Białka
SCENARIUSZ ZAJĘĆ „Białka”
Chemia, III etap edukacyjny
Temat: Białka.
Treści kształcenia
Podstawa programowa: Punkt (9.13) [uczeń] bada zachowanie się białka pod wpływem ogrzewania, stężonego etanolu, kwasów i zasad, soli metali ciężkich (np. CuSOIndeks dolny 44) i soli kuchennej; opisuje różnice w przebiegu denaturacji i koagulacji białek; wylicza czynniki, które wywołują te procesy; wykrywa obecność białka w różnych produktach spożywczych.
Cele zoperacjonalizowane
UCZEŃ | definiuje pojęcia: denaturacja, koagulacja, peptyzacja, żel, zol, układ koloidalny, reakcja biuretowa, próba ksantoproteinowa; |
omawia budowę łańcucha białkowego; | |
bada doświadczalnie zachowanie białka pod wpływem ogrzewania, stężonego etanolu, kwasów i zasad, soli metali ciężkich, soli kuchennej; | |
wymienia reakcje rozpoznawcze białek; | |
podaje różnice pomiędzy denaturacją a koagulacja białka; | |
wymienia czynniki wywołujące procesy denaturacji i koagulacji; | |
zna i wymienia produkty spożywcze będące bogatym źródłem białka; | |
proponuje doświadczenie mające wykryć obecność białka w produktach żywnościowych. |
Nabywane umiejętności
UCZEŃ | kształtuje nawyki ostrożnego obchodzenia się z substancjami i odczynnikami chemicznymi; |
kształtuje umiejętności przeprowadzania doświadczeń; | |
wnioskuje o właściwościach chemicznych na podstawie przeprowadzonych doświadczeń; | |
poznaje znaczenie soli metali ciężkich, alkoholu etylowego, kwasów i zasad oraz temperatury dla organizmu ludzkiego. |
Kompetencje kluczowe
kompetencje naukowe
porozumiewanie się w języku ojczystym
umiejętność uczenia się
podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne
Etapy lekcji
Wstęp:
Przypomnienie wiadomości o aminokwasach jako podstawowym budulcu białek. Krótka pogadanka o budowie łańcucha białkowego, omówienie składu pierwiastkowego białek, struktury II-, III- i IV‑rzędowej białka. Przypomnienie wiadomości o wiązaniu peptydowym, o reakcji kondensacji między grupą aminową a karboksylową dwóch aminokwasów.
Przebieg zajęć:
Uczniowie dzielą się na zespoły kilkuosobowe. Doświadczalnie badają zachowanie się białka pod wpływem ogrzewania, stężonego etanolu, kwasów i zasad, soli metali ciężkich oraz soli kuchennej.
Instrukcja przeprowadzenia doświadczeń
1. Opis teoretyczny omawianego zjawiska:
Pod wpływem mocnych kwasów i zasad, wysokiej temperatury, soli metali ciężkich, niskocząsteczkowych alkoholi i aldehydów, białka wytrącają się z roztworów w sposób nieodwracalny.
2. Ustalenie celu i obiektu prowadzonych badań:
Celem doświadczenia jest przeprowadzenie procesu denaturacji białka pod wpływem wskazanych czynników.
3. Sposób przygotowania obserwacji (czas, miejsce itd.):
Doświadczenie jest prowadzona podczas zajęć w klasie. Uczniowie mają do dyspozycji: białko jaja kurzego, roztwór 0,9% NaCl, stężony etanol, nasycony roztwór MgSOIndeks dolny 44, roztwór HCl, roztwór NaOH, probówki, pipety, bagietki szklane, łapę drewnianą, palnik spirytusowy.
4. Sposób przeprowadzenia obserwacji:
Uczniowie pracują w grupach. Każda z grup otrzymuje niezbędny zestaw odczynników i sprzętu. Uczniowie odmierzają pipetą i dodają do 6 probówek po 2 ml białka jaka kurzego. Do probówek dodają kolejno:
Probówka 1: 1 ml roztworu 0,9% NaCl,
Probówka 2: 1 ml stężonego etanolu,
Probówka 3: 1 ml nasyconego roztworu MgSOIndeks dolny 4,4,
Probówka 4: 1 ml roztworu NaOH.
Probówka 5: 1 ml roztworu HCl
Probówka 6: chwytają w łapę drewnianą i ostrożnie umieszczają w płomieniu palnika spirytusowego, delikatnie poruszając probówką w płomieniu.
Zawartość każdej z probówek ostrożnie mieszają bagietkami szklanymi.
Uczniowie obserwują wytrącenie się białka w probówkach nr 2‑6 oraz brak reakcji w probówce nr 1.
5. Inne informacje:
Uczniowie zapisują obserwacje w tabeli:
Próba | Roztwór białka | Odczynnik | Wynik reakcji |
Probówka 1 | Białko jaja kurzego | 0,9%NaCl | brak denaturacji |
Probówka 2 | Białko jaja kurzego | Etanol | denaturacja |
Probówka 3 | Białko jaja kurzego | Roztwór MgSO4 | denaturacja |
Probówka 4 | Białko jaja kurzego | Roztwór NaOH | denaturacja |
Probówka 5 | Białko jaja kurzego | Roztwór HCl | denaturacja |
Probówka 6 | Białko jaja kurzego | Temperatura | denaturacja |
Pod wpływem mocnych kwasów i zasad, wysokiej temperatury, soli metali ciężkich, niskocząsteczkowych alkoholi białko ulega denaturacji. Podczas procesu denaturacji zniszczeniu ulega struktura drugo – i trzeciorzędowa białka, co powoduje nieodwracalne wytrącenie białek z roztworu.
Nauczyciel wprowadza pojęcia: denaturacja, koagulacja białek. Przedstawia przebieg procesów, wykorzystując prezentacje multimedialne. W dyskusji kierowanej omawia z uczniami czynniki wywołujące te procesy.
Uczniowie wykorzystując różne materiały (encyklopedia, podręcznik) podają przykłady produktów żywnościowych będących bogatym źródłem białka. Nauczyciel przeprowadza pokaz wykrywania obecności białka w wybranych produktach spożywczych. Uczniowie dokonują obserwacji i wyciągają poprawne wnioski.
Instrukcja przeprowadzenia pokazu
1. Opis teoretyczny omawianego zjawiska:
Próba ksantoproteinowa służy do wykrywania obecności pierścienia aromatycznego aminokwasów. W reakcji biuretowej można wykryć obecność wiązania peptydowego.
2. Ustalenie celu i obiektu prowadzonych badań:
Celem pokazu jest wykazanie obecności białka w przykładowych produktach żywnościowych poprzez wykazanie obecności aminokwasów aromatycznych oraz wiązań peptydowych.
3. Sposób przygotowania obserwacji (czas, miejsce itd.):
Pokaz jest prowadzony przez nauczyciela podczas zajęć w klasie. Uczniowie dokonują obserwacji i formułują poprawne wnioski. Potrzebny sprzęt: mleko krowie, kawałek twarogu, białko jaja kurzego, stężony roztwór HNOIndeks dolny 33, stężony roztwór NaOH, stężony roztwór CuSOIndeks dolny 44. Potrzebne odczynniki: szalki Petriego, pipety.
4. Sposób przeprowadzenia obserwacji:
Nauczyciel dzieli każdy z przygotowanych produktów spożywczych na dwie próbki i umieszcza je na szalkach Petriego:
Szalka 1‑2 : białko jaja kurzego,
Szalka 3‑4: mleko krowie,
Szlaka 5‑6: kawałek twarogu.
Kolejno, do jednej z próbek każdego produktu nauczyciel dodaje stężony roztwór HNOIndeks dolny 33, a do drugiej NaOH + CuSOIndeks dolny 44. Uczniowie obserwują zmianę zabarwienia produktów: na żółty w reakcji z HNOIndeks dolny 33 (reakcja ksantoproteinowa) oraz na fioletowy w reakcji z NaOH i CuSOIndeks dolny 44, (reakcja biuretowa). Uczniowie wypełniają tabelkę i formułują poprawne wnioski.
5. Inne informacje:
Badany produkt | Zabarwienie w reakcji biuretowej | Zabarwienie w reakcji ksantoproteinowej |
Białko jaja kurzego | Fioletowe | Żółte |
Mleko krowie | Fioletowe | Żółte |
Twaróg | Fioletowe | Żółte |
W reakcji ksantoproteinowej dodanie stężonego HNO3 powoduje wystąpienie żółtego zabarwienia spowodowanego powstaniem pochodnych nitrowych aminokwasow aromatycznych (fenyloalanina, tyrozyna, tryptofan). Reakcja biuretowa polega na działaniu silnej zasady lub siarczanu miedzi na białko. Zabarwienie fioletowe świadczy o obecności wiązań peptydowych. Pojawienie się żółtego i fioletowego zabarwienia w reakcji produktów spożywczych z odczynnikami dowodzi obecności białka.
Podsumowanie:
Na podstawie zdobytych informacji uczniowie określają wpływ i znaczenie soli metali ciężkich, alkoholu etylowego, kwasów i zasad oraz temperatury dla białek, w tym organizmu ludzkiego.
Zadanie domowe
Wymień produkty żywnościowe będące bogatym źródłem białka.
Środki dydaktyczne
prezentacja multimedialna „Denaturacja białek”
prezentacja multimedialna „Koagulacja białek”
komputery połączone z Internetem
podręcznik, encyklopedia
sprzęt laboratoryjny: probówki, pipety, bagietki szklane, łapy drewniane, palniki spirytusowe, szalki Petriego.
odczynniki: białko jaja kurzego, kawałek twarogu, mleko krowie, 0,9%NaCl, roztwór HCl, roztwór NaOH, roztwór MgSOIndeks dolny 44, roztwór etanolu, roztwór CuSOIndeks dolny 44, stężony roztwór HNOIndeks dolny 33.
Metody nauczania
ćwiczenia laboratoryjne
pogadanka
rozmowa kierowana
Formy pracy
praca indywidualna
praca w grupach
praca zbiorowa
Zadanie dla chętnych
Wyjaśnij, na czym polega efekt Tyndalla?