Урок «Белковая пища с точки зрения химии»

(Проблемно-интегрированный урок)

"Чтобы постичь бесконечное, надо сначала разъединить, потом соединить." Гёте

Урок " Белковая пища с точки зрения химии" проводился на двух часовом уроке в одиннадцатом классе как проблемно - интегрированный на этапе обобщения и расширения знаний по теме "Белки" после двух часовой лекции "Белок - качественно новый уровень развития материи, высшая форма развития вещества".Данный урок можно отнести ко второму уровню урока - исследования. Учитель формирует проблему, подводит учащихся к пониманию темы и цели исследования, направляет деятельность учащихся в русло исследовательской работы. Ученики самостоятельно планируют и выполняют исследовательскую работу, консультируются с учителем. На каждом этапе исследовательской работы получают оценку учителя (правильно или неправильно).В ходе урока перед учащимися раскрывается межпредметный характер решаемой проблемы (связь с биологией, медициной). Такой урок оказывает развивающее влияние на личность каждого ученика.

Учебная цель урока: На основе приобретенных знаний по химии и биологии и результатов, полученных в ходе исследовательской работы, сделать вывод о роли незаменимых аминокислот для полноценного белкового питания.

Задачи:

1. Организовать деятельность учащихся на самостоятельное и творческое разрешение проблемной ситуации урока;

2. Создать атмосферу сотрудничества, постоянного общения в парах, группах с целью обсуждения результатов исследования;

3. Дать возможность учащимся выражать, мысли в виде суждений, самостоятельно сравнить, выделять существенное.

4. Способствовать формированию адекватной самооценки, контролируемой членами группы и учителем;

5. Способствовать приобретению новых понятий - "незаменимая аминокислота", "совершенный", "несовершенный белок";

6. Наблюдать за ходом выполнения лабораторных опытов "Анализ пищевых продуктов на наличие белка", направлять работу, следить за соблюдением правил техники безопасности;

7. Организовать работу с дополнительной литературой.

Оборудование:

· Рабочий лист для учащихся

· Приложение 1 " Процесс переваривания белков";

· Приложение 2 " Анализ пищевых продуктов";

· Приложение 3 " Суточная потребность в белках для различных групп населения" и "Содержания незаменимых аминокислот в важнейших продуктах питания").

· Спиртовки (7шт.), пробирки (7 x 8=56шт.), спички (7шт.), штативы для пробирок, марлевые салфетки (7шт.), пипетки (14 шт.).

· Пищевые продукты: молоко, мясной фарш, желатин, клейковина, раствор белка куриного яйца (альбумина).

· Реактивы: азотная кислота (1:2), 10% растворы сульфата меди (II) и гидроксида натрия, вода в колбах (7). Для проведения урока все ученики были разделены на семь групп по четыре человека.

На каждом столе: чистые листы бумаги, рабочие листы, оборудование, реактивы, дополнительная литература, учебник "Химия 10 - 11, Нифантьев ".

Дополнительная литература

1. Николаев Л.А. "Химия жизни" М. "Просвещение", 1973г.

2. Щюльгин Г.Б. " Эта увлекательная химия" М. "Химия", 1984г.

3. Макаров К.А. "Химия и здоровье" М. "Просвещение", 1995г.

Литература, используемая учителем:

1. Брэгг П. Здоровье и долголетие". Грэгори- Пэйдж М., 1995.

2. Грузиков Е.В. "Пища - это концерт белков с оркестром..."Химия. Приложение к газете "Первое сентября", №20, 1997г.

3. Богданова Н.Н Химия. "Лабораторные работы" М., Астрель ACT 2001

4. Макаров К.А "Химия и медицина" М ,"Просвещение" 1981

5. Николаев Л..А. "Химия и жизнь" М., Просвещение 1973

6. Гольдфельд М.Г "Химия и общество" М., Мир 1995

 

Структура урока

Актуализация знаний. "Ваше здоровье - это отражение вашей пищи"	Создание педагогической проблемной ситуации 2' - 3'
Разрешение проблемной ситуации	Психологическая проблемная ситуация. Лабораторный опыт № 1 (групповая работа). 10'
Анализ пищевых продуктов на наличие белка	Тест индивидуальная работа 5'
Превращение белковой пищи в организме · что характеризует процесс превращения белков? · обсуждение схемы "Превращение белков в организме" · запись схемы превращения белков · гидролиз белков, условия гидролиза в клетке и в пробирке · синтез белков (образование полипептидов)	Работа в группе 3'
Что представляют собой полноценные и неполноценные белки? · незаменимая аминокислота; · определение незаменимых аминокислот в белках пищи и их интерпретация получения; · вывод по результатам исследовательской работы; · совершенные и несовершенные белки; · содержание незаменимых аминокислот в важнейших продуктах питания; · роль незаменимых аминокислот для организма человека и белоксодержащие продукты для профилактики заболеваний; · итоги работы в группе.правильно ли мы питаемся (расчет суточной потребности человека в белке).	Работа на доске и в тетрадях (индивидуально). 4' Упр. 9 стр. 152 уч. Химия 10-11, Нифантьева 5' Один из учащихся у доски. 4' Рассказ учителя с демонстрацией таблиц. 3' Исследовательская работа в группе (опыт 2,3) 7' Обсуждение в группе и запись в тетрадь 2' Работа в группе с таблицей (приложение 3) 5' Работа с дополнительной литературой в группах. 10'
Правильно ли мы питаемся (расчет суточной потребности человека в белке)	Демонстрация схемы образования серотина. Краткие сообщения. 14'
Выводы.Подведение итогов урока.	Индивидуальная работа на контрольных листах. 6'
Тест "Настроение"	Рефлексия 3'

Учитель: Белок - важнейший компонент нашей пищи. Известный американский физиотерапевт Поль Брэгг в своей книге " Здоровье и долголетие" пишет: "Ваше здоровье - это отражение вашей пищи!... Вот основные правила, которых следует придерживаться, осуществляя программу натурального питания: 35 всех потребляемых продуктов - фрукты и овощи в сыром и слегка вареном виде; 15 всех потребляемых продуктов - белки (животного и растительного происхождения)". Другие гигиенисты утверждают, что белки животного происхождения (мясо, рыба, яйца, молоко, натуральный сыр) вреден. Кто из них прав? Задачей нашего урока является выяснить правильно ли мы питаемся, почему белок является важнейшей составной частью пищи?

На чистом листе бумаги учитель предлагает учащимся записать все, то что они съели вчера за завтраком, обедом, ужином.

Разрешение проблемной ситуации начинается с лабораторного опыта 1 (Приложение 2). Учащимся предлагается доказать, что важнейшие продукты питания содержат белок (молоко, мясной фарш, мука).

Учащиеся определяют цель исследования, анализируют ситуацию, ведут поиск реагента, находят реагент, получают его из предложенных веществ, консультируются в группе, советуются с учителем, проводят эксперимент, делают заключения.

Важнейшие продукты питания животного и растительного происхождения такие как молоко, мясо, хлеб содержат белки, наличие которых определяются качественной реакцией с гидроксидом меди (II) биуретовая реакция.

Учитель: Что же происходит с белками пищи в организме человека? Я предлагаю вам из перечня предложений выбрать те фразы, которые характеризуют процесс переваривания белков (Приложение 1).

Учащиеся на чистом листе бумаги (контрольный лист) выбирают нужные цифры, советуются в группе, затем на доске от каждой группы выходит ученик и записывает выбранные им цифры, идет обсуждение, учитель направляет работу и все приходят к общему мнению; что для процесса переваривания белков подходят фразы:

1. Белки начинают перевариваться в желудке;

2. На питательные вещества действует ферменты пепсин и трипсин;

3. Окончательно расщепляются до аминокислот;

4. Полное расщепление происходит в тонком кишечнике;

5. На превращение влияет поджелудочный сок;

6. Всасывается в кровь;

7. Переносится потоком крови сначала в печени, а потом во все клетки.

Учитель предлагает группам составить схему превращения белков. На доске и в тетрадях появляется запись:" Превращение белков пищи в организме" (метаболизм).

Учитель предлагает вспомнить как происходит гидролиз белков (класс выполняет задание из учебника упр. 9 стр. 152, Химия - 10 - 11, Нифантьев), указывают на условие проведения гидролиза в организме и пробирке. На доске один из учащихся составляет форму трипептида (ливия +гистидин + серин).

Учитель: Человеческое тело может синтезировать 12 аминокислот из 20. Остальные восемь должны поступить в организм в готовом виде вместе с белками пищи. Их называют незаменимыми аминокислотами. На магнитной доске появляются слова:

· ИЗОЛЕПТИН

· ЛЕЙЦИН

· ЛИЗИН

· МЕТИОНИН

· ФЕНИЛАЛАНИН

· ТРЕОНИН

· ТРИПТОФАН

· ВАЛИН

Учитель продолжает: при ограниченном поступлении незаменимой аминокислоты в организм она становится лимитирующим веществом при построении любого белка.Если такое случается, единственное что может сделать организм - разрушить собственный белок, содержащий эту же аминокислоту. Вам предлагается это доказать или опровергнуть наличие незаменимой аминокислоты в яичном белке, белке молока, в желатине - продукта денатурации коллагена - белка соединительной ткани.

Учащиеся выполняют лабораторные опыты №2 и №3 (Приложение 2). Строят предположения, обсуждают в группе, советуются с учителем, определяют реагент Z, приходят к общему выводу, что реагентом может быть концентрированная азотная кислота, проводят цветную реакцию, называют ее ксантопротеиновой, делают вывод: что в яичном белке и белке молока содержаться незаменимые аминокислоты, предполагают что такой аминокислотой может быть фениламин, так как является ароматической аминокислотой.

На экране учитель демонстрирует механизм ксантопротеиновой реакции:

 

 

Из результата опыта №3 следует, что желатин не содержит ароматические аминокислоты (по результатам, полученными детьми). Формулируется общий вывод по результатам двух экспериментов:

Любой белок, имеющий необходимое содержания всех неизменных аминокислот, называется совершенным. Существует полноценные белки (совершенные) и неполноценные (несовершенные). Большинство животных белков совершенны. Растительные белки несовершенны, в них низок уровень некоторых незаменимых аминокислот (лизина, треоника...).

Учитель предлагает ознакомиться с содержанием таблицы 3 (Приложение 3) и выполнить задание дифференцированного характера; используя дополнительную литературу.

 

Первая группа заданий	Вторая группа заданий
"Роль незаменимых аминокислот в организме"	Белоксодержащие продукты для профилактики и лечения разных заболеваний
1гр. - фенелаланин; 2гр. - триптофан; 3гр. - метионин; 4гр. - лизин.	5гр. молочные продукты; 6гр. - мясные продукты; 7гр. - рыба

 

Через 5-7 минут выслушиваются сообщения (дополняются, обобщаются учителем).

Учитель демонстрирует схему образования в организме важнейшего медиатора - серотина из триптофана:

 

Серотин (повышает настроение человека).

Биологическая ценность аминокислот заключается не только в том, что они являются исходными мономерами для синтеза пептидов и белков. Аминокислоты ~ предшественники большого количества биологически активных соединений: витаминов, гормонов, медиаторов и т.д.

Далее учащиеся, работа с табл. № 2. (Приложение 3) рассматривают "Суточную потребность в белках для различных групп населения" и отвечают на проблемный вопрос: "Правильно ли мы питаемся"?

· Подсчитывают: сколько белка необходимо получить с пищей, следуя рекомендации - 0,82 г на 1 кг веса.

· Рассчитывают: какое количество продуктов удовлетворит суточную потребность в белке, сравнивают данные.

· Подводят итоги урока: достигнута ли выдвинутая цель? Какие новые знания, умения и навыки приобрели учащиеся? Какими новыми способами учебной деятельности они овладели?

Результаты работ оцениваются самими учащимися (учитель после урока просматривает работу на контрольных листах, корректирует самооценки).

Благодарит всех учащихся за работу, знакомится с эмоциональным настроением учащихся через тест "Настроение". Предлагает желающим написать творческие сочинения, рефераты по теме "Белки".

Приложение 1

Процесс переваривания белков Задание (работа в группе)

Из перечня предложений выберите те фразы, которые характеризуют процесс переваривания белков:

1. На питательные вещества действуют ферменты амилаза и мальтаза

2. Начинают перевариваться в желудке

3. На питательные вещества действуют ферменты пепсин, трипсин

4. Расщепляются до глицерина и жирных кислот

5. Расщепляются до глюкозы

6. Действует фермент липаза

7. Расщепление начинается в двенадцатиперстной кишке

8. Окончательно расщепляются до аминокислот

9. Для эмульгирования необходима желчь

10. Всасываются в лимфу

11. Начинается расщепление в ротовой полости

12. Полное расщепление происходит в тонном кишечнике

13. На переваривание влияет поджелудочный сок

14. Всасываются в кровь

15. Переносятся током крови сначала в печень, а потом во все клетки

Приложение 2.

Лабораторные опыты.

"Анализ пищевых продуктов"

1. Докажите, что предложенные вам продукты содержат белок (молоко, фарш мясной, белок муки - клейковина).

Определите реагент X . Сделайте выводы о наличии белка.

2. Докажите наличие незаменимой аминокислоты в яичном белке; в белке молока? Или сделайте опровержение на предмет наличия незаменимой аминокислоты.

Определите реагент Z Сделайте вывод о наличие незаменимой аминокислоты. Дайте название незаменимой аминокислоте, пользуясь таблицей 8, стр. 145, учебник Нифантьева.

3. Присутствует ли в растворе желатина незаменимые аминокислоты? Докажите или опровергните практически. Сделайте вывод.

Приложение 3

 

"Пища - это концерт белков с оркестром:"

Продукт	Содержание белка, гр. на 100 гр. продукта
Мясо	14-20
Рыба	12-16
Яйца	10,8
Сыр	30,0
Молоко	5,0
Хлеб	5,0 - 10,0
Картофель	1,7
Фасоль	19,6
Соя	34,0
Горох	19,7

 

Суточная потребность в белках для различных групп населения

Группы трудоспособного населения больших городов с развитым коммунальным обслуживанием	Пол, возраст	общая потребность	животные
Лица, работа которых не связана с затратой физического труда (работники умственного труда, служащие и т.п.)	Мужчины: 18-40 40-60 Женщины: 18-40 40-60	96 90 82 75	58 53 50 45
Работники механизированного труда, который связан со значительными физическими усилиями (станочники, текстильщики и т.п.)	Мужчины: 18-40 40-60 Женщины: 18-40 40-60	102 94 85 80	55 50 47 45
Работники частично механизированного труда(шахтеры, металлурги, механизаторы сельского хозяйства и т. п.)	Мужчины: 18-40 40-60 Женщины: 18-40 40-60	108 100 92 85	54 50 46 43

 

Содержание незаменимых аминокислот в важнейших продуктах питания

Незаменимые аминокислоты	Оптимальное содержание, г	Содержание в дневном рационе, г	Содержание аминокислот, г на 100 г продукта
			яйца	Молоко коровье	говядина	Творог нежирный	Мука пшеничная	картофель
Триптофан	1,0	1,0	0,2	0,05	0,2	0,2	0,13	0,02
Лейцин	4,0-7,0	5-8	1,1	0,34	1,4	1,6	0,80	0,10
Изолейцин	2,9-4,0	3-4	0,8	0,22	0,9	1,0	0,48	0,09
Валин	3,2-4,2	3-4	0,9	0,24	0,97	1,2	0,45	0,1
Треонин	2,0-2,7	2-3	0,6	0,16	0,8	0,7	0,3	0,08
Лизин	3,2-4,8	3-4	0,8	0,3	1,5	1,3	0,24	0,1
Метионин	2,2-3,5	2,5-3,0	0,4	0,09	0,4	0,5	0,14	0,03
Фенилаланин	2,0-4,0	2,5-3,0	0,7	0,17	0,7	0,9	0,58	0,09

Потребность человека в белке зависит от его возраста, пола, характера трудовой деятельности. В организме здорового взрослого человека должен быть баланс между количеством поступающих белков и выделяющимися продуктами их распада.

Изучение аминокислотного состава различных продуктов показало, что белки животного происхождения больше соответствуют структуре человеческого тела. Более того, аминокислотный состав белков яиц был принят за идеальный, поскольку их усвоение организмом человека приближается к 100%. Очень высока степень усвоения и других продуктов животного происхождения: молока - 96%, мяса и рыбы -93-95%.

Белки хлеба усваиваются на 62-86%, овощей - на 80%, картофеля, некоторых бобовых 70%.Многие растительные продукты, особенно злаковые, содержат белки пониженной биологической ценности: в кукурузе, например, обнаружен дефицит лизина и триптофана, в пшенице - лизина и треонина.

Вывод: У значительной части населения земного шара отличается определенный дефицит трех аминокислот. Каких?

Задание. Учеными установлено, что в дневном рационе взрослого человека должно быть около 120 г белка. Как рассчитать, какое количество продуктов удовлетворит суточную потребность человека в белке? [23]

Заключение

 

Анализируя различную педагогическую и методическую литературу, можно отметить, что проблема внеклассной работы с учащимися по предмету стоит достаточно остро перед учителями и молодыми педагогами в частности.

Химические опыты на уроках имеют большое учебно-воспитательное значение. Они являются важным средством для развития у учащихся интереса к изучению учебного предмета химии, совершенствования и углубления знаний по предмету.

В ходе подготовки опыта учащиеся, наряду с изучением поставленной темы по химии, дополняют его материалом по биологии и физики, что так же является важным подспорьем в их дальнейшей учёбе.

Список литературы

 

1. Буглович С.Ю., Дублецкая М.М. Химические вещества и качество продуктов. — Минск: Ураджай, 1986.

2. Быков В.П. Изменения мяса рыбы при холодильной обработке. — М.: Агропромиздат, 1987.

3. Грищенко А.Д. Сливочное масло. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.

4. Казаков Е.Д., Кретович В.Л. Биохимия зерна и продуктов его переработки. — М.: Агропромиздат, 1989.

5. Кишковский 3.Н., Скурихин И.М. Химия вина. — М.: Агропромиздат, 1988.

6. Несмеянов А.Н., Беликов В.М. Пища будущего. — М.: Педагогика, 1985.

7. Нечаев А.П. Органическая химия. М.: Высшая школа, 1988.

8. Нечаев А.П.. Сандлер Ж.Я. Липиды зерна. — М.: Колос, 1975.

9. Павлоцкая Л.Ф., Дуденко Н.В.. Эдельман М. М. Физиология питания. М.: Высшая школа, 1989.

10. Ржавская Ф.М. Жиры рыб и морских млекопитающих. — М.: Пищевая промышленность, 1976.

11. Состав и свойства молока как сырья для молочной промышленности. Справочник. — М.: Агропромиздат, 1986.

12. Тепел А. Химии и физики молока. - М.: Пищевая промышленность, 1979.

13. Техническая биохимия /Под ред. В.Л. Кретовича. — М.: Высшая школа, 1973.

14. Технология сыра. Справочник. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.

15. Толстогузов В.Б. Новые формы белковой пищи. —М: Агропромиздат, 1987.

16. Химический состав пищевых продуктов. Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности пищевых продуктов /Под ред. И. М. Скурихина и М.Н. Волгарева. — М.: Агропромиздат, 1987. Т. I.

17. Химический состав пищевых продуктов. Том. II. Справочные таблицы содержания аминокислот, жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов и углеводов /Под peд. И.М. Скурихина и М. Н. Волгарева. - М.: Агропромиздат, 1987.

18. Химический состав пищевых продуктов. Том III. Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности блюд и кулинарных изделий /Под ред. И.М. Скурихина и В.А Шатерникова. Том IV. M.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.

19. Скурихин И.М.. Шатерников В.А. Как правильно питаться. — М.: Агропромиздат, 1986.

20. Книга о вкусной и здоровой пище /Под ред. И.М. Скурихина.— М.: Агропромиздат, 1990.

21. http://ru.wikipedia.org/wiki/

22. http://festival.1september.ru/articles/211481/

23. http://image.websib.ru/04/method/liceum/article11.html