С полным основанием можно утверждать,

С полным основанием можно утверждать,
что белки – самые важные из всех веществ,
входящих в состав организмов животных
и растений.
Л. Полинг
Интегрированный урок биологии и химии по теме
«БЕЛКИ – основа жизни»
Цель урока: систематизировать и углубить знания учащихся по данной теме
Образовательные задачи:
1) знать состав, строение, свойства белков;
2) уметь объяснять функции белков на примерах;
3) знать цветные реакции на белки, на обнаружение каких видов связи;
4) уметь доказывать амфотерные свойства белков;
5) уметь устанавливать причинно-следственные связи при изучении строения и
свойств;
6) иметь представление о биологическом синтезе белков.
Воспитательные задачи:
1) показать материальное единство органического мира;
2) формирование научного мировоззрения;
3) выработка внимания, сознательной дисциплины;
4) воспитание трудолюбия, настойчивости;
5) патриотическое воспитание;
6) экологическое воспитание.
Развивающие задачи:
1) развитие умения сравнивать, обобщать, делать выводы;
2) развитие логического мышления учащихся;
3) развитие познавательного интереса учащихся, установление межпредметных связей;
4) продолжить развитие навыков самообразования – работа с дополнительной
литературой, работа в группе, в парах;
5) развитие аккуратности, быстроты, точности;
6) уметь проводить сравнения.
Тип урока: обобщение и систематизация знаний учащихся.
Вид урока: урок-семинар
Предполагаемые результаты обучения: учащиеся должны знать: состав белков, уровни
организации белковой молекулы, свойства и функции белков;учащиеся должны уметь:
проводить реакции, подтверждающие свойства белков, качественные реакции на белки;
уметь составлять уравнения химических реакций синтеза полипептидной цепи (составлять
модели); объяснять функции белков в организме.
Оборудование: таблицы “Строение белков”, “Состав белков”, “Функции белков”,
“Расщепление белков в организме”, “Аминокислоты”, фрагмент в/фильма “Структуры
белка”, образцы белков (яйцо, мясо), реактивы (H2O2, C2H5OH, CuSO4, NaOH, HNO3,
NaCl). Спиртовки, образцы шерсти.
Новые понятия: “протеины”, “протеиды”, “денатурация”, “ренатурация”, “полипептиды”.
Урок начинается стихами С.Я.Надсона:
“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…”
Что такое жизнь? Откуда она взялась на Земле? Эти вопросы волнуют людей всегда. Ни
одно естественнонаучное явление не вызывало такой острой борьбы мировоззрений, какая
всегда сопровождала проблема живого. А причина этой борьбы – в самом объекте
познания, его уникальности, неповторимости и сложности. Постепенно было накоплено
достаточно экспериментального материала, чтобы дать следующее определение жизни:
“Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого
является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с
прекращением этого обмена веществ прекращается и сама жизнь, что приводит к
разложению белка”. (Ф.Энгельс)
Современная наука представляет жизнь как переплетение сложнейших химических
процессов взаимодействия белков между собой и другими веществами.
Что же такое белок? Учащиеся должны раскрыть тайну веществ, лежащих в основе
понятия “жизнь”, т.е. должны ответить на вопрос “Что такое белок?”. (Для организации
дальнейшей деятельности учащихся учитель знакомит их с особенностью работы в
группах). Учащиеся работают в составе групп с учетом психофизиологических
особенностей. Устанавливается регламент работы (10 минут).
1 группа работает с ЭУМ «Белки и нуклеиновые кислоты – субстрат жизни» (bio 2007 180i)
(Почему белки называют субстратом жизни?)
2 группа работает с ЭУМ «Белки. Свойства и применение» (mmlab. Chemistry 638 i)
(Общее понятие о белках)
3 группа работает с учебником «Нуклеиновые кислоты»
По окончанию работы в группах демонстрируется презентация “Белки – основа жизни”.
Проводится обсуждение вопросов. Выступает один учащийся от группы, остальные имеют
право дополнять, исправлять, задавать вопросы. Предлагается рейтинговая система оценки
знаний, умений.
Полный ответ – 3 балла. Ответ с уточнениями, дополнениями – 2 балла, дополнение – 1
балл.
По окончанию обсуждения вопросов ученики формируют общий вывод по I этапу работы:
Белки очень разнообразны, т.к. каждый из них характеризуется последовательностью
аминокислотных звеньев: белки – это высшая, самоорганизующаяся форма развития
вещества, в которой первичная структура определяет его биологическую активность; белки
полифункциональны, это биополимеры, полипептиды. Белки различаются по составу
аминокислот, числу аминокислотных остатков по порядку их последовательности в
белковой цепи. Белки всех организмов построены из одних и тех же аминокислот – это
доказательство единства живого мира на Земле.
Учитель. Белки – основная структурная часть любого живого организма, а также
неотъемлемая часть пищи животных и человека. 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. С
чем же связано огромное значение белков для живых организмов?
С сообщением “Функции белков в организме” выступают учащиеся:
- каталитическая функция,
- защитная функция,
- строительная функция,
- сигнальная функция,
- энергетическая,
- транспортная,
- двигательная.
Вывод: приоритетная роль белков в клетке объясняется многообразием их функций.
Поэтому они являются основой жизни.
Учащиеся составляют краткий конспект по выступлениям.
Каталитическая функция белков. Лабораторная работа. (индивидуальное задание,
прилагается инструкция для работы)
Химические свойства белков). Практическая работа
1. Цветные реакции на белок
Опыт 1: Биуретовая реакция (распознавание пептидных связей).
К 2 мл раствора белка добавьте 2 мл 10% раствора NaOH, а затем 2–3 капли CuSO4.
Наблюдайте изменение цвета.
Опыт 2: Ксантопротеиновая реакция (обнаружение бензольных ядер в аминокислотных
остатках). К 2 мл раствора белка добавьте 0,5 мл конц. HNO3 и нагрейте. Наблюдайте за
реакцией.
2. Гидролиз белков – разрушение первичной структуры. В лаборатории этот процесс
проводится в присутствии кислот и щелочей при нагревании. В организме он проходит под
действием ферментов. См. Рисунок1.jpg
3. Денатурация белков. Необратимая - полное разрушение пространственной структуры
белка. Денатурация происходит под действием солей тяжелых металлов, высокой
температуры, излучения.
Обратимая денатурация - частичное разрушение пространственной структуры белка.
Обратный процесс называется ренатурация.
Опыт 1. К раствору белка добавьте раствор хлорида натрия. Пронаблюдайте и
проанализируйте изменения.
Опыт 2. К раствору белка добавьте концентрированный раствор сульфата меди.
Пронаблюдайте и объясните изменения.
Опыт 3. К раствору белка добавьте 96% раствор этанола. Объясните произошедшие
изменения.
4. Горение белков. Учащиеся поджигают шерстяную нитку и делают вывод.
Учитель: Денатурация приводит к нарушению антигенной чувствительности белка, а
иногда и к полному блокированию ряда иммунологических реакций, к инактивации
ферментов и нарушению обмена веществ. Ученые предполагают, что процессы старения
связаны с медленно протекающей денатурацией. Реакция гидролиза белков приводит к
образованию аминокислот, из которых в клетках организма образуются белки, характерные
для данного организма.
Для закрепления новых понятий проводится логический брифинг. Каждая группа получает
одинаковое число вопросов. Другие группы могут исправлять (1 балл). Правильный ответ –
2 балла.
Логический брифинг:
1. Другие названия белка.
2. Мономеры белка.
3. Группы атомов, обуславливающие амфотерные свойства белков.
4. Связь, поддерживающая I структуру белков.
5. Структура белка, представляющая спираль.
6. Полное разрушение пространственных структур белков.
7. Реакция, лежащая в основе получения белков.
8. Гормон поджелудочной железы.
9. Биологические катализаторы.
10. Болезнь, вызываемая недостатком инсулина в организме.
11. Связи, поддерживающие вторичную структуру белка?
12. Структура белка, определяющая биологическую активность белка.
13. Процесс взаимодействия белков с водой.
14. Структура белка, которая разрушается при нагревании белка с водой.
15. Структура белка, которая поддерживается эфирными и дисульфидными мостиками.
Вывод: Итак, понятие “жизнь” и “белок” неразрывно связаны. Чтобы ответить на вопрос
“что такое жизнь?”, надо знать, что такое белок. Чем больше о белках мы узнаем, тем
глубже проникаем в понятие “жизнь”. Насколько многообразны белки, настолько сложна,
загадочна и многолика жизнь. Подтверждением служат слова Гете: “Я всегда говорил и не
устаю повторять, что мир бы не мог существовать, если бы был так просто устроен”.
Работа с ЭУМ (практика и контроль) (bio 2007 180 р) и (bio 2007 180 к)
Домашнее задание: п.27 (химия), §4 (биология), оформить отчет по практической работе