ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УРОК
по теме «Белки»
Цели урока: расширить знания учащихся о природных высокомолекулярных вещестах - белках, формировать способность к самостоятельному приобретению знаний, самооценке, развивать умения делать выводы на основе сравнения, работать с дополнительной литературой, реактивами, выступать перед аудиторией, развивать мышление через установление причинно-следственных связей «строение вещества - свойства вещеcrвa - применение вещества».
Это урок изучения нового материала, форма его проведения - семинар. Урок проводят учителя химии и биологии. В качестве девиза взяты слова Б. Шоу: «Единственный путь, ведущий к знанию, - это деятельность».
Оборудование: таблицы «Структуры белка», «Биосинтез белка в клетке», оборудование для лабораторных опытов, портреты . Я. Данилевского, Э. Фишера, кодоскоп, выставка дополнительной литературы .
«Жизнь есть способ существования белковых тел». - этими словами Ф. Энгельса учитель химии начинает урок, тема которого – «Белки». Основные учебные цели урока проследить, как взаимосвязано строение белков с их свойствами и функциями, а также выявить связь питания человека с его здоровьем.
Вопросы к семинару
• Нахождение белков в природе. Функции белков.
• Строение и структуры белка. Классификация белков.
• Свойства белков. Качественные реакции на белки.
• Биосинтез белка в клетке.
• Заменимые и незаменимые аминокислоты. Роль аминокислот в профилактике заболеваний.
• Белковое питание. Болезни, связанные с его нарушением.
• Проблема синтетической пищи.
• Геронтология и ювенология - науки будущего.
После выступления учащегося, который готовил первый вопрос, учитель химии организует выполнение лабораторного опыта «Ферментативное расщепление пероксида водорода ферментами клетки».
Инструкция
Цель: изучить роль ферментов в растительных и животных клетках.
Оборудование: пробирки, вода, сырой и вареный картофель, сырое мясо, пероксид водорода, пипетки.
Ход работы
1. Приготовьте 3 чистые пробирки с небольшим количеством воды (примерно 3 см по высоте). В первую положите 3 кусочка сырого картофеля, во вторую - вареного, в третью - кусочек сырого мяса.
2. В каждую пробирку добавьте по 6-8 капель пероксида водорода.
3. В какой пробирке происходят изменения и какие? Чем это объяснить?
4. Составьте уравнение реакции расщепления пероксида водорода.
5. Сделайте вывод: какова роль ферментов в клетках? Что такое ферменты?
После выполнения работы учащиеся делают вывод по первому вопросу.
Второй учащийся рассказывает о структурах белка, сопровождая выступление демонстрацией изображений всех структур белковых молекул, а третий - о классификации белков.
Классификация белков
По степени сложности белки делят на простые - протеины, состоящие только из остатков аминокислот, и сложные - протеиды, состоящие из белковой (апобелок) и небелковой (простетическая группа) частей.
Сложные белки кроме полипептидов содержат: нуклеопротеиды - нуклеиновые кислоты; гликопротеиды – полисахариды; хромоnротеиды – пигменты, липопротеиды -липиды; фосфопротeиды - остатки фосфор-ной кислоты.
По растворимости в отдельных растворителях можно выделить следующие группы белков:
альбумины - белки с небольшой молекулярной массой, хорошо растворимые в воде и солевых растворах (например, белок куриного яйца);
глобулины - белки, растворимые в соляных растворах, входят в состав мышечных волокон, крови, молока (например, лактоглобулин молока);
праламuны - растворяются в растворе этилового спирта, это белки семян злаков (например, зеины содержатся в кукурузе, авенины - в овсе, глиадины - в пшенице); глютелиды - растворяются только в растворах щелочей (например, глютенин клейковины пшеницы).
Следующий учащийся рассказывает о свойствах белков.
Свойства белков
Белки обладают большой относuтельной молекулярной.массой, например инсулин ¬6000, каталаза - 62 000, гемоглобин ¬65 000, фибриноген - 340 000 и т. д. Поэтому растворы белков - коллоиды. Белки -амфолиты.
В зависимости от рН среды белки могут вести себя как катионы или как анионы. При определенном значении рН среды число положительных и отрицательных зарядов в молекуле одинаково. Такое значение рН называют uзоэлектрuческой точкой. В этой точке белки электронейтральны, а их вязкость и растворимость наименьшие. Этим свойством белка пользуются для выделения их из растворов, например при получении белковых продуктов. Еще одно интересное свойство белков - способно связывать воду, т. е. гuдрофильность. Благодаря этому белки могуг набухать, образовывать студни, стабилизировать суспензии, эмульсии и пены, что имеет большое значе ние в пищевой промышленности.
Высалuванuе белка - это обратимый процесс выпадения белков в осадок, причиной которого могут служить соли натрия. После их удаления белок возвращается в свое природное состояние. Денатурацuя - это процесс необратимого осаждения белков, при котором происходит разрыв сульфидных и водородных связей. (Учитель предлагает учащимся найти в учебнике ответ на вопрос при каких условиях возможна денатурация белка?)
Большое значение имеет способность белков к пенообразованuю. В качестве пенообразователей белки широко используют кондитерской промышленности для изготовления пастилы, зефира, суфле.
Одно из важных свойств белка - их способность к гuдролuзу под действием ферментов.
Учитель биологии про водит групповую лабораторную работу. Четыре группы учащихся исследуют действие желудочного сока на белок куриного яйца: первая группа -при нагревании до 40 0С, вторая - при охлаждении до 0 0С, третья - при кипячении, четвертая - в щелочной среде. Пятая группа исследует действие желудочного сока на крахмал при обычных условиях.
После выполнения работы учащиеся самостоятельно делают вывод: фермент действует только на определенную субстанцию, только в кислой среде и только при температуре тела. Ученик, вызванный к доске, составляет уравнение реакции гидролиза любого трипептида.
Демонстрируя цветные реакции на белки, учитель химии предлагает ответить на вопрос: наличие каких групп подтверждают биуретовая и ксантопротеиновая реакции?
Учитель биологии сообщает учащимся, что впервые о белках заговорили еще в XIX в. В 1888 г. А. Я. Данилевский предложил теорию строения белковой молекулы. В начале ХХ в. Э. Фишер синтезировал пептидоподобные вещества и пептиды, а в 60-е гг. был синтезирован первый белок - инсулин.
Синтез белка в организме происходит в рибосомах, представляющих собой сложный рибонуклеопротеидный комплекс. Учитель предлагает учащимся рассказать об этом процессе, используя таблицу «Биосинтез белка в клетке»
Несмотря на то, что белки составляют одну четвертую часть нашего тела, единственным источником их образования в организме служат аминокислоты белков пищи. Вот почему белки совершенно незаменимы в питании человека.
Учащиеся рассказывают о заменимых и незаменимых аминокислотах, а также о белковом питании.
Заменимые и незаменимые аминокислоты
Установлено, что пищевая ценность белков зависит от их аминокислотного состава. Часть аминокислот являются строительным материалом для создания новых аминокислот (заменимых). Однако несколько аминокислот (незаменимые) не синтезируются в организме и обязательно должны поступать с пищей. Это такие аминокислоты, как аргинин, валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, лизин, фенилаланин, триптофан, цистеин. Изучение аминокислотного состава различных продуктов показало, что белки животного происхождения больше соответствуют структуре человеческого тела, а аминокислотный состав белков яиц был принят за идеальный, поскольку их усвоение организмом человека приближается к 100 %. Очень высока степень усвоения и других продуктов животного происхождения: молока (96 %), мяса и рыбы (93 %). В то же время белки хлеба и овощей усваиваются на 80 %, картофеля и некоторых бобовых - на 70 %.
У значительной части населения земного шара отмечается определенный дефицит трех аминокислот: лизина, триптофана и метионина, которые лимитируют полноту усвоения пищи. С этой точки зрения благоприятны сочетания растительных и молочных продуктов, различных мучных изделий с творогом, мясом.
Белковое питание
Потребность человека в белке зависит от его возраста, пола, характера трудовой деятельности. для оценки белкового обмена введено понятие азотного баланса. В зрелом возрасте у здорового человека существует азотное равновесие, т. е. количество азота, получаемого с белками пищи, равно количеству выделяемого азота. В молодом растущем организме идет накопление белковой массы, образуется ряд нужных для организма соединений. Поэтому азотный баланс будет положительным. У людей пожилого возраста, а также у тех, кто страдает некоторыми заболеваниями или испытывает недостаток белков и витаминов в рационе питания, наблюдается отрицательный азотный баланс: количество выделяемого из организма азота превышает его поступление. Длительный отрицательный азотный баланс ведет к гибели организма.
Белковое голодание характеризуется распадом собственных белков тканей, что ведет к отрицательному азотному балансу в них. Раньше других уменьшается содержание белка в сыворотке крови - развивается гипопротеинемия. Она ведет к переходу жидкости из крови в ткани, вызывая отеки. Вслед за белками крови распадаются белки печени, мышц и кожи, позже всех распадаются белки мышц сердца и головного мозга. Одним из наиболее ранних показателей того, что запасы белка начинают истощаться, служит изменение содержания мочевины в моче.
Учитель биологии дополняет выступление учащегося, рассказывая о проблеме белкового голода, и предлагает обсудить вопрос о синтетической пище.
Затем еще один учащийся рассказывает новых науках ХХ в. - геронтологии и ювенологии, О способе омоложения, который назвали РНК-терапией, лечебной диете, витаминах долгожительства.
В заключение урока учитель химии комментирует выступления учащихся, дела выводы, собирает несколько тетрадей, чтобы проверить конспект и узнать мнение школьников об уроке.
|
