Летюк Алла Анатольевна
Интегрированный урок по химии и биологии в 10 классе.
Тема: «Строение, свойства и функции белков»
Технология когнитивного обучения.
Метод проектной деятельности.
(Урок рассчитан на 90 минут)
Цель:
установление зависимости между строением, химическими свойствами белков и их биологическими функциями.
Задачи:
Образовательные
Расширить знания о белках – биологических полимерах;
Выяснить строение, состав и свойства белков;
Классифицировать белки по функциям в организме.
Развивающие
Формирование основных учебных компетенций: учебной, коммуникативной, личностной;
Развитие умений и навыков самостоятельного учебного труда;
Развитие умений анализировать, сравнивать, обобщать и делать выводы, выступать перед аудиторией.
Воспитательные
Формирование самостоятельности учащихся;
Воспитание потребности в знаниях, повышения познавательных интересов, привитие интереса к естественным наукам.
Оборудование:
мультимедийный проектор, компьютеры для каждой группы учащихся; фотоаппараты, видеокамера, презентации учащихся и учителя; наборы для проведения исследования химических свойств белка по группам (4 варианта); набор для проведения демонстрационных опытов на обнаружение серы и азота, растворимости белка – желатин кристаллический и раствор; инструктивные карты для лабораторной работы, по технике безопасности, таблицы с основными аминокислотами; карточки с экспресс - тестом.
Ход урока.
«Жизнь – способ существования белковых тел…»
Фридрих Энгельс
I. Вступление
1. Мотивация учащихся
Меняя каждый миг
Свой образ прихотливый,
Капризна, как дитя, и призрачна как дым,
Кипит повсюду жизнь в тревоге суетливой,
Великое смешав с ничтожным и смешным…
С.Я. Надсон.
Учитель.
Чему посвящены строки из стихотворения Надсона? Что такое жизнь? Откуда она взялась на Земле? Этим вопросом задавались многие века и многие ученые. Среди них путешественник и естествоиспытатель Александр Гумбольт, философ Фридрих Энгельс, которые определили «жизнь, как …способ существования белковых тел…»
(ученик дает полный текст цитаты).
Изучению белков мы уделяем особое внимание, потому что именно белки являются главной составной частью всего живого на Земле.
Но прежде, чем начать разговор о белках, давайте вспомним предыдущий материал о первокирпичиках белков – аминокислотах.
2. Актуализация знаний.
Экспресс- тест. Каждый ученик выполняет самостоятельно, записывая правильные ответы в тетрадь. Затем передают тетради по кругу в своей группе и проводят взаимопроверку, сверяя правильные ответы на слайде. (Слайд№1)
Экспресс-тест
1. Дополните фразу: «Формула NH2─(CH2)2─COOH отражает строение……»
а) ά-аминопропионой кислоты б) β-аминопропионовой кислоты
в) ά-аминомасляной кислоты г) аминоуксусной кислоты
2. Водный раствор лизина NH2 ─CH2 ─ CH2 ─ CH2 ─ CH2 ─ CH ─COOH
а) кислый │
б) щелочной NH2
в) нейтральный
г) кислый или щелочной в зависимости от температуры
3. При взаимодействии аминокислот с кислотами образуются:
а) соли с отрицательно заряженным аминокислотным остатком
б) соли с положительно заряженным аминокислотным остатком
в) сложные эфиры
г) простые эфиры
4. Образование пептидных связей между аминокислотами осуществляется за счет
а) взаимодействия групп –СООН б) взаимодействия групп -NH2
в) взаимодействия групп –СООН и - NH2 г) образования дисульфидных мостиков –S-S-
5. Аминокислоты - органические вещества, в которых имеется:
а) группа ─С=О б) группа ─NО2
│
ОН
в) группа ─NH2 г) группа ─ NH2 и группа ─С=О
│
ОН
6. Водный раствор глутаминовой кислоты НООС─CH2─CH2─CH(NH2) ─СООН
а) кислый б) щелочной
в) нейтральный в) кислый или щелочной в зависимости от температуры
7. При взаимодействии аминокислот со щелочами образуются:
а) соли с отрицательно заряженным аминокислотным остатком
б) соли с положительно заряженным аминокислотным остатком
в) сложные эфиры
г) простые эфиры
8. Белки являются продуктом поликонденсации
а) углеводородов б) сахаров
в) жирных кислот г) аминокислот
(Коды правильных ответов: 1-Б, 2-Б, 3-Б, 4-В, 5-Г, 6-А, 7-А, 8-Г. [link] )
Записывается вывод: Функции белков в организме (слайд №7 и №8)
Структурная (кератин шерсти, фиброин шелка, коллаген)
Энергетическая
Двигательная (актин, миозин)
Транспортная (гемоглобин)
Запасающая (казеин, альбумин)
Защитная (иммуноглобулин)
Каталитическая (ферменты)
Регуляторная (гормоны)
10. Учитель.
Свойства белков весьма разнообразны и определяются их строением.
По растворимости белки делятся на два класса: глобулярные белки – растворяются в воде или образуют коллоидные растворы; фибриллярные белки – в воде нерастворимы.
11. Демонстрация.
Кристаллический белок желатин и его коллоидный раствор.
12. Учитель.
Сейчас вам предстоит лабораторная работа по изучению химических свойств белков. Это будет заключительный этап вашего проекта, вы замечательно справились с домашней частью, надеюсь, что и с этой частью работы успешно справитесь.
Каждая группа имеет свое задание по изучению свойств белка, которое вы выполняете, следуя своей инструкции, оформляете выводы и создаете свою презентацию по изученным свойствам. На столах у вас инструкции по технике безопасности. Начните работу с их изучения. Выберите компьютерщика, фотографа и приступайте к работе.
(на работу отводится 25 минут)
III. Исследовательский проект по изучению свойств белков.
Лабораторные опыты по исследованию свойств белков
Опыт №1. Высаливание. В пробирку с твердым хлоридом натрия (поваренная соль) – один шпатель, добавить 2 мл раствора яичного белка. Энергично встряхнуть.
Что наблюдаете? Что произошло с белком?
В ту же пробирку добавьте чистой воды в двойном объеме, перемешайте.
Что наблюдаете? Как можно объяснить данное явление?
Опыт №2. Свертывание белков при кипячении.
В пробирку поместите 5 капель раствора яичного белка и нагрейте до кипения. Содержимое пробирки охладите, и попытайтесь растворить в воде.
Какие изменения происходят в структуре белка при нагревании? Меняется ли первичная структура белка?
Как называется процесс свертывания белка?
Опыт №3. Осаждение белка.
В пробирку поместите 10 капель раствора яичного белка и добавьте раствора соляной кислоты HCl. Встряхнуть.
Что наблюдаете? Добавьте чистой воды, встряхните.
Что наблюдаете? Как называется это явление?
Опыт №4. Горение белка.
Подожгите птичье перо. Определите запах.
Как можно использовать эту реакцию?
Опыт №5. Биуретовая реакция.
В чашке Петри разомните кусочек сыры, добавьте 20% раствора гидроксида натрия NaOH. Добавьте 1-2 капли раствора сульфата меди (II) CuSO4 . Что наблюдаете?
Можно ли считать данную реакцию качественной на белок?
Опыт №1. Высаливание. В пробирку с твердым хлоридом натрия (поваренная соль) – один шпатель, добавить 2 мл раствора яичного белка. Энергично встряхнуть.
Что наблюдаете? Что произошло с белком?
В ту же пробирку добавьте чистой воды в двойном объеме, перемешайте.
Что наблюдаете? Как можно объяснить данное явление?
Опыт №2. Свертывание белков при кипячении.
В пробирку поместите 5 капель раствора яичного белка и нагрейте до кипения. Содержимое пробирки охладите, и попытайтесь растворить в воде.
Какие изменения происходят в структуре белка при нагревании? Меняется ли первичная структура белка?
Как называется процесс свертывания белка?
Опыт №3. Осаждение белка.
В пробирку поместите 10 капель раствора яичного белка и добавьте раствора гидроксида натрия NaOH. Встряхнуть.
Что наблюдаете? Добавьте чистой воды, встряхните.
Что наблюдаете? Как называется это явление?
Опыт №4. Горение белка.
Подожгите прядь волос. Определите запах.
Как можно использовать эту реакцию?
Опыт №5. Биуретовая реакция.
В пробирку с 1-2 мл молока добавьте столько же 20% раствора гидроксида натрия NaOH. Добавьте 1-2 капли раствора сульфата меди (II) CuSO4 . Что наблюдаете?
Можно ли считать данную реакцию качественной на белок?
Опыт №1. Высаливание. В пробирку с твердым хлоридом натрия (поваренная соль) – один шпатель, добавить 2 мл раствора яичного белка. Энергично встряхнуть.
Что наблюдаете? Что произошло с белком?
В ту же пробирку добавьте чистой воды в двойном объеме, перемешайте.
Что наблюдаете? Как можно объяснить данное явление?
Опыт №2. Свертывание белков при кипячении.
В пробирку поместите 5 капель раствора яичного белка и нагрейте до кипения. Содержимое пробирки охладите, и попытайтесь растворить в воде.
Какие изменения происходят в структуре белка при нагревании? Меняется ли первичная структура белка?
Как называется процесс свертывания белка?
Опыт №3. Осаждение белка.
В пробирку поместите 10 капель раствора яичного белка и добавьте раствора сульфата меди (II) CuSO4 . Встряхнуть.
Что наблюдаете? Добавьте чистой воды, встряхните.
Что наблюдаете? Как называется это явление?
Опыт №4. Горение белка.
Подожгите кусочек шерсти. Определите запах.
Как можно использовать эту реакцию?
Опыт №5. Биуретовая реакция.
В чашке Петри разомните кусочек творога, добавьте 20% раствора гидроксида натрия NaOH. Добавьте 1-2 капли раствора сульфата меди (II) CuSO4 . Что наблюдаете?
Можно ли считать данную реакцию качественной на белок?
Опыт №1. Высаливание. В пробирку с твердым хлоридом натрия (поваренная соль) – один шпатель, добавить 2 мл раствора яичного белка. Энергично встряхнуть.
Что наблюдаете? Что произошло с белком?
В ту же пробирку добавьте чистой воды в двойном объеме, перемешайте.
Что наблюдаете? Как можно объяснить данное явление?
Опыт №2. Свертывание белков при кипячении.
В пробирку поместите 5 капель раствора яичного белка и нагрейте до кипения. Содержимое пробирки охладите, и попытайтесь растворить в воде.
Какие изменения происходят в структуре белка при нагревании? Меняется ли первичная структура белка?
Как называется процесс свертывания белка?
Опыт №3. Осаждение белка.
В пробирку поместите 10 капель раствора яичного белка и добавьте несколько капель этилового спирта C2H5OH. Встряхнуть.
Что наблюдаете? Добавьте чистой воды, встряхните.
Что наблюдаете? Как называется это явление?
Опыт №4. Горение белка.
Подожгите кусочек шелка. Определите запах.
Как можно использовать эту реакцию?
Опыт №5. Биуретовая реакция.
В чашке Петри разомните кусочек мясного фарша, добавьте 20% раствора гидроксида натрия NaOH. Добавьте 1-2 капли раствора сульфата меди (II) CuSO4 . Что наблюдаете?
Можно ли считать данную реакцию качественной на белок?
IV. Выступления групп и обсуждение результатов исследовательской работы
По окончании работы группы представляют свои презентации, обсуждают полученные результаты, записывают выводы.
Свойства белков:
1. Денатурация
химическая
термическая
обратимая
необратимая
2. Гидролиз
3. Горение с характерным запахом (качественная реакция)
4. Цветные качественные реакции
Белки не могут быть отнесены к какому-либо известному нам классу органических соединений, так как содержат различные функциональные группы. Это характеризует их как высшую форму развития вещества. (Слайд №9)
V. Заключение
В заключении выполняется самостоятельная работа и взаимопроверка, выставляются итоговые оценки за работу на уроке.
1. Самопроверка (слайд №10)
1. Наличие в белках пептидной связи предположил ученый:
А) М.В. Ломоносов;
Б) А.Я. Данилевский;
В) В.В. Марковников;
Г) Э.Г. Фишер.
2. Какую функцию выполняет белок инсулин в организме?
А) Способствует свертыванию крови;
Б) образует комплексы с инородными белками;
В) переносит О2 в мышцах;
Г) регулирует обмен глюкозы.
3. Имитацией третичной структуры белковой молекулы является:
А) клубок ниток;
Б) свернутая в клубок электроспираль;
В) телевизионная антенна;
Г) выпрямленный телефонный шнур.
4. Как называется белок, у которого первым удалось расшифровать первичную структуру?
А) Рибонуклеаза;
Б) Инсулин;
В) Глобин;
Г) Миоглобин.
5. Биологическими катализаторами – веществами белковой природы – называются:
А) Гормоны;
Б) Ферменты;
В) Витамины;
Г) Углеводы.
6. Какая структура белковой молекулы определяет специфическую биологическую активность белка?
А) Четвертичная;
Б) Третичная;
В) Вторичная;
Г) Первичная.
7. Какой вид химической связи поддерживает вторичную структуру белковой молекулы?
А) Водородная;
Б) Ионная;
В) Пептидная;
Г) Гидрофобная.
8. Укажите элементный состав простых белков:
А) С, Н;
Б) С, Н, О,N, S;
В) С, Н, N;
Г) Вся таблица Менделеева.
2. Найди соответствие (слайд № 11)
Коды ответов (слайд 12)
VI. Рефлексия.
Продолжите фразу
Сегодня на уроке я узнал…
На уроке мне…
VII. Домашнее задание
Повторить конспект урока.
Составить на тему «Белки» синквейн (5 строк)
Записать уравнение гидролиза трипептида глицилсерилцистеина.
Литература:
Габриелян О.С. Химия 10 класс. – М.:Дрофа, 2009.
Габриелян О.С. Органическая химия в тестах, задачах, упражнениях. 10 класс.- М.: Дрофа, 2009.
Захаров В.Б. Общая биология.10 – 11 класс – М.: Дрофа,2008.
Лыгин С.А., Голенищева И.Л. Эксперимент при изучении белков.//Химия в школе. – 2006, №2, с.80.
Северюхина Т.В., Сентемов В.В. Исследование пищевых продуктов.//Химия в школе.- 2000, №5, с.96.
9
