4. По правилу Чаргаффа, в молекуле ДНК Г=Ц, в сумме на их долю приходится 54%, а по отдельности: 54% : 2 = 27%.

Ответ: Т=23%; Ц=27%

Задача 24. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69 тыс., из них 8625 приходится на долю адениловых нуклеотидов. Относительная молекулярная масса одного нуклеотида в среднем 345. Сколько содержится нуклеотидов по отдельности в данной ДНК? Какова длина ее молекулы?

Решение:

1. Определяем, сколько адениловых нуклеотидов в данной молекуле ДНК: 8625 : 345 = 25.

2. По правилу Чаргаффа, А=Г, т.е. в данной молекуле ДНК А=Т=25.

3. Определяем, сколько приходится от общей молекулярной массы данной ДНК на долю гуаниловых нуклеотидов: 69 000 - (8625х2) = 51 750.

4. Определяем суммарное количество гуаниловых и цитозиловых нуклеотидов в данной ДНК: 51 750:345=150.

5. Определяем содержание гуаниловых и цитозиловых нуклеотидов по отдельности: 150:2 = 75;

6. Определяем длину данной молекулы ДНК: (25 + 75) х 0,34 = 34 нм.

Ответ: А=Т=25; Г=Ц=75; 34 нм.

Задача 25. По мнению некоторых ученых общая длина всех молекул ДНК в ядре одной половой клетки человека составляет около 102 см. Сколько всего пар нуклеотидов содержится в ДНК одной клетки (1 нм = 10-6 мм)?

Решение:

1. Переводим сантиметры в миллиметры и нанометры: 102 см = 1020 мм = 1 020 000 000 нм.

2. Зная длину одного нуклеотида (0,34 нм), определяем количество пар нуклеотидов, содержащихся в молекулах ДНК гаметы человека: (10² х 10⁷) : 0,34 = 3 х 10⁹ пар.

Ответ: 3109 пар.

Задача 26. Напишите формулы дипептидов, образованных :

а) тирозином и цистеноином; б) серином и фенилаланином; в) глицином и цистеином.

Задача 27. Из метана получите глицин, не используя другие углесодержащие вещества.



Задача 28. На проведение реакции гидролиза лизилфенилаланина израсходовали 50,0 мг 21%- ной соляной кислоты (плотностью 1,10 г/мл). Вычислите массу подвергнутого гидролизу дипептида.

Задача 29. Оцените молекулярную массу белка инсулина, если известно, что в его состав входят шесть остатков цистеина, а массовая доля серы равна 3.3%. Ответ: 5800

Задача 30. Какая масса воды израсходуется при полном гидролизе 10,0 г инсулина (см. предыдущую задачу), если известно, что в состав этого белка входит 51 аминокислотный остаток? Ответ: 1,6г воды [72-76].

Диктант «Сравнение ДНК и РНК»

Учитель читает тезисы под номерами, учащиеся записывают в тетрадь номера тех тезисов, которые подходят по содержанию их варианту.

Вариант 1 - ДНК; вариант 2 - РНК.

1. Одноцепочечная молекула.

2. Двухцепочечная молекула.

3. Содержит аденин, урацил, гуанин, цитозин.

4. Содержит аденин, тимин, гуанин, цитозин.

5. В состав нуклеотидов входит рибоза.

6. В состав нуклеотидов входит дезоксирибоза.

7. Содержится в ядре, хлоропластах, митохондриях, центриолях, рибосомах, цитоплазме.

8. Содержится в ядре, хлоропластах, митохондриях.

9. Участвует в хранении, воспроизведении и передаче наследственной информации.

10. Участвует в передаче наследственной информации.

Ответы: Вариант 1 - 2; 4; 6; 8; 9; Вариант 2 - 1; 3; 5; 7; 10.

3.3 Тесты

3.3.1 Тесты по школьной программе

1. Карбоксил и аминогруппа в белках связаны:

1)ионной связью

2)пептидной связью +

3)водородной связью

4)аминной связью

2. В приведенном перечне названий (глицин, лизин, глутаминовая кислота, фениламин, валин, аденин, серин, тимин, лейцин) число аминокислот равно:

1)6 +

2)7

3)8

4)9

3. Аминокислоты проявляют свойства:

5)основные

6)кислотные

7)амфотерные +

4. Аминопропановая кислота не реагирует с

1)гидроксидом натрия

2)соляной кислотой +

3)хлоридом натрия

5. Для водного раствора этилового эфира аминоуксусной кислоты характерна следующая реакция среды:

1)основная

2)кислая

3)нейтральная +

6. Для водного раствора хлорида аминоуксусной кислоты характерна следующая реакция среды:

1)основная

2)кислая +

3)нейтральная

7. Аминокислоты образуют полипептиды в процессе реакции:

1)полимеризации +

2)поликонденсации

3)дегидрогенизации

8. Вместо букв вставьте соответствующие понятия. В организме человека и животного белки под влиянием (А) подвергаются (Б), в результате образуются (В), которые используются организмом для синтеза собственных специфических (Г), ведущую роль при этом играют (Д). Ответ: А- ферменты, Б- гидролиз, В- б-аминокислоты, Г- белки, Д- НК.

9. Вместо букв укажите соответствующие цвета. Для белков характерны цветные реакции: с гидроксидом меди (А) окраска, при действии концентрированной серной кислоты (Б) окраска, при нагревании белков в присутствии ацетата свинца и щелочи (В) осадок. Ответ: А - красно-фиолетовая, Б - желтая, В - черный.

10. При нагревании белков в растворах кислот и щелочей происходит:

1)денатурация

2)гидролиз +

3)растворение

4)выпадение белков

Результатом является образование:

1.первичной структуры белка

2.декстринов

3.б-аминокислот +

4.оксида углерода (IV), мочевины и воды

11. Вместо букв вставьте соответствующие термины и числа. Белковые молекулы образуются примерно (А) различными (Б), которые соединяются между собой в линейные (В) посредством (Г) связей, определяя тем самым (Д) структуру белка. Ответ: А - 20, Б - б-аминокислот, В - цепи, Г - пептидных, Д - первичную.

12. Третичная структура белка:

1)конфигурация полипептидной спирали в пространстве +

2)главная характеристика белка

3)положение белковой молекулы в живой клетке организма

4)положение белковой молекулы в тройной системе координат.

13. Четвертичная структура белка:

1)совокупность всех белков в живой клетке

2)четвертый уровень белка

3)четыре белка соединены между собой донорно-акцепторными связями

4)агрегат или комплекс из нескольких макромолекул белка +

14. Нуклеиновые кислоты выполняют в клетке функции

1) каталитическую;

3) энергетическую;

2) транспортную;

4) информационную +

15. В синтезе белка ДНК играет роль

1) каталитическую;

2) обеспечивает клетку энергией;

3) содержит информацию о первичной структуре белка; +

4) осуществляет доставку кислот к рибосоме.

16. Отрезок молекулы ДНК, содержащий информацию о первичной структуре одного белка, называется

1) геном; +

3) генетическим кодом;

2) генотипом;

4) генофондом.

17. Молекула ДНК представляет собой

1) двойную спираль; +

2) одиночную спираль;

3) молекулу, создающую богатые энергией связи;

4) длинную полипептидную цепь.

18. Какую роль в синтезе белка играет Т-РНК

1) каталитическую;

2) энергетическую;

3) осуществляет транспорт аминокислот; +

4) информационную.

19. РНК представляет собой

1) молекулу, состоящую из нуклеотидов имеющую форму двойной спирали; +

2) молекулу, состоящую из нуклеотидов и имеющую одну спираль;

3) молекулу, состоящую из различных аминокислот и имеющую форму клубка.

20. Роль РНК в синтезе белка состоит в

1) обеспечении хранения наследственной информации; +

2) обеспечении клетки энергией;

3) обеспечении передачи генетической информации из ядра в цитоплазму;

4) осуществлении транспортировки аминокислот к рибосоме.

21. В состав ДНК входит

1) рибоза;

3) дезоксирибоза; +

2) глюкоза;

4) фруктоза.

22. Комплементарными основаниями в макромолекулах нуклеиновых кислот являются

1) тимин и гуанин; аденин и цитозин;

2) тимин и цитозин; аденин и гуанин;

3) цитозин и аденин; гуанин и тимин;

4) тимин и аденин; цитозин и гуанин. +

23. Пространственной структурой ДНК является

1) двойная спираль, +

3) ?-спираль,

2) одинарная спираль,

4) ?-складчатая структура.

24. Какое определение неправильно характеризует белки?

1)Белки -- это высокомолекулярные пептиды.

2)Белки -- это ферменты. +

3)Белки -- это полипептиды, образованные остатками ?-аминокислот.

25. Какой элемент обычно не входит в состав белков?

1) Азот 3) Фосфор +

2) Сера 4) Кислород

26. Первичная структура -- это...

1)последовательность аминокислот в белке +

2)аминокислотный состав белка

3)молекулярная формула белка

4)строение б-спирали белка

27. Какое взаимодействие не влияет на формирование тре¬тичной структуры белка?

1)Водородные связи между функциональными группами

2)Гидрофобное взаимодействие между углеводородными радикалами

3)Дисульфидная связь между цистеиновыми остатками

4)Пептидная связь +

28. Денатурация белков приводит к разрушению...

1)пептидных связей

2)первичной структуры

3)водородных связей +

4)вторичной и третичной структур +

29. В каких условиях происходит гидролиз белков?

1)при кипячении с концентрированной соляной кислотой +

2)под действием избытка щелочи

3)под действием ферментов +

4)при добавлении кипяченой воды

30. Укажите общую качественную реакцию на белки и пептиды:

1)ксаптопротеиновая реакция

2)биуретовая реакция +

3)реакция Льюиса

4)реакция Эдмана

31. Какое из перечисленных веществ не относится к бел¬кам?

1) гемоглобин 3) пенициллин +

2) инсулин 4) рибонуклеаза

32. Укажите важнейшую, на ваш взгляд, биологическую функцию белков.

1)Катализ биохимических процессов +

2)Транспорт веществ

3)Регуляция иммунной системы живых организмов

4)Обеспечение строительного материала для тканей

33. Добавление каких из указанных веществ вызывает необратимое осаждение белков?

1)этанол

2)сульфат меди (II)

3)сульфат калия

4)гидроксид калия

5)серная кислота конц. +

34. При полном гидролизе белков образуются

1)карбоновые кислоты

2)амины

3)нуклеиновые кислоты

4)аминокислоты. +

35. Сколько остатков разных аминокислот содержится в следующем полипептиде [66-69]:

1)1

2)2

3)3 +

4)4

3.3.2 Тесты по вузовской программе

Представленные тесты входили отдельным блоком в задания по рейтинговому контрольному мероприятию № 2.

1. Главными структурными единицами белков и пептидов являются

1) остатки аминокислот, связанные карбоксамидной пептидной связью между б-карбоксильной и ?-аминогруппой

2) остатки аминокислот, связанные карбоксамидной пептидной связью между б-карбоксильной и б-аминогруппой +

3) остатки аминокислот, связанные карбоксамидной пептидной связью между ?-карбоксильной и б-аминогруппой

2. У каждого вида белка наблюдается _____________________________

________________ (строго определенная последовательность аминокислотных звеньев).

3. Благодаря наличию свободных ионогенных кислых или основных групп белки являются

1)полиэлектролитами +

2)диэлектриками

3)полиамфолитами +

4. Гликолиз - это биохимический распад молекулы глюкозы на

1)2 молекулы пировиноградной кислоты +

2)3 молекулы пировиноградной кислоты

3)2 молекулы б-аминомасляной кислоты

4)3 молекулы б-аминомасляной кислоты

5. Использование энергии пирофосфатных связей в простейшем слу¬чае можно представить как

(результат образования промежуточного смешанного ангидрида аминокислоты (АК) и АМФ)

6. Процесс изменения белков под влиянием тепла, ферментов кислот и различных органических соединений называется

1)распадом

2)окислением

3)денатурацией +

4)гликолизом

7. Протеиды - это ____________________________________________

(комплексы белков с другими низкомолекулярными или высокомолекулярными веществами)

8. Сложные белки могут включать ионы металла (А), пигмент (Б), являться нуклеиновыми кислотами (В), а также ковалентно связывать остаток фосфорной кислоты (Г), углевода (Д) или НК (Е). Ответ: А - металлопротеины или металлопротеиды; Б - хромопротеины или хромопротеиды; В - нуклепротеины; Г - фосфопротеины; Д - гликопротеины; Е - геномы некоторых вирусов.

9. Структурообразующие белки отвечают за

(поддержание формы и стабильности клеток и тканей)

10. Установите соответствие:

1. транспортный белок	А. коллаген
2. структурообразующий белок	Б. иммуноглобулин G
3. белок, выполняющий защитные функции	В. гемоглобин
4. белок, выполняющий регуляторные функции	Г. миозин
5. белок, выполняющий каталитические функции	Д. соматотропин
6. белок, выполняющий запасные функции	Е. глутаминсинтетаза
7. белок, выполняющий двигательные функции	Ж. мышечные белки

Ответ: 1 - В, 2 - А, 3 - Б, 4 - Д, 5 - Е, 6 - Ж, 7 - Г.

11. Мономерами нуклеиновых кислот являются

1) аминокислота;

2) нуклеотиды; +

3) жиры.

12. В приведенном перечне названий (аденин, дезоксирибоза, гуанин, рибоза, тимин, цитозин) являются углеводами (А, Б), пиримидиновыми основаниями (В, Г), пуриновыми основаниями (Д, Е). Остатки этих веществ образуют (Ж), в состав которых входят также остатки (З). Ответ: А, Б - дезоксирибоза, рибоза; В, Г - тимин, цитозин; Д, Е - аденин, гуанин; З - фосфорной кислоты.

13. В состав нуклеотида входят

1)азотистое основание +,

2)аминокислота,

3)фосфорная кислота, +

4)углевод +

14. В приведенном перечне названий (аденин, дезоксирибоза, гуанин, рибоза, тимин, цитозин) являются углеводами (А, Б), пиримидиновыми основаниями (В, Г), пуриновыми основаниями (Д, Е). Остатки этих веществ образуют (Ж), в состав которых входят также остатки (З).

Ответ: А, Б - дезоксирибоза, рибоза; В, Г - тимин, цитозин; Д, Е - аденин, гуанин; Ж - нуклеиновые кислоты; З - фосфорной кислоты.

15. Коллаген имеет следующую биологическую функцию

1)энергетическую

2)каталитическую

3)транспортную

4)пластическую +

16. Первичная структура белка - это______________________________

(последовательность чередования аминокислотных остатков в полипептидной цепи белка).

17. Вторичная структура белка - это______________________________

(форма полипептидной цепи в пространстве)

18. Третичная структура белка - это______________________________

(реальная трехмерная конфигурация, которая принимает в пространстве закрученная спираль полипептидной цепи)

19. Если в молекуле белка преобладают карбоксильные группы, то он проявляет свойства _________ (кислот), если же преобладают аминогруппы, - свойства __________ (оснований).

20. Биуретовая реакция - это реакция на наличие

1)аминогруппы

2)карбоксильной группы

3)пептидных связей +

4)аминогруппы в ?-положении

5)бензольного ядра

21. Нингидриновая реакция - это реакция на наличие

1)аминогруппы

2)карбоксильной группы

3)пептидных связей

4)аминогруппы в ?-положении +

5)бензольного ядра

22. Ксантопротеиновая реакция - это реакция на наличие

1)аминогруппы

2)карбоксильной группы

3)пептидных связей

4)аминогруппы в ?-положении

5)бензольного ядра +

23. Избирательное действие ферментов обусловлено ________________

(комплиментарностью структур реа¬гирующего субстрата и фермента)

24. Молекулярная цепь нуклеиновых кислот состоит из _____________

(чередующихся остатков фосфорной кислоты и нуклеозидов)

25. Нуклеозиды построены из звеньев циклической формы D-рибозы (РНК) или D-дезоксирибозы (ДНК) и остатков различных гетероциклических основа¬ний, способных к попарному взаимодействию с образованием водородных мостиков. У РНК такие основания -

1)гуанин

2)аденин +

3)тимин

4)цитозин +

5)цитозин

6)аденин

7)гуанин +

8)урацил +

26. Нуклеозиды построены из звеньев циклической формы D-рибозы (РНК) или D-дезоксирибозы (ДНК) и остатков различных гетероциклических основа¬ний, способных к попарному взаимодействию с образованием водородных мостиков. У ДНК такие основания -

1)гуанин +

2)аденин

3)тимин +

4)цитозин

5)цитозин +

6)аденин +

7)гуанин

8)урацил [69, 70].

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В эксперименте принимали участие ученики 11 классов средней общеобразовательной школы и студенты 4 курса специальности «Химия» (выборочная совокупность составляла 65 школьников и 51 студент).

Для наглядности результатов проведенного эксперимента мы организовали предварительную проверочную работу по теме «Белки. Нуклеиновые кислоты», состоящую из задач и тестов. По результатам предварительной проверочной работы мы условно разделили школьников на 3 группы по уровню знаний (низкий, средний, высокий) (гистограмма 1).

После того, как на занятиях был проработан материал, представленный в работе в виде опорных схем конспектов с использованием ТСО, было проведено итоговое контрольное мероприятие (проверочная работа, состоящая из разработанных тестов различного уровня сложности). Проанализировав полученные результаты, мы установили, что процент школьников, получивших оценку «удовлетворительно» снизился с 33 до 19; оценку «отлично» получили 33% школьников, что на 13% выше, чем при предварительной проверке знаний, а количество школьников, получивших оценку «хорошо» существенно не изменилось. Такой результат на наш взгляд можно объяснить пропорциональным распределением школьников, которые при предварительной проверке показали «неудовлетворительные» и «удовлетворительные» результаты. Результаты итоговой аттестации школьников представлены на гистограмме 2.



В экспериментальных студенческих группах при раскрытии темы «Белки. Нуклеиновые кислоты» были проведены разработанные лекции. Занятия проводились с акцентом на воспитательные аспекты экологического и нравственного характера, которые закреплялись в процессе формулирования, анализа и последующего решения целей и задач занятий.

Диагностику знаний студентов проводили на рейтинговом контрольном мероприятии с использованием специально разработанных тестов по теме проведенных экспериментальных занятий.

Разработанная лекция была прочитана на 4 курсе специальности «Химия» по дисциплине «Высокомолекулярные соединения», а традиционная лекция по этой теме на 4 курсе по дисциплине «Избранные главы химии ВМС».

Первое, что обращает на себя внимание при анализе изменения качества знаний - это более высокая успеваемость студентов экспериментальной группы по сравнению с контрольной. В таблице 1 представлены результаты усвоения материалов по теме «Белки. Нуклеиновые кислоты».

Таблица 1.

Группа	Число опрошенных студентов	Процент баллированных оценок	Средний балл
		Отлично	Хорошо	Удов-но	Неуд-но
Экспериментальная	24	26,7	40	33,3	0,0	4,2
Контрольная	27	9,1	36,3	27,3	27,3	3,27

Как видно из таблицы, в экспериментальной группе неуспевающих студентов не было, в то время как в контрольной группе процент неудовлетворительных оценок сравнительно высок - 27,3 %. Показателен и разброс оценок по баллам: подавляющее количество студентов экспериментальной группы имеют оценки в диапазоне «отлично-хорошо», в то время как в контрольной - большая часть оценок падает на диапазон «удовлетворительно-неудовлетворительно».

Проведённые нами теоретические изыскания и экспериментальные исследования выявили реальную эффективность использования в школе и вузе занятий по разработанным методикам для изучения химии высокомолекулярных соединений.

Избранная тематика оказалась не только полезной в смысле интеграции и систематизации материала, умений, навыков из различных областей знания, но и способствовала повышению качества знаний, научного мировоззрения, а главное вызвала интерес учащихся к научно - познавательной деятельности.

Химия высокомолекулярных соединений как учебный предмет вносит существенный вклад в научное миропонимание, развитие и воспитание учащихся, поэтому чрезвычайно важно в процессе изучения этого предмета раскрыть роль химической науки и технологии в современной жизни общества, их вклад в решение глобальных проблем человечества, усилив фундаментальность содержания, методологическую, мировоззренческую и практическую направленность, связь обучения химии с новейшими достижениями научно-технического прогресса.

Таким образом, можно сделать вывод, что предложенный в работе методический материал по теме «Белки. Нуклеиновые кислоты» позволяет комплексно реализовать обучающую, развивающую и воспитывающую функции образования».

ВЫВОДЫ

1. Решена задача наполнения темы «Белки. Нуклеиновые кислоты» экологическим и прикладным содержанием путем использования наглядных пособий, заданий, задач, тестов и междисциплинарного подхода;

2. Доказано, что проблемный эксперимент, дополненный приемами исследования, положительно влияет на уровень осмысления учащимися сложных теоретических вопросов курса химии высокомолекулярных соединений и способствует воспитанию научного мировоззрения;

3. Разработан банк методических заданий по теме «Белки Нуклеиновые кислоты» для использования в курсах химии средней и высшей школы;

4. Оценен уровень сформированности знаний при изучении тем по разработанным методическим подходам;

5. Выявлено, что изучение химии высокомолекулярных соединений с опорой на прикладные и экологические аспекты и междисциплинарный подход позволяет заметно повысить уровень знаний, научной культуры, уверенности в своих способностях студентов и школьников.

ЛИТЕРАТУРА

1. Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева, 1981, № 2. Построение учебных программ по курсу общей химии.

2. Чернобельская Г.М. Методика обучения химии в средней школе. М.: ВЛАДОС, 2000. с. 12-63.

3. Оржековский П.А. Формирование у учащихся опыта творческой деятельности при обучении химии. -- М.: 1997. С. 121.

4. Теоретические основы содержания общего среднего образования / Под ред. В. В. Краевского, И.Я. Лернера. -- М.: 1983. С. 211.

5. Бабанский Ю.К. Об актуальных проблемах совершенствования обучения в общеобразовательной школе // Советская педагогика, 1979, № 3. С. 3--10.

6. Веников В.А., Шнейберг Я.А. Мровоззренческие и воспитательные аспекты преподавания технических дисциплин. М. Высш. шк. 1979; Ягодин Г.А. Ж. Всес. Хим. о-ва им. Д.И Менделеева, 1986, т.31, №4, с.367.

7. Давыдов В.В. Виды обобщения в обучении.-- М.: Педагогика, 1972.

8. Зайцев О.С. Системно-структурный подход к построению курса химии. -- М.:Изд-во МГУ, 1983.

9. Колтун М. М. Земля. -- М.: МИРОС, 1994.

10. Гуревич А.Е., Исаев Д.А., Понтак Л.С. Физика и химия. 5--6 класс. -- М.: Просвещение, 1994.

11. Химия и общество / Американское химическое общество; Пер. с англ. -- М.: Мир, 1995.

12. Чернобельская Г.М., Дементьев А. И. Мир глазами химика // Химия (приложение к газете «1 сентября»), 1999.

13. Волова Н.Ф., Чернобельская Г.М. Пропедевтический курс для семиклассников // Химия в школе, 1998, № 3. С. 29--33.

14. Чернобельская Г.М., Трухина М.Д., Шелехова Л.М. Пропедевтический курс химии с прикладным содержанием для VII класса // Химия в школе, 1995, № 4. С. 19.

15. Трухина М.Д. Пропедевтический курс для семиклассников // Химия (приложение к газете «1 сентября»), 1993, № 23--24, с. 6.

16. Зайцев О.С. Неорганическая химия. Теорет. основы: Углубл. курс. Учеб. для общеобразоват. учреждений с углубл. изуч. предмета. -- М.: Просвещение, 1997. С. 320.

17. Коротов В. М. Воспитывающее обучение. М., 1980.

18. Федорова В.Н. Общие вопросы проблемы межпредметных связей естественно-математических дисциплин // Межпредметные связи естественно-математических дисциплин. -- М., 1980. С. 3-40.

19. Назаренко В.М. Химия, экология, нравственность: проблемы образования // Химия в школе, 1995, № 3. С. 2.

20. Назаренко В.М. Изучение круговорота веществ в школьном курсе химии // Химия в школе, 1994, № 2. С. 18.

21. Назаренко В.М. Роль социальных, естественнонаучных и технических понятий в формировании экологических знаний // Химия в школе, 1993, № 2. С. 37

22. Назаренко В.М. Программа экологизированного курса химии для средней общеобразовательной школы // Химия в школе, 1993, № 5. С. 35.

23. Назаренко В.М. Экологизированный курс химии от темы к теме // Химия в школе, 1994: № 3, № 4, № 6; 1995: № 2, № 5; 1996: № 1, № 2, № 4, 6.

24. Назаренко В.М., Малыхина 3.В. Программа курса «Химия и экология» // Химия в школе, 1993, № 4. С. 42.

25. Макареня А.А., Обухов В. Л. Методология химии. -- М.: Просвещение, 1985.

26. Якиманская И.С. Развивающее обучение. -- М., 1979, с. 5.

27. Кириллова Г.Д. Теория и практика урока в условиях развивающего обучения. -- М., 1980Занков Л. В. Дидактика и жизнь. -- М., 1968

28. Давыдов В.В. Теория развивающего обучения. -- М.: ИНТОР, 1996.

29. Богоявленский Д.Н., Менчинская Н.А. Психология усвоения знаний в школе. -- М.: Изд. АПН РСФСР, 1959.

30. М.В. Зуева. Развитие учащихся при обучении химии. -- М.: Просвещение, 1978, с. 165.

31. Ромашина Т.Н., Чернобельская Г. М. Из опыта организации самостоятельной работы учащихся с использованием проблемного подхода // Химия в школе, 1981, № 1, с. 40--41.

32. Гаркунов В.П. Проблемность в обучении химии // Химия в школе, 1971, № 4, с. 23.

33. Бабанский Ю.К. Оптимизация процесса обучения. -- М.: Педагогика, 1977.

34. Вивюрский В.Я. Заключительные уроки по химии в средней школе. -- М.: Просвещение, 1980.

35. Габриэлян О.С. Обобщение сведений о водороде в IX классе // Химия в школе, 1980, № 1. С. 36--38.

36. Габриэлян О.С. Обобщение свойств галогенов и щелочных металлов в X классе // Химия в школе, 1980, № 2. С. 57--59.

37. Давыдов В.В. Виды обобщения в обучении.-- М.: Педагогика, 1972.

38. Примерная программа среднего (полного) общего образования по химии (профильный уровень) / www.mon.gov.ru/edu-politic/standart.

39. А. А. Каверина, М.В. Зуева, Р.Г. Иванова и др. Федеральный компонент государственного образовательного стандарта начального общего, основного общего, среднего (полного) образования / Газета 1 сентября, «Химия», 1996, № 45.

40. Учебная программа по органической химии

41. Потапов В.М., Чертков И.Н. Строение и свойства органических веществ. - М.: Просвещение,1986.

42. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия: Органическая химия. Основы общей химии (Обобщение и углубление знаний): Учеб. для 11 класса. - М.: Просвещение, 2004. - 160с.

43. Цветков Л.А. Преподавание органической химии в 10 классе. Изд. М. Просвещение, 1973.

44. Материалы сайта www.chemistry.ssu.samara.ru

45. Л.А. Цветков. Органическая химия. Учебник для 10 кл. М.: Просвещение, 1998, с. 177 - 213.

46. Рудзитис Г.Е. Органическая химия: Учеб. для 10 класса. - М.: Просвещение, 2001. - 160 с.;

47. Хомченко Г.П. Пособие по химии для поступающих в вузы.- 3-е изд. испр. и доп. М.: ООО Издательство Новая Волна», Издатель Умеренков, 2004. - 464 с.

48. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения. Изд. 2-е. М., «Высш. школа», 1971.

49. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии. В двух книгах. Изд. 2-е, пер. М., «Химия», 1974.

50. Комаров О.С., Терентьев А.А. Химия белка. М.: Просвещение, 1984.-144с.

51. О. А. Нейланд. Органическая химия М., ВШ, 1990.

52. Ф. Кери, Р. Сандберг. Углубленный курс органической химии, кн. 1, 2 М., Химия, 1981.

53. Березин Б.Д., Березин Д.В. Курс современной органической химии. Уч. пос. для вузов, М., ВШ, 1999.

54. Дж. Робертс, М. Касерио. Основы органической химии в 2-х т. М. 1978.

55. Альбицкая В.М. и др. Задачи и упражнения по органической химии, М. «Высшая школа», 1983.

56. Васильева Н.В. и др. Задачи и упражнения по органической химии, М. Просвещение, 1982.

57. Мусаев Ю.И. и др. Органическая химия в таблицах и схемах. Нальчик, "Эль-фа" 1996.

58. Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. Биологическая химия. М., 1982, с. 299.

59. С.И. Афонский. Биохимия животных. М., 1980, 458 с.

60. Малер Г., Кордес Ю. Основы биологической химии. - пер. с англ. М., 1971.

61. Филлипович Ю.Б. Основы биохимии. - М., 1977, 574 с.

62. М.А.Никитина, А.А.Петровичев, Т.В.Петровичева, С.В.Фомичев. Обобщающий интегрированный урок-семинар «Белки - строение и свойства»/ www.him.1september.ru

63. О.В. Петунин. Уроки биологии в классах естественнонаучного профиля / http://bio.1september.ru/2005/17/7.htm

64. Дж. Уотсон. Молекулярная биология гена. Изд-во «Мир», 1967, гл. 11.

65. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. Химия. 2400 задач для школьников и поступающих в вузы. -- М.: Дрофа, 1999. -- с. 406 - 411.

66. Гольдфарб Я.Л., Ходаков Ю.В., Додонов Ю.Б. Сборник задач и упражнений по химии. - М.: Просвещение, 1988.

67. Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Задачи по химии для поступающих в вузы. - М.; Высшая школа, 1993.

68. Н.Е. Кузьменко, В.В. Еремин.1000 вопросов и ответов. Москва 2000, с.251.

69. Ходаков Ю.В., Додонов Ю.Б. Сборник задач и упражнений по химии. - М.: Просвещение, 1988.

70. Штремплер Г.И. Тесты, вопросы и ответы по химии. М.: Просвещение, 2001. - 111 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Тема урока: БЕЛКИ

Цели урока:

1. Изучить химические свойства и строение белка.

2. Обобщить систематизировать и углубить знания учащихся о значении белка и функциях белков в живых системах.

Педагогические задачи:

1. Совершенствовать умения: анализировать, обобщать, связывать строение и функцию.

2. Формировать экологически - грамотное отношение к живым системам при рассмотрении влияния факторов среды на строение и функцию белков.

3. Продолжить формирование целостной научной картины мира.

4. Установить межпредметные связи курсов Органической химии и Общей биологии.

5. Осветить роль ученых в развитии теоретической и прикладной биологии.

Целесообразность проведения интегрированного урока и его место в образовательном процессе:

Белки - особые химические вещества, поскольку играют ведущую роль в построении и жизнедеятельности организмов, т.е. являются биомолекулами. Поэтому невозможно, преподнося особенности химического строения белков, не акцентировать внимание детей на их роль в живых организмах. Однако глубоко осознать роль белков в организме, можно только хорошо представляя их химическое строение.

Впервые понятия аминокислоты, белки, их строение и биологическая роль рассматривается в курсе химии 9-го класса. Однако учащиеся получают лишь поверхностное представление о химическом строении белка. Дальнейшее знакомство со строением и функцией белков осуществляется в курсе биологии 10 класс в первом полугодии, и лишь в конце учебного года их подробно знакомят с составом и химическим строением белковой молекулы на уроках химии. Поэтому именно в этот момент возникает необходимость в глубокой систематизации знаний учащихся и проведении интегрированного урока «Белки».

Урок рассчитан на два учебных часа.

Целесообразность использования информационно-

коммуникационных технологий при проведении интегрированного урока:

1. Облегчается восприятие материала.

2. Увеличивается наглядность

3. Позволяет повысить ИКТ-компетентность учащихся (при использовании интерактивных заданий)

4. Облегчает работу учителя на уроке и при подготовке к уроку. Экономится время и силы учителя.

5. Достигаются новые образовательные результаты т.к. восприятие происходит на более высоком уровне.

6. Повышается интерес к изучению предметов биолого-химического цикла.

При разработке и создании интегрированного урока «Белки» были использованы следующие образовательные ресурсы:

1. Библиотека электронных наглядных пособий «Химия 8-11 классы», разработчик «Кирилл и Мефодий», 2003 г.

2. Библиотека электронных наглядных пособий «Биология 8-11 классы», разработчик «Кирилл и Мефодий», 2003 г

3. Электронное издание «Химия 8-11. Виртуальная лаборатория», разработчик МарГТУ, 2004 г.

4. Электронное издание по курсу «Биотехнология», разработчик «Новый диск», 2003г.

5. Интегрированное межпредметное электронное издание по естественнонаучному циклу (биология, химия, экология), разработчик «Физикон», 2005 г.

Лабораторное оборудование:

Раствор белка, сульфат меди (II), гидроксид натрия, концентрированная азотная кислота, спиртовка, спички, держатель, пробирки, пероксид водорода, различные части растений, листы бумаги, фломастеры.

Технологическое обеспечение:

Ноутбук, проектор, колонки, 10-15 компьютеров (в зависимости от числа учащихся).

Методическое пособие:

Презентация (PowerPoint) «Белок» (zip - 23,9Mb), схема биосинтеза белка в клетке (трансляция) (zip - 289Кb), тест для самопроверки по теме «Белок» (zip - 3,15Кb).

Ход урока:

1. Организация класса

2. Определение цели и темы урока.

3. Презентация «Белки», слайд № 1.

Так писал в 1838 г. голландский биохимик Жерар Мюльдер, который впервые открыл существование в природе белковых тел. Назвал их «протеинами» (греч.), что означает «занимающий первое место». И действительно, всё живое на Земле содержит белки. Они составляют около 50% сухого веса тела всех организмов. У вирусов 45-95%.

3. Изучение нового материала

§ Состав белка

§ Презентация «Белки», слайд № 2.

Материал, который представляет учитель, размещён на слайде № 2

§ Классификация белков

§

§

§ Презентация «Белки», слайд № 3.

Существует несколько классификаций белков. В их основе лежат разные признаки:

степень сложности (простые и сложные);

форма молекулы (глобулярные и фибриллярные белки);

растворимость в отдельных растворителях;

выполняемая функция.

По составу белки делят на простые, состоящие только из аминокислотных остатков (протеины), и сложные (протеиды). Альбумины участвуют в поддержании осмотического давления крови, транспортируют с кровью различные вещества. Глобулины входят в состав ферментов, антител. Основный белок - коллаген - образует, соединительные ткани и находится в коже, хрящах и т.д. Нуклеопротеиды находятся в клеточных ядрах. Большое значение имеют липопротеиды, гликопротеиды. Из хромопротеидов наиболее изучен гемоглобин, состоит из белка глобина и небелковой части гема (соединяясь с кислородом, превращается в оксигемоглобин, который, отдавая кислород другим веществам, снова превращается в гемоглобин). Миоглобин - дыхательный пигмент мышечной ткани. Наиболее высокое содержание его обнаружено у морских млекопитающих (тюленя, моржа), что позволяет им длительное время находиться под водой.

Структура белковой молекулы

Презентация «Белки», слайд № 4.

При изучении состава белков было установлено, что все они построены по единому принципу и имеют четыре уровня организации: первичную, вторичную, третичную, а отдельные из них и четвертичную структуры.

Первичная структура белка.

Презентация «Белки», слайд № 5.

Представляет собой линейную цепь аминокислотных остатков, расположенных в определённой последовательности и соединённых между собой пептидными связями.

Учащиеся повторяют механизм образования пептидных связей



Презентация «Белки», слайд № 6.

Учащиеся знакомятся со строением некоторых аминокислот, входящих в состав белковых молекул.

Презентация «Белки», слайд № 7.

Учитель обращает внимание на то, что все они - аминокислоты и в радикалах этих веществ присутствуют различные функциональные группы. После чего детям предлагается следующее задание - Составить уравнение реакции получения дипептида из любых двух аминокислот предложенного списка.

§ В клетках живых организмов процесс биосинтеза белка происходит постоянно. Последовательность аминокислот в белке при биосинтезе в живых организмах кодируется соответствующим участком ДНК - структурным геном. Как осуществляется этот процесс поможет вспомнить анимация « Схема биосинтеза белка в клетке».

Презентация «Белки», слайд № 8.

Тестовое задание можно организовать как фронтально, так и в форме групповой работы Предлагаются следующие слайды для учащихся. Они помогут вспомнить основные моменты процесса трансляции.

Презентация «Белки», слайды № 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16.

Вторичная структура белка

Презентация «Белки», слайды № 17, 18.

Следует отметить, что существует два класса таких структур - спиралевидные и складчатые. Все они стабилизируются за счет водородных связей.

Третичная структура белка

§ Презентация «Белки», слайды № 19, 20.

Учитель может указать на то, что по форме белковой молекулы, которая определяется третичной структурой, выделяют глобулярные белки (в виде шара, например миоглобин) и фибриллярные (нитевидные, например кератин волоса), которые выполняют в организме структурную функцию.

§ Четвертичная структура Белки, имеющие четвертичную структуру, широко распространены в природе. Многие из них выполняют сложные и разнообразные функции - каталитическую, транспортную и т.д.

Презентация «Белки», слайд № 21.

Главной особенностью белков является то, что первичная структура белка определяет его пространственную структуру.

Презентация «Белки», слайд № 22.

Химические свойства белков

Презентация «Белки», слайд № 23.

Свойства белков многообразны: некоторые белки - твёрдые вещества, нерастворимые в воде и солевых растворах; большинство белков - жидкие или студнеобразные, растворимые в воде вещества (например, альбумин - белок куриного яйца). Протоплазма клеток состоит из коллоидного белка. Из химических свойств рассматриваем следующие свойства: денатурацию, гидролиз и цветные реакции на белок.

Денатурация белков

Презентация «Белки», слайд № 24.

При изложении данного вопроса учителю следует отметить возможность обратимой денатурации в растворах солей аммония, калия и натрия. Под действием солей тяжелых металлов происходит необратимая денатурация. Поэтому для организма крайне вредны пары тяжелых металлов и их солей. Для дезинфекции, консервирования и пр. используют формалин, фенол, этиловый спирт действие которых также приводят к необратимой денатурации. Для иллюстрации, возможно, использовать видиосюжеты:

Презентация «Белки», слайды № 25, 26, 27.

Цветные реакции на белок При проведении данного фрагмента урока лучше использовать демонстрационный эксперимент. Этот фрагмент отражен на слайде № 28.

Презентация «Белки», слайд № 28.

Другим вариантом проведения этой части урока может быть виртуальная лабораторная работа с использованием Электронного издания «Химия 8-11. Виртуальная лаборатория», разработчик МарГТУ, 2004 г. Путь к работе - Лабораторные работы. Свойства органических веществ. Амины, аминокислоты, белки. Биуретовая реакция. Ксантопротеиновая реакция.

Присутствие белков может быть установлено рядом качественных реакций. Из цветных реакций на белки наиболее характерна биуретовая т. к. пептидные связи белков дают комплексное соединение с ионами меди (II). Другая характерная реакция ксантопротеиновая - происходит взаимодействие ароматических циклов радикалов с концентрированной азотной кислотой.

Гидролиз белков



Презентация «Белки», слайд № 29.

Гидролиз одно из важнейших свойств белков. Происходит в присутствии кислот, оснований или ферментов. Для полного кислотного гидролиза нужно кипятить белок соляной кислотой в течение 12-70 часов. В организме полный гидролиз белков происходит в очень мягких условиях под действием протолитических ферментов. Важно обратить внимание учащихся на то, что конечным продуктом гидролиза белков являются аминокислоты.

Виды гидролиза

Презентация «Белки», слайд № 30.

Каждый вид организмов, каждый орган и ткань содержат свои характерные белки, и при усвоении белков пищи организм расщепляет их до отдельных аминокислот, из которых организм создает собственные белки. Расщепление белков осуществляется в пищеварительных органах человека и животных (желудке и тонком кишечнике) под действием пищеварительных ферментов: пепсина (в кислой среде желудка) и трипсина, хемотрипсина, дипептидазы (в слабощелочной - pH 7,8 среде кишечника) и пр. Следует напомнить, что ферменты также являются белками. После рассмотрения этого вопроса можно плавно перейти к функциям, которые выполняют белки в организме.

Презентация «Белки», слайд № 31.

Организация самостоятельной работы учащихся в группах по заданиям, демонстрирующим функции белков.

Каталитическую - расщепление пероксида водорода повреждёнными листьями комнатного растения./Если имеется цифровой микроскоп можно демонстрировать результаты работы этой группы всем учащимся/

Начертить схему взаимодействия фермента с субстратом, влияние температура на активность фермента, области применения.

Защитную - начертить схему антиген-антитело, показать принцип «ключ-замок», что такое ингибиторы.

Пластическую - начертить схему строения мембран, показать значение белков в строении всех клеточных органоидов, а также внеклеточных структур.

Двигательную - внутри клетки и в тканях.

Транспортную - поступление веществ в клетку /транспорт через мембраны/, начертить схему транспорта кислорода гемоглобином и т. д.

Разработана система заданий для учащихся по изучению функций белка.

Учащиеся отчитываются о проделанной работе.

История изучения белка

Презентация «Белки», слайды № 32, 33.

Сообщение учащегося о том, как человечество использует и применяет на практике знания о белках. Использование слайдов № 34 - 45 делает сообщение более интересным, наглядным.

Презентация «Белки», слайды № 34-45.

4. Обобщение и закрепление изученного на уроке материала. Учитель подводит итог урока и предлагает учащимся проверить полученные знания. Учащиеся индивидуально работают с тестом для самопроверки по теме «Белки».

5. Подведение итогов работы. Домашнее задание.