Пептиды. Белки, структура, свойства, биологическое значение

Добавлено: 2014.08.15
Просмотров: 314

Севастьянова Тамара Павловна, учитель химии и биологии, зам. директора

Цель урока: Дать понятие о белках и пептидах на основе межпредметных связей с биологией. Рассмотреть строение, химические свойства и биологические функции белков. В связи с валеологией дать характеристику белкам. как важнейшим составным частям пищи.

Задачи урока:

Деятельность учителя	Деятельность обучающегося
Образовательные: Актуализация знаний обучающихся, необходимых для изучения темы. Познакомить обучающихся со строением белков, химическими свойствами, биологическими функциями.	1.Изучить состав и строение белковых молекул. 2. Изучить химические свойства белков. 3. Выявить причины проявления функций белковых молекул.
Развивающие: Формирование ключевых компетенций обучающихся. Развитие познавательного интереса и творческих способностей.	Продолжение овладением учебно-познавательными компетенциями, информационными, коммуникативными.
Воспитывающие: Воспитание сознательного отношения к здоровому образу жизни. Формирование навыков адаптации к условиям постоянно изменяющейся жизни с помощью приобретенных знаний, умений и навыков.	Продолжение овладением ценностно-смысловыми, социо-культурными, здоровьесберегающими компетенциями

Формирование компетенций:

Учебно-познавательная компетенция:

Деятельность учителя

Деятельность обучающегося

Постановка интегративных учебных проблем:

Без белка нет жизни, чем оно вызвано?

1. Что является мономером белка как биополимера?

2.Как образуется белковая молекула?

3. Какими свойствами обладают белки?

Вести поиск решения проблемы, поставленной учителем (ставить цель, составлять план решения проблемы, выдвигать предположения, анализировать причины, находить следствие, проводить доказательный эксперимент, составлять уравнения химических реакций, делать выводы).

Формирование надпредметных умений.

Чем определяется главная роль белка в жизни организмов?

1. Изучить состав и строение белковых молекул.

2. Изучить химические свойства белков

3. Чем обусловлены функции белков?

Информационная компетенция

Деятельность учителя

Деятельность обучающегося

Использование жизненного опыта обучающегося.

Использование различных источников информации: (учебник, демонстрационный эксперимент, мультимедийный проектор).

Понимать значение знания состава и строения белков для объяснения их свойств.

Находить необходимую информацию для объяснения химических свойств и функций белков на основании использования учебника, лабораторных опытов.

Связно и доказательно излагать изученный материал.

Коммуникативная компетенция:

Деятельность учителя

Деятельность обучающегося

Организовать деятельность обучающихся в группе с использованием различных способов общения в группе, диалоговое общение.

Уметь общаться на языке химической науки Перекодировать словесную информацию на языке номенклатуры, терминов, символов, и наоборот (уметь представить себя устно и письменно).

Корректно вести учебный диалог.

Владеть способами совместной деятельности в группе.

Объяснять сущность химических реакций.

Ценностно-смысловая компетенция:

Деятельность учителя

Деятельность обучающегося

Осуществление дифференцированного подхода к обучающимся.

Использование различных способов мотивации обучающихся.

Создание условий для развития личности обучающегося.

Формулировать собственные ценностные ориентиры по отношению к предмету.

Уметь принимать решения, брать на себя ответственность.

Осуществлять индивидуальную образовательную траекторию.

Социо-культурные компетенции:

Деятельность учителя	Деятельность обучающегося
Организовать деятельность обучающихся в группе с использованием различных способов общения в группе, диалоговое общение.	Определять свое место и уметь действовать в различных ситуациях. Владеть культурными нормами поведения и организации деятельности.

Здоровьесберегающие компетенции:

Деятельность учителя	Деятельность обучающегося
Информация о технике безопасности на уроке, привитие навыков ответственного отношения к своему здоровью и здоровью окружающих.	Заботиться о личной безопасности. Знать и применять правила поведения при работе с реактивами, в экстремальных ситуациях.

Ход урока

I.Актуализация знаний

Проверка домашнего задания.

Важнейшим свойством аминокислот являются реакции конденсации.

Задание 1.Напишите уравнение взаимодействия глицина с аланином

Ответьте на вопросы: а) какие функциональные группы входят в состав аминокислот?

б) какие аминокислоты являются незаменимыми?

Задание №2. Какие соединения называются амфотерными? Обладают ли амфотерными свойствами аминокислоты? Ответ обоснуйте на примере 2-аминобутановой кислоты.как называется группа атомов – СО – NH –, с помощью которой связаны две а-аминокислоты

Учащиеся сами формулируют определение полипептидов.

II. Изучение нового материала

I. "Жизнь, есть способ существования белковых тел" – знакомая фраза Ф. Энгельса.

Вы понимаете, что речь пойдет о белках.

Цель урока:

Деятельность учителя

Деятельность обучающегося

Без белка нет жизни, чем это вызвано?

Как вы считаете, какова цель нашего урока?

1. Изучить состав и строение белковых молекул.

2. Изучить химические свойства белков

3. Чем обусловлены функции белков?

Работа с дополнительной информацией и учебником:

Обобщение имеющихся знаний о белках (См. табл.)

Деятельность учителя

Деятельность обучающегося

Межпредметная беседа:

а) какие природные белки вам известны? В каких живых объектах они содержатся?

б) каким биохимическим превращениям подвергаются белки в нашем организме?

в) какие функции выполняют белки в живых организмах?

г) какова суточная потребность человека в белках?

д) к каким последствиям приводит нарушение обмена белков в организме человека? Каковы его причины?

В ходе диалога обучающиеся систематизируют свои знания, полученные из своего жизненного опыта и при изучении биологии,

приходят к выводу:

– белки являются биополимерами, они состоят из отдельных фрагментов – мономерных звеньев, или мономеров.

После систематизации имеющихся знаний учащихся о белках переходят к рассмотрению особенностей химического состава и строения этих соединений

Деятельность учителя

Деятельность обучающегося

Постановка интегративных учебных проблем: 1. Что является мономером белка как биополимера?

2.Как образуется белковая молекула?

3. Какова структура белковых молекул?

Вести поиск решения проблемы, поставленной учителем Формирование надпредметных умений.

(Работа с учебником в результате обучающиеся делают вывод:)

1.Белки –макромолекулы. Элементарный состав:C, H, O,S, P, Fe, Mq. и другие.

2. Белки – это биополимеры

3.Мономером белков являются аминокислоты. Известно много аминокислот, но в качестве мономеров любых природных белков известно только 20 аминокислот. Они получили название "волшебных",

4. Записывают уравнения реакции поликонденсации:

5.Просматривают презентацию, таблицу в учебнике, отмечают первичную, вторичную, третичную, четвертичную структуру белковой молекулы.

Вывод: белки – это макромолекулы. белков).

Белки – это биополимеры.

Мономером белков являются аминокислоты.

Строение белков отличается большой сложностью, которая позволяет им распознавать определенные молекулы, необходимые для данной реакции среди огромного множества других молекул, и таким образом осуществлять свои каталитические. Ферментативные и другие функции.

В 1888г. русский биохимик А.Я.Данилевский открыл пептидные группы .

В начале XX века немецкий ученый Фишер синтезировал полипептид из 18 аминокислот.

Какие химические свойства характерны для белков?

Исходя из строения белков как многофункциональных веществ, учитывая строение и свойства аминокислот предположите их химические свойства.

Деятельность учителя	Деятельность обучающегося
Каким образом можно доказать, что белок– органическое вещество?	Проводят реакцию горения шерстяной нити. Горение шерстяной нити– (появление запаха) Вывод: В состав шерстяной нити входят органические вещества в том числе и белки. При горении белка образуются азот, углекислый газ, вода и другие вещества.
Обратите внимание на структурные формулы аминокислот, образующих белки Как они могут повлиять на на свойства белка?	-NH_2,-COOH, – СО – NH –, бензольные ядра
Используя выданные реактивы, исследуйте влияние известных вам функциональных групп на свойства белков. Сделайте ответствующие выводы.	-NH₂– свойства оснований, _{-COOH– свойства кислот, Белок + кислота, Белок + щелочь Вывод: белки амфотерные соединения. Если в молекуле белков преобладают карбоксильные группы, в этом случае он проявляет кислотный характер, если аминогруппы, то соответственно щелочной характер}
Для определения белков среди других веществ используют качественные реакции: а) Ксантопротеиновая реакция (б-к + HNO₃) б) Биуретовая реакция (белок +Cu(OH)₂) Какая функциональная группа обуславливает группа	10 капель раствора яичного белка и2 капли HNO₃(1-3 конц). Нагревают до появления желтого осадка, охлаждают, добавляют по каплям раствор аммиака и получают оранжевое окрашивание. Свойство обусловлено бензольным ядром. В пробирку помещают 2 мл раствора белка и 2 мл раствора гидроксида натрия, затем 2 мл раствора медного купороса . Наблюдают фиолетовое окрашивание. Вывод: Качественные реакции обуславливает функциональная группа – пептидная – СО – NH –
Какие изменения происходят в структуре белка при нагревании, механическом воздействии, действии кислот,солей, щелочей Как называется процесс свертывания ?. Обсудите результаты, сделайте вывод. Почему опасно отравление тяжелыми металлами? Почему свернувшийся белок не растворяется в воде?	1.Нагревают 10 капель раствора куриного белка и нагревают до кипения. После охлаждения пробуют растворить содержимое в воде. Вывод: Происходит денатурация белковых макромолекул (изменяются структуры: вторичная, третичная, четвертичная). Меняется форма белковой молекулы, происходит укрупнение
Какая реакция белков лежит в основе пищеварения?	Вывод: Под действием кислот и щелочей белки гидролизуются – реакция обратная поликонденсации белков.

Вывод по химическим свойствам: Белки в радикалах полипептидных цепей имеют различные функциональные группы, поэтому они могут вступать в различные химические реакции. За счет функциональных групп они могут соединяться с небелковыми веществами(углеводами, фосфорной кислотой и др.), образуя более сложные молекулы. Сложность строения делает их крайне чувствительными к внешним воздействиям.

Классификация белков:

Существует несколько классификаций белков. В их основе лежат разные признаки.

Деятельность учителя

Деятельность обучающегося

Используя статью учебника, дополнительные сведения составьте классификацию на основе некоторых признаков.

Признак

Виды белков

Степень сложности

Форма молекул

Растворимость

Выполняемая функция

Простые и сложные

Глобулярные и фибриллярные

– Водорастворимые

– Альбумины (раств. в солевых растворах)

– Проламины (спирторастворимые)

– Глутелины (растворимые р разбавленных растворах кислот и щелочей)

Строительный материал живых организмов

Биологические катализаторы – ферменты

Двигательная (механо-химическая)

Защитная

Гормональная

Рецепторы

Транспортная

Энергетическая

Рефлексия:

Деятельность учителя	Деятельность обучающегося
Что узнали нового на уроке?
Что понравилось и что не понравилось
Что запомнилось?
Почему белок – снова жизни? Можно ли сказать – “Первым был белок” Или “Белок – венец химической эволюции

Дополнительная информация для обучающихся.

Виды белка, физические свойства:

Первый белок, с которым мы знакомимся в своей жизни, это белок куриного яйца альбумин – хорошо растворим в воде, при нагревании свертывается (когда мы жарим яичницу), а при долгом хранении в тепле разрушается, яйцо протухает. Но белок спрятан не только под яичной скорлупой.

Волосы, ногти, когти, шерсть, перья, копыта, наружный слой кожи – все они почти целиком состоят из другого белка, кератина. Кератин не растворяется в воде, не свертывается, не разрушается в земле: рога древних животных сохраняются в ней так же хорошо, как и кости.

А белок пепсин, содержащийся в желудочном соке, способен разрушать другие белки, это процесс пищеварения.

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.

Если из организма животного удалить всю воду, то больше половины его сухой массы составляют различные белки.

Чем сложнее организм, тем больше белков он содержит.

В организме бактерии примерно 3-4 тыс. разных белков, а у млекопитающих – уже около 50 тысяч.

Белки, подобно полисахаридам, являются биологическими полимерами. Большинство белковых молекул достигает гигантских размеров по сравнению с другими органическими соединениями и имеет очень большую молекулярную массу:

Молекулярная формула одного из белков группы пенициллинов – C₄₃H₅₈N₄O₁₂; казеина – белка коровьего молока, – C₄₇H₄₈N₃NaO₇S₂; гемоглобина – C₃₀₃₂H_48I6O₈₇₂N₇₈₀S₈Fe₄;

молекулярная масса альбумина (белка куриного яйца) – 36 000; миозина (белка мышц) – около 500 000.

альбумин – яичный белок
кератин – рога, шерсть
коллаген – кожа
гемоглобин – кровь
фибрин, фибриноген – кровь
пепсин – желудочный сок
миозин – мышцы
глобулин – вакцина
родопсин – зрительный пурпур
лизин – слюна
инсулин – поджелудочная железа