Урок "Білки, їхня структурна організація та основні функції"

Тема. Білки, їхня структурна організація та основні функції.

Мета: ознайомити учнів із різноманіттям і функціями білків; проаналізувати основні властивості білків, які дозволяють їм виконувати свої функції; звернути увагу на значення білків для життєдіяльності живих організмів.

Міжпредметні зв'язки: хімія, фізика,  екологія, основи здоров’я, художня культура

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Хід уроку

І. Актуалізація опорних знань та чуттєвого досвіду учнів.

  Виконайте тест для перевірки домашньої роботи

Виберіть окремо відповіді (в цифрах), які стосуються: 1 варіант-вуглеводів та 2 варіант-ліпідів:

Тест

1. Головними хімічними елементами цих речовин є: С, Н, О.

2. До складу цих речовин можуть входити інші елементи.

3. Ці речовини абсолютно гідрофобні.

4. Назви багатьох речовин цього класу закінчуються на «аза».

5. Назви багатьох речовин цього класу закінчуються на «оза».

6. Для цих речовин характерні різні види ізомерії.

7. Ці речовини - обов'язкові компоненти мембран.

8. Основне джерело енергії.

9. Запасне джерело енергії.

10. Ці речовини енергоємніші.

11. Ці речовини - складні ефіри.

12. Серед них є полімери.

13. Для цих речовин характерні глікозидні зв'язки.

14. Крохмаль.

15. Целюлоза.

16. Терпени.

17. Воски.

18. Рибоза.

19. Стероїди.

20. Хітин.

21. Глікоген.

22. Вітамін К.

Відповідь.

Ліпіди: 1, 2, 3, 7, 9, 10, 11, 16,17, 19, 22.

Вуглеводи: 1, 2, 5, 6, 8, 12, 13, 14, 15, 18, 20, 21.

Написавши тести учні обмінюються своїми відповідями та перевіряють відповіді один одного, тим самим вже дізнаються свої оцінки за опрацювання домашньої роботи.

ІІ.Мотивація навчальної діяльності.

 Прийом «Здивуй». На столі викладені такі предмети : шовк, шерсть, яйце, мезим, волосся, горох чи квасоля, пір’я. Проблемне питання : що об’єднує ці предмети, яка речовина входить до вмісту кожного з них. Так. Це білки. Вони і будуть темою сьогоднішнього уроку.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

Білки — це біологічні полімери, мономерами яких є амінокислоти.

3.1. Структура білків.У звичайній еукаріотичній клітині налічується близько 10 тис. різних білків, а загальна кількість відомих білкових молекул наближається до 50 тис. Усі ці білки складаються не більше ніж з двадцяти видів амінокислот. Амінокислоти є органічними молекулами, що мають загальну схему будови: вони містять карбоксильну групу -COOH й аміногрупу -NН2, зв'язані з атомом Карбону. Індивідуальні властивості кожної амінокислоти визначаються радикалом R. Отже, амінокислоти — структурні мономери білків

Амінокислоти сполучаються між собою ковалентним зв'язком між карбоксильною групою однієї амінокислоти та аміногрупою іншої. Такий зв'язок називається пептидним. Амінокислоти об'єднуються за допомогою пептидних зв'язків у пептиди.

Схема утворення пептидного зв'язку

3.2. Класифікація білків.

3.3. Просторова структура білків 

Первинна структура. Визначається порядком чергування амінокислот у пептидному ланцюзі. Амінокислоти з'єднуються міцним пептидним зв'язком.

Вторинна структура. Спірально закручений білковий ланцюжок. Витки спіралі утримуються водневими зв'язками між СО- і NH-групами, розташованими на сусідніх витках.

Третинна структура. Виникає внаслідок закручування вторинної структури в клубок (глобулу). Клубок утримується гідрофобними, йонними та водневими взаємодіями.

Четвертинна структура. Формується кількома глобулами білка. Стійку конфігурацію утворюють гідрофобні, електростатичні та водневі зв'язки.

Руйнування структури білка і втрата ним своїх нативних властивостей (біологічних, фізико-хімічних) називається денатурацією. Первинна структура при цьому зберігається, тому що вона сформована міцними ковалентними зв'язками. 

Чинники, що викликають денатурацію діляться на: 

1. фізичні (температура, радіація, ультрафіолетове випромінювання);

2) механічні (вібрація);

3) хімічні (концентровані кислоти, луги, солі важких металів).

При нетривалій дії і швидкому видаленні денатуруючих агентів можлива ренатурація білка з повним відновленням вихідної тривимірної структури і нативних властивостей його молекули

Мал. Денатурація і ренатурація білкової молекули.

 Деструкція – необоротний процес порушення первинної структури білків

3.4. Біологічне значення білків

   Білки входять до складу мозку, всіх внутрішніх органів, скелета і суглобів, шкіри, волосяного покриву і т. д. В крові у розчиненому вигляді міститься білок гемоглобін, що забезпечує перенесення кисню по всьому організму. Багато білки виконують роль ферментів — каталізаторів обміну речовин в живих організмах. В рослинах білки концентруються в основному в насінні. Білковий обмін тісно пов’язаний з обміном вуглеводів і нуклеїнових кислот. Істотний вплив на білковий обмін впливає характер харчування, якісний та кількісний білковий склад їжі. Джерелами білків можуть служити не тільки тваринні продукти (м’ясо, риба, яйця, сир), але і рослинні, наприклад, плоди бобових (квасоля, горох, соя, арахіс, які містять до 22-23 % білків по масі), горіхи і гриби. Однак найбільше білка в сирі (до 25 %), м’ясних продуктах (у свинині 8-15 %, баранини 16-17 %, яловичині 16-20 %), птиці (21 %), риби (13-21 %), яйця (13 %), сирі (14 %). Молоко містить 3 % білків, а хліб 7-8 %. Серед круп чемпіон по білках — гречана (13 % білків в сухий крупі), тому саме її рекомендують для дієтичного харчування. Щоб уникнути «надмірностей» і в той же час забезпечити нормальну життєдіяльність організму, треба, насамперед, дати людині з їжею повноцінний за асортиментом набір білків. Якщо білків у харчуванні бракує, доросла людина відчуває занепад сил, у нього знижується працездатність, його організм гірше чинить опір інфекції і застуди. Що стосується дітей, то вони при неповноцінному білковому харчуванні сильно відстають у розвитку: діти ростуть, а білки — основний «будівельний матеріал» природи. Кожна клітина живого організму містить білки. М’язи, шкіра, волосся, нігті людини складаються головним чином з білків. Більш того, білки — основа життя, вони беруть участь в обміні речовин і забезпечують розмноження живих організмів. Присутність протеїнів кремів проти зморшок, тоніках, піни для ванни і ін оберігає шкіру від висушування, надає їй м’якість і пружність. Застосовуються протеїни також у косметичних засобах для нігтів. Є активними речовинами в засобах для догляду за волоссям (лікувальні бальзами, кондиціонери для волосся). Благотворно діють на порушену структуру волосся, зміцнюють їх коріння.

Таким чином, можна сказати білки = життя.

3.5. Функції білків.

Різноманітність білкових молекул визначає різноманіття їх функцій: каталітична, скоротлива (актин, міозин), структурна (тубулін, керотин), транспортна (альбумін), захисна (антитіла), рецепторна (рецептори для вірусів), регуляторна (інсулін, гормон зростання), трофічна (білок ендосперма насіння), енергетична (при окисленні 1 г. білка звільняється 17,6 кДж енергії).

Демонстрація флеш-анімації “Функції білків”

ІV. Узагальнення і систематизація знань учнів.

Пояснити висловлювання Фрідріха Енгельса: «Життя — це спосіб існування білкових тіл».

V. Домашнє завдання.

1. Опрацювати відповідний матеріал підручника.

2. Підготувати повідомлення про застосування ферментів у народному господарстві