Технологическая карта и конспект урока по химии на тему Белки (10 класс)

Технологическая карта урока по химии, Н.С. Новошинская / М.: Русское слово. - 2010.

Учитель

Урманцева Альмира Нажиловна

Тема урока, № урока

Белки

Тип урока

Комбинированный

Форма урока

Интегрированный

Цель урока

Развитие и систематизация на межпредметном уровне знаний о природных высокомолекулярных веществах - белках, их строении, свойствах и значении в жизни человека

Задачи урока

образовательные

развивающие

воспитательные

дать понятие о белках - природных биополимерах; охарактеризовать состав и химическое строение полипептидных молекул, а также, используя межпредметные связи с биологией, вспомнить об уровнях организации белковых молекул, механизме образования первичной, вторичной, третичной, четвертичной структур белка; рассмотреть классификацию и изучить свойства белков; рассмотреть биологическую роль и применение белков; сформировать знания о качественных реакциях на молекулы белка

совершенствовать умения учащихся анализировать, сравнивать и обобщать ранее изученные факты; развитие познавательного интереса учащихся, установление межпредметных связей,

взаимосвязи между строением и свойствами белков; развитие у обучающихся умений анализировать теоретический материал, находить взаимосвязи, формулировать выводы; совершенствовать навыки работы с лабораторным оборудованием

воспитание познавательной активности учащихся, ведущей к здоровому образу жизни, практическому умению безопасного обращения с веществами на основании проведения ученических демонстрационных экспериментов; воспитывать культуру поведения, общения друг с другом в процессе учебной деятельности; положительное отношение к изучению химии,

воспитать терпимое отношение к взглядам других,

показать материальное единство органического мира;

формирование научного мировоззрения

Планируемые результаты

учащиеся должны будут знать:

учащиеся должны будут уметь:

определение, функции, состав и строение, химические свойства белков. Качественные (цветные) реакции на белок.

характеризовать состав, строение и химические свойства белков. Уметь выполнять химический эксперимент.

Методы и приемы работы

методы словесной передачи информации, слухового и зрительного восприятия информации (беседа, рассказ, презентация); индивидуальная и групповая работа учащихся; фронтальный опрос, самостоятельная работа; проблемно - поисковые: исследовательские - лабораторная работа.

Интеграция

биология

Оборудование и реактивы

компьютер, проектор, презентация, учебник, рабочая тетрадь, инструкция к лабораторной работе, дидактический материл; растворы куриного белка, растворы хлорида натрия NaCl, сульфата меди CuSO₄, гидроксида натрия NaOH, азотной кислоты HNO₃ (конц.), сок картофеля, вареный картофель, перекись водорода, вода, спиртовка, зажим, спички; пробирки, творог.

Источники информации

1. Новошинский, И.И. Органическая химия. 10 класс. /И.И. Новошинский, Н.С. Новошинская / М.: Русское слово. - 2010.

2. Кузовая Т.В., Калякина Е.А. Белки. «Химия» (Издательский дом «Первое сентября»), 2003, № 3, с. 14.

3. Макареня, А.А. Повторим химию. М.: Высшая школа, 1989.

4. Рудзитис Г.Е. Химия. Органическая химия. 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый уровень/ Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - 13-е изд. - М.: Просвещение, 2009.

5. Материал Яндекса «Белки: история исследования»

6. Чертков И.Н. Эксперимент по полимерам в средней школе. М.: Просвещение, 1971.

Конспект урокаОрганизация фронтальной беседы.

-Ребята, на доске приведены формулы некоторых веществ, определите класс этих веществ и назовите их. О каких веществах мы с вами говорили на прошлом уроке? Правильно, об аминокислотах. Что же это за вещества? Какие свойства они способны проявлять? А что вы можете сказать о данной записи? Что она показывает, о чем говорит?

NH₂-CH₂-COOH+NH₂-CH₂-COOH→

NH₂-CH₂-CO-NH-CH₂COOH + H₂O.

Какое свойство является уникальным для аминокислот? Как называется образовавшееся соединение в результате данной реакции? Возможно ли соединение более 2х молекул аминокислот? Как называется связь, которая образовалась в результате взаимодействия молекул аминокислот?

Учащиеся отвечают на вопросы учителя. 3 учащихся выполняют самостоятельную работу.

-Формулы аминокислот. Об аминокислотах. Органические вещества, содержащие карбоксильную и амино- группы. Как кислотные, так и основные. По данной реакции можно судить об особом, уникальном свойстве аминокислот. Аминокислоты могут взаимодействовать друг с другом.

Записывают реакцию, дают название:

NH₂-CH₂-COOH+NH₂-CH₂-COOH→

NH₂-CH₂-CO-NH-CH₂COOH + H₂O.

Дипептид. Да, аминокислоты, соединяясь в более длинные цепи, образуют полипептиды. Пептидная связь.

3 мин

3. Организация и осуществление деятельности

-Ребята, обратите внимание на слайд, какие ассоциации у вас возникают при его рассмотрении (волосы, куриный белок, молоко, творог, рыба, мясо). Что в них общего? Что мы будем с вами изучать на данном уроке? Зачем нам это нужно? Запишем тему сегодняшнего урока: «Белки».

А что вам известно о белках? Дайте характеристику функциям белка. Что бы вы хотели узнать? (фиксируется на доске учителем).

Понять, каким образом белки осуществляют перечисленные выше многообразные функции, непросто. Единственный способ приблизиться к решению этой задачи - узнать, из чего построен белок, как расположены структурные элементы, составляющие его молекулу, по отношению друг к другу и в пространстве, как они взаимодействуют друг с другом и веществами внешней среды, т.е. изучить строение и свойства белков.

-Ребята, попробуйте дать определение данным соединениям. Сверьте с учебником, сделайте вывод.

Историческая справка (подготовлено сообщение учеником). (Приложение 1).

А чем определяется структура белка? Какие структуры белка вам известны? Чем они отличаются друг от друга, чем характеризуются? Может ли разрушаться первичная структура? Под действием чего? Какой в организме под действием ферментов составляет основу процесса пищеварения.

Какие радикалы по полярности различают в третичной структуре? Спиралевидная нить аминокислот из-за этих взаимодействий свёртывается и образует клубок или фибриллу, специфичную для каждого белка. Четвертичная структура имеется не у всех белков, только самых сложных. Например, гемоглобин - это сложный белок, состоящий из четырех полипептидных цепей, соединенных четырьмя гемами - то есть небелковыми образованиями.

Организует работу по выполнению заданий.

Задание 1. Назовите известные Вам белки на слайде, укажите их местонахождение? (слайд)

Задание 2. Приведите примеры источников белка? Следовательно, мы можем сделать вывод, что белки встречаются не только в растительных, но и в животных организмах.

Задание 3. Предположите, какие химические элементы должны обязательно присутствовать в молекулах белков.

Каково среднее содержание химических элементов в белках (слайд): С - 50-55%; О - 19-24%; N - 15-18%; Н - 6-8 %; S - 0,3- 2,5%; Р - до 0-5%.

- Какова средняя масса белковых молекул? Какой мы можем сделать вывод, исходя из выше сказанного?

Вывод: Ни одно из природных соединений не обладает таким большим количеством изомеров, как белки. Какой из этого можно сделать вывод? Именно так реализуется в природе бесконечное разнообразие структуры белковых тел, дающее начало миллионам растительных и животных видов. Каждый вид обладает собственными видами белков. А какая структура белка отвечает за все многообразие в природе? Если бы в первичной структуре белка не было бы заложено этого качества, то не было бы такого разнообразия жизненных форм, к которым относимся и мы.

Физминутка!

А знаете ли Вы: (слайд)

1.Белок никогда не переходит в жир- совет врача - диетолога.

2. Образование морщин связано с уменьшением натурального белка коллагена и впрыскиванием его в верхний слой кожи коллаген возмещается. Почти все мелкие и крупные морщины можно корректировать этой терапией - совет врача-косметолога.

3. Современное название белков-ферментов - энзимы.

4. Выработка иммунитета - это важная защитная функция белка. Диета снижает иммунитет.

5. Мозг - это тоже белок, при попадании в организм человека этилового спирта клетки мозга отмирают (т.к. белок денатурируется).

6. Изучение белков позволило ответить на вопросы, почему одни люди высокого роста, а другие низкого, одни полные, другие худые, одни медлительные, другие проворные, одни сильные, другие слабые.

7. Все белки в организме человека постоянно разрушаются и синтезируются. Период полураспада белков в теле человека 80 дней, в мышцах, коже, мозгу ― 180 дней, в сыворотке крови и печени ― 10 дней, у ряда гормонов он исчисляется часами и даже минутами (инсулин).

8.Каждый вид обладает собственными видами белков. Если бы в белке не было бы заложено этого качества, то не было бы такого разнообразия жизненных форм, к которым относимся и мы.

Организация работы по выполнению лабораторных опытов.

Ребята, белок может содержаться только в живых организмах или в мертвых? Можно ли определить содержит ли тот или иной продукт белок или нет? Я предлагаю вам провести лабораторную работу, для того, чтобы наглядно ответить на данные вопросы, но прежде мы всегда должны помнить некоторых правилах. Что же это за правила? Инструкции к опытам предложены в учебнике на с. 147.

Чем это объясняется? Данный процесс называется денатурация (разрушение белковой молекулы под воздействием физических факторов).

Инструкции у к ЛО приведены в приложении 2.

Учащиеся рассматривают презентацию, отвечают на вопросы учителя, рассуждают, делают выводы; определяют цель и задачи урока. Записывают тему урока.

Белок. Функции белка: структурная или строительная (построены опорные, мышечные и покровные ткани);

Транспортная (гемоглобин доставляет к тканям кислород, а из тканей удаляет углекислый газ), защитная (антитела обезвреживают вирусы и т.д.), каталитическая (для биохимических реакций в живых организмах необходимы биологические катализаторы - ферменты, которые ускоряют химические реакции в сотни раз), регуляторная (инулин регулирует обмен глюкозы), двигательная (миозин - белок мышц), энергетическая (при окислении 1 г белка выделяется в среднем 18кДж энергии).

Проговаривают определение, сверяют его с определением, данным в учебнике.

Белки - сложные высокомолекулярные природные соединения, построенные из остатков α - аминокислот.

Сообщение «Историческая справка» выступает ученик с заранее подготовленным материалом.

Первичная структура белка - последовательность, чередующихся аминокислотных остатков, объедененных пептидными связями. Она разрушается при гидролизе белков. Процесс расщепления пептидных связей белков.

Вторичная структура - полипептидная цепь, закрученная в виде α-спирали, витки скрепляются между собой прочными водородными связями.

Третичная структура - трехмерная пространственная структура, образующаяся за счет взаимодействия радикалов аминокислот. Радикалы: гидрофобные (уходят внутрь, отталкиваясь от воды) и гидрофильные (вступают во взаимодействие с водой, тянутся к ней).

Четвертичная структура - структура из нескольких полипептидных цепей. Образована ионными, водородными, гидрофобными связями.

Учащиеся сопоставляют белок с его местонахождением в живых организмах.

Кератин - рога, шерсть; коллаген - кожа; гемоглобин - кровь; пепсин - желудочный сок; трипсин - поджелудочный сок; миозин - мышцы; глобулин - вакцина; амилаза - слюна; инсулин - поджелудочная железа; казеин - молоко; альбумин - яичный белок.

Их источниками являются мясо, рыба, молоко, соя, бобы, горох, молочные продукты.

В белках должны быть атомы углерода, водорода, азота, возможно присутствие серы и др. элементов.

Учащиеся рассчитывают молекулярную массу одного из предложенных белков:

Альбумин - белок яйца C₂₃₇H₃₈₆O₇₈N₅₈S_{2 =} 5.354;

Белок молока - C₁₈₆₄H₃₀₁₂O₅₇₆N₄₆₈S₂₁=41.820

Одно звено гемоглобина - C₇₃₈H₁₁₆₀O₂₀₈N₂₀₃S₂Fe=65.224

Для белков характерно большое количество изомеров.

Слушают учителя, ведут с ним беседу.

Большое количество изомеров белков говорит об их многообразии, т.к. образуются различные структуры белковых молекул и, следовательно, различные организмы. Первичная структура, т.к. именно в ней предопределяются все последующие уровни организации белковых молекул.

Выполняют физминутку.

Слушают учителя, рассматривают презентацию.

Объясняют схему гидролиза белка.

Слушают учителя, проговаривают ТБ, знакомятся с инструкцией к ЛО, приступают к выполнению лабораторных опытов.

Да, для этого необходимо провести качественные реакции.

Учащиеся при помощи учителя проговаривают правила техники безопасности: при работе с кислотами, со спиртовкой.

Предполагаемые выводы учащихся:

В результате проведенных опытов были сделаны следующие выводы: 1) белок содержится только в живых организмах. Разрушается молекула белка. 2) Пептидная связь в молекуле белка яйца присутствует, также она содержит аминокислоты, содержащие бензольное кольцо.

35 мин

4. Заключительный этап

Необходимо решить тесты (приложение 3).

Критерии оценки:

• нет ошибок - 5;

• 1 ошибки - 4;

• 2 - 3 ошибки - 3;

• более 3 ошибок - 2.

Слушают учителя, выполняют самостоятельно работу. Тест пишется 3 минуты. На листах учащиеся оценивают свою работу на уроке.

4 мин

5. Подведение итогов. Рефлексия

Что нового узнали?

Что помогало успешной работе на уроке?

Что мешало успешной работе на уроке?

Выставление оценок.

Домашнее задание: 1. П.33, у.2.

</<font face="Times New Roman, serif">2. Ответить на вопросы: почему маринуют мясо, в чем причина образования пены на поверхности мясных бульонов, жареных, рыбных, и мясных изделий.

Отвечают на вопросы, делают выводы. Записывают домашнее задание.

2 мин

Приложение 1.

Историческая справка.

Первая гипотеза о строении молекулы белка была предложена в 70-х годах XIX в. В 1903 г. Немецкий ученый Э.Г. Фишер предложил пептидную теорию, он предположил, что белки представляют собой полимеры из остатков аминокислот, соединенных пептидной связью NH-CO. Идея о том, что белки - это полимерные образования, высказывалась еще в 1888 г. Русским ученым А.Я. Данилевским. Эта теория получила подтверждение в последующих работах. Согласно полипептидной теории белки имеют определенную структуру.

Приложение 2.

Инструкции к лабораторным опытам.

1.ЛО, доказывающий наличие белка только в живых организмах.

В 3х пробирках - свежевыжатый сок картофеля, кусочки сырого картофеля, вареный картофель. К ним добавьте перекись водорода. Отметьте наблюдения, сделайте вывод.

2.Биуретовая реакция (на обнаружение группы -CONH-).

Если к небольшому количеству раствора белка прилить немного NaOH и по каплям добавлять раствор СuSO4, то появляется красно-фиолетовая окраска.

3. Ксантопротеиновая реакция (на бензольные кольца, содержащиеся в некоторых аминокослотах). Под действием концентрированной HNO3 белки окрашиваются в желтый цвет.

Какова же ценность белков для организма человека?

Белок + HNO₃(к) → белый осадок → желтая окраска → оранжевая окраска

t + NH₃

Приложение 3.

Тест.

Выбрать один или несколько правильных ответов из предложенных.

Тест 1.

Свойства и функции белка.

1. Денатурация это -

а) свойство белка изменять свою структуру под действием температуры и других факторов.

б) расщепление белка до аминокислот.

2. Укажите функциональные группы мономеров белков:

а) СООН, ОН; б) С=О, СООН; в) CООН, NH2; г) OH, C=O.

З. Как называется белок, у которого первым удалось расшифровать первичную структуру?

а) Рибонуклеаза; б) инсулин; в) глобин; г) миоглобин.

4. Транспортная функция белка возможна благодаря свойству:

а) присоединения веществ,

б) сократимости,

в) денатурации.

5. Аминопропионовая кислота по-другому называется:

а) глицин; б) аланин; в) валин; г) лейцин.

Тест 2

1. Укажите элементарный состав белков:

а) С, Н; б) С, Н, О, N, S, P; в) C, H, N, O; г) вся таблица Менделеева.

2. Денатурация может быть:

а) обратимой,

б) необратимой.

3. Белки, обусловливающие способность организма к росту и размножению, называются:

а) гормоны; б) ферменты; в) нуклеопротеиды; г) токсины.

4. Какой вид химической связи поддерживает первичную структуру белковой молекулы?

а) Водородная; б) пептидная; в) ионная; г) сложноэфирная.

5. Двигательная функция белка проявляется при:

а) сокращении мышц,

б) разрушении перекиси водорода,

в) движении листьев у растений.

Тест 3

1.Какие виды химической связи поддерживают третичную структуру белковой молекулы?

а) Водородная; б) пептидная; в) сложноэфирная; г) металлическая; д) мостики -S-S-; е) силы Ван-дер-Ваальса.

2. Какую функцию выполняют белки в организме?

а) Источник энергии; б) запасающая; в) строительный материал; г) теплоизоляторы.

3. Мономерами белков являются: а) аминокислоты; б) жирные кислоты; в) углеводы.

4. Состав белков - природных полимеров - был доказан при помощи реакции:

а) гидролиза; б) электролиза; в) гидратации; г) гидрирования.

5. Наличие в белках пептидной связи обнаружил ученый:

а) М.В.Ломоносов; б) В.В.Марковников; в) А.Я.Данилевский; г) Э.Г.Фишер.

Тест 4

1. Укажите вещества, имеющие белковую природу:

а) ферменты б) гормоны; в) липиды; г) углеводы; д) пигменты; е) аминокислоты.

2. Сколько уровней организации различают в белковой молекуле?

а) 4; б) 3; в) 2; г) 1.

3. Некоторые белки вырабатывают антитела. Тем самым они выполняют функцию:

а) каталитическую; б) сократительную; в) иммунную; г) пластическую.

4. Какой вид химической связи поддерживает вторичную структуру белковой молекулы?

а) водородная; б) ионная; в) пептидная; г) гидрофобная.

5. Имитацией третичной структуры белковой молекулы является:

а) клубок ниток; б) произвольно свернутая в клубок электроспираль;

в) собранная телевизионная антенна; г) выпрямленный телефонный шнур.