Будова, властивості, роль в життєдіяльності організмів макромолекул (біополімерів ) білків

Тема уроку: «Будова, властивості, роль в життєдіяльності організмів макромолекул (біополімерів ) білків».

Гаврилишин М.В.
викладач біології

Мета : розширити знання учнів про білки; розглянути склад та просторову будову білків; дослідним шляхом вияснити властивості білків, ознайомити з функціями білків; визначити значення білків у природі; розвинути вміння працювати з різними джерелами інформації, логічне мислення учнів, сприяти гігієнічному вихованню.
Тип уроку: Комбінований.
Форми уроку: урок внутрішньопредметного узагальнення.

Методи та прийоми:

• групова робота;
• проблемні завдання ( пошук відповідей )
• робота з картками.

Обладнання: схема « Просторова структура білка», білок яйця, етиловий спирт, муляжі фруктів та овочів, цукор, рис, молоко, мед.
Очікувані результати:
Учні називають :

• органічні речовини, що входять до складу організму.

Учні характеризують:

• будову, властивості та біологічну роль вуглеводів, жирів, амінокислот, білків.

Учні спостерігають і описують:

• властивості білків.

Хід уроку

І. Поділ на групи.
Даний етап уроку проводиться з використанням проблемно-пошукового методу. Учні отримують картки з назвами вуглеводу. Самостійно визначають свою приналежність до групи ( моносахариди, дисахариди, полісахариди ). Правильність визначення групи оцінюється (Завдання №1) ( 1 бал ).
( Завдання №2) робота учнів у імітованому музеї вуглеводів.
Кожна група вибирає серед експонатів ті, що містять вуглеводи їхньої групи.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Тестові завдання ( Завдання №3) (6 балів)
1) Вуглеводів міститься у клітинах у такій кількості:
а) більше в рослинних;
б) більше у тваринних;
в) однаково.
2) Полісахаридам притаманні властивості:    
а) добре розчинні у воді, солодкі на смак;
б) погано розчинні у воді, солодкі на смак;
в) погано розчинні у воді, не мають солодкого смаку.

3) Основні біологічні функції вуглеводів:
а) захисна і будівельна;
б) енергетична і будівельна;
в) енергетична і захисна.
4)Властивості ліпідів, що лежать; в основі енергетичної функції:
а) гідрофобність;
б) погана теплопровідність;
в)розщеплення на простіші речовини.
5) Найбільш ощадливий енергетичний матеріал:
а) ліпіди;
б) вуглеводи;
в) ліпіди та вуґлеводи..
6) Вам дано дві речовини і сказано, що одна із них рибоза,  а друга— лецитин. Укажіть спосіб, за допомогою якого ви абсолютно точно зможете встановити, де рибоза, а де— лецитин:
а) за запахом;
б) за розчинністю у воді;
в) за кольором.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.
Серед усіх речовин органічної природи білки посідають особливе місце. Тому думка Ф. Енгельса про те, що «життя — спосіб існування білкових тіл», і досі зберігає своє значення.
Білкові речовини були відомі людині з давніх давен. Лише на початку XIII століття було встановлено, що речовини, які містяться в соках рослин, екстрактах тваринних тканин, мають однакову природу. Вперше почав вивчати хімію білкових речовин Я. Бекаррі. У 1728 р. він виділив із пшеничного борошна білок - клейковину і дослідив деякі його властивості. У той же час білки вивчав і француз А. Фуркруа. Він ґрунтовно дослідив білки сироватки крові та назвав її три компоненти - желатин, альбумін, фібрин. Пізніше, у 1839 р. голландський хімік Г. Мульдер назвав білки протеїнами (з грец.- «перший»).
Жодну речовину хіміки не вивчали так довго, як білки, перш ніж удалося встановити їх будову.
Таємниця білка — це таємниця життя. Так що ж таке білки?

IV. Вивчення нового матеріалу.

• Визначеня білків.

Білки - складні, високомолекулярні органічні сполуки, полімери, мономерами яких є амінокислоти

• Будова білків.

У 1810 р. вчені Ж. Тей-Люсеак і Л.Біснар встановили елементний склад білків: мономерами білків є амінокислоти, які сполучаються пептидним зв’язком утворюючи два поліпептидні ланцюги.

Щоб з’ясувати будову білків , розглянемо їх просторову структуру.
( Демонстрація малюнка ).

3) Властивості білків.
Функціональні властивості білків зумовлені амінокислотним складом та послідовністю амінокислотних залишків у поліпептидному ланцюзі та його просторовою структурою. Властивості білків — здатність під впливом різних факторів змінювати свою структуру.
Існують три види властивостей білка: денатурація, ренатурація та деструкція.
Денатурація — порушення вторинної, третинної та четвертинної структур білка.                                                                        -
Дослід: якщо на білок яйця подіяти солями (NaСl )чи спиртом (С2Н5ОН), він змінює свою густину та стає непрозорим білим. Спостерігається денатурація білка (первинна структура зберігається).
Деструкція - повне порушення всі: чотирьох структур білка.
Дослід: якщо білок яйця відварити, тобто подіяти високою температурою він зовсім змінюється. Рідина перетворюється на тверду речовину, колір змінюється з прозорого на білий непрозорий. Тобто відбувається повне порушення структур білка.
Ренатурація — у разі збереження первинної структури білка можливо повернення молекули до природної структури.

4) Функції білків.
Будівельна функція білків полягає у тому,  що білки є складовою частиною біологічних мембран. З них складаються структури, які виконують роль скелета клітин (колаген, осеїн). Транспортну функцію білків можна розглянути, використовуючи знання про склад крові людини. Гемоглобін - міститься в еритроцитах вищих тварин і людини та становись 90 % їхнього вмісту. Рухова функція білків забезпечує клітинам, тканинам, органам або всьому організму можливість змінювати форму, рухатись (актин і міозин забезпечують здатність м’язів до скорочення).
- Захисна функція білків реалізується за участі глобулінів, з якими пов’язані імунні реакції організму за несприятливих умов (проникнення в організм хвороботворних бактерій, вірусів, токсинів); мають білкову природу. Зв’язуючись із мікроорганізмами та токсинами (антигенами), антитіла інактивують їх, гальмуючи патогенну дію, знешкоджуючи токсичні продукти.
- Сигнальна (рецепторна) функція білків.
Через білки передаються сигнали і направляються у внутрішньоклітинні
центри. При цьому подразники - хімічні чи механічні - зумовлюють певні зміни в структурі білків, що є своєрідною реакцією клітин на зовнішнє подразнення. Такий принцип діяльності нервової системи, мозку.
- Енергетична функція білків полягає у тому, що за певного розщеплення одного грама білків у середньому звільняється 17,2 кДж енергії.
- Каталітична (від грец. каталіз - «припинення») функція білків — зміна швидкості перебігу хімічних реакцій під дією певних хімічних сполук. Каталітичну функцію — біокаталіз у живих організмах виконують ферменти.
Ферменти (від лат. Ферментум -  «закваска») - це прості (однокомпонентні) або складні (двокомпонентні) білки. Їх відомо понад 6 тисяч.

5.Значення білків.
До складу живих організмів входить 2*1018 видів білків, із них  5 млн — до  складу людини і тварини.
Людині в середньому щоденно потрібно 100 г білків, а в разі великого напруження — до 150 г. Праця, яка потребує великого нервового напруження, завжди призводить до високого розпаду білків. Потреба в білках зменшується з віком. За 70 років життя людина з’їдає понад 2,5 тон білків. Білки незамінні у харчуванні. Нестача білків у організмі призводить до смерті навіть у разі великого співвідношення вуглеводів та жирів. У тих регіонах земної кулі, де зростає вживання білків, життя людини стало довшим. Довге білкове голодування спричиняє слабкість та глибокий психічний розлад.

Двадцять амінокислот, з яких складається білок, повинні обов’язково вводитися в організм з продуктами харчування. Вони не створюються у нашому організмі, тому їх називають незамінними.
Ми знаємо, що білки розщеплюються на амінокислота. Значить, до клітин організму потрапляють не готові білки, а амінокислоти.
Амінокислоти створюються з білків харчування в організмі за допомогою органів системи травлення. Всмоктування амінокислот відбувається за допомогою ворсинок тонкого кишечника. Кров, рухаючись по організму від кишечника, розносить клітинам речовини, у тому числі й амінокислоти. Із кровоносних судин через пори в оболонці амінокислоти потрапляють у цитоплазму клітин.

V.Закріплення знань.
Біологічне лото. (Завдання №4)  ( 6 балів ).
На одних картках записані терміни, на інших визначення. Групи добирають до термінів визначення.

VІ. Підсумок уроку.
Учні заповнюють звіт про виконану роботу.

VІІ.Домашнє завдання.
Заповнити таблицю «Класифікація білків та їх склад».

Використана література.

1. Науково-методичний журнал «Біологія» №12(132) квітень 2006.
2. Загальна біологія: Підруч. Для 10 кл. загально освіт. Навч. Закладів / М.Є.Кучеренко, Ю.Г. Вервес, П.Г. Балан, В.М. Войціцький. 2-ге вид. доопр. – К.: Ґенеза, 2004.- 160 с: іл..
3. Талліна О.В. Біологія 10 клас ( рівень стандарту, академічний рівень). Підручник для загальноосв. Навч. Зал. – Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – 256 с.:іл..
4. Сухомлин Н.І. Біологія в поняттях, термінах, таблицях та схемах. Київ: «Логос», 1998. – 128 с. ( Серія «Бібліотека школяра»).