Budowa i właściwości fizykochemiczne białek

Tytuł: Budowa i właściwości fizykochemiczne białek 

Autor/wykonawca: dr Angelika Król 

Zajęcia zaplanowane w dniu 19 maja br.

Planowane  jest udostępnienie scenariusza zajęć w ramach Klubów Młodego Odkrywcy.

Umiejscowienie w cyklu naukowym: eksperymenty i obserwacje, wyciąganie wniosków, pisanie sprawozdania, przedstawianie wyników na szkolnej konferencji naukowej.

Zalecany wiek uczestników:  gimnazjum

Typ (forma) zajęć: zajęcia laboratoryjne (mała grupa)

Wprowadzenie 
Białka to obok tłuszczów i węglowodanów podstawowe składniki naszej diety. Od strony biochemicznej są polimerami (łańcuchami) aminokwasów, połączone wiązaniami peptydowymi. Aminokwasy dzielimy na egzogenne, czyli takie, które należy dostarczyć organizmowi wraz z pożywieniem oraz endogenne, czyli takie, które potrafimy wytworzyć sami. Białka zawierające oba rodzaje aminokwasów nazywamy pełnowartościowymi i znaleźć je możemy w mięsie. Natomiast białka zawarte w produktach roślinnych uznawane są za niepełnowartościowe. Białka stanowią bardzo ważny element strukturalny komórek oraz są istotnym elementem metabolizmu ponieważ budują enzymy i hormony. Poza tym zwiększają termogenezę, wpływają na odporność (tworzą przeciwciała) i odpowiadają za dotlenienie organizmu (białko hemoglobina przenosi tlen).

Dzienne zapotrzebowanie człowieka na białko wynosi 0,8g na 1kg masy ciała. W naszym środowisku jest wiele czynników fizycznych i chemicznych mogących prowadzić do odwracalnych i nieodwracalnych zmian w strukturze białka. Wszystkie te zmiany mogą negatywnie wpływać na funkcjonowanie białek w organizmie. Dlatego warto wiedzieć co się dzieje z białkami kiedy podda się je działaniu metali ciężkich, alkoholu czy też wysokiej temperatury.

Zaleca się aby nauczyciel odpowiedzialny za daną klasę przed zajęciami zapoznał uczniów z ogólnymi zagadnieniami, tj.: czym są białka i jaką pełnią rolę w organizmie człowieka. https://pl.wikipedia.org/wiki/Bia%C5%82ka

Cele (zajęć)
Głównym celem zajęć będzie wykonanie przez uczniów doświadczeń dających odpowiedź na trzy podstawowe pytania:
- Jak zachowują się białka pod wpływem działania różnych grup związków chemicznych oraz czynników fizycznych?
- Czym różni się proces wysalania i denaturacji białka?
- Jak wykryć białko w produktach spożywczych?

Zakładane efekty 
Uczeń wie czym są białka, jak są zbudowane i jaką pełnią rolę w organizmie człowieka. Uczeń potrafi wskazać różnice między procesem denaturacji a wysalaniem białek oraz potrafi wymienić czynniki (fizyczne i chemiczne) wywołujące każdy z tych procesów. Uczeń ćwiczy zdolności manualne w czasie wykonywania doświadczeń, zdolność pracy w grupie oraz umiejętność formułowania wniosków.

Potrzebne materiały i pomoce dydaktyczne
Do przeprowadzenia zajęć będzie potrzebna sala chemiczna (sala 327 w Katedrze Biochemii), rzutnik multimedialny, tablica oraz sprzęt i odczynniki do przeprowadzenia doświadczeń:
• Sprzęt i akcesoria laboratoryjne: statywy do probówek, probówki, zlewki, pipety, łaźnia wodna, zamrażarka
• Odczynniki: siarczan amonu, siarczan miedzi, octan ołowiu, etanol, kwas solny, zasada sodowa, twaróg, białko jaja kurzego, cukier.
Materiały, które należy zakupić przed rozpoczęciem zajęć: Końcówki do pipet, papier i toner do drukarki (do drukowania instrukcji oraz materiałów pomocniczych dla uczniów)

Przebieg zajęć 
Zajęcia będą podzielone na dwie części: wprowadzenie i część doświadczalną.
WPROWADZENIE:
 Nauczyciel w formie pogawędki oraz przy wykorzystaniu prezentacji multimedialnej przypomni uczniom wiadomości z lekcji biologii i chemii dotyczące budowy białek i ich funkcji oraz występowania białek w produktach spożywczych. W tej części zajęć nauczyciel poinformuje uczniów o zasadach BHP obowiązujących w pracowni chemicznej.
CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA
W tej części zajęć uczniowie będą samodzielnie wykonywać zaplanowane doświadczenia według instrukcji przygotowanych przez nauczyciela. Po każdym przeprowadzonym doświadczeniu uczniowie wspólnie z nauczycielem będą omawiać wynik reakcji. Po wykonaniu wszystkich doświadczeń uczniowie wraz z nauczycielem formułują wnioski, które będą stanowiły odpowiedź na pytania zawarte w celu zajęć. Na koniec zajęć każdy z uczniów dostanie krótki test do samodzielnego wypełnienia w domu, który dołączy do sprawozdania z zajęć. Czas trwania zajęć 3h.

Czy przewidywana jest forma jakiegoś sprawozdania z wykonania eksperymentu (obserwacji)? Każdy z uczestników będzie zobowiązany do napisania sprawozdania z odbytych zajęć. Sprawozdanie będzie musiało zawierać krótką informacje o wykonanych eksperymentach, poczynionych obserwacjach i wnioskach. Do sprawozdania uczeń załączy samodzielnie wypełniony test, który otrzymał od nauczyciela pod koniec zajęć.

Autorla będzie udzielała konsultacji w formie Żywej Biblioteki (konsultacje bezpośrednie)

Polecana literatura do tematu
 Andrzej Czerwiński, Anna Czerwińska: CHEMIA 2 – podręcznik dla liceumogólnokształcącego, Wyd. WSiP;
Barbara Klimuszko, Małgorzata Polczyk: BIOLOGIA część 1-podręcznik dla uczniów liceum i technikum, Wyd. ŻAK
http://www.e-biotechnologia.pl/Artykuly/budowa-bialek

Co dalej? (zadania po zajęciach)
Uczniowie będą mogli wykorzystać zdobytą w czasie zajęć wiedzę w szkolnym festiwalu nauki. Uczniowie będą mogli opowiedzieć rówieśnikom czym są białka, jakie pełnią funkcje i jakim reakcjom podlegają. Pod opieką nauczyciela uczniowie będą również mogli zaprezentować kilka doświadczeń w szkole.