Урок "Білки, їхня структурна організація та основні функції."

Урок № 5

Клас: 9

Дата:

Тема: Білки, їхня структурна організація та основні функції.

Мета: а) дидактична – сформувати знання учнів про білки, як високомолекулярні    біополімери;

б) розвиваюча – формувати навички критичного мислення, розвивати вміння аналізувати, систематизувати, узагальнювати, робити висновки;

в) виховна – сприяти формуванню в учнів наукового світогляду,  вміння застосовувати  біологічні знання для обґрунтування здорового способу життя.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Методи: проблемно-пошуковий, інформаційно-рецептивний, бесіда, пояснення, розповідь, виконання вправ, ІКТ.

 

 

Структура уроку

 

Етап уроку	Діяльність вичтеля і учнів
Організаційний етап	Привітання, перевірка присутності учнів та готовності їх до уроку.
Підготовка до усвідомленого засвоєння знань	Мотивація навчальної діяльності – бесіда, ілюстрування, оголошення теми, мети та плану уроку,  «Мозковий штурм». Актуалізація опорних знань - асоціативний кущ, бесіда.
Засвоєння нових знань	Бесіда, розповідь, ілюстрування.
Закріплення і систематизація знань	Виконання тесту, вправа «біологічна грудка», «вірю/не вірю» .
Підбиття підсумків уроку	Рефлексія, оголошення та пояснення домашнього завдання.

 

Хід уроку

 

 

I.  Організація початку уроку

Привітання, перевірка присутності учнів та готовності їх до уроку. 

ІІ. Актуалізація опорних знань.

      1)Розпочати пропоную із розминки.

На дошці ви бачите 7 малюнків. Що їх об’єднує?

(Це рівні організації живої матерії)

Які зображені рівні? (молекулярний, клітинний …)

На якому рівні відбуваються біохімічні процеси без яких неможливе існування живої матерії? (на молекулярному)

      2)Отже ми продовжуємо знайомитися із хімічним складом клітини.

         Жодну речовину хіміки не вивчали так довго як цю, перш ніж удалося встановити її склад і будову.

         Ось кілька цікавих фактів про цю сполуку:

- молекулярна маса цих речовин величезна – від 5000 до 20 млн;

- у нашому організмі немає такої ділянки, де б їх не існувало: у м'язах — 80% і навіть у кістках – 28%;

- це найважливіша хімічна складова волосся і становить 65 -95% його ваги;

- саме завдяки цій речовині волосся має «пам’ять» -  унікальну здатність зберігати інформацію про всі процеси обміну які були в організмі. Дослідивши волосину можна встановити які речовини потрапляли в організм (у тому числі і отруйні);

- завдяки цій речовині волосина за міцністю на розрив займає місце між міддю і залізом. І тому давні карфагеняни саме із жіночих кіс виготовляли канати для катапульт;

         Тож про яку речовину іде мова? (білок)

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів.

     Вивчаючи білки учені з часом зрозуміли, що всі прояви життя пов’язані саме з ними. Тому у науковому світі і з’явилося висловлювання : «Таємниця життя – це таємниця білка». А символом початку життя здавна вважається яйце. І саме білок пташиного яйця дав назву всьому класу Білки.

      «Мозковий штурм»

 

Що, на вашу думку, ми повинні пригадати чи дізнатися про білки?

-

-

-

-

 Запишемо тему і план уроку.

План

1. Поняття і склад білків.
2. Структура білків.
3. Функції.

ІV. Сприйняття і засвоєння нового матеріалу

1)

Білки - це органічні сполуки, полімери, мономерами в яких є амінокислоти.

 Амінокислоти - це невеликі за розміром органічні сполуки, у молекулі яких одночасно містяться аміногрупа і карбоксильна група. Білки також називають протеїнами.

 

 

Мал.1 

Загальна формула амінокислоти.

У процесі біосинтезу білка до його складу включаються 20 амінокислот (наприклад, аланін, гліцин, серин, тирозин та інші).

Є амінокислоти , яких організми людини і тварини синтезувати не можуть, вони називаються незамінними і обов`язково мають надходити до організму з їжею.

Амінокислоти можуть  з`єднуватись одна з одною. Якщо у такій сполуці декілька амінокислот, то цей зв`язок називають пептидним; якщо велика кількість - поліпептидним.

 

2)    

Рівні організації білкової молекули

• Первинна структура білка представлена поліпептидним ланцюгом. У цій структурі всі зв`язки між амінокислотами ковалентні, а отже, міцні.
• структура білка - це спосіб упакування первинної структури в альфа-спіраль або бета-шар. Альфа-спіраль виникає в результаті утворення водневих зв`язків між групами -СО- та -NH, розташованих на різних витках спіралі. (мал.2, б) Бета-шар утворюється в результаті формування водневих зв`язків між СО-групами одного поліпептидного ланцюга та NH-групами іншого поліпептидного ланцюга (мал.2, в)
• Третинна структура - це спосіб упакування альфа-спіралі у просторову глобулу. Утворюється завдяки додатковим водневим зв`язкам, гідрофільно-гідрофобним взаємодіям та ковалентним дисульфід ним зв`язкам -S-S-, які виникають між двома молекулами цистеїну (мал.2, г).
• Четвертинна структура - спосіб спільного упакування декількох поліпептидних ланцюгів (мал.2, д).

 

 

Рівні організації білкової молекули: первинна структура (а); вторинна структура: б - альфа-спіраль, в - бета-шар; третинна структура (г); четвертинна (д)

Властивості білків

Денатурація - це порушення природної структури білка. Якщо порушуються всі структури білка, включаючи первинну, така денатурація називається необоротною.

Ренатурація - це відновлення структури білка на початковій стадії руйнування.

Про будову білків говорили. А тепер – про властивості.

Демонстрація експерименту.

У пробірках:  № 1-3 – розчин білка курячого яйця. (Однією з важливих властивостей є розчинення деяких білків у воді з утворенням колоїдних розчинів. Що ми зараз і спостерігаємо.)

                       № 4 – розчин купрум (ІІ) сульфату

                       № 5 – етиловий спирт

                       № 6 – розчин кислоти (лимонної)

     Додали  обережно вміст пробірок № 4-6 до вмісту пробірок №1-3 (білок).

Нагрівання розчину білка.

 Бесіда:

• Що спостерігаємо? (осад)
• Яка це  властивість білка? (денатурація)
• Що таке денатурація?

        (Одна з основних властивостей білків – це їхня здатність під впливом різних факторів змінювати свою структуру і властивості. Ця зміна може мати тимчасовий або постійний характер, але в обох випадках амінокислотна послідовність білка залишається незмінною. Такий процес порушення природної структури (вторинної – четвертинної) білка називається денатурацією.
При денатурації молекула розгортається і втрачає здатність виконувати свою біологічнуфункцію.)
 

• Які фактори викликають денатурацію?

(- сильні кислоти, луги, концентровані розчини солей;

- органічні розчинники ( Використання спирту як дезинфікуючого засобу основане на тому, що він викликає денатурацію білка тих чи інших бактерій. )

- важкі метали (усі солі важких металів (Hg, Ag, Pb, Cu) викликають необоротну денатурацію білків і утворюють нерозчинні солі)

- нагрівання)

 

·       Інколи денатурований білок може спонтанно відновити свою початкову структуру. За якої умови це можливо? (Це може відбутись на початкових стадіях денатурації за умови припинення дії факторів, що спричиняють цей процес.)

·       Як називається цей процес? (Таке явище має назву ренатурації (від лат. ре – префікс, який означає поновлення).

·       Як називається процес порушення первинної структури білків? ( деструкція від лат. деструкціо – руйнування. Він завжди має незворотний характер).

 

• Чи може дана інформація згодитися нам у повсякденному житті? Якщо так, то де і за яких умов?

 (- знати, які речовини є отруйними і при потраплянні до організму можуть викликати денатурацію білків, припинивши їх функціонування;

        - надаючи першу допомогу у разі отруєння солями важких металів, кислотами, лугами, потерпілому дають випити сире куряче яйце або молоко;

        - у  харчових продуктах після термічної обробки денатуровані білки легше засвоюються організмом – яєчня або зварене яйце порівняно із сирим, кисле молоко порівняно зі свіжим).

 

4) Оскільки білок є важливим харчовим компонентом я пропоную прокоментувати  поради дієтолога:

• Багатими на білок продуктами є м’ясо, риба …? (молоко, сир, яйця, бобові, горіхи)
• За своїми поживними якостями яйце перевершує навіть м’ясо то молоко.
• Вегетаріанець обов’язково хвалитиме волоський горіх – білка у ньому приблизно стільки, скільки у хорошому сирі.
• Їжа підлітка повинна бути різноманітною і містити достатню кількість білків. Адже нестача білка в організмі веде до …? ( затримки росту і розвитку. А саме – білок є будівельним матеріалом,  білки актин і міозин відповідають за розвиток м’язової маси, гормони – регулюють процеси обміну в організмі, ферменти – сприяють засвоєнню білків, гемоглобін – транспортує кисень необхідний для утворення енергії в організмі)
• Варений буряк, на відміну від решти овочів, зберігає свої корисні властивості – містить багато мінеральних солей, вітамін В. А ще у ньому є бетаїн – речовина, яка сприяє засвоєнню білка в організмі ? ( у травному каналі бетаїн сприяє денатурації білка та його легшому засвоєнню)
• Не рекомендується вживати білок сирого яйця …? (важко перетравлюється; мікроби на шкаралупі можуть призвести до харчового отруєння – сальмонельозу)
• Білкове голодування дорослого організму небезпечне через сповільнення процесів самовідновлення. Можливим негативним наслідком цього може бути … ? (передчасне старіння організму).

3)

Біологічні функції білків

1. Ферментативна функція ( хімічні реакції у клітині відбуваються за участю біологічних каталізаторів - ферментів, що прискорюють їх у сотні разів).
2. Структурна функція ( білки входять до складу всіх мембран і органел).
3. Транспортна (перенесення кисню та вуглекислого газу в тілі, яке здійснює гемоглобін).
4. Рухова, скоротлива функція ( усі види рухових реакцій клітини виконуються скорочувальними білками)
5. Захисна (білки  утворюють захисний покрив, що захищає організм від шкідливих впливів).
6. Енергетична функція ( під час розпаду 1г білка виділяється 17кДж енергії)
7. Запасаюча функція ( наприклад, казеїн молока)
8. Гормональна ( білки можуть бути регуляторами фізіологічних процесів - гармонами).
9. Регуляторна функція ( білки регулюють транскрипцію, трансляцію, активність інших білків)
10. Сигнальна функція ( передають сигнали між тканинами, клітинами або організмами).

 

 V. Закріплення та систематизація знань.

Робота з мобільним додатком «Білки».

Давайте розглянемо типи білків. Назвіть їх. Назвіть амінокислоти, які ви бачите.

Погляньте, які білки входять до складу організму людини.

З якої молекули утворюються білки?

Вправа «Вірю/не вірю».

1.               Білок - це біополімер:
2.               Начало формыКонец формыМономерами білків є нуклеїнові кислоти
3.               Начало формыКонец формыМіж амінокислотами виникає зв`язок пептидний
4.               Первинна структура білка представлена поліпептидним ланцюгом:
5.               Начало формыУ вторинній структурі білка виникає альфа-спіраль із водневими зв`язками:
6.          Начало формыКонец формыПросторова глобула характерна для первинної структури
7.          Начало формыКонец формыПорушення природної структури білка – це денатурація
8.          Начало формыФерментативна функція білка заключається в прискоренні хімічних реакцій
9.          Начало формыБілки входять до складу клітинних мембран:
10.          Начало формыІнтерферон виконує функцію захисту
11.          Начало формыДо складу  білків входить 20 амінокислот.

Виконання тесту «Поміркуймо» з підручника.

V. Підбиття підсумківНачало формыКонец формы 

Рефлексія

А тепер давайте знову повернемося до висловлювання: «Таємниця життя – це таємниця білка». Чому?

(Розгадавши склад та будову білкової молекули людина отримує можливість втручатися в життєві процеси. Наприклад, інсулін – перший гормон і перший білок, будову якого вдалося розшифрувати. Людина навчилася його синтезувати і дякуючи цьому врятовано життя багатьох людей хворих на цукровий діабет. Таких прикладів можна навести безліч).

 Наш урок завершився. І мені хотілося б подивитися який у вас зараз емоційний стан. Кожний колір відповідає певним емоціям. Виберіть і покажіть стрічечку відповідного кольору.

(Колір:               Емоційний стан:

червоний           захоплення

оранжевий        радість

жовтий              приємно

зелений             спокійно

синій                 сумно

фіолетовий       тривожно

чорний              зневіра

білий                 важко визначитися)

 

 

 

Домашнє завдання: прочитати параграф . Поміркувати: чи можна повністю замінити білкову їжу вуглеводневою? Чому?

Чому за температури 42°С людина гине? (завдання на вибір).