ZLOŽENIE BIELKOVÍN A ICH SPRÁVANIE VPLYVOM

Σχετικά έγγραφα
Praktikum z biochémie 2. vydanie, Sedlák, Danko, Varhač, Paulíková, Podhradský, 2007

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. 54. ročník, školský rok 2017/2018 Kategória C. Študijné kolo

Matematika Funkcia viac premenných, Parciálne derivácie

1. písomná práca z matematiky Skupina A

CHÉMIA Ing. Iveta Bruončová

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. 51. ročník, školský rok 2014/2015 Kategória C. Domáce kolo

Ekvačná a kvantifikačná logika

Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ M A T E M A T I K A

Goniometrické rovnice a nerovnice. Základné goniometrické rovnice

M6: Model Hydraulický systém dvoch zásobníkov kvapaliny s interakciou

Tomáš Lavický. Návrh úloh pre experimentálnu časť ústnej maturitnej skúšky z chémie

RIEŠENIE A HODNOTENIE TEORETICKÝCH ÚLOH Chemická olympiáda kategória Dg 49. ročník šk. rok 2012/13 Krajské kolo

Obvod a obsah štvoruholníka

Start. Vstup r. O = 2*π*r S = π*r*r. Vystup O, S. Stop. Start. Vstup P, C V = P*C*1,19. Vystup V. Stop

Cvičenie č. 4,5 Limita funkcie

Jednotkový koreň (unit root), diferencovanie časového radu, unit root testy

Proteíny. Slovo proteín (z gr. prota primárna dôležitosť) prvýkrát použil Jacob Berzelius v roku 1838.

Prechod z 2D do 3D. Martin Florek 3. marca 2009

b. Kyslé (obsahujú viac COOH skupín), c. Zásadité (obsahujú viac - NH 2 skupín).

,Zohrievanie vody indukčným varičom bez pokrievky,

Matematika prednáška 4 Postupnosti a rady 4.5 Funkcionálne rady - mocninové rady - Taylorov rad, MacLaurinov rad

Nukleové kyseliny. Nukleové kyseliny sú polymérne reťazce pozostávajúce z monomérov, ktoré sa nazývajú nukleotidy.

RIEŠENIA PRAKTICKÝCH ÚLOH Z ANALYTICKEJ CHÉMIE Chemická olympiáda kategória A 44. ročník šk. rok 2007/08 Študijné kolo

AerobTec Altis Micro

Εκπαίδευση Χηµεία εκπαιδευτικών στη Σλοβακία

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY

Gramatická indukcia a jej využitie

HASLIM112V, HASLIM123V, HASLIM136V HASLIM112Z, HASLIM123Z, HASLIM136Z HASLIM112S, HASLIM123S, HASLIM136S

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY

ZBIERKA LABORATÓRNYCH PRÁC

M O N I T O R 2002 pilotné testovanie maturantov MONITOR Chémia. 2. časť. Realizácia projektu: EXAM, Bratislava. (2002) Štátny pedagogický ústav

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. 52. ročník, školský rok 2015/2016. Kategória D. Krajské kolo

Ing. Jana Trelová Využívanie IKT v odborných predmetoch

Kontrolné otázky na kvíz z jednotiek fyzikálnych veličín. Upozornenie: Umiestnenie správnej a nesprávnych odpovedí sa môže v teste meniť.

Návrh vzduchotesnosti pre detaily napojení

Univerzita Karlova v Praze Matematicko-fyzikální fakulta DIPLOMOVÁ PRÁCE

Chemická a biologická bezpečnosť potravín a analýza potravín. Mária Takácsová, Ivona Paveleková

Rozsah hodnotenia a spôsob výpočtu energetickej účinnosti rozvodu tepla

Motivácia Denícia determinantu Výpo et determinantov Determinant sú inu matíc Vyuºitie determinantov. Determinanty. 14. decembra 2010.

KATEDRA DOPRAVNEJ A MANIPULAČNEJ TECHNIKY Strojnícka fakulta, Žilinská Univerzita

UČEBNÉ OSNOVY školský vzdelávací program

3. Striedavé prúdy. Sínusoida

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. 49. ročník, školský rok 2012/2013 Kategória C. Krajské kolo

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

Súťažné úlohy Chemickej olympiády v kategórii E

PRIEMER DROTU d = 0,4-6,3 mm

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. 53. ročník, školský rok 2016/2017. Kategória C. Školské kolo RIEŠENIE A HODNOTENIE

Život vedca krajší od vysnívaného... s prírodou na hladine α R-P-R

7. FUNKCIE POJEM FUNKCIE

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. 53. ročník, školský rok 2016/2017. Kategória D. Okresné kolo

Súťažné úlohy Chemickej olympiády v kategórii E. Školské kolo

KATALÓG KRUHOVÉ POTRUBIE

Priamkové plochy. Ak každým bodom plochy Φ prechádza aspoň jedna priamka, ktorá (celá) na nej leží potom plocha Φ je priamková. Santiago Calatrava

Chémia. 5. K uvedeným vzorcom (1 5) priraďte tvar štruktúry (A D) ich molekuly. 1) CO 2 2) SO 2 3) SO 3 4) NH 3 5) BF 3. U Th + β

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. 54. ročník, školský rok 2017/2018 Kategória B. Krajské kolo RIEŠENIE A HODNOTENIE

Živá hmota chemické zloženie. Biológia živočíšnej produkcie Katedra fyziológie živočíchov

Zrýchľovanie vesmíru. Zrýchľovanie vesmíru. o výprave na kraj vesmíru a čo tam astronómovia objavili

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. 48. ročník, školský rok 2011/2012 Kategória C. Študijné kolo RIEŠENIE A HODNOTENIE

1. Limita, spojitost a diferenciálny počet funkcie jednej premennej

Kompilátory. Cvičenie 6: LLVM. Peter Kostolányi. 21. novembra 2017

SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE Fakulta chemickej a potravinárskej technológie Oddelenie anorganickej chémie ÚACHTM

M O N I T O R 2004 pilotné testovanie maturantov MONITOR Chémia I. oddiel

Základné poznatky molekulovej fyziky a termodynamiky

Ročník: šiesty. 2 hodiny týždenne, spolu 66 vyučovacích hodín

CIEĽOVÉ POŽIADAVKY NA VEDOMOSTI A ZRUČNOSTI MATURANTOV Z CHÉMIE

Matematika 2. časť: Analytická geometria

kameň a piesok vejačka, plevy, zrno ľad, jód + piesok soľ + piesok, žel. piliny + piesok piesok + voda mokré prádlo

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY

CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. 47. ročník, školský rok 2010/2011. Kategória C. Študijné kolo TEORETICKÉ A PRAKTICKÉ ÚLOHY

Vyhlásenie o parametroch stavebného výrobku StoPox GH 205 S

Tomáš Madaras Prvočísla

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

Podnikateľ 90 Mobilný telefón Cena 95 % 50 % 25 %

ZADANIE 1_ ÚLOHA 3_Všeobecná rovinná silová sústava ZADANIE 1 _ ÚLOHA 3

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. 50. ročník, školský rok 2013/2014. Kategória D. Okresné kolo

FYZIKÁLNEHO EXPERIMENTU VANIA VZDELÁVANIA. RNDr. Karol Kvetan, CSc. Ing. Robert Riedlmajer, PhD.

RIEŠENIE PRAKTICKEJ ÚLOHY Z ANALYTICKEJ CHÉMIE

50. ročník, školský rok 2013/2014 Kategória D Študijné kolo

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY

Numerické metódy matematiky I

Čo je molekulárna biológia?

Klasifikácia látok LÁTKY. Zmesi. Chemické látky. rovnorodé (homogénne) rôznorodé (heterogénne)

Nukleové kyseliny a proteosyntéza

Vzdelávacia oblasť: Človek a príroda. Učebné osnovy z fyziky

UČEBNÉ OSNOVY Osemročné štúdium. Názov predmetu Časový rozsah výučby Ročník Spolu Štátny vzdelávací program

i-škvp pre nižšie stredné vzdelávanie ISCED2 na ZŠ Lehnice UO FYZ 7 UČEBNÉ OSNOVY

TEORETICKÉ ÚLOHY CHEMICKEJ OLYMPIÁDY V KATEGÓRII EF

Vzdelávacia oblasť: Človek a príroda 2. STUPEŇ ZŠ - ISCED 2. Základná škola Pavla Horova Michalovce

SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE Fakulta chemickej a potravinárskej technológie Oddelenie anorganickej chémie ÚACHTM

7. ROČNÍK FYZIKA ŠKOLSKÝ ROK: 2016/2017. Základná škola Pavla Horova Michalovce. Vypracoval: Mgr. Gabriela Gombošová. Obsah

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. 49. ročník, školský rok 2012/2013 Kategória A. Krajské kolo TEORETICKÉ ÚLOHY

Metodicko pedagogické centrum. Národný projekt VZDELÁVANÍM PEDAGOGICKÝCH ZAMESTNANCOV K INKLÚZII MARGINALIZOVANÝCH RÓMSKYCH KOMUNÍT

Harmonizované technické špecifikácie Trieda GP - CS lv EN Pevnosť v tlaku 6 N/mm² EN Prídržnosť

Rozsah chemickej reakcie

Chí kvadrát test dobrej zhody. Metódy riešenia úloh z pravdepodobnosti a štatistiky

SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE Fakulta chemickej a potravinárskej technológie Oddelenie anorganickej chémie ÚACHTM

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY

Modul pružnosti betónu

MIDTERM (A) riešenia a bodovanie

ŠPÚ, ŠVP Chémia ISCED 3A - príloha, 1. upravená verzia

Transcript:

ODBORNÁ KONFERENCIA PRIMAS: OBJAVNÉ VYUČOVANIE MATEMATIKY A PRÍRODOVEDNÝCH PREDMETOV ZLOŽENIE BIELKOVÍN A ICH SPRÁVANIE VPLYVOM IÓNOV ŤAŽKÝCH KOVOV A ZVÝŠENEJ TEPLOTY EVA ŽATKULÁKOVÁ ABSTRAKT Práca podáva návrh ako možno na gymnáziách pri vyučovaní tém z predmetov Chémia 3. ročník Biolátky v živých organizmoch, resp. Biológia 2.ročník Molekulové základy genetiky implementovať výskumne ladenú koncepciu vyučovania objavné vyučovanie. Pracovný list: Z čoho sa skladajú bielkoviny a ako sa správajú vplyvom iónov ťažkých kovov a zvýšenej teploty v úvode definuje ciele úloh. Princíp ozrejmuje teoretickú podstatu, na ktorej sa úlohy zakladajú. Zoznam pomôcok a chemikálií sumarizuje požiadavky na vybavenie. Problém, riešený žiakmi, je formulovaný v podobe výskumnej otázky. Riešenie dáva žiakom priestor na samostatnú prácu a overovanie teoretických predpokladov pri riešení dôkazových reakcií aminokyselín, peptidovej väzby a vplyvu vonkajších faktorov na bielkoviny. V závere je vzorové vypracovanie pracovného listu. ÚVOD Chémia, ako prírodná veda, sa nevyhnutne spája s experimentom. O čo je jej vyučovanie na stredných školách náročnejšie na materiálne zabezpečenie (matematike stačí papier a pero, fyzike experiment v jednoduchom fyzikálnom laboratóriu, no chémia potrebuje mať vybavené chemické laboratórium, ktoré zabezpečí bezpečnú prácu žiakov s chemikáliami a je šetrené k životnému prostrediu), o to viac ponúka možnosti vyučovať chémiu objavne. Podobne ako malé dieťa, ktoré keď je každý deň konfrontované s novými zážitkami a skúsenosťami, kladie otázky a čaká na ne odpovede, vykonávanie experimentu vo vyučovaní chémie má v žiakoch vyvolať potrebu klásť otázky a nachádzať na ne odpoveď. Úlohou učiteľa v objavnom vyučovaní má byť najprv teoreticky pripraviť žiakov na schopnosť základnej orientácie v probléme a potom, v rámci možností súčasnej školy, pripraviť experimenty, v ktorých sú žiaci postavení pred otvorené problémy, v ktorých musia sami hľadať súvislosti a nachádzať riešenia.

ch87 AKO VIESŤ ŽIAKOV K OBJAVOVANIU, TÉMA: Z ČOHO SA SKLADAJÚ BIELKOVINY A AKO SA SPRÁVAJÚ VPLYVOM IÓNOV ŤAŽKÝCH KOVOV A ZVÝŠENEJ TEPLOTY Práca poukazuje na momentálnu situáciu, aká pretrváva vo vyučovaní prírodovedných predmetov na Slovensku, ktorej charakteristickým znakom je pokles záujmu žiakov o ich štúdium. Zároveň prezentuje jedno z možných riešení, ktorým je implementácia výskumne ladenej koncepcie do vyučovania objavné vyučovanie. Cieľom je, aby žiaci vnímali vyučovanie prírodovedných predmetov vo výskumnom kontexte. Úloha učiteľa spočíva predovšetkým v kvalitnom výbere problému na riešenie a v primeranom usmerňovaní žiakov pri jeho identifikácii. Pri výbere výskumného problému sa prihliada na to, aby pri jeho riešení mohli žiaci využívať svoje predchádzajúce vedomosti a skúsenosti, aby mohli rozvíjať svoje spôsobilosti a prepojiť ich s nadobúdanými novými zručnosťami (Held, 2011). Vyučovanie zamerané na dosiahnutie tohto cieľa realizujeme na predmete Seminár z chémie pre 3.ročník na Gymnáziu Angely Merici v Trnave. Žiaci tretieho ročníka, ktorí si seminár vybrali s ohľadom na svoju budúcu profesijnú orientáciu, sú už vhodnou cieľovou skupinou pre aplikáciu takéhoto typu úloh. Sú vybavení dostatočnými teoretickými vedomosťami i praktickými zručnosťami. V priebehu riešenia úloh svoje poznatky zdokonaľujú, ujasňujú si svoje predstavy, overujú predpoklady. Dôležitú úlohu v tomto smere zohráva písomný záznam. Využíva sa forma pracovného listu. Pracovné listy môžu mať rôzne podoby a rôzne ciele použitia. Navrhnutý pracovný list je zameraný na prezentáciu postupu žiaka pri realizácii demonštrácie javu, situácie s pozorovaním. Zároveň má uľahčiť žiakovi osvojiť si povinné položky výskumného protokolu. Inštruuje žiaka v tom, čo má byť obsahom jednotlivých položiek. Častým používaním tohto typu pracovného listu si žiak osvojí obsah výskumného protokolu, pričom samo vypracovávanie ho aj vedie vo výskumnom procese (Held, 2011). V úvode pracovného listu sú definované ciele úloh. Zaradenie do vyučovania informuje učiteľa, v ktorej tematickej časti je vhodné pracovný list v rámci vyučovania využiť. Princíp ozrejmuje teoretickú podstatu, na ktorej sa úlohy zakladajú. Zoznam pomôcok a chemikálií uľahčí vyučujúcemu technickú prípravu na vyučovanie. Potom nasleduje problém formulovaný v podobe výskumnej otázky, ktorá má u žiakov vzbudiť záujem a zvedavosť. Úlohy sú postavené tak, aby dávali žiakom priestor na samostatnú prácu i overovanie teoretických predpokladov. Keďže sa jedná o dôkazové reakcie aminokyselín, dôkaz peptidovej väzby a vplyv vonkajších faktorov na bielkoviny, žiaci postupujú podľa učiteľom navrhnutých krokov. Za úlohami nasledujú pozorovania a závery v podobe otázok, ktoré nadväzujú na problematiku rozoberanú v jednotlivých úlohách a slúžia na sumarizovanie zistených poznatkov. pracovného listu je najmä pre začínajúceho učiteľa vhodnou navigáciou na riešenie. TEORETICKÝ ÚVOD Peptidy a bielkoviny (proteíny) sú polyméry aminokyselín, v ktorých sú jednotlivé aminokyseliny, označované ako aminokyselinové zvyšky, navzájom spojené peptidovými (amidovými) väzbami. Aminoskupina jednej aminokyseliny je amidovo viazaná na karboxylovú skupinu druhej

ch88 aminokyseliny, aminoskupina druhej je viazaná na karboxylovú skupinu tretej aminokyseliny atď. (John McMurry, 2004). Základom štruktúry bielkovín je polypeptidový režazec, ktorý je tvorený zvyškami aminokyselín. Striedaním α uhlíka a peptidových väzieb v polypeptidoovm reťazci vzniká tzv. polypeptidová kostra, na ktorú sú viazané bočné reťazce aminokyselinových zvyškov (Kmeťová, 2011). Podľa konvencie sa peptidy píšu N koncovou aminokyselinou vždy vľavo (to je tá, ktorá má voľnú NH2 skupinu) a C koncovou aminokyselinou vpravo (má voľnú COOH skupinu) (John McMurry, 2004). Na syntézu bielkovín je nevyhnutných 20 α aminokyselín, ale ľudský organizmus dokáže syntetizovať len 10 z nich. Zvyšných 10 aminokyselín musí získať z potravy tie sa označujú ako esenciálne aminokyseliny. Nedostatočný prísun týchto esenciálnych aminokyselín vedie až k príznakom podvýživy. Z hľadiska vlastností bielkoviny je dôležité nielen to, aké aminokyselinové zvyšky poplypeptidový reťazec obsahuje, ale aj poradie týchto aminokyselín v reťazci tým je daná primárna štruktúra bielkoviny, ktorá podmieňuje aj ostatné typy štruktúr a biologickú funkciu proteínu. Sekundárna štruktúra bielkovín udáva usporiadanie polypeptidovej kostry v priestore. Najbežnejšie formy sekundárnej štruktúry bielkovín sú pravotočivá závitnica α helix a štruktúra tzv. skladaného listu (β štruktúra). Stabilizácia oboch štruktúr v priestore je zabezpečená vodíkovými väzbami. Terciárna štruktúra bielkovín vyjadruje vzájomné usporiadanie všetkých atómov molekuly v priestore. Dáva molekule definitívny priestorový tvar, ktorý môže byť fibrilárny (vláknitý) alebo globulárny (tvar klbka). Pri vzniku terciárnej štruktúry sa uplatňujú rôzne typy nekovalentných interakcií (vodíkové väzby, iónové väzby, hydrofóbne interakcie) a kovalentné väzby (disulfidové). Niektoré bielkoviny sú tvorené viacerými polypeptidovými reťazcami podjednotkami. Vzájomný priestorový vzťah medzi nimi vyjadruje kvartérna štruktúra. Len v určitom priestorom usporiadaní môže bielkovina vykonávať svoju biologickú funkciu v organizme natívna štruktúra bielkoviny. Natívne usporiadanie bielkoviny (jej sekundárna a terciárna štruktúra) sa môže vplyvom vonkajších podmienok meniť. Keď sa poruší pôvodné priestorové usporiadanie bielkoviny vplyvom tepla, zmenou ph (účinkom silných kyselín a zásad), pôsobením ťažkých kovov a podobne, hovoríme o denaturácii. Denaturácia má veľký praktický význam napríklad pri uchovávaní a spracovávaní potravín. Varom denaturované bielkoviny sú ľahšie stráviteľné, pričom ich výživová hodnota ostáva zachovaná (Kmeťová, 2011). Zaradenie do vyučovania v štátnom vzdelávacom programe ISCED 3A Predmet Chémia 3.ročník Biológia 2.ročník Téma Biolátky v živých organizmoch Molekulové základy genetiky

ch89 Pomôcky Na realizáciu úloh bude postačujúce základné vybavenie chemického laboratória. Budeme potrebovať sadu skúmaviek, kahan, stojan s príslušenstvom, sieťku, teplomer, vodný kúpeľ, filtračný papier, indikátorové ph papieriky. Chemikálie Pre vykonanie experimentu budeme potrebovať nasledovné chemikálie: vodný roztok vaječného bielka (bielok zmiešať s destilovanou vodou v pomere 1 : 10, po rozmiešaní prefiltrovať cez filtračný papier), kyselina dusičná, W=45 %, vodný roztok amoniaku, W=10 %, vodný roztok hydroxidu sodného, W=10 %, alkoholický roztok 1 naftolu, W=1 %, bromnan sodný (brómová voda + roztok NaOH), kyselina octová, W=40 %, kyselina sírová, W=40 %, vodný roztok octanu olovnatého,w=0,5 % vodný roztok síranu meďnatého,w=1 % vodný roztok dusičnanu strieborného,w=3 % močovina, kryštalická Realizácia experimentu Chemické zloženie a štruktúra bielkovín Problém 1 Riešenie problému 1 má viesť k odpovediam na otázky: Čo je bielkovina? Z čoho sa skladá? Dajú sa jej základné stavebné (jednotky) zložky nejakým spôsobom dokázať? Dá sa nejakým spôsobom dokázať charakteristická väzba v bielkovine? Úloha 1 Odpovedaj na otázky o sú to α aminokyseliny (ich aminoskupina je naviazaná vždy v polohe a t.j. na atóme uhlíka č.2), Charakterizuj proteinogénne aminokyseliny z hľadiska polohy aminoskupiny, konfigurácie a z hľadiska významu pre výživu človeka. o všetky sú chirálne (okrem Gly), s chirálnym centrom na α uhlíku, pričom majú L konfiguráciu, o z hľadiska významu pre výživu človeka: esenciálne organizmus si ich nedokáže syntetizovať, preto ich musí prijímať v potrave neesenciálne organizmus si ich dokáže syntetizovať z iných látok

ch90 Jednou z najvýznamnejších charakteristík proteinogénnych aminokyselín je ich schopnosť navzájom sa zlučovať. Vysvetli a naznač podstatu tohto zlučovania a pomenuj väzbu, ktorá vznikne Dochádza k reakcii α aminoskupiny ( NH 2 ) jednej aminokyseliny s karboxylovou skupinou ( COOH) inej aminokyseliny. Vytvorí sa peptidová väzba. Úloha 2 Na základe predpísaného postupu dokáž prítomnosť niektorých aminokyselín v bielkovine. Použi vodný roztok vajcového bielka. Svoje pozorovanie naznač do nasledujúcej tabuľky. a) Dôkaz arginínu (Arg): Do 1 cm 3 roztoku vajcového bielka pridaj 1 cm 3 10 % roztoku hydroxidu sodného, 0,5 cm 3 1 % alkoholického roztoku 1 naftolu a 6 kvapiek bromnanu sodného. b) Dôkaz tryptofánu (Trp): V skúmavke zmiešaj 1 cm 3 roztoku vajcového bielka s 1 cm 3 40 % roztoku kyseliny octovej a pomaly pretrep. Potom opatrne podvrstvi 40 % roztokom kyseliny sírovej. c) Dôkaz aminokyselín, ktoré obsahujú síru napr. metionín (Met), cysteín (Cys): Do 2 cm 3 0,5 % roztoku octanu olovnatého pridávaj 10% roztok hydroxidu sodného dovtedy, kým sa vzniknutá biela zrazenina nerozpustí. Do tohto číreho roztoku pridaj 1 cm 3 roztoku vajcového bielka a mierne zahrej. Svoje pozorovanie a rovnice prebiehajúcich reakcií zapíš do tabuľky. Pozorovanie a záver úlohy 2 a) Prítomnosť aminokyseliny arginín dokazuje vznik malinovo červeného sfarbenia 1. Popíš pozorovanie pri dôkaze Arg 2. Uveď vzorec Arg

ch91 3. Charakterizuj aminokyselinu Arg z hľadiska polarity, acidobázických vlastností a významu pre výživu človeka. Arg patrí medzi polárne, zásadité (viac amino ako karboxylových skupín) a esenciálne aminokyseliny, hoci ľudský organizmus ho dokáže syntetizovať. Jeho prevažná časť je spotrebovaná v metabolickej dráhe, ktorá je súčasťou rozkladu aminokyselín, preto musí byť v dostatočnom množstve prítomný v potrave. b) Po podvrstvení 40 % roztokom kyseliny sírovej sa na rozhraní kvapalín utvoril biely prstenec, ktorý je dôkazom prítomnosti aminokyseliny tryptofán. 1. Popíš pozorovanie pri dôkaze Trp 2. Uveď vzorec Trp 3. Charakterizuj aminokyselinu Trp z hľadiska polarity, acidobázických vlastností a významu pre výživu človeka. Trp patrí medzi nepolárne, neutrálne (jedna aminoskupina a jedna karboxylová skupina) a esenciálne aminokyseliny. c) 1. Popíš pozorovanie a doplň rovnice reakcií, prebiehajúcich pri dôkaze aminokyselín obsahujúcich síru. V prvom kroku, po prídavku roztoku hydroxidu sodného do roztoku octanu olovnatého, sme pozorovali vznik bielej zrazeniny hydroxidu olovnatého, ktorá sa v nadbytku hydroxidu sodného rozpustila za vzniku tetrahydroxo olovnatanu disodného. Po pridaní vodného roztoku vajcového bielka a zahriatí sa katióny Pb 2+ vyzrážali aniónmi S2 za vzniku čiernej zrazeniny sulfidu olovnatého, ktorá je dôkazom aminokyselín obsahujúcich síru (Met, Cys).

ch92 Met 2. Uveď vzorec Met a Cys Cys 3. Charakterizuj aminokyseliny Met a Cysz hľadiska polarity, acidobázických vlastností a významu pre výživu človeka. Met patrí medzi nepolárne, neutrálne (jedna aminoskupina a jedna karboxylová skupina) a esenciálne aminokyseliny. Cys patrí medzi polárne, neutrálne (jedna aminoskupina a jedna karboxylová skupina) a neesenciálne aminokyseliny. Úloha 3 Biuretovou reakciou dokáž prítomnosť peptidovej väzby v roztoku vajcového bielka. Podobný pokus urob aj s močovinou. Svoje pozorovanie, prípadne rovnice prebiehajúcich reakcií zaznač do tabuľky. a) Do skúmavky odmeraj 1 cm 3 roztoku vajcového bielka, pridaj 1 cm 3 10 % roztoku hydroxidu sodného a po kvapkách (2 až 3 kvapky) pridávaj 1 % roztok síranu meďnatého. Obsah skúmavky pretrep a pozoruj. b) Do druhej skúmavky daj 0,5 g kryštalickej močoviny a zohrievaj nad slabým plameňom. Unikajúci plyn identifikuj čuchom. Po vychladnutí pridaj do skúmavky 1 cm 3 10 % roztoku hydroxidu sodného a 5 kvapiek 1 % vodného roztoku síranu meďnatého. Po pretrepaní pozoruj. Pozorovanie a záver úlohy 3 a) 1. Popíš pozorovanie biuretovej reakcie s vodným roztokom vajcového bielka Látky, ktoré obsahujú peptidovú väzbu (v našom prípade vodný roztok vajcového bielka) reagovali v alkalickom prostredí s meďou za vzniku fialového sfarbenia

ch93 b) 1. Napíš rovnicu reakcie prebiehajúcej pri zahrievaní močoviny, pomenuj vzniknutý produkt a unikajúci plyn. Keďže biuret obsahuje tiež peptidovú väzbu, reaguje v alkalickom prostredí s meďou rovnako ako vodný roztok vajcového bielka. Vzniká ružové až fialové sfarbenie 2. Popíš pozorovanie biuretovej reakcie so zahrievanou močovinou. Problém 2 Riešenie problému má viesť k odpovediam na otázky: Úloha 1 Ako vplýva na bielkoviny vo vodnom roztoku vaječného bielka zvýšená teplota, silne kyslé prípadne zásadité prostredie, ióny ťažkých kovov? Aké zmeny v ňom vyvolávajú? Dajú sa tieto zmeny pozorovať aj voľným okom? Xantoproteínovou reakciou dokáž vplyv silne kyslého a zásaditého prostredia na bielkovinu. V skúmavke zohrievaj 2 cm 3 roztoku vajcového bielka s 1 cm 3 45 % koncentrovanej kyseliny dusičnej. Pozoruj. Do reakčnej zmesi opatrne pridaj asi 2 cm 3 10 % roztoku amoniaku reakcia musí byť alkalická, skontroluj ph papierikom. Ako sa zmení sfarbenie reakčnej zmesi? Pozorovanie 1 1. Čo si pozoroval po pridaní silnej kyseliny dusičnej do roztoku vajcového bielka? Po pridaní 45 % silnej kyseliny dusičnej do vodného roztoku vajcového bielka a zahriatí som pozoroval vznik bledožltej zrazeniny. 2. Ako sa zmenilo sfarbenie reakčnej zmesi pri zvýšení ph? Bledožltá zrazenina sa zmenila na tmavožltú až oranžovú.

ch94 3. Akú štruktúru majú aminokyseliny, ktoré sa na tejto reakcii zúčastňujú? Aminokyseliny majú aromatické jadro (tyrosín, tryptofán, fenylalanín), ktoré sa pôsobením kyseliny dusičnej nitruje za vzniku žltých zlúčenín. Úloha 2 Do troch skúmaviek daj po 2 cm 3 roztoku vajcového bielka. Do prvej skúmavky pridávaj po kvapkách 0,5 cm 3 0,5 % roztok octanu olovnatého, do druhej skúmavky pridávaj po kvapkách 0,5 cm 3 1 % roztok síranu meďnatého a do tretej skúmavky pridávaj po kvapkách asi 0,5 cm 3 3 % roztoku dusičnanu strieborného. Pozoruj. Pozorovanie 2 Vznik bielej zrazeniny 1. Skúmavka: roztok octan olovnatý + roztok vajcového bielka Vznik bledomodrej zrazeniny. 2. Skúmavka: roztok síran meďnatý + roztok vajcového bielka Vznik bielej zrazeniny. 3. Skúmavka: roztok dusičnanu strieborného + roztok vajcového bielka Úloha 3 Skúmavku s 3 cm 3 roztoku vajcového bielka a s vloženým teplomerom zahrievaj vo vodnom kúpeli a pozoruj pri akej teplote sa roztok zakalí Pozorovanie 3 1. Pri akej teplote sa roztok vajcového bielka zakalil? Vodný roztok vaječného bielka sa začal zakaľovať pri teplote 62 C. Pri ďalšom zvyšovaní teploty bola zrazenina hustejšia.

ch95 Záver z pozorovaní pri riešení úloh 2. problému 1. Ako sa nazýva pozorovaný jav v 1., 2. a 3. úlohe? 2. Vysvetli podstatu tohto javu. 3. Čím je daná primárna, sekundárna a terciárna štruktúra bielkovín? Denaturácia. Podstata denaturácie je porušenie slabých interakcií, ktoré udržiavali pôvodnú priestorovú štruktúru molekuly, pričom primárna štruktúra ostáva zachovaná. Polypeptidový reťazec bielkoviny sa čiastočne rozvinie a bielkovina tým stráca svoju biologickú aktivitu. Primárna štruktúra je daná poradím aminokyselín v polypeptidovom reťazci.sekundárna štruktúra znamená geometrické usporiadanie polypeptidového reťazca, ktorý môže mať formu skladaného listu alebo pravotočivej závitnice (α helix).terciárna štruktúra dáva molekule bielkoviny definitívny priestorový tvar, ktorý môže byť fibrilárny (vláknitý) alebo globulárny (tvar klbka). nekovalentné (slabé) interakcie vodíkové väzby iónové väzby 4. Znázorni väzby, ktoré podmieňujú terciárnu štruktúru bielkovín. hydrofóbne interakcie (van der Waalsove sily) kovalentná väzba: disulfidová väzba ZÁVER Našou snahou bolo ukázať žiakom, že chémia nie je len o poučkách, ktoré si vyžadujú vysokú úroveň abstrakcie, ale vie byť aj zaujímavá a pochopiteľná, čo sme chceli dosiahnuť aplikáciou úloh založených na výskumne ladenej koncepcii prírodovedného vzdelávania do vyučovania chémie. Na vyskúšanie tejto výskumne ladenej koncepcie v procese objavného vyučovania v tematickom celku bielkoviny sme vybrali jednoduché experimenty. Experimenty boli vedené tak, že najprv sa

ch96 zadefinoval širší problém. Problém bol rozpracovaný do úloh, na ktoré žiaci odpovedali buď vyplnením otázok pracovného listu podľa teoretických vedomostí alebo zrealizovaním experimentov, v ktorých boli vedení k overeniu získaných znalostí o správaní sa aminokyselín a bielkovín. Na základe deduktívneho myslenia a zovšeobecnenia formulovali vlastné pozorovania z experimentov a vyvodili závery. Celkovo môžeme zhodnotiť, že žiakom je tento spôsob zdokonaľovania a prehlbovania svojich vedomostí, ujasňovania si svojich predstáv, rozvíjania svojich praktických zručností veľmi blízky. Oceňujú možnosť podieľať sa na vyučovaní formou experimentov, a tak budovať svoje poznatky prostredníctvom vlastnej aktívnej práce. V procese ako viesť žiakov k objavovaniu, ako podporovať žiakov v tom, aby hľadali odpovede na svoje otázky má tvorba výskumného protokolu pracovného listu svoj špecifický význam. Vedie žiaka k tomu, aby si zapisoval informácie z jednotlivých krokov skúmania, dokumentoval ich s využitím modernej techniky a neustále ho udržiava v riešení daného problému. Napomáha mu lepšie si zapamätať osvojované učivo a môže ho využiť ako podklad napríklad pre maturitnú skúšku z chémie. ZOZNAM POUŽITEJ LITERATÚRY Čársky, J. a kol. 1992. Chémia pre 3.ročník gymnázia. Bratislava: Slovenské pedagogické nakladateľstvo., 1992. 242 strán, ISBN 80 08 01412 1 Ganajová, M. 2003. Ďalšie vzdelávanie učiteľov chémie s využitím dištančnej vzdelávacej technológie. Dostupné na internete: http://kekule.science.upjs.sk/chemia/distanc/24.html, citované dňa 31. 5. 2013 Held, Ľ. a kol. 2011. Výskumne ladená koncepcia prírodovedného vzdelávania. Bratislava: Typi Universitatis Tyrnaviensis, Vedy, 2011. 138 strán. ISBN 978 80 8082 486 0 Kmeťová, J. a kol. 2011. Chémia pre 3. ročník gymnázia so štvorročným štúdiom a 7. ročník gymnázia s osemročným štúdiom. Martin: Vydavateľstvo Matice slovenskej, 2011. 120 strán, ISBN 978 80 8115 042 5. McMurry, J. 2007. Organická chemie. Brno: Vysoké učení technické v Brne, 2007. 1176 strán. ISBN 978 80 2143291 8. Siváková, M. a kol. 2002 Štátny vzdelávací program Chémia, Vzdelávacia oblasť: Človek a príroda, Príloha ISCED 3A. Dostupné na internete: http://www.statpedu.sk/files/documents/svp/gymnazia/vzdelavacie_oblasti/chemia_isced3a.pdf, citované dňa 27. 6. 2013 ADRESA AUTORA Ing. Eva Žatkuláková Gymnázium Angely Merici Hviezdoslavova 10 917 01 Trnava zatkulakova@gamtt.sk