Химия – 10 класс «Белки и их химико–технологические свойства».

Химия – 10 класс
План – конспект урока с интеграцией биологических знаний по теме
«Белки и их химико–технологические свойства».
Учитель: Верещагина Светлана Михайловна
МОУ СОШ с. Федоровка,
Федоровского района, Саратовской области.
Данный урок является продолжением изучения темы «Азотсодержащие органические
соединения» курса органической химии 10 класса. На предыдущем уроке рассматривалось
строение и свойства аминокислот (из которых строятся белки), а в дальнейшем будет изучаться
тема «Нуклеиновые кислоты», где также необходима информация о белках. Поэтому
необходимо акцентировать внимание на значимости этих соединений для человека с позиции
химико-технологических свойств. На данном уроке продолжается интеграция химических и
биологических знаний. Особенность данного урока заключается в том, что часть материала
(строение, структуру и значение белка) изучалась достаточно подробно в курсе биологии, там
же разбирался механизм образования пептидной связи. Поэтому этот материал не
рассматривается подробно на уроке, а только обобщается и систематизируется (при этом
применяется весь наглядный и раздаточный дидактический материал уроков биологии). Это
позволяет сконцентрировать внимание учащихся на химических свойствах белков, известных
им из повседневной жизни, подробно рассмотреть их значении и применении. Появляется
возможность сосредоточить внимание на значимости белкового питания – прослеживается
интеграция с курсом основы здорового образа жизни.
Предлагаемая структура урока позволяет использовать многогранность личности каждого
ученика и поддерживать познавательный интерес в ходе всего урока.
Цель урока: формировать и совершенствовать знания о белках, опираясь на знания,
полученные в курсе биологии; изучить их химико-технологические свойства.
Задачи: сформировать знания о белках, их классификации, химических свойствах, их
применении и значении; развивать умения составлять опорный конспект, наблюдать за
химическим экспериментом и фиксировать результаты; обучать монологической речи с
употреблением научной терминологии; развивать творческую самостоятельность,
аналитическое мышление, память, коммуникативные навыки, воспитывать чувство
товарищества, бережное отношение к своему здоровью, аккуратность и соблюдение
техники безопасности при работе с реактивами и оборудованием; формировать научное
мировоззрение, интерес к предмету.
Тип урока: урок формирования и совершенствования знаний, основанный на
межпредметных связях с биологией.
Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, эвристический, проблемный,
использование ИКТ и демонстрационного эксперимента.
Приемы, средства, формы обучения: обобщение, систематизация знаний, анализ,
постановка проблемных вопросов и создание проблемных ситуаций; работа с книгой,
ИКТ, индивидуальными карточками, моделью белка, опорной схемой; беседа, рассказ,
фронтальный опрос, самостоятельная работа (индивидуальная, парная, групповая),
тестирование на ПК, демонстрация эксперимента, составление опорной схемы.
Оборудование: дифференцированные разноуровневые карточки, опорная схема
раздаточная, бусы, демонстрационная таблица «Уровни организации белка», тест
«Уровни организации белка», лабораторное оборудование, посуда, реактивы (медный
купорос, гидроксид калия, азотная кислота, раствор белка, мясной бульон), спиртовка,
миксер, схема-пано «Белок», ПК, мультимедийное электронное издание «Химия.
Виртуальная лаборатория 8 – 11 класс» (видеофрагмент «Денатурация белка») диски 1 и 2,
«Лист наблюдений эксперимента», карточки с информацией о технологических свойствах
белков, таблички блюд «омлет, мясной бульон, шашлык, бисквит», автоматический тест в
ПК «Белки».
Литература: Для учителя: 1. Учебник О.С.Габриелян и др «Химия 10 кл. Профильный
уровень» Дрофа, 2007.
2. О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов «Настольная книга учителя химии» Дрофа, 2007.
3. «Органическая химия для абитуриентов» Аграрный университет им. Н.Н. Вавилова,
2003.
4. УМК «Общая биология 10кл» В. Б. Захаров, С.Г. Мамонтов и др, Дрофа 2008.
5. Научно-методический журнал «Химия в школе» №5 1997г,№10 2003 и другие номера.
Для учащихся: «Общая биология 10 кл. Профильный уровень» Дрофа, 2008.
Энциклопедия «Большая Серия Знаний. Химия» т.14, Мир книги, Москва 2006.
«Биология. Практикум по анатомии и физиологии человека 10-11 кл» М.В. Высоцкая,
Волгоград, «Учитель» 2008.
Медицинские справочники библиотек, ресурсы Интернет и др.
Ход урока:
I.Организационный момент.
II. Повторение изученного материала.
1. Индивидуальная работа по дифференцированным карточкам по теме «Аминокислоты»
(предложены задания на «4», «5», «3»). Выбор задания по фону карточки: зеленый,
красный, оранжевый соответственно (образец прилагается – Приложение 1).
2. Один учащийся выполняет письменное домашнее задание на доске (без тетради и учебника
по карточке – Приложение 2). После завершения работы у доски, сравнивается
выполнение заданий в домашней работе, выявляют ошибки.
3. Учащийся вписывает в схему пропущенные части:
Схема состава аминокислоты:
Функциональные группы
- NH2
- COOH
Общая формула
NH2-СН-СООН
R
III. Актуализация биологических знаний о белках.
Опорная схема «Белки», рассматриваемая ранее в курсе биологии, выведена на экран ПК
и по экземпляру в печатном виде на каждой парте – Приложение 3.
Параллельно с повторение материала, на доске начинается составление цветной опорной
схемы-панно «Химико-технологические свойства белков» - Приложение 4.
1. Состав белковой молекулы.
- Что вы знаете о белках? (Биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты).
Демонстрация модели белка в виде бус, знакомой учащимся из биологии (бусинки нанизаны
на проволоку, что позволяет в дальнейшем сворачивать пространственную модель структуры
белковой молекулы).
- Что означает каждая бусинка? (остаток аминокислоты)
- Сколько цветов бусинок должно быть? (20).
- Сколько вариантов цветовой перестановки можно собрать, если количество бусинок каждого
цвета не ограничено? (огромное количество), можно использовать бусы 4-5 цветные и
попросить учащихся сосчитать. Сколько комбинаций бус можно составить только из этих
цветов, имея 20 бусинок каждого цвета, а если их 20 и количество каждого цвета не
ограниченно?
Добавление информации учителем:
Да, молекулы белков действительно состоят из большого числа остатков аминокислот,
большая молекулярная масса от 10000 до нескольких миллионов.
На основании определения молекулярной массы и элементного состава белка, можно
установить общую формулу белковой молекулы. Например, формула гемоглобина крови,
осуществляющего перенос кислорода от легких к клеткам тканей – (С738Н1166N203О208S2Fе)4,
а его молярная масса 65000.
2. Образование молекул белка, посредством соединения аминокислот друг с другом.
- За счет, каких групп аминокислоты соединяются друг с другом? (пептидная связь) –
раздаточная схема – Приложение 5. (Механизм рассматривался в биологии, выявить
остаточные знания, скорректировать).
3. Уровни организации белковой молекулы.
- Как молекула белка может располагаться в пространстве? Какие уровни организации белка
нами были изучены? (Первичная, вторичная, третичная, четвертичная).
Работа с опорной схемой Приложение 3, таблицей «Уровни организации белка» на доске и
раздаточной на партах у учащихся – Приложение 5, бусами – сгибание проволочных бус в
соответствии со структурой. Установление структур белковых молекул.
Добавление информации:
Первичная структура белковой молекулы играет чрезвычайно важную роль. Изменение
только одной аминокислоты на другую может привести либо к гибели всего организма,
либо к появлению совершенно нового вида. Замена одного остатка аминокислоты
глутамина на валин в молекуле гемоглобина (содержащего 574 аминокислотных группы!)
приводит к тяжелейшему заболеванию анемии, приводящему к смертельному исходу.
Молекула гемоглобина лошади отличается от соответствующего белка человека в 26
местах, свиньи – в 10 местах, гориллы – всего лишь в одном месте.
Удачная замена аминокислотного остатка в белке, повышающая шансы на выживание
вида, может произойти в среднем один раз за 10 миллионов лет.
4. Закрепление знаний о структуре белка.
Выполнение попарно тестовых заданий на карточке о структурах белковых молекул –
Приложение 6, совместная проверка (фронтально). Уточнение знаний по таблице 9 стр 230
учебника. (см. Приложение 3)
5. Классификация белков.
Самостоятельная работа с текстом учебника стр. 230, выявить принципы классификации,
назвать:
Существует несколько классификаций белков. В их основе лежат разные признаки:
 Степень сложности (простые и сложные);
 Форма молекул (глобулярные и фибриллярные белки);
 Растворимость в отдельных растворителях (водоростворимые, растворимые в
разбавленных солевых растворах – альбумины, спирторастворимые – проламины,
растворимые в разбавленных щелочах и кислотах – глутелины);
 Выполняемая функция ( например, запасные белки, скелетные и т.п.).
По опорной схеме подводится итог, что недостаточно изучены химические свойства
белков, хотя некоторые назывались в биологии.
IV. Изучение нового материала.
А). Свойства белков. По мере изучения материала, на доске продолжается составление
цветной схема-панно (Приложение 4), которую учащиеся последовательно заносят в свою
тетрадь. А при демонстрации опытов все учащиеся заполняют графу «Видимый результат
опыта» в индивидуальном «Листе наблюдений демонстрационных опытов» - Приложение
7. ( На демонстрационном столе возле каждого набора оборудования для опытов имеется
табличка его названия, для лучшего восприятия и ориентирования)
1. Рассмотрим видеофрагмент (Денатурация белка).
- Что наблюдаем? Что происходит с белком? Название «денатурация» знакомое? (упоминалось в
биологии). Денатурация белка под действие различных факторов, в данном случае –
прокаливание. Мои помощницы покажут нам тоже денатурацию (ученица, хорошо
знающая химию и ТБ при работе), только кипячением белка в растворе (перед демонстрацией
напомнить ТБ).
- Что изменилось, что наблюдаем, может белок вернуться в первоначальное состояние?
Вывод: Денатурация – процесс необратимого осаждения белка.
2. Миксером взбиваются белок двух яиц. (Пенообразование).
Обсуждение наблюдаемого явления.
Вывод: Пенообразование – образование высококонцентрированной системы «жидкость –
газ».
3. Рассказ с элементами беседы о гидролизе белковых молекул, написание уравнения:
Вывод: Гидролиз – образование аминокислот - мономеров, присоединение воды к
молекулам полимеров.
4. Гидратация – связывание белками воды, при этом они проявляют гидрофильные
свойства: набухают, их масса и объем увеличиваются (пример, студни) – ограниченное
набухание.
Приготовление холодца – застывание.
5. Деструкция – разрушение макромолекул.
Почему при приготовлении любого блюда появляется характерный «вкусный» запах?
6. Горение – взаимодействие с кислородом, образование соответствующих оксидов.
Как сельским жителям нам знаком и другой запах – жженых перьев или щетины.
7. А как определить присутствие белка вообще? Для этого применяются качественные
реакции на белки: биуретовая и ксантопротеиновая. (Демонстрация опытов биуретовой
реакции – помощница, а ксантопротеиновой – учитель).
Б). Значение белков.
Перечислите функции белков, изученные в курсе биологии:
 Пластическая (строительная) функция;
 Каталитическая функция;
 Двигательная функция;
 Транспортная функция;
 Защитная функция;
 Энергетическая функция;
Информация учителя.
Да, действительно о белках заговорили ещё 19 веке. В 1888 г Данилевский предложил
теорию строения белковой молекулы. В начале 20 века Фишер синтезировал
пептидоподобные вещества, а в 60-е годы был синтезирован первый белок – инсулин.
Несмотря на огромную роль белков в организме, на то, что белки составляют одну
четвертую часть нашего тела, единственным источником их образования в организме
служат аминокислоты белков пищи. Вот почему белки совершенно не заменимы в
питании человека.
2 ученика приготовили сообщения Приложение 8:
1. «Заменимые и незаменимые аминокислоты»
2. «Белковое питание»
Вывод: в суточном рационе каждого человека должно присутствовать достаточное
количество белков.
V. Закрепление изученного материала.
1.В сообщении прозвучало, что наибольшее количество белка содержится в мясе. А как
доказать, что он там действительно есть? --- Провести одну из качественных реакций,
удобнее биуретовую. Добавить реактивы в заранее подготовленный мясной бульон.
Изменение окраски – белок есть.
2. Где же применяются свойства белков? Вот наименования четырех блюд (омлет, мясной
бульон, шашлык, бисквит – вывесить на доску) и на каждую группу из 4-х человек текст
об одном из технологических свойств белка – Приложение 9.
За 1-2 минуты обсудить и определить к какому свойству белка имеет отношение
технология приготовление каждого блюда. Определили, один человек встал и принес
своей группе нужное наименование, кратко аргументировал.
5-я группа сообща выполняет тест на ПК (автоматизированный) и сразу получает отметку
(4 мин).
Итог урока. Что такое белок, почему он так важен? Какими важнейшими
технологическими свойствами он обладает?
Понятия «белок» и «жизнь» неразрывно связаны. Чтобы ответить на вопрос «Что такое
жизнь?», надо знать, что такое белки.
Насколько многообразны белки, настолько сложна, загадочна и многолика сама жизнь.
Подтверждением этого может стать высказывание Гете «Я всегда говорил и не устаю
повторять, что мир бы не мог существовать, если бы был так просто устроен».
Домашнее задание: § 27
1) Проанализировать свое белковое питание.
2) По желанию придумать рекламный слайд о необходимости белка или ИКТ- презентацию.
Оценки за урок.