Усі уроки біології 10 клас - Р. С. Євсеєв 2018

Обмін речовин і перетворення енергії
Білки, нуклеїнові кислоти: огляд будови й біологічної ролі

Цілі уроку:

освітня: розширити знання про різноманіття й функції білків і нуклеїнових кислот, встановити зв'язок між будовою молекул і виконуваними ними функціями; з'ясувати значення білків та нуклеїнових кислот для живих організмів;

розвивальна: розвивати вміння логічно мислити та знаходити зв'язки між особливостями будови та функціями біологічних структур;

виховна: виховувати розуміння єдності всього живого і бережливе ставлення до природи.

Обладнання і матеріали: таблиці, які ілюструють особливості будови, різноманіття та функції білків і нуклеїнових кислот, зразки білків.

Базові поняття і терміни: амінокислоти, білки, нуклеотиди, РНК, ДНК.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою; наукове розуміння природи; уміння аналізувати, формулювати висновки; знання та розуміння фундаментальних принципів біології.

Хід уроку

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

Питання для бесіди

1. Які групи органічних речовин, що містяться в живих організмах, ви знаєте?

2. Які речовини належать до білків? У чому особливості їхньої будови?

3. Як речовини відносять до нуклеїнових кислот? як побудовані їхні молекули?

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Розповідь учителя з елементами бесіди

1. Білки: будова і біологічна роль

Як ви вже знаєте, білки є високомолекулярними біологічними полімерами, мономерами яких є амінокислоти. Більшість білків має такий склад: 50-55 % Карбону, 6,6-7,3 % Гідрогену, 21-23 % Оксигену, 15-17 % Нітрогену та 0,3-2,5 % Сульфуру. Деякі білки містять приблизно 0,8 % Фосфору та дуже невелику кількість Феруму, Купруму та Мангану.

До складу більшості білків входить до 25 різних α-амінокислот — похідних карбонових кислот, у вуглеводному радикалі яких при α-атомі Карбону (найближчого до карбоксильної -COOH групи) один або кілька атомів Гідрогену заміщено на аміногрупу -NH2. При цьому 20 з них присутні в кожній білковій молекулі.

Загальною формулою α-амінокислот є:

З їжею людина отримує 8 незамінних α-амінокислот: лейцин, ізолейцин, лізин, фенілаланін, валін, триптофан, треонін та метіонін. Незамінними вони є тому, що не можуть бути синтезовані організмом людини. їх відсутність призводить до затримки росту, втрати ваги та, зрештою, загибелі організму. На сьогодні в природі знайдено понад 300 різних амінокислот (зважте на те, що не всі вони є а-амінокислотами), близько 60 амінокислот та їх похідних міститься в організмі людини, але не всі вони входять до складу білків.

Білкові молекули мають чотири рівні структурної організації:

• первинна (послідовність амінокислот, з’єднаних між собою поліпептидним зв’язком);

• вторинна (впорядковане розташування окремих ділянок поліпептидного ланцюга у вигляді спіралей або складок);

• третинна (скручування молекули вторинної структури у клубок);

• четвертинна (формується кількома молекулами третинної структури, утворюючи стійкий комплекс).

Біологічними функціями білків є:

1. Структурна — білки входять до складу клітинних мембран, а також є основою цитоскелета, міжклітинного матриксу та деяких спеціалізованих тканин.

2. Каталітична, або ферментативна — усі ферменти за своєю хімічною природою є білками або комплексами білків з низькомолекулярними небілковими сполуками, які прискорюють біохімічні процеси, що відбуваються в живих організмах.

3. Транспортна — білки зв’язують та здійснюють внутрішньоклітинний та міжклітинний транспорт молекул.

4. Захисна — виконують функції імунного захисту завдяки здатності зв’язувати бактерії, токсини та віруси, протидіють кровотечі та тромбоутворенню, а також є захисним механічним бар’єром.

5. Скорочувальна — білки беруть участь у скороченні й розслабленні м’язів, роботі серця, легенів, шлунка та інших внутрішніх органів.

6. Рецепторна — мембранні рецептори клітин, що відповідають за функції вибіркового впізнавання та приєднання окремих речовин, мають білкову природу.

7. Регуляторна — гормони, медіатори та модулятори ендокринної, імунної та нервової систем є білками.

8. Запасна та травна функції — білки є найважливішими компонентами їжі, а також резервними, запасними речовинами.

Приклади білків за виконуваними функціями

Функція

Приклади

Рецепторна

• адренорецептор повідомляє клітині про приєднання адреналіну

Каталітична

• амілаза розщеплює крохмаль до мальтози;

• каталаза розщеплює гідроген пероксид до води та кисню

Структурна

• колаген надає пружності сполучній тканині, кісткам, сухожиллям, хрящам

Скорочувальна

• актин та міозин входять до складу міофібрил

Транспортна

• гемоглобін переносить кисень у крові хребетних тварин;

• альбумін сироватки крові транспортує жирні кислоти і ліпіди у крові

Захисна

• антитіла (імуноглобуліни) приєднуються до антигенів, зменшуючи їхню активність

Регуляторна

• інсулін та глюкагон регулюють обмін глюкози;

• гормон росту соматотропін прискорює ріст організму

Запасна

• казеїн — білок молока;

• яєчний альбумін — білок курячого яйця

2. Нуклеїнові кислоти: будова і біологічна роль

Нуклеїнові кислоти — складні біополімери, мономерами яких є нуклеотиди. Кожен нуклеотид складається з нітратної основи, п’ятикарбонового вуглеводу (пентози) та залишку ортофосфатної кислоти. До складу нуклеотиду може входити одна з п’яти нітратних основ: аденін (А), гуанін (Г), цитозин (Ц), тимін (Т) або урацил (У). Аденін та гуанін є пуриновими основами, цитозин, тимін та урацил — піримідиновими. Залежно від пентози у складі нуклеотидів розрізняють два типи нуклеїнових кислот: дезоксирибонуклеїнову (ДНК) та рибонуклеїнову (РНК). Нітратна основа тимін міститься лише у ДНК, а урацил — лише в РНК. Таким чином, до складу ДНК можуть входити Г, Ц, А та Т; до складу РНК — Г, Ц, А та У.

Молекула ДНК складається з двох полінуклеотидних ланцюгів, сполучених між собою водневими зв’язками: між А та Т виникають два водневих зв’язки, між Г та Ц — три. Нуклеотиди утворюють пари (принцип комплементарності). Кількість Г = Ц, А = Т, А + Г = Т + Ц.

ДНК міститься в ядрі клітини, мітохондріях, пластидах. Функція ДНК — збереження спадкової інформації та передача її нащадкам.

Молекули РНК є одноланцюговими, однак можуть утворювати водневі зв’язки всередині молекули. Вони значно коротші за ДНК. Існує кілька видів РНК, що відрізняються за розмірами, структурою та функціями.

IV. УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ Й КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ І ВМІНЬ УЧНІВ

1. Порівняйте хімічний склад білків, нуклеїнових кислот та неорганічних речовин.

2. Яку структуру мають білкові молекули?

3. Перелічіть функції білків у живих організмах і обґрунтуйте свою відповідь конкретними прикладами.

4. Охарактеризуйте біологічну роль нуклеїнових кислот.

5. Які різновиди нуклеїнових кислот вам відомі?

V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Повторити з курсу 9 класу тему «Органічні речовини в живих організмах: вуглеводи, ліпіди».





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити