Интегрированный урок (биология + химия) по теме "Белки" (9-й класс)
Астафьева Е.А., учитель химии
Разделы: [link]
Тип: урок изучения нового материала.
Вид: интегрированный урок.
Цель: продолжить расширение и углубление знаний о важнейших органических веществах клетки на основе строения белков, сформировать знания о важнейшей роли белков в органическом мире.
Задачи:
1. Обучающая: обеспечить усвоение учащимися знаний о составе и строении белков, их аминокислотном составе, принципе их объединения в полипептидную цепочку. Углубить знания, полученные при изучении темы «Белки» на уроках биологии в 6,8, 9 классах, о строении, свойствах и функциях белков, показать их ведущую роль в процессах ЖЗД.
2. Развивающая: продолжить развитие у старшеклассников умения сравнивать состав и строение различных органических соединений (белков, жиров,углеводов)
3. Воспитательная: продолжить формирование у школьников убеждённости в познаваемости мира на основе знаний о строении, составе и свойствах органических веществ.
Методы: объяснительно-иллюстативные, исследовательские, репродуктивные, частично - поисковые.
Понятия: протеины, биополимеры, мономеры, a-аминокислоты, пептидная связь, денатурация, ренатурация, биуретовая реакция
Этапы урока
1. Актуализация знаний:
Уважаемые ребята, вы выпускники и у вас уже достаточно большой
багаж знаний, который, несомненно, пригодиться вам в будущем.
Почему же я так уверена в том, что изучаемая тема жизненно
необходима и о чем же речь пойдет на уроке.
Я предлагаю вам сыграть в игру «Пойми меня», что бы определить объект
нашего изучения.
Итак, слушайте первую подсказку.
В организме человека их около 5 миллионов
В 2 раза их больше в животной клетке, чем в растительной.
Это органические вещества.
Второе название протеины, латинское название Protos,
что в переводе обозначает - первый
Составляют 50% сухой массы клетки.
Многофункциональны.
Совершенно верно, это белки (открываю и озвучиваю тему урока) ( слайд 1)
Цели и задачи: ( слайд 2)
Изучить физические и химические свойства белков
Вспомнить значение белков для организма человека
Рассмотреть схему образования пептидной связи.
Изучение нового материала.
Учитель химии: Сегодня мы попробуем рассмотреть белки со всех сторон и связать воедино факты и сведения об этих удивительных вещества. «Чем же они удивительны?» спросите вы. Не с ними ли связана тайна жизни? Это один из главных вопросов, который пытается ответить наука на протяжении своей истории.
Учитель биологии (слайд 3)
Меняя каждый миг свой прихотливый,
Капризна как дитя и призрачна как дым,
Кипит повсюду жизнь в тревоге суетливой,
Великое смешав с ничтожным и смешным …
Семен Яковлевич Надсон
Учитель биологии: чему посвящены строки из стихотворения Надсона? Что такое жизнь? Откуда она взялась? В течение веков люди копили наблюдения, проводили исследования, создавали теории…
Пожалуй, ни одна естественнонаучная задача не знала, да и сейчас не знает такой острой борьбы мировоззрений, какая всегда сопровождала проблемы зарождения жизни. А причина этой борьбы заключается в самом объекте познания – его уникальности, неповторимости и сложности жизни.
Учащиеся дают определения «жизнь»
Ф.Энгельс сформулировал следующее определение жизни (слайд 4)
Жизнь есть способ существования белковых тел…
Фридрих Энгельс
Сегодня мы должны установить: не устарело ли определение данное Энгельсом более 100 лет назад?
Ответ на этот вопрос должен убедить, что современная наука расширила, углубила и наполнила новым смыслом данное воззрение. Поэтому сегодня у нас необычный урок – он охватывает проблемы химии и биологии одновременно.
Изучению белков как форме существования жизни мы сегодня уделим особое внимание. Ни одно из веществ не выполняет столь специфических и разнообразных функций в организме и клетки как белок.
Учитель химии: ребята, давайте вспомним определение из курса биологии, какие соединения называются белками. (слайд 5)
Белки содержат в среднем 50-55% углерода, 21-23% кислорода, 15-17% азота, 6-7% водорода, 0,3-2,5% серы. В составе отдельных белков обнаружены также фосфор, йод, железо, медь и некоторые другие макро- и микроэлементы в различных количествах.
Белки:
Протеины Протеиды
Состоят только аминокислот состоят из аминокислот
и небелкового компонента
Молекулы белков представляют собой длинные полипептидные цепи, состоящие из остатков α-аминокислот, связанных между собой пептидными связями.
Давайте вспомним формулу аминокислот. Назовите группы, которые входят в состав аминокислот.
Вспомним, как же образуется пептидная связь. Показывает схему образования пептидной связи учитель
Учитель биологии: Вспомним все структуры белка. Что они представляют собой. ( слайд 7)
Первичная структура белка – последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Число аминокислотных звеньев в этих « бусах» может колебаться от нескольких десятков до сотен тысяч.
Первичная структура белковой молекулы играет чрезвычайную роль. Изменение одной аминокислоты на другую может привести либо к гибели всего организма, либо к появлению совершенно нового вида. Замена одного остатка аминокислоты глутамина на валин в молекуле гемоглобина( содержащего 574 аминокислотные группы!) вызывает тяжелейшее заболевание – анемию, приводящую к смертельному исходу.
Вторичная структура белка. ( слайд 8)
Закрученная α-спираль ( на каждом витке 3,6 аминокислот), скрепленная на каждом витке водородными связями между группами NH и CO .( характерна для α-кератина волос, рогов и копыт).
(слайд 9)
Третичная структура – способ расположения в пространстве α-спирали или β-структуры. Белковая молекула, свернутая в клубок – глобулу, сохраняет пространственную форму за счет дисульфидных мостиков –S-S-.
(слайд 10)
Четвертичная структура белка. Некоторые белки( гемоглобин) представляют комплекс нескольких белковых молекул с небелковыми фрагментами. Такие белки называют протеидами.
Учитель химии: белки обладают различными физическими свойствами. Они делятся по растворимости в воде на растворимые и нерастворимые.
.
Нарушение структур белка при действии сильных кислот, оснований, солей тяжелых металлов, УФ излучения, радиации приводит к явлению денатурации.
(Заполнение таблицы на интерактивной доске по результатам исследований в группах)
Вспомним технику безопасности:
- Как нужно нагревать пробирку
_ куда её надо направлять
- Можно ли брать руками вещества
1 группа опыт №1
Денатурация белков.
Осторожно нагрейте раствор белка. Сделайте вывод.
2 группа опыт №2
Действие разбавленного этилового спирта на белок. К раствору белка прилейте этиловый спирт. Сделайте вывод.
!!!!! Запомните эту реакцию на всю жизнь, то же самое происходит в организме человека, если он регулярно употребляет спиртные напитки.
3 группа опыт № 3
Биуретовая реакция.
Эта реакция определяет наличие пептидных связей в составе белков.
К раствору белка добавить раствор сульфата меди(2) и каплю щелочи. Наблюдайте изменение цвета. Сделайте вывод о составе исследуемого белка.
4 группа опыт № 4
Горение белков.
При горении белковых производных появляется специфический запах
« горелого рога»
Внесите в пламя кусочки перьев, шерсти, волос. Сравните запахи. Сделайте вывод о составе исследуемых объектов.
Учитель биологии: (слайд 12)
(слайд 13- 21)
Учитель биологии: напомним, что белок – важный компонент пищи человека. (слайд 22 -23)
Основные источники белка – мясо, молоко, продукты переработки зерна, хлеб, овощи, рыба . Без белков или их составных частей аминокислот – не может быть обеспечено воспроизводство основных структурных элементов органов и тканей, а также образование ряда важнейших веществ, как например , ферментов и гормонов.
Ученые утверждают, что взрослый человек должен ежедневно потреблять не менее 100 грамм белка в день при трате энергии 1500 ккал. Эта норма соответствует умственному или физическому труду полностью механизированному. При физической нагрузке с тратой энергией 400 ккал требуется 130-150 грамм белка в сутки. Потребность в белке определяется возрастом, полом, видом деятельности. В зрелом возрасте здорового человека существует баланс между количеством поступающих белков и выделяющимися продуктами распада. В молодом, растущем организме идет накопление белковой массы, поэтому азотный баланс будет положительным, т е количество поступающего азота превышает количество выводимого из организма. У людей пожилого возраста, а также при некоторых заболеваниях наблюдается отрицательный азотный баланс. Длительный отрицательный азотный баланс ведет к гибели организма.
Животные и растительные белки усваиваются организмом неодинаково. Белки молока и молочных продуктов на 96%, мяса и рыбы – 93-95%, то белки хлеба – на 62-86%, овощей на 80% картофеля и бобовых на 70%. Однако смесь этих продуктов может быть биологически полноценной . Суточная потребность взрослого человека в белке разного вида 85-100 г. Доля животных белков должна составлять приблизительно 55% от общего количества в рационе. Изучение аминокислотного состава различных продуктов показывает, что белки животного происхождения больше соответствуют структуре человеческого тела. Более того, аминокислотный состав белков яиц был принят за идеальный, поскольку их усвоение организмом человека приближается к 100%. Многие растительные продукты, особенно злаковые, содержат белки пониженной биологической активности: в кукурузе, например, обнаружен недостаток лизина и триптофана, в пшенице – лизина и треонина.
Довольно длительное исключение белков из рациона питания приводит к серьезным нарушениям, а продолжительное безбелковое питание кончается смертью.
Практическая работа «Расчёт поступления белков в организм человека в сутки» ( слайд 24)
Учитель биологии:
Недостаток белков в питании вызывает у детей замедление роста и развития, а у взрослых глубокие изменения в печени, нарушении желез внутренней секреции, изменение гормонального фона, проблемы сердечнососудистой системы, ухудшение памяти и работоспособности.
Содержание белка в продуктах питания
Учитель биологии
Итак, белки – обязательная составная часть всех живых клеток – играют исключительно важную роль в живой прирде, являясь главным, наиболее ценным, незаменимым компонентом пищи. Белки являются основой структурных элементов и тканей, поддерживают обмен веществ и энергии, участвуют в процессах роста и размножения, обеспечивают механизмы движения, развитие иммунных реакций, необходимых для функционирования всех органов и систем органов. слайд 25
следовательно, понятие «жизнь» и «белок» неразрывно связаны. Чтобы ответить на вопрос « Что такое жизнь?», надо знать, что такое белок. Чем больше мы узнаем, тем глубже проникаем в понятие «жизнь». Насколько многообразны белки, настолько сложна, загадочна и многолика жизнь. Подтверждением служат слова Гёте: « Я всегда говорил и не устаю повторять, что мир бы не мог существовать, если бы был так просто устроен…» (слайд 26)
Учитель химии:
А, теперь, дорогие ученики попробуйте ответить на вопрос с позиции биолога и химика, что такое жизнь с современной точки зрения…
Учащиеся:
(Жизнь- это переплетение сложнейших химических процессов взаимодействия белков между собой и другими веществами.)
4.Рефлексия: хочется закончить наш урок вопросом о смысле жизни.
Видеоролик «Притча о жизни»
5.Домашнее задание:
Химия» § 62 стр 192
«Биология» § -9
