Интегрированный урок химии и биологии. 11 класс. Тема

Интегрированный урок химии и биологии. 11 класс.
Тема: « Свойства и функции белков»
Задачи :
 Расширить и углубить понятия о структуре белка.
 Познакомить учащихся с основными свойствами и функциями белка.
 Развивать умения работать с текстом, делать выводы, применять
полученные знания на практике, работать в группе.
 Воспитывать чувство товарищества, культуру речи, аккуратность.
Ход урока :
1. Вступление. Оргмомент.
2. Урок начинается со стихов Семёна Яковлевича Надсона :
«Меняя каждый шаг свой образ прихотливый
Капризна как дитя и призрачна как дым,
Кипит повсюду жизнь в тревоге суетливой,
великое смешав с ничтожным и смешным…»
Учитель биологии : « Эти строки позволяют задуматься над
вопросом, который всегда волновал людей : «Что такое жизнь?» В течение
веков копились наблюдения, проводились исследования, создавались
теории. Они послужили основой новых исследований, другие – гибли
ввиду несостоятельности .
Наука XIX в. ещё не могла видеть всей глубины изучаемого
вопроса, но накопила 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…»
- Выделите ключевые слова в этой части определения.
(После того, как ученики выделят
ключевые слова, учитель
проговаривает вторую часть определения ).
« … Причём с прекращением этого обмена веществ прекращается и сама
жизнь, что приводит к разложению белка.»
Учитель химии : Определение жизни данное Ф. Энгельсом в работе
«Антидюринг» позволяет задуматься над вопросом «Как современная
наука представляет процесс жизни?» Ответ следующий : «Жизнь –
переплетение сложных химических процессов взаимодействия белков
между собой и другими веществами.
Сегодня мы предлагаем вам проследовать по стопам развивающейся
науки и прежде всего раскрыть тайну веществ, лежащих в основе жизни,
т.е. выяснить что такое белок?
1
2.Актуализация знаний.
Цель :
 расширить и углубить знания о структуре и основных
свойствах белка и познакомиться с составом и строением
белков.
а)Первичная структура белка. (На рисунке изображена
первичная структура белка).
 Какие функциональные группы входят в состав АК?
 Какие свойства они определяют ?
 Из дипептида получите трипептид, возьмите формулу
цистеина или серина.
б) Вторичная структура белка.
 Какова пространственная конфигурация вторичной структуры ?
 Благодаря чему молекула белка закручивает и удерживает
данную структуру?
 Чем отличается данный уровень организации белка от
первичного? В чём его необходимость?




в)Третичная структура белка.
Какова пространственная конфигурация третичной структуры ?
Благодаря чему молекула белка закручивается в клубок и
удерживает данную структуру?
Чем отличается данный уровень организации от первоначальных?
В чём заключается его роль?
Учитель биологии : таким образом, белки – это внешняя
саморегулирующаяся форма развития веществ, в которой первичная
структура опосредованно определяет его биологическую активность.
3. Изучение нового материала.
3.1. Свойства белков.
Учитель биологии : При изменении структуры молекулы белка
меняются его физические свойства, а это имеет большое значение для
биологических процессов (движения, сокращения, деления клеток).
Например, мышечные белки (миозин и актин) обладают разными физико
– химическими свойствами, но при сокращении мышцы эти белки
образуют единый комплекс.
Каковы же физико – химические свойства белков ?
Учитель химии : (знакомит учащихся с основными свойствами белка)
а) растворимость в воде
б)образование осадка
2
в) цветные реакции
(учащиеся по мере изучения нового материала проводят опыты)
3.2Функции белков
Учитель биологии : (даёт познавательную задачу)
Известно, что белки – неотъемлемая часть пищи животных и
человека. Почему же при исключении из рациона белкового компонента,
но при достаточной калорийности пищи у живых организмов
наблюдаются патологические явления: остановка роста, изменение
состава крови и т.д. ? С чем это связано ?
Чтобы ответить на этот вопрос вы должны познакомиться с функциями
белков. (самостоятельная работа учащихся с текстом учебника и
учебным текстом. По мере работы они заполняют в тетради таблицу
«Функции белков».)
Вопросы для проверки знаний по данному вопросу (фронтальная
беседа)
1 уровень :
 Какие функции выполняют белки?
 В чём заключается строительная функция белков?
 В чём заключается каталитическая функция белков?
 В чём заключается сигнальная функция белков?
 В чём заключается двигательная функция белков?
 В чём заключается транспортная функция белков?
 В чём заключается защитная функция белков?
 В чём заключается энергетическая функция белков?
 Что общего в названии групп ферментов?
2 уровень :
 Какие белки являются регуляторами физиологических процессов?
 Какую болезнь вызывает недостаток инсулина у человека?
 Могут ли гормоны оказать негативное влияние на организм?
 Какую транспортную функцию выполняет сложный белок
гемоглобин? Где он находится в организме?
 Миллионы человеческих жизней были спасены от оспы, бешенства
и других болезней. Каким образом медицина предупреждает
названные инфекционные болезни?
Учитель биологии : Действительно, функции белков очень
разнообразны, но одной из самых главных функций является
ферментативная.
Все ферменты содержат в своём составе белки, поэтому
биохимические реакции находятся под контролем белков.
Сообщение ученика : Академик И.П. Павлов назвал ферменты «
возбудителями жизни и нервным актом жизненной деятельности». Учение о
ферментах выделяют в самостоятельную науку – энзимологию. Известно, что
все ферменты имеют белковую природу, но далеко не все белки обладают
3
ферментативными свойствами. Термин « фермент» с латинского языка
переводится как «закваска», «энзим» означает «в дрожжах».
Учитель биологии : А сейчас каждая группа проведёт лабораторный
эксперимент , доказывающий каталитическую активность ферментов в
живых тканях и потом доложат о результатах своего исследования.
1 группа : на кусочек вареного и сырого мяса капнуть пероксид
водорода. Описать наблюдаемое явление.
Сделать вывод : как проявляется активность ферментов в живых и
мертвых тканях?
2 группа : взять один целый кусочек сырого картофеля, а второй
измельчённый , капнуть пероксид водорода. Что наблюдается ?
Сделать вывод : как проявляется активность ферментов
в
измельчённых тканях?
3 группа : на лист элодея капнуть пероксид водорода. Описать
наблюдаемое явление. Капните пероксид водорода на чистое стекло.
Сделать вывод : почему на листе элодея выделяются пузырьки газа, а
на чистом стекле нет?
Учитель химии : На основании всего выше изложенного можно
сделать вывод о том, что белки – обязательный компонент всех клеточных
структур. Белки – совершенно исключительные вещества, без которых не
может обойтись ни одно живое существо планеты. Их сложность и
многообразие форм позволяет создавать все существующие разнообразия
форм жизни, неповторимость организмов как в прошлом, так и в будущем.
4. Закрепление материала.
Учитель биологии : С целью коррекции и отработки понятийного
аппарата проводится логический брифинг. Каждая команда получает
карточки, на которых записаны ответы на вопросы, после зачитывания
вопроса команды поднимают карточку с правильным ответом и получает
за правильный ответ жетон.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Задачи для логического брифинга :
Научное название белков. (протеины)
Группы атомов, обслуживающие амфотерные свойства АК. ( амино и
карбоксильная группа)
Связь, соединяющая аминокислотные остатки и полимерную
цепь.(пептидная и амидная связь)
Мономеры, составляющие основу первичной структуры белка.
(аминокислоты)
Структура белка, свёрнутая в спираль. (вторичная)
Конфигурация третичной структуры белка. ( глобула, фибрилла)
4
7. Группа атомов, обусловливающая биологическую активность
усложнённых белковых структур. (радикал)
8. Разрушение первичной структуры белка. (гидролиз)
9. Процесс, обратный ренатурации. (денатурация)
10.Реакции, определяющие наличие белка. (биуретовая
и
ксантопротеиновая)
11.Гормон поджелудочной железы. (инсулин)
12.Пищевые продукты с высоким содержанием белка. (яйца, молоко,
рыба, мясо)
(для определения реального уровня полученных знаний проводится тест с
самопроверкой)
Тест
1 уровень :
В -1
1. Выберите схему, соответствующую первичной структуре белка.
( схемы прилагаются )
2. Определи термин, не подходящий по смыслу «полимер»
A. Нуклеотид
B. Мономер
C. Дипептид
3. Процесс утраты белковой молекулой своей структурной организации :
A. Гидролиз
B. Коагуляция
C. Ренатурация
В -2
1. Каких составных частей не достаёт в формуле АК
A. – NH2
B. – R
C. – OH
2. В данной цепочке функциональных групп есть одна лишняя,
определяющая иные свойства. Найди её.
A. – NH2
B. – R
C. – СОOH
3. Процесс восстановления структурной организации белков молекулы :
A. гидролиз
B. денатурация
C. ренатурация
D.
2 уровень :
В-1
1. какие структуры реализуют биологическую активность белка?
A. Радикалы
B. Полипептид
C. Химические связи
5
2. В образовании какой структуры принимает участие дисульфидные
мостики?
A. Вторичной
B. Первичной
C. Третичной
3. Пользуясь таблицей незаменимых аминокислот составьте дипептид из
глицина и аланина.
В -2
1. какой уровень организации опосредованно определяет биологическую
активность белка.
A. Третичная
B. Первичная
C. Вторичная
2. При денатурации происходит разрушение структуры :
A. Вторичной
B. Первичной
C. Третичной
3. Пользуясь таблицей незаменимых аминокислот составьте дипептид
цитезина и серина и назовите его.
( Подводится итог и подсчёт красных и оранжевых жетонов).
5. Заключение
Учитель биологии : Человеку всегда хотелось чуда. Одним из чудес
остаётся возникновение жизни, превращение неживой материи в живой
организм. Данное учебное занятие даёт возможность «приоткрыть дверь»
научного познания и понять, что жизнь и белки неразрывно связаны.
Учитель химии : Чтобы ответить на вопрос, что такое жизнь, надо ответить ,
что такое белки? Насколько многообразен белок, настолько сложна,
загадочна и многолика сама жизнь. Подтверждение этому высказывание Гете
о том, что мир не мог существовать, если бы так просто устроен.
Стих С. Я. Надсона (читает ученик.)
Вот жизнь, что сфинкс! Закон ее – мгновенье,
И нет среди людей такого мудреца,
Кто мог сказать толпе, куда ее движенье,
Кто мог бы уловить черты ее лица,
То вся она – печаль, то вся она приманка,
То все в ней блеск и свет, то все позор и тьма,
Жизнь – это Серафим и пьяная Вакханка,
Жизнь – это океан и тесная тюрьма.
6