Белки - высокомолекулярные вещества

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕИНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ОБЩАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 81

Урок химии в 11 классе

« Меняя образ прихотливый.»

( Белки - высокомолекулярные вещества ).

Автор Ицкович Т.Я.

учитель химии

МБОУ ООШ №81

г.Краснодар

2011г

Тема урока:

Белки - высокомолекулярные вещества

Урок- игра «Умники и умницы)

Цели и задачи урока

1. Повторить состав и строение белков, их свойства.

2.Сформировать представление о химическом и биологическом синтезе белков.

3.Подчекнуть роль белков в живом организме,

Реактивы и оборудование:

таблицы « Аминокислоты», « Белки», схемы,

рисунки, пружина, пробирки и стаканы,

штативы, р - р белка, горячая вода, Си SO4,

азотная кислота, NaOH, мультимедийная доска.

Ход урока.

Вступительное слово учителя

Наш урок пройдет в нетрадиционной форме, и посвящен он удивительным веществам, название которым « Белки»

Тема урока: « Меняя образ прихотливый...»

На уроке - брифинге присутствуют представители учащихся 8 и 9 классов, которые зададут вопросы на интересующие их темы по этой проблеме, так как они уже несколько знакомы с этим понятием. Вопросы они зададут учащимся 11 класса, которые постараются ответить вопросы.

И так, Белки

На доске девиз

…Меняя каждый миг свой образ прихотливый,

Капризна как дитя и призрачна как дым,

Кипит повсюду жизнь в тревоге суетливой,

Великое смешав с ничтожным и смешным.

Эти строки поэта С. Надсона пожалуй как никакие другие дают ответ на вопрос, что такое жизнь в поэтическом представлении.

Биологи и химики на этот опрос отвечают по иному. Сегодня мы попытаемся приоткрыть завесу над тайной природы о том, что такое жизнь с позиций химии и биологии.

В курсе природоведения и биологии в 5-8 классах мы говорили о том, что есть живая не живая природа и, называли признаки живого: живая клетка, которой присущи признаки - рост, развитие , размножение и смерть.

Биология 9 класса дала понятие о том, что единица - живого клетка. обладает раздражимостью, ей характерен обмен веществ и синтез ( образование) белка. Значит, понятие «жизнь» тесно связано с понятием «белок».

Чтобы ответить на вопрос, что такое жизнь, надо ответить на вопрос: Что такое белки. Таково мнение химиков.

У присутствующих здесь учащихся не возникло никаких вопросов?

1.Вопрос задают ученики 8 класса

Какие элементы входят в состав белка и что по химическому составу представляют собой белки?

Ответ : Белки состоят из элементов - С, Н, N, S, O, некоторых металлов. Образование их очень сложный в химическом отношении процесс.

2. Вопрос задают ученики 9 класса

Как образуются белки?

Ответ

1. Доказано, что образование белков идет из известных органической химии веществ аминокислот.

Давайте посмотрим на доску , где изображен дипептид, состоящий из остатков одной и той же аминокислоты - глицина. Также на доске вы видите две отдельные формулы аминокислот – аланина и валина.

Скажите, на ваш взгляд, может ли образоваться дипептид из разных по составу аминокислот? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, обратите внимание на место пептидной связи в дипептиде, который образовался из двух аминокислот

Глицин-аминоуксусная кислота

Аланин -аминопропионовая кислота

В образовании пептидной связи принимают участие аминогруппа одной аминокислоты и карбоксильная группа другой аминокислоты, углеводородные радикалы не принимают участия в образовании пептидных связей. Возможно присоединение и других молекул так как у молекулы дипептида имеются свободные карбоксильная группа (С – конец) и аминогруппа (N - конец). Цепь может расти с двух сторон.

Название подипептидаАла-гли

Учитель: Достаточно. Ответ правильный, исчерпывающий.

Обобщение учителя: образование пептидов- есть начало образования белка, полипептидная цепочка представляет собой первичную структуру белка. Итак,

1.Первичная структура возникает за счет пептидных связей.

2.Ученик: Но белок гораздо более сложная система, чем полипептидная цепочка. Помимо первичной структуры белка необходимо рассматривать вторичную, третичную, а в некоторых случаях и четвертичную структуры. В образовании вторичной структуры белка огромную роль играют водородные связи (слайд2).

1. Третичная структура белка( слайд№3) – это способ расположения -спирали и -слоя в пространстве. Осуществляется за счет нескольких типов связей, а именно: Ковалентные связи между атомами серы различных аминокислот (дисульфидные мостики S – S). Гидрофильно-гидрофобные взаимодействия:

2. 

Некоторые белки образуют четвертичную структуру,(слайд№4) осуществляемую за счет все тех же водородных связей и сил электростатического притяжения.

Учитель: Вот таким сложным строением обладают белки .

3.Вопрос задают ученики 8 класса

Каковы физические свойства белков?

Ответ

3.Ученик. Белки – высокомолекулярные соединения, т.е. это вещества с высокой молекулярной массой от 5 тыс. до миллионов а.е.м. (6500 - инсулин; 32 млн. - белок вируса гриппа). Растворимость белков в воде зависит от их функций. Молекулы фибриллярных белков вытянуты в длину, нитеобразны и склонны группироваться одна возле другой с образованием волокон. Это основной строительный материал для тканей: сухожилий, мускульных и покровных. Такие белки в воде не растворимы. Прочность белковых молекул просто поразительна! Человеческий волос прочнее меди и может соперничать со специальными видами стали. Пучок волос площадью 1 см² выдерживает вес в 5 тонн, а на женской косе в 200 тыс. волосинок можно поднять груженый КамАз весом 20 тонн.

4.Вопрос задают ученики 9 класса

А можно увидеть реакции, в которых принимают участие белки?

Ответ

4.Ученик: Белки имеют и особые свойства. Переходим к химическим свойствам белков. И опять мы здесь увидим не совсем обычные химические реакции, так как белки являются полимерными молекулами. Быстрее всего будут разрушаться: четвертичная (если таковая имеется), третичная и вторичная. Первичная структура будет сохраняться дольше других, т.к. она образована более прочными связями.

Денатурация – это разрушение белка до первичной структуры (пептидные связи сохраняются).

Демонстрация опыта.

В 5 небольших пробирок налить по 4 мл раствора альбумина. Первую пробирку нагреть в течении 6 – 10 с (до помутнения). Во вторую пробирку добавить 2 мл 3М HCl. В третью - 2 мл 3М NaOH. В четвертую – 5 капель 0,1 М AgNO₃. В пятую – 5 капель 0.1 М NaNO₃.Во всех пробирках происходит свертывание белка. Большинство белков при денатурации утрачивают биологическую активность, т.к. белки проявляют свои специфические свойства только в высших структурах, т.е. третичной и четвертичной.

5.Вопрос задают ученики 8 класса

Вопрос можно ли разрушить первичную структуру белка?

Ответ

5.Ученик. Это происходит в вашем организме каждый раз, когда в него поступает белковая пища! Сейчас мы будем рассматривать одно из самых важных свойств белков, а именно – гидролиз. При гидролизе белка происходит разрушение первичной структуры и будут образовываться -аминокислоты. Давайте попытаемся доказать это при помощи опыта.

Демонстрация опыта, заложенного перед уроком. В две пробирки наливают по 2 мл раствора куриного белка, в одну из них добавляют 1 мл раствора насыщенного раствора фестала (таблетку предварительно освобождают от гладкой оболочки). Фестал представляет собой ферментативный препарат, облегчающий пищеварение. В его состав входят ферменты липаза (расщепляет жиры), амилаза (расщепляет углеводы), протеаза (гидролизует белки). Обе пробирки помещают в водяную баню при температуре человеческого тела 37 – 40^oС . В течение 30 минут продолжается процесс “переваривания” белка. По окончанию нагревания в обе пробирки добавляют по 2 мл насыщенного раствора сульфата аммония или любого другого реагента, вызывающего денатурацию белка. В первой (контрольной) пробирке образуется обильный белый осадок (Почему? - Белок денатурирует). Во второй таких явлений не наблюдается (Почему? - Белок гидролизовался, а аминокислоты и пептиды с небольшой молекулярной массой не свертываются).

6. Вопрос задают ученики 9 класса.

Какое значение для нашего организма имеет гидролиз белков и где он происходит?

Ответ

Получение аминокислот для нужд организма в результате процессов пищеварения, начинается в желудке, заканчивается в двенадцатиперстной кишке.

Затем краткие ответы учащихся на вопросы А).Белки -строительные материалы. Б) Белки - ферменты, В) защитная и транспортная функции белков

Учитель Как и многие вещества белки имеют качественные реакции : Цветные реакции .- : демонстрационно выполнение опытов учащимися

а) Биуретовая реакция (Демонстрация опыта).

б) Ксантопротеиновая реакция (Демонстрация опыта).

Вывод урока

Человеку всегда хотелось чуда. Одним из чудес считался и остается вопрос возникновения жизни , продления жизни, долголетия.

Решение проблемы синтеза белка - один из ответов на этот вопрос.

Литература

1. Новошинский И.И, Новошинская Н.С. « Химия-11»

2. Книга для чтения по органической химии

3.Захаров В.Б. « Биология - 7»

4. Мамонтов С.Г « Биология - 9»

5.Справочная литература по химии