Методическая разработка урока по биологии "Белки - природные высокомолекулярные вещества"
план-конспект урока (биология) по теме
Методическая разработка урока по биологии "Белки - природные высокомолекулярные вещества"
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
belki_-_prirodnye_vysokomolekulyarnye_veshchestva.zip | 2.06 МБ |
Предварительный просмотр:
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СПЕЦИАЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛЕНИНСК - КУЗНЕЦКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»
Методическая разработка урока по биологии
«Белки – природные высокомолекулярные вещества»
Комбинированный урок
подготовила
Капишина Е.Н.,
преподаватель
биологии и химии
г. Ленинск-Кузнецкий
2012
Тема: "Белки – природные высокомолекулярные вещества"
Предмет: биология
ФИО автора: Капишина Елена Николаевна
Группа: 4.11 (2 курс)
Цели урока
Обучающие:
1. Раскрыть специфические особенности строения органических веществ;
2. Сформировать знания об уникальных особенностях строения молекул белков;
3. Углубить и расширить знания о важнейшей роли белков в жизнедеятельности живых организмов на основе изучения свойств и функций белков;
4. Осуществить межпредметные связи химии с биологией для развития познавательного интереса обучающихся.
Развивающие:
1. Развивать умения чётко формулировать и высказывать свои мысли;
2. Развивать умения работать в группе, самостоятельность мышления в учебной деятельности;
Воспитывающие:
1. Воспитание эстетического отношения к природе.
2. Воспитание природоохранного отношения к живым организмам.
Основные понятия: полипептид, структура белков (первичная, вторичная, третичная, четвертичная), состав белков (протеины, протеиды), денатурация, ренатурация, гидролиз белков. Цветные реакции на белки.
Планируемые результаты обучения: Обучающиеся должны знать понятие и состав белков, их структуру. Уметь проводить реакции на белки, делать выводы, составлять химические реакции на белки. Знать понятия: денатурация, ренатурация.
Тип урока: Комбинированный урок: изучение новых знаний путём использования технологии “Развитие критического мышления”, работа в группах, парах, фронтальная работа.
Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, раствор куриного белка, HNO3(конц.), NaOH, CuSO4, шерстяные нитки, спиртовка, спички, стеклянная палочка, пробирки, этиловый спирт, сырое мясо.
План урока:
1. Определение и состав белков.
2. История открытия белков.
3. Классификация белков: а) состав белков; б) функции белков;
4. Структуры белков.
5. Свойства белков: а) физические св-ва; б) химические св-ва;
Ход урока
1. Организационный момент.
(Здравствуйте, есть ли в группе отсутствующие? Для урока нам понадобятся – рабочие конспекты, ручки, линейки. У вас все готово, и мы начинаем урок)
Но прежде чем мы перейдем к теме урока, я попрошу ответить вас на несколько вопросов.
Вам необходимо назвать 5 биологических дисциплин, а затем из тех букв, которые находятся в выделенных ячейках составить слово. Это слово и будет темой нашего урока. (слайд 1)
«Биологические дисциплины»
- Как называется наука о живой природе? (биология)
- Как называется наука, изучающая животных? (зоология)
- Как называется наука, изучающая клетку? (цитология)
- Как называется наука о растениях? (ботаника)
- Как называется наука, изучающая бактерии? (бактериология) (слайд 2) (слайд 3)
2. Изучение нового материала.
Эпиграф урока:
“Жизнь – есть способ существования белковых тел” Ф. Энгельс.
Тема нашего урока: «Белки». «Жизнь – это способ существования белковых тел» - Фридрих Энгельс. Если из организма человека убрать воду, то в основном останется белок. Поэтому главной целью нашего урока будет ознакомиться с одними из важнейших компонентов нашей жизни - с белками: узнать состав и строение белков, их аминокислотный состав, основные функции белков. (слайд 4)
1. Определение и состав белков.
Среди органических компонентов клетки самыми важными являются белки, они еще называются протеинами, что означает первый, главный.
Белки очень разнообразны и по строению, и по функциям. Содержание белков в различных клетках может колебаться от 50 до 80%.
Содержание белков в различных тканях человека неодинаково. Так, мышцы содержат до 80% белка, селезенка, кровь, легкие – 72%, кожа – 63%, печень – 57%, мозг – 15%, жировая ткань, костная и ткань зубов – 14–28%. (слайд 5)
Белки представляют собой высокомолекулярные органические соединения (молекулярная масса до 1,5 млн углеродных единиц: Mr белка яйца = 36 000, Mr белка мышц = 1 500 000).
Кроме С, О, Н, N, в состав белков могут входить S, Р, Fe.
Формула гемоглобина – С3032H4816О872N780S8Fe4. (слайд 6)
Белки – это полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. В клетках разных живых организмов встречается свыше 170 различных аминокислот, но бесконечное разнообразие белков создается за счет различного сочетания всего 20 аминокислот, их называют «волшебными».
( слайд 7)
Из них может быть образовано 2 432 902 008 176 640 000 комбинаций, т.е. различных белков, которые будут обладать совершенно одинаковым составом, но различным строением. Но и это огромное число не предел – белок может состоять и из большего числа аминокислотных остатков, и, кроме того, каждая аминокислота может встречаться в белке несколько раз. (слайд 8)
Вопрос: Что является мономерами белка? (аминокислоты).
Молекула аминокислоты состоит из двух одинаковых для всех аминокислот частей, одна из которых является аминогруппой (- NH2) с основными свойствами, другая – карбоксильной группой (- СООН) с кислотными свойствами. Часть молекулы, называемая радикалом (R), у разных аминокислот имеет различное строение. (слайд 9)
- Гормон поджелудочной железы – инсулин, содержит 30 аминокислотных остатков;
- Миоглобин - белок, связывающий кислород в мышечной ткани, состоит из 153 аминокислот.
Аминокислоты являются амфотерными соединениями, обладают одновременно свойствами кислоты и основания. Это обуславливает возможность соединения аминокислот дуг с другом в длинные цепочки с выделением воды. Такая реакция называется реакцией поликонденсации.
А теперь ответьте на вопросы:
1. Какие группы атомов обуславливают амфотерные свойства белков (кислоты и основания).
2. Какая реакция, лежит в основе получения белков (реакция поликонденсации).
Таким образом, белки – это природные полимеры, состоящие из большого числа остатков аминокислот, связанные между собой пептидными связями (СО – NH). (слайд 10)
2. История открытия белков.(слайд 11)
В 1888 году русский биохимик А.Я. Данилевский указал на наличие пептидных групп в белковой молекуле.
В начале XX века в 1903 году немецкий учёный Э.Г. Фишер предложил пептидную теорию, которая стала ключом к тайне строения белка.
Фишер предположил, что белки представляют собой полимеры из остатков аминокислот, соединенных пептидной связью NH-CO.
3. Классификация белков.
А) Степень сложности: (слайд 12)
- простые (протеины) – состоят только из аминокислот;
- сложные (протеиды) – это соединения белковых веществ с небелковыми (гемоглобин).
Б) Выполняемая функция: (слайд 13)
- Строительная (Коллаген, склеротин, эластин) -- белки участвуют в образовании оболочки клетки, органоидов и мембран клетки. Из белков построены кровеносные сосуды, сухожилия, волосы, покровные ткани, хрящи;
- Транспортная (Гемоглобин, гемоциатин) -- Накопление и транспорт по организму важных веществ. Например, белок крови гемоглобин присоединяет кислород и разносит его по всем тканям;
- Энергетическая (Казеин, альбумин) -- Один из источников энергии в клетке. Например, 1 г белка эквивалентен 17,6 кДж;
- Двигательная (Миозин, актин) --Сократительные белки вызывают всякое движение;
- Защитная (Антитела, фибриноген) -- Предохраняет организм от вторжения чужеродных белков и микроорганизмов и от повреждения, т.е. выработка иммунитета;
Белок интерферон применяется при лечении насморка и гриппа, т.к.он убивает вирусы. вызывающие эти болезни.
- Сигнальная (Рецепторы) -- Приём сигналов из внешней среды и передача информации в клетку;
- Регуляторная (Инсулин, глюкагон) -- Поддерживают постоянную концентрацию веществ в крови и клетках;
- Каталитическая (Триплен, полимеразы, рибонуклеазы) -- Ускоряют биохимические реакции в клетках организма.
4. Структуры белков.
Белки имеют сложное строение. Различают первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры белковой молекулы.
Первичная структура – последовательность чередования аминокислотных остатков в белковой молекуле (линейное расположение). (слайд 14)
Вторичная структура – закручивание первичной структуры белка в спираль. (слайд 15)
Третичная структура – упаковка закрученной спирали в конфигурацию в виде клубка. (слайд 16)
Четвертичная структура – несколько третичных структур (клубков), объединенных в одно целое. (слайд 17)
Вопрос: Как называется связь, поддерживающая первую структуру белков (пептидные связи).
Чем выше уровень структуры белковой молекулы, тем она менее прочна.
По форме макромолекулы белка различают белки глобулярные и фибриллярные (нитевидные). Большинство белков животных, растений и микроорганизмов относится к глобулярным белкам (гемоглобин, инсулин и другие). Примером фибриллярных белков служат белки мускульной ткани и кератин (волосы, ногти). Очень прочны – человеческий волос, площадью 1 квадратный см выдерживает вес 5 тонн, а на женской косе в 200 тысяч волосинок можно поднять КАМАЗ – весом 20 тонн.
Физические свойства белков очень отличаются: глобулярные белки растворяются в воде и солевых растворах, фибриллярные белки, как правило, в воде не растворимы. Есть белки твердые (кератин), есть жидкие (белок куриного яйца). (слайд 18)
Способность белков зерна и муки растворятся в воде играет большую роль при их хранении и переработке, в хлебопечении. Тесто, приготовленное из муки, представляет собой набухший в воде белок (клейковина), содержащий зерна крахмала.
5. Свойства белков:
Химические свойства:
1. Денатурация – свертывание белка. (слайд 19)
Например, сваренные яйца; сворачивается белок молока – казеин, получается творог.
Причинами денатурации могут быть: действие температуры, механическое воздействие (например, взбивание белка), облучение рентгеновскими лучами, химическое воздействие (действие кислот, щелочей, спирта и др.). Все эти приемы широко используют в пищевой промышленности. Денатурация облегчает усвоение белковой пищи.
(слайд 20)
А как влияет алкоголь на структуру белков? Для этого я проведу опыт.
Демонстрационный опыт: “Изменение структуры и свойств белков при воздействии на них алкоголя”.
В стакан налили спирт, в него опустили в него кусочек сырого мяса.
– что наблюдаете? (Через несколько минут он приобретает вид варёного мяса)
Почему? Происходит денатурация белка.
2. Гидролиз – полный распад белковой молекулы на отдельные аминокислоты (происходит под действием ферментов – биологических катализаторов). (слайд 21)
Гидролиз – это основа процесса пищеварения. В организм человека ежедневно должно поступать с пищей 60-80% белка. В желудке под действием ферментов белковые молекулы распадаются на аминокислоты. Попадая в кровь, они разносятся по всем клеткам организма, где участвуют в построении собственных белковых молекул, свойственных только данному виду.
А какие вы знаете продукты питания, где содержатся белки?
А теперь давайте посмотрим на таблицу «Содержание белка, гр. на 100 гр. продукта» (слайд 22)
Продукт | Содержание белка, гр. на 100 гр. продукта |
Мясо | 14-20 |
Рыба | 12-16 |
Яйца | 10,8 |
Сыр | 30,0 |
Молоко | 5,0 |
Хлеб | 5,0 - 10,0 |
Картофель | 1,7 |
Фасоль | 19,6 |
Соя | 34,0 |
Горох | 19,7 |
Таблица «Содержание незаменимых аминокислот в продуктах питания» (слайд 23)
Незаменимые аминокислоты | Оптимальное содержание, в гр | Содержание в дневном рационе,г | Содержание аминокислот, г на 100 г продукта | |||||
яйца | Мо ло ко | Говя дина | Тво рог | Му ка пш | Кар то фель | |||
Триптофан | 1,0 | 1,0 | 0,2 | 0,05 | 0,2 | 0,2 | 0,13 | 0,02 |
Лейцин | 4,0-7,0 | 5-8 | 1,1 | 0,34 | 1,4 | 1,6 | 0,80 | 0,10 |
Изолейцин | 2,9-4,0 | 3-4 | 0,8 | 0,22 | 0,9 | 1,0 | 0,48 | 0,09 |
Валин | 3,2-4,2 | 3-4 | 0,9 | 0,24 | 0,97 | 1,2 | 0,45 | 0,1 |
Треонин | 2,0-2,7 | 2-3 | 0,6 | 0,16 | 0,8 | 0,7 | 0,3 | 0,08 |
Лизин | 3,2-4,8 | 3-4 | 0,8 | 0,3 | 1,5 | 1,3 | 0,24 | 0,1 |
Метионин | 2,2- 3,5 | 2,5-3,3 | 0,4 | 0,09 | 0,4 | 0,5 | 0,14 | 0,03 |
Фенилаланин | 2-4 | 2,5-3,0 | 0,7 | 0,17 | 0,7 | 0,9 | 0,58 | 0,09 |
Потребность человека в белке зависит от его возраста, пола, характера трудовой деятельности. В организме здорового взрослого человека должен быть баланс между количеством поступающих белков и выделяющимися продуктами их распада.
При исключении из рациона белкового компонента, несмотря на достаточную калорийность пищи, у живых организмов наблюдаются патологические явления: остановка роста, изменение состава крови и т.д.
(слайд 24)
3) Горение. Опыт: Поджечь шерстяную нитку. Горение сопровождается характерным запахом жженых перьев. (Белки горят с образованием азота, углекислого газа и воды, а также некоторых продуктов неполного распада).
У вас имеются на партах инструктивные карты и необходимое оборудование и реактивы. Читая внимательно инструкцию, выполните опыты, соблюдая правила техники охраны труда (они то же есть в инструкции).
Техника охраны труда (слайд 25)
1. Запрещается брать вещества руками.
2. Запрещается оставлять открытыми склянки с реактивами.
3. Едкое вещество – щелочь. Разрушает и раздражает кожу, слизистые оболочки.
4. Едкое вещество – кислота. Разрушает и раздражает кожу, слизистые оболочки.
5. Попавшие на кожу капли раствора щелочи немедленно смойте сильной струёй холодной воды, а затем обработайте поврежденную поверхность
2%-м раствором уксусной кислоты.
6. Попавшие на кожу капли раствора кислоты немедленно смойте сильной струёй холодной воды, а затем обработайте поврежденную поверхность 2%-м раствором питьевой соды.
7. Пробирку закрепляйте в пробиркодержателе у отверстия.
8. Перемешивание растворов в пробирке проводите быстрым энергичным встряхиванием или постукиванием.
4) Цветные реакции (качественные реакции на белки).
Они являются частичным случаем денатурации (химическое воздействие).
а) ксантопротеиновая реакция: с концентрированной азотной кислотой;
Опыт 1. В пробирку налить 2-3 мл раствора яичного белка и прибавите несколько капель концентрированной азотной кислоты (осторожно!). Нагреть содержимое пробирки.
б) биуретовая реакция с гидроксидом меди.
Опыт 2. В пробирку налить 2-3 мл раствора раствора яичного белка и 1-3 мл раствора гидроксида натрия, затем 1-2 мл сульфата меди.
Результаты наблюдений занесите в таблицу (слайд 26)
Название реакции | Используемые реактивы | Наблюдения |
1.Ксантопротеиновая реакция | ||
2. Биуретовая реакция |
Химические свойства: (слайд 27)
А). Взаимодействие с щелочами:
Н2N-CH-COOH = NaOH ® H2O + H2N-CH-COONa
R R
альбуминат
Белок выступает в форме аниона, соединяется с катионом щёлочи.
Б) Взаимодействие с кислотами:
Н2N-CH-COOH + HCI ® [H3N+-CH-COO]CI-
R R
Белок становится катионом, образуя синтонин
3. Закрепление изученного материала.
А сейчас проверим насколько хорошо вы усвоили материал урока:
Работа в парах, вы должны ответить на вопросы, и через 3 минуты мы их обсудим. (слайд 28)
Логический брифинг:
1. Как по другому можно назвать белки (протеины).
2. Что является мономерами белка (аминокислоты).
3. Какие группы атомов обуславливают амфотерные свойства белков (кислоты и основания).
4. Связь, поддерживающая первую структуру белков (пептидные связи).
5. Структура белка представляющая спираль (вторичная структура).
6. Полное разрушение пространственных структур белков (денатурация).
7. Реакция, лежащая в основе получения белков (реакция поликонденсации).
8. Связи, поддерживающие вторичную структуру белка (водородные связи).
9. Болезнь, вызываемая недостатком инсулина в организме (сахарный диабет)
10. Гормон поджелудочной железы (инсулин).
4. Домашнее задание.
Учебник Сивоглазова В.И, п.2.5, стр. 43-47
5. Оценка и контроль знаний.
6. Рефлексия: (слайд 29)
Было ли вам интересно на уроке? Что заинтересовало вас сегодня более всего?
Усвоили ли вы новый материал?
Какие вопросы сегодня на уроке вызвали у вас трудности? Удалось ли их преодолеть?
Пригодятся ли вам в жизни знания, полученные сегодня на уроке?
Список использованной литературы
1) Габриелян, О.С. Химия для профессий и специальностей технического профиля: учебник [Текст] ∕ О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. – 5-е изд., стереотип. – М.: Академия, 2012. – 256 с., цв. ил.
2) Каменский, А.А. Биология. Введение в общую биологию и экологию. Учеб. для 9 кл. общеобразоват. учеб. заведений [Текст] / А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В.Пасечник. – 3-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2002. – 304 с.: ил.
3) Константинов, В.М. Биология: учебник для образовательных учреждений начального и среднего образования [Текст] / В.М. Константинов, А.Г. Резаков, Е.О. Фадеева. – 5-е изд., стереотип. – М.: Академия, 2012. – 320 с.
4) Сивоглазов, В.И. Биология. Общая биология. Базовый уровень: учеб. для 10-11 кл. общеобразовательных учреждений [Текст] / В.И. Сивоглазов, И.Б. Агафонова, Е.Т. Захарова. – М.: Дрофа, 2007. – 368 с.: ил.
5) Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» [Электронный ресурс].- Режим доступа:http://festival.1september.ru
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Методическая разработка урока биологии по теме "Обмен веществ" 6 класс
Представлена методическая разработка урока с приложениями "Обмен веществ и энергии" 6 класс УМК Захаров,Сонин. Урок самостоятельной учебной познавательной деятельности школьников с использование...
Методическая разработка урока по физике "Движение частиц вещества. Броуновское движение. Диффузия. Силы взаимодействия молекул"
Методическая разработка урока по физике по теме: «Движение частиц вещества. Броуновское движение.Диффузия. Силы взаимодействия молекул».Цель урока: формирование знаний о характере движения частиц...
Методическая разработка урока 8 класс. Тема "Обмен веществ. Нормы питания"
Интегрированный урок по биологии и физики. Урок изучения нового материала по теме обмен веществ с использованием знаний физических. Цели урока: Обобщить и расширить знания учащихся по вопросам о...
Методическая разработка урока биологии по теме « Органические вещества. Нуклеиновые кислоты»
Обобщение и углубление знаний учащихся о строении и функциях нуклеиновых кислот; рассмотреть эволюцию представлений о строении ДНК, развить познавательный интерес, реализуя межпредметные связи курсов ...
Методическая разработка урока физики по теме «Строение вещества. Молекулы» 7 класс
Методическая разработка урока «открытия» новых знаний по теме «Строение вещества. Молекулы» включает в себя подробный план урока, технологическую карту урока, презентацию к уро...
Методическая разработка урока: Понятие о природном сообществе, биогеоценозе и экосистеме
Методическая разработка урока: "Понятие о природном сообществе, биогеоценозе и экосистеме"...
Методическая разработка урока по теме "Агрегатные состояния вещества. Плавление и отвердевание."
Методическая разработка урока по теме "Агрегатные состояния вещества. Плавление и отвердевание."...