polypeptidi - WordPress.com

Изготовление и применение моделей полипептидов на уроках биологии
Малюта А. М., преподаватель биологии и
химии ГОУ СПО “МПТУ СУ”
В курсе общей биологии тема «Белки: строение и свойства. Функции
белков» является одной из трудных для учащихся. В ней вводится много
новых терминов и понятий,
рассматриваются уровни пространственной
организации и связи, стабилизирующие молекулы полипептидов. Многие
учащиеся не могут представить весь этот сложный механизм, что вызывает
затруднения в изучении данной темы [1].
Для облегчения восприятия материала были разработаны модели
полипептидов, показывающие строение и расположение белков в
пространстве. Модели просты в изготовлении и дают хороший эффект в
усвоении сложного материала. Данные модели можно быстро и легко
изготовить, используя бусы, бумагу, ножницы и клей.
Приведу примеры применения моделей для объяснения строения и
пространственной организации полипептидов [3].
Белки – биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты.
Ученикам трудно представить, что такое аминокислота, как аминокислоты
соединяются между собой с образованием белка. Понять данный процесс
поможет изготовленная модель аминокислоты (рис 1). Она показывает, что
аминокислоты – органические кислоты, в которых аминогруппа,
карбоксильная группа и атом водорода связаны с одним и тем же атомом
углерода. Кроме того, в составе аминокислот всегда присутствует химически
составная часть (радикал — R), которой одна аминокислота отличается от
другой. Производя смену радикалов в модели, получаем различные виды
аминокислот (рис 2,3) [2].
Рис 1.
Рис 2.
Рис 3.
Модель первичной структуры белка изготовлена из нити с бусинами,
где каждая бусинка
представляет собой различную аминокислоту.
Последовательность аминокислот в “бусах” называется первичной
структурой белка (рис 4).
1
Рис 4.
Вторичная структуры белка – пространственная организация
полипептидной цепи. Существует три главных типа вторичной структуры: αспираль, β - складчатая структура и нерегулярная структура.
Изготовленная модель α-спирали - разновидность вторичной
структуры белка, имеющая вид регулярной спирали, образующейся
благодаря водородным связям в пределах одной полипептидной цепи.
Боковые радикалы аминокислот не участвуют в образовании α-спирали (рис
5).
Рис 5.
Модель β-складчатой структуры напоминает меха аккордеона.
Причем возможны варианты β-структур: они могут быть образованы
параллельными цепями (N-концы полипептидных цепей направлены в одну и
ту же сторону) и антипараллельными (N-концы направлены в разные
стороны). Боковые радикалы одного слоя помещаются между боковыми
радикалами другого слоя (рис 6) [2].
Рис 6.
Модель зеленого флуоресцентного белка – пример третичной
структуры белка (рис 7).
Рис 7.
2
Обратите
внимание,
что
вторичная
структура
зеленого
флуоресцентного белка основана не на α-спирали, а на β-складчатом слое.
Третичная
структуры
белка
–
расположение
в
пространстве
спиралеобразных, складчатых и нерегулярных участков полипептидной цепи.
Четвертичная структура белков представлена одинаковыми или
разными субъединицами. Классический пример – белок
гемоглобин,
который состоит из двух α и двух β субъединиц [2].
Модели можно использовать на этапе изучения нового материала,
закрепления и обобщения знаний по теме.
Создание моделей полипептидов весьма эффективный способ
изучения строения и пространственной организации молекул белков, а также
важный компонент развития пространственного воображения и тренировки
мышления у учащихся. В процесс запоминания задействуются разные виды
памяти: зрительная, слуховая, моторно-двигательная, эмоциональная.
Учащимся не надо прилагать волевых усилий для запоминания и
воспроизведения материала [1].
Таким образом, модели полипептидов могут помочь преподавателю
более доступно объяснить сложную тему, а учащимся – лучше ее понять.
Литература
1. Денисова Г. А. Изготовление и применение на уроках биологии
динамичной модели процесса синтеза белка/ Г. А. Денисова //
Биология. Приложение к газете "Первое сентября".-2012. - № 13. - С.
29-30
2. Козленко А. Г. Моделирование биополимеров/А. Г. Козленко //
Биология. – 2012.-№ 3.-С. 24-29
3. Утепбаева И. В. Изготовление и применение на уроках биологии
динамичной модели процесса деления клетки / И. В. Утепбаева //
Биология. Приложение к газете "Первое сентября". - 2009. - № 16. - С.
25-27
3