Донецкая общеобразовательная школа I – III ступеней № 21
Урок
«Белки. Получение белков реакцией поликонденсации аминокислот. Первичная, вторичная и третичная структуры белков. Химические свойства белков: горение, денатурация, гидролиз и цветные реакции. Биохимические функции белков».
Подготовила
Щурова Л.Л.
учитель химии
учитель высшей категории
учитель – методист
г. Донецк, 2016
«Жизнь – это способ существования белковых тел»
Тема урока. Белки. Получение белков реакцией поликонденсации аминокислот. Первичная, вторичная и третичная структуры белков. Химические свойства белков: горение, денатурация, гидролиз и цветные реакции. Биохимические функции белков.
Цели урока. Ознакомить учащихся с белками как найвысшей степенью развития веществ в природе, которые обусловили появление жизни; показать их строение, свойства и разнообразие биологических функций; расширить понятие о реакции поликонденсации на примере получения белков, информировать школьников о гигиене питания, о сохранении своего здоровья. Развивать у учащихся логическое мышление.
Реактивы и оборудование. Таблица « Первичная, вторичная и третичная структуры белков». Реактивы: HNO3, NaOH, CuSO4, куриный белок, шерстяная нить, химическая посуда.
Метод урока. Информационно – развивающий.
Тип урока. Урок усвоения новых знаний и умений.
Ход урока
І. Организационный момент.
ІІ. Проверка домашнего задания, актуализация и коррекция опорных знаний.
Блицопрос
Объясните термин «аминокислота».
Назовите функциональные группы, которые входят в состав аминокислот.
Номенклатура аминокислот и их изомерия.
Почему аминокислоты проявляют амфотерные свойства? Напишите уравнения химических реакций.
Благодаря каким свойствам аминокислоты образуют полипептиды. Напишите реакцию поликонденсации аминокислот.
ІІІ. Сообщение темы, цели урока, мотивация учебной деятельности.
IV. Восприятие и первичное осознание нового материала.
Учитель.
«Повсюду, где мы встречаем жизнь, мы находим, что она связана с каким – либо белковым телом» - так написал Ф. Энгельс в своей книге «Анти – Дюринг». Недостаток белка в пище приводит к общему ослаблению организма, у детей – к замедлению умственного и физического развития. На сегодня больше половины человечества не получает с пищей необходимого количества белков. В сутки человеку необходимо 115 г белка, про запас белок не откладывается в отличие от углеводов и жиров, поэтому необходимо следить за своим рационом. Мы знакомы с вами с кератином – белком из которого состоят волосы, ногти, перья, кожа, - он выполняет строительную функцию; знакомы с белком пепсином – он содержится в желудочном соке и способен разрушать другие белки при пищеварении; белок тромбин участвует в свертывании крови; гормон поджелудочной железы - инсулин – регулирует обмен глюкозы; гемоглобин транспортирует О2 ко всем клеткам и тканям организма и т.д.
Откуда же берется это бесконечное многообразие белковых молекул, многообразие их функций и их особая роль в жизненных процессах? Для того, чтобы ответить на этот вопрос обратимся к составу и строению белков.
В состав белков входят атомы?...
Чтобы ответить на этот вопрос проведем разминку. Отгадайте загадки и объясните смысл ответов.
Загадки:
Он повсюду и везде:
В камне, в воздухе, в воде.
Он и в утренней росе
И в небес голубизне.
(кислород)
Я – самый легкий элемент,
В природе без меня ни шагу.
И с кислородом я в момент
Даю живительную влагу.
(водород)
В воздухе он главный газ,
Окружает всюду нас.
Угасает жизнь растений
Без него, без удобрений.
В наших клеточках живет
Важный элемент …
(азот)
Отправились школьники как – то в поход
(К задаче химической это подход).
Ночью костер развели при луне,
Песенки пели о ярком огне.
Отбросьте в сторонку свои сантименты:
Какие горели в огне элементы?
(углерод, водород)
Да, правильно, это главные химические элементы, входящие в состав белка.
Об этих четырех элементах можно сказать словами Шиллера « Четыре элемента, сливаясь вместе, дают жизнь и строят мир».
Белки – это природные полимеры, состоящие из остатков α – аминокислот, соединенных между собой пептидными связями.
В состав белков входит 20 различных аминокислот, отсюда следует огромное многообразие белков при их различных комбинациях. В организме человека насчитывается до 100 000 белков.
Историческая справка.
- Первая гипотеза о строении молекулы белка была предложена в 70-х гг. XIX в. Это была уреидная теория строения белка.
- В 1903г. немецким ученым Э.Г. Фишером была высказана пептидная теория, давшая ключ к тайне строения белка. Фишер предположил, что белки представляют собой полимеры аминокислот, соединенных пептидной связью.
- Идея о том, что белки – это полимерные образования, высказывалась еще в 70 – 88 гг. XIX в. А.Я. Данилевским, русским ученым. Эта теория получила подтверждение в современных работах.
Уже первое ознакомление с белками дает некоторое представление о чрезвычайно сложном строении их молекул. Получают белки реакцией поликонденсации аминокислот:
H O H O
H – N – CH2 – C + H – N – CH2 – C →
OH OH
O H O
→ H2N – CH2 – C – N – CH2 – C + H2O
OH
Зная состав, строение белков, можно говорить об их свойствах.
1. Денатурация белков.
При действии солей тяжелых металлов (Fe, Pb, Hg), концентрированных кислот и оснований, этанола, а также при нагревании происходит необратимое свертывание (осаждение) белков, т.е. их денатурация. При этом белок теряет биологическую активность вследствие разрушения его вторичной, третичной и четвертичной структур, первичная структура сохраняется. Иногда денатурация бывает обратимой.
Учитель объясняет, что с явлением денатурации мы встречаемся в повседневной жизни при варке супа, яиц.
Давайте с вами вспомним структуры белка. Этот материал вы изучали по биологии.
- Последовательность аминокислотных звеньев в линейной полипептидной цепи называют первичной структурой белковой молекулы.
- Пространственная конфигурация белковой молекулы, напоминающая спираль, образуется благодаря многочисленным водородным связям между группами – CO – и – NH –. Такую структуру белка называют вторичной.
- В пространстве закрученная в спираль полипептидная цепь образует третичную структуру белка.
2. Цветные реакции белков.
У белков, как и у многих химических веществ, имеется качественная реакция.
А теперь немного лирики.
Диктор.
Жил – был на свете щенок. Звали его Белок. Когда щенок спал на солнышке, он был похож на цепь (первичная структура белка), но как только заходило солнышко, щенку становилось холодно и он начинал сворачиваться. Когда он сворачивался, было очень смешно за ним наблюдать, потому что в это время он был похож на спираль (вторичная структура белка). А когда, наконец, Белок уснул, то был похож на пушистый и круглый клубок ниток (третичная структура белка).
Как только выглянуло солнце, он услышал, что зовет его друг: HNO3. Он встал, зевнул пару раз и побежал к другу. Друзья долго ходили по поляне и не знали, чем им заняться. И тут Белок сказал HNO3 : «Давай поиграем в кошки – мышки». Друг согласился. Они долго бегали по поляне, а в это время светило яркое солнце. Тут случилось то, чего никто не ожидал:
белок + HNO3 – желтое окрашивание.
Он вспомнил, что ему говорила мама: «Не играй с Белком, а то будет беда».
Диктор.
Дедушка и бабушка, когда были еще молодыми, дружили с дедушкой Белка. Жили они дружно, никогда не ссорились и вот совсем случайно произошел скандал. Почему, никто не знает. А когда все обратили внимание на скандалистов, то увидели:
белок + NaOH + CuSo4 – фиолетовое окрашивание.
Называются эти реакции цветными реакциями на белок – ксантопротеиновая и биуретовая.
(Учитель в это время проводит опыт)
3. Гидролиз белков.
При нагревании со щелочами или кислотами белок гидролизуется
O H O H O
NH2 - CH – C – N – CH – C – N – CH – C - … + nH2O →
' ' '
R1 R2 R3
⸗ O ⸗ O ⸗ O
→ NH2 – CH – C + NH2 – CH – C + NH2 – CH – C + …
̀ OH ̀ OH ̀ OH
R1 R2 R3
4. Учитель демонстрирует опыт: горение шерстяной нити; ощущается запах паленых перьев – так можно отличить шерсть от тканей других видов.
V. Обобщение и систематизация знаний.
1. Составьте опорный конспект по белкам.
основа жизни ← Белки → полипептиды
(C, H, O, N) ↓ ↓ ↓ \ структуры белка
химичес цветные функции
кие св-ва реакции белка
на белок
2. Напишите уравнения реакции образования дипептида из глицина и валина.
VI. Подведение итога урока, домашнее задание.
Выучить §38 с. 178 – 184. Выполнить тестовые задания с. 183.
