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