Тема: Белки, состав их молекул, химическое строение.
Цель: расширить представление о разнообразии органических соединений на примере белков как природных полимеров. Изучить их состав, химическое строение и свойства. Углубить знания учащихся о связи строения молекул вещества и их функции на примере белков.
Развивать познавательный интерес и творческие способности учащихся .
Воспитывать сознательное отношение к здоровому образу жизни.
Оборудование: периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, раствор яичного белка, горячая вода, компьютер, презентация
Тип урока: изучение нового материала
Эпиграф урока
“Белки, жиры и углеводы,
Пройдут века, эпохи годы,
К вам мы прикованы на век,
Без вас немыслим человек”
Ход урока
І. Организационный этап
ІІ. Мотивация учебной деятельности
Я приглашаю вас в живой природы мир,
Где интерес – наш главный ориентир.
Узнаем мы, что всё здесь не случайно,
Найдём ответы, разгадаем тайны…
Порой, чтоб разрешились все сомненья,
Достаточно нам будет наблюденья.
Вопрос возник, иль снова сомневаемся –
Тогда к эксперименту обращаемся.
Какую информацию о веществах, которые мы будем сегодня изучать, может получить из этих строк внимательный слушатель?
- То, что эти вещества содержатся в живых организмах. Причём они составляют основу всего живого, основу жизни.
Конечно, это..?
- Белки.
ІІІ. Сообщение темы и целей урока
ІУ. Изучение нового материала
1. Многообразие белков.
Рассказ учителя
В Библии сказано: "Вначале было Слово". Современная книга о происхождении жизни по аналогии могла бы начинаться фразой "Вначале был белок".
"Жизнь, есть способ существования белковых тел" - знакомая фраза Ф.Энгельса.Белки – самые сложные органические соединения. Их молекулы содержат огромное число атомов: от нескольких тысяч до нескольких миллионов в зависимости от вида белка. Многообразие живых организмов, населяющих нашу планету, обуславливается во многом многообразием белков, из которых они построены. Белки – это основная составная часть всех живых организм. Без белков нет жизни и они действительно, являются ее основой, 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. Белок гемоглобин – переносчик кислорода и углекислого газа. В крови взрослого человека содержится около 1 кг гемоглобина.
Миоглобин – глобулярный белок, осуществляющий в мышцах запас молекулярного кислорода и передачу его окислительным системам клеток.
Белок коллаген – основная часть коллагеновых волокон соединительных тканей животных. При денатурации превращается в желатин.
2. Состав и строение белков.
Как 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:
[pic] белки - это макромолекулы.
[pic] белки - это биополимеры (жизнь, много, часть).
[pic] мономером белков являются аминокислоты.
Известно много аминокислот, но в качестве мономеров любых природных белков известно только 20 аминокислот.
Химики пытаются расшифровать строение белковых молекул-великанов. Задача эта очень трудная: природа тщательно прячет чертежи, по которым построены эти частицы.
3.Качественный состав белка.
Изучение качественного и количественного состава разных белков показало, что в среднем массовые доли химических элементов составляют: С (углерод) О (кислород) N (азот) Н (водород) S (сера)
Молекула белка куриного яйца имеет формулу C237H386O78N58S2
Молекулярная формула одной из 4-х белковых молекул, образующих гемоглобин C738H1160O208N203S2Fe
Молекула белка, выделенного из молока, состоит из ещё большего числа атомов: C1864H3012O576N468S21
4.Строение белков.
Белки – протеины. “Протос” от греческого – “первичный, важнейший”. Основными строительными блоками молекул белков являются аминокислоты. 20 АК – “кирпичики” белкового здания. Соединяя их в разном порядке, можно выстроить неисчислимое множество веществ с самыми разными свойствами.
Первичная структура белка – это последовательное чередование АК (полипептидная цепь).
Пространственная конфигурация белковой молекулы, напоминающая спираль образуется благодаря многочисленным водородным связям между группами – СО– и –NH–. Такая структура белка называется вторичной.
В пространстве закрученная спираль образует третичную структуру белка, которая поддерживается взаимодействием разных функциональных групп.
Некоторые белковые макромолекулами могут соединяться друг с другом и образовывать крупные молекулы. Полимерные образования белков называются четвертичными структурами (гемоглобин только при такой структуре способен присоединять и транспортировать О2 в организм)
Самостоятельная работа: Моделирование структур белка.
Ученики моделируют первичную, вторичную и третичную структуры белка, используя проволоку и набор бусин разных цветов.
Ч [pic] то необходимо сделать, чтобы получить четвертичную структуру? Ученики объединяются в группы, моделируя молекулы гемоглобина. Вы сейчас разошлись на свои места. Что случилось с вашей белковой молекулой? (Распалась). Верно, это момент начала процесса денатурации, во время которого происходит разрушение структур белка.
5.Физические свойства белков.
Белки обычно бесцветны (одно из исключений – красный гемоглобин крови). Некоторые белки могут быть получены в кристаллическом виде (например, желатин)
Некоторые белки не растворяются в воде, другие – растворяются.
Некоторые белки способны к набуханию.
6. Химических свойств белков
Как действуют на белки различные вещества? Что происходит с ними при нагревании? Ответ на эти вопросы дадут опыты.
Эксперимент и видеоопыт «Денатурация белка».
(http: // school-collection/edu.ru. Видеоопыты. Органическая химия.)
Ход эксперимента: белок куриного яйца. Поместим в пробирки и нагреем.
Наблюдения: При нагревании белок сворачивается.
Вывод: При нагревании белки подвергаются необратимому свёртыванию (вывод делают учащиеся).
Денатурация белка может происходить под влиянием различных факторов: температуры, кислоты, щелочи, солей алкоголя, действия тяжелых металлов и т.д.
Демонстрация опыта учителем “Изменение структуры и свойств белков при воздействии на них алкоголя”
Описание опыта: В стакан налить спирт, в него опустить кусочек сырого мяса. Через некоторое время мясо приобретает вид вареного.
Как влияет алкоголь на организм человека?
Демонстрация видеоопыта учителем “Изменение структуры и свойств белков при воздействии тяжелых металлов”
Почему опасно отравление тяжелыми металлами?
Данные этого опыта показывают, что загрязнение природной среды солями тяжелых металлов приводит к отрицательным последствиям для живых организмов. Природные белки теряют присущие им специфические свойства, становятся нерастворимыми, денатурируют. При отравлении людей солями тяжелых металлов используют молоко, белки которого связывают ионы таких металлов.
Денатурация – это изменение природной структуры белковой молекулы под влиянием внешних факторов (повышение температуры, давления, механического воздействия, действия химических реагентов, УФ – излучения, радиации)
В организме лучше усваиваются белки, подвергнутые тепловой обработке, т.к. происходит денатурация, а при этом белок теряет свои свойства. Это облегчает доступ к молекулам ферментов желудочно-кишечного тракта.
Выводы: 1.Белки, которые мы употребляем в пищу, должны подвергаться тепловой обработке.
2. Денатурация белков, входящих в состав организма может привести к неблагоприятным последствиям.
Для обнаружения белков в различных природных смесях проводят качественные реакции. Проще всего обнаружить белок, например, в продуктах питания, с помощью сжигания. А также можно провести цветные реакции белков.
Видеоэксперимент «Биуретовая реакция».
Описание эксперимента: Возьмём белок куриного яйца, добавим к нему раствор гидроксида натрия и несколько капель раствора сульфата меди (II). В присутствии белков появляется красно-фиолетовое окрашивание. Эта реакция получила название биуретовой реакции.
Видеоэксперимент «Ксантопротеиновая реакция».
Описание эксперимента: Возьмём небольшой кусочек творога, добавим к нему концентрированную азотную кислоту и нагреем. Появление оранжевой окраски указывает на то, что в твороге есть белки.
Вопрос классу: При попадании азотной кислоты на кожу и ногти появляется жёлтое окрашивание Чем оно вызвано? Какой практически важный вывод можно сделать из этого опыта?
7.Роль белков в клетке
1. Строительный материал – образование оболочки, органоидов и мембран клетки. Построены кровеносные сосуды, сухожилия, волосы.
2. Каталитическая роль – все клеточные катализаторы белки.
3. Двигательная функция – сократительные белки вызывают всякое движение.
4. Транспортная функция – белок крови гемоглобин присоединяет кислород и разносит по всем тканям.
5. Защитная роль – выработка белковых тел антител для обезвреживания чужеродных веществ.
6. Энергетическая роль: 1 г белка → 17,6 кДж.
У. Проверка усвоения нового материала
Дать ответы на вопросы
Главным носителем жизни являются … .
… - это сложные высокомолекулярные соединения, построенные из … .
Элементный химический состав белков: … .
Молекулярная масса белков зависит от …
В структуре белка различают … структуры.
Функции белков в организме … .
мономером белков являются …
аминокислоты в белке связаны…
денатурация – это …
белки взаимодействуют с …
первичная структура белкой молекулы образована …. связью
какое из перечисленных веществ не относится к белкам лактоза, гемоглобин, пепсин, крахмал,
УІ Домашнее задание.
§ 1
7
