Изучал белки русский биохимик А.Я.Данилевский,1888г.

«Белки как природные полимеры»
Конспект открытого урока по химии
(10б класс)
Учитель:
Суровцева Е. Н
Учитель химии,
МБОУ лицей №6
Процитировать Ф.Энгельса: «Жизнь есть способ существования белков».
1.
2.
3.
4.
Цель урока:
Дать понятие о белках, как о природных полимерах.
Объяснить строение макромолекул белка
Изучить химические свойства белков, показать взаимосвязь между строением и
химическими свойствами
Биологическая роль белков
Задачи урока:
1. Познавательные : совершенствовать умение учащихся анализировать,
сравнивать, устанавливать взаимосвязь между строением и свойствами.
2. Уметь применять полученные знания в решении задач, упражнений по данной
теме.
3. Совершенствовать навыки проведения качественных реакций на белках в
лабораторных условиях.
4. Воспитательные задачи:
С помощью опыта «изменение структуры и свойств белка при взаимодействия
на него алкоголя» убедить учащихся, что спирт губительно действует на
организм человека.
Тип урока:
Изучение нового материала с использованием ИКТ, демонстрацией опытов,
тестирование и решение задач
Форма:
Коллективная, групповая, индивидуальная.
Оборудование:
Раствор белка, перья куриные, раствор 𝐴𝑔𝑁𝑂3 ,𝐶𝑢𝑆𝑂4, NaOH, 𝐻𝑁𝑂3, этанол
Ход урока:
Организационный момент:
(презентация)Девиз уроку «Белки- как природные биополимеры»
Можно взять выдержку из работ Ф.Энгельса: «Жизнь есть способ
существования белковых тел, существенным моментом которого является
постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причём с
прекращением этого обмена веществ прекращается и сама жизнь, что приводит
к разложению белка».
Слова учителя: «Каждый полимер состоит из структурных звеньев, такими
структурными звеньями в молекуле белка являются остатки аминокислот.
В природе насчитывают около 20 аминокислот».
Вопросы учащимся:
1. Какие соединения называют аминокислотами?- Учащиеся отвечают, а
один записывает формулы
α-аминоуксусной и α-аминопропионовой кислоты (глицин и
аланин):
𝑁𝐻2 𝐶𝐻2 𝐶𝑂𝑂𝐻
𝑁𝐻3 𝐶𝐻𝑁𝐻2 𝐶𝑂𝑂𝐻
Вопрос к классу:
Почему аминокислоты взаимодействуют между собой?
Ответ учащихся:
(презентация) Они имеют две разные по свойствам функциональные
группы-𝑁𝐻2 и − 𝐶𝑂𝑂𝐻, в результате их взаимодействия образуются связи между
аминокислотами –CO-NH-, который называются пентидными, а реакцияполиконденсацией.
Один из учащихся записывает уравнение реакции поликонденсации между
молекулами аминокислот к-ты:
𝑁𝐻2 𝐶𝐻2 𝐶𝑂𝑂𝐻 + 𝑁𝐻2 𝐶𝐻2 𝐶𝑂𝑂𝐻 → 𝑁𝐻2 𝐶𝐻2 𝐶𝑂 − 𝑁𝐻 − 𝐶𝐻2 𝐶𝑂𝑂𝐻 + 𝐻2 𝑂
дипептид
глицилглицин
Учитель: «Порядок соединения аминокислот в белковой молекуле с помощью
(презентация) пептидной связи обеспечивает первичную структуру белка»:
На экране монитора высвечивается схема первичной структуры и далее учитель
спрашивает учащихся, какие ещё существую структуры белка из биологии?
Ответ учащихся: сопровождается показом схем этих структур ((презентация)
вторичная, (презентация) третичная, (презентация) четверичная)
Вопрос к учащимся:
За счёт каких химических связей обеспечиваются эти структуры?
Ответ учащихся:
1. Внутримолекулярная водородная связь во II структуре
2. –S-S- сульфидные мостики
3. –COOH и−𝑁𝐻2 (солевой мостик) в III и IV структурах
2 этап: Изучение химических свойств белков(презентация и опыты)
Учитель обращается к учащимся:
-На столе у вас растворы белка куриного яица; химические реактивы: 𝐶𝑈𝑆𝑂4 и 1 −
1,5 мл 𝑁𝑎𝑂𝐻:
1. Что наблюдали→красно-фиолетовое окрашивание(Биуретовая реакция
доказывает наличие пептидных связей)
2. На демонстрационном столе один учащийся проводит опыт (раствор белка
+ 𝐻𝑁𝑂3(конц)→ярко-жёлтый или белый осадок- ксантопротеиновая
реакция) указывает на наличие бензольных колец
Учащиеся всё это записывают в тетрадь:
(презентация) Под рубрикой «цветные реакции» на белок
На демонстрационном столе имеется стакан, в котором находится (презентация) кусочек
мяса залитый спиртом (накануне урока). В результате учащиеся делают вывод о вреде
алкоголя на организм человека, в частности на клетки пищевода, желудка, т.е. гибель или
повреждение тех клеток, с которыми соприкасается спирт.
Далее на демонстрационном столе 1 учащийся нагревает раствор белка и доводит до
кипения- выпадает осадок или образуется помутнение.
Учитель: Этот процесс разрушения белка называется денатурацией , слово записывается
заранее на доске, здесь же записи: Биуретовая реакция(𝐶𝑢(𝑂𝐻)2 )
Ксантопротеиновая реакция(𝐻𝑁𝑂3 )
Денатурация
Денатурация- разрушение структур белка под действием солей тяжёлых металлов,
нагревании
Учитель: Т.к. белки биополимеры, то они могут подвергаться гидролизу , в результате
происходит разрушение первичной структуры до соответствующих аминокислот.
Эта реакция протекает постоянно в организме под действием ферментов в кислой среде.
Наличие белков в разных продуктах определяют с помощью реакции идентификации.
Одна из них – горение.
При горении перьев – запах жженных перьев или рога(выполняет учащийся)
По физическим свойствам белки делят на :
(презентация)
Растворимые
Нерастворимые
Глобулярные
Фибриллярные
Белок молока-казеин
Кератин волос, перья, ногти, чешуя
Яйца- альбумин
Коллаген →мускулы, сухожилия
Растворы белков представляют собой
коллоидные растворы
Элементарный состав белков:
кроме углерода, азота, серы, кислорода включают ещё такие элементы как цинк,
фосфор, железо, медь, магний, марганец и другие
Молекулярная масса белков очень высокая. Например,
𝑀𝑟 (альбумина) = 36000
𝑀𝑟 (гемоглобина) = 68000
Изучал белки русский биохимик А.Я.Данилевский,1888г.
Затем учитель объясняет решение задачи на нахождение молекулярной формулы
аминокислоты если известна массовая доля элемента кислорода или азота и класс
аминокислоты (предельная, одноосновная).
Решим такую задачу на нахождение молекулярной формулы вещества ,если указан класс
органического вещества и массовая доля элемента, входящего в состав данного вещества.
В таких задачах необходимо знать общую формулу класса, к которому относится данное
вещество и формулу, по которой можно определить молекулярную массу вещества, а
именно,
𝑀в−ва =
𝑛𝐴(г)Э
𝜔(Э)
,где
Аг элемента- атомная масса данного элемента и его массовая доля(ω)
Задача №1
Вывести молекулярную формулу моноаминокарбоновой кислоты, массовая доля азота в
которой составляет 11,97%.
Решение
14
г
1)Находим 𝑀в−ва = 0,1197 = 117( ⁄моль)
Где 14-атомная масса азота, а его в формуле один атом
Общая формула для моноаминокарбоновой кислоты𝑁𝐻2 𝑅𝐶𝑂𝑂𝐻, где R-радикал и соответствует 𝐶𝑛 𝐻2𝑛
Подставим все данные и найдём конкретную формулу:
𝑁𝐻2 𝐶𝑛 𝐻2𝑛 𝐶𝑂𝑂𝐻
16 + 12𝑛 + 2𝑛 + 45 = 117
14𝑛 = 117 − 61
14𝑛 = 56
𝑛=4
𝐶𝐻3 − 𝐶𝐻2 − 𝐶𝐻2 − 𝐶𝐻 − 𝐶𝑂𝑂𝐻
⃒
𝑁𝐻2
-α аминопентановая кислота
Это один из изомеров данной кислоты.
Закрепим данный тип решения задачи, дав подобную:
Массовая доля кислорода в предельном эфире аминоуксусной кислоты составляет
27,35%.
Написать возможные структурные формулы этого эфира.
Решение:
Общая формула эфира данной кислоты соответствует 𝑁𝐻2 𝐶𝐻2 𝐶𝑂𝑂𝑅 ,где R -радикал
и соответствует 𝐶𝑛 𝐻2𝑛+1
32
𝑀в−ва =
= 117(г⁄моль)
0,2735
где 32(масса 2-ух атомов кислорода)
Подставим в общую формулу и найдём радикал
𝑁𝐻2 𝐶𝐻2 𝐶𝑂𝑂𝑅, т.е. 𝑁𝐻2 𝐶𝐻2 𝐶𝑂𝑂𝐶𝑛 𝐻2𝑛+1
𝑁𝐻2 𝐶𝐻2 𝐶𝑂𝑂𝐶𝑛 𝐻2𝑛+1
16 + 14 + 44 + 12𝑛 + 2𝑛 + 1 = 117
14𝑛 = 117 − 75
14𝑛 = 42
𝑛=3
Итак ,общая формула:
𝑁𝐻2 𝐶𝐻2 𝐶𝑂𝑂С3 𝐻7
или 𝑁𝐻2 𝐶𝐻2 𝐶𝑂𝑂 − С𝐻2 − С𝐻2 − С𝐻3
Пропиловый эфир аминоуксусной кислоты и изомер:
𝐶𝐻3
⃒
𝑁𝐻2 𝐶𝐻2 𝐶𝑂𝑂 − 𝐶𝐻
⃒
𝐶𝐻3
Изопропиловый эфир аминоуксусной кислоты
Закрепление нового материала проводится в виде тестирования:
Тест №1.
Тема: «Белки.
Строение. Их свойство».
1) Из общего ряда выпадает вещество:
а) глицин
в) аланин
б) глицерин г) фенилаланин
2) Природными полимерами являются:
а) аминокислоты
в) жиры
б) белки
г) воски
3) Белки - это:
а) природные полимеры, молекулы которых построены из остатков
моносахаридов
б) природные полимеры, молекулы которых построены из остатков
аминокислот
в) природные вещества, представляющие собой сложные эфиры глицерина и
высших карболовых кислот
г) природные вещества, представляющие собой последовательность
нуклеотидов
4)В белках наибольшую массовую долю имеет:
а) углерод
в) кислород
б) водород
г) азот
5)Пептидной связью называется фрагмент:
а) ─N ─CH─
в) ─ N ─ C─
│
│
││
H
R
O
б) ─N ─ C─
г) ─ N ─ C ─
│ ││
│ ││
R
O
H
O
6) В полимерной цепи белков соседние остатки аминокислот связаны друг с
другом . . . . связью.
а) водородной
в) пептидной
б) сложноэфирной
г) дисульфидной
7) Спиралевидное состояние полипептиднойцепи является . . . структурой
белка.
а) первичной в) третичной
б) вторичной г) четвертичной
8) Аминокислоты, которые не могут синтезироваться в организме человека, а
поступают с пищей, называются:
а) α-аминокислотами в)незаменимыми
б) пищевыми
г)гетероцикличными
9)Число изомеров трипептидов, содержащих по одному остатку
глицина,аланина и валина ,равно:
а)3 в)9
б)6 г)15
Вариант 2.(Белки)
1) Белок иначе называют . . .
2) Что называется мономерами белка ?
3) Какая связь поддерживает вторичную структуру ?
4) Как называется связь, образующая ППЦ ?
5) Вторичная структура белковой молекулы в пространстве напоминает . . .
6) Почему белки относятся ВМС ?
7) На какие две группы делятся белки по их отношению к H2O ?
8) Что такое «денатурация» ?
9) Как называется процесс взаимодействия белков с H2O?
Задание на дом: