Конспект урока «Свойства и функции белка» Предмет: химия, биология (интегрированный урок) Тип урока: урок изучения нового материала. Стратегия преподавания: интерактивное взаимодействие – позволяет установить партнерские отношения Тема: «Свойства и функции белка» Продолжительность: 1 урок – 45 минут Класс: 10 класс (естественнонаучный профиль) Цели урока: повторить строение, рассмотреть химические свойства и биологические функции белков; дать понятие о белках на основе межпредметных связей с биологией; продолжить формирование учебно-познавательных, информационных и коммуникативных компетенций у учащихся старших классов в условиях профилизации через применение интерактивных методов обучения Задачи урока: Образовательные • изучение основных химических свойств белков на основе самостоятельной деятельности обучающихся • обоснование роли белков в живом организме Развивающие • развивать умение устанавливать причинно-следственные связи на примере изучения свойств и функций белка, • умение самостоятельно получать информацию из дополнительных источников, • практические умения постановки опытов, • умение структурировать материал, • умение делать выводы на основе полученных на практике результатов Воспитательные • формировать научное мировоззрение учащихся на примере интеграции естественных наук, лежащих в основе строения и функционирования организма • продолжать воспитывать умение работать в паре • продолжать формировать привычку выполнять лабораторные опыты с соблюдением правил техники безопасности Оборудование: Мобильный класс, мультимедийный проектор, интерактивная доска. Презентация «Свойства и функции белка». На каждую парту набор: инструктивные карточки к лабораторным опытам, необходимое лабораторное оборудование, объекты исследования белковой природы. Каждому учащемуся: опорный конспект к уроку. Ход урока I. Мотивация познавательной деятельности Вспомним определение жизни по Энгельсу («Жизнь – это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка») - Презентация «Свойства и функции белка» слайд №2 Белки называют так же протеинами, термин "протеин" образован от греческого слова proteo, что обозначает - первостепенный, введен Мулдером. Это подчеркивает важность данного класса веществ. Как вы думаете, почему белки получили такое название? Повторим функции белков: фронтальная работа – слайд № 3 по приведенным на слайде картинкам учащиеся вспоминают основные функции белка; для проверки появляются анимированные названия функций с короткой расшифровкой: каталитическая (ферменты - каталаза, пепсин - желудочный сок, трипсин - сок поджелудочной железы); регуляторная (гормоны: инсулин - поджелудочная железа); структурная (кератин шерсти, фиброин шелка, коллаген в коже); двигательная (актин, миозин в мышцах); транспортная (гемоглобин в крови); запасающая (казеин, яичный альбумин); защитная (иммуноглобулины; фибрин, фибриноген – кровь; глобулин - вакцина) Разнообразные функции белков определяются a-аминокислотным составом и строением их высокоорганизованных макромолекул (Строение → свойства → функции) – слайд №4 II. Актуализация опорных знаний Давайте повторим, какое строение имеют белки (фронтальный опрос с использованием слайдов «Структуры белка» – слайды №5-№12 Длиной и способом укладки полипептидных цепей и природой включений определяются свойства белков, с которыми вы ознакомитесь, выполнив исследовательские лабораторные опыты. Итак: выполняемые функции зависят от строения и свойств. Каковы же свойства белков? III Изучение нового материала Химические свойства белков Сегодня вы сами сможете установить химические свойства белков на основе коллективной самостоятельной работы. По ходу урока вы должны заполнять опорный конспект, который будете использовать при выполнении домашнего задания. Девиз нашего урока (записан на доске): «Доводы, до которых человек додумывается сам, обычно убеждают его больше, нежели те, которые пришли в голову другим» (Б. Паскаль) 1 Денатурация. Как вы думаете, может ли структура белка измениться при изменении внешних факторов? Несколько проблемных вопросов вынесены на слайде №13 1.Если температура тела поднимается выше 38 градусов, то нужно принимать жаропонижающие средства. Зачем? 2.Почему вдоль автомагистралей нельзя собирать грибы? 3.Почему при отравлениях дают выпить молоко или сырое яйцо? На эти вопросы мы сможем получить ответы после изучения материала. А сейчас вам предлагается выполнить лабораторные опыты. Каждая группа выполняет свой лабораторный опыт, который указан в инструкции и публикует результаты своей работы в чате, который мы будем видеть на экране. Мы сегодня работаем с использованием мобильного компьютерного класса. Прошу всех войти в программу. Ну а теперь выполняем первый опыт. Лабораторные опыты для групп (каждый опыт делают две разные группы): № 1. К молоку (белок казеин) + 1мл раствора соляной кислоты № 2.К альбумину (белок куриного яйца) + 1мл этилового спирта № 3.Раствор альбумина (белок куриного яйца) нагреть № 4. К альбумину (белок куриного яйца) + раствор соли свинца (Pb(NO3)2) № 5. К альбумину (белок куриного яйца) + р-р формалина № 6 Раствор альбумина (белок куриного яйца) + 1мл раствор соли меди (СuSO4) Отчет по форме отправить учителю (чат№1 «Факторы, вызывающие денатурацию »): Название белка + что добавляли (что делали) – результат Анализируем результаты работы групп, делаем общий вывод, который учащиеся записывают в опорный конспект: Денатурация – разрушение природной структуры белка (с сохранением первичной структуры). Факторы, вызывающие денатурацию: температура, соли тяжелых металлов, действие растворов кислот и щелочей. 2. К каким последствиям приводит денатурация белка? Выполнение лабораторных опытов по изучению активности фермента каталазы Задания группам (каждый опыт делают две разные группы): №1 Сырой картофель + раствор H2O2 №2 Вареный картофель + раствор H2O2 № 3 Сырое мясо + раствор H2O2 № 4 Вареное мясо + раствор H2O2 № 5 Дрожжи (одноклеточные грибы) + H2O2 № 6 Вареные грибы + раствор H2O2 Прислать отчет по форме (чат№2 «Последствия денатурации белка»): _________________+ H2O2 ----- кислород? (выделяется, не выделяется) Анализируем результаты работы групп, делаем общий вывод, который учащиеся записывают в опорный конспект: При денатурации нарушается пространственная структура белка (сохраняется только первичная структура), что приводит к разрушению активного центра белка, и белок больше не выполняет свои функции Возвращаемся к проблемным вопросам, выслушаем ответы учащихся. Возвращаемся к вопросам, заданным в начале урока. 3. Гидролиз белка. А при каких условиях разрушается первичная структура белка? Экспертные группы изучали этот вопрос. О результатах работы послушаем выступление первой группы. Отчет первой группы. Мы выяснили, что при гидролизе разрушается первичная структура белка. Нами был проведен следующий эксперимент. В пробирки 1) с кусочком вареного яичного белка 2) с кусочками творога 3) с кусочками вареного мяса добавили раствор щелочи и нагрели. Через некоторое время белок растворился, значит, он подвергся гидролизу; в результате гидролиза разрушается полипептидная цепь и получается смесь аминокислот. Уравнение гидролиза можно представить так (слайд № 14). Отчет второй экспертной группы. Процесс гидролиза белков протекает в пищеварительном тракте, где он идет под действием ферментов. Нами был проведен следующий эксперимент. В пробирки 1) с кусочком вареного яичного белка 2) с кусочками творога 3) с кусочками вареного мяса добавили предварительно растворенные в воде таблетки МЕЗИМ, которые содержат набор пищеварительных ферментов. Через некоторое время белок растворился, значит он подвергается гидролизу и в результате получается смесь аминокислот. Анализируем представленные результаты работы групп, делаем общий вывод, который учащиеся записывают в опорный конспект: Гидролиз - разрушение первичной структуры белка. Происходит при нагревании в присутствии щелочи, а также под действием ферментов 4. Качественные реакции на белок (для опытов используются белки инсулин, альбумин, казеин) Каким способом можно отличить белки от других органических веществ? Выполнение лабораторного опыта «Цветные реакции белков». Задания для групп (каждый опыт делают две разные группы): №1. В пробирку с раствором инсулина (1 мл) добавьте 1 мл раствора гидроксида натрия, а затем немного раствора сульфата меди(II). Какие произошли изменения? №2. В пробирку с молоком (белок казеин) (1 мл) добавьте 1 мл раствора гидроксида натрия, а затем немного раствора сульфата меди(II). Какие произошли изменения? №3. В пробирку с раствором яичного белка (белок альбумин) (3 мл) + 1 мл HNO3, пробирку осторожно нагреть до появления окрашивания (какого цвета окрашивание?) № 4. В пробирку с творогом (белок казеин) + 1 мл HNO3, пробирку осторожно нагреть до появления окрашивания; № 5. В пробирку наливают 1 мл щелочного раствора яичного белка, добавляют немного раствора ацетата свинца(II) и нагревают смесь. Какие произошли изменения? №6. Подожгите выданные образцы белковых материалов: шерстяная нить, птичье перо, кусочек натурального шелка. Какой характерный запах ощущаете? Отчет по образцу отправить учителю (чат№3 «Качественные реакции на белок»): Белок (какой?) + HNO3, t°---- ………… окрашивание Белок (какой?) +NaOH +CuSO4 --- ………… окрашивание Белок (какой?) +( CH3COO)2Pb, t° --- ………… осадок Образец (какой?) t° (горение) ---- запах Анализируем результаты работы групп, делаем общий вывод, который учащиеся записываютв опорный конспект: Цветные реакции белков: 1) Биуретовая (качественная реакция на пептидную связь): Белок+NaOH +CuSO4 -------фиолетовое окрашивание 2) Ксантопротеиновая (на присутствие в белке ароматических аминокислот, например, триптофана): Белок + HNO3, -------желтое окрашивание 3) Реакция Фоля (на присутствие серосодержащих аминокислот, например, цистеина): Белок+ NaOH, t°+(CH3COO)2Pb, t° -------- серо-черный осадок 4) Горение белка. При горении белков появляется характерный запах жженых перьев. IV. Закрепление изученного материала, рефлексия. Для самопроверки усвоения материала, вам предлагается пройти обучающий тест. Учитель, управляя работой учащихся с головного компьютера, рассылает задания на каждый ноутбук. Проверка теста: сразу после окончания теста программа выдает количество правильных ответов (если правильных ответов менее 80 % - незачет, что является для ученика тревожным сигналом и стимулирует его к более серьезной подготовке дома). Результаты тестирования контролируются учителем на главном компьютере, что позволяет провести анализ усвоения материала на уроке и скорректировать деятельность свою и учащихся на последующих уроках. Обучающиеся могут оценить собственные знания и убедиться в необходимости их дальнейшего совершенствования. Домашнее задание: учебник химии § 27; выучить материал по опорному конспекту. Литература 1. Абрамов А.М., Грабиленков М.В. Российское образование в XXI веке: новые рубежи, М., 2001 2. Волкова Е.Н. Субъектность педагога: теория и практика, М., 1998 3. Габриелян О.С., Маскаев Ф.Н., Пономарев С.Ю., Теренин В.И. Учебник по химии 10 класс, М.:Дрофа, 2005. 4. Дендебер С.В., Ключникова О.В. «Современные технологии в процессе преподавания химии» - М.: ООО «5 за знания», 2006. 5. Лернер И.Я. Дидактические основы методов обучения. М., 1981. 6. Лернер И.Я. Проблемное обучение, М., 1974; 7. Сластенин В.А., Подымов Л.С. Педагогика: инновационная деятельность, М., 1997 8. Суворова Н. Интерактивное обучение: новые подходы.// Учитель — 2000 — №1 9. Шумной В.К., Дымшиц Г.М. Учебник по биологии 10-11 классы, М.: Просвещение, 2008. 10. http://www.s-pro.com.ua