Интегрированный урок по химии и биологии в 11 классе по теме

$Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 3 г. Козьмодемьянска»

Республики Марий Эл

Интегрированный урок по химии и биологии в 11 классе по теме

"Белки - есть способ существования организмов"

подготовили:

$учитель биологии

Шолкина Надежда Михайловна,

учитель химии

Салонина Валентина Юрьевна

$

г. Козьмодемьянск
2014

Тема урока" Белки - есть способ существования организмов"

Цели и задачи урока.

$

Познавательные:

- сформировать знания о белках, играющих ведущую роль в жизнедеятельности клетки;

- сформировать знания о свойствах и функциях белков;

$ - обобщить знания, получаемые на уроке химии, биологии.

- выявить взаимосвязь химии и биологии;

Развивающие:

-развивать умение анализировать результаты лабораторных работ;

- устанавливать причинно- следственные связи между живой и неживой природой;

- развивать познавательный интерес учащихся на основе использования межпредметных связей, выявить взаимосвязь химии и биологии;

- научить применять полученные знания.

- закрепить знания уч-ся о белках как о ВМВ (высокомолекулярные вещества), в которых представлены все известные функциональные группы;

Воспитательные.

- формировать четкие п$редставления о роли естественных наук в современном обществе;

- воспитывать дисциплину на уроке;

- воспитывать чувство сопереживания, взаимопомощи на уроке.

- развитие культуры общения.

Методы:

групповая и самостоятельная работа,

эвристическая беседа, лабораторная работа.

Оборудование:

компьютер, мультимедийные проектор, экран, раствор бел$ка, азотная кислота, соли тяжелых металлов, спирт, спиртовка, спички, таблицы, диск« Виртуальная лаборатория».

Ход урока

I Учитель биологии.

Здравствуйте, ребята!

Здравствуйте, уважаемые гости!

Предметов в школе изучается немало

$

Для жизни будущей, а не от скуки

И иногда предметы и науки

Встречаются, чтоб сложные пробл$емы обсудить

Полученные знания совместно повторить.

Как Вы уже поняли, сегодня мы объединим две науки: биологию и химию, которые друг без друга не могут просто существовать, а для понимания сегодняшнего урока они просто необходимы.

Знаменитый путешественник и естествоиспытатель Александр Гумбольдт на пороге 19 века задался вопросом «Что такое жизнь?». Ф. Энгельс в работе «Анти Дюринг» дал опре$деление жизни, которое вы уже знаете. Дайте определение жизни (Слайд №2)

(Слайд №3) Наша цель сегодня, еще раз доказать, что белок есть способ существования живого, как теоретически, так и практически. И так для начала немного истории:

Среди множества веществ содержащихся в живом организме. Особое место занимают белки. Их доля сухого вещества составляет 60%. Каждый из сотен тысяч разных белков обладает, уникальной химической $структурой, которая определяет его специфические свойства. В последнее время

сформировалась наука - протеомика, которая изучает только белки.

Ваши заданием было подобрать синоним к слову белок

( Синоним белка - протеин используется во всей научной литературе. С греческого слово

«протеин» означает - «первый, главный, величайший». В 1754 г. итальянец Беккари выделил из

пшеничной муки клейкую массу - клейковину и оказалось, что она растительного происхождения

$

и напоминала по свойствам продукты, которые можно получить от животных организмов. Беккари сделал вывод о существовании особых веществ, присущих и животным, и растениям. Это

положило начало изучению белков). В 1888 г. русский ученый А.Я. Дан$илевский на основании своих опытов впервые высказал гипотезу о пептидной связи между остатками аминокислот в белковой молекуле. Через 11 лет исследованием белков занялись немецкие ученые химики-органики Фишер и Гофмейстер. Они высказали предположение: в белках аминокислоты связаны за счет аминогруппы для одной кислоты и карбокс$ила другой. При образовании такой связи выделяется вода. Спустя почти 100 лет мы определенно можем сказать, из чего же состоит белок.

Учитель химии:

Итак, давайте вспомним, какие элементы входят в состав белка?

(в состав белковых молекул входят следующие элементы: С, Н, О, N, P, S (показывает их на таблице ПСХЭ). Молекулярная масса колеблется от нескольких тысяч до нескольких десятков миллионов. Все белки-биополимеры

Что такое биополимеры?

$ (Высокомолекулярные соединения, состоящие из нескольких мономеров)

Какие молекулы являются мономерами молекулы белка?

(Аминокислоты)

Что вы знаете об аминокислотах?

(-АК(аминокислоты)- низкомолекулярные соединения в состав которых входят С, Н, О, N, S, $Mg, Fe) Перед вами формулы двух аминокислот. Как они называются? (слайд 5)

СН2- СООН СН3 – СН- СООН

│ │

NH2 NH2

(глицин и аланин)

Что у них общего и чем отличаются?

(В состав каждой аминокислоты входят группы СООН и -NH2, а отличаются радикалом )

Среди аминокислот есть замени$мые и незаменимые. Что это значит?(Слайд № 6)

(Незаменимые кислоты это те, которые поступают в организм человека с пищей, в организме они не синтезируются.) Поэтому их нужно запомнить. А как это легко сделать- посмотрите на экран.

(слайд № 7)

Их 8: валин, лейцин, изолейцин, лизин, треонин, метионин, фенилаланин, триптофан. Их легко запомнить с помощью одного предложения: (Слайд № 8)

Валя лейку изогнула, Лиза требует металл и три фена

Валин лейцин изолейцин лизин треонин метионин трипрофан фенилаланин. АК являются предшественниками антибиотиков, гормонов, витаминов. Например: глицин - он реагирует возбуждения и торможение в головном мозге, увеличивает работоспособность, улучшает память.) Чтобы это проверить на $практике, попробуйте глицин. Он вам пригодится на сегодняшний урок.

Какие структуры белка вы знаете, ведь каждый пептид и белок обладает строго определенным составом и последовательностью аминокислотных остатков в цепи .Это и определяет их уникальную биологическую специфичность?$(Слайд № 9)

(Первичная структура (линейная) - это последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи , которые поддерживается толь ко пептидными связями )

(Вторичная структура - структура спирали, поддерживаются пептидными и водородными связями. В одном витке спирали помещается около 4 аминокислотных остатков. Спираль держится за счёт водородных связей (С=О, N=H), направленными вдоль ос$и спирали. Все боковые радикалы аминокислот находятся снаружи спирали )

(Третичная структура. Молекула стремится к наиболее компактной конфигурации, образуются глобулы (клубки) или фибриллы (нитевидные структуры). Устойчивость третичной структуры способствует взаимодействию между функциональными группами, с образованием дисульфидных и амидных мостиков, водородных и гидрофобных связей, а также пептидных .)

Четвертичная структура - характерное образование олигомерного белка из нескольких полипептидных цепей, соединяется ковалентными связями.

Учитель биологии :

Мы повторили с вами строение белков.

Повторим, какие функции выполня$ют белки.

1.Строительная. (Слайд № 10)Представьте, что каждая ваша клеточка покрыта бел$ками и мембранами, а откуда они взялись:

- Белок пищи расщепляется до аминокислот, которые поступают в кровь;

-Происходит синтез собственных белков;

- происходит постройка мембран из новых созданных белков.

К строительным белкам относят кератин волос и ногтей, фибриллы мышц, эластин соединительной ткани, коллаген хрящей и сухожилий,

2. Каталитическая или ферментативная.(Слайд № 11) Все реакции организма идут с помощью ферментов.

$ Ферменты выполняют роль катализаторов. Особая роль среди ферментов принадлежит каталазе. Каталаза выполняет в организме очень важную роль. Дело в том, что в клетках в процессе жизнедеятельности постоянно образуется пероксид водорода. Это вещество ядовитое, вредное для организма. Каталаза расщепляет перекись водорода до кислорода и воды

Учитель химии: Как записывается реакция разложения пероксида водорода?

Эт$от процесс мы посмотрим на практике, выполнив практическую работу.(Слайд №12)

Цель этой работы- выяснить содержание фермента каталазы в живой и мертвой растительных тканях.

Выполнение лабораторной работы. Правила т/б

1 Прилить 2 мл. Н2О2 в пробирку с сырым картофелем. Что наблюдаете?

(Происходит выделение газа)

2. Прилить 2 мл. Н2О2$ в пробирку с вареным картофелем. Что наблюдаете?

(Пузырьки газа не выделяются)

Вывод: Фермент каталаза присутствует только в живых клетках.

Такой же процесс активности каталазы наблюдается при промывании раны Н2О2

Учитель биологии:

Следующую функцию - транспортная.(Слайд № 13)

Какой транспортный белок вы знаете? Что он переносит?

(гемоглобин переносит кислород к тканям, а от них к легким углекислый газ)

4. Регуляторная функция. (Слайд № 14). Что такое гормоны?

$ (Биологически активные вещества, выделяемые железами внутренней секреции)

Какие гормоны вам известны?

(инсулин, тироксин, тестостерон и др.)

Учитель биологии:

Наверно вы устали, давайте сделаем физ. минутку( используются элементы здоровьесберегающих технологий):

1) Посмотрите влев$о, вправо, вверх, вниз, круговые движения, зажмурьте глаза, расслабьте мышцы, откройте глаза.

2) Погладьте брови, глаза, веки.

3) Повернитесь на стуле направо, налево.

$ 4) Выпрямите спину, сядьте позу кучера, расслабьтесь.

5) Потрите ладони , пальцы и активизируйте работу организма.

6) Найдите активные точки на лбу, висках, возле крыльев носа, подбородке и помассируйте их.

Молодцы, выполнили зарядку, ваши белки выполнили двигательную функцию.

(Слайд № 15).

Какие сократительные белки входят в состав мышечных волокон?

( миозин и актин. )

5. Защитная.(Слайд № 16)

Какие белки выполняют эту функцию?

(Антитела и противовирусные белки интерфероны)

6. Сигнальная. (Слайд № 17)В чем она заключается?

(В поверхностну$ю мембрану клетки встроены молекулы белков, способные изменять свою третичную структуру в ответ на действие факторов внешней среды. Так происходит прием сигналов из внешней среды и передача команд в клетку. Это белки- рецепторы)

7.Я вижу вы неплохо разбираетесь в белках, но в организме есть еще одна функция – энергетическая. (Слайд № 18)

Белок расщепляется до аминокислот, они до углекислого газа, амми$ака, воды и мочевины с выделением энергии. 1 г - 17,6 кДж пищи. Куда пойдет энергия от расщепления белка? ( ответы : на механическую работу, на тепло, на синтез новой энергии)

Учитель химии

$ А теперь нам пора вспомнить химические свойства белков

Итак ... Большинство белков образуют коллоидные растворы, доказательством чего служит способность рассеивать свет. Существуют белки растворимые и нерастворимые в воде (например: опорные ткани, ногти, шерсть, хрящи).

Белки способны сильно набухать в воде, имеют ярко выраженные гидрофильные свойства.

В растворе белка могут происходить процессы :

- высаливание (выделение белка из раствора при добавлении соли);

-денатурация (переход в состояние отличное от природного, $с частичной или полной потерей биологической активности);

-коагуляция (нарушение структуры гидратных оболочек макромолекулы).

Прежде, чем зайти в минилабораторию вспомним правила техники безопасности

( учащиеся рассказывают правила техники безопасности при работе с кислотами, щелочами, со спиртовкой).

Выполнение лабораторной работы.(Слайд № 19)

Опыт 1. СВЕРТЫВАНИЕ БЕЛКОВ ПРИ КИПЯЧЕНИИ.

В пробирку поместите 5 капель раствора яичного белка и нагрейте до кипения. Содержимое пробирки охладите и попытайтесь растворить в воде.

Вопросы$

• Какие изменения происходят в структуре белка при нагревании? Меняется ли первичная структура?

• Как называется процесс свертывания белка?

• Почему свернувшийся белок не растворяется в воде?

(Слайд № 20) (Денатурация - это следствие потери устой$чивости раствора белка, имеет огромное физиологическое значение для человека. Его причины: повышение температуры, давление, УФ – излучение, радиация, кислотная, щелочная среда, соли тяжелых Me.) Скажите, зачем маринуют мясо для шашлыка?

$ Ответ: под действием кислот происходит расщепление белка до дипептида. А в желудке уже дипептиды расщепляются до аминокислот , значит маринование облегчают переваривание пищи.

2. Почему при варке мясо уменьшается в объеме?

Ответ: Так как разрушается четвертичная, третичная и вторичная структура , а первичная нет, поэтому у мяса есть объем.

В последние годы ученые стремятся раскрыть эту сложнейшую проблему. Так И.Н. Буланкиным высказана интересное предположение, что процессы старения при возрастных изменениях организма связаны с медленно протекающей денатурацией белков. Может быть именно в преодолени$и этого процесса лежит ключ к продолжению жизни. )

Опыт 2. КСАНТОПРОТЕИНОВАЯ РЕАКЦИЯ

В пробирку поместите 10 капель раствора яичного белка и 2 капли концентрированной (1:3) азотной кислоты. Смесь осторожно нагрейте до появления желтого осадка и охладите. Добавьте по каплям концентрирован$ный раствор аммиака до появления оранжевой окраски.

Вопросы

• Какие аминокислоты можно обнаружить с помощью данной реакции? На при­мере соответствующей аминокислоты напишите реакцию ее взаимодействия с азотной кислотой.

• Чем объясняется изменение желтой окраски на оранжевую после добавления раствора аммиака?

• Можно ли считать данную реакцию качественной на белок?

$ Опыт 3. БИУРЕТОВАЯ РЕАКЦИЯ(Слайд № 22)

В пробирку поместите 5 капель раствора яичного белка и столько же 20%-го раствора гидроксида натрия. Добавьте 1-2 капли 2%-го раствора сульфата меди (II), появится красно-фиолетовая окраска.

Вопросы

• Наличие какого структурного фрагмента в молекуле необходимо для положи­тельной биуретовой реакции?

• Можно ли считать эт$у реакцию качественной на белок? образованием аминокислот.

Учитель:

В белках содержится карбоксильная и аминогруппа, поэтому, подобно амино­кислотам, они проявляют амфотерные свойства.

Существенные долгие процессы переваривания и всасывания белков, они связаны с гидролизом.

Гидролиз белка - это, прежде всего, разрушение из важнейших уровней организации белковой $молекулы. В лабораторных условиях данный процесс при t, в организме - под действием ферментов питания. Биологическая ценность белков определяется содержанием в нем незаменимых аминокислот. Недостаток белков или нарушение процессов их усвоения приводит к развитию жировых отложений в печени, к болезням крови и ослаблению иммунитета.

Ученик (Слайд № 23)

Этапы гидролиза белка в организме:

1. Под действием белков - ферментов в желудке происходит расщепление белковых молекул до полипептидов с меньшей молекулярной массой.

2. В кишечнике они гидролизуются до отдельных аминокислот.

3. Смесь аминокислот всасывается слизистой обол$очкой тонкого кишечника.

4. Через систему воротной вены смесь попадает в печень.

5. Затем разносится кровью по всем органам и тканям.

6. Аминокислоты расходуются на синтез белка (уве$личение белковой массы, рост, обновление), а также распадается в процесс жизнедеятельности.

Учитель:

Необходимо подчеркнуть, что большое потребление белков ведет к образованию желудочно-кишечном тракте продуктов неполного расщепления, что может вызвать интоксикацию организма, поэтому необходимо помнить о рациональном питании.

Учитель:

Сколько же нужно употреблять человеку в день белка? (варианты предлагают дети ответов). Не будем гадать, давайте решим задачу и ответим$ на этот вопрос.(Слайд № 24)

Задача: Известно, что для взрослого человека необходимо 1,5 г белка на 1кг массы. Зная свою массу, определите норму необходимого потребления белка для своего организма.

(1,5г-1кг; х=1,5*50/1=75; х-50кг) (Свои варианты ответа; решение у доски)

Задача: При продолжительности жизни 70 лет обновление белка происходит 200 раз. Зная свой возраст, предложите, сколько раз поменяется у Вас белок? $(45 раз в 11 классе)

Можно ли пищевые белки заменить другими компонентам рациона, например жирами и углеводами и при этом обеспечить важнейшие процессы в организме?

Большое потребление белков ведет к образованию в желудочно-кишечном тракте продуктов неполного распадения, что может вызвать интоксикацию организма, поэтому необходимо помнить о рациональном питании.

Учитель :

$ Для закрепления сегодняшней темы вам надо решить кроссворд, но знайте, « что- думать – самая трудная работа.»- сказал Форд.

Для того, чтобы проверить насколько вы усвоили тему сегодняшнего урока проведем тестирование (на столы раздаются вопросы по вариантам).

1-в 2 в

БЕЛОК ЖИЗНЬ

1. Белок-это... 1. Белок состоит из:

а) пептид а) липидов

б) полимер в) аминов

в) мономер ж) аминокислот

2. Неза$менимая АК 2. Биуретовая реакция - это качественная

в) пролин реакция на белок, доказывающая наличие

б) глутамин в нем:

е) валин и) пептидных групп

$ к) остатков ароматич. Кислот

л) содержание серы

3. При расщеплении 1г белка 3. Сколько находится в образуется: трипептиде пептидных групп

л) 17.6 к Дж к)3

м) 20,8 к ДЖ з) 2

н) 39,6 к Дж м) 4

4.Фосфопротеины-это остаток 4. Денатурация - это:

о) Белок фосфорной кислоты ж) высаливание белка

п) Белок липид з) образование белка

р) Бел$ок фосфор н) разрушение структуры белка

5. Какой белок выполняет 5. Вторичная структура белка –

транспортную функцию в крови л) линейная структура

к) Гемоглобин м) глобулы, фибриллы

л) Клетки киллеры ь) структура спирали

м) Лейкоциты

Из правильных ответов составьте слова, которые не раз упоминались сегодня на уроке - ключевые слова

Учитель химии:

На другой стороне л$истов, где записаны вопросы теста большими буквами . Напишите эти слова и давайте этими словами ответим на вопросы, поставленными в начале урока.

Итак. 1 вариант - Белок . Второй вариант-ЖИЗНЬ.

Я вижу, вы неплохо справились с такой работой и время нашего урока подошло к концу.

Молодцы! Да, ребята, белки играют важные функции в организме. Так почему же белок- это жизнь?$ «Жизнь - есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающим их внешней природой. Причем с прекращением этого $обмена веществ прекращается и сама жизнь». Это сказал Ф.Энгельс. Заметьте, что это определение было дано в 19 в., тогда еще не было достаточно изучено строение белка, его основные функции, химические свойства. Но это определение жизни и сейчас является самым точным, согласны ли вы с этим?

Вы сегодня были биологами и химиками, и за активную работу в области

исследования белка получаете оценки. Вашим домашним заданием будет оставить репортаж с места событий, или кроссворд о белках, или найти дополнительную необычную информацию по данной теме. Но помните:

«Если ты что$-нибудь делаешь - делай это хорошо. Если же ты не можешь или не хочешь делать хорошо, лучше совсем не делай»- говорил Л.Н.Толстой. Спасибо за урок!

$

$

Приложение 1.

Содержание белка в продуктах питания.

Название

продукта

Содержание белка$

Название

продукта

$

Содержание белка

мясо

18-22%

Горох

26%

рыба

17-20%

картофель

1,5-2%

$

сыр

20-36%

Ржаной хлеб

7,8%

яйца

13%

яблоки

$

0,3-0,4%

молоко

3,5%

капуста

$

1,1-1,6%

рис

8%

морковь$

0,8-1%

свекла

1,6%

макароны

9-13%

пшено

10%

$

Гречневая крупа

11%

Содержание белка в пищевом рационе взрослого человека.

Источник белка

Потребность белка в (суткиг)

Источник белка

Потребность белка в (суткиг)

Яичный белок

$

19,9

картофель

30

говядина

$

26

Хлеб из пшеничной муки

67

молоко

27,6

$

$

Использованные материалы и Интернет-ресурсы

1. В.Г. Жириков. Органическая химия. М.: Просвещение, 2003г.
2. В.Б. Захаров, С,Г. Мамонтов, В.И. Сивоглазов. Биология. Общие закономерности: Учебник для 10-11-х классов общеобразовательных учебных заведений. М: 2003г.
3. А.О. Рувинский, Л. В. Высоцкая, С.М.Глаголев. Общая биология: Учебник биологии для 10-11 класса с углубленным изучением. М.: Просвещение, 1993г.

4. И.Г. Хомченко. Общая химия. М.: Просвещение, 1993г.

$

10

Post Comment