Бинарный урок по теме «Органические вещества. Углеводы. Белки» (10 класс)

                                                                                 Пройдут века, эпохи, годы, 

                                                                                  К вам мы прикованы на век, 

                                                                                   Без вас немыслим человек!

Цель: продолжить расширение и углубление знаний о важнейших органических веществах, составляющих основу любых живых организмов.

Образовательные: познакомить учащихся с органическими веществами клетки - углеводами и белками, выяснить их функции, значение для клетки.

Воспитательные: формирование научного мировоззрения на основе знаний многообразия орг. веществ в клетке, их значение.

Развивающие: знать  функции углеводов и белков, уметь давать характеристику.развивать логическое мышление учащихся.

Метод: словесно-наглядный (беседа, рассказ, схемы, таблица…)

Оборудование и материалы к уроку: таблицы по общей биологии и химии, иллюстрирующие строение молекул белков; лабораторное оборудование для проведения лабораторной работы: пробирки (5 шт.), штатив для пробирок, горелка, спички, шерсть, перья, вода, соль, белок куриного яйца, ацетат свинца (р-р), гидроксид натрия 9% (р-р), сульфат меди (р-р), азотная кислота (конц.), аммиак водный.

Ход урока.

I.Организационный этап  (приветствие .психологический настрой, распределение обучающихся по группам, определение целей урока).

Химический состав (макро-, микроэлементы). Роль воды в клетке. Значение минеральных солей.

Биологический диктант

1.В состав живых организмов из 117 хим. элементов входит –(80)

2.На сколько групп делятся хим. элементы по количественному составу - (3)

3.Назовите элементы макромолекулы 1 группы: (O,H,C,N)

4. Макромолекулы 2 группы : (ионы Mg,K,Na,Ca,Fe,Cl)

5.В состав костной ткани входят элементы: кальций, фосфор

6.В состав гемоглобина крови входит: (железо)

7.Магний входит в состав пигмента (хлорофилла)

8.В клетках поджелудочной железы содержится: ( никель)

9.В белом веществе мозга содержится: (молибден)

10.Основное свойство воды – (растворитель)

Индивидуальный опрос       Взаимопроверка

Учитель биологии: Органические вещества (белки, жиры, углеводы, АТФ, нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК)

- впервые обнаружены в живых организмах

- соединения углерода

Углеводы – это сложные орг. соединения, состоящие из углерода и воды (три хим. элемента – С, Н, О)

Общая формула Сn(H2O)m

Термин введен в 1844 г. К.Шмидтом

Углеводы образуются в процессе фотосинтеза в клетках зеленых растений.

По количеству молекул все углеводы делят на группы: моносахариды, дисахариды, полисахариды.

- Моносахариды (простые) – хорошо растворимы в воде, имеют сладкий вкус.

1.Глюкоза (виноградный сахар) – в плодах растений, в цветках, в крови мозге. Участвует в регуляции нарвной системы и ЖВС.

2.Фруктоза – в соке плодов, меде и сах. свекле

3.Рибоза и дезоксирибоза – входят в состав нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), из них состоят клетки животных и растительных организмов

- Дисахариды (образованы двумя молекулами моносахаридов)

1.Лактоза (молочный сахар) – в молоке

2.Сахароза – в сахарной свекле, моркови

- Полисахариды – сложные углеводы

1.Целлюлоза – кожура растений

2.Крахмал – клубни картофеля, семена растений

3.Гликоген (животный крахмал) – клетки печени, мышц

4.Хитин – наружный скелет насекомых, членистоногих и стенки нитей грибов

1.Энергетическая (1 г – 17,6 кДж энергии), в клетке распадаются до СО2 и Н2О

2.Строительная (из целлюлозы состоят стенки растительных клеток, хитин- наружный скелет насекомых, содержатся в межклеточном веществе кожи, сухожилий, хрящей, придавая им прочность и эластичность.

 

В Библии сказано: "Вначале было Слово". Современная книга о происхождении жизни по аналогии могла бы начинаться фразой "Вначале был белок".

«Жизнь, есть способ существования белковых тел»- знакомая фраза Ф.Энгельса. Вы понимаете, что речь пойдет о белках. Как вы считаете, какова цель нашего урока?

Конечно, нельзя приписывать свойство жизни одному соединению, оно проявляется лишь в результате многообразных реакций, в которых участвуют различные соединения, но белки – это основа жизни.Чтобы ответить на вопрос: «Что такое жизнь?», вы должны раскрыть тайну веществ,  лежащих в её основе.

Опираясь на знания, полученные в 9 классе, заполните  первую  колонку  таблицы

Учитель биологии: Первый белок, с которым мы знакомимся в своей жизни, это белок куриного яйца альбумин - хорошо растворим в воде, при нагревании свертывается (когда мы жарим яичницу), а при долгом хранении в тепле разрушается, яйцо протухает. Но белок спрятан не только под яичной скорлупой. Волосы, ногти, когти, шерсть, перья, копыта, наружный слой кожи - все они почти целиком состоят из другого белка, кератина. Кератин не растворяется в воде, не свертывается, не разрушается в земле: рога древних животных сохраняются в ней так же хорошо, как и кости. А белок  пепсин, содержащийся в желудочном соке, способен разрушать другие белки, это процесс пищеварения. Белок интерферон применяется при лечении насморка и гриппа, т.к. убивает вызывающие эти болезни вирусы. Белок змеиного яда способен убивать человека.

Учитель химии: Белки нельзя отнести ни к одному из ранее изученных соединений, так как их молекулы  содержат различные функциональные группы. Это характеризует белок  как качественно новый уровень развития материи, высшую форму развития вещества.

1.1. Работа в группах. Каждая группа получает  задания. При выполнении, которого  обучающиеся  пользовались текстом учебника. Учитель  консультирует группы по ходу выполнения работы.(Приложение № 1)

Каждая группа  предоставляет  отчет о   проделанной работе.

1.2.Лабораторная работа.

Учитель химии: Обратите внимание на структурные формулы аминокислот. Какие функциональные группы они содержат? Предположите, как они могут повлиять на белок? Давайте попробуем доказать наличие в белке куриного яйца альбумине, аминокислоты, содержащей бензольные ядра.

Обучающиеся :  проводят ксантопротеиновую реакцию и делают  лабораторный опыт № 1 (приложение 2)

Учитель химии: Аминокислоты являются амфотерными соединениями, обладают одновременно свойствами кислоты и основания. Это обуславливает возможность соединения аминокислот дуг с другом в длинные цепочки с выделением воды. Такая реакция называется реакцией поликонденсации, она идет последовательно, путем образования дипептидов, трипептидов и полипептидов. Соединение аминокислот происходит за счет пептидных связей. Давайте докажем наличие пептидных связей в белке куриного яйца.

Обучающиеся : проводит биуретовую реакцию и делают лабораторный опыт № 2.(приложение 2)

Учитель биологии: Если белки состоят только из аминокислот, они называются протеины - простые белки. Если кроме аминокислот в состав белковых молекул входит и небелковая часть - это сложные белки - протеиды.

Учитель биологии: Вы  рассмотрели  модели первичной, вторичной, третичной и четвертичной структуры белка.

Первичная - прямая цепочка из аминокислот  удерживается водородными связями. Вторичная - скрученная в спираль первичная цепочка  удерживается водородными связями. Такую структуру имеют фибриллярные белки (коллаген, белок кожи; фибриноген, белок крови; миозин, белок мышц)).

Третичная - многократно скрученная спираль, глобула, удерживается  слабыми  дисульфидными  связями. Такую структуру имеют глобулярные белки (альбумины, глобулины). Некоторые белки имеют четвертичную структуру - объединение нескольких глобул. Четыре глобулы связаны атомом железа имеет белок гемоглобин.

Ученики моделируют первичную, вторичную и третичную структуры белка, используя проволоку и набор бусин разных цветов.

Учитель биологии: Что необходимо сделать, чтобы получить четвертичную структуру? Обучающиеся  объединяются в группы, моделируя молекулы гемоглобина или хлорофилла. А теперь разойдитесь на свои места. Что случилось с вашей белковой молекулой? (Распалась). Верно, это момент начала процесса денатурации, во время которого происходит разрушение структур белка. Наблюдали ли вы в жизни процессы денатурации белков?

Учитель химии: Денатурация белка может происходить под влиянием различных факторов: температуры, кислоты, щелочи, солей и т.д. Давайте выясним влияние соляной кислоты и солей тяжелых металлов на белок куриного яйца и молока( (приложение 2).

Учитель химии: Обсудите результаты, сделайте вывод. Почему опасно отравление тяжелыми металлами?

При денатурации происходит как полное разрушение структур белка, так и частичное. Если первичная структура не разрушена, то может произойти восстановление остальных структур - этот процесс называется  ренатурация.

Учитель биологии. Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод: белок является необходимым элементом живой природы. Белки представляют собой крупные молекулы, построенные из более мелких – аминокислот.

В природе существуют около 120 аминокислот. Но лишь 20 из них входят в состав белков. Животные клетки ( в числе человека) способны синтезировать некоторые

 ( но не все) аминокислоты при наличии нужных исходных веществ. Некоторые аминокислоты (валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фениланин; для детей аргинин и гистидин) не могут синтезироваться в организме и должны быть получены из пищи или поставлены    микрофлорой   кишечника,   поэтому  их  называют        « незаменимыми».

В своем отчете  вы назвали сократительную функцию белка, привели в пример актин и миозин и пришли к выводу, что основным поставщиком белков в организм являются мясные продукты.

Тогда возникает вопрос:» Где тогда вегетарианцы и люди, соблюдающие пост, берут белок? Давай попытаемся ответить на этот вопрос, выполнив следующее задание.

Задание . Используя текст  « Независимые аминокислоты», заполните таблицу. ( приложение 3, 4)

1. Содержатся ли в продуктах растительного происхождения незаменимые аминокислоты? ( да, содержатся)

2. В каких продуктах растительного происхождения   содержится наибольшее количество незаменимых  аминокислот?  (в бобовых и злаковых продуктах)

3. Грозит ли вегетарианцам и людям, соблюдающим пост, белковое голодание?

   Сообщение ученика.  Нужно помнить одно, что для растущего организма и для будущих мам необходимо сочетать белки животного происхождения с белками растительного происхождения, которые обеспечивают организм ребенка веществами, необходимыми для его роста и развития.

В питании детей первого года жизни белки животного происхождения должны составлять 75 % по отношению к общему количеству белков суточного рациона, а в питании детей от 2- 7 лет – 65%.

Нашему организму нужны не сами белки, а именно аминокислоты, которые не бывают "растительными" или "животными". Поэтому утверждение о необходимости животного белка для человека не имеет под собой никаких оснований. Полноценные белки со всем набором аминокислот содержатся во всех содержащих хлорофилл листовых овощах, во всех видах орехов, в некоторых фруктах (груши, хурма, абрикосы), а также в проросших зёрнах пшеницы и других злаках. Богатым источником растительного белка являются чечевица, фасоль и другие виды бобовых, соя и соевые продукты (в том числе такие, как тофу и окара), пищевые каштаны, масло амаранта. Животные белки в избытке содержатся во всех видах молочных продуктов: в твороге, молоке, ряженке, в сырах и т. д. все вышеуказанные аминокислоты дарят человеку жизнь, здоровье долголетие. Не пренебрегайте продуктами, содержащими нужные аминокислоты.

 А)первичная,

 Б)третичная,

В) четвертичная,

Г)вторичная.

А)накапливает важнейшие вещества,

Б)запасает аминокислоты,

 В)распознает чужеродные вещества,

 Г)ускоряет химические реакции.

А)с гидроксидом меди(ii),

Б) с азотной кислотой,

В)с гидроксидом натрия,

Г) с серной кислотой.

А) нуклеиновыми,

 Б) неорганическими,

 В) минеральными,

 В) аминокислотами

А) с ионами Си2+ в щелочной среде,

 Б) с азотной кислотой,

 В) с гидроксидом натрия,

 Г) с серной кислотой.

А) Аланин

Б) Глицин

В) Валин

Г) Пролин

V этап. Подведение итогов урока. 1. В пройденном материале я не очень разобрался.

2. Материал урока заставил меня о многом задуматься.

3. Мне было комфортно на уроке.

4. Сегодня я узнал много интересного

1.Определение

2. Строение.

3. Структуру

4. Функции.

Ренатурация

Деление аминокислот на заменимые и незаменимые.

уравнение поликонденсации аминокислот в общем виде.

Нужные аминокислоты содержатся как в растительных продуктах, так и животных.

VI этап. Домашнее задание :

 1.§ 2.5; 4-7 с 47

 2.Творческая работа. Создание интеллект – карт.(приложение 6)

 Приложение 1

Группа № 1

Группа № 2

Группа № 3

1.Какое из перечисленных ниже органических соединений является мономерами белка: глюкоза, глицерин, жирные  кислоты, аминокислоты, моносахариды.

2.Запишите формулу аминокислоты в общем виде. Укажите, какие функциональные группы входят в ее состав, каково значение радикала ?

3.Почему молекулы белка получили название «макромолекулы»? Запишите уравнение поликонденсации аминокислот в общем виде

 

Вставьте пропущенные слова:    « аминокислотную последовательность в составе полипептидной цепочки относят к ……. структуре белка. В результате образования водородных связей между –СО- и  -NH -  группами разных аминокислотных остатков большинство белков имеют вид спирали – это ….. структура белка. Более плотная, трехмерная пространственная                       « упаковка» полипептида - …….. структура белка. Следующий уровень организации белковой молекулы - ……, который возникает в результате соединения нескольких макромолекул с третичной структурой в сложный комплекс».

2. На рисунках схематично изображены  структуры белковой молекулы. Определите, какой цифрой обозначена каждая структура, запишите их названия:

1.

2.

3.

4.

3.Молекулы белков обладают свойством денатурации. Что это такое?

1.Белки выполняют в клетке много жизненных функций. Запишите функции белков, характерные для различных типов белковых молекул, заполнив таблицу:

Типы белков

Функции

Примеры

Структурные.

Ферменты.

Гормоны.

Сократительные.

Транспортные.

Защитные.

Запасные

Энергетическая

2.В каждой клетке содержатся тысячи ферментов. Что они собой представляют? Какова их роль в клетке?

Лабораторный опыт №1    1. Ксантопротеиновая реакция

К раствору белка в пробирке приливают немного концентрированной азотной кислоты. Белок свёртывается и медленно окрашивается в желтый цвет. При нагревании окрашивание наступает быстрее. При прибавлении избытка аммиака окраска переходит в оранжевую.

Лабораторный опыт №2    1. Биуретовая реакция.

К раствору белка в пробирке приливают несколько миллилитров раствора медного купороса. Жидкость окрашивается в фиолетовый или красно-фиолетовый цвет.

Лабораторный опыт №3   Денатурация белка.

1.При нагревании пробирки с раствором яичного белка в ней появляются белые хлопья.

 2. Действие спирта на белок.

3.   Молоко содержит значительное количество белка - казеина. При добавлении в молоко нескольких капель раствора лимонной кислоты белок сворачивается. Такой же процесс происходит и при скисании молока, поскольку при этом также образуется кислота -молочная

текст

Незаменимые аминокислоты

Для человеческого организма к числу незаменимых относятся  8 аминокислот – валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, фенилаланин, триптофан, лизин.

Валин – аминокислота, необходимая для метаболизма в мышцах, она поддерживает содержание азота в организме человека, восстанавливает поврежденные ткани. Ощущение «мурашек по коже» объясняется чрезмерно высоким уровнем валина. Содержится валин в грибах, мясе, арахисе, молочных продуктах питания.

Аминокислота лейцин является защитником мышечной ткани, восстанавливает мышцы, кости, кожу. Уникальной способностью лейцина считается возможность значительно понижать уровень сахара в крови человека. Эта аминокислота стимулирует гормон роста у маленьких детей. Основным источником лейцина можно назвать пшеничную и соевую муку, орехи, мясо, бурый рис, бобы.

Другой незаменимой аминокислотой считается изолейцин, который абсолютно незаменим для синтеза гемоглобина. Изолейцин успешно регулирует уровень сахара в крови человека, обеспечивает энергообеспечение организма, восстанавливает мышечные ткани, способствует выносливости человека. Источниками изолейцина для организма человека являются чечевица, мясо, рыба, куриное мясо.

Следующая необходимая аминокислота – треонин, способствующая поддержанию нормального белкового обмена в человеческом организме, она необходима для синтеза эластина, коллагена, участвует в обменном процессе жиров. Эффективно стимулирует иммунную систему. Человек получает треонин из молочных продуктов, яиц, орехов, бобов.

Метионин – удивительно нужная аминокислота для нормальной жизнедеятельности человеческого организма. Она благотворно влияет на пищеварительную систему, необходима при заболевании остеопорозом, химических аллергических реакциях, защищает от радиации, предотвращает негативные отложения в печени, стенках артерий. Источники получения метионина – мясо, лук, соевые бобы, чеснок.

Фенилаланин также считается незаменимой аминокислотой, она воздействует на человека как болеутоляющее средство, улучшает память, подавляет аппетит. Организм человека получает фенилаламин из рыбы, мяса, творога, соевых бобов, молока.

Триптофан совершенно необходим человеку, он способствует синтезу в головном мозгу сератонина, помогает при бессоннице, депрессии. Получает триптофан человек из мяса, бурого риса, арахиса, сыра.

Лизин – аминокислота, поддерживающая обмен азота у взрослых людей, способствующая росту детей. Она помогает восстановлению после травм, операций. Источник лизина – мясо, рыба, картофель, яйца, сыр.