Задачи

Воспитательные: способствовать формированию научного мировоззрения; пробуждать познавательный интерес к предмету и окружающим явлениям; развивать способности к сотрудничеству, общению, работе в коллективе.

Образовательные: ознакомить учащихся с новым классом органических соединений - белками; рассмотреть их состав, важнейшие свойства, способы получения и применения; рассмотреть реакции поликонденсации, ввести понятие пептидов, полипептидов и пептидной связи; рассмотреть качественные реакции на белки.

Развивающие: продолжить развивать способности к самооценке и самоанализу собственной мыслительной деятельности и ее результатов; способствовать развитию умения анализировать, выдвигать гипотезы, предположения.

Методическая цель: продемонстрировать возможности использования на уроке информационно-коммуникационных технологий, педагогики сотрудничества, элементов современных развивающих методик.

Межпредметные связи: биология.

Методы и приемы:
1.  Методы словесной передачи информации и слухового восприятия информации (приемы: беседа, рассказ, сообщения).
2.  Методы наглядной передачи информации и зрительного восприятия информации (приемы: наблюдение, демонстрация опытов, видеофильм, презентация).
3.  Методы стимулирования и мотивации учащихся (приемы: создание проблемной ситуации, создание ситуации успеха).

Принципы обучения:
- принцип научности;
- принцип наглядности;
- взаимосвязь изучаемого материала и личного опыта учащихся;
- системный подход к изучению материала.

Тип урока: совершенствование и закрепление знаний.

Вид урока: комбинированный.

Обеспечение урока:
-    компьютер, проектор, экран;
-    химические реактивы (раствор медного купороса, раствор гидроксида натрия, концентрированная азотная кислота, этиловый спирт); раствор куриного белка; пластмассовый штатив с пробирками, спиртовка, зажим для пробирок (на демонстрационном столе).

Ход урока
I. Организационный момент:
а) приветствие;
б) определение отсутствующих;
в) проверка готовности учащихся к уроку;
г) организация внимания;
д) объявление темы урока.
II. Проверка домашнего задания, актуализация ранее полученных знаний
Учитель: На прошлом занятии мы познакомились с новым классом органических соединений. Вспомните название соединений данного класса.
Дети: Аминокислоты.
Учитель: Верно. Для того чтобы понять, как вы усвоили предыдущий материал, несколько человек выполнят тестовое задание, а остальных попрошу ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Какие соединения называются аминокислотами? (Это органические соединения, в состав которых входят карбоксильные и аминогруппы.)
2. Почему аминокислоты называются амфотерными соединениями? (В составе одной молекулы находятся кислотная и основная группы, поэтому аминокислоты называются амфотерными соединениями.)

3. Как строятся названия аминокислот? (Названия аминокислот образуются из названий соответствующих кислот прибавлением амино- и указанием места расположения аминогруппы по отношению к карбоксильной группе. Также используется 2-й метод построения названий аминокислот, когда к тривиальному названию добавляется приставка амино- с указанием положения аминогруппы буквой греческого названия).
Задание: Написать на доске формулы 4-метил-2-аминопентановой кислоты, 3-метил-2-аминобутановой кислоты.

4. Получение аминокислот. (При взаимодействии галогенопроизводных карбоновых кислот с аммиаком.)

5. Какими физическими свойствами обладают аминокислоты? (Это твердые   кристаллические вещества, имеющие высокую температуру плавления, хорошо растворимы в воде, водные растворы проводят электрический ток.)

6. Какие химические свойства характерны для аминокислот? (За счет аминогруппы аминокислоты реагируют с кислотами с образованием солей аммония; за счет кислотной группы аминокислоты вступают во взаимодействие со щелочами).
Задание: написать реакцию взаимодействия глицина с гидроксидом калия.

7. Какие реакции называются реакциями поликонденсации? Характерны ли такие реакции для аминокислот? (Реакции поликонденсации - это такие реакции, в результате которых образуется полимер и выделяется побочный продукт. При взаимодействии двух аминокислот образуется дипептид, трех - трипептид, большого количества аминокислот - полипептид).

Учитель: При конденсации
Х-аминокислот в природных условиях образуются белки. (Тема урока - «Белки». Запись в тетрадь.)

III. Создание проблемной ситуации и формулирование учащимися главного вопроса, связанного с ней
Учитель: Белки являются очень важными органическими соединениями, они входят в состав всех живых организмов, но особо важную роль они играют в животных организмах. Из белков состоят мышцы, покровные ткани, внутренние органы, хрящи, кровь и т. д.
Важнейшие функции организма - обмен веществ, развитие, рост, движение - осуществляются биохимическими реакциями с участием белков.  Молекула белка - носитель наследственной информации, и от строения этой молекулы будет зависеть, разовьется ли из зародышевой клетки гриб, анаконда, корова, ласточка, медведь, креветка или человек.
О громадном значении белков для жизни догадывались давно. 100 лет назад Ф.Энгельс в книге «Анти-Дюринг» писал, что жизнь есть способ существования белковых тел. Эта фраза стала крылатой, в ней подчеркивается решающее значение белков для жизни.

На следующем этапе предложить вниманию учащихся этикетки от пищевых продуктов с указанием питательной и энергетической ценности и задать вопрос:
- Какой из компонентов пищевого продукта расположен первым?
Дети: Белок.
Учитель: Почему это так, мы постараемся ответить в конце урока.

IV. Знакомство с содержанием урока и последовательное раскрытие вопросов
1. Биологические функции белков.
2. Строение белков.
3. Структура.
4. Состав.
5. Химические свойства.
6. Цветные реакции на белки.

Учитель: Скажите, какую биологическую роль выполняют белки в организме человека и животных?
а) Белки - источники энергии. (Сообщение ученика на тему «Белки в пище». Приложение №1.)
б) Белки - ферменты. (Сообщение ученика. Приложение №2.)
в) Белки - яды. (Сообщение ученика. Приложение №3.)
г) Белки - гормоны. (Сообщение ученика. Приложение №4.)
д) Белки - средства защиты. (Сообщение ученика. Приложение №5.)
На следующем этапе предложить ребятам ознакомиться с биологическими функциями белков по учебнику (О.С.Габриелян. Химия. 10 класс, стр. 226) и закрепить этот вопрос составлением схемы:

Учитель: Переходим ко второму вопросу. Аминокислоты, взаимодействуя между собой, образуют пептиды - органические вещества, соединенные пептидными связями.

Следующий вопрос - состав белка. Белки состоят из 25 аминокислот, но только 10 из них не синтезируются живыми организмами, это незаменимые аминокислоты. Они не могут синтезироваться в организме животных и человека и доставляются вместе с пищей. Суточная потребность взрослого человека в каждой из незаменимых аминокислот составляет 1 г. При недостатке этих аминокислот или в случае отсутствия их в пище невозможен синтез белков и других биологически важных веществ (гормонов, ферментов, пигментов).
В состав белка входит различное количество аминокислот. Известно несколько коротких природных белков (3-9) и очень длинных полимеров (1500 и более).

Рассмотрим следующий вопрос - структура белков. Белки имеют различную степень организации - первичную, вторичную, третичную, четвертичную. Молекула белка очень длинная, она состоит из множества маленьких молекул, связанных друг с другом. Так нанизываются на нить бусинки в ожерелье. Роль нити играют химические (пептидные) связи между бусинками - молекулами (первичная структура).
Часто полипептидные цепи образуют спираль, закрученную в правую сторону. Происходит это потому, что молекулы-бусинки могут «слипаться» друг c другом. Группы С=О и N=Н из разных пептидных связей могут образовывать между собой водородные связи - образуется вторичная структура.
Иногда спираль упаковывается в клубок (глобулу). Это третичная структура.
Если белок состоит из нескольких молекул белка с третичной организацией, то говорят, что он обладает четвертичной структурой - это высший уровень организации белковой молекулы, она есть далеко не у всех белков. Примерно половина известных на сегодняшний день белков ее не имеет.

Учитель: Переходим к изучению химических свойств белка. Очень важным химическим свойством белка является гидролиз (разложение вещества водой под действием ферментов, щелочей (кислот), при температуре), в результате которого образуются аминокислоты.
Часть аминокислот используется на построение белков, свойственных данному организму, часть расщепляется до углекислого газа и воды с выделением энергии.
Также важным свойством белка является его способность к денатурации (показ слайда о денатурации под действием высокой температуры; демонстрация опыта учителем о денатурации белка при действии химического реагента - этилового спирта).
При употреблении алкогольных напитков происходит разрушение внутренних органов (особенно печени), страдает сердечно-сосудистая и нервная системы.

Далее заслушать сообщение ученика о влиянии алкоголизма на организм человека (приложение №6).

Учитель: При денатурации изменяются физические свойства белка: снижается растворимость, теряется биологическая активность, меняется форма белковой молекулы. Это свойство необходимо знать при термической обработке сырья и готовых продуктов (при сушке зерна, выпечке хлеба).
Свойства денатурации белков используют в медицине. При отравлении тяжелыми металлами вводят молоко или сырые яйца, чтобы металлы адсорбировались на их поверхности, не действовали на белки кишечника и желудка и не всасывались в кровь.

Рассмотрим еще одно свойство белков - горение. (Демонстрация разложения белка (шерстяной нити) - ощущается запах жженых перьев.)
Для распознавания белков используют качественные (цветные) реакции (показ слайдов, демонстрация опытов).
V. Систематизация и закрепление нового материала.
Составление рассказа по плану:

1. Какие вещества называются белками?
2. Какие основные функции белков в живых организмах?
3. Каков состав белка?
4. Что такое первичная структура белка?
5. Каковы основные химические свойства белков?
6. Какие вещества образуются при гидролизе белков?
7. Что такое денатурация белка?
8. Какие качественные реакции на белки вам известны?

Учитель: Теперь мы знаем, что белки являются главной и постоянной составной частью всех без исключения живых систем - от самых примитивных до самых высокоорганизованных. Белки также называют протеинами (от греч. «проте» - «первый», «важный»). Энгельс писал: «Повсюду, где мы встречаем жизнь, мы находим, что она связана с каким-либо белковым телом, и повсюду, где мы встречаем какое-либо белковое тело, не находящееся в процессе разложения, мы без исключения встречаем и явления жизни».

VI. Подведение итогов урока
Определение меры участия всех студентов и каждого в отдельности, оценка и самооценка их работы.

VII. Рефлексия
Вопросы к студентам по восприятию урока:
- Что на уроке было новым?
- Что было главным?
- Что было интересным?

VIII. Домашнее задание: § 27, упражнение 10, подготовить сообщение о  СПИДе и профилактике этого заболевания.

Литература:
1. О.С.Габриелян. Химия. 10 класс, М., «Дрофа», 2009 г.
2. М.Ю.Горковенко. Поурочные разработки по химии. М., «ВАКО», 2007 г.
3. В.Г.Денисов. Поурочные планы. Волгоград, Учитель, 2009 г.
4. Д.К.Беляев. Общая биология. Учебник для 10-11 классов.

​Наталия РАКЧЕЕВА, преподаватель химии Регионального многопрофильного колледжа Ставрополя, победитель XIV Всероссийского конкурса «Сто друзей»

Приложение №1

Белки - источники энергии
Белок - важнейший компонент нашей пищи. Это основной строительный материал всех клеток. Для нормального функционирования организма пища, содержащая белки, должна составлять 15-20% от всего объема суточного рациона. Любой белок, имеющий необходимое содержание всех незаменимых аминокислот, называется совершенным. Большинство животных белков совершенны. Растительные белки несовершенны, в них низкий уровень некоторых незаменимых аминокислот.
Чтобы количество белка перевести в продукты питания, нужно обратиться к таблице (см. на сайте http://www.ug.ru/method_article/516).  В ней приведены цифры примерного содержания белка в наиболее распространенных продуктах.
Некоторые, наверное, удивились, узнав, что белок содержится не только в яйцах или мясе, но и в овощах. Его довольно много в горохе, фасоли, сое. Небольшое количество белка есть даже в яблоках. Однако животные белки более полноценны, чем растительные. А потому пусть они чаще присутствуют на вашем столе. Используйте нежирное мясо. Полезны яйца, молоко, рыба.

Приложение №2

Белки - ферменты
В каждой живой клетке непрерывно происходят сотни биохимических реакций. Быстрое протекание таких реакций обеспечивают катализаторы (ускорители реакций) - ферменты. Почти все ферменты являются белками. Каждый фермент обеспечивает одну или несколько реакций одного типа.
Например, жиры в пищеварительном тракте расщепляются специальным ферментом - липазой. Фермент, расщепляющий крахмал и гликоген, называется амилазой. Каждая молекула фермента способна осуществлять до нескольких миллионов операций в минуту. В ходе этих реакций ферментный белок не расходуется, он соединяется с расщепляющими веществами, ускоряет их превращения и выходит из реакции неизменным.
Процесс расщепления или синтеза любого вещества в клетке, как правило, разделен на ряд химических операций. Каждую операцию выполняет отдельный фермент. Группа таких ферментов составляет своего рода биохимический конвейер.
Существенное значение имеет использование ферментов в качестве лечебных препаратов. Например, трипсин применяется при ожогах для ускорения заживления ран и как противовоспалительное средство при гайморите.

Приложение №3

Белки - яды
Среди змей на территории РФ встречаются 14 ядовитых представителей. Из них наиболее опасны «слепая» кобра (кобра, не имеющая рисунка очков), змеи из семейства гадюковых: среднеазиатская гюрза, гадюки, а также песчаная эфа и щитомордник.
Ядовитые насекомые представлены пчелами, шершнями, шмелями и осами. Из членистоногих для человека наиболее опасны пауки, из которых особого внимания заслуживают три вида: каракурт, скорпион и тарантул. Каракурт и скорпион обитают в южных широтах (Молдавия, Крым, Средняя Азия).
Тарантул встречается в пустынях, в лесостепи, а также в лесной зоне.
Из земноводных в нашей стране ядовитыми считаются жабы (серая, зеленая и камышовая), саламандры пятнистые, черные и огненные, краснобрюхая жерлянка и чесночница обыкновенная.
Яд в организм жертвы вводится с помощью зубов из ядовитых желез. При этом в зависимости от глубины укуса яд может попасть под кожу, в мышечную ткань или в просвет кровеносного сосуда.
Основными компонентами животных ядов служат белки, вызывающие разрушение клеток тканей и эритроцитов. Такие эффекты, наблюдающиеся, в частности, при укусе змей, приводят к поражению крови и тканей, а также нервной, пищеварительной и сердечно-сосудистой систем, нарушению нормального процесса свертывания крови.
Кроме того, белки ядов нередко вызывают у человека анафилактические реакции и токсический дерматит по типу химического ожога.

Приложение №4

Белки - гормоны
В специализированных клетках животных и растений производятся специальные регуляторы физиологических процессов - гормоны. Часть гормонов животных и человека являются белками. Так, белковый гормон инсулин (гормон поджелудочной железы) активирует захват клетками молекул глюкозы и расщепление или запасание их внутри клетки. Если не хватает инсулина, то глюкоза накапливается в крови в избытке. Клетки без помощи инсулина не способны ее захватить - они голодают. Именно в этом причина развития диабета - болезни, вызываемой недостатком инсулина в организме.
Гормоны выполняют важнейшую функцию в организме, управляя активностью ферментов. Так, инсулин активирует в клетках печени фермент, синтезирующий из глюкозы другое органическое вещество - гликоген, и ряд других ферментов.

Приложение №5

Белки - средства защиты
На попадание бактерий и вирусов в кровь животных и человека организм реагирует выработкой специальных защитных белков-антител. Эти белки связываются с чужеродными для организма белками возбудителей заболеваний, чем подавляется их жизнедеятельность. На каждый чужеродный белок организм вырабатывает специальные антитела. Механизм сопротивления возбудителям заболеваний называют иммунитетом.
Помимо антител, растворенных в крови, имеются антитела на поверхности специальных клеток, которые захватывают чужеродные клетки.
Это клеточный иммунитет, обеспечивающий в большинстве случаев и уничтожение вновь возникающих раковых клеток.
Чтобы предупредить заболевание, людям и животным вводят ослабленные или убитые бактерии либо вирусы (вакцины), которые не вызывают болезнь, но заставляют специальные клетки организма производить антитела против этих возбудителей. Если через некоторое время болезнетворная бактерия или вирус попадают в такой организм, они встречают прочный защитный барьер из антител.

Приложение №6

Влияние алкоголизма
на организм человека
Алкоголизм - это форма химической зависимости, отличающаяся от наркомании тем, что алкоголь является легальным веществом в современном мире.
Алкоголик - это человек, который считает, что он может пить в любой момент, и поэтому продолжает это делать.
Существует много мифов об алкоголе и алкоголизме. Считается, что алкоголь может помочь выдержать низкие температуры, однако люди в состоянии алкогольного опьянения часто замерзают, не чувствуя холода. Многие пытаются применить алкоголь для лечения заболеваний желудка и простудных заболеваний. Обсуждается вопрос о пользе применения алкоголя при радиоактивных поражениях. Все это не имеет никаких научных подтверждений и является вымыслом.
Популярно мнение, что употребление слабых алкогольных напитков (таких как пиво) не может принести вреда, но сам факт попадания алкоголя в организм способен вызвать развитие зависимости.
Особенно алкоголь губителен для молодого растущего организма. Он затрагивает все стороны, как физические, так и психические.
Очень часто при его употреблении разрушаются печень, почки, отмечаются сердечно-сосудистые заболевания. Губительно действует алкоголь на нервную систему и соответственно на психику. Дети алкоголиков обнаруживают умственную отсталость, психическую неполноценность.
В клинической литературе перечисляются различные черты молодых алкоголиков - возбудимость, агрессивность, депрессивные реакции, сексуальные извращения, узкий круг интересов, эмоциональное огрубление, конфликты с родителями.
В процессе болезни совершаются глубокие изменения личности. Это приводит к появлению и закреплению в структуре личности установок, которые начинают порождать характерные для алкоголиков черты, отношение к себе и окружающим.

P.S. Презентация к занятию и дополнительные файлы к презентации опубликованы на сайте «Учительской газеты» http://www.ug.ru/method_article/516