Свойства и функции белков

Знакомство школьников со строением и функциями аминокислот, со строением белковой молекулы дает возможность в исследовательском плане изучить свойства и функции белков. Демонстрируя опыты с белком куриного яйца, учитель предлагает школьникам объяснить, какие изменения с его структурой происходят при нагревании, действии формалина, солей тяжелых металлов (денатурация – изменение третичной структуры), при действии желудочного сока на хлопья свернувшегося в результате кипячения разбавленного водой белка при температуре 35–37°С (разрушение первичной структуры). Для дальнейшего изучения свойств и функций белков учитель предлагает учащимся выполнить самостоятельную работу с текстом учебника с тем, чтобы заполнить таблицу «Связь между строением и функциями белков», содержащую следующие графы: «Функции белков» (строительная, каталитическая, сигнальная, двигательная, транспортная, защитная, энергетическая).

Для проверки знаний школьниками строения и функций белков уместны вопросы, направленные на установление связи между особенностями структуры, свойствами, функциями белков, на выявление обусловленности вторичной и третичной структур порядком и характером соединения аминокислотных остатков в полипептид- ной цепи.

На примере белков важно показать учащимся, как меняется природа атомов, молекул при их вхождении в состав живой клетки. Так, аминокислоты, входя в состав белков, утрачивают ряд свойств (растворимость, подвижность). Вместе с тем структура молекул белков зависит от порядка расположения аминокислотных остатков в ней (первичная структура). Так, нижестоящее звено – аминокислоты – оказывает направляющее воздействие на свойства вышестоящих звеньев – белков. Специфическая структура макромолекулы как бы накладывается на физико-химические свойства, видоизменяет их, ограничивает число возможных превращений. Так у школьников формируется взгляд на живую природу как на сложную систему, в которой одна система находится в иерархической соподчиненности с другой. Этот взгляд противостоит как механистическому, так и виталистическому пониманию биологической организации. Школьникам становится ясной несостоятельность витализма – учения о «жизненной силе» как о потустороннем факторе, направляющем синтез веществ в живом организме и определяющем их специфику, а также ошибочность сведения биологических свойств и процессов к физическим и химическим свойствам.

Длительное время прибежищем витализма была органическая химия. Считалось, что «жизненная сила» определяет специфические особенности органических веществ, которые якобы присущи только живой природе и не поддаются искусственному синтезу. Принципиальное решение вопроса об искусственном синтезе белков нанесло сокрушительный удар витализму. Совсем недавно в результате многолетней кропотливой работы удалось осуществить полный искусственный синтез ряда белков – инсулина, рибонуклеазы.

В ходе изучения темы учащиеся должны хорошо уяснить, что клетка, живые организмы имеют сложное строение и химический состав. Проверка знаний химической организации клетки направляется на решение этой задачи. Школьники должны усвоить, что в состав живого входят макромолекулы, биополимеры, понять сложность структурной организации молекул белка, осознать многообразие видов молекул белка и разнообразие функций.

Учитель предлагает школьникам вспомнить из предшествующих биологических дисциплин химический состав клетки. Они называют белки, жиры и углеводы. Они восстанавливают знания о месте и роли этих веществ в клетке и организме, вспоминают из курса ботаники, что в клетках растений в процессе фотосинтеза образуется крахмал, что оболочки растительных клеток состоят из целлюлозы, что в клубнях картофеля много крахмала, а в сахарной свекле, луке, моркови – сахара. Они указывают на запасание в клетках печени углеводов в виде гликогена.


Учителю биологии на заметку:

Углеводы внутри клетки
Роль жиров в жизни клетки
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота
Обобщение знаний химических компонентов клетки
Строение и функции клетки
Клеточная теория
Строение и функции клеточной оболочки
Цитоплазма и ее органоиды, их функции в клетке
Митохондрии и пластиды
Комплекс Гольджи и другие структуры цитоплазмы
Ядро, его строение и функции
Методика обучения общей биологии