Интегрированный урок по биологии и химии по теме

Интегрированный урок по биологии и химии.
Тема урока: Белки – биополимеры.
Цели урока:
Образовательная – познакомить учащихся со строением, свойствами и функциями
белка в клетке на основе проведения опытов и компьютерной презентации.
Развивающая – развивать теоретическое мышление учащихся и их умение изучать
свойства белков на основе самостоятельного проведения опытов, решение
теоретических задач и упражнений.
Воспитательная – формировать научное мировоззрение учащихся на примере
интеграции естественных наук, лежащих в основе строения и функционирования
организма, культуру проведения химического эксперимента, коммуникативные
качества работы в группах
Задачи урока:
1. Учащиеся должны изучить строение и свойства структурной единицы белка
АК; строение, химические свойства, роль белков в живом организме.
2. Уметь применять полученные знания в решении задач, упражнений по
данной теме.
3. Приобрести навыки по составлению молекул белка и проведению
качественных реакций на белок в лабораторных исследованиях.
Форма проведения урока: коллективная, групповая, экспериментальная работа.
Оборудование урока: спиртовки, спички, держатели, штативы, пробирки,
проволочка, бусы, образцы шерстяных ниток, натуральной кожи, инструкции к
выполнению опытов, карточки-задания.
Реактивы: сульфат меди (II)CuSO4, гидроксид натрия NaOH, азотная кислота HNO3,
этиловый спирт C2H5OH, растворы белка, ацетата свинца.
Новые понятия: протеин, полипептид, поликонденсация, денатурация, ренатурация.
Ход урока:
l Организационный момент
Сегодня на уроке групповая работа. Вспомним правила работы в группе.
Деление обучающихся на группы.
Правила работы в группах. Слайд № 1.
ll Актуализация знаний.
Учитель. Сегодня совместный урок биологии и химии. Следовательно, будем
изучать биологически активные вещества. Для того, чтобы определить о каких
веществах пойдет речь, проведем мыслительный эксперимент.
Перед вами объект (куриное яйцо). Какие мысли, ассоциации у вас возникают при
виде его?
Ответы обучающихся записываются на доске. На основании их формулируем тему
урока. Слайд №2
В первой половине 19 века выяснилось, что белки составляют неотъемлемую часть
всех без исключения живых существ на Земле. Их уважительно стали именовать
протеинами от греческого слова protos – первый, отметив, тем самым, глобальную
роль белка в живой клетке.
Немецкий философ того времени Ф. Энгельс отметил
значимость белка в
утверждении: «Белок – это форма существования живых тел».
Если вдуматься, что наша жизнь? Всего лишь появление нужного белка в нужном
месте.
В Библии сказано: «Вначале было слово». Современная книга о происхождении
жизни, по аналогии, могла бы начинаться фразой «В начале был белок».
lll Мотивация и целеполагание.
Для того, чтобы совместно наметить цели и определить задачи урока, ответьте на
следующие вопросы.
БЕЛОК
3. ХОЧУ УЗНАТЬ
1.ЗНАЮ
Слайд № 3
Ответы обучающихся записываются в соответствующие колонки, на основании их
определяются цели и задачи урока.
В процессе изучения темы на каждом этапе возвращаемся к схеме (рефлексия).
lV Изучение нового материала.
Слайд № 4
Перед вами МФ белков: пенициллина C16 H18O4 N2, козеина C1864 H3021 O576N468S21,
гемоглобина C3032 H4816 O872N780S8Fe4.
На основании этих формул определите элементарный состав белков. Что можно
сказать об их Мr?
Вывод: в состав белков входят биоэлементы. Белки являются ВМС. Белки природные полимеры.
Аминокислоты.
Учитель. Молекулы белков имеют очень сложное строение, но в основе любой
сложной формы лежит более простая структурная единица. Такой единицей в
молекуле белка является остаток альфа-аминокислоты. Поэтому вначале
рассмотрим состав, строение и свойства аминокислот (АК).
Слайд № 5.
H2 N - CH - COOH
l
R
АК - это вещества, содержащие две различные по свойствам функциональные
группы. NH2- аминогруппа обладает основными свойствами, -СООН –
карбоксильная группа обладает кислотными свойствами. Отсюда и название этих
веществ – аминокислоты. Отличаются АК друг от друга строением R – радикала.
Известно 147 биогенных АК. Они участвуют в обмене веществ в клетке. Необходимо
отметить еще одно сходство в строении биогенных АК. Это альфа – АК. Обе
функциональные группы соединены с одним и тем же атомом углерода. Его
обозначают первой буквой латинского алфавита. И только 20 АК участвуют в
синтезе белка. Их называют протеиногенными. 8 из них относятся к незаменимым
АК. Почему? Они в организм попадают только с пищей, клетка их не синтезирует.
В природе взаимодействуют только противоположности. АК притягиваются
основными и кислотными функциональными группами. Между ними возникает
химическая реакция с образованием особого вида ковалентной связи – амидной или
пептидой. При этом получается молекула пептида и выделяется вода. По числу
остатков АК в молекуле различают ди - , три -,…полипептиды.
Реакция, в результате которой образуется полимер и низкомолекулярное вещество
Н2О, называется реакцией поликонденсации. Слайд №6.
Работа в группе. Задание № 1. «Строение АК»
Проверка групповой работы (Скарабук)
Строение белка.
Итак, наблюдаем гениальное в простом: в АК заложены потенциальные
возможности к образованию сложной по строению и многофункциональной
молекулы белка.
«Я всегда говорил и не устаю повторять, что мир бы, не мог существовать, если бы
был так просто устроен» (И. В. Гете).
Давайте рассмотрим, как устроена молекула жизни – белок.
Работа в группах. Задание №2. Строение белка.
Слайд №4-8 (диск)
.
Свойства белка.
Учитель. Имея очень сложное строение, белки обладают многочисленными
свойствами. Во-первых, белки, как и АК имеют амфотерные свойства, для них
характерна реакция гидролиза (вспомните, что это за реакция?), денатурация,
качественные реакции. Слайд № 6
Работа в группах. Задание № 3.
Биологическое значение белков.
Как вы думаете, в чем причина многообразия жизни на Земле? (В многообразие
белков, так как они выполняют разнообразные функции в организме.)
У каждого организма свои белки, именно они определяют его индивидуальные
особенности. Слайд № 7
Работа в группах. Задание № 4.
V. Закрепление изученного материала.
Обучающиеся подводят итоги в форме составления «Синквейна». Слайд №8.
VII. Итоги урока. Оценки за урок.
Само- и взаимооценки обучающиеся выставляют на листке «Оценка знаний», графа
«Оценка учителя» заполняется учителем после урока.
VIII. Домашнее задание. Слайд № 9
Химия. § 17, № 1, 2, две задачи
Биология стр.42-47 вопрос № 4,6
Вывод: Понятие “белок” и “жизнь” неразрывно связаны друг с другом. Что такое
жизнь? Как она появилась на Земле? Эти вопросы волновали людей всегда. Белок –
вот самая высшая ступень развития вещества, обусловившая появление человека и
жизни вообще на Земле.
Задания для группы № 1.
1) Строение аминокислот.
Определите функциональные группы ( аминогруппу, карбоксильную группу и
радикал) в формуле аминокислоты:
2) Строение белка.
По учебнику рассмотрите особенности первичной структуры белка.
С помощью бусин и проволоки сконструируйте «полипептидную цепочку».
Дайте характеристику первичной структуры белка по плану:
1. определение;
2. какие связи удерживают первичную структуру;
Во время ответа продемонстрируйте вашу конструкцию.
Что вы можете сказать о количестве возможных комбинаций полипептидной цепи, с
учётом имеющихся у вас бусин (АК)?
3) Свойства белка.
По учебнику рассмотрите понятие денатурация белка.
Подготовьте ответ по плану:
а) определение; б) какой это процесс по обратимости; в) при каких условиях он
протекает.
Свой ответ подкрепите результатами химического эксперимента.
Инструкция проведения опыта.
1. В три пробирки налейте по 1 мл раствора белка. В первую прилейте
несколько капель H2SO4 конц.; во вторую – прилейте конц. раствор щелочи; в
третью – прилейте раствор соли тяжелого МЕ (ацетата свинца). Содержимое
пробирок встряхните. Отметьте происходящие изменения. Сделайте выводы.
Какова практическая значимость процесса денатурации белка?
4) Биологическое значение белка.
Найдите пример каталитической и запасающей функций белка.
Оценочная ведомость группы № 1.
Фамилия и имя
Пасиченко А.
Храмов Е.
Холев А.
Шевякова А.
Тоскин И.
Самооценка
Группы
Оценка за урок
Учитель
Задания для группы №2.
1) Строение аминокислот.
Итоговая
Определите функциональные группы (аминогруппу, карбоксильную группу и
радикал) в формуле аминокислоты:
2) Строение белка.
Работая с дополнительной литературой, ответьте на вопрос: что может произойти в
организме, если во время синтеза белка в клетке произойдёт сбой и нарушится
последовательность чередования аминокислот в полипептидной цепи? Приведите
примеры таких нарушений. К чему они приводят?
Каково значение первичной структуры?
3) Свойства белка.
По учебникам биологии и химии рассмотрите понятие денатурация белка.
Подготовьте ответ по плану:
а) определение; б) какой это процесс по обратимости; в) при каких условиях он
протекает.
Свой ответ подкрепите результатами химического эксперимента.
Инструкция проведения опыта.
В три пробирки налейте по 1 мл раствора белка. В первую пробирку прилейте
этиловый спирт; во вторую – соль тяжелого МЕ (хлорида бария); содержимое
третьей пробирки нагрейте. Какие изменения произошли? Сделайте выводы.
Продумайте ответ на вопрос: можно ли рассматривать старение организма как
медленно текущий процесс денатурации?
4) Биологическое значение белка.
Найдите пример сигнальной и двигательной функций белка.
Оценочная ведомость группы № 2.
Фамилия и имя
Талалина Т.
Чуркин В.
Попышев И.
Тарапата
Куликова
Самооценка
Оценка за урок
Группы
Учитель
Задания для группы №3.
1) Строение аминокислот.
Итоговая
Определите функциональные группы (аминогруппу, карбоксильную группу и
радикал) в формуле аминокислоты:
2) Строение белка.
По учебнику рассмотрите строение вторичной структуры белка.
Подготовьте ответ по плану:
а) характеристика структуры; б) тип связи, определяющий структуру; в) значение
данной структуры.
При помощи ножниц и ленты сделайте конструкцию вторичной структуры. Во
время ответа проведите ее демонстрацию.
3) Свойства белка.
По учебнику рассмотрите гидролиз белка. Подготовьте ответ по плану:
а) дать понятие гидролиза; б) где в организме человека и животных протекает этот
процесс; в) какова биологическая роль гидролиза; г) какие при этом структуры
белка разрушаются; д) какой процесс в живом организме является
противоположностью гидролиза.
4) Биологическое значение белка.
Найдите пример строительной и энергетической функций белка.
Оценочная ведомость группы № 3.
Фамилия и имя
Левина О.
Филиппова А.
Дыденкова Е.
Макушина Т.
Мартынова А.
Самооценка
Группы
Оценка за урок
Учитель
Задания для группы № 4.
1) Строение аминокислот.
Итоговая
Определите функциональные группы (аминогруппу, карбоксильную группу и
радикал) в формуле аминокислоты:
2) Строение белка.
По учебнику рассмотрите строение вторичной структуры белка.
Подготовьте ответ по плану:
а) характеристика структуры; б) какова прочность этой структуры; в) что можно
сказать о ее компактности; г) каким ученым принадлежит первенство в
расшифровке структур белка.
С помощью гибкого шнура и проволоки сделайте конструкцию вторичной
структуры. Во время ответа проведите ее демонстрацию.
Свойства белка.
Ксантопротеиновая реакция позволяет обнаружить в белке остатки ароматических
АК. Опытным путем докажите, содержит ли белки куриного яйца и желатина
остатки ароматических АК. (Инструкция: учебник химии с. 130-131, 179 опыт 2).
Биологическое значение белка.
Найдите пример регуляторной и транспортной функций белка.
Оценочная ведомость группы № 4.
Фамилия и имя
Самооценка
Попкова К.
Баринова М.
Седов О.
Жидков К.
Петров А.
Задания для группы № 5.
Оценка за урок
Группы
Учитель
1) Строение аминокислот.
Итоговая
Определите функциональные группы (аминогруппу, карбоксильную группу и
радикал) в формуле аминокислоты:
2) Строение белка.
По учебнику рассмотрите строение третичной структуры белка.
Подготовьте ответ по плану:
а) характеристика структуры; б) типы связи, определяющие структуру; в)
биологическая роль; г) что можно сказать о прочности этой структуры, ее
компактности?
С помощью пластилина сделайте конструкцию третичной структуры. Во время
ответа проведите ее демонстрацию.
3) Свойства белка.
Качественной реакцией на белок, а именно, на пептидную связь, является
биуретовая реакция.
Техника ее проведения: к исследуемому веществу прилить сульфат меди (II), а затем
щелочь в избытке ( Сu(OH)2 ). Эффект реакции: красно-фиолетовый раствор.
Вам выданы два раствора. Опытным путем определите, в какой пробирке находится
раствор белка?
4) Биологическое значение белка.
Найдите пример каталитической и транспортной функций белка.
Оценочная ведомость группы № 5.
Фамилия и имя
Касаткин В.
Чаусов А.
Чибрикова А.
Баланова А.
Архипов А.
Самооценка
Оценка за урок
Группы
Учитель
Задания для группы № 6.
1) Строение аминокислот.
Итоговая
Определите функциональные группы (аминогруппу, карбоксильную группу и
радикал) в формуле аминокислоты:
2) Строение белка.
По учебнику рассмотрите строение четвертичной структуры белка.
Подготовьте ответ по плану:
а) характеристика структуры; б) для каких белков она характерна.
3) Свойства белка.
Качественной реакцией на белок является реакция горения. При горении белка
появляется запах жженых перьев.
Опытным путем, используя эту реакцию, докажите, что выданные вам образцы
кожи и ткани имеют белковое происхождение, т. е. являются натуральными.
Где на практике вы можете воспользоваться данной реакцией?
4) Биологическое значение белка.
Найдите пример защитной и регуляторной функций белка.
Оценочная ведомость группы № 6.
Фамилия и имя
Грачев А.
Гордова М.
Жигалова И.
Мялкин А.
Самооценка
Оценка за урок
Группы
Учитель
Итоговая
Домашнее задание по химии:
1. Рассчитайте молярную массу гемоглобина, исходя из того, что в одной
молекуле гемоглобина содержится 4 атома железа и массовая доля его
составляет 0, 335٪
2.Молярная масса хлорофилла равна 483200, рассчитайте массовую долю
магния в хлорофилле, если исходить из того, что в одной молекуле
хлорофилла.
Домашнее задание по химии:
1. Рассчитайте молярную массу гемоглобина, исходя из того, что в одной
молекуле гемоглобина содержится 4 атома железа и массовая доля его
составляет 0, 335٪
2.Молярная масса хлорофилла равна 483200, рассчитайте массовую долю
магния в хлорофилле, если исходить из того, что в одной молекуле
хлорофилла.
Домашнее задание по химии:
1. Рассчитайте молярную массу гемоглобина, исходя из того, что в одной
молекуле гемоглобина содержится 4 атома железа и массовая доля его
составляет 0, 335٪
2.Молярная масса хлорофилла равна 483200, рассчитайте массовую долю
магния в хлорофилле, если исходить из того, что в одной молекуле
хлорофилла.
Домашнее задание по химии:
1. Рассчитайте молярную массу гемоглобина, исходя из того, что в одной
молекуле гемоглобина содержится 4 атома железа и массовая доля его
составляет 0, 335٪
2.Молярная масса хлорофилла равна 483200, рассчитайте массовую долю
магния в хлорофилле, если исходить из того, что в одной молекуле
хлорофилла.