Цифровые образовательные ресурсы в обучении биологии

а) к небольшому количеству белка прилейте немного гидроксида натрия и по каплям добавьте раствор  сульфата меди (II) –биуретовая реакция для распознавания пептидных групп; 
б) к раствору белка прилейте раствор азотной кислоты, осторожно нагрейте – ксантопротеиновая реакция (доказывающая, что в состав белка входят остатки ароматических аминокислот). 
Учащиеся записывают основные свойства белков в тетрадь по химии:

• Амфотерность
• Растворимость
• Денатурация
• Цветные реакции на белок:

а) белок + NaOH + CuSO₄ ––> красно-фиолетовое окрашивание 
б) белок + HNO₃ ––> желтое окрашивание

• Гидролиз

Учитель биологии переходит к рассмотрению функций белков в организме человека. Перед учащимися ставится познавательная задача: известно, что белки – неотъемлемая часть пищи животных и человека. Почему же при исключении из рациона белкового компонента, но при достаточной калорийности пищи у живых организмов наблюдается патологические явления: остановка роста, изменение состава крови и т.д.? С чем это связано? 
Оказывается, что белки выполняют многочисленные функции в организме:

1. Каталитическая: в каждой живой клетке непрерывно происходят сотни биохимических реакций, в ходе которых идут распад и окисление поступающих извне питательных веществ. Клетка использует энергию, полученную вследствие окисления данных веществ, продукты их расщепления служат для синтеза необходимых клетке органических веществ. Быстрое протекание таких биохимических реакций обеспечивают биокатализаторы – ферменты. Известно более 2 тысяч ферментов, каждая молекула которых способна осуществлять от тысяч до миллионов операций в минуту. В ходе этих реакций ферментный белок не расходуется. Он соединяется с реагирующими веществами, ускоряет их превращение и выходит из реакции неизмененным.

2. Строительная: из белков состоят мембраны клеток и клеточных органоидов. У высших животных из белков состоят стенки кровеносных сосудов, сухожилия, хрящи. Из устойчивого и твердого белка кератина состоят образования, используемые животными для защиты – рога, копыта, панцири, когти, перья, шерсть (слайд «КМ-школа»).

3. Энергетическая: при распаде 1 г белка выделяется 17,6кДж энергии, однако белки используются с целью получения энергии только тогда, когда истощаются другие источники (слайд «КМ-школа»).

4. Регуляторная: известно, что в живых организмах производятся специальные регуляторы физиологических процессов – гормоны. Часть гормонов являются белками. Гормоны образуются в особых клетках гипоталамуса, в гипофизе (например, гормон роста), в специальных клетках поджелудочной железы (например, инсулин). Гормоны выполняют важную роль в организме, управляя активностью ферментов. Так, инсулин активизирует в клетках печени фермент, синтезирующий из глюкозы гликоген. Если не хватает инсулина, то глюкоза накапливается в крови в избытке, так как клетки не могут ее захватить. Именно в этом причина развития сахарного диабета (слайд «КМ-школа»).

5. Транспортная: в крови, в наружных клеточных мембранах, в цитоплазме и ядрах клетки имеются различные транспортные белки, которые обеспечивают активный и строго избирательный транспорт веществ. В крови белки – транспортеры «узнают», связывают определенные белки – гормоны, витамины, микроэлементы и несут их к определенным клеткам.  Белок крови гемоглобин присоединяет кислород и разносит его ко всем тканям и органам тела (слайд «КМ-школа»).

6. Двигательная: все виды движения живых организмов, в том числе сокращение мышц, мерцание ресничек, движение жгутиков, листьев у растений, выполняют особые сократительные белки. В работе мышц человека главную роль играют актин и миозин.

7. Защитная: специальные белки – иммуноглобулины - выполняют роль антител по отношению к чужеродным белкам (антигенам). Они связывают и выводят антигены из организма, препятствуют размножению бактерий и вирусов, нейтрализуют выделяемые ими токсины (яды). Например, в лимфатических узлах образуются лимфоциты – клетки, синтезирующие антитела. Таким образом, у человека и животных одна из главных систем – это иммунная система.

8. Сигнальная: в поверхностную  мембрану клетки встроены молекулы белков, способные менять свою третичную структуру в ответ на действие факторов внешней среды. Так происходит прием сигналов из внешней среды и передача команд в клетку.

По мере рассмотрения каждой функции, учащиеся записывают в тетрадь  функции белков.

Далее учитель биологии обращает внимание учащихся на то, что в ходе эволюции появилось 10¹⁰-10¹² различных белков, встречающихся примерно у 1,2 млн. видов живых организмов – от вирусов до человека. 
Если в кишечной палочке их 3000, то в организме человека более 5 млн. То есть значение белков очень велико.

Учитель химии рассматривает превращение белков в организме.  
Гидролиз белка – это разрушение первичной структуры белковой молекулы. В лаборатории этот процесс проводят в присутствии кислот и щелочей при нагревании, в организме он происходит под действием ферментов. 
Белки – основа продуктов питания. Биологическая ценность белков зависит от содержания незаменимых аминокислот. Из 20 аминокислот, входящих в состав белков, 9 являются незаменимыми, то есть они не образуются  в организме и должны обязательно поступать с пищей. Недостаток белков или нарушение процессов их усвоения (переваривание и всасывание) приводят к заболеваниям внутренних органов, болезням крови и ослаблению иммунитета.  
Как происходит гидролиз белка в организме?

1. Под действием белков-ферментов в желудке происходит расщепление белковых молекул до мелких полипептидов.
2. В кишечнике полипептиды распадаются до отдельных аминокислот.
3. Смесь аминокислот всасывается слизистой оболочкой тонкого кишечника и через систему воротной вены попадает в печень, откуда разносится кровью ко всем органам.

Аминокислоты расходуются  на синтез белка (увеличение белковой массы, рост, обновление организма) и  нуклеиновых кислот, часть аминокислот  в процессе жизнедеятельности распадается.

Учитель биологии говорит о продуктах питания, содержащих белок. 
Уже говорилось о необходимости незаменимых аминокислот для организма человека. Их человек получает в готовом виде с растительной и животной пищей. Такие аминокислоты содержатся в белках молочных продуктов (молоко, сыр, творог), в яйцах, рыбе, мясе, а также в сое, бобах, горохе и др. растениях. 
Проектируется на экран таблица, отражающая содержание белков (г) в 100 г некоторых продуктов; учащиеся выписывают в тетрадь биологии продукты, содержащие наибольшее количество белков.

Хлеб пшеничный 1 сорт	7,6 г	Сахар-рафинад	–
Батоны	7,9 г	Масло сливочное	0,6 г
Сдоба	7,6 г	Молоко	2,8 г
Пирожное (с фруктовой  начинкой)	5,1 г	Сыр	25,3 г
Гречневая крупа	12,6 г	Творог	18 г
Манка	11,3 г	Мороженое	3,2 г
Рис	7 г	Яйцо куриное	12,7 г
Макароны	10,4 г	Говядина	18,9 г
Орехи (фундук)	16,1 г	Куры	18,2 г
Икра зернистая	27,2 г	Свинина	15 г
Горох, фасоль, соя	19,3 г и 34,9 г	Рыба копченая	26 г

Далее учащимся предлагается решить задачу.

Известно, что для взрослого  человека необходимо 1,5 г белка на 1 кг массы тела в день. Зная свою массу, определите суточную норму потребления  белка для своего организма. 
Запишите в тетради по биологии свою суточную потребность в белке и учтите, что около 60% потребляемых белков должно быть животного происхождения, так как не все белки равноценны. Наиболее питательны белки молока, яиц, наименее питательны белки сухожилий, волос, роговицы глаз. Другими словами: иного белка достаточно 50г, а другого и 200г не хватит.

Учитель химии говорит о применении и проблеме синтеза белков. Шерсть, кожу и натуральный шелк применяют для изготовления одежды. 
Многие белки обладают токсичными свойствами (яды змей, холерный, дифтерийный и столбнячный  токсины), поэтому они важны для медицинских целей. 
Но главное белки составляют важнейшую и незаменимую часть пищи человека. В наше время 10-15% населения Земли голодают, а 40% получают неполноценную пищу с недостаточным содержанием белка. Поэтому человечество вынуждено искусственными путями производить белок наиболее дефицитный продукт на Земле. 
Синтез белков в лабораторных условиях очень сложен. Можно привести такой пример. Первый белок, у которого расшифровали первичную структуру (в 1954) , был инсулин. Для этого потребовалось почти 10 лет. Молекула инсулина состоит из двух цепочек. Одна из них содержит 21, а другая 30 аминокислотных остатков. Для получения одной цепочки потребовалось провести 89 реакций, а для получения другой 138. а в живых организмах процесс синтеза белка происходит мгновенно.

Задачу синтеза белка  в лаборатории решают тремя способами:

1. Производством кормовых дрожжей.
2. Приготовлением белково-витаминных концентратов на базе углеводородов нефти.
3. Выделением белков из непищевого сырья растительного происхождения.

В нашей стране из углеводородного сырья изготавливают белково-витаминный концентрат. В качестве заменителя белка перспективно также промышленное производство незаменимых аминокислот. 
Широкие исследования в области создания микробиологической промышленности по производству искусственных пищевых продуктов принадлежат известному русскому ученому А.Н.Несмеянову. Его работу продолжают другие ученые. 
Сейчас разработаны пути получения более 120 видов искусственных мясных и рыбных продуктов. То есть осуществляется проблема биохимического и синтетического получения пищи. 
В качестве закрепления знаний проводится тестирование на компьютерах.

III. Закрепление  материала

Тест

1) Первичная структура  белка поддерживается за счет  связей:

а) сложноэфирных; 
б) ионных; 
в) пептидных; 
г) водородных.

2) Аминокислоты – мономеры:

а) углеводов; 
б) жиров; 
в) аминов; 
г) белков.

3) Белки подвергаются  реакции:

а) денатурации; 
б) полимеризации; 
в) гидрирования; 
г) поликонденсации.

4) Процесс восстановления  структуры белковой молекулы  называют:

а) гидролизом; 
б) денатурацией; 
в) ренатурацией; 
г) полимеризацией.

5) Биологическую активность  белка определяют:

а) радикалы; 
б) полипептид; 
в) химические связи; 
г) полимер.

6) При денатурации не  происходит разрушение структуры:

а) первичной;  
б) вторичной; 
в) третичной; 
г) четвертичной.

7) Какие вещества выполняют  в живых организмах энергетическую  функцию:

а) вода;  
б) белки; 
в) кислоты; 
г) соли.

8) За 70 лет жизни белков  происходит около 2000 раз. Определить  сколько раз произойдёт обновление  за 14 лет.

а) 20; 
б) 60; 
в) 50; 
г) 40.

9) Где применяют белки?

а) в медицине;  
б) для отделки тканей; 
в) в строительстве; 
г) в химической промышленности.

10) Среди указанных групп  атомов не является функциональной:

а) (–NH₂); 
б) (–R); 
в) (–COOH); 
г) (–OH).

IV. Подведение итогов урока, выставление оценок

Подведя итог урока, учитель  повторяет, что понятие «Жизнь»  и «Белок» неразрывно связаны, напоминает: чтобы ответить на вопрос «Что такое  жизнь?», надо знать, что такое белки. Насколько многообразны белки, настолько сложна, загадочна и многолика жизнь. Подтверждением этого может стать высказывание Гёте: «Я всегда говорил и не устаю повторять, что мир не мог существовать, если бы был так просто устроен».

V. Домашнее задание: биология § 3.2.1 с. 90-99; химия § 40.4 с.139-145, №3 с.145.

 

План внеклассной работы учителя биологии Лысой Н.А.

НЕДЕЛЯ БИОЛОГИИ С 10 ПО 17 МАРТА 2013 Г.

1. Выпуск электронного журнала «Чарльз Дарвин»
2. Конкурс плакатов «Нет  наркотикам»
3. Семинар «Эволюция»,
4. Конференция «ГМО: за и против»
5. Олимпиада по биологии, группы 11-13

 

Информация об училище

Мытищинское медицинское училище было образовано в 1990 году. Реализует программы среднего специального образования по направлению «Сестринское дело», квалификация «медицинская сестра»/ «медицинский брат», а также по направлению «Лечебное дело», квалификация «Фельдшер». Прием ведется на базе 9 и 11 классов, срок обучения 3 года 10 месяцев и 2 года 10 месяцев соответственно. Обучение ведется по очной форме, действует отсрочка от призыва в армию. По окончании выдается государственный диплом установленного образца. Училище имеет государственную аккредитацию и лицензию на ведение образовательной деятельности по указанным направлениям.