Тип урока: изучение нового материала.
Цели:
- 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
1. 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?
2. 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.
3. Изучение нового материала
3.1. 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)
3.2. 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.
4. 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.
4.1. 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)
4.2. Тест
1 уровень:
В-1
1. Выберите схему, соответствующую первичной структуре белка.
2. Определи термин, не подходящий по смыслу «полимер»
- Нуклеотид
- Мономер
- Дипептид
3. Процесс утраты белковой молекулой своей структурной организации:
- Гидролиз
- Коагуляция
- Ренатурация
В-2
1. Каких составных частей не достаёт в формуле АК?
- – NH2
- – R
- – OH
2. В данной цепочке функциональных групп есть одна лишняя, определяющая иные свойства. Найди её.
- – NH2
- – R
- – 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).
5. 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.