Белки – высокомолекулярные органические вещества
методическая разработка по химии (11 класс) на тему

ГБОУ СОШ № 282 Санкт-Петербурга _______________________________________________________________

«Методическая  разработка урока по химии»

Тема урока: Белки – высокомолекулярные

               органические вещества

Форма проведения:  Межпредметный комплексный

                                   семинар на основе учебных

                                   дисциплин естественнонаучного

                                   цикла

Автор разработки:  Валеева Жанна Валерьевна

Объем мероприятия:   2 спаренных урока                                

2014-2015 уч. год

Особенности подготовки и проведения мероприятия.

(пояснительная записка)

         В современной дидактике наибольшее внимание уделяется поиску новых методов и форм организации деятельности учащихся на уроке.

       Межпредметный семинар, как форма обучения и контроля  учебной  работы, является одним из видов учебно-практических занятий, который целесообразно проводить для  учащихся старших классов, состоящий в обсуждении учащимися сообщений,  докладов,  рефератов,  выполненных ими под руководством учителя, или учителей смежных наук.

         Тема "Белки" изучается в школе в курсах биологии 11 класса и химии 10 класса, поэтому мы выбрали в качестве контроля за усвоением этой темы форму семинара межпредметного характера на материале учебных дисциплин естественнонаучного цикла. Семинар проводился для учащихся 11 класса и рассчитан на два спаренных урока. Для семинара были использованы материалы курсов химии и биологии, как профилирующих; литературы, ОБЖ, информационным технологиям в качестве сопутствующих.

        Цель: Обобщение и систематизация знаний, умений и навыков, приобретенных при изучении темы «Белки».

        Задачи:

        Образовательная:  Закрепление и обобщение знаний о строении,  функциях белков, о химических свойствах и их роли для жизнедеятельности человека за счет интеграции некоторых учебных предметов.

       Воспитательная: Воспитание здорового образа жизни, толерантного отношения к культурным и национальным традициям разных народов, через самостоятельность и интерактивность при работе на уроке.  Воспитание коллективистских умений, лидерских качеств, умений доказывать правоту своих мыслей, убеждений и мировоззрения.

          Развивающая:  Формирование системы учебно-познавательных умений межпредметного характера,  умений самостоятельной работы, как основы для подготовки учащихся к самообразованию. Развитие творческих способностей на основе информационных технологий ведения урока.

Оборудование и оформление семинара.

 Наглядные пособия: 

1. Интерактивная доска. Страницы «Элементарный состав большинства белков», «Уравнения химических реакций образования белков в историческом процессе развития Земли», «Превращение белков в процессе пищеварения».
2. Компьютерная презентация.
3. Выставка продуктов «Содержание белка в продуктах питания».
4. Таблица  «Вредные консерванты и добавки».

Оформление семинара.    

1.Музыкальное сопровождение при открытии семинара (См. Приложение)

2.Сценки: «Два араба», «Старосветские помещики» по повести Н. В. Гоголя.

 Доклады и сообщения.

1.История открытия белка. Вклад Э. Фишера.

2.Возникновение аминокислот в историческом процессе развития Земли.

3.Открытие инсулина. Сахарный диабет.

5.СПИД.

6.Доклады о гормональной и структурной функции белков.

8.Катализаторы, ингибиторы. Ферменты.  

9. Превращения белков в организме человека.

Вопросы по химии к семинару:

1. Какую функцию осуществляет гемоглобин в организме?
2. В чём различие между катализаторами в неорганической химии и ферментами? Вопросы для сравнения:

--- Природа этих веществ.

--- Сколько хим. реакций могут ускорять?

--- При какой температуре работают?

3. Чем объясняются различные случаи отравления организма человека солями тяжёлых металлов?
4. Почему при погружении ломтика картофеля в перекись водорода выделяются пузырьки газа? Что это за газ?
5. Почему половинка яблока, посыпанного витамином "С" не изменяет цвет, в то время как другая половинка становится коричневой?
6. Расскажите о превращениях белков в результате процессе пищеварения.

--- Можно ли белки, употребляемые в пищу заменить аминокислотами?

--- Что происходит в организме при недостаточном поступлении некоторых аминокислот?

Ход семинара.

Звучит медленная музыка. (См. Приложение)

Учитель: Белковые тела привлекают внимание ученых уже в течение почти двух с половиной столетий. Несмотря на успехи,  достигнутые в последние годы при изучении химического строения и биологической активности белков, многие детали организации структуры их гигантских молекул еще не ясны. Символом жизни всегда было яйцо. Когда в 19 веке обнаружили, что белки - главные компоненты живых клеток, все проявления жизни стали связывать только с ними.

       За последние 2-3 десятилетия изучение явлений жизни идет стремительно и успешно. Вслед за биохимией и биофизикой возникли биоорганическая химия и молекулярная биология. В связи с этим мы еще раз говорим с вами о белках с точки зрения двух смежных наук: химии и биологии.

       Музыка стихает.

Учитель: Когда же и из каких веществ на Земле образовались белки?

      Учащиеся: Доклад о возникновении белков в историческом процессе развития Земли.

Учитель:  В конце 19 века химики стояли перед плотно закрытой дверью, за которой скрывалась недоступная тайна химического строения белков. Мощной рукой приоткрыл эту дверь профессор Берлинского университета Эмиль Фишер, которого можно назвать одним из далеких основателей современной биоорганической химии.  

       Учащиеся: Доклад о Фишере.

Учитель:  Итак, в 1901 году Фишер и Фурно синтезировали первый дипептид, а первый белок был получен синтетическим путем только в 1954 году (53 года спустя).  В чем причина столь большого перерыва?

       Учащиеся: Открытие инсулина. Доклад о сахарном диабете.

Учитель: Какие еще заболевания возникают при недостатке в организме некоторых белков или отдельных аминокислот?

       Учащиеся: Сообщение о фенилкенатурии,  внутриклеточной серповидной анемии.

Учитель: Какие структуры белка вам известны? Какой белок в организме человека имеет четвертичную структуру? Какую функцию в организме осуществляет этот белок?

       Учащиеся: Сообщение о гемоглобине. (См. Презентацию)

Учитель: Какими ещё функциями обладают белки?

       Учащиеся:  Перечисление функций по плакату «Ромашка». (Таблицу см. в Презентации.)

Учитель: Заострим внимание на наиболее важных функциях белков. Основой защиты от болезнетворных бактерий в организме человека являются антитела – белки, синтезирующиеся в ответ на введение чужеродных белков - антигенов.

       Учащиеся: Доклады о защитной функции белков /иммунитет, СПИД, свёртываемость крови./  

Учитель: Докажите на опыте что интерферон является белком.

 Эксперимент: Учащиеся каждой группы проводят биуретовую реакцию на интерферон и делают вывод о белковом происхождении интерферона. (См.Приложение)                                        

Учитель: Если повредить гипофиз то в организме происходят тяжёлые нарушения -  истощение организма или преждевременное его старение (в 15 лет человек может выглядеть как 80-ти летний старик), может происходить резкое увеличение или уменьшение роста, уродливое увеличение размеров, уродливое увеличение размеров отдельных частей тела или органов.  

       Учащиеся: Доклад о гормоне роста.

Учитель: Основная функция белков – структурная: образование волос, ногтей, когтей, шерсти. Докажите химическим путём, что эти твёрдые вещества являются белками.  

Эксперимент: Лабораторный опыт «Сжигание кусочка шерсти».

Учитель: Следующая важная функция белков - ферментативная.

       В 1941 году король Дании Христиан X вручал биохимику К. У. Линдерстрём - Лангу высшую награду своей страны - медаль Эрстеда за исследование белков и ферментов.  Он попросил его объяснить ему и всем присутствующим, что такое ферменты. Ученый рассказал такую историю:

       Учащиеся: Сценка "Два араба" (Текст см. в Приложении)

Учитель:  «Вот этот черный верблюд», - закончил рассказ Линдерсрем- Ланг, - «и подобен ферменту. Он сделал возможным такой процесс, который без него был немыслим, а сам остался без изменений».

          Итак, ферменты - это катализаторы белковой природы. Но чем они отличаются от катализаторов в неорганической химии?

          1.Сравните природу этих веществ.

          2.Сколько химических реакций могут ускорять?

          3.При какой температуре работают?

         Для сравнения катализаторов и ферментов учащимся предлагается фронтальная беседа, в результате которой в тетради необходимо сделать таблицу. (Таблицу №1 см. в Приложении.)                     

          Учитель: Перейдем к обсуждению практических вопросов.

Каждой группе учащихся предлагается ответить на практические вопросы, подготовленные учителем заранее. Вопросы демонстрируются при помощи интерактивной доски. (Подготовку эксперимента см. в Приложении.)

Учащиеся: Ответы на вопросы учащиеся дают на основе наблюдений.

         Опыт 1.Яблоко разрезали на две части. Одну посыпали витамином «С», а другую нет. Почему обработанная половинка не потемнела, в то время как необработанная стала коричневой?

         Опыт 2. Под микроскопом лист растения эладеи, опущенный в пероксид  водорода. Почему выделяется газ? Объясните, что это за газ.

         Опыт 3. Перед вами два стаканчика с раствором пероксида водорода. В один опустили ломтик сырого картофеля, а в другой кусочек сырой почки. Происходит выделение газа, как и в случае с листом эладеи. В другие два стаканчика с раствором пероксида водорода опустили кусочек варёного картофеля и варёной почки, почему не происходит выделение газа?

         В результате обсуждения этих вопросов учитель подводит учащихся к вопросу о денатурации.

Учитель: Вспомните, в чем причины денатурации? (см. Презентацию слайдов) Чтобы сохранялись биологические функции гормонов, антител, ферментов необходимо с денатурацией бороться. Но всегда ли нужно препятствовать этому процессу? Приведите примеры, когда денатурация необходима в жизни человека.

Учащиеся: Кулинарная обработка продуктов питания приводит к денатурации. Она готовит молекулы белка к воздействию пищеварительных ферментов, содержащихся в желудочном и кишечном соке.

Учитель: Как явление денатурации можно использовать для лечения отравлений солями тяжелых металлов?

Учащиеся: Больному дают молоко или большое количество сырого яичного белка. Белки,  содержащиеся в этих продуктах, связывают ионы тяжелых металлов, образуя нерастворимые комплексы, которые не могут всасываться из желудка в кровь. Ядовитое действие нейтрализовано. Если после этого вызвать рвоту, яд будет удален из организма.

Учитель:  Докажите опытным путем, используя реактивы, стоящие у вас на столе, что в результате взаимодействия солей тяжелых металлов с белком наблюдается процесс денатурации.

Эксперимент: (См. Приложение.)

Учитель: В настоящее время на Земле 800 млн. человек голодают, из них 200 млн. - дети, каждые 25 мин от голода умирает один ребенок. По данным главного педиатра  г. Санкт-Петербурга на одного подростка требуется в месяц 6 кг мяса, 12 кг творога.  Как же нужно питаться и какие продукты употреблять?

         Докажите наличие белков в продуктах питания: рыбе, мясе, муке, желатине.

Эксперимент: Каждой группе учащихся предлагается провести качественные реакции на пептидную связь.

Учащиеся: После проведения опытов один учащийся от каждой группы, показывая результаты эксперимента, должен сделать вывод о наличии белка  в данном продукте питания.

Учитель: Обратимся к выставке продуктов (см. Приложение, таблица № 3).

Учащиеся: Итак, если судить по результатам нашей выставки, наибольший процент белка содержится в бобовых культурах.

Вывод записывается в тетрадях.

Учитель: Как  же нужно питаться? Какие продукты употреблять? Если раньше делали акцент на углеводное питание, то сейчас предпочтение отдают белковому. Обратимся к процессу пищеварения.  

Учащиеся:  Доклад о превращении белков в организме человека. (Наглядные пособия см. в Презентации)

Когда речь дойдёт до состава желудочного сока, каждой группе учащихся целесообразно предложить провести качественный анализ желудочного сока и доказать наличие в нём раствора соляной кислоты.

Эксперимент: Качественный анализ желудочного сока на наличие соляной кислоты. (См. Приложение.)

После эксперимента рекомендуется сделать вывод и записать уравнение реакции на доске и в тетрадях.

Учитель: Правильность процесса пищеварения зависит от многих причин. В том числе  от религиозных и национальных традиций. Например, в Гималаях живёт племя, не знающее вкуса мяса, но охотно употребляющее в пищу молоко и творог. В Индии не едят свинину. А что в России, каковы же русские традиции национальной кухни? Обратимся к повести Н. В. Гоголя «Старосветские помещики»

Учащиеся:   Сценка из повести  Н.В. Гоголя «Старосветские помещики».

Текст сценки должен начинаться словами из повести: «Оба старичка, по старинному обычаю старосветских помещиков, очень любили покушать....»    

Учитель: Одна из американских диет  о рациональном питании утверждает, что в сутки человек должен употреблять не менее 52 наименований продуктов. Можем ли мы себе это позволить? В настоящее время растущие потребности в белковой пище приводят к созданию синтетической белковой продукции.

Каждой группе учащихся предлагалось при подготовке к семинару найти примеры синтетической белковой продукции среди наиболее часто употребляемых лакомств и принести этикетки от данных продуктов. В ходе фронтальной беседы осуществляется воображаемый поход в магазин.

Учащиеся:  После перечисления продуктов, учащиеся дают краткую характеристику канцерогенных добавок к продуктам питания, используя таблицу.

Учитель: Для подведения итогов семинара, ответьте на вопрос: Какую роль играют белки для жизнедеятельности человека?

Учащиеся:  Делают вывод о рациональном питании, о белковом компоненте в рационе человека, о роли белков.

Учитель:  В заключение нашего семинара, мы предлагаем учащимся написать тестированную контрольную работу по теме "Белки" в компьютерном классе. (См. Приложение)