Урок № 13 Тема: Строение белков. Задачи урока: сформировать знания о химическом составе, строении и свойствах белков; повторить материал и проконтролировать знания учащихся по теме «Углеводы и Липиды и их роль в жизнедеятельности клетки»;углубить знания о взаимосвязи строения и функций на примере молекул белков. Планируемые результаты обучения Предметные Учащиеся должны: знать строение и класификации белков; сравнивать полимеры и мономеры; выявлять взаимосвязи между строением белков и их свойствами. Метапредметные Познавательные. Учащиеся должны уметь: применять логические приемы анализа-синтеза, сравнения, систематизации для осмысления информации; выявлять причинно-следственные связи между строением и свойствами вещества на примере белков. Коммуникативные. Учащиеся должны уметь: давать устные ответы, формулировать предположения в поиске ответа на проблемные вопросы. Регулятивные. Учащиеся должны уметь: распределять рабочее время на выполнение различных заданий; корректировать правильность выполнения заданий. Личностные: формирование у учащихся научного мировоззрения, включающего знания о химическом составе клетки; формирование убежденности в познаваемости мира, в важности биологических знаний. Основные понятия и термины: Белки, протеины, биополимер, пептид, денатурация, ренатурация, мономер, полимер, аминокислота, специфичность белков, глобула, ферменты, катализаторы. Деятельность учащихся: обсуждение с учащимися класса вопроса о взаимосвязи строения и классификаций белков и их роли в клетке. Ход урока: 1. Организационный момент: 2. Проверка знаний. Проверка знаний осуществляется при помощи раздаточного материала в виде опросных карт. 3. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности. Слайд № 1 «Жизнь есть способ существования белковых тел» - этими словами Ф. Энгельса можно начать наш урок Слайд № 2 Тема которого «Строение белков». Вопросы к учащимся: 1. Знаете ли Вы, что такое белки? 2. Зачем они нужны живому организму? 3. Что Вы знаете о белках? 3. Изучение нового материала. Слайд № 3 Из всех органических веществ основную массу в клетке (50-70%) составляют белки. Оболочки и все внутренние структуры клетки состоят из белков. Даже самые небольшие бактерии, например, кишечная палочка, имеют в своем составе около 3 тыс. индивидуальных белков, а в клетке млекопитающих белков до 50 тыс., в организме человека в целом около 50 млн. Слайд № 4 БЕЛКИ - это сложные высокомолекулярные органические вещества клетки. Белки представляют собой гигантские полимерные молекулы, состоящие из мономеров – аминокислот Слайд № 5 Напоминаю! Полимер- это сложное органическое соединение. Мономер – это простое химическое соединение, из которых состоят полимеры. Слайд № 6 Аминокислоты – это азотсодержащие органические соединения, в составе которых присутствуют две функциональные группы: аминогруппа, придающая им основные свойства и карбоксильная группа, придающая им кислотные свойства, т. е. аминокислоты – это органические амфотерные вещества. Аминокислоты – это вещества, из которых и состоят белки. Слайд № 7 Общая формула аминокислоты имеет следующий вид Слайд № 8 Примеры строения аминокислот Слайд № 9 В тканях и клетках встречается 170 различных аминокислот, в составе белков обнаруживается лишь 26 из них, а обычными компонентами белка можно считать только 20 аминокислот. Много это или мало? Соединяясь друг с другом, эти аминокислоты могут дать свыше 3∙1018 различных комбинаций. Слайд № 10 20 основных аминокислот входящих в состав белков Слайд № 11 Растения синтезируют все необходимые им аминокислоты из более простых веществ, получаемых ими из воздуха или из почвы, или при расщеплении воды при фотосинтезе. Человеческий организм может синтезировать не все аминокислоты, необходимые ему для нормальной жизнедеятельности. 8 аминокислот он должен получать извне, в готовом виде, т. е. с пищей, поэтому эти аминокислоты называются незаменимыми. При недостатке в пище таких аминокислот задерживаются рост и развитие организма. Вопрос: В каких продуктах содержаться такие аминокислоты, как Вы думаете. Правильный ответ: Эти аминокислоты содержатся в белках молочных продуктов (молоко, сыр, творог), в яйцах, рыбе, мясе, бобах. Слайд № 12 Классификация белков в зависимости от наличия в них аминокислот Слайд № 13 На Земле нет двух организмов с одинаковыми белками. Белки удивительны по своим свойствам, которые определяются особенностями их строения. Молекулы различных белков могут отличаться друг от друга по числу аминокислотных звеньев, составу аминокислот и порядку их следования друг за другом. Слайд № 14 По строению белки подразделяют на протеины (простые белки) и протеиды (сложные белки). Слайд № 15 Белки имеют четыре пространственные структуры, образуемые с помощью химических связей разных типов. Слайд № 16 Первичная структура белка Самый простой уровень организации белковой молекулы. Представляет собой нить аминокислот, связанных между собой пептидными связями – полипептидную цепь. Связи в ней ковалентные, очень прочные. Последовательность аминокислот в молекуле белка всецело определяет его строение и свойства. Замена даже одной аминокислоты на другую приводит к образованию нового белка с новыми свойствами. Например, при замене в молекуле гемоглобина глутамина на валин, он кристаллизуется внутри эритроцитов, плохо взаимодействует с кислородом и возникает заболевание крови серповидная анемия. Дома можете смоделировать структуру белковых молекул с помощью кусков проволоки. Слайд № 17 Пептидная связь Слайд № 18 Образование пептидной связи Слайд № 19 Вторичная структура белка Белковая нить закручена в спираль. Между группами –СООН одного витка и –NH2 другого витка образуется водородная связь. Связь слабее ковалентной, но при большом еѐ количестве структура довольно прочна. Слайд № 20 В зависимости от последовательности аминокислот белковая молекула приобретает вторичную структуру в виде альфа спирали или бета – складчатой структуры Слайд № 21 Третичная структура белка Полипептид свертывается, образуя клубок или глобулу. Каждый белок свертывается по-своему. Так образуется третичная структура. Прочность обеспечивается различными связями между радикалами аминокислот. Слайд № 22 Пример глобулы Слайд № 23 Четвертичная структура белка Возникает в результате соединения нескольких макромолекул с третичной структурой в сложный комплекс Например, гемоглобин крови человека. Четвертичная структура характерна не для всех белков Слайд № 24 Структура гемоглобина Слайд № 25 Классификация белков по их структуре Фибриллярные белки – в них наиболее важна вторичная структура – нерастворимы в воде, отличаются механической прочностью. К ним относят коллаген и миозин. • Глобулярные белки – в них наиболее важна третичная структура. Полипептидные цепи таких белков свернуты в компактные глобулы, они растворимы в воде или солевых растворах, легко образуют коллоидные суспензии. К глобулярным белкам относят ферменты и гормоны • Промежуточные белки – фибриллярной природы, но растворимы в воде, к ним относится фибриноген. Слайд № 26 Свойства белков Если нарушить химические связи в молекуле белка, то можно разрушить его структуру. При этом белок теряет свои свойства и раскручивается. Иногда молекула может восстанавливать свои связи. Денатурацией – это процесс разрушения высших структур белка (четвертичная, третичная, вторичная) под действием внешних факторов (температуры, кислоты, ядов, радиации). Денатурация может быть обратимой. Ренатурация - процесс восстановления утраченных структур называется. Слайд № 27 Денатурация белка Слайд № 28 Ренатурация белка 4. Закрепление знаний Проведение опыта на определение ферментов белка. В одну пробирку помещают ломтики сырого картофеля, в другую – вареного (в третью и четвертую пробирки можно положить кусочки сырого и вареного мяса, соответственно). В каждую пробирку с помощью пипетки приливают 0,5 мл 3%-ного раствора пероксида водорода (Н2О2). При выделении пузырьков опустить в каждую из этих пробирок тлеющую лучинку. Наблюдения. В пробирках с сырым картофелем (или мясом) будет наблюдаться бурное образование пузырьков («вскипание»). Тлеющая лучинка, помещенная в пробирку, вспыхивает. В пробирках с вареным картофелем и вареным мясом пероксид водорода не расщепляется, пузырьки не выделяются. Обсуждение результатов. Образование пузырьков в пробирках с сырым картофелем или мясом объясняется присутствием в клетках фермента пероксидазы – у растений (или каталазы – в мышцах), которые расщепляют перекись водорода до воды и кислорода. Молекулярный кислород выделяется в виде пузырьков. Наличие кислорода можно определить с помощью тлеющей лучинки, которая вспыхивает, если ее внести в пробирку с выделяющимися пузырьками. В пробирках с вареным картофелем и вареным мясом пероксид водорода не расщепляется, т.к. при варке ферменты (вещества белковой природы) денатурируют – происходит нарушение третичной структуры фермента и утрата его каталитической активности. Токсичный (ядовитый) пероксид водорода образуется в некоторых растительных и животных клетках в качестве побочного продукта метаболизма (при биологическом окислении). Это соединение токсично для клеток и пероксидаза (или каталаза), содержащиеся в пероксисомах, обеспечивают эффективное его удаление. Под действием ферментов каталазы (мышц, крови) или пероксидазы (картофеля, элодеи) пероксид водорода тотчас расщепляется до молекулярного кислорода и воды, согласно уравнению: Каталаза (пероксидаза) 2 Н2О2 = 2 Н2О + О2↑ Фронтальная беседа. Какие вещества называют полимерами? Какие органические вещества, содержащиеся в клетках, относятся к биологическим полимерам? Охарактеризуйте особенности строения белков как биологических полимеров. Что такое денатурация белка? 5. Домашнее задание. Изучить § 9 (34-35). Подготовить сообщение: "Роль и функции белков в жизнедеятельности организма." 6. Итог урока Общая оценка результатов урока. Оценка работы учащихся.
