Белки 10 класс

ТЕМА УРОКА: «БЕЛКИ».
10 класс
ТИП УРОКА. Изучение новых знаний.
ВИД УРОКА. Беседа с демонстрацией и выполнением опытов.
ЦЕЛИ. Обучающие. Ознакомить учащихся с природными полимерами – белками.
Изучить их строение, классификацию и свойства. Раскрыть биологическое значение в
жизни человека. Дать характеристику как важнейшим составляющим частям пищи.
Развивающие. Развивать умение работать с постоянно увеличивающимся
информационным потоком, развивать логическое мышление, самостоятельность
суждений, формировать умение и навыки устной речи, мыслительные навыки,
необходимые не только в учёбе, но и в повседневной жизни.
Воспитательные. Воспитание сознательного отношения к здоровому образу
жизни.
* Воспитание нравственного отношения к жизни как наивысшей ценности.
* Формирование навыков адаптации к условиям постоянно изменяющейся жизни с
помощью приобретенных знаний, умений и навыков.
Методы и методические приёмы. Фронтальный опрос, беседа, демонстрация
опытов, использование тестов, заполнение таблицы ЗХУ, выполнение химического
эксперимента.
Оборудование и реактивы. Тесты. Химические реактивы: к. НCl, яичный белок,
р-р NaОН, уксусная кислота, спиртовки, пробирки, спички, р-р медного купороса, к.
HNOз, лакмус, натуральная шерсть, молоко, пробиркодержатели.
ХОД УРОКА:
1. Организационный момент.
2. Сообщение темы и цели урока.
Сегодня мы продолжаем изучение органических азотсодержащих соединений. Мы
уже знакомы с аминами, аминокислотами. На этом уроке нам предстоит знакомство с
природными полимерами, азотсодержащими соединениями.
В Библии сказано: "Вначале было Слово". Современная книга о происхождении жизни по
аналогии могла бы начинаться фразой "Вначале был белок".
"Жизнь, есть способ существования белковых тел" - знакомая фраза Ф. Энгельса. Вы
понимаете, что речь пойдет о белках. Как вы считаете, какова цель нашего урока? (Ответы
учащихся).
Мы познакомимся с их строением, классификацией, свойствами, биологической
ролью в жизни человека, их применением.
3. Актуализация знаний.
Три ученика работают с тестами на местах (письменный опрос).
Один ученик готовит вопрос: «Химические свойства аминокислот».
В молекулах аминокислот содержатся карбоксильные группы, имеющие
кислотные свойства, и аминогруппы, обладающие основными свойствами.
Они и обуславливают характерные химические свойства этих веществ.
1. Аминокислоты реагируют как с основаниями, так и с кислотами, т.е. они являются
амфотерными соединениями:
H2N – CH2 – COOH + NaOH = H2N – CH2 – COONa + H2O
HOOC – CH2 – NH2 + HCI = HOOC – CH2 – NH3 CI
2. Аминокислоты реагируют со спиртами, образуя сложные эфиры:
H2N – CH2 – COOH + HOR = H2N – CH2 – COO-R + H2O
3. Аминокислоты реагируют друг с другом:
Важнейшее свойство аминокислот - их способность вступать в реакцию поликонденсации
друг с другом.
Реакция поликонденсации – процессы образования полимеров, которые
сопровождаются выделением побочного низкомолекулярного продукта (H2O)
NH2 – CH2 – COOH + H2N – CH2 – COOH = H2O + H2N – CH2 – CO – NH –CH2 -COOH
Связь – СO – NH – образующаяся между остатком NH – аминогруппы одной молекулы
аминокислоты и остатком – СО – карбоксильной группы другой молекулы аминокислоты
– пептидная связь.
Полимер – полипептид.
Имеет большое биологическое значение, она лежит в основе биосинтеза белков, а так
же важнейшее народнохозяйственное значение.
С остальными учащимися проводится беседа по домашнему заданию.
Контрольные вопросы:
1. Какие соединения называют аминокислотами? Какие функциональные группы
содержатся в их молекулах?
2. Почему аминокислоты называют амфотерными соединениями?
3. Что такое незаменимые аминокислоты?
4. Где используются аминокислоты?
Закончить предложения:
1. Реакция получения анилина из нитробензола носит имя ………(Зинина).
2. Основные свойства аминокислот обусловлены присутствием в молекуле – ….(NH2).
Что это?
3. Кислотные свойства аминокислот обусловлены присутствием в молекуле
……(СООН).
4. Определить раствор анилина можно с помощью ……. (Бромной воды).
Собираем тесты. Разбор «Химических свойств»
Белками называют сложные вещества, имеющие высокие значение молекулярной
массы, построенные из остатков аминокислот, соединенных пептидной связью.
Изучение нового материала.
Заполняем таблицу ЗХУ.
ЗНАЮ
1.Белки
состоят
аминокислот.
ХОЧУ УЗНАТЬ
из 1. Физические свойства
белков.
2.Имеют
большую 2.Химические
молекулярную массу.
белков.
свойства
3.Всё живое на
состоит из белков.
реакции
земле 3.Качественные
белков.
4.Наличие пептидной связи.
УЗНАЛИ
4.Успехи в изучении синтеза белков.
5.Структуру белка.
5.Фамилии
занимающихся
проблемой.
учёных,
этой
6.Превращиение белков в
организме
6. Искусственные продукты.
Проблема биохимического и
7. Биологические функции синтетического получения
белков.
пищи.
Ученики заполняют первую и вторую колонки таблицы. Они используют знания,
полученные на уроках химии и биологии.
Виды белка.
Первый белок, с которым мы знакомимся в своей жизни, это белок куриного яйца
альбумин. Волосы, ногти, когти, шерсть, перья, копыта, наружный слой кожи - все они
почти целиком состоят из другого белка, кератина. А белок пепсин, содержащийся в
желудочном соке. Белок интерферон применяется при лечении насморка и гриппа, т.к.
убивает вызывающие эти болезни вирусы. А белок змеиного яда способен убивать
человека.
Содержание белка в организме.
Белки – основной материал, из которого построен живой организм. Из белка состоят
клетки и ткани всех живых организмов.
Белки - сложные азотсодержащие органические соединения. Молекулярная масса
несколько миллионов атомных единиц массы. В состав входит ограниченное число
элементов:
C – 50 – 55%
N – 15 – 18%
S – 0.3 – 2.5%
O – 21 – 24%
H - 6.7%
Р, галогены, металлы
Если из организма животного удалить всю воду, то больше половины его сухой массы
составляют различные белки. (Слайд 5,6,7).
Чем сложнее организм, тем больше белков он содержит. В организме бактерии примерно
3-4 тыс. разных белков, а у млекопитающих - уже около 50 тысяч.
Строение белка.
Как устроен белок? Естественно очень сложно. Некоторое представление о сложности
белков дает формула гемоглобина С3032Н4816О872N780Fe4 белка, придающего красный
цвет крови и разносящий кислород по всему телу.
Для того, чтобы запомнить основные сведения о строении белков, вам надо понять
значение всего трех ключевых терминов и уметь разъяснять их значение.
Итак: белки - это макромолекулы. (Учащиеся работают с таблицей молекулярных масс
белков). Белки - это биополимеры (жизнь, много, часть). Мономером белков являются
аминокислоты. Известно много аминокислот, но в качестве мономеров любых природных
белков известно только 20 аминокислот. Они получили название "волшебных", их список
представлен в таблице.
Обратите внимание на структурные формулы аминокислот. Какие функциональные
группы они содержат? Предположите, как они могут повлиять на белок? Давайте
попробуем доказать наличие в белке куриного яйца альбумине, аминокислоты,
содержащей бензольные ядра.
Существуют химические реакции, служащие для распознавания белков. Это цветные
реакции.
Учитель демонстрирует качественные реакции на белки.
Ксантопротеиновая реакция.
В пробирку налейте два – три мл. раствора белка и несколько капель к.НNO3. Нагреть.
Желтый осадок. Охлаждаем пробирку + аммиак до щелочной реакции. Изменения
окраски на оранжевую (наличие бензольных колец в молекуле белка).
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, она идет последовательно, путем образования
дипептидов, трипептидов и полипептидов. Соединение аминокислот происходит за счет
пептидных связей. Давайте докажем наличие пептидных связей в белке куриного яйца.
Биуретовая реакция.
В пробирку налить два – три мл. раствора белка и два – три мл. раствора гидроксида
натрия, затем 1 – 2 мл. раствора медного купороса. Появляется фиолетовое окрашивание.
Если белки состоят только из аминокислот, они называются протеины - простые белки.
Если кроме аминокислот в состав белковых молекул входит и небелковая часть - это
сложные белки - протеиды.
Итак: белки это - макромолекулы, биополимеры, полипептиды. Белки - это самые
сложные молекулы.
Белки разного размера включают в себя от нескольких десятков до нескольких сотен и
даже тысяч аминокислот. В среднем длина белка 300 аминокислот. Если в состав этого
белка входят 12 из 20 важнейших аминокислот, то число возможных изомеров для этого
белка оказывается равным 10300.
Решите задачу: сколькими способами можно нанизать на нитку длиной в 100 бусин
бусины 20 цветов? (Ученики решают задача, используя калькулятор компьютера). Да,
получается число со 130 нулями, представить такое число невозможно.
. Структуры белка.
Давайте рассмотрим на экране модели первичной, вторичной, третичной и четвертичной
структуры белка.
В начале 20 века немецкий ученый Эмиль Фишер, пришел к выводу, что белки – это
линейные полимеры, мономерами которых являются аминокислоты
Первичная (линейная) - прямая цепочка из аминокислот, удерживается пептидными
связями.
Вторичная (спиралевидная) - скрученная в спираль первичная цепочка, удерживается
водородными связями. Полинг Лайнус Карл разработал представления о структуре
полипептидной цепи в белках, впервые высказав мысль о её спиральном строении и дав
описание спирали. Такую структуру имеют фибриллярные белки (коллаген, белок кожи;
фибриноген, белок крови; миозин, белок мышц).
Третичная (глобулярная) - многократно скрученная спираль, глобула, удерживается
слабыми дисульфидными связями. Такую структуру имеют глобулярные белки
(альбумины, глобулины).
Некоторые белки имеют четвертичную структуру - объединение нескольких глобул.
Четыре глобулы связаны атомом железа имеет белок гемоглобин.
Самостоятельная работа. Моделирование структур белка.
Ученики моделируют первичную, вторичную и третичную структуры белка, используя
бусы.
Что необходимо сделать, чтобы получить четвертичную структуру? Ученики
объединяются в группы, моделируя молекулы гемоглобина. Вы сейчас разошлись на свои
места. Что случилось с вашей белковой молекулой? (Распалась). Верно, это момент начала
процесса денатурации, во время которого происходит разрушение структур белка.
Ученики по группам моделируют процесс денатурации: 1 группа - разрушает третичную
структуру, 2 группа - разрушает вторичную структуру. Наблюдали ли вы в жизни
процессы денатурации белков?
Пример: формула белка гемоглобина (написано на доске).
Процесс образования белка можно сравнить с последовательным нанизыванием
бусинок на нитку. Важно не перепутать очередность бус – аминокислот. Они должны
располагаться в строго определенной последовательности для данного белка. Перепутать
– изменить свойства белка – болезнь.
Например: замена глутамина на валин в молекуле гемоглобина – анемия.
Физминутка. Для глаз.
Под весенние напевы
Повернёмся вправо, влево.
Руки вверх, на них смотри –
Головою не крути.
Руки вниз ты опусти
Глазами следом ты веди.
Закрой глаза, теперь открой…
Посмотри перед собой.
Физические свойства белков.
Учитель демонстрирует растворимость в воде яичного белка и нерастворимость волос,
ногтей.
Химические свойства белков.
Учитель: Вспомните, к каким продуктам в быту мы применяем термин «свернуться»?
Ученики: молоко при длительном стоянии в теплом месте, яичный белок при варке.
Учитель: перед Вами набор химических реактивов.
Выполняем задание №1.
Подожгите несколько шерстяных нитей. Охарактеризуйте запах горящей шерсти.
(Содержание серы в белках. Запах жженого рога).
Выполняем задания №2.
1).Нагреть пробирку с сырым яичным белком. (Свертывание белка при нагревании –
денатурация).
2).Берем пробирку под №3 (молоко) по каплям наливаем уксусную кислоту.
Записываем результаты опытов.
Ученики по–очереди комментируют проведенные опыты. Делаем вывод:
При нагревании, обработки кислотами белок свертывается, то есть происходит
необратимый процесс – денатурация (изменения структуры белка под влиянием внешних
факторов).
Осаждение белка солями тяжелых металлов.
В две пробирки налейте по 1 – 2 мл. раствора белка и медленно, при встряхивании, по
каплям добавьте в одну пробирку насыщенный раствор медного купороса, а в другую –
раствор ацетата свинца. Образовались труднорастворимые солеобразные соединения
белка (применение белка как противоядия при отравлениях солями тяжелых металлов).
Обсуждение результатов, делают вывод.
- Почему опасно отравление тяжелыми металлами, спиртами?
- При денатурации происходит как полное разрушение структур белка, так и частичное.
Если первичная структура не разрушена, то может произойти восстановление остальных
структур – этот процесс называется ренатурация.
Работа с учебником.
Биологическое значение белков.
Учебник химии 10 класс (базовый, 2008 г.) О.С. Габриелян.
1 вариант - ст. 131.Ферментативная функция белков, транспортная, структурная.
2 вариант - ст. 132. Защитная, сигнальная, энергетическая функции белков.
3 вариант - ст. 132-133. Превращение белков в организме человека. Рациональное
питание.
Ребята, используя простой карандаш, мы работаем с текстом, используя условные
знаки. Их ставим на полях.
+ - новое
V – Знал раньше
- думал иначе
? - не понял
Пока ребята
5 минут самостоятельно работают с текстом, учитель проверяет
выполненные учащимися на местах тесты по домашнему заданию и ставит оценки.
Ученики каждого варианта отвечают на поставленные вопросы, используя пометки в
учебнике.
Мы сегодня с вами говорим о самых сложных молекулах, входящих в состав живых
организмов. А ведь мы с ними знакомы уже давно. Давайте назовем их:
* альбумин - яичный белок
* кератин - рога, шерсть
* коллаген - кожа
* гемоглобин - кровь
* фибрин, фибриноген - кровь
* пепсин - желудочный сок
* трипсин - поджелудочный сок
* миозин - мышцы
* глобулин - вакцина
* родопсин - зрительный пурпур
* лиозин - слюна
* инсулин - поджелудочная железа
Работа в парах.
Попробуйте разделить их на группы, классифицировать по любым признакам.
Обсуждение результатов.
Какие признаки вы берете за основу классификации? Проверьте результат своей работы.
Идет дискуссия. Работает весь класс. Ученики по желанию выходят к доске
и заполняют третью графу таблицы.
ЗНАЮ
1.Белки
состоят
аминокислот.
ХОЧУ УЗНАТЬ
из 1. Физические свойства.
2.Имеют
большую 2.Химические
молекулярную массу.
белков.
3.Всё живое на
состоит из белков.
земле 3.Качественные
белков.
УЗНАЛИ
1.Белки
–
природные
полимеры.
свойства 2.Состав белков
3.Физические свойства белков.
реакции 4.Химические
свойства
белков.
4.Наличие пептидной связи.
4.Успехи в изучении синте- 5.Качественные реакции.
за белков.
5.Структуру белка.
6.Углубили
знания
о
5.Фамилии
учёных, биологических
функциях
занимающихся
этой белков;
физиологической
проблемой.
роли белков в жизни
6.Превращиение белков в
человека, о результатах
организме
6. Искусственные продукты. несбалансированного
Проблема биохимического и питания.
7. Биологические функции синтетического получения
белков.
пищи.
7.Энергетическая ценность
продуктов.
Подведение итогов урока.
Учитель: ответили ли мы на наши вопросы? Да. Мы раскрыли тему нашего урока.
Выставление оценок. Домашнее задание параграф № 17 весь, упражнения №6 – 10 стр.
134.
Литература: О.С.Габриелян «Химия» 10 класс (базовый уровень), Москва «Дрофа» 2010,
Химия, 10 класс, «Поурочные планы» по учебнику Габриеляна О.С., Маскаев
Ф.Н., Понамарев С.Ю., издательство «Учитель», Волгоград, 2007