Интегрированные уроки и внеурочная деятельность эколого-биологического содержания (стр. 13 )

Учащийся. Углерод находится в атмосфере в составе углекислого газа (около 0,03%), образует осадочные породы (мел, известняк) и входит в состав живых организмов. Пути его миграции: поглощение углекислого газа зелёными растениями в процессе фотосинтеза, затем продвижение по трофическим цепям в составе органических соединений, частичный возврат в атмосферу в виде углекислого газа, концентрация в осадочных породах.

Учитель географии. Подводя итог сказанному, надо отметить, что биосфера по своим масштабам и способу функционирования является глобальной экосистемой. Для неё характерны все признаки экосистемы и все её характеристики. Учение о биосфере было разработано крупнейшим учёным двадцатого столетия . В этом году мы отмечаем 150-летие со дня рождения учёного. Послушаем небольшое сообщение о жизни учёного и его вкладе в науку, подготовленное учащимися вашего класса (приглашает ученика с выступлением и презентацией).

Выступление учащегося с докладом о .

Учитель географии. Поскольку урок проходил на основе содержания двух предметов – биологии и географии необходимо повторить и всю терминологию, которую мы сегодня использовали. Составьте терминологический словарь (глоссарий) по теме «Биосфера».

Примерный перечень терминов. Автотрофы, гетеротрофы, биосфера, литосфера, атмосфера, гидросфера, ноосфера, консументы, продуценты, редуценты, экосистема, биогеоценоз, саморегуляция, гидробионты, аэробионты, педобионты, трофические цепи.

Учителя биологии и географии обсуждают перечень терминов, подробно останавливаясь на непонятных для учащихся словах.

Подведение итогов и выставление оценок.

Рефлексия. Поскольку изучение нового материала строилось одновременно с повторением изученного, проанализируйте итоги работы по следующей таблице.

Знаю	Узнал новое	Хочу узнать подробнее

СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ БЕЛКОВ

, учитель биологии,

, учитель химии.

Предмет (направленность): биология, химия.

Возраст детей: 10 класс.

Время: 2 урока.

Цель: изучить функции белков в организме, используя знания об их строении и свойствах; определить взаимосвязь между строением белковой молекулы и свойством белка; показать многообразие жизненных форм на основе многообразия форм белковой молекулы.

Тип урока: интегрированный урок повторения и изучения нового материала на основе системно-деятельностного подхода.

Материалы и оборудование: интерактивная доска, СД-диски Биология (1 С мультимедиа Биология по УМК ёвой), раствор белка куриного яйца, НСl, этиловый спирт, растворы гидроксида натрия NaOH, медного купороса CuSO4, химическая посуда, держатели, спиртовки, набор бусинок разной расцветки и проволока.

Ход урока

«Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным методом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ, прекращается и сама жизнь, что приводит к разложению белка».

Ф. Энгельс

Организационный момент (приветствие, сообщение темы урока,
постановка целей и задач).

Учитель химии. Белки – это сложные органические соединения. Белки называют также протеинами от греческого “protos” – первый, главный. Этим названием подчеркивается первостепенное значение белков для живых организмов. В протоплазме и ядре клеток их содержание достигает 10–20 %. Другими словами белки – основной структурный компонент живых организмов. Например, волосы, сосуды, оболочки, ногти состоят практически полностью из белков. Проанализируйте, пожалуйста, формулы нескольких известных или неизвестных вам белков и сделайте выводы, из каких химических элементов состоят эти вещества.

Пенициллин - C16 H18O4 N2

Козеин - C1864 H3021 O576N468S21

Гемоглобин - C3032 H4816 O872N780S8Fe4

Ученик. Мне известны эти белки. По их химическим формулам

можно сделать выводы, что эти вещества состоят из углерода, водорода, кислорода и азота (в некоторых есть сера или железо).

Учитель химии. Действительно белки состоят из углерода, водорода, кислорода и азота, могут содержать серу или железо. Некоторые белки образуют комплексы с другими молекулами, содержащими фосфор, железо, цинк, медь. Белковая молекула – это биополимер, мономерами которой являются аминокислоты. Известно много аминокислот, но в качестве мономеров любых природных белков известно только 20 аминокислот, поэтому они получили название "волшебных". Аминокислоты - это вещества, содержащие две различные по свойствам функциональные группы: NH2- аминогруппа (обладает основными свойствами), - СООН – карбоксильная группа (обладает кислотными свойствами). Отсюда и название этих веществ – аминокислоты. Отличаются аминокислоты друг от друга строением R – радикала.

H2 N - CH - COOH

l

R

Аминокислоты притягиваются основными и кислотными функциональными группами. Между ними возникает химическая реакция с образованием особого вида ковалентной связи – амидной или пептидой.

Белки могут образовывать структуры различной сложности.

Первичная - прямая цепочка из аминокислот, удерживается водородными связями.

Учитель биологии. Эта последовательность очень строгая и замена хотя бы одной аминокислоты приводит к изменению свойств белка, а в некоторых случаях происходит потеря их биологических свойств. Поэтому, искусственно синтезированные полипептидные цепочки зачастую не обладают природными биологическими свойствами. Например, такое заболевание как серповидноклеточная анемия связано с изменением формы эритроцита и невозможностью нормального транспорта кислорода. Причина же – одна единственная ошибка, когда из 146 аминокислотных фрагментов этого белка один – глутаминовая кислота заменяется на другой – валин. В то же самое время возможность создание практически неограниченного количества различных видов белков определяет всё многообразие живой природы и индивидуальность каждого организма. Строго линейная структура (первичная) характерна лишь для ограниченного числа белков (например, фиброин – белок натурального шелка). Подавляющее число белковых молекул имеют более сложное строение.

Вторичная - скрученная в спираль первичная цепочка, удерживаемая водородными связями. Такую структуру имеют фибриллярные белки (коллаген, белок кожи; фибриноген, белок крови; миозин, белок мышц).

Третичная - многократно скрученная спираль, глобула, удерживается слабыми дисульфидными связями. Такую структуру имеют глобулярные белки (альбумины, глобулины).

Учитель биологии. У каждого из вас свой тип волос: у кого-то прямые волосы, у кого-то вьющиеся. В чем же причина? Оказывается, виной всему являются дисульфидные мостики. На разрушении и образовании новых дисульфидных мостиков основана химическая завивка.

Некоторые белки могут образовывать четвертичную структуру - объединение нескольких глобул. Четыре глобулы, связанные атомом железа, имеет белок гемоглобин. В растительном мире яркий пример – хлорофилл.

Учитель химии. Разделитесь на группы и, взяв наборы бусинок и проволоку, смоделируйте молекулу белка первичной, вторичной и третичной структуры. Затем, объединив усилия нескольких групп, можно создать модель четвертичной структуры.

Учащиеся выполняют задания по моделированию молекулы белка.

Учитель химии. Структуры молекулы белка могут разрушаться. Этот процесс называется денатурацией. Денатурация белка может происходить под влиянием различных факторов: температуры, кислоты, щелочи, солей и т. д. Она может быть обратимой (если произошло разрушение высших структур белка) и необратимой (если разрушилась первичная структура). Процесс восстановление высших структур белка называется ренатурация.

Учитель химии. По способности растворяться в воде белки подразделяются на глобулярные (растворимые) и фибриллярные (нерастворимые). Глобулярные белки набухают в воде, связывая значительное ее количество, такие плотные коллоидные структуры определяют форму тела.. (демонстрирует растворение яичного белка в воде, тем самым готовя раствор для последующих опытов). При химическом или термическом воздействии структура белка может разрушаться, белок выделяется из раствора – сворачивается (денатурация).

Учитель химии проводит демонстрационные опыты (объясняя их с учителем биологии и учащимися).

1.  Учитель химии нагревает в пробирке в пламени спиртовки раствор белка (альбумин). Раствор белка сворачивается, приобретая белое окрашивание.

Учитель биологии. Если человек ошпаривается или обжигается, то его кожа белеет. Похожий процесс мы наблюдаем и при жарке яиц. А при тепловом ударе происходит денатурация белков крови, что может вызвать головокружение и потерю сознания.

2.  Учитель химии добавляет в пробирку с раствором белка (альбумин) концентрированную соляную кислоту. Раствор белка сворачивается, приобретая белое окрашивание.

Учитель биологии. В пищеварительной системе человека соляная кислота активно участвует в сворачивании белков. Кроме того, из правил техники безопасности вам хорошо известно, что особую осторожность следует соблюдать при работе с сильными кислотами и основаниями, поскольку они вызывают химические ожоги, воздействуя на белки кожи.

3.  Учитель химии добавляет в пробирку с раствором белка (альбумин) этиловый спирт. Раствор белка сворачивается, приобретая белое окрашивание.

Учитель биологии. Биологическое значение влияния спирта и других активных веществ на белковые структуры живых организмов очевидно. Пагубное воздействие этилового спирта связано именно с денатурацией важнейших для организма белков.