Разработка урока по биологии на тему 'Белки'

Класс: 9

Тема урока: Белки: строения и свойства.

Форма урока: комбинированный урок

Цели урока:

1. Образовательная: На основе межпредметных связей с химией дать понятие о белках и пептидах как биологических полимерах; рассмотреть строение, структуру, свойства белков. Дать характеристику белков как важнейших составным частям пищи.

2. Воспитательная: Продолжить формирование научно - материалистического мировоззрения через подтверждение на примерах принципа познаваемости мира, его явлений, взаимосвязей живой и неживой природы.

Формирование навыка анализа. Развитие речи.

Развитие коммуникативной компетенции.

3. Развивающая: Совершенствовать умения работать с учебником, его таблицами, сравнивать, обобщать, делать самостоятельные выводы.

План урока:

1. Проверка знаний и умений.

2. Изучение нового материала.

А) Обозначение цели урока.

Б) Определение белков.

В) Структура белков.

Г) Классификация белков.

Д) Свойства белков.

Е) Биологическая роль белков.

3. Вывод по уроку.

Оборудование:

На доске: Дата, тема, план урока, таблицы «Структуры белка», перечень свойств белков.

На парту: Опорный конспект по теме «Белки» (см. приложение), спиртовка, спички. Раствор белка, раствор сульфата меди, концентрированная азотная кислота, порошок сульфата аммония. Дидактические карточки.

Ход урока

І. Мотивация учебной деятельности учащихся.

1) Беседа:

- Какие органические вещества клетки мы уже изучили?

- Чем отличается строение углеводов от липидов?

- Что общего в их строении?

Тестовая работа

2) Рассказ.

С какими материальными объектами связана тайна жизни? Это один из главных вопросов, на который пыталась дать ответ наука на протяжении всей истории. Ученые давно поняли, что главную роль во всех жизненных процессах играют белки.

Символом начала жизни всегда было яйцо ( белок птичьих яиц дал названия всему классу белков). В ХIХ в. открыли, что белки - главные компоненты клетки, все проявления жизни начали связывать только с ними.

Вспомните высказывание Ф.Энгельса о том, что такое жизнь: «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». Ни одно из веществ не выполняет столь специфических и разнообразных функций в организме, как белок.

Работы А.Я. Данилевского, Е.Фишера, Ф.Сенгера, Л.Полинга

Александр Яковлевич Данилевский (1838 - 1923) выдающийся российский биохимик, работы посвящены ферментам, химии белков. 1888год оригинальная теория строения белковой молекулы, частично предвидел полипептидную теорию Е. Фишера.

Эмиль Фишер (1859- -1919) немецкий биохимик, активно изучал белки, установил число аминокислот.В1902 год - основал полипептидную теорию, лауреат Нобелевской премии, изучал нуклеотиды, белки, углеводы.

Фредерик Сенгер (1918) английский биохимик, дважды лауреат Нобелевской премии 1958 и 1980гг. Работы посвящены химии белка и нуклеиновым кислотам.

Лайнус Полинг (1901 - 1994) американский биохимик, лауреат Нобелевской премии 1954г. Разработал представление о структуре полипептидной цепи в белках. Впервые предложил мысль о спиральном строении белка и сделал описание альфа - спирали (в 1951г вместе с американским биохимиком Р. Кори).

ІІ. Актуализация опорных знаний учащихся.

Беседа.

1) Раскроем тайны белков (формулирование темы и цели урока, работа в опорных конспектах).

2)-Что вы знаете о белках? (Повторение информации о белках, полученной на уроках в 8 - 9 классах). Работа по индивидуальным карточкам на 1 минуту.

Я ЗНАЮ

Я УЗНАЛ(А) на уроке

Это, правда или миф?

Белки входят в состав - биополимеров.

Белки - простые соединения.

Белки - сложные соединения.

В состав волос, ногтей входит белок: (миозин, муцин, кератин, альбумин)

Молекула гемоглобина - относится к липидам, углеводам, белкам.

Таблицу убрать на край стола, с ней будем работать в конце урока.

ІІІ. Изучение нового материала

Рассказ учителя.

Белки повсюду. Волосы, ногти, когти у животных, шерсть, перья все это белки.

Белки помогают двигаться, белки мышц (актин и миозин); белки зажигают огоньки светлячков, участвуют в фотосинтезе белка - хлорофилла; принимают участие в переносе кислорода и питательных веществ - гемоглобином. Белки участвуют в процессе фотосинтеза.

Белки - высокомолекулярные азотсодержащие биополимеры, мономерами которых являются остатки аминокислот.

Аминокислоты - органические соединения, в молекулах которых одновременно присутствуют аминогруппа (-NH ) с основными свойствами и карбоксильная группа (-COOH) с кислотными свойствами.

Общая формула аминокислот имеет вид:

В тканях живых существ обнаружено 170 аминокислот, но в состав белков входит 20 аминокислот (основные), которые встречаются во всех белках.Неосновные аминокислоты являются компонентами отдельных типов белков.

На стр.51 в таблице 9.1 приведены полные и сокращенные названия основных аминокислот.

Разные комбинации соединенных в цепочки 20 основных и неосновных аминокислот обеспечивают бесконечное разнообразие белковых молекул (около 2х10 в 18 степени возможных вариантов). В организме человека найдено свыше 5 млн типов белковых молекул.

Молекула каждого белка характеризуется определенным составом и последовательностью аминокислотных остатков, которые определяют её функциональные свойства.

В зависимости от химического состава белки разделяют - простые и сложные.

Простые (протеины)- состоят лишь из аминокислот;

Сложные (протеиды)- содержат небелковые компоненты, остатки фосфорной и нуклеиновых кислот. А также остатки углеводов, липидов, атомы железа, меди, цинка.

Такие сложные белки называют гликопротеидами (соединения с углеводами) плазма крови, муцин, фермент слюны.

Липопротеидами (с липидами) компоненты мембран. Нуклеопротеидами (с нуклеиновыми кислотами) хромосомы, рибосомы.

Это отобразить в своих опорных конспектах.

Аминокислоты делят - заменимые и незаменимые.

Заменимые аминокислоты синтезируются из продуктов обмена веществ в организмах животных и человека.

Незаменимые аминокислоты в организме не образуются, а поступают вместе с пищей.

Незаменимые АК: лизин, валин, лейцин, изолейцин, треонин, фенилаланин,триптофан, тирозин, метионин.

Эти аминокислоты синтезируют бактерии, грибы, растения.

Белки, которые содержат все незаменимые аминокислоты, называют полноценными.

Неполноценные белки - в состав входят не все аминокислоты.

Для разных видов животных набор незаменимых аминокислот неодинаков, он может меняться с возрастом. Например, аргинин или гистидин - заменимые аминокислоты для взрослых и незаменимы для детей. Отсутствие или недостаток одной или нескольких незаменимых аминокислот в организме приводят к нарушению баланса азота и биосинтеза белков, замедлению роста и развития.

Остатки молекул аминокислот в составе белков соединены между собой крепкой ковалентной связью, возникающей между карбоксильной группой одной аминокислоты и аминогруппой другой при отщеплении воды. Такая связь называется пептидной.

Соединение, состоящее из двух аминокислот, называют дипептидом. Структуры, которые состоят из большого количества остатков аминокислот (свыше 50 до нескольких тысяч) относятся к полипептидам.

Полипептиды с высокой молекулярной массой (от 6000 до нескольких миллионов) называют белками.

УРОВНИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ БЕЛКОВ.

ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА: количество и последовательность аминокислот, соединенных пептидными связями в цепь (полипептид).

ВТОРИЧНАЯ СТРУКТУРА: полипептидная цепь скручивается в спираль, которая стабилизируется водородными связями. Пример: белок кожи, мышц - миозин.

ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА: полипептидная спираль ориентируется в пространстве в виде клубка (глобулы), удерживается дисульфидными и гидрофобными связями. Пример: альбумины и глобулины - белки крови.

ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СТРУКТУРА: несколько полипептидных цепей образуют комплекс при помощи водородных и других связей (гемоглобин состоит из четырех остатков молекул белка миоглобина).

Физминутка на закрепление материала (из проволоки сделать структуры белка)

Первичную -0-0-0-0-0-0-0-0-0-

Вторичную

Третичную

Четвертичную структуру (все проволоки с третичной структурой соединить в одну единую). Подходят несколько ребят к доске со своими белками, образуя четвертичную структуру. А потом расходятся, что это значит? Что произошло с молекулой? Разрушение четвертичной структуры.

Сейчас мы рассмотрим свойства белков.

Прочитайте в опорном конспекте определение

ДЕНАТУРАЦИЯ: нарушение естественной структуры белка, которая сопровождается развёртыванием белковой молекулы без изменения её первичной структуры, потери вторичной, третичной, четвертичной структур.

Причины разрушения структуры белка: нагревание, влияние излучения, действие кислот , щелочей, концентрированных растворов солей, тяжелых металлов, органических растворителей. Пример: приготовление яичницы.

Понятие о необратимой денатурации. Демонстрация опытов.

1. В пробирку с 2 мл раствора белка добавляют каплями раствор сульфата меди. Выпадают голубые хлопья белка, которые не растворяются в избытке воды.

2. В пробирку наливают 2 мл концентрированной азотной кислоты. Затем осторожно доливают каплями 0,5 мл раствора белка. Соединения белка и кислоты образуют белые аморфные хлопья.

3. Стакан с раствором белка нагревают. Свертывание белка начинается до того, как жидкость закипит.

Понятие об обратимой денатурации (ренатурация). Демонстрация опыта.

В пробирку наливают 2 мл раствора белка и добавляют насыщенный раствор (или порошок) сульфата аммония. Смесь взбалтывают. Появляются хлопья белка. При добавлении воды хлопья вновь растворяются.

- Какая это денатурация?

РЕНАТУРАЦИЯ: возвращение молекулы белка к природной (нативной) структуре. Возможна при сохранении первичной структуры белка.

ДЕСТРУКЦИЯ: процесс разрушения первичной структуры белка, всегда необратимый.

Белки играют важную роль в жизни человека и выполняют функции:

Строительная функция - входят в состав клеточных мембран, мембран органоидов (кератин, коллаген)

Транспортная функция - переносят кислород в крови и мышцах, переносят жирные кислоты, жиры (гемоглобин, гемоцианин, миоглобин)

Двигательная функция - сократительные белки, обеспечивают движение (миозин)

Защитная функция - важная часть иммунной системы (антитела), свертывание крови (фибриноген)

Каталитическая функция-ускоряют химические реакции в клетке (биокатализаторы) - ферменты, гормоны

Сигнальная функция- мембранные белки принимают внешнее влияние и передают сигнал в средину клетки (белки рецепторы)

Энергетическая функция - распадаются с выделением энергии

Регуляторная функция- регуляция процессов протекающих в организме

Запасающая функция - запасание питательных веществ. Семейство Бобовые: фасоль, горох, соя, арахис.

В белках заключена энергия, которая используется для других функций, протекающих в живых организмах.

IV. Обобщение знаний учащихся

Берем таблицу и заполняем графу « Я УЗНАЛ(А)», эта работа оценивается учителем.

Собрать работы.

Сделать СИНКВЕЙН (графическая схема) состоящая из пяти этапов:

1. Ключевое слово…………………………………………………

2. Описание (или два прилагательных)…………………………..

3. Действие (что делает)…………………………………………...

4. Чувство, понимание темы, личное отношение……………….

5. Синоним нашей темы……………………………………………

СДЕЛАТЬ ВЫВОДЫ к уроку:

Белки - высокомолекулярные биополимеры, мономерами которых являются остатки аминокислот. Двадцать основных аминокислот могут соединяться между собой в разных сочетаниях с помощью пептидной связи.

Известны четыре уровня пространственной организации белков (конформации): первичный, вторичный, третичный и четвертичный.

Белки способны к денатурации и ренатурации (изменению и восстановлению своих высших структур). Необратимый процесс нарушения первичной структуры белков называют деструкцией.

V. Домашнее задание: прочитать §9, дописать синквейн, определения выучить в опорном конспекте.