Исследовательская работа "Изучение свойств белков"

Мастер – класс «Изучение свойств белков»

Исследовательская работа

Цели урока:

Образовательные: расширить знания учащихся о природных высокомолекулярных веществах – белках их свойствах.

Развивающие: формировать способность самостоятельно приобретать знания, умения сравнивать и делать выводы. Развивать умения и навыки работы с реактивами. Развивать мышление через нахождение связей: свойства – применение веществ.

Воспитательные: формирование устойчивой потребности в здоровом образе жизни, способности к самоорганизации.

Реактивы и оборудование:

концентрированная азотная кислота (на столе учителя), раствор фенола, этиловый спирт, спиртовка, спички, держатель, раствор белка куриного яйца, 2 кусочка мяса.

Вступительное слово учителя:

«Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причём с прекращением этого обмена веществ, прекращается и сама жизнь, что приводит к разложению белка» (Ф. Энгельс). Что вам известно о белках?

Гипотеза: Знание свойств белков поможет избежать многих нежелательных процессов.

Объект исследования: белок

Предмет исследования – свойства белков

Проблемные вопросы:

Почему врачи рекомендуют “сбивать” температуру у больного, если она превышает 38 °С?

Почему регулярное употребление алкоголя неизбежно ведёт к поражению нервной системы, печени, сердца.

Почему нельзя применять медицинские препараты с истёкшим сроком годности?

Почему при приготовлении отварного мяса его рекомендуют опускать в кипяток

1. Химический эксперимент. Работа с учебником с.160, раздаточным материалом. Работа в 4-х группах.

Опыт №1. Денатурация при нагревании

Налить в пробирку 10 мл раствора белка и нагреть до кипения.

Что наблюдаете?

Объясните причину образования осадка белка.

Опыт №2. Действие этилового спирта на белки.

К раствору белка добавьте этиловый спирт.

Что наблюдаете?

Объясните причину образования осадка белка.

Опыт №3. Действие фенола на белок

К раствору белка добавьте 6-7 капель раствора фенола.

Что наблюдаете?

Объясните причину образования осадка белка

Опыт №4. Химизм приготовления мяса

Налейте в пробирку холодной воды, опустите в нее немного сырого рубленого мяса и нагрейте. В другой пробирке воду вскипятите заранее и положите сырое мясо уже в кипяток. Что наблюдаете? Выясните причину изменений в бульоне и мяса (раздаточный материал)

Обсуждение эспериментов. Выводы.

1. Решение проблемных вопросов. Работа с раздаточным материалом.

Вопрос 1. Почему врачи рекомендуют “сбивать” температуру у больного, если она превышает 38 °С?

Ферменты (белки) регулируют большинство биохимических процессов внутри нас: клеточное дыхание, расщепления жиров и углеводов и т.д. При повышении температуры: они просто перестают работать. И это приводит к серьезным осложнениям. Из курса физики 10-го класса мы знаем, что температура – величина, характеризующая интенсивность движения атомов. Температура прямо пропорциональна среднеквадратичной скорости атомов и среднекинетической энергии (Е = m²/2 = 3/2kT). Поэтому повышение температуры (увеличение внутренней энергии движения) вызывает увеличение амплитуды колебаний атомов звеньев структуры. Следовательно, увеличивается расстояние между атомами, связываемыми водородной связью. При больших амплитудах колебаний водородная связь разрушается, при этом увеличивается нагрузка на соседние связи спиральной структуры, и в конечном итоге структура белка быстро распадается. 

Вопрос 2. Почему регулярное употребление алкоголя неизбежно ведёт к поражению нервной системы, печени, сердца.

При употреблении спиртных напитков содержащийся в них этанол легко проходит через биологические мембраны. Одновременно он повреждает их структуру, увеличивая проницаемость для многих токсичных веществ. Самые тяжёлые последствия систематического употребления алкоголя связаны с его токсичным действием на генетический аппарат человека и развивающийся плод. Доказано, что регулярное употребление алкоголя постепенно приводит к ферментно-витаминной недостаточности, а это неизбежно ведёт к поражению нервной системы, печени, сердца.

Вопрос 3. Почему нельзя применять медицинские препараты с истёкшим сроком годности?

Для получения различных лекарственных препаратов, например, аспирина (ацетилсалицилловой кислоты), используется фенол. При долгом хранении аспирин разлагается до салицилловой кислоты, которая содежит фенольную группу. Фенол обладает общетоксичным, раздражающем эффектом, на кожу действует прижигающее, вызывает дерматиты.

Вопрос 4. Почему при приготовлении отварного мяса его рекомендуют опускать в кипяток.

Чтобы приготовить вкусный бульон, надо нарезанное мясо положить в холодную воду. А чтобы приготовить отварное мясо, большие куски нужно опускать в кипяток. В этом химический смысл?

По мере нагревания воды, куда помещены рубленые куски мяса, образуются (и в большом количестве) серые хлопья. Это свернувшийся белок, пена, которую снимают шумовкой, чтобы не портила вид и вкус бульона. При дальнейшем нагревании растворимые в воде вещества постепенно переходят из мяса в раствор. Эти вещества называют экстрактивными, потому что они извлекаются из мяса при его экстракции кипящей водой (проще говоря, при варке бульона). Они-то, в первую очередь, и придают бульону характерный вкус. А мясо, лишившись этих веществ, становится менее вкусным.

Большой кусок сырого мяса при соприкосновении с кипятком моментально станет серым, зато хлопьев образуется очень мало. Тот белок, что находился на поверхности, под действием высокой температуры сразу свернулся и закупорил многочисленные поры, которые пронизывают мясо. Экстрактивные вещества, и белки в том числе, уже не могут перейти в раствор. Значит, они остаются внутри мяса, придавая ему хороший вкус и аромат. А бульон, разумеется, получается несколько хуже.

Выступление групп по итогам работы с карточками.

1. Рефлексия – опровержение или подтверждение гипотезы.

Д/з. ответить на вопросы:

• Почему нельзя сушить кожаную обувь, прислонив к батарее? 

• Зачем маринуют мясо для шашлыка?

• Денатурация белка может привести к воспалению слизистой оболочки ряда органов пищеварения (гастриты, колит) и камнеобразованию (камни имеют белковую основу). Как можно предотвратить эти заболевания?