Разработка урока «Белки» 10 класс

Этапы работы

Содержание этапа

(заполняется педагогом)

1.

Организационный момент, включающий:

Организационный момент.

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 – белками. Мы познакомимся с их строением, классификацией, свойствами, биологической ролью в жизни человека, их применением.

2.

Опрос учащихся (воспитанников) по заданному на дом материалу (или актуализация знаний для изучения нового учебного материала), включающий:

К доске вызываются 3 учащихся, для работы по карточкам :

А) назвать вещества

Б) решить задачу

В) напишите химические свойства аминокислот

2. В это время с остальными учащимися проводится беседа по контрольным вопросам:

1. Какие соединения называются аминокислотами?

2.Какие функциональные группы входят в состав аминокислот?

3,Как строятся названия аминокислот?

4.Какие виды изомерии характерны для аминокислот?

5.Почему аминокислоты обладают оптической активностью?

6.Какие аминокислоты называются незаменимыми? Приведите примеры

7.какие соединения называются амфотерными? Обладают ли амфотерными свойствами аминокислоты? Ответ обоснуйте

8.Какие химические свойства характерны для аминокислот

9. Какие реакции называются реакциями поликонденсации? Характерны ли реакции поликонденсации для аминокислот?

10. Какая группа атомов носит название амидной группировки?

11.Какие соединения называются полиамидными? Приведите примеры полиамидных волокон. Какие аминокислоты пригодны для получения синтетических волокон

12. Какие соединения называют пептидами?

13) какая группа атомов называется пептидной?

3. Проверка выполнения заданий у доски. Работаем у доски с учеником, который выполнял «Химические свойства аминокислот», подвожу его к выводу, что такое белки.

Ученик делает вывод:

Белками называют сложные вещества, имеющие высокие значение молекулярной массы, построенные из остатков аминокислот, соединенных пептидной связью.

3.

Изучение нового учебного материала.

Обращаюсь к ученикам. Откройте тетради и запишите тему нашего урока «Белки»

Запишите определение белков

Белками –это природные полимеры,построенные из остатков α-аминокислот, соединенных между собой пептидной связью.

Рассмотрим состав и строение белков.

В отличие от других органических соединений белки обладают

рядом особенностей. Прежде всего, белкам присуща громадная молекулярная масса. Сравните: молекулярная масса спирта – 46, уксусной кислоты – 60, а альбумина (одного из белков яйца) – 36000, гемоглобина – 152000, миозина (белок мышц) – 500000. (Слайд 2)

Ясно, что по сравнению с молекулами спирта, уксусной кислоты и другими веществами молекулы белков великаны. В их построении участвуют тысячи атомов. Для того чтобы подчеркнуть гигантский размер таких молекул, их называют макромолекулами (с греч. “макрос” - большой, гигантский)

Чтобы представить значение класса белков, обратимся к цифрам.

В одной клетке бактерий кишечной палочки содержится около 5 тыс. молекул органических соединений, из них – 3 тыс. приходится на белки.

В организме человека более 5 млн. белков (50 % массы клетки в расчёте на сухое вещество). Без белков невозможно представить движение, способность расти, сократимость, размножение.

Часто белки называют протеинами – это название подчёркивает первостепенную роль этих веществ (с греч “протео” - занимаю первое место) (Слайд 3)

Ряд ученых занимались изучением строения белков. В 1888 русский биохимик Данилевский указал на то, что в молекулах белков содержится повторяющаяся пептидная группа атомов. В начале ХХ столетия немецкому ученому Эмилю .Г Фишеру удалось синтезировать соединение в молекулы которого входило 18 остатков различных аминокислот, соединенных пептидными связями. Нобелевская премия (1902).

В настоящее время известно, что белки – это сложные высокомолекулярные природные соединения, молекулы которых построены из остатков 20 аминокислот и представляет собой повторяющиеся участки –CH-CO-NH-, составляющих скелет молекул, и отдельных групп-радикалов R, R и R. (Слайд 4)

Химический состав

Белки не удавалось выделить из костной ткани, хрящей, волос, копыт…так как они не переносят нагревания и кристаллизации из горячих растворов.

Поэтому в начале занимались изучением не структуры белка, а химического состава.

В белке следующие химические элементы: С, Н, О, N, S, P, Fe. Железо в гемоглобине крови, фосфор в казеине молока….(Слайд 5)

Массовая доля элементов:

С – 50% - 55%;

О – 19% - 24%;

Н – 6,5% - 7,3%;

N – 15% – 19%;

S – до 2,5%;

P – до 2%

Не значительное количество меди, кальция, цинка, брома, йода.

Содержание белка в некоторых тканях (после обезвоживания органа): Мышцы – 80%; Жировая ткань, кости, зубы – 14 – 28%;

Почки – 72%; Семена растений – 10 – 15 %;

Кожа – 63%;Стебли, корни, листья – 3% - 5%

Печень – 57%; Плоды – 1-2% Мозг – 45%; (Слайд 6)

Состав и классификация белков: (Слайд 7)

По составу различают:

протеины, состоящие только из аминокислот,

протеиды – содержащие небелковую часть,

простые белки – состоят из аминокислот,

сложные – могут включать углеводы (гликопротеиды), жиры (липопротеиды), нуклеиновые кислоты (нуклеопротеиды)

полноценные – содержат весь набор аминокислот

неполноценные – какие–то аминокислоты в их составе отсутствуют

Структура белка (см видео)

Первичная структура - полипептидная цепь, в которой пептидные связи между аминокислотными остатками. (Слайд 8)

Вторичная структура – спираль, поддерживается водородными связями, которая в 15 – 20 раз слабее ковалентной. Данные ренгеноструктурного анализа доказали, что максимальная стабильность молекулы белка обеспечивается множеством водородных связей (работы Л. Полинга, Р. Кори) (Слайд 9)

Третичная структура – глобула, способ укладки спиральных структур в глобулярных белках. (Слайд 10)

Третичная структура

В образовании третичной структуры большая роль принадлежит радикалам, за счёт которых образуются дисульфидные мостики, сложноэфирные связи, водородные связи, амидные связи. Компактность белка во многом определяется взаимодействием с водой, так как гидрофобные остатки отталкиваются от молекул воды и стремятся собраться внутри белковой молекулы силами Ван-дер-Ваальса. Интересно отметить, что информация для образования третичной структуры содержится в полипептидной цепи, а дисульфидные мостики только закрепляют третичную структуру (инсулин, рибонуклеаза)

Четвертичная структура – это объединение нескольких трёхмерных структур в одно целое. (Слайд 11)

Классический пример: гемоглобин. В гемоглобине гем - небелковая часть, глобин - белковая часть. Гем одинаков для животных и человека, глобин отличен.

Доказана четвертичная структура амилазы, вируса табачной мозаики, пепсина, инсулина.

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).

Учитель. Существуют химические реакции, служащие для распознавания белков. Это цветные реакции.

Учитель демонстрируеткачественные 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).

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.

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).

4.

Закрепление учебного материала, предполагающее:

IV. Закрепление изученного материала

Подведем итог нашего урока

Что такое белки?

Перечислить виды пространственной конфигурации белков?

Какую роль играют водородные связи в строении белковых молекул?

Охарактеризуйте физические свойства белков.

Какие реакции характерны для белков?

Что такое денатурация белков?

Какие функции выполняют белки в организме?

Тест «Строение белков»

1. Какие химические элементы входят в состав белков?

а) углерод б) водород в) кислород г) сера д) фосфор е) азот ё) железо ж) хлор

2. Сколько аминокислот участвуют в образовании белков?

а) 30 в) 20 б) 26 г) 10

3. Какие белки называются неполноценными?

а) в которых отсутствуют некоторые аминокислоты

б) в которых отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты

в) в которых отсутствуют некоторые заменимые аминокислоты

4. Какие связи стабилизируют первичную, вторичную, третичную структуру? (Соотнесите)

а) ковалентные в) ионные

б) водородные г) такие связи отсутствуют.

5. Функция, при которой гемоглобин переносит кислород из лёгких к клеткам других тканей:

а) защитная в) структурная

б) транспортная г) регулирующая.

5.

Задание на дом, включающее:

постановку цели самостоятельной работы для учащихся (воспитанников) (что должны сделать учащиеся (воспитанники) в ходе выполнения домашнего задания);

определение цели, которую хочет достичь педагог, давая задание на дом;

определение и разъяснение учащимся (воспитанникам) технологии успешного выполнения домашнего задания.