Jak zbudowane są białka?, Streszczenia z Chemia

Pobierz Jak zbudowane są białka? i więcej Streszczenia w PDF z Chemia tylko na Docsity!

Jak zbudowane są białka?

Wprowadzenie Przeczytaj Grafika interaktywna Sprawdź się Dla nauczyciela

Białka (z ang. protein, od gr. proteios, czyli „główny”, „wiodący prym”) są uznawane za najważniejszy składnik komórek. Odgrywają decydującą rolę niemal we wszystkich procesach biologicznych. Chronią i nadają strukturę organizmom wielokomórkowym. Pełnią funkcje regulacyjne, a co istotne – wpływają na transport tlenu i innych substancji w organizmie. To, w jaki sposób zbudowane są białka, decyduje o ich funkcjach. Co wiesz zatem o budowie białek? Czy potrafisz odpowiedzieć, z jakich jednostek się składają?

Twoje cele

Przedstawisz budowę białek z uwzględnieniem wiązania peptydowego. Rozróżnisz białka proste od białek złożonych. Przeanalizujesz strukturę białek. Wyjaśnisz sposób stabilizowania struktur białkowych.

Istnieje szeroka klasa białek o motywach strukturalnych, które pozwalają im na wiązanie się do dwu- lub jednoniciowego DNA. Takie białka określa się jako białka wiążące DNA. Źródło: dostępny w internecie: www.pixabay.com, domena publiczna.

Jak zbudowane są białka?

białka proste – zbudowane tylko z reszt aminokwasowych, np. insulina, albumina, lizozym; białka złożone – zbudowane z reszt aminokwasowych oraz części niebiałkowej, tzw. grupy prostetycznej (może nią być np. jon metalu, pierścień porfirynowy ze skoordynowanym jonem żelaza(II) lub magnezu, reszty cukrowe połączone wiązaniem kowalencyjnym z wybranymi aminokwasami, np. z treoniną).

Schematyczny rysunek hemoglobiny Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Białka możemy podzielić ze względu na kształt cząsteczki. Właściwości wyodrębnionych w ten sposób typów białek zestawiono w poniższej tabeli.

Typ białka Charakterystyka Wybrane funkcje biologiczne Przykłady

Białka globularne

▪ zwykle rozpuszczalne w wodzie i rozcieńczonych roztworach soli nieorganicznych ▪ mają „kulisty” kształt

▪ enzymatyczne ▪ regulacja przepuszczalności błon komórkowych ▪ udział w mechanizmach odporności, udział w krzepnięciu krwi ▪ udział w przenoszeniu energii itp.

hemoglobina, immunoglobuliny, insulina

W celu zrozumienia kształtu lub konformacji białek, wprowadzono pojęcie rzędowości białka. Za pomocą tego terminu struktura białka jest opisywana na czterech poziomach:

Słownik

dalton, Da

w naukach biologicznych nazwa jednostki masy równoważnej; jednostka masy atomowej

aminokwasy

związki organiczne powszechnie występujące w organizmach żywych, zawierające w cząsteczce co najmniej jedną grupę karboksylową (–COOH) i co najmniej jedną grupę aminową (–NH )

hydroliza

(z gr. hýdōr „woda”, lýsis „rozłożenie”) rozkład substancji pod wpływem wody, reakcja podwójnej wymiany, zachodząca między wodą a substancją w niej rozpuszczoną, która prowadzi do powstania cząsteczek nowych związków chemicznych

wiązanie wodorowe

rodzaj oddziaływania międzycząsteczkowego lub wewnątrzcząsteczkowego za pośrednictwem atomu wodoru

Typ białka Charakterystyka Wybrane funkcje biologiczne Przykłady

Białka fibrylarne

▪ zwykle nierozpuszczalne w wodzie i rozcieńczonych roztworach soli nieorganicznych ▪ odporne na działanie kwasów i zasad ▪ mają włóknisty, wydłużony kształt

▪ strukturalne ▪ ochraniające (w błonach komórkowych) ▪ enzymatyczne (kurczliwe białka mięśni)

kolagen, fibrynogen, keratyna

Struktura pierwszorzędowa Struktura drugorzędowa Struktura trzeciorzędowa Struktura czwartorzędowa

2

Grafika interaktywna

Polecenie 1

Z czego zbudowane są białka? Jaka jest rzędowość ich struktury? Zapoznaj się z poniższą grafiką interaktywną, która przedstawia hierarchię budowy białka, a następnie rozwiąż ćwiczenia.

Grafika interaktywna pt. „Budowa białek” Źródło: GroMar Sp. z o.o., Materiał został opracowany na podstawie informacji znajdujących się pod adresem: hps://pl.khanacademy.org/science/biology/macromolecules/proteins-and-amino-acids/a/orders-of-protein-structure, licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 1

Które stwierdzenia zawierają prawidłową informację? Zaznacz wszystkie możliwe odpowiedzi.

Białka mogą być zbudowane z 24 różnych aminokwasów białkowych.

Struktura czwartorzędowa określa wzajemne położenie łańcuchów polipeptydowych oraz łańcuchów niebiałkowych.

Kreatynę można znaleźć m.in. w trzustce.

Struktura trzeciorzędowa charakteryzuje się występowaniem mostków disiarczkowych.

Ćwiczenie 2

Jaką nazwę nosi wiązanie chemiczne występujące w białkach pomiędzy aminokwasami?

Odpowiedź:

Ćwiczenie 3

Przyporządkuj białko do odpowiadającej mu struktury.

Hemoglobina Struktura czwartorzędowa

Mioglobina Struktura trzeciorzędowa

Keratyna Struktura drugorzędowa

Ćwiczenie 4

Podaj różnice w budowie białek prostych i złożonych.

Odpowiedź:

Ćwiczenie 5

Przyporządkuj podane elementy do odpowiedniego typu białka.

białka globularne

białka fibrylarne

zwykle nierozpuszczalne w wodzie i rozcieńczonych roztworach soli nieorganicznych

insulina ochraniające

keratyna

udział w mechanizmach odporności, udział w krzepnięciu krwi

zwykle rozpuszczalne w wodzie i rozcieńczonych roztworach soli nieorganicznych

regulacja przepuszczalności błon komórkowych

fibrynogen strukturalne

kolageny

odporne na działanie kwasów i zasad

Ćwiczenie 6

Opisz rzędową strukturę białek.

Odpowiedź:

Ćwiczenie 7

Narysuj wiązania utrzymujące drugo- i trzeciorzędową strukturę białek.

Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

Zaloguj się, aby dodać ilustrację.

Ćwiczenie 8

Przeprowadzono hydrolizę oczyszczonej pepsyny wołowej i stwierdzono, że zawiera ona 0,43% lizyny.

Zaznacz grupy funkcyjne aminokwasu oraz oblicz masę cząsteczkową pepsyny wołowej.

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Rozwiązanie oraz odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

Zaloguj się, aby dodać ilustrację.

strategia asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

analiza materiału źródłowego oraz ćwiczenia uczniowskie; dyskusja; technika zdań podsumowujących; burza mózgów; grafika interaktywna; metoda JIGSAW; technika świateł.

Formy pracy:

praca indywidualna; praca w grupach; praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu; zasoby multimedialne zawarte w e‐materiale; tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda; rzutnik multimedialny.

Przebieg lekcji

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje uczniom pytania, zaciekawiając tematem. Przykładowe pytania: Czy wiecie, co jest najważniejszym składnikiem komórek organizmów? Czy wiecie, jakie funkcje pełnią białka w naszym organizmie? Co decyduje, że pełnią takie, a nie inne role?
2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się odpowiedzieć na pytanie: Jak zbudowane są białka? Efektem powinno być podanie składu pierwiastkowego, wskazanie na podstawową jednostkę taksonomiczną białek i wiązanie peptydowe.
3. Ustalenie celów lekcji oraz kryteriów sukcesu. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji, które uczniowie zapisują w portfolio.

Faza realizacyjna:

1. Uczniowie samodzielnie analizują tekst w e‐materiale „przeczytaj” – czym są białka. Powrót do fazy wstępnej i konfrontacja informacji – skład pierwiastkowy białek, podstawowa jednostka taksonomiczna białek i wiązanie peptydowe.

2. Praca metodą JIGSAW. Nauczyciel dzieli klasę na cztery grupy. Są to tzw. grupy eksperckie. Każdy uczestnik zostaje ekspertem, który w istotny sposób przyczyni się do sukcesu całej grupy. Każdy uczeń występuje w roli uczącego się i nauczającego. Zespoły otrzymują arkusze papieru i mazaki. Nauczyciel przydziela im różne zagadnienia do opracowania w ciągu 7 minut:

I grupa – charakterystyka struktury pierwszorzędowej białka; II grupa – charakterystyka struktury drugorzędowej białka; III grupa – charakterystyka struktury trzeciorzędowej białka; IV grupa – charakterystyka struktury czwartorzędowej białka.

2. Każda grupa otrzymuje arkusze papieru A4, mazaki i zapoznaje się z informacjami w ramach swojego zagadnienia, korzystając z e‐materiałów i innych źródeł informacji. Efektem pracy powinno być wspólne opracowanie na podstawie dyskusji oraz uczenia się nawzajem.
3. Na umówiony znak uczniowie tworzą nowe grupy tak, aby w każdej nowej grupie znaleźli się eksperci z wszystkich pozostałych grup.
4. Eksperci kolejno relacjonują to, czego nauczyli się w swoich pierwotnych grupach, czyli ekspert grupy I uczy pozostałych tego, czego się nauczył sam przed chwilą itd. Uczący uczestnicy przekazują wiedzę pozostałym uczniom. Każda z grup w ten sposób zapoznaje się z całym materiałem przewidzianym do realizacji na danej jednostce lekcyjnej (czas ok. 6 min).
5. Eksperci wracają do swoich pierwotnych grup, konfrontują zdobytą wiedzę, uzupełniają, sprawdzają, czy wszyscy posiadają zbieżne informacje w omawianych kwestiach (czas ok. 3 minut).
6. Uczniowie analizują medium bazowe – grafikę interaktywną, która przedstawia hierarchię budowy białka, a następnie rozwiązują ćwiczenia.
7. W ramach podsumowania uczniowie samodzielnie wykonują ćwiczenia załączone do medium.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel dokonuje podsumowania zagadnień lekcji i rozdaje uczniom przygotowane ksera z głównymi zagadnieniami z lekcji.
2. Podsumowanie – uczniowie, wykorzystując technikę świateł, podsumowują, czy osiągneli kryteria sukcesu.

Praca domowa:

Uczniowie mają wypisać wszystkie motywy strukturalne wiążące DNA oraz scharakteryzować jeden z nich.

Materiały pomocnicze: