Конспект урока «Белки - основа жизни» по биологии для 10 класса

Урок по теме белки

Предмет: биология

Тема: Белки - основа жизни.

Контингент учащихся: 10 класс

Дата:

Время проведения, общая продолжительность: 1-10

Оборудование и материалы: персональный компьютер, проектор, экран, пробирки с раствором белка, спирт, спиртовки, держатели для пробирок, спички, таблица «Структура белка», карточки аминокислот, опорные схемы.

Основная форма проведения занятия: комбинированный урок

Методы и приемы обучения: изложение с элементами проблемности, частично- поисковый, объяснение, демонстрация опытов.

Цель учебного занятия: формирование у обучающихся понимания значения белков как основы жизни.

Планируемые образовательные результаты:

• предметные – выявление взаимосвязей между строением и функциями белков, использование знаний в практических целях.

• метапредметные – основные универсальные умения информационного характера: постановка и формулирование проблемы и гипотез; поиск и выделение необходимой информации.

• личностные – понимание роли фундаментальных знаний как основы формирования естественно-научного мировоззрения.

СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ

1. Мотивирующий этап: сообщающее изложение с элементами проблемности.

БЕЛКИ

(карточки) (карточки)

Вопрос: почему белков больше чем аминокислот? (проблема)

2. Основной этап.

Основное оценочное средство: проблемная ситуация.

Соотношение индивидуальной и групповой форм обучения: выдвижение гипотез.

Коллективно-ситуационная задача в группах при работе со схемами.

Изучаемый материал: Белки. Аминокислоты. Построение схем строения, состава и функций белка

Форма отчетности обучающихся: схема молекулы белка, заполнение таблицы Оценка компетенций обучающихся. Заполнение карты оценки компетенций.

КАРТА ОЦЕНКИ УРОВНЯ СФОРМИРОВАННОСТИ

КОМПЕТЕНЦИЙ ОБУЧАЮЩИХСЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОЛЛЕКТИВНО0СИТУАЦИОННОЙ ЗАДАЧИ В ГРУППАХ

Результаты обучения (показатели оценки

Рефлексия хода и результатов занятия.

1. Выполнение тестовых заданий аналогичных части А ЕГЭ

Выполнение тестов соответствия и последовательности аналогичных части В ЕГЭ

Составление кластера «Жизнь – это способ существования белковых тел».

2.Познавательный эмоциональный результат. Обратная связь – на ПК обучающегося высвечиваются 3 вида смайлов «Я ».

J улучшилось

K не изменилось

L ухудшилось

Приложение 1.

Конспект урока.

БЕЛКИ – основа жизни

1.Класс: 10 класс

2. Продолжительность: 1-10 минут

3. Место проведения: МАВ(С)ОУ В(С)ОШ№16

4. Учебный предмет: биология

5. Тема: Белки - основа жизни

6. Тип урока: комбинированный

7. Цель: углубить знания о важнейших классах биологически значимых органических соединений - белках

8. Задачи:

8.1.Образовательные:

 -  сформировать представление о белках как непериодических линейных биополимерах, состоящих из различных аминокислотных остатков;

 - охарактеризовать состав и химическое строение полипептидных молекул, а также первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуру белка;

 - ознакомить учащихся с важнейшими функциями белков;

 - сформировать знания об условиях денатурации и ренатурации белка.

8.2.Развивающие:

- способность использовать знания в практических целях

 - способствовать развитию умения анализировать и обобщать ранее изученные факты

 - совершенствовать навыки работы с опорными схемами

Универсальные учебные действия.

Познавательные:

1. Формировать умение извлекать информацию из таблиц, схем

2. Формировать умение выявлять сущность, особенности изучаемых веществ

3. Формировать умение на основе анализа ранее изученных фактов  делать выводы Коммуникативные:

4. Формировать умения отвечать на поставленный вопрос, аргументировать

5. Формирование вербальных  и невербальных способов коммуникации

6. Адекватно передавать информацию

Регулятивные:

7. Уметь корректировать свои  действия и других

8. Давать оценку результатам работы и т.д.

8.3.Воспитательные:

-воспитывать интерес к изучаемому предмету;

- профилактика вредных привычек

 Универсальные учебные действия

Личностные:

1. Воспитывать культуру диалога

2. Формировать позитивное отношение к себе и окружающему миру

3. Формировать личностную мотивацию учебной деятельности

9. Основной дидактический метод: словесный метод обучения

10. Частные методы: беседа  побуждающая к диалогу, работа с текстом и схемами, метод иллюстрации и демонстрации опытов, метапредметный подход, компьютерная презентация.

1. Организация начала урока

1. Приветствие

2. Подготовка учащихся к работе

2. Мотивация учебной деятельности.

Органические соединения  составляют  в среднем 20-30% массы клетки живого организма. К ним относятся биологические полимеры – углеводы, нуклеиновые кислоты, белки, а также жиры и ряд небольших молекул – гормоны, пигменты, аминокислоты, простые сахара и т.д.

Часть из этих веществ вы уже изучили, с другими еще предстоит познакомиться. На этом уроке мы систематизируем знания о составе, структуре и функциях белков.

Запишите в тетрадь число и тему урока – «Белки – основа жизни».

Эпиграфом урока будут слова Фридриха Энгельса «Жизнь – есть способ существования белковых тел». Как связана жизнь и белки - вы должны дать ответ в конце нашего занятия.

Среди органических веществ  клетки белки занимают первое место как по количеству, так и по значению.

3. Основной этап.

1.Групповая самостоятельная работа по алгоритму. При необходимости используйте помощь группы.

1.Охарактеризуйте состав белковой молекулы используя схему №1.

Белки – это  непериодические полимеры, мономерами которых являются аминокислоты.

В организме человека встречается 5 млн типов белковых молекул, отличающихся не только друг от друга, но и от белков других организмов. Такое разнообразие обеспечивается сочетанием всего лишь 20 разных аминокислот. Вам предложены карточки аминокислот. Работая в группе вы должны найти ответ на вопрос: Почему белков больше, чем аминокислот? Как связано куриное яйцо и пёрышко голубя?

Да действительно, 20 аминокислот дают сотни и тысячи комбинаций, порядок их чередования может быть самым разнообразным; благодаря этому возможно существование огромного числа молекул белка, отличающихся друг от друга.

Белки  делятся на протеины, содержащие только остатки аминокислот, и протеоды, содержащие еще и небелковую часть ( липо-, хромо-, глико-, фосфопротеиды)

                                            Белки (по составу)

Протеины                                                           Протеиды

(простые)                                                            (сложные)

  макромолекулы состоят только                       кроме остатков ά- аминокислот

  из остатков  ά- аминокислот.                          содержат другие группы атомов.

Физические свойства белков определяются тем, к какому классу они относятся. Молекулы фибриллярных белков вытянуты в длину, нитеобразны и склонны группироваться одна возле другой с образованием волокон. Это основной строительный материал: сухожилий, мускульных и покровных тканей. Такие белки в воде нерастворимы. 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 т.

Глобулярные белки свернуты в клубочки. В организме они выполняют ряд биологических функций, требующих их подвижности и, следовательно, растворимости. Поэтому глобулярные белки растворимы в воде либо растворах солей, кислот или оснований. Из-за большого размера молекул образующиеся растворы являются коллоидными

2.Заполните таблицу «Структуры и функции белков». При необходимости используйте помощь группы.

 Что вы можете сказать о структуре белка, исходя из знаний биологии?

Молекула белка напоминает нитку, образованную аминокислотами. Белки разного размера включают в себя от нескольких десятков до нескольких сотен и даже тысяч аминокислот. В среднем длина белка - около 300 аминокислот.

Последовательность     соединения аминокислотных остатков в полипептидной цепи получила название первичной структурой белка.  

Первичная структура белковой молекулы играет чрезвычайно важную роль. Изменение только одной аминокислоты на другую может привести либо к гибели всего организма, либо к появлению совершенно нового вида. Замена одного остатка аминокислоты глутамина на валин в молекуле гемоглобина (содержащего 574 аминокислотные группы!) вызывает тяжелейшее заболевание — анемию, приводящую к смертельному исходу.

Какую еще структуру, кроме первичной вы знаете? (Вторичная структура белка). Что она представляет? (спираль). Как крепятся витки в молекуле? (за счет водородных связей между группами СО и NH)

В пространстве полипептидная цепь белка может располагаться двумя способами. Она может быть закручена в спираль, на каждом витке которой располагается 3,6 звена аминокислот с обращенными наружу радикалами. Отдельные витки скреплены между собой водородными связями между группами NH и СО различных участков  цепи.  Такая структура белка называется ά-спираль и наблюдается, к примеру, у ά-кератина (шерсть, волосы, рога, ногти).

Если боковые группы аминокислотных остатков не очень велики (глицин, аланин, серии), две полипептидных цепи могут быть расположены параллельно и скрепляться между собой водородными связями. При этом полоса получается не плоской, а складчатой. Это

β-структура белка, характерная, например, для фиброина шелка.

Таким образом, вторичная структура - это спираль, которая образуется в результате скручивания полипептидной цепи за счет водородных связей между группами СО и NH.

Полипептидные цепочки с определенной вторичной структурой могут быть по-разному расположены в пространстве. Это   пространственное   расположение ά-спирали или β-структуры в пространстве.  получило   название  третичной структуры.

Третичная структура - пространственная конфигурация спирали. Эта структура поддерживается за счет гидрофобных взаимодействий, водородных, дисульфидных, ионных связей.

По характеру «упаковки» белковой молекулы различают глобулярные, или шаровидные, и фибриллярные, или нитевидные, белки.

                                                         Белки (по форме молекул)

                    Глобулярные                                                              Фибриллярные

                   (шаровидные)                                                                  (нитевидные)

Для фибриллярных белков более характерна нитевидная структура. Они, как правило, не растворяются в воде. Фибриллярные белки обычно выполняют структурообразующие функции. Их свойства (прочность, способность растягиваться) зависят от способа упаковки полипептидных цепочек. Примером фибриллярных белков служат белки мускульной ткани (миозин), кератин (роговая ткань).

Четвертичная структура - способ совместной укладки нескольких глобул. Есть не у всех белков.

 Биологическая активность белков определяется третичной и четвертичной структурами.

3. Функции белков в клетке чрезвычайно многообразны. Заполним таблицу «Функции белков» работая в группах с опорными схемами.

1. Одна из важнейших — строительная (структурная) функция: белки участвуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки, а также внеклеточных структур. Белки, выполняющие структурные функции, занимают по количеству первое место среди других белков тела человека. Среди них важнейшую роль играет коллаген в соединительной ткани, кератин в волосах, ногтях, коже, эластин в сосудистой стенке и др. Большое значение имеют комплексы белков с углеводами в формировании ряда секретов - мукоидов, муцина и т. д. В комплексе с липидами (в частности фосфолипидами) белки участвуют в образовании биомембран клеток.

2. Исключительно важное значение имеет каталитическая (ферментативная) роль белков. Все ферменты — вещества белковой природы, они ускоряют химические реакции, протекающие в клетке, в десятки и сотни тысяч раз. Многочисленные биохимические реакции в живых организмах протекают в мягких условиях, при температурах, близких к 40°С, и значениях рН, близких к нейтральным. В этих условиях скорость протекания большинства реакций ничтожно мала, поэтому для их приемлемого осуществления необходимы специальные биологические катализаторы - ферменты. Как правило, ферменты - это либо белки, либо комплексы белков с каким-либо кофактором - ионом металла или специальной органической молекулой. Многие белки ускоряют химические реакции в сотни раз.

Двигательная функция живых организмов обеспечивается специальными сократительными белками. Эти белки участвуют во всех видах движения, к которым способны клетки и организмы: образование псевдоподий, мерцание ресничек и биение жгутиков у простейших, сокращение мышц у многоклеточных животных, движение листьев у растений и др.

В акте мышечного сокращения и расслабления участвует множество белковых веществ. Однако главную роль в этих жизненно важных процессах играют актин и миозин - специфические белки мышечной ткани. Сократительная функция присуща не только мышечным белкам, но и белкам цитоскелета, что обеспечивает тончайшие процессы жизнедеятельности клеток (расхождение хромосом в процессе митоза).

3. Гормональная функция. Обмен веществ в организме регулируется разнообразными механизмами. В этой регуляции важное место занимают гормоны, вырабатываемые в железах внутренней секреции. Ряд гормонов представлен белками или полипептидами, например гормоны гипофиза, поджелудочной железы и др. Инсулин – регулирует содержание сахара в крови.

4. Транспортная функция белков заключается в присоединении химических элементов (например, кислорода) или биологически активных веществ (гормонов) и переносе их к различным тканям и органам тела.

Дыхательная функция крови, в частности перенос кислорода, осуществляется молекулами гемоглобина - белка эритроцитов. В транспорте липидов принимают участие альбумины сыворотки крови. Ряд других сывороточных белков образует комплексы с жирами, медью, железом, тироксином, витамином А и другими соединениями, обеспечивая их доставку в соответствующие органы-мишени.

5. Защитная функция. При поступлении в организм чужеродных белков или микроорганизмов в белых кровяных тельцах — лейкоцитах — образуются особые белки — антитела. Они связывают и обезвреживают несвойственные организму вещества (антигены).

         Высокая специфичность взаимодействия антител с антигенами (чужеродными веществами) по типу «белок - белок» способствует узнаванию и нейтрализации биологического действия антигенов. Защитная функция белков проявляется и в способности ряда белков крови к свертыванию. Свертывание белка плазмы крови фибриногена приводит к образованию сгустка крови, что предохраняет от потери крови при ранениях.

6. Белки служат и одним из источников энергии в клетке, т. е. выполняют энергетическую функцию. При полном расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии.

4. По схеме № 7 определите какую функцию выполняют белки в данном случае?

5. Применение новых знаний.

Обсуждение проблемы, формулирование вывода урока.

1.Почему эпиграфом урока выбрано высказывание Ф.Энгельса? Как с темой урока связано куриное яйцо и перышко голубя?

2.Выполнение дифференцированных тестовых заданий по теме урока на компьютере, составление кластера по теме. Самопроверка.

6. Подведение итогов. Рефлексия.

Оцените свою деятельность, выбрав на компьютере:

J я понял и осознал весь материал темы

K есть над чем задуматься, т.к. у меня остались нерешённые вопросы по данной теме

L данная тема вызывает затруднения, у меня есть пробел по данной теме

Ход урока.

Этапы урока

Белок образован атомами H,O,C, N + Fe, Zn,S,Cu

Биополимер

группа

Макромолекула имеет

Первичную структуры

(цепь из аминокислот)

Вторичную структуру

(спираль) Третичную структуру

(глобула)

Четвертичную структуру

(несколько глобул)

мономеры 20 аминокислот

различия в составе R

Сходство

1. NH 2 – аминогруппа

2. COOH – карбоксильная

Белок – основа жизни

Выполняет функции : 1. Структурную 2. Каталитическую 3. Защитную 4. Транспортную 5. Регуляторную

6. Двигательную 7. Сигнальную 8. Запасающую 9. Энергетическую

Схема№2

Назовите функцию и прокомментируйте схему.

Аминокислоты в желудке и тонком кишечнике

Схема№3

Назовите функцию и прокомментируйте схему.

Ускорители химических реакций, протекающих в клетке и организме

=

Схема№4

Назовите функцию и прокомментируйте схему.

Поджелудочная железа

Гормон инсулин

Регулирует процесс превращения углеводов в организме

Глюкоза Гликоген (в крови) (в клетках печени)

Схема№5

Назовите функцию и прокомментируйте схему.

Гемоглобин + кислород (образуется в капиллярах лёгких)

Схема№6

Схема№6

Назовите функцию и прокомментируйте схему.

Негатиыное воздействие на возбудителя болезни (чужеродный белок)

Иммунитет

Схема№8

Какую функцию белка демонстрирует данная схема?

Развивающийся плод с резус-положительной кровью

Схема№7

Определите функцию белка и сделайте выводы.

Химические процессы энергетического обмена (в том числе - окисление)

Белок пищи

Аминокислоты

Мочевина, соли мочевой кислоты

Потери во внешнюю среду