Белки

Автор: Дараган Людмила Владимировна

Организация: ГБОУ ЛНР«ЛМБЛИ»

Населенный пункт: г. Луганск

Цели и задачи:

 

-образовательные:

познакомить учащихся с основными химическими свойствами белков на основе проведения опытов и компьютерной презентации; рассмотреть этапы синтеза белка в клетке и обосновать их роль в живом организме;

 

-воспитательные:

формировать научное мировоззрение учащихся на примере интеграции естественных наук, лежащих в основе строения и функционирования организма;

 

-развивающие:

развивать теоретическое мышление учащихся и их умение прогнозировать свойства белков на основе увиденных опытов;

 

 

Тип урока:

Изучение новых знаний.

 

Оборудование:

Мультимедийная доска, проектор, Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, презентация в формате Power point.

 

Методы и приемы:

Информационно - рецептивный, рассказ учителя, составление опорного конспекта.

 

План урока:

I. Организационный момент.

II. Мотивация познавательной деятельности.

III. Актуализация опорных знаний и умений.

IV. Изучение нового материала.

V. Закрепление нового материала.

VI. Итог урока.

VII. Домашнее задание.

 

 

Ход урока:

 

1. Организация класса. Эмоциональный настрой.

 

Учитель:

-Добрый день, дорогие ребята! Наш сегодняшний уроке мне хотелось бы посвятить одному классу соединений, без которых жизнь на планете Земля существовала бы, наверное, совершенно в другом виде и качестве. Один из представителей этого класса соединений – это первое, с чего начинается жизнь любого млекопитающего, а так же и человека! Сегодня мы с вами продолжим дальнейшее изучение химии - этой удивительной науки и познакомимся с крупным классом органических соединений – белками. Задачами нашего урока будут:

 

2. Мотивация учебной деятельности.

 

Учитель:

- Люди познавали природу с древнейших времен. Человек изучал свойства веществ, пытался изменить их таким образом, что бы они принесли ему как можно больше пользы и выгоды. При этом он смешивал, подвергал обработке огнем, измельчал и растворял различные вещества, получая новые соединения. Но в природе естественным путем, задолго до появления самого человека, образовались такие вещества, которые не нуждаются в дополнительной обработке и доработке, что бы приносить максимум пользы. К этим веществам относится мед, который добывали пчелы для собственных нужд и которым так любят лакомиться медведи, крахмал – природный полимер, который является ценным питательным продуктом, гликоген – естественное резервное вещество животных, которое превращается в глюкозу по мере ее расходования в клетке, целлюлоза – основа хлопка и древесины деревьев. Человек научился получать и использовать в своих нуждах вещества, которыми так богата природа. А позже человек достиг такого прогресса, что начал изучать и искусственно синтезировать окружающие его вещества.

 

III. Актуализация опорных знаний:

 

Учитель:

- Но, прежде чем мы приступим к изучению нового материала, давайте вспомним, какие вещества называются жирами?

 

Ученик:

-Жиры – это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших карбоновых кислот алифатического ряда.

 

Учитель:

- Хорошо. Следующий вопрос. Какова классификация жиров?

 

Ученик:

-По происхождению жиры классифицируются на животные и растительные. Животные жиры всегда твердые из-за большого процентного содержания в них предельных карбоновых кислот. Исключением является рыбий жир. Жиры животного происхождения можно так же классифицировать на протоплазматический (внутриклеточный) и запасной (образующий жировую ткань). Жиры растительного происхождения, или масла, всегда имеют жидкое агрегатное состояние из-за большого процента непредельных карбоновых кислот в своем составе. Исключением является кокосовое масло.

 

Учитель:

-Хорошо. Скажите, пожалуйста, каковы основные химические свойства жиров?

 

Ученик:

- Все жиры подвергаются гидролизу. Гидролиз жиров может быть щелочным – он используется для получения мыла и кислотным.

 

Учитель:

-Хорошо. А теперь скажите мне, пожалуйста, что такое углеводы? Это продукты растительного или животного происхождения?

 

Ученик:

- Углеводы – это сложные органические вещества, молекулы которых содержат альдегидо – и кетоно – группы, а так же группу – ОН. Как и жиры, все эти продукты – естественного происхождения – зерна кофе, сахар, корица, шоколад - полученные из растений и мед и молокопродукты животного происхождения.

 

Учитель:

-Верно. Таким образом, можно сказать, что мы с вами изучаем естественные источники пищевых продуктов, которые несут огромную пользу для поддержания здоровья человеческого организма.

 

IV. Изучение нового материала:

 

Учитель:

-Итак, темой нашего сегодняшнего урока являются белки. Как всегда, вашим заданием будет самостоятельное ведение в тетради конспекта нашего урока Что же они собой представляют?

Белки – высокомолекулярные органические соединения, природные биополимеры, состоящий из мономеров – аминокислот, соединенных между собой пептидными связями.

Учитель:

- Впервые термин белковый (albumineise) применительно ко всем жидкостям животного организма использовал, по аналогии с яичным белком, французский физиолог Ф. Кене в 1747 г., и именно в таком толковании термин вошел в 1751 г. в «Энциклопедию» Д. Дидро и Ж. Д'Аламбера. На следующем слайде вы увидите портрет Джона Дальтона - английского химика ( 6 сентября 1766 — 27 июля 1844), который в 1803 г. открыл первые формулы белков – альбумина и желатина - как веществ, содержащих азот.

 

Учитель:

-На следующем слайде вы увидите портрет Жозефа Луи Гей-Люссака – французского химика (6.12.1778-9.05.1850), который провел химический анализ белков - фибрина крови, казеина и отметил сходство их элементного состава. Внимание на доску, пожалуйста:

 

Учитель:

- В XIX веке были совершены крупнейшие открытия в органической химии, и в частности, он касался и белков. Внимание на доску, пожалуйста:

 

Учитель:

- Как вы уже знаете, немецкий биохимик Альбрехт Коссель высказал предположение, и оно оказалось абсолютно верным, что аминокислоты служат «строительными блоками» при синтезе белка. За создание одной из первых теорий строения белков в 1910 г. он был удостоит Нобелевской премии.

Давайте вспомним, что же такое аминокислоты?

 

Ученик:

-Аминокислоты – это сложные органические соединения, в молекулах которых содержится аминогруппа и карбоксильная группа, а связаны они углеводородным радикалом.

 

Учитель:

-Верно! Спасибо, присаживайся, пожалуйста.

 

Учитель:

- На следующем слайде вы увидите, каким же образом, посредством чего, аминокислоты могут образовать белок

Аминокислоты могут реагировать друг с другом: карбоксильная группа одной аминокислоты реагирует с аминогруппой другой аминокислоты с образованием пептидной связи и молекулы воды.

NH₂ – CH₂ – COOH + NH₂ – CH₂ – COOH =

NH₂ – CH₂ – CO – NH – CH₂ – COOH + H₂O

Связь – CO – NH – , соединяющая отдельные аминокислоты в пептид, называется пептидной.

 

Учитель:

- На следующем слайде вы видите структуру белка – строение его молекул в пространстве. Как вы уже заметили, эти соединения состоят из углерода, водорода и кислорода и входят в состав крупных структур – носителей наследственной информации - ДНК и РНК.

Первичная структура – это полипептидная цепь линейной формы из последовательно соединенных пептидной связью(– CO – NH –) аминокислот.

 

-На следующем слайде представлена еще одна структурная модель белковой молекулы. Она называется вторичная.

Вторичная структура – возникает за счет скручивания первичной структуры в спираль или в гармошку за счет водородных связей между соседними витками или звеньями.

 

- На следующем слайде вы видите третичную структуру молекулы белка – глобулу, внимание на доску, пожалуйста.

Третичная структура – это глобулярная форма, образующаяся за счет гидрофобных связей между радикалами аминокислот вторичной структуры.

 

- На следующем слайде вы видите четвертичную структуру молекулы белка – белковый комплекс или конгломерат, внимание , пожалуйста.

Третичная структура – это глобулярная форма, образующаяся за счет гидрофобных связей между радикалами аминокислот вторичной структуры.

 

Учитель:

- Ярким примером такого белка может быть гемоглобин. Было установлено, что, например, для взрослого человека молекула гемоглобина состоит из 4-х отдельных полипептидных цепей и небелковой части - гема. Молекулярные массы разных белков (полипептидов) составляют от 10 000 до 5-6 миллионов Дальтон. (единица измерения массы белка, названная в честь Джона Дальтона, который впервые обнаружил, что в состав молекулы белка входят атомы Нитрогена). К примеру, молекула инсулина состоит из двух полипептидных цепей и содержит 51 аминокислотный остаток. Установлено, что инсулин имеет молярную массу 5687 г/моль, а его химический состав отвечает формуле C254H337N65O75S6. Анализ проводился вручную с использованием ферментов, которые избирательно гидролизуют пептидые связи между определёнными аминокислотными остатками. Макромолекулы белков имеют стереорегулярную структуру, которая очень важна для проявления ими определенных биологических свойств. Несмотря на численность белков, в их состав входят не более чем 22 Альфа – аминокислоты. А сейчас мы познакомимся со свойствами белков Белки могут быть как растворимы, так и нерастворимы в воде в зависимости от их состава и структуры.

Свойства белков объясняет их различное строение. Большинство белков аморфно, в спирте, эфире и хлороформе нерастворимо. В воде некоторые белки могут растворяться с образованием коллоидного раствора.

 

Учитель:

- Многие белки растворимы в растворах щелочей, некоторые - в растворах солей, а некоторые - в разбавленном спирте. Кристаллическое состояние белов встречается редко: примером могут быть алейроновые зёрна, встречающиеся в клещевине, тыкве, конопле. Кристаллизуется также альбумин куриного яйца и гемоглобин в крови. При обработке хлоридом натрия белки высаливаются из раствора. Этот процесс обратим.

 

Учитель:

- При кипячении с кислотами или щелочами, а также под действием ферментов белки распадаются на более простые химические соединения, образуя в конце цепочки превращения смесь альфа -аминикослот. Такое расщепление называется гидролизом белка. Гидролиз белка имеет большое биологическое значение: попадая в желудок и кишечник животного или человека, белок расщепляется под действием ферментов на аминокислоты. Образовавшиеся аминокислоты в дальнейшем под влиянием ферментов снова образуют белки, но уже характерные для данного организма.

Кислоты, щелочи и высокая температура разрушают структуру белков и приводят к их денатурации.

Белки также денатурируют под действием спирта и тяжелых металлов.

- Особое место в химии занимают цветные реакции белков – реакции, которые являются качественными. Давайте вспомним, какие реакции называются качественными?

 

Ученик:

- Качественная реакция - эта реакция проверки на содержание в растворе определенного вещества. Добавляется какое-либо вещество (качественный реагент) и , в случае наличия проверяемого вещества, выделяется газ, выпадает осадок, раствор меняет цвет. Иногда необходимо просто нагреть данное вещество и получить результат.

 

Учитель:

-Абсолютно верно! Под влиянием некоторых факторов например, нагревания, растворов солей, кислот и щелочей, действия радиации, встряхивания, может нарушиться пространственная структура, присущая данной белковой молекуле. Денатурация может носить обратимый или необратимый характер, но в любом случае аминокислотная последовательность, то есть первичная структура, остаётся неизменной. В результате денатурации белок перестаёт выполнять присущие ему биологические функции.

 

Для белков известны некоторые цветные реакции, характерные для их обнаружения. При нагревании мочевины образуется биурет, который с раствором сульфата меди в присутствии щелочи даёт фиолетовое окрашивание или качественная реакция на белок. Биуретовую реакцию даёт вещества, содержащие амидную группу, а в молекуле белка эта группа присутствует.

 

Эксперимент 1.

 

Я возьму белок куриного яйца и концентрированную азотную кислоту и по каплям добавлю ее к белку. Эта реакция указывает на наличие в белке бензольной группировки, которая имеется в таких аминокислотах, как фениланин и тирозин.

Что вы наблюдаете?

Ученик:

- Раствор окрашивается в жёлтый цвет.

Учитель:

- Совершенно верно! Ксантопротеиновая реакция заключается в том, что белок от концентрированной азотной кислоты окрашивается в жёлтый цвет.

При кипячении с милоновым реактивом, который представляет собой водный раствор нитрата ртути и азотистой кислоты, белок даёт красное окрашивание. Эта реакция указывает на наличие в белке тирозина. При отсутствии тирозина красного окрашивания не появляется. Существуют так же и другие варианты подобных качественных реакций на белки.

 

Эксперимент 2.

 

Поместите кусочек прессованного творога в пробирку и добавьте несколько капель азотной кислоты. Осторожно нагрейте.

Что вы наблюдаете в ходе реакции?

 

Ученик:

- Раствор приобрел желтую окраску.

 

Учитель:

- Абсолютно верно. Вы провели качественную реакцию на белки, которая называется ксантопротеиновая.

 

Эксперимент 3.

 

А теперь налейте в пробирку 2 мл яичного белка. Добавьте такой же объем концентрированного раствора гидроксида натрия и несколько капель раствора сульфата меди (II).

Что вы наблюдаете?

 

Ученик:

- Раствор приобрел фиолетовое окрашивание.

 

Учитель:

-Совершенно верно. Вы провели еще одну качественную реакцию на белки. Она носит название биуретовой.

Вы увидели и провели цветные реакции белков, которые, как вы уже знаете, являются качественными. А сейчас запишите, пожалуйста, новые понятия темы:

• Гидролиз белков – разрушение первичной структуры белка.
• Денатурация – полное разрушение пространственной структуры белка.
• Обратимая денатурация – частичное разрушение пространственной структуры белка. Обратный процесс называется ренатурация.

 

Учитель:

- Говоря о белках нельзя не сказать об огромном значении их для человека и вообще, для всей природы в целом. Итак, каковы же функции белков?

1. Сигнальная (рецепторная):

адренорецептор сообщает клетке о присоединении адреналина;

родопсин разлагается под воздействием света и запускает цепочку реакций, возбуждающих палочку;

2. Ферментативная (каталитическая):

амилаза расщепляет крахмал до мальтозы;

каталаза расщепляет перекись водорода до воды и кислорода

ДНК-полимераза синтезирует ДНК.

3. Строительная (структурная):

коллаген придает упругость соединительной ткани;

в основном из кератина состоят рога, копыта, ногти, волосы.

4. Двигательная:

актин и миозин входят в состав миофибрилл;

динеин и кинезин обеспечивают движение хромосом по нитям веретена деления.

5. Транспортная:

гемоглобин переносит кислород;

калий - натриевая АТФ- аза за счет энергии АТФ выкачивает из клетки 3 натрия и закачивает 2 калия.

6. Защитная:

антитела (иммуноглобулины) присоединяются к антигенам, уменьшая их активность;

белки системы комплемента разрушают оболочку бактерий.

7. Регуляторная:

инсулин ускоряет работу глюкозных переносчиков в мембране;

гормон роста (соматотропин) усиливает рост организма.

8. Запасные (резервные):

казеин – белок молока;

много белков содержится в семенах, например, бобовых.

 

V.Закрепление нового материала:

 

Учитель:

-А сейчас ответьте, пожалуйста, на такой вопрос: какая реакция является качественной на белки? Какими внешними факторами она сопровождается?

 

Ученик:

- Качественной реакцией на белки является биуретова реакция с концентрированным раствором гидроксида натрия и несколькими каплями раствора сульфата меди (II). При этом образуется фиолетовый осадок. Так же качественной реакцией на белки является ксантопротеиновая реакция – с азотной кислотой при нагревании. При этом образуется желтый осадок.

 

Учитель:

-Совершенно верно !А сейчас- следующий вопрос, внимание на доску.

Какая из кислот сильнее?

 

Ученик:

- Я думаю, что хлоруксусная кислота сильнее уксусной, потому, что за счет хлора, атом гидрогена будет легче отщепляться и кислота будет ярче проявлять свои свойства.

 

Учитель:

-Молодец! Внимание, правильный ответ:

Хлоруксусная кислота сильнее уксусной, так как за счет атома хлора происходит перераспределение электронной плотности в молекуле и водород в виде протона отщепляется легче, а, значит, кислота будет более активной.

 

Учитель:

- А теперь следующее задание, внимание на доску, пожалуйста.

 

• СН3 СН3 Б) С6 Н12 О6;

l l

СН3-СН-С-СООН В) С2 Н2;

l

СН3 Г) С6 Н6.

 

Учитель:

- Внимание, правильный ответ:

А) 2,2,3 – триметилбутановая кислота, класс карбоновые кислоты;

Б) глюкоза, класс кислородсодержащих соединений;

В) ацетилен, класс углеводородов, алкины;

Г) бензол, класс углеводородов, арены;

 

 

VI. Итог урока:

 

Учитель:

- Таким образом, на сегодняшнем уроке мы с вами познакомились с историей открытия белков, их образованию, благодаря пептидной связи, структурой, физическими свойствами, качественными реакциями на белок, функциями и значением белков в природе и жизни человека, опытным путем доказали принадлежность белков к двум различным классам – содержащим амидную группу (биуретова реакция) и наличие в белке бензольной группировки (ксантопротеиновая реакция).

 

 

VII. Домашнее задание.

 

Учитель:

-Запишите домашнее задание, пожалуйста, внимание на доску:

Выучить конспект.

Ответить на вопросы 3-8, стр. 121.

 

 

 

 

1. file0.pptx (634,1 КБ)

Опубликовано: 25.11.2025