Transcript of Fun kcj e b i o l o gi czn e b i a łe k
UntitledWprowadzenie Przeczytaj Gra edukacyjna Sprawd si Dla
nauczyciela
Biaka to bardzo wana grupa makromoleku komórkowych. Bior one udzia
w prawie wszystkich czynnociach yciowych organizmu i peni
rónorodne funkcje. To wanie biologiczna funkcja biaek jest jednym
z gównych kryteriów ich podziau.
Twoje cele
Wymienisz rodzaje biaek ze wzgldu na penione przez nie funkcje.
Omówisz funkcje biologiczne biaek. Sklasyfikujesz przykadowe biaka
do odpowiednich grup.
Kazeina to najwaniejsze biako mleka. Jest ono nie tylko ródem
aminokwasów, ale równie fosforanów oraz wapnia, które s niezbdne w
procesie mineralizacji koci. ródo: Pixabay, domena publiczna.
Funkcje biologiczne biaek
Kady przejaw ycia na Ziemi ma form biakow. Biaka czsto dzieli si ze
wzgldu na penione funkcje, wyróniajc biaka enzymatyczne,
strukturalne, zapasowe, transportujce, hormonalne, receptorowe,
kurczliwe, magazynujce i obronne.
Rónorodno funkcji biaek determinowana jest przez ich struktur.
Biaka zbudowane s z aminokwasów, które cz si ze sob wizaniami
peptydowymi, tworzc róne struktury przestrzenne.
Struktura pierwszorzdowa to sekwencja aminokwasów tworzcych acuch
polipeptydowy. Jego przestrzenne uoenie zwizane jest
z powstawaniem wiza wodorowych midzy poszczególnymi czciami
acucha (struktura drugorzdowa). Z kolei struktura
trzeciorzdowa okrela przestrzenny ukad struktur drugorzdowych,
warunkowany przez wizania dwusiarczkowe, oddziaywania jonowe,
hydrofobowe i van der Waalsa. Niektóre z biaek tworz
struktury czwartorzdowe bdce poczeniem osobnych acuchów
polipeptydowych.
Biaka enzymatyczne odgrywaj bardzo wan rol w metabolizmie
organizmów. Maj one waciwoci katalityczne, czyli specyficznie
przyspieszaj reakcje chemiczne. Najczciej s to biaka globularne
(np. pepsyna czy katalaza).
Ciekawostka
Podzia funkcjonalny biaek na przykadzie osocza krwi
Krew skada si z osocza (woda, biaka i inne rozpuszczone
substancje) oraz elementów morfotycznych krwi.
Do najwaniejszych biaek osocza nale fibrynogen, globuliny i
albuminy. ródo: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA
3.0.
Albuminy osocza s rozpuszczalne w wodzie, dziki czemu odgrywaj
kluczow rol w regulacji cinienia osmotycznego oraz peni rol
buforujc pH krwi. Ich gówn funkcj jest regulowanie cinienia
onkotycznego. Jest to rodzaj cinienia osmotycznego wywieranego
przez biaka osocza, które chroni przed utrat wody
z elektrolitami z naczy krwiononych. Albuminy wi
i transportuj take wiele drobnoczsteczkowych substancji, tj.
jony metali (np. Mg , Ca , Zn , Na ), toksyczne metale cikie,
hormony, witaminy i leki. Uczestnicz w transporcie tlenku
azotu, który bierze udzia w sygnalizacji neuronalnej,
procesach immunologicznych, apoptozie, a u rolin reguluje
otwieranie si aparatów szparkowych.
Pepsynogen to proenzym pepsyny wydzielany przez komórki gruczoowe
odka. W obecnoci kwasu solnego pepsynogen przeksztaca si w pepsyn.
Pepsyna, w procesie trawienia, rozkada biaka do krótszych acuchów
peptydowych. ródo: Englishsquare.pl Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA
3.0.
Biaka strukturalne
Biaka zapasowe
Biaka transportujce
Biaka magazynujce
Biaka hormonalne
Biaka receptorowe
Biaka kurczliwe
Biaka obronne
Ciekawostka
Sownik cinienie onkotyczne
rodzaj cinienia osmotycznego wywieranego przez biaka osocza krwi;
wiksza zawarto biaek w osoczu w porównaniu z pynami
tkankowymi skutkuje jego wyszym cinieniem onkotycznym – zapobiega
to przedostawaniu si wody z elektrolitami z osocza do
tkanek
elementy morfotyczne krwi
ferrytyna
Fibrynogen
Globuliny
biako wice jony elaza wystpujcego na III stopniu utlenienia
(Fe )
katalaza
enzym katalizujcy proces rozkadu nadtlenku wodoru do wody
i tlenu, obecny gównie w hepatocytach
i erytrocytach
krew
ligand
oksydoreduktazy
osocze
przeciwciaa
surowica
cz osocza krwi; skada si z wody, biaek (bez fibrynogenu)
i innych rozpuszczonych substancji
waciwoci buforujce
waciwoci umoliwiajce utrzymanie staego odczynu pH; za utrzymanie
staego pH krwi (w zakresie od 7,35 do 7,45) odpowiadaj zawarte
w osoczu mieszaniny sabych kwasów i ich zasadowych soli
tworzce ukady buforowe – neutralizuj one egzogenne zwizki, które
mogyby zmieni pH krwi
waciwoci katalityczne
3+
Rozwi interaktywny quiz i sprawd swoj wiedz o funkcjach
biologicznych biaek.
Test
Sprawd swoj wiedz na temat funkcji biologicznych biaek. Poziom
trudnoci:
atwy
- Uruchom
Polecenie 2
Podaj przykady biaek, które peni wicej ni jedn funkcj i wyjanij ich
znaczenie
w organizmie.
Polecenie 3
Wyjanij, dlaczego biaka enzymatyczne s wan grup biaek dla
metabolizmu
komórkowego.
biaka obronne transport substancji
organizmu
w komórkach
biaka strukturalne udzia w reakcjach na bodce
chemiczne
biaka receptorowe forma zapasowa aminokwasów
Metabolizm komórek uzaleniony jest od biaek , które wykazuj
waciwoci
. Cz z nich, np. , bierze udzia w trawieniu biaek
dostarczanych
w poywieniu, za inne, jak np. , katalizuj proces rozkadu nadtlenku
wodoru do
wody i tlenu.
obronnych aldolaza elastyna seryna enzymatycznych pepsyna
miozyna
albumina
Prawda Fasz
Wikszo biaek enzymatycznych to biaka
globularne.
Kazeina jest biakiem transportujcym.
Peptyd o dziaaniu ogólnoustrojowym, odgrywa rol w metabolizmie
wglowodanów.
Biako fibrylarne, które po rozcigniciu odzyskuje swój pierwotny
ksztat.
Wysokowartociowe biako bdce fosfoglikoprotein.
wiczenie 6
Na rysunkach A i B przedstawiono uoenie kolagenu w skórze. Wska,
który rysunek przedstawia skór mod, a który skór dojrza.
ródo: Englishsquare.pl Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Wyjanij, jak uoenie wókien kolagenowych wpywa na kondycj skóry i z
jakim procesem te
zmiany si wi.
wiczenie 7
Hemoglobina peni istotn rol nie tylko w transporcie tlenu, ale take
w transporcie CO z tkanek do puc. Okoo 10% CO przenoszone jest w
postaci rozpuszczonej we krwi, natomiast ~30% w postaci zwizanej z
grupami aminowymi biaek, a ~60% w postaci jonów wodorowglanowych
(IV) (HCO ). Ponadto hemoglobina odgrywa równie znaczc rol w
transporcie tlenku azotu (NO), którego gówna rola w ukadzie
krwiononym polega na rozszerzaniu naczy krwiononych. (…)
Hemoglobina oprócz swej podstawowej funkcji transportowej
uczestniczy równie w wielu innych procesach, przy czym niektóre z
tych aktywnoci mog mie znaczenie fizjologiczne. Chocia nie jest
biakiem enzymatycznym, hemoglobina w niektórych przypadkach
wykazuje dziaanie pseudoenzymatyczne, np. wykazuje aktywno
katalazy. (…) Hemoglobina ma równie aktywno peroksydazow. (…)
Hemoglobina jest jednak 10–100 razy mniej aktywna ni waciwe
peroksydazy.
“ 2 2
ródo: Ewa Zapora, Iwona Jarocka, Hemoglobina – ródem reaktywnych
form tlenu, Postepy Hig Dosw, 67, 2013, 216.
Na podstawie powyszego tekstu wymie dwie funkcje biologiczne
hemoglobiny i okrel, jaki
skutek powoduje niedobór tego biaka. Podaj przykad choroby, podczas
której obserwuje si
niedobór hemoglobiny.
Biaka transportowe odpowiedzialne s za transport czsteczek i jonów
przez bony biologiczne, niestety nie s one selektywne dla metali
cikich.
Metale cikie stanowi bardzo rónorodn grup pierwiastków,
charakteryzujcych si specyficznymi waciwociami fizykochemicznymi i
biologicznymi. Grupa ta obejmuje zarówno metale i metaloidy
balastowe, niepenice funkcji biologicznych, takie jak Cd, Pb, As i
Sb, jak i mikroelementy, które s niezbdne dla prawidowego
funkcjonowania komórek organizmów ywych, takie jak Zn, Mn, Cu, Co,
Fe, Mo i Ni. Chocia wszystkie mikroelementy s niezbdne do
prawidowego funkcjonowania komórek, nadmiar jonów kadego metalu
cikiego w komórkach powoduje efekty toksyczne.
Lokalizacja i specyficzno substratowa biaek transportujcych MTP
(biaka tolerancji na metale, ang. metal tolerance proteins) w
komórkach rolin.
“
ródo: Karolina Maas, Magdalena Migocka, Fizjologiczna funkcja biaek
CDF transportujcych
kaony metali u organizmów eukariotycznych, KOSMOS, 66, 3, 2017,
351.
Na podstawie tekstu i ilustracji wyjanij, jaka jest rola biaek
transportujcych
w utrzymaniu prawidowego poziomu jonów elaza i jonów kadmu w
komórce.
W oparciu o dostpne róda wyjanij, jakie znaczenie ma akumulowanie
kadmu i elaza
w wakuoli.
Dla nauczyciela
Scenariusz lekcji
Podstawa programowa: Zakres podstawowy Treci nauczania – wymagania
szczegóowe I. Chemizm ycia. 2. Skadniki organiczne. Ucze: 2)
przedstawia budow biaek (uwzgldniajc wizania peptydowe); rozrónia
biaka proste i zoone; okrela biologiczne znaczenie biaek (albuminy,
globuliny, histony, kolagen, keratyna, fibrynogen, hemoglobina,
mioglobina); przedstawia wpyw czynników fizyko-chemicznych na biako
(zjawisko koagulacji i denaturacji); planuje i przeprowadza
dowiadczenie wykazujce obecno biaek w materiale biologicznym;
przeprowadza obserwacje wpywu wybranych czynników
fizyko-chemicznych na biako; Zakres rozszerzony Treci nauczania –
wymagania szczegóowe I. Chemizm ycia. 2. Skadniki organiczne. Ucze:
2) przedstawia budow biaek (uwzgldniajc wizania peptydowe);
rozrónia biaka proste i zoone; opisuje struktur I-, II-, III- i
IV-rzdow biaek; planuje i przeprowadza dowiadczenie wykazujce
obecno biaek w materiale biologicznym; przedstawia wpyw czynników
fizycznych i chemicznych na biako (zjawisko koagulacji i
denaturacji); okrela biologiczne znaczenie biaek (albuminy,
globuliny, histony, kolagen, keratyna, fibrynogen, hemoglobina,
mioglobina); przeprowadza obserwacje wpywu wybranych czynników
fizycznych i chemicznych na biako;
Ksztatowane kompetencje kluczowe:
Cele operacyjne:
wymienia rodzaje biaek ze wzgldu na penione przez nie funkcje;
omawia funkcje biologiczne biaek; klasyfikuje przykadowe biaka do
odpowiednich grup; charakteryzuje poszczególne grupy biaek.
Strategie nauczania:
konstruktywizm; konektywizm;
Formy pracy:
rodki dydaktyczne:
komputery z gonikami i dostpem do internetu, suchawki;
zasoby multimedialne zawarte w emateriale; szary papier;
magnesy; flamastry.
Przed lekcj
1. Uczniowie przypominaj sobie budow biaek. 2. Wybrani uczniowie
dostaj losowo przydzielone im funkcjonalne grupy biaek. Maj
opracowa informacje na temat wylosowanej grupy biaek.
Przebieg zaj
Faza wstpna
1. Nauczyciel wprowadza uczniów w temat lekcji, mówic, e kady
przejaw ycia na ziemi ma form biakow.
2. Nauczyciel podaje temat i cele lekcji.
Faza realizacyjna
1. Nauczyciel zapocztkowuje „burz mózgów” na temat roli biaka
w diecie czowieka. Odpowiedzi zgaszajcych si uczniów
zapisywane s na tablicy. Po krótkiej analizie zapisanych treci
nauczyciel podsumowuje burz mózgów, uzupeniajc, w razie
koniecznoci, informacje na temat roli biaka w diecie
czowieka.
2. Nauczyciel prosi uczniów, aby odnieli si do wiedzy na temat
odywek biakowych, diet bogatych i ubogich w biako.
Uczniowie w parach okrelaj zalety i wady odywek,
a nastpnie przedstawiaj je na forum klasy i formuuj
wniosek.
3. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy zgodnie z wylosowanymi
przed lekcj grupami biaek. Kada z nich otrzymuje szary papier
i flamastry. Uczniowie maj za zadanie stworzy map myli,
w której znajd si odpowiedzi na nastpujce pytania: „Co wpywa
na funkcje biaek?”, „Jakie funkcje mog peni biaka?”, „Jak struktura
biaek wpywa na ich funkcje?”.
4. Liderzy grup przedstawiaj wyniki pracy na forum klasy. 5.
Uczniowie wykonuj wiczenia od 1 do 7.
Faza podsumowujca
1. Uczniowie wykonuj interaktywny quiz. 2. Nauczyciel odnosi si do
udzielonych przez uczniów odpowiedzi. 3. Uczniowie odpowiadaj na
pytania nauczyciela:
Jak dzielimy biaka ze wzgldu na ich biologiczn funkcj? Jakie znacie
przykady biaek enzymatycznych? Do jakiej grupy biaek zaliczamy
przeciwciaa?
Praca domowa
Materiay pomocnicze:
Dorota elaszczyk, Anna Waszkielewicz, Henryk Marona, Kolagen –
struktura oraz zastosowanie w kosmetologii i medycynie
estetycznej, Estetologia medyczna i kosmetologia, 2012, s. 15.
Ewa Zapora, Iwona Jarocka, Hemoglobina – ródem reaktywnych form
tlenu, Postepy Hig Dosw, 67, 2013, 216.
Wskazówki metodyczne opisujce róne zastosowania gry
edukacyjnej