Органические молекулы. Белки, их структурная организация, свойства и функции

Разделы: Биология

Цель урока: расширить знания учащихся о природных высокомолекулярных веществах – белках, изучить их строение, классификацию и свойства.

Задачи:

  • образовательные: формирование понятия о белках на основе строения и свойств; рассмотрение их биологической роли; формирование общебиологических понятий;
  • развивающие: развитие логического мышления учащихся, общеучебных умений сравнивать, обобщать знания по теме «Белки»; развитие любознательности, познавательного интереса к рассматриваемой теме;
  • воспитательные: формирование научного мировоззрения школьников при изучении темы; экологическое воспитание; воспитание бережного отношения к учебному предмету – биологии.

Новые знания: органические вещества, входящие в состав клетки; белки; полимеры; ферменты; антитела; антигены.

Опорные знания: неорганические вещества, входящие в состав клетки; вода; диполь; полярность; гидролиз; минеральные соли; буферность.

Форма проведения: урок

Методы проведения: объяснительно-иллюстративный; репродуктивный, частично-поисковый.

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Оборудование и материалы: мультимедийный проектор, презентация (у автора), тестовые задания.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Актуализация чувственного опыта и опорных знаний учащихся.

– Ребята, а сейчас я вам задам вопросы, для того чтобы посмотреть как вы усвоили материал прошлого урока.

– Что такое углеводы? Каково их содержание в животных и растительных клетках?

(Углеводы – органические вещества с общей формулой Cn(H2O)m. У большинства углеводов число молекул воды вдвое превышает количество атомов углерода, поэтому они и были названы углеводами. В животной клетке углеводов содержится 1-2%, иногда 5%, в растительных же клетках их содержание в некоторых случаях достигает 90% сухой массы (клубни картофеля, семена и т.д.)

– Какие функции выполняют углеводы?

(Углеводы выполняют две основные функции: строительную и энергетическую. Например, целлюлоза образует стенки растительных клеток и т.д. Углеводы играют роль основного источника энергии в клетке. В процессе окисления 1 г углеводов освобождается 17,6 кДж энергии. Крахмал у растений и гликоген у животных, откладываясь в клетках, служат резервом пищи и энергии.)

– Что из себя представляют липиды? Перечислите функции, характерные им.

(Липиды – нерастворимые в воде органические вещества, отличающиеся большим разнообразием. Самые распространенные из липидов, встречающихся в природе, – нейтральные жиры. Их принято делить на жиры и масла. Функции: 1) энергетическая; 2) строительная; 3) транспортная; 4) структурная.)

– Ребята, а сейчас выполните небольшой тест:

I. Выберите один правильный ответ.

  1. Липиды растворяются в эфире, но не растворяются в воде, так как они
    а) являются полимерами
    б) состоят из мономеров
    в) гидрофобны
    г) гидрофильны

  2. Медведи во время продолжительного зимнего сна необходимую для жизни воду получают за счет
    а) расщепления белков
    б) талого снега
    в) окисления жира
    г) окисления аминокислот

  3. Запасным углеводом в животной клетке является
    а) хитин
    б) целлюлоза
    в) крахмал
    г) гликоген

II. Выберите три правильных ответа их шести.

  1. Какие углеводы относятся к моносахаридам?
    а) рибозу
    б) глюкозу
    в) целлюлозу
    г) фруктозу
    д) крахмал
    е) гликоген

  2. Жиры в организме животных и человека
    а) расщепляются в кишечнике
    б) участвуют в построении мембран клетки
    в) откладываются в запас в подкожной клетчатке, в области почек, сердца
    г) превращаются в белки
    д) расщепляются в кишечнике до глицерина и жирных кислот
    е) синтезируются из аминокислот

(Ответы: 1 – в; 2 – в; 3 – г; 4 – а, б, г; 5 – б, в, д)

III. Мотивация учебной деятельности школьников.

Учитель для начала зачитывает стих.

Меняя каждый миг свой образ прихотливый,
Капризна, как дитя, и призрачна, как дым,
Кипит повсюду жизнь в тревоге суетливой,
Великое смешав с ничтожным и смешным…

Что такое жизнь? Этот вопрос волновал людей всегда. В течение веков копились наблюдения, проводились исследования, рождались и умирали теории. Пожалуй, ни одно естественнонаучное явление не вызывало такой острой борьбы мировоззрений, как проблема живого. А причина этой борьбы – в самом объекте, его уникальности, неповторимости и сложности.
Постепенно было накоплено достаточно экспериментального материала, чтобы дать следующее определение жизни: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным методом 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». (Ф.Энгельс).

Современная наука представляет жизнь как переплетение сложнейших химических процессов взаимодействия белков между собой и другими веществами. Следует подчеркнуть, что отдельные очищенные белки не имеют характерных признаков живого. Поэтому в поиске ответа на вопрос «Что такое жизнь?» нужно раскрыть тайну веществ, лежащих в ее основе, то есть ответить на вопрос «Что такое белок?»

IV. Сообщение темы, цели и задач урока.

Тема: Белки

Цель: Расширить знания о природных высокомолекулярных веществах – белках, изучить их строение и свойства.

V. Первичное восприятие и осознание учащимися нового материала.

Белки – сложные органические полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. В состав природных белков входят 20 аминокислот, 8 из них незаменимые, т.е. не синтезируются в организме, поэтому их поступление в организм обязательно вместе с пищей.

В организме человека встречается 5 млн. типов белковых молекул, отличающихся не только друг от друга, но и от белков других организмов. Молекулы белков могут быть спиралевидными, складчатыми или шарообразными.

 

Впервые белковую молекулу изучил и установил, что она состоит из аминокислот – Я.Беккори.

Белки же, в свою очередь, имеют сложное строение. Различают первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры белковой молекулы.

Первичная структура – последовательность чередования аминокислотных остатков в белковой молекуле (линейное расположение).


Вторичная структура – закручивание первичной структуры белка в спираль.

Третичная структура – упаковка закрученной спирали в конфигурацию в виде клубка.

Четвертичная структура –несколько третичных структур (клубков), объединенных в одно целое.

Белки выполняют следующие функции:

1) строительная функция – белки участвуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки, а также внеклеточных структур.

 

2) каталитическая функция – ускоряют протекание реакций в организме.

3) двигательная функция – специальные сократительные белки участвуют во всех видах движения, к которым способны клетки и организмы.

 

4) транспортная функция – заключается в присоединении химических элементов или биологически активных веществ и переносе их к различным тканям и органам тела.

5) защитная функция – особые белки антитела (образованы в лейкоцитах) связывают и обезвреживают несвойственные организму вещества – антигены.

6) энергетическая функция – при расщеплении 1 г. белка выделяется 17 кДж энергии.

Существую цветные реакции на белки:

1) ксантопротеиновая реакция

2) биуретовая реакция

Также, белкам свойственен такой процесс, как денатурация. Денатурация – нарушение природной структуры белка под действием нагревания или химических реагентов. Денатурированный белок теряет свои биологические свойства.

 

VI. Осмысление внутренних закономерностей, связей между изучаемыми предметами в процессе мыслительной работы и выполнения познавательных заданий.

– Ребята, перед вами представлен текст, который содержит ошибочную информацию. Ваша задача – выявить допущенные ошибки. При этом не забываем, что работаем индивидуально. (слайд 18)

Белки – сложные органические полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. В состав природных белков входят 20 аминокислот, 8 из них незаменимые, т.е. синтезируются в организме и их поступление в организм не обязательно вместе с пищей.
Белки, взаимодействуя с азотной кислотой, дают фиолетовое окрашивание. Данная реакция называется ксантопротеиновой реакцией. Вторичная структура белков – это чередование аминокислот в линейной структуре. Денатурация – процесс изменения цвета белковой молекулы. Содержание белка в яйце меньше, чем в молоке и молочных продуктах. При варке белок не меняет свой цвет.

VII. Обобщение и систематизация изученных на уроке понятий и ранее усвоенных знаний.

– Итак, ребята, вы уже можете, изучив сегодняшнюю тему, выполнить небольшой тест:

ТЕСТ для проверки:

  1. Какая структура белка закручена в спираль?
    А) первичная;
    Б) вторичная;
    В) третичная;
    Г) четвертичная.

  2. Какое количество энергии выделяется при расщеплении 1 г белка?
    А) 25 кДж;
    Б) 38 кДж;
    В) 18 кДж;
    Г) 17 кДж.

  3. Какое окрашивание белков дает биуретовая реакция?
    А) фиолетовое;
    Б) зеленое;
    В) желтое;
    Г) 17 белое.

  4. Сколько незаменимых аминокислот существует?
    А) 10;
    Б) 8;
    В) 20;
    Г) 5.

  5. Что такое денатурация?
    А) нарушение природной структуры белка под действием нагревания или химических реагентов;
    Б) процесс изменения цвета белковой молекулы;
    В) цветная реакция на белки;
    Г) процесс восстановления природной структуры белка.

  6. Разнообразие белков обусловлено входящими в их состав различными:
    А) нуклеотидами;
    Б) аминокислотами;
    В) липидами;
    Г) нуклеиновыми кислотами.

  7. Четвертичная структура молекулы белка образуется в результате взаимодействия:
    А) участков одной белковой молекулы по типу связей;
    Б) нескольких полипептидных нитей;
    В) участков одной белковой молекулы за счет водородных связей;
    Г) белковой глобулы с мембраной клетки.

  8. Способность молекул белка соединяться с другими веществами и переносить их в клетке или организме лежит в основе функции:
    А) транспортной;
    Б) каталитической;
    В) сигнальной;
    Г) энергетической.

  9. Какие белковые вещества синтезируются в организме в ответ на появление в нем чужеродных тел и веществ?
    А) углеводы;
    Б) ферменты;
    В) антитела;
    Г) гормоны.

  10. Ферменты выполняют функцию:
    А) структурную;
    Б) каталитическую;
    В) сократительную;
    Г) энергетическую.

(Ответы: 1. Б; 2. Г; 3. А; 4. Б; 5. А; 6. Б; 7. Б; 8. А; 9. В; 10. Б )

VIII. Подведение итогов урока.

– Ребята, наш урок подходит к концу. И я бы хотела услышать вывод к нашему сегодняшнему уроку.

Вывод: Расширили знания о природных высокомолекулярных веществах – белках, изучили их строение и свойства.

– В целом, урок прошел очень хорошо. Вы неплохо поработали, проявили активность и самостоятельность. Молодцы!

IX. Домашнее задание.

§ 22 (стр. 108-109) читать.

Вопросы 1-4 на стр. 112 (устно)

Составить кроссворд на тему «Углеводы. Липиды. Белки»

Использованная литература:

  1. Каменский А.А. и др. Биология. Введение в общую биологию и экологию. Учебник для 9 класса. 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002. – 304с.
  2. Мамонтов С.Г. Биология. Общие закономерности. 9 кл.: Учеб. для общеобразоват. учреждений / С.Г. Мамонтов, В.Б. Захаров, Н.И. Сонин. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2003. – 288с.: ил.
  3. Пономарева И.Н., Корнилова О.А. Основы общей биологии. 9 кл.: 2-е изд. – М.: Дрофа, 2000.