Цветные реакции на белки. Исследовательская работа "Белок. Его значение для человека". План-конспект урока по биологии (5 класс) на тему: Опыт "Определение белка в клетке"

Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Стоимость участия - 290 руб.

Обычная кухня и научная лаборатория имею много общего. В кастрюлях и на сковородках происходят сложные биохимические процессы. Некоторые из них можно воспроизвести у себя дома и почувствовать себя настоящим химиком
Сегодня мы будем изучать состав молока. Все дети знают, что молоко – очень полезный продукт. Правда, не все любят молоко. Но от этого его полезность не уменьшается. Вспомните, что млекопитающие животные выкармливают своих детенышей молоком. Следовательно, оно очень питательно и легко усваивается. В молоке одновременно содержатся все основные вещества пищи – это белки, жиры и углеводы. Наибольшее количество энергии дают жиры. Углевод молока называется лактоза. Но в отличие от глюкозы или сахарозы (пищевого сахара), лактоза почти не имеет сладкого вкуса.

Люди употребляют в пищу, в основном, молоко коров. Но у животных состав молока различается. Проанализируй таблицу и ответь на вопросы.

Теперь сделаем несколько опытов с молоком.

Можно взять один образец молока, но гораздо интереснее сравнить несколько образцов разных производителей. Если у кого-то есть возможность сравнить молоко из магазина и молоко от своей коровы или коров с фермы, то это очень интересно.

К сожалению, на многих заводах молоко часто делают из сухого молока или добавляют его к нормальному свежему молоку. От этого некоторые свойства молока могут меняться.

Вам понадобятся: несколько образцов молока (обязательно запишите название фирмы – производителя), несколько пробирок (можно попросить у учителя химии, если такой возможности нет, то взять маленькие стаканы или даже рюмки), уксусная кислота, медный купорос, немного раствора щелочи или стиральной соды, пипетка (есть в аптеках).

Опыт 1. Определение жира в молоке.

В коровьем молоке обычно содержится 3-4 % жира. Ты, наверно, уже знаешь, что жир не смешивается с водой. Но в молоке этот жир не отделяется сразу от воды, его можно увидеть, только, если молоко долго постоит. Тогда жир всплывет на поверхность. Это и будут сливки. Молочный жир находится в молоке в виде шариков, которые образуют с водой эмульсию типа «масло в воде». Жировые шарики защищены прочными и упругими оболочками из белка, поэтому не слипаются друг с другом при столкновении.

На фильтровальную бумагу надо нанести по капле каждого образца молока. (Постарайся, чтобы капли были одинаковые.) Когда они подсохнут, измерь линейкой диаметр каждого пятна. Чем он больше, тем больше содержание жира в молоке. Так как в продаваемом молоке содержание жира обычно почти одинаковое, то для интереса можно взять сливки. В них жира должно быть намного больше.

Опыт 2. Обнаружение белка в молоке

В пробирку надо налить несколько мл (миллилитров) молока и осторожно по стенкам добавить равный объем слабого раствора медного купороса (бледно-голубого цвета) и немного раствора щелочи или стиральной соды и перемешать. Появляется фиолетовая окраска. Это говорит о наличии белка в исследуемом продукте.

В молоке содержится несколько видов белков. Основной белок - это казеин. Именно из казеина образуется творог. Когда молоко свежее, все белки находятся в растворенном виде. Но если молоко прокисло, вы замечаете, что оно стало более густым – превратилось в простоквашу. Если ее нагреть, то выпадает осадок белка. Именно так готовят творог. Но если вы не хотите ждать, пока молоко прокиснет, можно добавить к нему пищевую кислоту – уксусную или лимонную и получить осадок казеина.

Опыт 3. Определение наличия казеина в молоке.

Налить в стаканчик 5 столовых ложек молока добавить 1 столовую ложку уксусной кислоты (9%), или несколько капель уксусной эссенции, перемешать. Можно увидеть образование белых хлопьев. Это казеин.

Опыт 4. Получение молочной сыворотки.

Когда образуется осадок казеина, то в жидкой части – сыворотке остаются другие белки и лактоза. Чтобы получить сыворотку надо отфильтровать осадок. Для этого возьми маленький стакан. Помести в него воронку. В нее положи фильтр из нескольких слоев марли или бинта и вылей на воронку молоко с образовавшимся творогом. Творог (казеин) останется на фильтре, а с сывороткой мы проделаем другие опыты.

Опыт 5. Обнаружение белка в сыворотке.

Надо, как и в опыте 2, к нескольким мл сыворотки добавить раствор медного купороса и щелочь и перемешать. Фиолетовое окрашивание показывает, что в сыворотке после выделения казеина остается еще много других белков. Поэтому сыворотка тоже полезный и питательный продукт.

Опыт 6 . Обнаружение углеводов в молоке.

Немного сыворотки надо налить в чашку или блюдечко, которое можно нагревать на огне, и выпарить жидкость. После испарения жидкости сыворотка обугливается и появляется сладкий запах, похожий на запах жженого сахара. Мы доказали, что в молоке есть углеводы.

Опыт 7. Симпатические чернила.

Так называют жидкости, которые при писании не оставляют на бумаге никакого цветного следа. Текст можно будет прочитать только после особой обработки – нагрева или смачивания определенным веществом. Молоко прекрасно подходит для тайнопис и. Поэтому последнее задание будет такое – напиши отзыв о нашем конкурсе молоком, аккуратно прогладь этот лист бумаги не очень горячим утюгом, пока не проявится текст. Сфотографируй его и фотографию помести под таблицей ответов.

Исследовательская работа.

Мы предлагаем сравнить по ряду показателей несколько видов молока- от разных производителей и домашнее и магазинное.

Проведите необходимые опыты и заполните таблицу.

Таблица вопросов и ответов

1.	Чье молоко более питательно – собаки или коровы и почему?
2.	Почему самое жирное молоко (до 40% жира) у китов и дельфинов
3.	Дети часто спрашивают: «Почему молоко белое, если корова ест зеленую траву?» Попробуй ответить на этот вопрос.
4.	Из всех ли образцов молока удалось получить осадок казеина, то есть творог?
5.	Какие еще белки есть в молоке кроме казеина?
6.	Почему многие люди, став взрослыми, не могут употреблять молоко, так как оно вызывает у них расстройство пищеварения? Найди ответ на это вопрос в книгах или интернете.
7.	Какие продукты получают из молока?

Цветные реакции на белки

Присутствие белков в биологических объектах или растворах можно определить с помощью цветных реакций, протекание которых обусловлено наличием в белке специфических групп и пептидных связей.

Реактивы: водный раствор яичного белка (белок одного куриного яйца отделяют от желтка, растворяют в 15–20-кратном объеме дистиллированной воды, затем раствор фильтруют через марлю, сложенную в 3–4 слоя, и хранят в холодильнике;10 %-й раствор гидроксида натрия; 30 %-й раствор гидроксида натрия; 1 %-ный раствор сульфата меди; 1 %-й раствор ацетата свинца; концентрированная азотная кислота; 0,5 %-й раствор нингидрина.

Оборудование : пробирки; водяная баня или спиртовка.

Задание 1. Биуретовая реакция.

В щелочной среде белки, а также продукты их гидролиза – пептиды дают фиолетовое или красно-фиолетовое окрашивание с солями меди. Реакция обязана наличию пептидных связей в белках:

Интенсивность окраски зависит от длины полипептида.

Ход работы

1. В пробирку налейте 5 капель раствора яичного белка, затем 10 капель 10 %-го раствора щелочи.
2. Добавьте 1–2 капли раствора сульфата меди, смесь перемешайте. Появляется красно-фиолетовое окрашивание.

Задание 2. Ксантопротеиновая реакция.

Реакция характерна для некоторых ароматических аминокислот (фенилаланина, тирозина, триптофана), а также для пептидов, их содержащих. При действии азотной кислоты образуется нитросоединение желтого цвета. Далее нитропроизводные могут реагировать со щелочью с образованием натриевой соли, имеющей желто-оранжевое окрашивание:

Ход работы

Данную работу необходимо выполнять в вытяжном шкафу, соблюдая особую осторожность!

1. В пробирку налейте 5 капель раствора яичного белка и ОСТОРОЖНО по стенке прибавьте 3–4 капли концентрированной азотной кислоты.
2. Смесь осторожно нагрейте. Выпадает осадок, который окрашивается в желтый цвет.
3. После охлаждения в пробирку ОСТОРОЖНО по стенке прилейте 10 капель 30 %-го раствора NaOH, желтая окраска переходит в оранжевую.

Задание 3 . Реакция на серусодержащие аминокислоты (реак ция Фоля).

В остатках серусодержащих аминокислот цистеина и цистина сера при щелочном гидролизе отщепляется, образуя сульфиды. Сульфиды, взаимодействуя с ацетатом свинца, образуют осадок сульфида свинца черного или буро-черного цвета.

Ход работы

1. В пробирке смешайте 5 капель раствора яичного белка, 5 капель 30 %-го раствора щелочи и 2 капли раствора ацетата свинца.
2. Смесь осторожно нагрейте на спиртовке до кипения и кипятите. Через некоторое время появляется буровато-черное или черное окрашивание.

Задание 4 . Нингидриновая реакция.

Реакция характерна для аминогрупп в α-положении и обусловлена наличием α-аминокислот в молекуле белка. При нагревании белка с водным раствором нингидрина аминокислоты окисляются и распадаются, образуя двуокись углерода, аммиак и соответствующий альдегид. Восстановленный нингидрин конденсируется с аммиаком и окисленной молекулой нингидрина, образуя соединение фиолетово-синего цвета:

Ход работы

В пробирку вносят 5 капель 1 %–го раствора яичного белка, добавляют по 3 капли 0,5 %-го раствора нингидрина и нагревают до кипения. Через 2–3 минуты появляется розовое, красное, а затем сине-фиолетовое окрашивание.

Оформление результатов

Оформите проведенные исследования в виде таблицы.

Работу выполнила: Калашникова Анастасия ученица 2 А класса МБОУ СОШ № 14 г. Апатиты,
Руководитель: Калашникова Инна Ивановна, учитель математики, информатики и ИКТ МБОУ СОШ № 14 г. Апатиты

Цель эксперимента:
Изучить состав молока. Выяснить действительно ли в молоке содержатся все основные вещества пищи - это белки, жиры и углеводы.
Молоко - очень полезный продукт. Все млекопитающие выкармливают своих детенышей молоком. Маленькие дети начинают свою жизнь с молока мамы, молоко укрепляет организм ребенка и дает ему много полезных веществ. Следовательно, оно очень питательно и легко усваивается. Наибольшее количество энергии дают жиры. Углевод молока называется лактоза. Но в отличие от глюкозы или сахарозы (пищевого сахара), лактоза почти не имеет сладкого вкуса.

Шаг 1. Составление плана:
1. Анализ предложенной таблицы и ответы на вопросы.
2. Проведение опытов по обнаружению белка, жира, углеводов и казеина.
3.Оформление результатовв виде таблиц.
4. Выводы на основании полученных результатов.
5. Анализ своей работы.

Шаг 2.
Анализ таблицы о питательности молока собаки и коровы:

Вопрос	Ответ
1. Чье молоко более питательно - собаки или коровы и почему?	Более питательным является молоко собаки: 1. Из таблицы видно, что энергия молока собаки больше, а значит и питательнее; 2. При сравнении показателей в таблице данные молока собаки выше, чем у коровьего молока.
2. Почему самое жирное молоко (до 40% жира) у китов и дельфинов?	Думаю, что у дельфинов и китов такое жирное молоко, потому что, питаясь жирным молоком, детеныши обрастают жиром, чтобы не замерзнуть, ведь они живут в воде
3. Дети часто спрашивают: «Почему молоко белое, если корова ест зеленую траву?» Попробуй ответить на этот вопрос.	Корова ест зеленую траву, а трава перерабатывается в ее организме. Мы проводили эксперименты с молоком: и доказали, что в молоке есть белок и казеин. Эти два вещества белые, поэтому молоко белое.

Шаг 3.
Проведение опытов:
Подготовила три вида молока и сливки.

Проводим следующие опыты:
Опыт 1. Определение жира в молоке.
Опыт 2. Обнаружение белка в молоке и сыворотке.
Опыт 3. Определение наличия казеина в молоке.
Опыт 4. Получение молочной сыворотки.
Опыт 5. Обнаружение углеводов в молоке.
Опыт 6. Симпатические чернила.

Шаг 4.
Описание Опыта 1.
1. В коровьем молоке обычно содержится 3-4 % жира . На фильтровальную бумагу нанесла по капле каждого образца молока. Когда они подсохли, измерила линейкой диаметр каждого пятна.




Видео 1

Шаг 5.
Описание Опыта 2.

	Шаг 1. В пробирку налила чуть-чуть молока.
	Шаг 2. Осторожно по стенкам добавила равный объем слабого раствора медного купороса (бледно-голубого цвета)
	Шаг 3. Осторожно добавила немного раствора щелочи
	Шаг 4. Перемешала. Появилась фиолетовая окраска.Это говорит о наличии белка в исследуемом продукте.

Видео 2


Шаг 6.
Описание Опыта 3.
1. Налила в стаканчик 5 столовых ложек молока добавить 1 столовую ложку уксусной кислоты (9%), перемешала. Увидела образование белых хлопьев.


Видео 3.
2. Анализ измерений заносим в таблицу:

Шаг 7.
Описание Опыта 4.
Чтобы получить сыворотку надо отфильтровать осадок казеина.

1. Для этого взяла маленький стакан. Поместила над ним воронку.
2. В нее положила фильтрованную бумагу из нескольких слоев и вылила на воронку молоко с образовавшимся творогом.
3. Дождалась, когда сыворотка вылилась в стакан, при этом творог (казеин) остался на фильтре.

Шаг 8.
Описание Опыта 5.

1. Немного сыворотки налила в чашку и выпарила жидкость.
2. После испарения жидкости сыворотка обуглилась, и появился сладкий запах, похожий на запах жженого сахара. Таким образом, доказала, что в молоке есть углеводы.
3. Анализ измерений заносим в таблицу:

Шаг 9.
Описание Опыта 6.
Самый загадочный опыт про тайнопись.
1. На фильтровальную бумагу молоком написала текст.
2. Когда молоко высохло, нагрела бумагу с помощью утюга (прогладила бумагу).
3. Обнаружила написанный текст, который проявился при нагревании.
Мой отзыв о конкурсе про молоко на фотографии.



4. Анализ измерений заносим в таблицу:
Шаг 10.
Описание результатов опытов в виде таблицы:

	Образец №1 «Отборное молоко»,до 4%, Дмитровский молочный завод,)	Образец №2 (молоко с фермы, 3,4%,ОАО Агрофирмы "Индустрия")	Образец №3 (молоко «Апатитская буренка», 2,5%, ОАО «Апатитский молочный комбинат»)	Образец №4 (Сливки «Домик в деревне», 20%, ОАО «Вимм-Билль-Данн»)
Цвет молока	белый	белый	белый	белый
Запах молока	сладковатый	сладковатый	сладковатый	пахнет как масло
Вкус молока	сладкий	сладкий	сладкий	сладко-сливочный
Диаметр пятна жира	15 мм	0 мм	0 мм	20 мм
Цвет при реакции на белок	светло-фиолетовый	синий	синий	фиолетовый
Удалось ли получить осадок казеина	да	да	да	да
Цвет сыворотки	желтоватый, мутный	светлый, мутный	светлый, мутный	очень мутный
Удалось ли обнаружить углеводы	да	да	да	да

Шаг 11.
Выводы на основании полученных результатов.
Молоко и сыворотка действительно содержит очень много полезных веществ, в том числе белки, жиры и углеводы. Оно очень полезно.

Шаг 12.
Анализ своей работы.
Очень интересно было проводить опыты в кабинете химии. Провести опыты, мне помогла учитель МБОУ СОШ №14 по химии, Соловьева Нина Александровна.
Все было необычно: я узнала, что есть опасные жидкости, которые надо аккуратно наливать и использовать их только по назначению (например, для опытов), я научилась пользоваться спичками, когда зажигала спиртовку (было немного страшно). Теперь я знаю, что уксус надо использовать очень аккуратно, но он иногда нужен для приготовления вкусных блюд. Думаю, что мама мне потом расскажет, для каких кулинарных рецептов его можно применять.

С 10.07.14 начинается новый этап конкурсов экспериментальных олимпиад «Terra-Experimentum. Лаборатория на кухне. Молоко» , «Terra-Experimentum. Жизнь растений. Прорастание семян» , «Terra-Experimentum. Физика вокруг нас» !

Участвуя в таких конкурсах, вы сможете выполнять настоящие научные исследования, а самое главное - вы увидите что, мир гораздо интереснее, чем нам кажется!

Цель: изучить свойства белков.

Оборудование и реактивы: - раствор белка;

Раствор медного купороса;

Раствор ацетата свинца;

Пробирки

Ход работы:

1. Растворение белков

Многие белки растворяются в воде, что обусловлено наличием на поверхности белковой молекулы свободных гидрофильных групп. Растворимость белка в воде зависит от структуры белка, реакции среды, присутствия электролитов. В кислой среде лучше растворяются белки, обладающие кислыми свойствами, а в щелочной - белки, обладающие основными свойствами.

Альбумины хорошо растворяются в дистиллированной воде, а глобулины растворимы в воде только в присутствии электролитов.

Не растворяются в воде белки опорных тканей (коллаген, кератин, эластин и др.)

Оборудование и реактивы: - яичный белок;

Дистиллированная вода;

Раствор хлористого калия;

Кератин (шерсти или волос).

Ход работы:

К 2 каплям неразведенного яичного белка прибавляют 1 мл дистиллированной воды и перемешивают. При этом яичный альбумин растворяется, а яичный глобулин выпадает в виде небольшого осадка.

Проверяют растворимость в воде и 5% растворе хлористого калия белка кератина, содержащегося в шерсти и волосах.

Результаты работы оформить в виде таблицы:

1. Денатурация белка спиртом .

Оборудование и реактивы : раствор белка; этанол, пробирки

1. Осаждение белков при нагревании.

Белки являются термолабильными соединениями и при нагревании свыше 50-60°С наступает денатурация. Сущность тепловой денатурации заключается в развертывании специфической структуры полипептидной цепи и разрушении гидратной оболочки белковых молекул, что проявляется заметным уменьшением их растворимости. Наиболее полное и быстрое осаждение происходит в изоэлектрической точке, т.е. при таком значении рН среды, когда суммарный заряд белковой молекулы равен нулю, поскольку при этом частицы белка наименее устойчивы. Белки, обладающие кислыми свойствами, осаждаются в слабокислой среде, а белки с основными свойствами – в слабощелочной. В сильнокислых или сильнощелочных растворах денатурированный при нагревании белок в осадок не выпадает, так как частицы его перезаряжаются и несут в первом случае положительный, а во втором отрицательный заряд, что повышает их устойчивость в растворе.

Оборудование и реактивы: - 1% раствор яичного белка;

1% раствор уксусной кислоты;

10% раствор уксусной кислоты;

10% раствор гидроксида натрия;

4 пробирки, держатель, спиртовка.

Опыт

Результаты

В четыре пронумерованные пробирки приливают по 10 капель 1% раствора яичного белка. а) первую пробирку нагревают до кипения. б) во вторую пробирку добавляют 1 каплю 1% раствора уксусной кислоты и нагревают до кипения. в) в третью пробирку добавляют 1 каплю 10% раствора уксусной кислоты и нагревают до кипения. г) в четвертую пробирку добавляют 1 каплю 10% раствора гидроокиси натрия и нагревают до кипения.

а) Раствор белка мутнеет, но так как частицы денатурированного белка несут заряд, они в осадок не выпадают. Это связано с тем, что яичный белок имеет кислые свойства (изоэлектрическая точка его равна рН 4,8) и в нейтральной среде заряжен отрицательно; б) Выпадает осадок белка, так как раствор белка приближается к изоэлектрической точке и белок теряет заряд; в) Осадка не образуется, так как в сильнокислой среде частицы белка приобретают положительный заряд (сохраняется один из факторов устойчивости белка в растворе); г) Осадка не образуется, так как в щелочной среде отрицательный заряд частиц белка увеличивается.

Сделайте выводы._____________________________

Условия выполнения задания

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется на занятие в аудиторное время

2. Максимальное время выполнения задания: ____90 _______ мин.

3. Вы можете воспользоваться учебником, конспектом лекций

Шкала оценки образовательных достижений:

Критерии оценки: Выполнение работы более 90% –оценка «5»,

70-90% - оценка «4»,

50 -70% - оценка «3»,

Менее 50% - оценка «2».

Практическая работа№1

Приготовление раствора заданной концентрации.

Цель:

• приготовить растворы солей определенной концентрации.
• научиться готовить раствор заданной концентрации, используя весы и мерную посуду.

Оборудование:

• стеклянная лопаточка;
• стакан объемом 50 мл;
• стеклянная палочка с резиновым наконечником;
• мерный цилиндр;
• весы;
• холодная кипяченая вода.
• соли;

Теоретическая часть

Раствор- это однородная система, состоящая из растворителя,растворенных веществ и продуктов их взаимодействия. Растворителем чаще всего является то вещество, которое в чистом виде имеет тоже агрегатное состояние, что и раствор, либо присутствует в избытке.

По агрегатному состоянию различают растворы: жидкие, твердые, газообразные. По соотношению растворителя и растворенного вещества: разбавленные, концентрированные, насыщенные, ненасыщенные, перенасыщенные. Состав раствора обычно передается содержанием в нем растворимого вещества в виде массовой доли, процентной концентраций и молярности.

• Массовая доля ( безразмерная величина) – это отношение массы растворенного
  вещества к массе всего раствора:

W м.д. = m раст. вещества /m раствора .

• Процентная концентрация (%) – это величина показывающая сколько грамм растворенного вещества cсодержится в 100 гр. раствора:

W % = m раст. вещества 100% /m раствора

(учебникО.С.Габриелян, И.Г.Остроумов Химия, М. «Академия» 2013, с 57)

• Молярная концентрация, или молярность (моль/литр)- это величина показывающая сколько молей растворимого вещества содержатся в 1 литре раствора:

См = m раст. вещес /Мr(раст. вещества)V раствора .

(учебникО.С.Габриелян, И.Г.Остроумов Химия, М. «Академия» 2013, с 57)