Predmet
Kemija 4
Veličina slova
Naslovna slika
scenarij poučavanja

Struktura = funkcija

Naziv predmeta
Kemija 4

Razred
4. razred gimnazije

Odgojno-obrazovni ishodi
ključni pojmovi
  • aminokiseline
  • esencijalne aminokiseline
  • neesecijalne aminokiseline
  • peptidi
  • proteini
  • strukturni motivi građe proteina
  • biuret reakcija
  • ksantoproteinska reakcija

Što je zajedničko rogovima i noktima?

Uputite učenike da prouče strukturna obilježja aminokiselina kao gradivnih jedinica peptida i proteina te načine njihova imenovanja u e-Škole DOS Kemija 4, Modul 3, Jedinica 3.8. Uputite ih i na istraživanje trodimenzijskih modela molekula koje možete iskoristiti i za zadatak pretvorbe prikazanih struktura u druge oblike formula – strukturnu, sažetu strukturnu i molekulsku.

Možete im zadati i da suradnički u digitalnom alatu ChemSketch prikažu nekoliko osnovnih aminokiselina veznim crticama i neka imenuju prikazane spojeve – sustavno i trivijalno. Nakon što završe zadatak, upozorite ih na mogućnost provjere sustavnog naziva spoja u navedenom alatu izborom opcije Generate Name for Structure.

Imate li materijalnih mogućnosti, provedite pokus dokazivanja sastava proteina. Bilježenje opažanja tijekom pokusa možete organizirati tako da učenici tablično u programu Word bilježe opažanja ili uključite učenike u unaprijed pripremljenu interaktivnu prezentaciju u digitalnom alatu Nearpod.

Potaknite učeničku znatiželju tako da im zadate da istraže uloge proteina u organizmima te primjere u organizmima važnih proteina prema njihovim ulogama i građi: kao gradivnim tvarima (npr. u kosi, noktima, dlaci, kopitima, rogovima), kao signalnim molekulama (peptidni hormoni) te u imunologiji (antitijela). O saznanjima mogu pripremiti kratko izlaganje u digitalnom alatu Nearpod, u sklopu kojega se mogu osmisliti i pitanja za učenike u motivacijskom dijelu ili kao provjera usvojenosti. Uputite ih i na proučavanje razlika između strukturnih motiva u građi proteina u prethodno navedenom digitalnom interaktivnom sadržaju.

Postupci potpore

U uvodnome dijelu aktivnosti Što je zajedničko rogovima i noktima? učenike s teškoćama uključite u raspravu na način da iznesu vlastita iskustva s osobama koje imaju šećernu bolest te naglasite važnost uloge inzulina kao peptida. Učenike s oštećenjem mišićno-koštanoga sustava, učenike s disleksijom, kao i učenike s oštećenjem vida usmjerite na korištenje inkluzivnog prikaza u e-Škole DOS Kemija 4, Modul 3, Jedinica 3.8. Pri rješavanju zadatka istraživanja trodimenzijskih modela molekula, učenicima s teškoćama važno je osigurati jasnu uputu odnosno konkretna pitanja na koja trebaju odgovoriti. Što se tiče učenika s oštećenjem vida, poželjno je da imaju svoje računalo ili tablet, a ako im to nije dostupno, važno je da imaju čitač zaslona. Za slabovidne učenike poželjna je prilagodba zaslona pomoću programa ZoomText.

S obzirom na to da se očekuje korištenje digitalnih alata ChemSketch i Nearpod učenike je potrebno unaprijed upoznati sa sadržajem odabranih poveznica, a količinu i način davanja potrebnih informacija prilagoditi teškoći učenika. Svakako je uputno zorno pokazati način uporabe alata i provjeriti kako se učenici u njima snalaze te, prema potrebi, predvidjeti rad u paru s jasno definiranim ulogama učenika.
Učenike s disleksijom ili jezičnim teškoćama podsjetite na načine imenovanja spojeva i na nove pojmove u e-Škole DOS Kemija 4, Modul 3, Jedinica 3.8 te ih u suradničkom radu povežite s učenicima koji imaju osobine mentora. Izvođenje pokusa dokazivanja sastava proteina najavite učenicima s poremećajem iz autističnoga spektra (kao i sve što se očekuje u okviru pokusa). Pri istraživanju uloge proteina u organizmima učenike s teškoćama važno je usmjeriti uz konkretna pitanja ili smjernice odnosno pripremiti im djelomično riješen obrazac sa spomenutom temom koji oni potom trebaju dovršiti.

Za učenike koji žele znati više

Učenike možete potaknuti na istraživanje podjele aminokiselina s obzirom na mogućnost sinteze u organizmima – na esencijalne i neesencijalne. Neka istraže strukturna obilježja te izvore esencijalnih aminokiselina, s naglaskom na važnosti unosa tih vrsta aminokiselina raznolikom prehranom. Saznanja mogu prikazati u obliku infografike u digitalnom alatu Piktochart.

Možete ih uputiti i na istraživanje strukturnih obilježja imunoglobulina, čime će proširiti spoznaje stečene iz biologije o imunološkom odgovoru organizma.

Prije izlaganja infografika izrađenih u digitalnom alatu uputite učenike na rubrike kriterijske tablice vrednovanja izlaganja i potaknite ih na primjenu te tablice u vrednovanju učeničkog izlaganja te na vršnjačko vrednovanje s prijedlozima za eventualna poboljšanja.

Nastavna aktivnost za predmet X

Što je zajedničko rogovima i noktima?

Informacije o aktivnosti
Odgojno-obrazovni ishodi
  • Učenik analizira strukturu aminokiseline prikazanu općom formulom.
  • Učenik imenuje aminokiseline sustavnim i trivijalnim imenima.
  • Učenik uspoređuje aminokiseline s obzirom na svojstva ogranaka.
  • Učenik uspoređuje strukturne motive proteina.
Razina složenosti primjene IKT
  • Srednja
Korelacije i interdisciplinarnost
  • biologija
  • upotreba informacijske i komunikacijske tehnologije
  • osobni i socijalni razvoj

Prima li ili donira protone?

Imate li materijalnih mogućnosti, kemijska svojstva aminokiselina obradite pomoću pokusa topljivosti aminokiselina u vodi, pri čemu učenici trebaju osmisliti zaključke s obzirom na opažanja. Ako niste u mogućnosti provesti pokus otapanja glicina, možete se koristiti i snimkom pokusa u videoprilogu 1 u e-Škole DOS Kemija 4, Modul 3, Jedinica 3.8, na temelju koje učenici trebaju analizirati uočene promjene. Uputite ih da suradnički analiziraju uočene promjene, s naglaskom na jednadžbama kemijskih reakcija.

Možete provesti i potenciometrijsku titraciju aminokiseline (npr. glicina) uz mjerenje pH-vrijednosti, pri čemu učenici bilježe rezultate ovisno o dodanom alikvotu otopine NaOH u jednom uzorku te otopine HCl u drugom uzorku. Potaknite ih da rezultate bilježe u tablici koju će izraditi u dokumentu u programu Excel te neka primijene vještine izrade dijagrama prema mjerenim podatcima, čime će moći analizirati titracijsku krivulju aminokiseline. Potaknite ih na razmišljanje o obilježjima podataka i s njima povezanim odabirom odgovarajuće vrste grafičkog prikaza. Naglasite važnost ispravnog označivanja osi i cjelovitosti grafičkog prikaza.
Prije izrade dijagrama uputite učenike na rubrike kriterijske tablice za vrednovanje grafičkih prikaza koju trebate prethodno pripremiti, a poželjno je to učiniti u suradnji s učenicima kako biste ih aktivno uključili u proces vrednovanja.

Uratke mogu predati u obliku dokumenta izrađenog u programu Word ili u obliku PDF dokumenta, u razrednoj grupi u digitalnom alatu Teams, u obliku zadatka uz koji je priložena kriterijska tablica s naznačenim vrednovanjem. Time ćete olakšati pregledavanje i vrednovanje uradaka. Zajedno s učenicima analizirajte uratke te ih potaknite na analizu uradaka prema rubrikama kriterijskih tablice vrednovanja grafičkih prikaza.

Uputite učenike na analizu promjena u strukturi aminokiselina s obzirom na promjenu pH-vrijednosti sredine te na usporedbu izoelektrične točke pojedinih aminokiselina. Možete im zadati i da suradnički u digitalnom alatu ChemSketch prikažu zadane aminokiseline pri različitim pH-vrijednostima otopina.

Provjeru usvojenosti ishoda možete provesti kratkim kvizom izrađenim u digitalnom alatu Quizizz, s nekoliko pitanja zatvorenog tipa ili s pomoću pripremljenih pitanja za ponavljanje spoznaja o aminokiselinama u prethodno navedenom digitalnom interaktivnom sadržaju.

Primjer 1

Potenciometrijska titracija otopine aminokiseline

Zadatak: Na temelju podataka dobivenih potenciometrijskom titracijom zadane aminokiseline prikazati titracijsku krivulju te pomoću nje odrediti broj disocijacijskih koraka.

Pribor: pH-metar, bireta za NaOH, bireta za HCl, pipete, laboratorijska čaša od 100 mL

Kemikalije: otopina aminokiseline (120 mg/40 mL destilirane vode), NaOH ( 0,2 mol/L), HCl(0,2mol/L)

Postupak:

  1. U čaši od 100 mL pripremite otopinu aminokiseline.
  2. Uronite elektrodu spojenu na prethodno uključen i baždaren pH-metar i titrirajte sadržaj u čaši 0,2 mol/L otopinom NaOH.
  3. Lužinu dodajte u malim obrocima (0,5 mL) kako bi grafički prikaz titracije sadržavao što više eksperimentalnih točaka.
  4. Nakon svakog dodatka lužine uzorak dobro promiješajte, očitajte pH-vrijednost i zabilježite ga u tablicu.
  5. Na isti način titrirajte otopinu aminokiseline otopinom 0,2 mol/L HCl.
  6. Na osnovi mjerenih podataka tijekom titracije prikažite titracijsku krivulju aminokiseline.

Ako nemate mogućnosti provesti potenciometrijsku titraciju aminokiselina, kemijska svojstva aminokiselina možete ispitati jednostavnijim praćenjem pH-vrijednosti pomoću tekućinskog univerzalnog indikatora dodanog u otopinu aminokiseline. Neka učenici prate promjenu boje otopine s obzirom na postupan dodatak otopine NaOH te, u drugom uzorku, uz dodatak otopine HCl.

Postupci potpore

Učenicima s teškoćama omogućite da videosadržaje iz ove aktivnosti pogledaju više puta (mogu dobiti poveznice unaprijed). Potaknite ih da ponove obilježja karboksilnih kiselina i amina te općenito obnove znanje vezana za ovu aktivnost. U zadatku analize uočenih promjena u videozapisu učenicima s disleksijom ili jezičnim teškoćama razumijevanja postavite konkretna i jasna pitanja.

Učenike s poremećajem aktivnosti i pažnje te učenike s poremećajem iz autističnoga spektra važno je svaki put neposredno prije samog izvođenja pokusa podsjetiti na pravila ponašanja i mjere opreza tijekom izvođenja pokusa. Uoči izvođenja pokusa učenicima s disleksijom, diskalkulijom i onima s oštećenjem mišićno-koštanoga sustava pripremite primjer tablice za bilježenje (dokument izrađen u programu Excel) s unesenim varijablama, kao i primjer dovršenog dijagrama. Za učenike s oštećenjima vida i učenike sa specifičnim teškoćama u učenju potrebno je prilagoditi veličinu slova (najmanje 14 pt, a za slabovidne učenike i više), koristiti se sanserifnim fontom (osobito za učenike sa specifičnim teškoćama u učenju), podebljanim tiskom, povećanim razmakom i jednostavnim izgledom teksta (bez pozadinskih slika). Tijekom provedbe pokusa, učenicima s teškoćama skrenite pozornost na parametre koje valja zabilježiti. S obzirom na to da označavanje osi i pravilan unos podataka može biti izazov za učenike s diskalkulijom, za učenike s oštećenjem mišićno-koštanoga sustava te za učenike s oštećenjem vida, prema potrebi im osigurajte vršnjačku podršku. Učenicima s disleksijom ili jezičnim teškoćama pojasnite značenja novih pojmova (npr. potenciometrijska titracija).

Upute za svaki segment rada jezično pojednostavnite, podržite slikovnim prikazom i ponovite (primjerice, analizu promjena u strukturi aminokiselina). Zorno pokažite rad u alatu ChemSketch i provjerite kako se učenici s teškoćama služe spomenutim alatom. S obzirom na izmjenu većeg broja zadataka, učenike s teškoćama rasporedite u parove s vršnjacima s kojima će zajednički raditi na praktičnim zadatcima odnosno u digitalnim alatima.

Za učenike koji žele znati više

Potaknite učenike na istraživanje dostupnih mrežnih i drugih izvora o titracijskim krivuljama ostalih aminokiselina i neka usporede titracijske krivulje aminokiselina s nepolarnim ograncima s onima koje imaju polarne skupine u ograncima.

Možete ih uputiti i na istraživanje uporabe izoelektrične točke u postupku tzv. obaranja proteina iz otopine (npr. kazeina iz mlijeka) pri određivanju proteina u uzorku mlijeka u mliječnoj industriji.

Nastavna aktivnost za predmet X

Prima li ili donira protone?

Informacije o aktivnosti
Odgojno-obrazovni ishodi
  • Učenik analizira uzroke promjene u nabijenosti aminokiseline u ovisnosti o pH-vrijednosti otopine.
  • Učenik bilježi rezultate mjerenja u obliku tablice.
  • Učenik tumači opažena mjerenja i prikazane rezultate.
  • Učenik prikazuje strukturnu formulu aminokiseline pri specifičnoj pH-vrijednosti otopine.
Razina složenosti primjene IKT
  • Napredno
Korelacije i interdisciplinarnost
  • matematika
  • upotreba informacijske i komunikacijske tehnologije
  • osobni i socijalni razvoj

Zašto je kosa kovrčava?

U uvodnom dijelu potaknite učenike na promišljanje o tome koja se molekula odvaja tijekom povezivanja dviju molekula aminokoselina i na kojim se staničnim strukturama događa taj proces. Uputite ih na ponavljanje i primjene spoznaja stečenih u biologiji. Usmjerite ih prema povezivanju osnovnih principa povezivanja svih monomera biološki važnih spojeva.

Zatim ih možete uputiti da pogledaju videoprilog 2 u e-Škole DOS Kemija 4, Modul 3, Jedinica 3.8. Uputite učenike na proučavanje razlike između peptida i proteina na primjeru poznatih peptida važnih za fiziologiju čovjeka. Možete im zadati da pripreme infografiku u digitalnom alatu Canva o inzulinu, albuminu i dr. Potaknite ih da u uradcima istraže i ulogu tih peptida u čovjeku. Prije infografika izrađenih u digitalnom alatu uputite učenike na rubrike kriterijske tablice vrednovanja izlaganja i potaknite ih na primjenu te tablice u vrednovanju učeničkog izlaganja te na vršnjačko vrednovanje s prijedlozima za eventualna poboljšanja.

Imate li materijalnih mogućnosti, dokazivanje proteina i peptidne veze obradite pomoću dvaju pokusa opisanih u navedenom digitalnom interaktivnom sadržaju – biuret-reakcijom i ksantoproteinskom reakcijom. Neka učenici opažanja u pokusima bilježe tablično (npr. u dokumentu izrađenom u programu Word) te neka osmisle zaključke s obzirom na opažanja. Zajednički s učenicima analizirajte uočene promjene.

Uputite ih na analizu razlika između strukturnih motiva građe proteina prikazanih u videoprilozima 3 i 4 u e-Škole DOS Kemija 4, Modul 3, Jedinica 3.8. Potaknite ih na primjenu stečenih spoznaja u tumačenju pojava iz izvorne stvarnosti, na primjer uzroka kovrčavosti kose (prirodne, ali i umjetne kovrčavosti).

Postupci potpore

Pri gledanju videopriloga s temom nastajanja peptidne veze, videoprilog zaustavite i komentirajte ga ili ga učenicima s teškoćama pokrenite nekoliko puta. U zadatku pronalaženja razlika između peptida i proteina za učenike s teškoćama odaberite primjere peptida i pomoću primjera ih uputite na način rješavanja zadatka (npr. što uspoređivati). Učenike s teškoćama povežite u suradnički rad, osobito prilikom izrade infografike u digitalnom alatu Canva, te ih podsjetite na mogućnost uvećanja prikaza u digitalnom obrazovnom sadržaju. Izvođenje pokusa svakako najavite učenicima s poremećajem iz autističnoga spektra. Nazivi pokusa (biuret-reakcija i ksantoproteinska reakcija) fonološki su složeni te ih je važno usporeno izgovoriti i zapisati, osobito za učenike s disleksijom i jezičnim teškoćama. Učenicima s diskalkulijom, kao i drugim učenicima s teškoćama, prema potrebi, pripremite obrazac za bilježenje opažanja ili djelomično ispunjen obrazac.

Za učenike koji žele znati više

Učenike možete potaknuti na primjenu spoznaja o razinama struktura proteina te o važnosti međumolekulskih privlačnih sila, upućujući ih na sudjelovanje u igri pronalaska prostornog rasporeda ogranaka aminokiselina u proteinama koji je prostorno optimalan. Učenici to mogu istražiti i uvježbati u igri Foldit, koja je znanstveni projekt. Sudjelovanjem u ovoj aktivnosti učenici pridonose i znanosti pronalazeći optimalne prostorne rasporede primarne strukture proteina. Igru je potrebno instalirati na računalo, a sudjelovanje je besplatno za sve korisnike.

Nastavna aktivnost za predmet X

Zašto je kosa kovrčava?

Informacije o aktivnosti
Odgojno-obrazovni ishodi
  • Učenik prikazuje povezivanje aminokiselina peptidnom vezom.
  • Učenik uspoređuje peptide i proteine s obzirom na broj aminokiselina u sastavu.
  • Učenik uspoređuje i analizira strukturne motive proteina.
  • Učenik prepoznaje dokazne reakcije proteina.
Razina složenosti primjene IKT
  • Srednja
Korelacije i interdisciplinarnost
  • biologija
  • upotreba informacijske i komunikacijske tehnologije
  • osobni i socijalni razvoj

Dodatna literatura, sadržaji i poveznice

Baza struktura peptida i proteina: Proteopedia

Igra slaganja prostornih oblika proteina: Solve Puzzles for Science - Foldit

Dodatna pojašnjenja pojmova možete potražiti na relevantnim mrežnim stranicama –Google znalac , Struna (Hrvatsko strukovno nazivlje), Hrvatska enciklopedija i sl.

Zadnji pristup poveznicama - 4.5.2022.

Povratne informacije i/ili prijava greške

Želite nam reći svoje mišljenje o ovom sadržaju ili ste uočili grešku? Javite nam to popunjavanjem ovog obrasca. Vaše povratne informacije su nam važne.