Методическая разработка урока по биологии: "Белки" (Педагогическая мастерская)

Муниципальное автономное образовательное учреждение

средняя образовательная школа №36

Методическая разработка урока

по биологии

в 10 классе по теме:

«Строение белков».

Учитель первой

квалификационной категории

Сажневой Л.И.

2011г.

Цель: Изучение уникальных особенностей строения белков.

Задачи урока:

обучающие :

* Актуализировать знания, необходимые для изучения темы.

* Познакомить учащихся со строением белков.

* Подвести их к сознательному изучению материала по функциям белков.

развивающие:

* Развитие общеучебных умений и навыков;

* Развитие умения анализировать информацию, сравнивать предложенные объекты, обобщать; работать по аналогии.

* Развитие познавательного интереса и творческих способностей.

воспитывающие:

* Воспитание сознательного отношения к здоровому образу жизни.

* Воспитание нравственного отношения к жизни как наивысшей ценности.

* Формирование навыков адаптации к условиям постоянно изменяющейся жизни с помощью приобретенных знаний, умений и навыков.

Оборудование: таблица «Структуры белковой молекулы»,отрезок гибкого провода, р-р белка, пробирки, р-р щелочи, спирт, экран, компьютер и т. д.

Ход урока

В Библии сказано: "Вначале было Слово". Современная книга о происхождении жизни по аналогии могла бы начинаться фразой "Вначале был белок".

Учащиеся работают с презентацией, сделанной в среде " Microsoft Power Point".

"Жизнь, есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка" - знакомая фраза Ф. Энгельса. Вы понимаете, что речь пойдет о белках. Как вы считаете, какова цель нашего урока? (Ответы учащихся).

Вопрос:

- Какие соединения называются белками?

Ни одно из веществ не выполняет столь специфических и разнообразных функций в организме, как белок. В организме человека имеется более 10 000 видов белков.

Первый белок, с которым мы знакомимся в своей жизни, это белок куриного яйца альбумин - хорошо растворим в воде, при нагревании свертывается (когда мы жарим яичницу), а при долгом хранении в тепле разрушается, яйцо протухает. Но белок спрятан не только под яичной скорлупой. Волосы, ногти, когти, шерсть, перья, копыта, наружный слой кожи - все они почти целиком состоят из другого белка, кератина. Кератин не растворяется в воде, не свертывается, не разрушается в земле: рога древних животных сохраняются в ней так же хорошо, как и кости. А белок пепсин, содержащийся в желудочном соке, способен разрушать другие белки, это процесс пищеварения. Белок интерферон применяется при лечении насморка и гриппа, т.к. убивает вызывающие эти болезни вирусы. А белок змеиного яда способен убивать человека.

А теперь познакомимся со строением белка.

Как же устроен белок? Естественно очень сложно. Некоторое представление о сложности белков дает формула гемоглобина С3032Н4816О872N780Fe4 белка, придающего красный цвет крови и разносящий кислород по всему телу.

Для того, чтобы запомнить основные сведения о строении белков, вам надо понять значение всего трех ключевых терминов и уметь разъяснять их значение.

Итак: белки - это макромолекулы. (Учащиеся работают с таблицей молекулярных масс белков). Белки - это биополимеры (жизнь, много, часть). Мономером белков являются аминокислоты.

Организация работы с текстом и рисунками учебника.

- Какие химические элементы входят в состав белков?

Белки являются биополимерами, мономеры которых аминокислоты.

- Сколько аминокислот входит в состав белка? (см. учебник, с.14)

Известно много аминокислот, но в качестве мономеров любых природных белков известно только 20 аминокислот. Они получили название «волшебных».

Задание. Рассмотрите структурные формулы аминокислот (см. учебник с.15-17). Какие функциональные группы они содержат? Предположите, как они могут повлиять на белок?

Давайте опытным путем докажем наличие в белке куриного яйца альбумина, аминокислоты. (Ученица проводит ксантопротеиновую реакцию).

Аминокислоты являются амфотерными соединениями, обладают одновременно свойствами кислоты и основания. Это обуславливает возможность соединения аминокислот друг с другом в длинные цепочки с выделением воды. Такая реакция идет последовательно, путем образования дипептидов, трипептидов и полипептидов. Соединение аминокислот происходит за счет пептидных связей (см. учебник, рис.5,с.18).

Давайте докажем наличие пептидных связей в белке куриного яйца. (Ученик проводит биуретовую реакцию).

Работа в группах.

А теперь приступим к определению белков в пищевых продуктах: белый хлеб, вареная колбаса, молоко.

Если белки состоят только из аминокислот, они называются протеины - простые белки. Если кроме аминокислот в состав белковых молекул входит и небелковая часть - это сложные белки - протеиды.

Итак: белки это - макромолекулы, биополимеры, полипептиды. Белки - это самые сложные молекулы.

Белки разного размера включают в себя от нескольких десятков до нескольких сотен и даже тысяч аминокислот. В среднем длина белка 300 аминокислот. Если в состав этого белка входят 12 из 20 важнейших аминокислот, то число возможных изомеров для этого белка оказывается равным 10300.

Решите задачу: сколькими способами можно нанизать на нитку длиной в 100 бусин бусины 20 цветов? (Ученики решают задачу). Да, получается число со 130 нулями, представить такое число невозможно.

Давайте рассмотрим на экране модели первичной, вторичной, третичной и четвертичной структуры белка.

Первичная - прямая цепочка из аминокислот, удерживается водородными связями. Вторичная - скрученная в спираль первичная цепочка, удерживается водородными связями. Такую структуру имеют фибриллярные белки (коллаген, белок кожи; фибриноген, белок крови; миозин, белок мышц)). Третичная - многократно скрученная спираль, глобула, удерживается слабыми дисульфидными связями. Такую структуру имеют глобулярные белки (альбумины, глобулины). Некоторые белки имеют четвертичную структуру - объединение нескольких глобул. Четыре глобулы связаны атомом железа имеет белок гемоглобин.

Самостоятельная работа. Моделирование структур белка (работа в группах)

Задание.

Используя таблицу, отрезки гибкого провода и набор бусин разных цветов проведите динамичное моделирование первичной структуры белковой молекулы.

Что необходимо сделать, чтобы получить четвертичную структуру? Ученики объединяются в группы, моделируя молекулы гемоглобина. А сейчас разойдитесь на свои места. Что случилось с вашей белковой молекулой? (Распалась). Верно, это момент начала процесса денатурации, во время которого происходит разрушение структур белка. Ученики по группам моделируют процесс денатурации: 1 группа - разрушает третичную структуру, 2 группа - разрушает вторичную структуру. Наблюдали ли вы в жизни процессы денатурации белков?

Денатурация белка может происходить под влиянием различных факторов: ионизирующей радиации. температуры, кислоты, щелочи, солей, спирта и т.д.

Давайте выясним нарушение свойств белков при воздействии на них алкоголя. Ученики демонстрируют опыты:

а) денатурация белка спиртом

Обсудите результаты, сделайте вывод. Почему спирт денатурирует белки?

При денатурации происходит как полное разрушение структур белка, так и частичное. Если первичная структура не разрушена, то может произойти восстановление остальных структур - этот процесс называется ренатурация.

Вы смоделировали процесс денатурации. У какой группы возможна ренатурация? У тех, кто не успел разобрать модель до отдельных бусинок.

Процесс денатурации легче пронаблюдать у белков, растворимых в воде. Ученики демонстритуют отношение к воде белка альбумина.. Важно ли это? Где ежедневно вы с этим явлением встречаетесь? (мытье рук, головы, действие пепсина желудочного сока, прием препаратов, содержащих ферменты).

Мы сегодня с вами говорим о самых сложных молекулах, входящих в состав живых организмов. А ведь мы с ними знакомы уже давно. Давайте назовем их:

* альбумин - яичный белок

* кератин - рога, шерсть

* коллаген - кожа

* гемоглобин - кровь

* фибрин, фибриноген - кровь

* пепсин - желудочный сок

* трипсин - поджелудочный сок

* миозин - мышцы

* глобулин - вакцина

* родопсин - зрительный пурпур

* лиозин - слюна

* инсулин - поджелудочная железа

VI.Работа в парах.

Попробуйте разделить их на группы, классифицировать по любым признакам.

Обсуждение результатов.

Какие признаки вы берете за основу классификации? Проверьте результат своей работы.

VII.Домашнее задание.

Зарисовать четыре структуры белка.

Знать, что такое макромолекула, биополимер, полипептид.

Предположите, какие функции могут выполнять белки.

VIII. Итог урока.

Приложение

Опыт «Нарушение свойств белков при воздействии на них алкоголя»

Цель опыта: убедить учащихся, что спирт денатурирует белки, необратимо нарушает их структуру и свойства.

Ход опыта: в две пробирки налить по 2 мл яичного белка. В одну добавить 8 мл воды, а в другую столько же 80-90%-ного спирта.

Результаты опыта: в первой пробирке белок растворяется, так как он является легкорастворимым веществом. Во второй пробирке образуется плотный белый осадок - в спирте белки не растворяются, спирт отнимает у белков воду. В результате этого нарушаются структура и свойства белка, его функции.