваренных яиц никогда не появится цыпленок?
(Белки яйца необратимо потеряли свою нативную структуру из-за тепловой
денатурации.)
4. Почему происходит уменьшение веса мяса и рыбы после их тепловой обработки?
(Во время тепловой обработки происходит денатурация белков мяса или рыбы. Белки
становятся практически нерастворимыми в воде и отдают значительную часть
содержащейся в них воды, при этом масса мяса уменьшается на 20–40%.)
5. О чем свидетельствует образование “хлопьев” или помутнение бульона во
время варки мяса?
(Если мясо погрузить в холодную воду и нагревать, то растворимые белки из
наружных слоев мяса переходят в воду. Во время варки происходит их денатурация,
при этом образуются хлопья, пена, всплывающая на поверхность воды, или мелкая
суспензия, делающая раствор мутным.)
Домашнее задание:
Выполнить на выбор творческую работу:
- составить кроссворд,
- составить рекламу на белки,
- написать исследовательскую работу по белкам,
- сочинить стихи о белках,
- составить опорную схему.
Приложение. Составление кластера.