Ali lahko alpsko mleko med segrevanjem eksplodira? · 2. Polipeptidi in proteini kot produkt kondenzacijske polimerizacije; 3. Prehranska piramida in pomen beljakovin ter esencialnih

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravil: Taja Klemen, 2019; konzulenta: dr. Iztok Devetak in Miha Slapničar. Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: [email protected]

1

Ali lahko alpsko mleko med segrevanjem eksplodira?

Modul za poučevanje kemije v 3. letniku splošne gimnazije

Povzetek Učni modul PROFILES »Ali lahko alpsko mleko med segrevanjem eksplodira?« obravnava zgradbo in pomen beljakovin. Dijaki s pomočjo modula, z učenjem z raziskovanjem, spoznajo zgradbo beljakovin, pomen beljakovin v prehrani in posledice njihovega pomanjkanja, spoznajo razliko med procesom denaturacije in koagulacije ter biuretsko reakcijo za dokazovanje prisotnosti beljakovin. Učni modul pri dijakih razvija eksperimentalnoraziskovalne spretnosti in veščine ter načrtno spoznavanje načinov iskanja, obdelave in vrednotenja podatkov. Učenje z raziskovanjem poteka v skupinah, kar dijakom omogoča, da krepijo sodelovalne veščine. Na koncu učnega modula dijaki s pomočjo pridobljenega znanja rešijo problem, ki je bil predstavljen v socio-naravoslovnem kontekstu in svojo odločitev tudi argumentirajo.

Slika 1: Slika embalaže alpskega mleka (Vir:

https://alpsko.si/)

Slika 2: Segrevanje alpskega

mleka v kozici (Vir:

https://www.24ur.com/novice/slovenija/preverjeno-pozor-alpsko-mleko-lahko-

eksplodira.html)

mailto:[email protected]

https://alpsko.si/

https://www.24ur.com/novice/slovenija/preverjeno-pozor-alpsko-mleko-lahko-eksplodira.html






2

Modul vključuje

1. Navodila za učence Podroben opis scenarija ter učne vsebine in nalog, ki jih morajo učenci rešiti.

2. Navodila za učitelja Predlogi, kako poučevati z učnim modulom.

3. Način preverjanja in ocenjevanja znanja

Predlogi strategij in kriterijev ocenjevanja.

4. Učiteljevi zapiski Podane dodatne informacije o učni vsebini in rešitve nalog v navodilih za učence.

Zahvala Modul je pripravila Taja Klemen (konzulenta: dr. Iztok Devetak in Miha Slapničar) po priporočilih EC FP7 PROFILES projekta na Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana. Spletna stran projekta je http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php; e-pošta: [email protected]; UL-PROFILES projektna skupina (2011) v okviru Konzorcijuma - www.profiles-projects.eu.


http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti


http://www.profiles-projects.eu/










3

Učni cilji/kompetence povezani z vsebino modula Dijaki: 1. Spoznajo dokazne reakcije za aminokisline in dokazno reakcijo za peptidno vez; 2. Proučujejo pomen proteinov (beljakovin) v prehrani; – razumejo pomen strukture proteina za njegovo funkcijo Vsebina učnega načrta: 1. Nastanek in dokaz peptidne vezi; 2. Polipeptidi in proteini kot produkt kondenzacijske polimerizacije; 3. Prehranska piramida in pomen beljakovin ter esencialnih aminokislin v prehrani; – Vrste in primeri zgradbe proteinov: primarna, sekundarna, terciarna in kvartarna zgradba, konjugirani proteini – Denaturacija proteinov

Metode in oblike dela: - metode: besedne metode (ustna razlaga, pogovor, delo z besedilom, metoda pisanja); demonstracijske metode (risanje); eksperimentalne metode; metode izkustvenega učenja (samorefleksija, reševanje problemov, poučevanje s primeri); -oblike: (frontalna, indvidualna, delo v dvojicah, skupinsko delo); -didaktični sistemi (timski pouk).

Predviden čas: 5 šolskih ur (45 min)

Predznanje: Dijaki naj bi že znali: 1. Poznajo aminokisline ter znajo zapisati splošno strukturno formulo proteinogenih aminokislin kot ključnih gradnikov proteinov; 2. Spoznajo vpliv aminske in karboksilne skupine na lastnosti aminokislin





4

Aktivnosti učencev


Ime in priimek: __________________________ Skupina: ____ Razred: ___

Zakaj se to učim?

Kaja je ljubiteljica mlečnih izdelkov, zato vedno poskrbi, da se v njenem hladilniku nahaja sveže alpsko mleko. Nekega večera je spremljala novice v oddaji 24 ur, ko je zagledala prispevek o eksploziji alpskega mleka v domači kuhinji. Gospa je na električno ploščo postavila kozico z alpskim mlekom, da bi ga segrela na minimalni temperaturi. Ko je čez kratek čas stopila do štedilnika in izklopila električno ploščo, je prišlo do sunkovitega poka in razlitja bele tekočine. Gospa je utrpela hude opekline oči, obraza, vratu in prsnega koša ter za hip izgubila zavest. Kajo je ta novica šokirala, saj je tudi sama večkrat segrevala alpsko mleko. Odločila se je, da bo natančno preiskala sestavine alpskega mleka in morebitna opozorila na embalaži. Katere makromolekule so prisotne v alpskem mleku? Kateri kemijski procesi makromolekul so se odvijali tekom segrevanja alpskega mleka, da je prišlo do eksplozije in razlitja bele tekočine? Ali enaki procesi potekajo tudi pri toplotni obdelavi živil iz enakih makromolekul? Ali lahko alpsko mleko vendarle varno segrejemo in preprečimo, da bi prišlo do omenjene eksplozije?

(1) Učni cilji: (1) spoznajo dokazne reakcije za aminokisline in dokazno reakcijo za peptidno vez; (2) proučujejo

pomen proteinov (beljakovin) v prehrani – razumejo pomen strukture proteina za njegovo funkcijo (2) Učni dosežki: (1) spoznavanje novih pojmov z dosego omenjenih učnih ciljev; (2) sposobnost učenja z

raziskovanjem; (3) sposobnost argumentacije in odločanja; (4) sposobnost kritičnega vrednotenja različnih virov z uporabo spleta; (5) sposobnost iskanja informacij s pomočjo spleta

Slika 1: Slika embalaže alpskega

mleka (Vir: https://alpsko.si/)

Slika 2: Segrevanje alpskega mleka v

kozici (Vir: https://www.24ur.com/novice/slovenija/preverjeno-

pozor-alpsko-mleko-lahko-eksplodira.html)


https://alpsko.si/






5

(3) Predzanje: (1) poznajo aminokisline ter znajo zapisati splošno strukturno formulo proteinogenih aminokislin kot

ključnih gradnikov proteinov; (2) spoznajo vpliv aminske in karboksilne skupine na lastnosti aminokislin (4) Viri: Učbeniki in splet, ki so vam na voljo. (5) Novi pojmi: (1) peptidna vez; (2) proteini; (3) beljakovine; (4) biruetska reakcija; (5) pomen v prehrani





6

Naloge učencev Najprej si boste v celoti ogledali novico o eksploziji alpskega mleka. Spodnja QR koda predstavlja povezavo do spletne novice, objavljene v Delu. V skupini po štiri si pozorno preberite novico o eksploziji alpskega mleka in odgovorite na spodnja vprašanja. Odgovori naj bodo jasni in jedrnati, ko zaključite z delom bo sledila kratka diskusija o prebrani novici. Novica predstavlja izhodišče za vaše nadalnje raziskovanje. Z uporabo novega znanja, ki ga boste pridobili z lastnim raziskovanjem, boste podali natančenjšo razlago kemijskih procesov, ki so se odvijali tekom segrevanja alpskega mleka. I. DEL

S pomočjo aplikacije 'QR scanner' poskenirajte spodnjo QR kodo. Pozorno preberite članek.

1. V skupini se pogovorite, ali imate oziroma poznate koga, ki ima podobne izkušnje, kot jih ima gospa Hotko. 2. Po prebranem članku oblikujte odgovore na vprašanja. Kakšno opozorilo bi morali proizvajalci po mnenju Hotkove zapisati na embalažo alpskega mleka? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ Ali se proizvajalci alpskega mleka strinjajo s Hotkovo, da je njihovo opozorilo na embalaži res pomanjkljivo? Zapiši, kakšno opozorilo so zapisali na embalažo mleka. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Zakaj torej na embalaži niso zapisali opozorila pred možnostjo silkovitega brizga mleka? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________





7

3. Znotraj skupine kritično ovrednotite problematiko zapisanega opozorila na embalaži alpskega mleka. V pomoč naj ti bodo spodaj zapisana vprašanja. Ali sam pogosto prebereš razna opozorila na embalaži izdelkov, ki jih kupiš v trgovini? Kakšno je tvoje mnenje glede zapisanega opozorila proizvajalcev na embalaži alpskega mleka? Ali so ta opozorila dovolj jasna in razumljiva za potrošnike? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________





8

II. DEL Če želite dobiti odgovore na vprašanja, ki so se vam porajala in izvedeti, katere makromolekule so prisotne v mleku, kateri kemijski procesi so se odvijali tekom segrevanja mleka in ali enaki kemijski procesi potekajo pri toplotni obdelavi živil z istimi makromolekulami, potem v skupini raziščite teme, ki sledijo in odgovorite na vprašanja. Za lažje razumevanje, nekaj splošnih dejstev o beljakovinah, ki so omenjene v članku. ______________________________________________________________________ Kaj so beljakovine?Beljakovinske makromolekule imenujemo tudi . Prisotne so v vseh celicah, kjer opravljajo različne funkcije. Gradijo celične organele, tkiva in organe. Organizmi gradijo sebi lastne beljakovine po vzorcih, ki so zapisani v dvojni vijačnici (DNK). Potrebne enote za gradnjo beljakovin so . Nekatere organizmi sintetizirajo sami, esencialne aminokisline pa morajo dobiti s primerno prehrano. Aminokisline, ki gradijo beljakovine, imajo na isti ogljikov atom vezani dve funkcionalni skupini: (-NH2) in (-COOH). Oglejmo si splošno zgradbo aminokislin in zgradbo na primeru glicina in alanina.

Splošna strukturna formula aminokisline

Kristali aminokisline glicin Strukturna formula molekule glicina Slika modela molekule glicina (Vir 1)

Kristali aminokisline alanina Strukturna formula molekule alanina Slika modela molekule alanina (Vir 2)





9

Aminokisline so v beljakovinah med seboj povezane s . Peptidna vez (-CO-NH-) nastane tako, da se aminska skupina ene molekule aminokisline poveže z karboksilno skupino druge molekule aminoksiline. Pri tem se izloči molekula . To reakcijo imenujemo . Če se povežeta dve aminokislini, nastane . Tri aminokisline tvorijo , več molekul aminokislin pa . Polipeptide aminokislin imenujemo ali . Učitelj bo zavrtel animacijo prikaza nastanka tripeptida glicin-alanin-glicin. Pozorno si oglej nastanek peptidnih vezi v molekuli omenjenega tripeptida. Enačba kondenzacijske reakcije nastanka molekule dipeptida iz molekule alanina in molekule glicina na simbolni in delčni ravni:

Molekula Molekula Molekula Molekula alanina glicina dipeptida alanin-glicin vode

- peptidna vez

Slika modela molekule Slika modela molekule Slika modela molekule Slika modela molekule

alanina glicina dipeptida alanin-glicin vode

Primeri slik modelov molekul tripeptida, polipeptida in proteina:

Slika modela molekule tripeptida Slika modela molekule pentapeptida Slika modela zgradbe proteina (beljakovine) alanin-glicin-alanin aminokislin alanina in glicina (Vir 3)





10

V naravi najdemo na tisoče različnih beljakovin. Če za preprost zgled vzamemo molekuli aminokislin alanina in glicina opazimo, da z njunim povezovanjem dobimo štiri različne kombinacije dipeptidne molekule (glicin-glicin, alanin-glicin, glicin-alanin, alanin-alanin). Iz dvajset proteinogenih aminokislin bi lahko sestavili kar 400 različnih dipeptidnih molekul. Če vemo, da je lahko makromolekula beljakovine sestavljena

, potem lahko razumemo, zakaj je toliko različnih beljakovin. Število možnih peptidov izračunamo po formuli , pri čemer: y= število možnih peptidov; n= število različnih aminokislin, ki se povezujejo v peptid; x= dolžina peptida (število aminokislin, povezanih v peptid) Beljakovine se med seboj razlikujejo v številu, vrsti in zaporedju vezanih aminokislin. Vrstni red povezovanja aminokislin oziroma zaporedje aminokislin v delu molekule beljakovine določa . Spodnja shema predstavlja eno sekvenco primarne strukture beljakovine, pri čemer vsaka kroglica predstavlja po eno aminokislino, med seboj so povezane s peptidnimi vezmi:

n

Shema ene sekvence zaporedno povezanih aminokislin v primarno zgradbo beljakovin (Vir 4)

Primarna zgradba beljakovine je zgrajena iz zelo dolgih verig medseboj povezanih aminokislin.

Shema prikaza primarne zgradbe beljakovine (Vir 5) Funkcija beljakovinske makromolekule pa ni odvisna le od števila in vrstnega reda vezanih aminokislin s peptidno vezjo, ampak se dalje organizirajo tako, da oblikujejo določene ponavljajoče se vzorce, ki predstavljajo . Značilni obliki sekundarne zgradbe sta alfa vijačnica in beta nagubana ravnina.





11

Aminokisline, povezane s peptidnimi vezmi, v obliki alfa vijačnice. Alfa vijačnica nastane zaradi vodikovih vezi med peptidno vezjo enega zavoja in peptidno vezjo drugega zavoja. Nastanek vodikovih vezi je na shemi označeno z rumeno.

Shema prikaza zaporedno povezanih aminokislin v obliko alfa vijačnice (Vir 6)

Aminokisline, povezane s peptidnimi vezmi, v obliki beta nagubane ravnine. Več oblik beta nagubane ravnine ležijo vzporedno in povezanih z vodikovimi vezmi. Nastanek vodikovih vezi je na shemi označeno z rumeno.

Shema prikaza zaporedno povezanih aminokislin v obliko beta nagubane ravnine (Vir 7)

je oblika beljakovine, v katero se zvijejo med seboj povezani elementi sekundarnih struktur. V njej se znajdejo v neposredni bližini tudi aminokisline, ki so sicer precej oddaljene.

Različne barve na shemi predstavljajo primer ponazoritve različne alfa vijačnice iz povezanih aminokislin s peptidnimi vezmi.

Shema prikaza povezanih sekundarnih enot v terciarno strukturo beljakovine (Vir 8)





12

Primeri vezi med posameznimi polipeptidnimi molekulami, ki gradijo protein (Vir 9)

Shema nastanka disulfidnih vezi med molekulami tetrapeptida Cys-Ala-Gly-Cys

je oblika beljakovine, v katero se med seboj poveže več polipeptidnih verig (podenot). Podenote so sestavljene iz enakih ali različnih polipeptidnih verig. Beljakovine s kvartarno strukturo imajo specifične biološke vloge.

Različne barve na shemi predstavljajo primer ponazoritve različnih podenot iz polipeptidnih verig.

Shema prikaza povezanih polipeptidnih verig (podenot) v kvatarno strukturo beljakovine (Vir 10)





13

A. Kakšen je pomen beljakovin v prehrani in kakšne so posledice njihovega pomanjkanja? Pred seboj imaš nekaj vprašanj, na katere boš odgovoril samostojno, ob pomoči učbenika ali spleta. Pri iskanju podatkov na spletu pazi, da boš uporabljal spletne vire z verodostojnimi informacijami (Wikipedia, dijaski.net, forumi,… niso ustrezni viri!). Mleko vsebuje veliko življenjsko pomembnih snovi, zato je priporočljivo, da mleko in mlečne izdelke uživamo vsak dan, tako otroci kot tudi odrasli. Na embalaži alpskega mleka odčitaj, koliko g sestavin najdemo na 100g živila in izpolni spodnjo tabelo.

Sestavina v mleku g/100g živila

Maščobe Ogljikovi hidrati Beljakovine Mineralne snovi

Tabela z zbranimi podatki o sestavi alpskega mleka v g/100g živila

Kolikšna je priporočena količina beljakovin na posamezen obrok? Ali ta priporočena količina beljakovin velja za vse, ne glede na starost, telesno aktivnost in zaužitih preostalih hranil? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ Naštej nekaj živil (vsaj 3), ki vsebujejo večje količine beljakovin (g/100g živila) in glede na preostala hranila v izbranih živilih presodi, ali so primerna za vsakodnevno uživanje. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Utemelji, zakaj so beljakovine pomemben vir človeške prehrane? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Utemelji, kakšne so posledice pomanjkanja beljakovin v človeški prehrani? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________





14

Z aplikacijo 'QR scanner' poskeniraj QR kodo z povezavo do videoposnetka oddaje Ugriznimo znanost, kjer je v prispevku je pojasnjena bolezen celiakija. Po ogledu videoposnetka zapiši:

(1) Kaj je celiakija? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ (2) Kateri so prvi znaki obolelosti celiakije? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ (3) Katerih živil ljudje z celiakijo ne smejo uživati? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________





15

Ugotovi, kako glede na obliko razdelimo beljakovine in izpolni spodnjo shemo. Nato za vsako skupino beljakovin opiši njihovo funkcijo v človeškem telesu.

KERATIN ENCIMI KOLAGEN HORMONI OBRAMBNI PROTEINI TRANSPORTNI PROTEINI

BELJAKOVINE

_________________ ________________

PRIMER BELJAKOVINE

SLIKA MODELA STRUKTURE POSAMEZNE BELJAKOVINE

FUNKCIJA V ČLOVEŠKEM TELESU

KERATIN

Slika modela prikaza strukture keratina (Vir 11)

KOLAGEN

Slika modela prikaza strukture kolagena (Vir 12)

ENCIMI

Slika modela prikaza strukture encima amilaze (Vir 13)





16

HORMONI

Slika modela prikaza strukture hormona inzulina (Vir 14)

OBRAMBNI PROTEINI

Slika modela prikaza strukture antitelesa (Vir 15)

TRANSPORTNI PROTEINI

Slika modela prikaza strukture hemoglobina (Vir 16)





17

_____________________________________________________________________ Dokazovanje prisotnosti beljakovin z uporabo biuretske reakcije

je reakcija za dokazovanje beljakovin (proteinov) v vzorcu oziroma prisotnosti peptidne vezi. Vzorcu beljakovin dodamo reagent

, ki v povzroči značilno (tudi rožnato) obarvanje. Razlog je v nastanku zaradi povezav med atomom dušika, vezanim v peptidni vezi beljakovine in bakrovimi (Cu2+) ioni. Če se obarvanje ne pojavi takoj, lahko raztopino malo segrejemo.

Fotografija rezultatov pozitivne Fotografija rezultatov negativne biuretske reakcije v raztopini s biuretske reakcije v raztopini prisotnimi beljakovinami brez prisotnih beljakovin

(Vir 17) (Vir 17)

Slika prikaza reakcijske sheme nastanka kompleksne spojine pri biuretski reakciji (Vir 31)

Za razliko od biuretske reakcije je specifičen za določanje

v aminih, pa tudi v aminokislinah. Pri reakciji ninhidrina z aminokislino nastane obarvan resonančno stabiliziran ion poznan kot Ruhermannov purpur,

stranska veriga aminokisline pa se pretvori v ustrezen aldehid: Fotografija rezultatov pozitivnega Fotografija rezultatov negativnega ninhidrinskega testa v raztopini s ninhidrinskega testa v raztopini prisotno aminsko skupino brez prisotne aminske skupine (Vir 17) (Vir 17)

Slika prikaza reakcijske sheme nastanka kompleksne spojine pri ninhidrinskem testu (Vir 32)





18

_____________________________________________________________________ Alpsko mleko (mleko prežvekovalcev) vsebuje 80% proteina (najbolj zastopani

-kazein, -kazein, -kazein in -kazein) ter 20% proteine sirotke, ki jih imenujemo (predvsem α-laktoalbumin in β-laktoglobulin). Kazein spada v skupino , to pomeni, da nebeljakovinski del v strukturi kazeina predstavlja

fosfatna skupina (označena z rumeno barvo na spodnjem vizualizacijskem prikazu). V proteinu kazein je zelo malo sekundarnih in terciarnih struktur, saj vsebuje veliko prolinskih ostankov, ti pa se ne povezujejo v višje strukture in ne vsebujejo disulfidnih povezav (vezi –S-S-). Proteini sirotke (predvsem α-laktoalbumin in β-laktoglobulin) spadajo med

in ne vsebujejo fosfatnih ionov, ki bi predstavljali nebeljakovinski del, tako kot pri kazeinu. Proteini sirotke so pretežno zgrajeni iz aminokislin, v katerih so vezani atomi žvepla (na primer aminokislina cistein) in omogočajo (označeno z zeleno barvo na spodnjem vizualizacijskem prikazu). Te disulfidne povezavo omogočajo zvijanje proteinov v kompleksnejše strukture.

Mleko uvrščamo med . Koloidna raztopina je heterogena zmes snovi, v katerih je ena snov fino razpršena v drugi snovi. Razpršeni delci v koloidni raztopini so tako majhni, da jih s svetlobnim mikroskopom ne moremo videti. Kazein se torej v mleku se nahaja v obliki suspenzije in tvori tako imenovane , ki imajo lastnosti, podobne micelom iz površinsko aktivnih snovi – hidrofilni deli molekul so

obrnjeni navzven proti vodni fazi, hidrofobni deli pa se nahajajo v sredici. Večina -

kazeinov in -kazeinov se nahaja v notranjosti micela, medtem ko je -kazein pretežno


https://sl.wikipedia.org/wiki/Suspenzija

https://sl.wikipedia.org/wiki/Micel

https://sl.wikipedia.org/wiki/Povr%C5%A1insko_aktivna_snov




19

na površini. Kazeini se med seboj v mleku povezujejo s kalcijevim fosfatom (Ca3(PO4)2) v velike micele. Kazeinske molekule združujejo v micele kalcijevi ioni, ki se vežejo na fosfatne ione v molekuli kazeina. Tako je kazein v mleku prisoten v obliki kalcijevih soli. Poleg kalcijevih ionov, kazeinske molekule združujejo v micele tudi hidrofobne interakcije.

Slika modela prikaza zgradbe kazeinskega micela Fotografija kazeinskega micela (Vir 23) posneta z elektronskim mikroskopom (Vir 24)

V primerjavi z alpskim mlekom, najdemo v jajčnem beljaku protein, ki ga strokovno imenujemo . Ovalbumin ima precej kompleksno zgradbo, saj se v njem dolge verige aminokislin, povezanih s peptidnimi vezmi, zvijejo v sekundarne in terciarne strukture.

Fotografija jajčnega beljaka Slika modela prikaza terciarne strukture proteina ovalbumin (Vir 25)

Slika simbolnega prikaza izseka strukture proteina ovalbumin

(Vir 26)

(Vir 27)





20

V kolikor pride do porušitve sekundarne in terciarne zgradbe proteinov zaradi sprememb pogojev v okolju (povišane temperature, spremembne pH, UV-sevanja, prisotnost ionov težkih kovin,.. ) govorimo o procesu . Pri tem procesu pride do porušitve vodikovih in disulfidnih vezi med molekulami aminokislin, ki gradijo protein. Denaturirani proteini po navadi izgubijo sposobnost raztapljanja v vodi in postanejo neaktivni. Proteini lahko tudi zakrknejo ( ), pri čemer preidejo iz suspenzije v tekoči fazi in se izločijo kot gelasto-trdna struktura (na primer jajčni beljak).

Shematski prikaz poteka procesa denaturacije iz aktivne oblike proteina v neaktivno obliko (Vir 28)

Kazein, ki je v alpskem mleku prisoten v 80%, ne vsebuje sekundarne in terciarne strukture, posledično tudi ne disulfidnih vezi, zato je odporen na visoke temperature. Pri segrevanju ne denaturira, njegova struktura ostane nespremenjena. Medtem ko sirotkini proteini, ki so v mleku prisotni v 20%, vsebujejo pretežno globularne proteine z značilno sekundarno in terciarno strukturo, povezanih z disulfidnimi vezmi, ki se pri povišani temperaturi (90°C) prekinejo in omenjene strukture se porušijo – potečeta procesa denaturacije in koagulacije. Kljub temu, mleko pri visokih temperaturah v celoti ne more koagulirati. Omenjena prednost je v industrijskem postopku pasterizacije in sterilizacije. Sterilizacija je postopek pri katerem mleko za zelo kratek čas izpostavimo visoki temperaturi nad 100 °C, pasterizacija je postopek, pri kateri mleko za določen čas izpostavimo temperatu do 100°C. Z obema postopkoma uničimo mikroorganizme in patogene bakterije.

Sprememba pH ima bistveno drugačen učinek na samo strukturo mleka v primerjavi s spremembo temperature. Pri prostopku sirjenja mleka, se mleku doda izbrana kislina (na primer ocetno kislino), kot stranski produkt nastane sirotka. Kazein koagulira pri pH 4,6 ali manj. Razlog za koagulacijo je namreč porušitev strukture kazeinskih micelov. Kazeinski miceli imajo pri pH 6,6 na površini negativen naboj in jih obdajajo sloji polarnih molekul vode. Pri nižanju pH se spremeni električni naboj na površini kazeinskih micelov in le ti postanejo električno nevtralni, posledično izgubijo sloj polarnih molekul. Polipeptidne verige kazeina, se v obliki kalcijevih soli sprostijo v raztopino in združijo v posamezne skupke – vizualno opazne bele grudice.





21

Shematski prikaz spremembe električnega naboja na površini kazeinskih micelov (Marvin in Šubic,

2012)

V primerjavi s kazeini imajo sirotkini proteini relativno bolj organizirano kroglasto strukturo, ki vsebujejo disulfidne povezave. Skladno s tem je njihova topnost in odpornost v kislih razmerah večja. Sirotkini proteini ostanejo suspendirani v mlečnem serumu ali sirotki po izločanju kazeinov pri vrednosti pH 4,6.

Fotografija nastanka sirotke in kazeinskih grudic tekom kisanja mleka (Vir 29)





22

B. Dokazovanje peptidne vezi v alpskem mleku z biuretsko reakcijo Pred seboj imaš navodila za izvedbo eksperimentalnega dela. Navodila pozorno preberi, izvedi eksperiment in opažanja eksperimenta zapiši v spodnjo tabelo za zbiranje podatkov. Ravnaj skladno z oznakami za nevarne snovi in upoštevaj pravila varnega laboratorijskega eksperimentiranja. (1) Potrebščine za izvedbo eksperimentalnega dela - 6x epruvete - 8x kapalke - alkoholni flomaster - stojalo za epruvete (2) Kemikalije za izvedbo eksperimentalnega dela

Kemikalije Oznake za nevarne snovi

Raztopina jajčnega beljaka Alpsko mleko Raztopina glicina Raztopina serina 10% vodna raztopina natrijevega hidroksida 0,5% vodna raztopina bakrovega(II) sulfata(IV) Vodovodna voda

/ / / /

/

(3) Potek eksperimentalnega dela 1. V epruvete, ki jih označite s črkami A, B, C, Č in D s kapalko odmerite 2 mL raztopine jajčnega beljaka (epruveta B), 2 mL alpskega mleka (epruveta C), 2 mL raztopine glicina (epruveta Č) in 2 mL raztopine serina (epruveta D). Epruveta A je slepi vzorec z vodovodno vodo. 2. V vsako epruveto dodajte 1 mL 10 % vodne raztopine natrijevega hidroksida ter rahlo stresajte. 3. V vsako epruveto dodajte še 3 kapljice 0,5 % vodne raztopine bakrovega(II) sulfata(VI). 4. Zapišite opažanja in razlago na delčni/simbolni ravni v povezavi z dokazom peptidne vezi.





23

(4) Zbiranje podatkov eksperimentalnega dela

Epruveta Opažanja (makro raven) Razlaga (delčna /simbolna raven)

A (vodovodna voda)

B( raztopina jajčnega beljaka)

C (alpsko mleko)

Č (raztopina glicina)

D (raztopina serina)

(5) Vprašanja za diskusijo dobljenih rezultatov eksperimenta Kako imenujemo reakcijo, ki služi dokazovanju beljakovin? Opiši njen dokaz! __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ V katerih primerih eksperimentalnega dela (epruvete A,B,C,Č in D) daje biuretska reakcija pozitiven test? Utemelji! __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ S katerim testom bi lahko dokazal, da so v epruvetah Č in D v raztopini res prisotne aminokisline? Utemelji! __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________





24

Na spletu ali v knjigi poišči dve najpogostejši aminokislini, ki jih najdemo v alpskem mleku, povezanimi s peptidnimi vezmi v primarno strukturo beljakovine kazein. Na simbolni in delčni ravni predstavi povezavo izbranih aminokislin v dipeptid. Pri tem ne pozabi na ustrezno velikost in predpisano barvo za ponazoritev vrste delcev.





25

C. Kaj se zgodi z beljakovinami pri povišani temperaturi in spremembi pH? S pomočjo zastavljenih vprašanj in eksperimentalnega dela, boš spoznal kemijske procese, ki nastanejo pri toplotni obdelavi živil. Navodila pozorno preberi, izvedi eksperiment in opažanja eksperimenta zapiši v spodnjo tabelo za zbiranje podatkov. Ravnaj skladno z oznakami za nevarne snovi in upoštevaj pravila varnega laboratorijskega eksperimentiranja. (1) Potrebščine za izvedbo eksperimentalnega dela - 2x epruveta - 3x kapalke - alkoholni flomaster - stojalo za epruvete - 400 mL čaša - štirinožno stojalo - steklokeramična plošča - gorilnik (2) Kemikalije za izvedbo eksperimentalnega dela


Raztopina jajčnega beljaka Alpsko mleko Vodovodna voda

/ / /

(3) Potek eksperimentalnega dela 1. V epruvete, ki jih označite s črkami A in B s kapalko odmerite 2 mL raztopine jajčnega beljaka (epruveta A) in 2 mL alpskega mleka (epruveta B). 2. Epruveti postavite v vodno kopel in segrevajte. 3. Ko opazite prvo spremembo, zabeležite temperaturo vodne kopeli. 4. V vsako posamezno epruveto po segrevanju dodaj 2 mL vodovodne vode. 5. Zapišite opažanja in razlago na delčni/simbolni ravni.





26



A (raztopina jajčnega beljaka)

B (alpsko mleko)

(5) Vprašanja za diskusijo dobljenih rezultatov eksperimenta Pri nekaterih živilih, bogatih s proteini, pri povišani temperaturi poteče proces denaturacije. Razloži, kaj se zgodi s proteinom, če poteče omenjen proces? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ V katerem primeru (epruveta A ali B) je potekel proces denaturacije oziroma koagulacije? Po čem to sklepaš? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Ali je prišlo do sprememb v topnosti (v vodi) raztopine jajčnega beljaka in alpskega mleka pred in po sregrevanju? Utemelji! __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (6) Ugotovil si, da pri nekaterih živilih, bogatih z beljakovinami, pri toplotni obdelavi potečeta procesa denaturacije in koagulacije. Tvoja naslednja naloga je ugotoviti, ali enak proces poteče tudi pri spremembi pH raztopine. Načrtuj potek eksperimentalnega dela, pri čemer boš uporabil snovi iz domače kuhinje in odgovoril na zastavljeno raziskovalno vprašanje. Zapiši (1) pripomočke, (2) kemikalije, (3) potek eksperimentalnega dela, (4)





27

zasnuj tabelo za zbiranje podatkov in na kratko zapiši (5) diskusijo dobljenih rezultatov. Načrt najprej predstavi učitelju in po odobritvi nadaljuj z izvedbo.





28

Vprašanja za utrjevanje znanja Ključna vprašanja 1. Katere so osnovne gradbene enote beljakovin? Zapiši njihovo splošno strukturno formulo, označi in poimenuj ključni funkcionalni skupini! 2. Kako imenujemo vez, ki povezuje dve ali več gradbenih enot beljakovin? _____________________________________________________________________ 2. Zakaj so beljakovine pomembne v vsakodnevni prehrani ljudi? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3. Kakšne posledice pomanjkanja beljakovin v vsakodnevni prehrani ljudi? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4. Kako glede na obliko razdelimo beljakovine? Za vsako obliko podaj en primer! __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5. Kaj je biuretska reakcija in zakaj so uporabljamo? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6. Kdaj potečeta procesa denaturacije in koagulacije? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 7. Kateri dve glavni skupini proteinov najdemo prisotnih v mleku živalskega izvora? ______________________________________________________________________





29

Naloge za vajo 1. Katera od spodaj navedenih snovi, ne vsebuje beljakovin? A lasje B hemoglobin C kuhinjski sladkor Č mleko 2. Katera izmed spodaj navedenih simbolnih formul prikazuje peptidno vez? A -COOH B -COO- C -COO-NH- Č -CO-NH- 3. Prikazana je slika modela molekule asparagina. Katera izmed spodnjih trditev je pravilna?

Slika modela molekule asparagina A Spojino uvrščamo med alkohole, saj vsebuje vezano hidroksilno skupino. B Spojino uvrščamo med aminokisline, ki v človeškem telesu gradi beljakovine. C Spojino uvrščamo med dipeptide, saj sta dve aminokislini povezani s peptidno vezjo. Č Spojina vsebuje eno aldehidno, dve aminski in eno karboksilno funkcionalno skupino. 4. Prikazane so slike modelov treh aminokislin (glicin, alanin in serin). Na simbolni ravni prikaži povezovanje teh treh aminokislin v tripeptid. Označi nastale vezi v molekuli tripeptida in jih poimenuj. Zapiši tudi ustrezno število molekul spojine, ki nastane kot stranski produkt.

Slika modela molekule glicina Slika modela molekule alanina Slika modela molekule serina





30

5. Iz koliko molekul aminokislin je sestavljen spodaj prikazan peptid?

Slika modela simbolnega prikaza peptida (Vir 33)

A Iz dveh aminokislin. B Iz treh aminokislin. C Iz štirih aminokislin. Č Iz petih aminokislin. 6. Prikazana je slika modela neke strukture proteina. Odgovori na spodaj zastavljena vprašanja.

Slika modela strukture proteina (Vir 8)

6.1. Opredeli raven strukture prikazanega modela proteina:_______________________ 6.2. Koliko je α-vijačnic v strukturi prikazanega modela proteina?___________________ 6.3. Koliko je β-nagubanih ravnin v strukturi prikazanega modela proteina?__________ 6.4. Ali lahko poteče proces denaturacije? Utemelji! ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6.5. Ali daje biuretska reakcije pozitiven ali negativen test v raztopini prikazanega proteina? Utemelji ____________________________________________________________________________________________________________________________________________





31

7. V posamezni epruveti smo dodali raztopine neznanih snovi. Dodali smo 1 mL 10 % vodne raztopine natrijevega hidroksida ter rahlo stresali. Nato smo dodali še 3 kapljice 0,5 % vodne raztopine bakrovega(II) sulfata(VI). Katere raztopine snovi bi lahko bile prisotne v posamezni epruveti? Obkroži črko pred pravilno kombinacijo.

Fotografija rezultatov biuretske reakcije z raztopinami neznanih snovi v epruveti A in B (Vir 17)

A V epruveti A je raztopina jajčnega beljaka, v epruveti B alpsko mleko. B V epruveti A je raztopina glicina, v epruveti B je raztopina saharoze. C V epruveti A je raztopina alanina, v epruveti B je raztopina želatine. Č V epruveti A je raztopina jajčnega beljaka, v epruveti B je raztopina glicina.

Ali razumem? 1. Koliko različnih molekul tripeptida lahko sestavimo iz dveh aminokislin (aminokisline alanina in serina)? Na delčni ravni prikaži dva primera možno nastalih tripeptidov iz omenjenih aminokislin. V pomoč naj ti bodo simbolni prikazi molekul alanina in serina. Zapiši tudi, na katere karakteristike je potrebno biti pozoren pri predstavitvi delcev na delčni ravni?

Slika modela simbolnega prikaza Slika modela simbolnega prikaza molekule alanina molekule serina





32

2. Utemelji, zakaj ne sme človekova telesna temperatura narasti na več kot 42 °C? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 3. V laseh so prisotne molekule beljakovine keratina. Ena izmed molekul aminokislin, ki jih najdemo v strukturi keratina je cistein. Na simbolni ravni prikaži vse možne vezi, ki nastanejo med molekulami cisteina in jih označi in poimenuj. V pomoč ti je slika modela molekule aminokisline cisteina.

Slika modela molekule aminokisline cistein 4. V dveh serijah epruvet smo dodali raztopine posameznih snovi (glej spodaj). Vsako raztopino snovi v epruvetah testiramo z uporabo ninhidrinskega testa in biuretske reakcije. Izpolni spodnjo preglednico tako, da zapišeš pričakovano barvo, ki se pojavi v posameznih epruvetah po izvedbi obeh testov in opredeli test kot pozitiven/negativen.

A B C Č Legenda oznak epruvet : A – raztopina jajčnega beljaka B - raztopina valina C - raztopina anilina Č - svila





33

Oznaka epruvet

Rezultati dokazovanja snovi z uporabo biuretske reakcije

Rezultati dokazovanja snovi z uporabo ninhidrinskega testa

A

B

C

Č

Tabela zbranih rezultatov dokazovanja snovi z uporabo biuretske reakcije in ninhidrinskega testa

5. Na dveh primerih utemelji, zakaj ni primerno uživati določena živila v vsakodnevni prehrani glede na vsebnost različnih hranil, ki jih ta živila vsebujejo, četudi so ena izmed teh hranil beljakovine? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6. Fotografija prikazuje sveže izdelano skuto, ki jo pripravimo iz tekoče sirotke. Le to pa pridobimo iz mleka živalskega izvora. Odgovori na zastavljena vprašanja.

Fotografija sveže izdelane skute (Vir 30)

6.1. Utemelji, kako iz mleka živalskega izvora pridobimo sirotko in kateri kemijski procesi pri tem potekajo (konkretno za posamezne proteine)? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________





34

6.2. Ali je potrebno nastalo sirotko segreti do določene temperature ali ji dodati kislino (na primer domači kis), da iz nje pridobimo skuto? Utemelji svojo izbiro. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ III. DEL S pomočjo zgornjih nalog si lahko ugotovil, kaj se dogaja z alpskim mlekom tekom intenzivnega segrevanja. Ali lahko sedaj odgovoriš na vprašanja, zastavljena v prebrani zgodbi: ¤ Katere makromolekule so prisotne v alpskem mleku? ______________________________________________________________________ ¤ Kateri kemijski procesi makromolekul so se odvijali tekom segrevanja alpskega mleka, da je prišlo do eksplozije in razlitja bele tekočine? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ¤ Ali enaki procesi potekajo tudi pri toplotni obdelavi živil iz enakih makromolekul? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ ¤ Ali lahko alpsko mleko vendarle varno segrejemo in preprečimo, da bi prišlo do omenjene eksplozije? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ Na spletu ali v knjigi poišči primer koagulacije beljakovin v vsakdanjem življenju (ni potreba povezava s prehrano) in ga na kratko predstavi. Uporabi novo pridobljeno znanje. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________





35


Navodila za učitelja Glavni namen vseh PROFILES učnih modulov je, da se učenje začne na način, ki spodbudi interes učencev za učenje vsebine. To predstavlja ti. scenarij, ki je na začetku modula zapisan kot zgodba v socio-naravoslovnem kontekstu, ki poleg motivacijske vloge predstavlja tudi možnosti ugotavljanja dejanskega predhodnega znanja dijakov in tudi sprožiti razpravo o tem katero dodatno naravoslovneo znanje je potrebno za nadaljnjo diskusijo o problemu in njegovi rešitvi. Nadaljnja razprava o scenariju je ključna komponenta PROFILES stretegije poučevanja, saj predstavlja uvod v "IL" in "ES" v akronimu PROFILES. Prvi predstavlja učenje z raziskovanjem, drugi pa širše učenje o določenem problemu, ki izhaja iz doseganja ciljev izobraževanja (glej učne rezultate). Že definicija učenja z raziskovanjem vključuje dejstvo, da so dijaki aktivni pri izgradnji svojega znanja. Takšen pristop zahteva nek "sprožilec", da raziskovanje steče in je v večini primerov raziskovalno vprašanje (ali vprašanja), ki jih v najboljših primerih dijaki sami postavijo. Raziskovalno vprašanje nato vodi raziskovalno učenje. Raziskovalno učenje omogoča dijakom, da najprej razmišljajo o rešitvah problema in pridobivanju podatkov s prve roke, kot je eksperimentiranje, in s tem pridobivanje procesnih spretnosti, ali zbiranje podatkov z druge roke, kot so različni viri. Rezultat teh dejavnosti je razlaga pridobljenih podatkov, zato, da se pridobi rešitev naravoslovnega problema. V tem učnem modulu, predstavlja uvod (socio-naravoslovni scenarij) zgodbo o Kaji, ki je nekega večera je spremljala novice v oddaji 24ur, ko je zagledala prispevek o eksploziji alpskega mleka v domači kuhinji. Gospa je na električno ploščo postavila kozico z alpskim mlekom in nekaj časa segrevala, dokler ni prišlo do sunkovitega poka in razlitja bele tekočine. Gospa je utrpela hude opekline oči, obraza, vratu in prsnega koša ter za hip izgubila zavest. Kajo je ta novica šokirala, saj je tudi sama večkrat segrevala alpsko mleko. Odločila se je, da bo natančno preiskala sestavine alpskega mleka in morebitna opozorila na embalaži. Ob branju te zgodbe, se dijakom lahko porodijo naslednja vprašanja: ''Zakaj je prišlo do eksplozije alpskega mleka?'', ''Katere molekule najdemo v alpskem mleku?'', ''Kako lahko preprečimo eksplozijo alpskega mleka?'', ''Ali lahko tudi druga živila eksplodirajo ob segrevanju?''.

To je le nekaj vprašanj, ki jih lahko sproži scenarij in bi omogočal pričetek razprave med dijaki (priporočeno je da se ta del učnega modula izvege v skupinah po štiri dijake). Učitelj vodi dijake do učenja specifičnih naravoslovnih pojmov, kot jih predpisuje učni načrt za poučevanje kemije v gimnaziji(glejte cilje učnega načrta zgoraj). Pomembno je tudi, da učitelj do določene mere preveri predhodno znanje dijakov, ker tako lahko ustrezno načrtuje svoje nadaljnje delo. Predznanje tega modula naj bi bilo: (1) osnovne laboratorijske spretnosti in tehnike; (2) poznavanje pravil varnega laboratorijskega eksperimentiranja;





36

(3) znajo predstaviti podatke v obliki tabel in grafov (4) znajo povezovati vse tri ravni (makroskopsko, submikroskopsko in simbolno) kemijskih pojmov; (5) poznajo aminokisline ter znajo zapisati splošno strukturno formulo proteinogenih aminokislin kot ključnih gradnikov proteinov; (6) Spoznajo vpliv aminske in karboksilne skupine na lastnosti aminokislin Glede na zgoraj navedeno drži, da ima socio-naravoslovni scenarij velik pomen pri uvajanju nadaljnjega učenja specifične naravoslovne vsebine modula, ki je v PROFILES modulih, doseženo s pristopom učenja z raziskovanjem. Za to je(so) potrebno(na) raziskovalna vprašanje(a), ki nastanejo na osnovi razprav dijakov o socio-naravoslovnem scenariju ali jih poda učitelj, če so dijaki pri snovanju raziskovalnih vprašanj manj uspešni. V tem modulu je možno postaviti nekaj raziskovalnih vprašanj, kot na primer: (1) Zakaj je prišlo do eksplozije alpskega mleka? (2) Katere molekule najdemo v alpskem mleku? (3) Kako lahko preprečimo eksplozijo alpskega mleka? (4) Ali lahko tudi druga živila eksplodirajo ob segrevanju? Po opredelitvi raziskovalnih vprašanj, je v naslednjem koraku potrebno zasnovati raziskavo. Glede na vprašanja, moramo premisliti o vsebini raziskovalnega vprašanja in kako je mogoče opraviti meritve. Glede na tip modula, ki je strukturiran tako, da se lahko dijaki učijo sodelovalno, brez obsežnega vodenja učitelja, je priporočljivo, da se izvede pouk kot skupinsko delo. Delo v skupini naj bo načrtovano in vodeno s strani dijakov. Po končanem skupinskem delu naj dijaki poročajo o svojih rešitvah pridobljenih z raziskovanjem. Ključna tema raziskovalnega dela je, ugotoviti, zakaj lahko alpsko mleko eksplodira (kateri procesi se pri tem odvijajo),kako lahko preprečimo morebitno eksplozijo in ali enaki procesi potekajo tudi pri toplnotni obdelavi preostalih živil. Vprašanja, ki vodijo učenje in so vključena v besedilo, ki ga imajo na voljo dijaki, so načrtovana tako, da vodijo razmišljanje učencev v tej smeri. Z učenjem z raziskovanjem, se pričakuje, da bodo dijaki pridobili znanje o pomenu beljakovin v prehrani in posledicah njihovega pomanjkovanja, dokazovanje prisotnosti beljakovin v živilih z uporabo biuretske reakcije, zgradba beljakovin, vpliv spremembe okolja (temperatura in pH) na zgradbo in funkcijo beljakovin ter povezava z vsakdanjim življenjem (eksplozija alpskega mleka). Besedilo v zvezi z vsebino modula je vključeno tudi v navodila za učitelja, in sicer v učiteljeve zapiske, kjer je podan tudi slikovni material, ki ga lahko učitelj, če želi uporabi. Podane so tudi nekatere spletne strani, kjer lahko dijaki najdejo več informacij o tej temi. Predstavljene so predvsem vsebine: (1) vsebine, povezane z beljakovinami (2) vključevanje simbolne, delčne in makro ravni predstavitve kemijskih pojmov (3) rešitve eksperimentalnoraziskovalnega dela (4) rešitve nalog za ponavljanje in utrjevanje znanja





37

Na koncu učenja z raziskovanjem, kjer se medsebojno povežejo obravnavani pojmi, ki sestavljajo vsebino o beljakovinah, še ni konec aktivnosti učencev. Pomemben zaključek modula je vprašanje v naslovu, ki ga je potrebno obravnavati, tako da učenci utrdijo, ne le naučeno s sodelovanjem v razpravi v skupini, ampak tudi razvijejo sposobnosti sklepanja in argumentiranja. Rezultat učenja s PROFILES učnim modulom je sprejetje odločitve oz. soglasja, na ravni posameznika, skupine in na koncu tudi razreda glede socio-naravoslovnega problema, ki ga je postavilo naslovno vprašanje in scenarij modula.

Učni cilji posamezne učne ure Učni cilji prve učne ure:

Spoznajo pomen opozoril na embalaž živil in jih kritično ovrednotijo

Spoznajo, da so aminokisline osnovni gradniki beljakovin in da so med seboj povezane s

peptidnimi vezmi

Spoznajo primarno, sekundarno, terciarno in kavatarno zgradbo beljakovin

Učni cilji druge učne ure: Spoznajo pomen beljakovin v prehrani in posledice njihovega pomanjkanja

Spoznajo delitev beljakovin glede na obliko

Spoznajo pomen beljakovin v zgradbi človeškega telesa in naštejejo primere

Razvijajo spretnosti pri iskanju podatkov na spletu in njihovo kritično vrednotenje

Učni cilji tretje učne ure: Spoznajo biuretsko reakcijo za dokazovanje peptidne vezi v beljakovinah

Spoznajo ninhidrinski test za dokazovanje aminokislin

Razvijajo eksperimentalne spretnosti pri vodenemu eksperimentalnemu delu

Učni cilji četrte učne ure: Spoznajo glavne beljakovine v alpskem mleku in jajčnem beljaku

Spoznajo razlike med procesom denaturacijo in koagulacijo

Spoznajo vpliv temperature na zgradbo in funkcijo beljakovin v alpskem mleku in jajčnem

beljaku

Učni cilji pete učne ure: Samostojno načrtujejo potek eksperimentalnega dela in ugotovijo vpliv pH na zgradbo in

funkcijo beljakovin v alpskem mleku in jajčnem beljaku

Razumejo zakaj lahko alpsko mleko med segrevanjem eksplodira in primerjajo z toplotno

obdelavo preostalih živil bogatih z beljakovinami

Podajo nov primer denaturacije in koagulacije iz vsakdanjega življenja





38

Doseganje zastavljenih kompetenc Kompetenca Kompetenca je dosežena z...

1. Spretnosti raziskovalnega dela.

Delo z različnimi viri – zbiranje inforamcij, analiza in organizacija informacij; Eksperimentalno delo – organiziranje in načrtovanje dela, opazovanje in sklepanje, interpretacija rezultatov eksperimenta

2. Komunikacijske (pisne, govorne) spretnosti.

Delo v skupinah in poročanje (govorne komunikacijske spretnosti); načrtovanje eksperimentalno-raziskovalnega dela in iskanje ter zbiranje informacij z različnih virov (pisne komunikacijske spretnosti)

3. Sposobnosti odločanja in argumentacije odločitev.

Interpretacija rezultatov eksperimentov; delo z različnimi viri in presojanje o verodostojnosti informacij s spleta; diskusija znotraj skupine; kritično vrednotenje opozoril na embalaži živil; načrtovanje eksperimentalno-raziskovalnega pristopa

4. Povezovanje konkretnih izkušenj na makroskopski ravni z razlago na mikroskopskem nivoju in z zapisi na simbolnem nivoju.

Fotografije primerov iz vsakdanjega življenja, eksperimentalno delo (makro raven); slike modelov molekul beljakovin in aminokislin (delčna raven) in slike strukturnih formul molekul aminokislin in beljakovin (simbolna raven).

5. Spretnosti varnega dela s snovmi in izvajanja laboratorijskih postopkov z zmožnostjo ocene dejavnikov tveganja pri uporabi le-teh.

Vodeno eksperimentalno delo in samostojno načrtovanje eksperiemntalnega dela.

6. Poznavanje zgradbe beljakovin. Samostojno učenje iz dela, kjer je predstavljena teorija in kasneje z učenjem na primerih.

7. Poznavanje pomena beljakovin v prehrani in posledice njihovega pomanjkanja ter pomen beljakovin v zgradbi človeškega telesa.

Samostojno učenje z raziskovanjem ob uporabi tabličnih računalnikov s povezavo do spleta in kritično vrednotenje dobljenih informacij o njihovi verodostojnosti. Samostojno učenje s pomočjo učbenika ali knjige.

8. Poznati biuretsko reakcijo za dokazovanje peptidnih vezi v beljakovinah in ninhidrinskega testa za dokazovanje aminokislin.

Samostojno učenje iz dela, kjer je predstavljena teorija in kasneje z vodenim eksperimentalnim delom.

9. Poznati razliko med procesoma denaturacije in koagulacije, vpliv temperature in pH na zgradbo in

Samostojno učenje iz dela, kjer je predstavljena teorija in kasneje z vodenim eksperimentalnim delom in samostojnim načrtovanjem





39

funkcijo beljakovin ter povezati z primeri iz vsakdanjega življenja

eksperimentalnega dela. Samostojno učenje z raziskovanjem ob uporabi tabličnih računalnikov s povezavo do spleta in kritičnjo vrednotenje dobljenih informacij o njihovi verodostojnosti.





40

»Ali lahko alpsko mleko med segrevanjem

eksplodira?«

Predlogi ocenjevanja Učitelj lahko preveri in oceni znanje učencev na različne načine. Pri tem lahko učitelj izbere in uporabi različne pristope v različnih učnih urah izvedbe modula v skaldu s tem, kateri pristop se učitelju zdi najbolj primeren (A-C del). Pomembno je, da so to le predlogi za vrednotenje zananja in da učitelj izbere tiste, za katere meni, da so v dani situaciji najbolj smiselni. V delu A se vrednostijo razvite spretnosti učencev. Del B temelji na vrednotenju posameznih doseženih kompetenc v vsaki učni uri uporabe modula, del C pa podaja vrednotenje pisnih izdelkov ter procesov v skupini, ki jih učitelj opazuje. Vse dele učitelj lahko poljubno kombinira in jih uporabi za formativno ocenjevanje. Preverjanje in ocenjevanje znanja lahko poteka: 1. med poročanjem skupin na koncu skupinskega dela, kjer lahko ocenimo napredek posamezne skupine, 2. z ustnim preverjanjem znanja, kjer lahko posamezne učence vprašamo, da razložijo posamezne pojme ter na osnovi ustnega izražanja ocenimo njihovo razumevanje (v pomoč so nam lahko vprašanja iz učnega modula), 3. s pisnim preverjanjem in ocenjevanjem znanja, kjer morajo učenci ne le rešiti naloge objektivnega tipa, ampak tudi naloge, kjer zapišejo svoje razumevanje pojmov in argumentacije reševanja problemov, kar omogoča ugotavljanje razumevanja pojmov na višjih kognitivnih ravneh. Učitelj lahko dosežke učencev beleži na različne načine, lahko uporablja lestvico ocen, 1 = nezadostno; 2 = zadostno; 3 = dobro; 4 = prav dobro ; 5 = odlično. Učitelj lahko uporabite tudi tri-točkovne lestvice; na primer x – kompetence niso dosežene niti minimalno, √ = kompetence so minimalno dosežene in √√ = kompetence so ustrezno dosežene (več kot predvideno/pričakovano (na primer: biti kreativen, neodvisno mišljenje/razmišljanje, ki kaže pobude, itd.) Z numeričnimi ali drugimi ocenami lahko učitelj poda ali opiše opombe za celotno skupino ali posameznega učenca. Sumativne strategije vrednotenja niso prikazane, vendar bi se lahko nanašale na ustno vrednotenje in/ali s pisnimi preizkusi znanja. Primere vprašanj tudi za sumativno ocenjevanje na koncu šolskega leta je mogoče povzeti in adaptirati iz seznama vprašanj pod delom B, seveda pa lahko učitelj sam tvori tovrstna vprašanja iz vsebine modula. Da učitelj zasleduje učenčeve uspehe pri uporabi modula pa lahko pred uporabo modula pri pouku rešijo učenci pred-preizkus znanja in nato po uporabi modula še po-preizkus znanja. Na tak način lahko učitelj do določene mere spremlja učinke uporabe modulov pri pouku.





41

A del Ocena zahtevanih spretnosti učencev

Spretnosti Ocena 1-5 / opis / zaznamek

Socialne vrednote

Zmožnost razdeljevanja nalog znotraj skupine.

Zmožnost oblikovanja timskega dela.

Zmožnost smiselnega argumentiranja v skupinski diskusiji.

Osebne spretnosti

Zmožnost sodelovanja v procesu učenja.

Zmožnost kritičnega mišljenja.

Ustvarjalne zmožnosti.

Zmožnost predstavitve na zanimiv način.

Zmožnost samozavesti med predstavitvijo.

Zmožnost predstavitve dobljenih rezultatov v razredu.

Zmožnost spraševanja in izražanja osebnega mnenja.

Uporabljanje znanstvenih metod dela

Zmožnost določitve namena obravnavanega dela.

Zmožnost uporabe različnih virov za pridobivanje informacij.

Sposobnost oblikovanja različnih stališč do obravnavanega dela.

Zmožnost priprave ustreznega delovnega načrta.

Zmožnost analize zbranih podatkov.

Zmožnost oblikovanja sklepov.





42

B del Ocena pridobljena med učnimi urami ali na končnem ustnem ali pisnem preizkusu znanja

1. učna ura

Dimenzija Predlagan kriterij/kompetence za vrednotenje; Učenci:

Ocena 1-5 / opis / zaznamek

1

Poišče podatke, jih kritično ovrednoti in

poda predloge izboljšave

Poiščejo opozorila na embalaži živila in jih kritično ovrednotijo / presodijo o njihovi ustreznosti in podajo predloge za izboljšavo

2

Poišče podatke v literaturi ali

svetovnem spletu in jih interpretira

(zgradba beljakovin)

Vedo, da so beljakovine makromolekule, zgrajene iz aminokislin in znajo zapisati njihovo splošno strukturno formulo.

Vedo, da se aminokisline med seboj povezujejo s peptidno vezjo in peptidno vez prepoznajo na poljubnem primeru.

Na delčni in simbolni ravni prikažejo povezovanje aminokislin s peptidno vezjo.

Vedo in razlikujejo med primarno, sekundarno, terciarno in kvatarno zgradbo beljakovin.

Na primeru prepoznajo še druge interakcije med polipeptidnimi verigami višjih ravni zgradb beljakovin – vodikova vez, disulfidna vez, hidrofobne reakcije, ionska vez.

Primeri nalog prve učne ure Katere so osnovne gradbene enote beljakovin? Zapiši njihovo splošno strukturno formulo, označi in poimenuj ključni funkcionalni skupini! Osnovne gradbene enote beljakovin so amonikisline.

Kako imenujemo vez, ki povezuje dve ali več gradbenih enot beljakovin? Peptidna vez.





43

Katera izmed spodaj navedenih simbolnih formul prikazuje peptidno vez? A -COOH B -COO- C -COO-NH- Č -CO-NH- Prikazana je slika modela molekule asparagina. Katera izmed spodnjih trditev je pravilna?

Slika modela molekule asparagina A Spojino uvrščamo med alkohole, saj vsebuje vezano hidroksilno skupino. B Spojino uvrščamo med aminokisline, ki v človeškem telesu gradi beljakovine. C Spojino uvrščamo med dipeptide, saj sta dve aminokislini povezani s peptidno vezjo. Č Spojina vsebuje eno aldehidno, dve aminski in eno karboksilno funkcionalno skupino. Iz koliko molekul aminokislin je sestavljen spodaj prikazan peptid?


A Iz dveh aminokislin. B Iz treh aminokislin. C Iz štirih aminokislin. Č Iz petih aminokislin. V laseh so prisotne molekule beljakovine keratina. Ena izmed molekul aminokislin, ki jih najdemo v strukturi keratina je cistein. Na simbolni ravni prikaži vse možne vezi, ki nastanejo med molekulami cisteina in jih označi in poimenuj. V pomoč ti je slika modela molekule aminokisline cisteina.

Slika modela molekule aminokisline cistein





44

Nastanek disulfidnih vezi med Nastanek peptidne vezi med Nastanek ionske vezi med molekulami cisteina molekulami cisteina molekulami cisteina

Nastanek vodikovih vezi med molekulami cisteina

Prikazane so slike modelov treh aminokislin (glicin, alanin in serin). Na simbolni ravni prikaži povezovanje teh treh aminokislin v tripeptid. Označi nastale vezi v molekuli tripeptida in jih poimenuj. Zapiši tudi ustrezno število molekul spojine, ki nastane kot stranski produkt.


Slika strukturne formule molekule tripeptida Ala-Gly-Ser z označenimi peptidnimi vezmi 2. učna ura

Dimenzija Predlagan kriterij/competence za vrednotenje; Učenci:


1

Poišče podatke v literaturi ali svetovnem spletu in jih

interpretira in presodi o verodostojnosti informacij

(pomen beljakovin v prehrani)

Vedo, zakaj je potrebno uživati beljakovine v vsakodnevni prehrani.

Vedo, kakšne so posledice pomanjkovanja beljakovin v vsakodnevni prehrani.

Vedo, da nekatera živila, kljub vsebnosti beljakovin, niso primerna za vsakodnevno uživanje.





45

2


interpretira in presodi o verodostojnosti informacij (delitev beljakovin glede

na obliko)

Vedo, kaj so nitaste (fibrilarne) beljakovine in naštejejo primere.

Vedo, kaj so kroglaste (globularne) beljakovine in naštejejo primere.

3


interpretira in presodi o verodostojnosti informacij

(pomen beljakovin v zgradbi človeškega

telesa)

Znajo razložiti pomen nekaterih nitastih in fibrilarnih beljakovin v zgradbi človeškega telesa.

Primeri nalog druge učne ure Zakaj so beljakovine pomembne v vsakodnevni prehrani ljudi? Človeško telo ni sposobno sintetizirati vseh aminokislin, zato so beljakovine nujen del prehrane. Spadajo med makrohranila, saj jih je s hrano treba zaužiti v večjih količinah, telesu pa predstavljajo vir energije. V telesu pa imajo mnoge za življenje pomembne funkcije: delujejo kot encimi, so nujno potrebne za rast in razvoj, so ključni gradnik celičnih struktur, sodelujejo pri imunskem odzivu, izgradnji in delovanju mišičevja, vključene so v popravljalne mehanizme in v prenos številnih snovi po organizmu.

Kakšne posledice pomanjkanja beljakovin v vsakodnevni prehrani ljudi? Najpogostejši simptom, ki se v telesu pojavi ob pomanjkanju beljakovin, je otekanje gležnjev, ki se pojavi zaradi neustreznega delovanja ledvic, zaradi česar prihaja do zastajanja vode v telesu. Drugi simptomi so lahko tudi modrice po telesu, izguba mišične mase, utrujenost, krči, lomljivi in poškodovani nohti, pojavijo pa se lahko tudi težave z jetri in zastajanje vode v trebuhu. Kako glede na obliko razdelimo beljakovine? Za vsako obliko podaj en primer! Razdelimo na fibrilarne (nitaste) beljakovine (na primer keratin) in ne globularne (kroglaste) beljakovine (na primer transportne beljakovine). Na dveh primerih utemelji, zakaj ni primerno uživati določena živila v vsakodnevni prehrani glede na vsebnost različnih hranil, ki jih ta živila vsebujejo, četudi so ena izmed teh hranil beljakovine? Četudi živila vsebujejo veliko beljakovin, zaradi preostalih hranil, niso primerna za vsakdanje uživanje. Na primer govedina (mastna) vsebuje poleg beljakovin še precej maščob, ki presegajo dnevno priporočen vnos. Mlečna čokolada vsebuje poleg beljakovin še maščobe in ogljikove hidrate (sladkorje), ki prav tako presegajo dnevno priporočen vnos.





46

3. učna ura



1

Vodeno eksperimentalno delo po priloženih

navodilih – skupinsko delo

(biuretska reakcija in ninhidrinski

test)

Vedo, da z biuretsko reakcijo dokazujemo prisotnost peptidnih vezi v beljakovinah.

Na primeru prepoznajo, kdaj biuretska reakcija daje pozitiven test, znajo zapisati opažanja (makro raven) in izpeljati sklepe (delčna in simbolna raven).

Vedo, da z ninhidrinskim testom dokazujemo prisotnost aminske skupine v vzorcu (na primer aminokisline).

Na primeru prepoznajo, kdaj ninhidrinski test daje pozitiven test, znajo zapisati opažanja (makro raven) in izpeljati sklepe (delčna in simbolna raven).

Primeri nalog tretje učne ure Kaj je biuretska reakcija in zakaj so uporabljamo? Biuretska reakcija je reakcija za dokaz beljakovin (proteinov) oziroma prisotnost peptidne vezi. Vzorcu beljakovin dodamo reagent 0,5 % raztopino bakrovega(II) sulfata(VI), ki v bazičnem mediju natrijevega hidroksida povzroči značilno vijolično (tudi rožnato) obarvanje. V posamezni epruveti smo dodali raztopine neznanih snovi. Dodali smo 1 mL 10 % vodne raztopine natrijevega hidroksida ter rahlo stresali. Nato smo dodali še 3 kapljice 0,5 % vodne raztopine bakrovega(II) sulfata(VI). Katere raztopine snovi bi lahko bile prisotne v posamezni epruveti? Obkroži črko pred pravilno kombinacijo.


A V epruveti A je raztopina jajčnega beljaka, v epruveti B alpsko mleko. B V epruveti A je raztopina glicina, v epruveti B je raztopina saharoze. C V epruveti A je raztopina alanina, v epruveti B je raztopina želatine. Č V epruveti A je raztopina jajčnega beljaka, v epruveti B je raztopina glicina





47

V dveh serijah epruvet smo dodali raztopine posameznih snovi (glej spodaj). Vsako raztopino snovi v epruvetah testiramo z uporabo ninhidrinskega testa in biuretske reakcije. Izpolni spodnjo preglednico tako, da zapišeš pričakovano barvo, ki se pojavi v posameznih epruvetah po izvedbi obeh testov in opredeli test kot pozitiven/negativen.


Oznaka epruvet

Rezultati dokazovanja snovi z uporabo biruetske reakcije


A Pozitiven test. Nastanek temno-vijolične barve kompleksa spojine.

Negativen test. Ne pride do spremembe barve, raztopina ostane brezbarvna.

B Negativen test. Ne pride do spremembe barve, raztopina ostane modro obarvana.

Pozitiven test. Nastanek modro-vijolične barve kompleksa spojine.

C Negativen test. Ne pride do spremembe barve, raztopina ostane modro obarvana.


Č Pozitiven test. Nastanek temno-vijolične barve kompleksa spojine.







48

4. učna ura



1


svetovnem spletu in jih interpretira (beljakovine v

alpskem mleku in jajčnem beljaku)

Vedo, da so glavne beljakovine v alpskem mleku kazein in sirotkini proteini, poznajo njihovo zgradbo, delež le teh prisotnih v alpskem mleku in njihovo zgradbo.

Vedo, da je glavna beljakovina v jajčnem beljaku ovalbumin, poznajo njegovo zgradbo in primerjajo z beljakovinami v alpskem mleku.

2


svetovnem spletu in jih interpretira

(proces denaturacije in

koagulacije)

Vedo, kaj je proces denaturacije in kdaj poteče omenjen proces.

Vedo, kaj je proces koagulacije in kdaj poteče omenjen proces.

Podajo primer poteka procesa denaturacije in koagulacije ter razlikujejo med obema procesoma.

3

Vodeno eksperimentalno delo po priloženih

navodilih – skupinsko delo

(vpliv temperature na zgradbo in

funkcijo različnih beljakovin)

Vedo, da sprememba temperature vpliva na porušitev zgradbe sirotkinih proteinov v alpskem mleku.

Znajo opisati opažanja o vplivu temperature na različne beljakovine (makro raven) in izpeljati sklepe (delčna in simbolna raven).

Vedo, da sprememba temperature vpliva na porušitev zgradbe ovalbumina v jajčnem beljaku.

Primeri nalog četrte učne ure

Kdaj potečeta procesa denaturacije in koagulacije? Proces denaturacije poteče, v kolikor pride do porušitve sekundarne, terciarne in kvatarne zgradbe proteinov zaradi spremembe okolja (povišane temperature, spremembne pH, UV-sevanja, prisotnost ionov težkih kovin,.. ). Pri tem procesu pride do porušitve vodikovih in disulfidnih vezi med molekulami aminokislin, ki gradijo protein. Proces koagulacija poteče, ko proteini zakrknejo (koagulirajo), pri čemer preidejo iz suspenzije v tekoči fazi in se izločijo kot gelasto-trdna struktura (na primer jajčni beljak).

Kateri dve glavni skupini proteinov najdemo prisotnih v mleku živalskega izvora? Dve glavni skupini proteinov so kazeinski proteini (približno 80%) in sirotkini proteini (približno 20%). Utemelji, zakaj ne sme človekova telesna temperatura narasti na več kot 42 °C? Človeško telo vsebuje veliko beljakovin, pri povišani temperaturi (nad 42°C) se spremeni struktura beljakovin in posledično postanejo nefunkcionalne.





49

Prikazana je slika modela neke strukture proteina. Odgovori na spodaj zastavljena vprašanja.


Opredeli raven strukture prikazanega modela proteina: Terciarna struktura proteina. Koliko je α-vijačnic v strukturi prikazanega modela proteina? 3 Koliko je β-nagubanih ravnin v strukturi prikazanega modela proteina? 5 Ali lahko poteče proces denaturacije? Utemelji! Proces denaturacije lahko poteče, če spremenimo okolje (na primer temperaturo), saj se poruši terciarna raven strukture proteina in le ta postane nefunkcionalen.

Ali daje biuretska reakcije pozitiven ali negativen test v raztopini prikazanega proteina? Utemelji! Biuretska reakcija daje pozitiven test, saj so osnovni gradniki proteina aminokisline, ki se med seboj povezujejo s peptidnimi vezmi. Nastane kompleks med atomom dušika peptidne vezi in bakrovimi(2+) ioni, kar povzroči spremembo barve raztopine iz svetlo modre v temno vijolično. V katerem primeru (epruveta z alpskim mlekom ali raztopino jajčnega beljaka) potečeta procesa denaturacije oziroma koagulacije, če vsebino v epruveti segrejemo? Po čem to sklepaš? Proces denaturacije in proces koagulacije sta potekla v obeh primerih (epruveta A in epruveta B),

ampak v različnem obsegu. Pri alpskem mleku so v 20% prisotni sirotkini proteini, ki na temperaturo niso odporni zaradi sekundarne in terciarne strukture proteina ter disulfidnih vezi. Le ti denaturirajo (poruši se jim omenjena struktura) in koagulirajo (zakrkenjo), pri čemer preidejo iz suspenzije v tekoči fazi in se izločijo kot gelasto-trdna struktura. Opazimo kot nastanek bele opne na površini mleka. Enako velja za raztopino jajčnega beljaka, pri čemer je glaven protein ovalbumin. Le ta je globularni protein z terciarno strukturo. S povišamo temperaturo se terciarna struktura poruši (pride do procesa denaturacije) in posledično beljak skrkne (pride do procesa koagulacije), kar opazimo kot nastanek bele gelaste snovi.





50

5. učna ura



1

Samostojno načrtovanje eksperimentalnega dela (vpliv pH na zgradbo in

funkcijo beljakovin v alpskem mleku in jajčnem

beljaku)

Samostojno načrtujejo eksperimentalni del in zapiše pripomočke, kemikalije, potek dela in zasnujejo tabelo za zbiranje podatkov.

Samostojno izvedejo eksperiment in zapišejo opažanja (makro raven) v tabelo za zbiranje podatkov in iz teh izpeljejo sklepe (delčna in simbolna raven).

V diskusiji utemeljijo, kako vpliva sprememba pH na zgradbo in funkcijo beljakovin v alpskem mleku in jajčnem beljaku ter povežejo s procesom denaturacije in koagulacije.

2

Uporabi novo znanje pri reševanju problema

zastavljenega pri socio-naravoslovnem kontekstu

Znajo odgovoriti na zastavljena vprašanja (problem) v socio-naravoslovnem kontekstu s pomočjo pridobljenega znanja (na primer kateri procesi so se odvijali tekom segrevanja alpskega mleka, da je prišlo do eksplozije in razlitja bele tekočine).

3

Poišče podatke v literaturi ali svetovnem spletu in poveže z novim znanjem, agrumentira in sklepa (nov primer denaturacije in koagulacije iz vsakdanjega življenja)

Podajo nov primer poteka procesa denaturacije in koagulacije v vsakdanjem primeru in ga interpretirajo ter argumentirajo z uporabo novo pridobljenega znanja.





51

Primeri nalog pete učne ure Fotografija prikazuje sveže izdelano skuto, ki jo pripravimo iz tekoče sirotke. Le to pa pridobimo iz mleka živalskega izvora. Odgovori na zastavljena vprašanja.


Utemelji, kako iz mleka živalskega izvora pridobimo sirotko in kateri kemijski procesi pri tem potekajo (konkretno za posamezne proteine)? Pri prostopku sirjenja mleka, se mleku doda izbrana kislina (na primer ocetno kislino), kot stranski produkt nastane sirotka. Kazein koagulira pri pH 4,6 ali manj. Razlog za koagulacijo je namreč porušitev strukture kazeinskih micelov. Polipeptidne verige kazeina, se v obliki kalcijevih soli sprostijo v raztopino in združijo v posamezne skupke – vizualno opazne bele grudice. Sirotkini proteini ostanejo suspendirani v mlečnem serumu ali sirotki po izločanju kazeinov pri vrednosti pH 4,6.

Ali je potrebno nastalo sirotko segreti do določene temperature ali ji dodati kislino (na primer domači kis), da pridobimo skuto? Utemelji svojo izbiro. V primerjavi s kazeini imajo sirotkini proteini relativno bolj organizirano kroglasto strukturo, ki vsebujejo disulfidne povezave. Skladno s tem je njihova topnost in odpornost v kislih razmerah večja. Za povzročitev procesa denaturacije in posledično koagulacije, je potrebno sirotko segreti do določene temperature – začnemo opažati bele grudice.





52

C del Vrednotenje na osnovi stretegij poučevanja Vrednotenje pisnih izdelkov učencev

Dimenzija Predlagan kriterij/competence za

vrednotenje; Učenci: Ocena 1-5 / opis /

zaznamek

1

Napiše načrt oziroma poročilo raziskave

Zasnuje načrt raziskave oz. postavi raziskovalna vprašanja in/ali pozna namen raziskave/poskusov

Načrt raziskave zadošča minimalnim standardom, ki jih določi učitelj.

Zna ustrezno predvidevati raziskovalne rezultate.

Razvije ustrezen postopek raziskave in zna določiti katere spremenljivke je potrebno konktrolirati.

2 Zbira eksperimentalne podatke

Ustrezno zbere in zapiše opazovanja/podatke (npr. število opazovanj, kaj upošteva kot sprejemljivo, kako natančno so zbrani podatki, zavedanje možnih napak…).

3

Interpretira ali izračuna iz zbranih podatkov določene parametre in sklepa na njihovi osnovi

Interpretira podatke, zbrane na ustrezen način, ki ga zna upravičiti, vključno z uporabo ustreznih grafov, tabel in simbolov.

Ustrezno sklepa glede na posatavljena raziskovalna vprašanja.

4 Odgovarja na vprašanja

Zagotavlja pravilne pisne odgovore na vprašanja, podane v ustni ali pisni obliki.

Ponuja dovolj podrobne odgovore, zlasti kadar je pozvan, naj poda mnenje ali odločitev.

5

Riše diagrame/ tabele/modele simbolne predstavitve.

Lahko zagotovi zahtevane grafične prikaze.

Je zmožen grafično predstaviti rezultate v primerno velikih grafih in s primernimi podrobnostmi.





53

Sposoben zagotoviti popolne in ustrezne naslove za diagrami, slikam, tabelam.

6

Naravoslovno ali družbeno-naravoslovno mišljenje

Izkazuje ustvarjalno mišljenje in postopke pri reševanju problemov.

Poda ustrezno družbeno-naravoslovno odločitev na določeno vprašanje ali skrb, s pravilno poudarjeno naravoslovno komponento.

Vrednotenje z opazovanjem

Dimenzija Predlagan kriterij/competence za

vrednotenje; Učenci: Ocena 1-5 / opis /

zaznamek

1 Deluje v skupini, med dejavnostmi in razpravo

Prispeva k delu skupine.

Sodeluje z drugimi v skupini in v celoti sodeluje pri delu skupine.

Prikazuje vodstvene sposobnosti - vodi skupino z ustvarjalnim razmišljanjem in pomagati tistim, ki potrebujejo pomoč (kognitivno ali psihomotorično); povzema rezultate.

Kaže toleranco do članov skupine in jih spodbuja.

2 Izvedbo raziskave ali poskusa

Razume cilje raziskave/eksperimentalnega dela in ve, kateri teste in/ali meritve je potrebno opraviti.

Izvaja raziskavo/eksperimentalno delo v skladu s pripravljenimi navodili/načrtom.

Uporablja laboratorijski inventar na varen način.

Do sebe in drugih deluje varno pri delu.

Vzdržuje urejeno in čisto delovno površino.





54

»Ali lahko alpsko mleko med segrevanjem

eksplodira?«

Zapiski učitelja Uvod Teorija, ki jo učni modul PROFILES z naslovom 'Ali lahko alpsko mleko med segrevanjem eksplodira' obravnava, je zapisana v II. sklopu pred eksperimentalno-raziskovalnim delom. Predstavljeni so osnovni gradniki beljakovin, posamezne ravni zgradbe beljakovin, njihovo dokazovanje z uporabo biuretske reakcije in lastnosti snovi alpskega mleka ter jajčnega beljaka. Učitelju zasnovana teorija služi kot pomoč pri obravnavi posameznih aktivnosti učencev, zapisanih pod A,B in C sklop. Učenci naj sami kritično presodijo opozorila, zapisana na alpskem mleku, sami poiščejo in razmislijo o pomenu beljakovin v prehrani človeka za njegovo normalno delovanje in o posledicah njihovega pomanjkanja. V eksperimentalno-raziskovalnemu delu raziščejo katera živila vsebujejo proteine z uporabo dokazovanja biuretske reakcije in primerjajo rezultate z uporabo ninhidrinskega testa. Raziščejo lastnosti beljakovin, ki jih najdemo v alpskem mleku in kako na njihovo strukturo vplivajo spremembe okolja (temperatura in pH). Ugotovijo, kateri kemijski procesi se odvijajo tekom spremembe okolja in ali se enaki procesi odvijajo tudi v drugih živilih bogatih z beljakovinami. S temi spoznanji učenci odgovorijo na vprašanja, zastavljena v socionaravoslovnem kontekstu. Učitelj učencem pripravi potrebno literaturo (učbeniki, knjige, šolske tablice z povezavo do svetovnega spleta). Učitelj učence nadzoruje, usmerja in svetuje pri iskanju podatkov (predvsem kdaj je določena informacija na spletu verodostojna) in načrtovanju ter izvedbi eksperimentalno-raziskovalnega dela. Učenci bodo na podlagi kritične presoje pridobljenih podatkov na svetovnem spletu in lastnega raziskovanja prišli do odgovorov na vprašanja, zastavljena v socio-naravoslovnem kontekstu. Učitelj učence navaja na učenje kemijske v kontekstu življenjskih situacij z uporabo trojne narave kemijskih pojmov. Učitelj učence navaja na razlago kemijskih procesov in pojavov v vsakdanjem življenju s prepletom prikazov na makroskopski, submikroskopski in simbolni ravni. Raziskave kažejo, da imajo učenci težave s prikazom delcev na submikroskopski ravni, zato jih mora učitelj ustrezno usmerjati in opozarjati na določene karakteristike. Sem spada predvsem razmerje velikosti (radij) delcev, ustrezna barva za ponazoritev prikaz posameznih delcev, razmerje števila delcev in ustrezno priloženo legendo. Učitelj učence opozori, da delci sicer niso obarvani, temveč le te služijo kot dogovor za ponazoritev vrste delcev. Učitelj učence navaja na ustrezno rabo strokovnega jezika in sicer da so ponazoritve na delčni ravni modeli teh molekul. Primer slike modela molekule aminokisline glicina z ustrezno priloženo legendo ponazoritve delcev:





55

Navodila in opozorila pri pripravi materiala za eksperimentiranje Učencam razložimo pravila varnega dela v laboratoriju in osnovno zaščito (zaščitna očala, halja, rokavice). Učence prav tako navajamo na upoštevanje znakov za nevarne snovi na embalažah, njihovo ustrezno odstranjevanje in ukrepi ob možnosti posrednega ali neposrednega stika z uporabljenimi kemikalijami. Rešitve nalog z delovnega lista za učence I. DEL

S pomočjo aplikacije 'QR scanner' poskenirajte spodnjo QR kodo. Pozorno preberite članek.

1. V skupini se pogovorite, ali imate oziroma poznate koga, ki ima podobne izkušnje, kot jih ima gospa Hotko. 2. Po prebranem članku oblikujte odgovore na vprašanja. Kakšno opozorilo bi morali proizvajalci po mnenju Hotkove zapisati na embalažo alpskega mleka? Hotkova meni, da bi moral proizvajalec mleka na tetrapak jasno napisati opozorilo, da je treba mleko med pripravo redno mešati, saj »drugače lahko eksplodira«. Ali se proizvajalci alpskega mleka strinjajo s Hotkovo, da je njihovo opozorilo na embalaži res pomanjkljivo? Zapiši, kakšno opozorilo so zapisali na embalažo mleka. Proizvajalci alpskega mleka se s Hotkovo ne strinjajo, saj menijo, da je opozorilo dovolj jasno napisano in da je mleko že termično obdelano. Opozorilo na embalaži se glasi »Če ga kuhate za pripravo jedi, ga med kuhanjem mešajte. Zakaj torej na embalaži niso zapisali opozorila pred možnostjo silkovitega brizga mleka? Na embalaži ni zapisanega opozorila pred možnostjo silkovitega brizga mleka zato, ker tega





56

mleka sploh ni potrebno segrevati, saj je že toplotno obdelano. 3. Znotraj skupine kritično ovrednotite problematiko zapisanega opozorila na embalaži alpskega mleka. V pomoč naj ti bodo spodaj zapisana vprašanja. Ali sam pogosto prebereš razna opozorila na embalaži izdelkov, ki jih kupiš v trgovini? Kakšno je tvoje mnenje glede zapisanega opozorila proizvajalcev na embalaži alpskega mleka? Ali so ta opozorila dovolj jasna in razumljiva za potrošnike? Odgovori po smislu, na primer: Sam zelo redko berem zapisana opozorila proizvajalcev živil na embalaži izdelkov, zato se lahko hitro zgodi, da kakšna opozorila spregledam. Menim, da opozorila niso dovolj jasna in so nerazumljiva za potrošnike, ki niso izobraženi na naravoslovnem področju. Opozorilo bi lahko običajen potrošnik razumel povsem drugače in sicer da je mešanje potrebno, da se mleko ne prime na dno lonca. II.DEL Sklop A temelji na iskanju podatkov s pomočjo svetovnega spleta, učbenika ali knjig. Sklop B temelji na vodenemu eksperimentalnemu delu, sklop C pa je kombinacija vodenega eksperimentalnega dela in samostojnega načrtovanja eksperimentalno-raziskovalnega dela. Učenci delovni list rešujejo v manjših skupinah, pri čemer so vsi učenci aktivni, kar pomeni, da je vsakemu učencu dodeljena določena naloga znotraj posamezne skupine. A. Kakšen je pomen beljakovin v prehrani in kakšne so posledice njihovega pomanjkanja? Mleko vsebuje veliko življenjsko pomembnih snovi, zato je priporočljivo, da mleko in mlečne izdelke uživamo vsak dan, tako otroci kot tudi odrasli. Na embalaži alpskega mleka odčitaj, koliko g sestavin najdemo na 100g živila in izpolni spodnjo tabelo.

Sestavina v mleku g/100g živila

Maščobe 0,5-3,5

Ogljikovi hidrati 4,6 – 4,9

Beljakovine 2,6-4,2

Mineralne snovi 0,6-0,8

Tabela z zbranimi podatki o sestavi alpskega mleka v g/100g živila

Kolikšna je priporočena količina beljakovin na posamezen obrok? Ali ta priporočena količina beljakovin velja za vse, ne glede na starost, telesno aktivnost in zaužitih preostalih hranil? Priporočen dnevni vnos beljakovin se razlikuje od posameznika do posameznika, izračuna se glede na telesno maso posameznika, starost, telesno aktivnost,... Odrasel človek potrebuje med 0,8 in 1,9 g beljakovin na kilogram telesne mase. Vnos beljakovin naj bi predstavljal povprečno 10–15 % skupnega energijskega vnosa. Povprečen odrasel naj bi torej dnevno zaužil





57

vsaj 50 g beljakovin.

Naštej nekaj živil (vsaj 3), ki vsebujejo večje količine beljakovin (g/100g živila) in glede na preostala hranila v izbranih živilih presodi, ali so primerna za vsakodnevno uživanje. Piščančje prsi vsebujejo 31g beljakovin na 100g živila, ne vsebujejo ogljikovih hidratov, vsebujejo pa 2,5g maščob na 100g živila. Govedina (mastna) vsebuje 15,8g beljakovin na 100g živila, 29,2g maščob na 100g živila in ne vsebuje ogljikovih hidratov. Mlečna čokolada vsebuje 10g beljakovin na 100g živila, 32g maščob na 100g živila in 51g ogljikovih hidratov na 100g živila. Piščančje prsi so bolj primerne za vsakodnevno uživanje, medtem ko govedina (mastna) in mlečna čokolada zaradi večje količine maščob in ogljikovih hidratov, niso primerne za vsakodnevno uživanje.

Utemelji, zakaj so beljakovine pomemben vir človeške prehrane? Človeško telo ni sposobno sintetizirati vseh aminokislin, zato so beljakovine nujen del prehrane. Spadajo med makrohranila, saj jih je s hrano treba zaužiti v večjih količinah, telesu pa predstavljajo vir energije. V telesu pa imajo mnoge za življenje pomembne funkcije: delujejo kot encimi, so nujno potrebne za rast in razvoj, so ključni gradnik celičnih struktur, sodelujejo pri imunskem odzivu, izgradnji in delovanju mišičevja, vključene so v popravljalne mehanizme in v prenos številnih snovi po organizmu. Utemelji, kakšne so posledice pomanjkanja beljakovin v človeški prehrani? Najpogostejši simptom, ki se v telesu pojavi ob pomanjkanju beljakovin, je otekanje gležnjev, ki se pojavi zaradi neustreznega delovanja ledvic, zaradi česar prihaja do zastajanja vode v telesu. Drugi simptomi so lahko tudi modrice po telesu, izguba mišične mase, utrujenost, krči, lomljivi in poškodovani nohti, pojavijo pa se lahko tudi težave z jetri in zastajanje vode v trebuhu.

Z aplikacijo 'QR scanner' poskeniraj QR kodo z povezavo do videoposnetka oddaje Ugriznimo znanost, kjer je v prispevku je pojasnjena bolezen celiakija. Po ogledu videoposnetka zapiši:

(1) Kaj je celiakija? Celiakija je kronična in dedno pogojena avtoimunska bolezen prebavil, nastane kot posledica preobčutljivosti na beljakovino gluten. (2) Kateri so prvi znaki obolelosti celiakije? Zaužitje glutena lahko izzove imunski odgovor v tankem črevesu in sproži vnetno reakcijo, ki poškoduje sluznico tankega črevesa. Značilni znaki obolelosti so pogosta driska, bolečine in krči v trebuhu, napihnjenost, neprestan občutek hude utrujenosti, migrene in bolečine v glavi, poškodbe živčevja, npr. otopelost ali mravljinčast občutek v stopalih in rokah, bolečine v kosteh in sklepih, izguba telesne teže,..

(3) Katerih živil ljudje z celiakijo ne smejo uživati? Gluten se najpogosteje nahaja v pšenici, ržu in ječmenu, nahaja pa se tudi v piri, zdrobu, sladu in nekaterih drugih prehranskih izdelkih.





58

Ugotovi, kako glede na obliko razdelimo beljakovine in izpolni spodnjo shemo. Nato za vsako skupino beljakovin opiši njihovo funkcijo v človeškem telesu.

KERATIN ENCIMI KOLAGEN HORMONI OBRAMBNI PROTEINI TRANSPORTNI PROTEINI

BELJAKOVINE

FIBRILARNE (nitaste) GLOBURALNE (kroglaste)

PRIMER BELJAKOVINE

SLIKA MODELA STRUKTURE POSAMEZNE BELJAKOVINE

FUNKCIJA V ČLOVEŠKEM TELESU

KERATIN

Slika modela prikaza strukture keratina (Vir 11)

Keratin je eden najtrših materialov, iz katerih so zgrajeni organizmi. Gradi nohte, kremplje, kopita, perje ... Keratin vsebuje veliko žvepla in je odporen proti encimom, ki razgrajujejo beljakovine.

KOLAGEN

Slika modela prikaza strukture kolagena (Vir 12)

Kolagen je najbolj zastopana beljakovina v človeškem telesu in sodi med strukturne proteine s funkcijo dajanja opore in oblike. Kolagen je pomemben gradnik kože, mišic, sklepnega hrustanca in vseh vezivnih tkiv.





59

ENCIMI

Slika modela prikaza strukture encima amilaze (Vir 13)

Eno najpomembnejših vlog med beljakovinami imajo encimi. Njihova naloga je, da uravnavajo (katalizirajo) kemijske reakcije v organizmih, zato jih uvrščamo med katalizatorje. Znižujejo začetno aktivacijsko energijo. Primer encima je laktaza, ki razgrajuje molekule laktoze.

HORMONI

Slika modela prikaza strukture hormona inzulina (Vir 14)

Hormoni so snovi v organizmu, ki jih izločajo hormonalne žleze. Od hormonov so odvisne posamezne naravne funkcije delovanja organizma. Izločajo se neposredno v kri in se z njo prenašajo po celem telesu, kjer vplivajo na različne organe. Hormoni so prenašalci informacij med organi oziroma med tkivi v organizmu. Primer hormona je inzulin, ki znižuje raven glukoze v krvi.

OBRAMBNI PROTEINI

Slika modela prikaza strukture antitelesa (Vir 15)

Najznačilnejše obrambne beljakovine so antitelesa. To so globularne beljakovine, s katerimi se organizem brani pred napadi bakterij in virusov. Antitelesa se vežejo na različne snovi, ki so na površini bakterij in virusov (te snovi se imenujejo antigeni) ter preprečijo, da bi škodovali organizmu.

TRANSPORTNI PROTEINI

Slika modela prikaza strukture hemoglobina (Vir 16)

Beljakovine imajo pomembno vlogo pri prenosu snovi po organizmu. Najbolj znan primer je hemoglobin, ki prenaša kisik iz pljuč v druge dele telesa. Beljakovine v membranah celic uravnavajo prenos snovi v in iz njih.


https://sl.wikipedia.org/wiki/Organizem

https://sl.wikipedia.org/wiki/%C5%BDleza

https://sl.wikipedia.org/wiki/Narava

https://sl.wikipedia.org/wiki/Funkcija

https://sl.wikipedia.org/wiki/Kri

https://sl.wikipedia.org/wiki/Telo

https://sl.wikipedia.org/wiki/Organ_(biologija)

https://sl.wikipedia.org/wiki/Organ_(biologija)

https://sl.wikipedia.org/wiki/Tkivo

https://sl.wikipedia.org/wiki/Organizem




60

B. Dokazovanje peptidne vezi v alpskem mleku z biuretsko reakcijo Pred seboj imaš navodila za izvedbo eksperimentalnega dela. Navodila pozorno preberi, izvedi eksperiment in opažanja eksperimenta zapiši v spodnjo tabelo za zbiranje podatkov. Ravnaj skladno z oznakami za nevarne snovi in upoštevaj pravila varnega laboratorijskega eksperimentiranja. (1) Potrebščine za izvedbo eksperimentalnega dela - 6x epruvete - 8x kapalke - alkoholni flomaster - stojalo za epruvete (2) Kemikalije za izvedbo eksperimentalnega dela


Raztopina jajčnega beljaka Alpsko mleko Raztopina glicina Raztopina serina 10% vodna raztopina natrijevega hidroksida 0,5% vodna raztopina bakrovega(II) sulfata(IV) Vodovodna voda

/ / / /

/

(3) Potek eksperimentalnega dela 1. V epruvete, ki jih označite s črkami A, B, C, Č in D s kapalko odmerite 2 mL raztopine jajčnega beljaka (epruveta B), 2 mL alpskega mleka (epruveta C), 2 mL raztopine glicina (epruveta Č) in 2 mL raztopine serina (epruveta D). Epruveta A je slepi vzorec z vodovodno vodo. 2. V vsako epruveto dodajte 1 mL 10 % vodne raztopine natrijevega hidroksida ter rahlo stresajte. 3. V vsako epruveto dodajte še 3 kapljice 0,5 % vodne raztopine bakrovega(II) sulfata(VI).





61

4. Zapišite opažanja in razlago na delčni/simbolni ravni v povezavi z dokazom peptidne vezi. (4) Zbiranje podatkov eksperimentalnega dela


A (vodovodna voda)

Po dodatku 1 mL 10 % vodne raztopine natrijevega hidroksida in 3 kapljic 0,5% raztopine bakrovega(II) sulfata(VI) se barve raztopine v epruveti ne spremeni – ostane svetlo modra.

Vodovodna voda ne vsebuje prisotnih beljakovin, zato služi kot slepi vzorec za primerjavo barv ostalih raztopin v epruvetah.

B( raztopina jajčnega beljaka)

Po dodatku 1 mL 10 % vodne raztopine natrijevega hidroksida in 3 kapljic 0,5% raztopine bakrovega(II) sulfata(VI) se barva raztopine v epruveti po stresanju spremeni iz svetlo modre v temno vijolično.

Biuretska reakcija daje pozitiven test – v vzorcu raztopine jajčnega beljaka so prisotne beljakovine. Pojavi se značilna temno-vijolična obarvanost kompleksa spojine, ki nastane med atomom dušika peptidne vezi in bakrovimi(2+) ioni.

C (alpsko mleko) Po dodatku 1 mL 10 % vodne raztopine natrijevega hidroksida in 3 kapljic 0,5% raztopine bakrovega(II) sulfata(VI) se barva vsebine v epruveti po stresanju spremeni iz svetlo modre v temno vijolično.

Biuretska reakcija daje pozitiven test – v vzorcu alpskega mleka so prisotne beljakovine. Pojavi se značilna temno-vijolična obarvanost kompleksa spojine, ki nastane med atomom dušika peptidne vezi in bakrovimi(2+) ioni.

Č (raztopina glicina)


Biuretska reakcija daje negativen test – v vzorcu raztopine aminokisline glicina niso prisotne beljakovine. Barva raztopine ostane nespremenjena, saj spojina ne vsebuje peptidnih vezi, s katerimi bi se lahko tvoril značilen kompleks z bakrovimi(2+) ioni.

D (raztopina serina)


Biuretska reakcija daje negativen test – v vzorcu raztopine aminokisline glicina niso prisotne beljakovine. Barva raztopine ostane nespremenjena, saj spojina ne vsebuje peptidnih vezi, s katerimi bi se lahko tvoril značilen kompleks z bakrovimi(2+) ioni.

(5) Vprašanja za diskusijo dobljenih rezultatov eksperimenta Kako imenujemo reakcijo, ki služi dokazovanju beljakovin? Opiši njen dokaz! Imenujemo jo biruetska reakcija. Biuretska reakcija je reakcija za dokaz beljakovin (proteinov) oziroma prisotnost peptidne vezi. Vzorcu beljakovin dodamo reagent 0,5 % raztopino bakrovega(II) sulfata(VI), ki v bazičnem mediju natrijevega hidroksida povzroči značilno vijolično (tudi rožnato) obarvanje – razlog za to je nastanek kompleksa med atomom dušika peptidne vezi in bakrovimi(2+) ioni.





62

V katerih primerih eksperimentalnega dela (epruvete A,B,C,Č ali D) daje biuretska reakcija pozitiven test? Utemelji! Biuretska reakcija daje pozitiven v tistih vzorcih raztopin, ki so bogate z beljakovinami. Pozitiven test je potekel v epruveti B (raztopina jajčnega beljaka) in epruveti C (alpsko mleko). Dokaz za to je značilna temno vijolična obarvanost nastalega kompleksa med atomom dušika vezanim v peptidni vezi in bakrovimi(2+) ioni. S katerim testom bi lahko dokazal, da so v epruvetah Č in D v raztopini res prisotne aminokisline? Utemelji! Dokazal bi z uporabo ninhidrinskega testa, ki je specifičen za določanje aminske skupine v aminih, pa tudi v aminokislinah. Pri reakciji ninhidrina z aminokislino nastane temnovijolično obarvan resonančno stabiliziran ion (Ruhermannov purpur).

Na spletu ali v knjigi poišči dve najpogostejši aminokislini, ki jih najdemo v mleku, povezanimi z peptidnimi vezmi v primarno strukturo beljakovine kazein. Na simbolni in delčni ravni predstavi povezavo izbranih aminokislin v dipeptid. Pri tem ne pozabi na ustrezno velikost in predpisano barvo za ponazoritev vrste delcev. Na primer povezovanje aminokislini levcin in valin v dipeptid levin-valin na simbolni in delčni ravni:

Slika modela molekula dipeptida Lev-Val Slika strukturne formule molekule dipeptida Lev-Val





63

C. Kaj se zgodi z beljakovinami pri povišani temperaturi in spremembi pH? S pomočjo zastavljenih vprašanj in eksperimentalnega dela, boš spoznal kemijske procese, ki nastanejo pri toplotni obdelavi živil. Navodila pozorno preberi, izvedi eksperiment in opažanja eksperimenta zapiši v spodnjo tabelo za zbiranje podatkov. Ravnaj skladno z oznakami za nevarne snovi in upoštevaj pravila varnega laboratorijskega eksperimentiranja. (1) Potrebščine za izvedbo eksperimentalnega dela - 2x epruveta - 3x kapalke - alkoholni flomaster - stojalo za epruvete - 400 mL čaša - štirinožno stojalo - steklokeramična plošča - gorilnik (2) Kemikalije za izvedbo eksperimentalnega dela


Raztopina jajčnega beljaka Alpsko mleko Vodovodna voda

/ / /

(3) Potek eksperimentalnega dela 1. V epruvete, ki jih označite s črkami A in B s kapalko odmerite 2 mL raztopine jajčnega beljaka (epruveta A) in 2 mL alpskega mleka (epruveta B). 2. Epruveti postavite v vodno kopel in segrevajte. 3. Ko opazite prvo spremembo, zabeležite temperaturo vodne kopeli. 4. V vsako posamezno epruveto po segrevanju dodaj 2 mL vodovodne vode. 5. Zapišite opažanja in razlago na delčni/simbolni ravni.





64



A (raztopina jajčnega beljaka)

Ko raztopino jajčnega beljaka segrejemo, opazimo, nastanek bele gelaste snovi. Le ta ni več topna v vodi.

Glavna beljakovina v jajčnem beljaku je ovalbumin. Le ta je globularni protein z terciarno strukturo. S povišamo temperaturo se terciarna struktura poruši (pride do procesa denaturacije) in posledično beljak skrkne (pride do procesa koagulacije). Denaturiran in koaguliran protein izgubi sposobnost raztapljanja v vodi.

B (alpsko mleko)

Ko raztopino alpskega mleka segrejemo, opazimo nastanek tanke opne na površini, videz (struktura) alpskega mleka ostane sepremenjena. Ni prišlo do spremembe topnosti mleka v vodi.

Glavni proteini v alpskem mleku so kazein (80%) in sirotkini proteini (20%). Kazen ne vsebuje sekundarnih ali terciarnih struktur in disulfidnih vezi, zato je bolj odporen na denaturacijo zaradi povišane temperature. Sirotkini proteini so pretežno globularni proteini z značilno sekundarno in terciarno strukturo, povezanih z disulfidnimi vezmi, ki se pri povišani temperaturi (90°C) prekinejo in omenjene strukture se porušijo – poteče proces denaturacije. Prav tako poteče proces koagulacije, saj opazimo na površini nastanek belih open.

(5) Vprašanja za diskusijo dobljenih rezultatov eksperimenta Pri nekaterih živilih, bogatih s proteini, pri povišani temperaturi poteče proces denaturacije. Razloži, kaj se zgodi s proteinom, če poteče omenjen proces? Proces denaturacije poteče, kadar imajo proteini v živilih značilno sekundarno ali terciarno zgradbo. Pri tem pri spremembi okolja (pH, temperatura,..) pride do porušitve omenjene zgradbe zaradi prekinjenih vodikovih in disulfidnih vezi med molekulami aminokislin, ki gradijo protein. Denaturirani proteini po navadi izgubijo sposobnost raztapljanja v vodi in postanejo neaktivni. V katerem primeru (epruveta A ali B) je potekel proces denaturacije oziroma koagulacije? Po čem to sklepaš? Proces denaturacije in proces koagulacije sta potekla v obeh primerih (epruveta A in epruveta B), ampak v različnem obsegu. Pri alpskem mleku so v 20% prisotni sirotkini proteini, ki na temperaturo niso odporni zaradi sekundarne in terciarne strukture proteina ter disulfidnih vezi. Le ti denaturirajo (poruši se jim omenjena struktura) in koagulirajo (zakrkenjo), pri čemer preidejo iz suspenzije v tekoči fazi in se izločijo kot gelasto-trdna struktura. Opazimo kot nastanek bele opne na površini mleka. Enako velja za raztopino jajčnega beljaka, pri čemer je glaven protein ovalbumin. Le ta je globularni protein z terciarno strukturo. S povišamo temperaturo se terciarna struktura poruši (pride do procesa denaturacije) in posledično beljak skrkne (pride do procesa koagulacije), kar opazimo kot nastanek bele gelaste snovi.





65

Ali je prišlo do sprememb v topnosti (v vodi) raztopine jajčnega beljaka in alpskega mleka pred in po sregrevanju? Utemelji! Jajčni beljak zaradi značilne terciarne strukture ovalbumina v celo denaturira in tudi koagulira. Zaradi porušitve zgradbe proteina postane po segrevanju nefunkcionalen in netopen v vodi. Medtem ko v alpskem mleku zaradi segrevanja poteče le v 20% proces denaturacije in tudi proces koagulacije sirotkinih proteinov, zato ni opazin večjih sprememb v topnosti v vodi pred in po segrevanju. (6) Ugotovil si, da pri nekaterih živilih, bogatih z beljakovinami, pri toplotni obdelavi poteče proces denaturacije oziroma koagulacije. Tvoja naslednja naloga je ugotoviti, ali enak proces poteče tudi pri spremembi pH raztopine. Načrtuj potek eksperimentalnega dela, pri čemer boš uporabil snovi iz domače kuhinje in odgovoril na zastavljeno raziskovalno vprašanje. Zapiši (1) pripomočke, (2) kemikalije, (3) potek eksperimentalnega dela, (4) zasnuj tabelo za zbiranje podatkov in na kratko zapiši (5) diskusijo dobljenih rezultatov. Načrt najprej predstavi učitelju in po odobritvi nadaljuj z izvedbo. Primer načrtovanja eksperimentalo-raziskovalnega dela: (1) Pripomočki: - štiri epruvete - tri kapalke - stojalo za epruvete - alkoholni flomaster (2) Kemikalije: - raztopina jajčnega beljaka - alpsko mleko - jabolčni kis (3) Potek dela: 1. Označimo dve epruveti z K1 in A, v katere nalijemo po 3mL raztopine jajčnega beljaka. Pri tem epruveta, označena z K1 služi kot slepi vzorec. 2. Označimo dve epruveti z K2 in B, v katere nalijemo po 3mL alpskega mleka. Pri tem epruveta, označena z K2 služi kot slepi vzorec. 3. V epruveto A in epruveto B dodamo 1mL jabolčnega kisa in vsebine v epruvetah premešamo. 4. Zapišemo opažanja v tabelo za zbiranje podatkov in poleg pripišemo razlago na delčni/simbolni ravni. (4) Tabela za zbiranje podatkov:

Opažanja (makro raven) Razlaga (delčna/simbolna raven)

Epruveta A (raztopina jajčnega beljaka)

Po dodatku 1mL jabolčnega kisa opazimo nastanek bele gelaste strukture, raztopina pomotni.

Po dodatku šibke kisline je prišlo do procesa denaturacije terciarne strukture proteina ovalbumina v jajčnem beljaku. Potekel je tudi proces koagulacije, pri čemer je jajčni beljak skrknil – na





66

makroskopski ravni opazimo nastanek bele gelaste strukture in raztopina pomotni.

Epruveta B (alpsko mleko)

Po dodatku 1mL jabolčnega kisa opazimo nastanek dveh plasti; v zgornji plasti so nastale bele grudice v spodnji plasti motna raztopina.

Prišlo je do ločitve kazeinskih in sirotkinih proteinov.Kazeinski proteini združeni v micelih v alpskem mleku so po dodatku šibke kisline denaturirali in koagulirai v skupke, ki jih na makroskopski ravni opazimo kot bele grudice na površini. Sirotkini proteini so zaradi prisotnih disulfidnih vezi odporni na dodatke kislin in so suspendirani v spodnji plasti motne raztopine.

(5) Diskusija Sprememba pH ima bistveno drugačen učinek na samo strukturo mleka v primerjavi s spremembo temperature. Pri prostopku sirjenja mleka, se mleku doda izbrana kislina (na primer ocetno kislino), kot stranski produkt nastane sirotka. Kazein koagulira pri pH 4,6 ali manj. Razlog za koagulacijo je namreč porušitev strukture kazeinskih micelov. Kazeinski miceli imajo pri pH 6,6 na površini negativen naboj in jih obdajajo sloji polarnih molekul vode. Pri nižanju pH se spremeni električni naboj na površini kazeinskih micelov in le ti postanejo električno nevtralni, posledično izgubijo sloj polarnih molekul. Polipeptidne verige kazeina, se v obliki kalcijevih soli sprostijo v raztopino in združijo v posamezne skupke – vizualno opazne bele grudice. V primerjavi s kazeini imajo sirotkini proteini relativno bolj organizirano kroglasto strukturo, ki vsebujejo disulfidne povezave. Skladno s tem je njihova topnost in odpornost v kislih razmerah večja. Sirotkini proteini ostanejo suspendirani v mlečnem serumu ali sirotki po izločanju kazeinov pri vrednosti pH 4,6.





67

Vprašanja za utrjevanje znanja Ključna vprašanja 1. Katere so osnovne gradbene enote beljakovin? Zapiši njihovo splošno strukturno formulo, označi in poimenuj ključni funkcionalni skupini! Osnovne gradbene enote beljakovin so amonikisline.

2. Kako imenujemo vez, ki povezuje dve ali več gradbenih enot beljakovin? Peptidna vez. 2. Zakaj so beljakovine pomembne v vsakodnevni prehrani ljudi? Človeško telo ni sposobno sintetizirati vseh aminokislin, zato so beljakovine nujen del prehrane. Spadajo med makrohranila, saj jih je s hrano treba zaužiti v večjih količinah, telesu pa predstavljajo vir energije. V telesu pa imajo mnoge za življenje pomembne funkcije: delujejo kot encimi, so nujno potrebne za rast in razvoj, so ključni gradnik celičnih struktur, sodelujejo pri imunskem odzivu, izgradnji in delovanju mišičevja, vključene so v popravljalne mehanizme in v prenos številnih snovi po organizmu. 3. Kakšne posledice pomanjkanja beljakovin v vsakodnevni prehrani ljudi? Najpogostejši simptom, ki se v telesu pojavi ob pomanjkanju beljakovin, je otekanje gležnjev, ki se pojavi zaradi neustreznega delovanja ledvic, zaradi česar prihaja do zastajanja vode v telesu. Drugi simptomi so lahko tudi modrice po telesu, izguba mišične mase, utrujenost, krči, lomljivi in poškodovani nohti, pojavijo pa se lahko tudi težave z jetri in zastajanje vode v trebuhu. 4. Kako glede na obliko razdelimo beljakovine? Za vsako obliko podaj en primer! Razdelimo na fibrilarne (nitaste) beljakovine (na primer keratin) in ne globularne (kroglaste) beljakovine (na primer transportne beljakovine). 5. Kaj je biuretska reakcija in zakaj so uporabljamo? Biuretska reakcija je reakcija za dokaz beljakovin (proteinov) oziroma prisotnost peptidne vezi. Vzorcu beljakovin dodamo reagent 0,5 % raztopino bakrovega(II) sulfata(VI), ki v bazičnem mediju natrijevega hidroksida povzroči značilno vijolično (tudi rožnato) obarvanje. 6. Kdaj potečeta procesa denaturacije in koagulacije? Proces denaturacije poteče, v kolikor pride do porušitve sekundarne, terciarne in kvatarne zgradbe proteinov zaradi spremembe okolja (povišane temperature, spremembne pH, UV-sevanja, prisotnost ionov težkih kovin,.. ). Pri tem procesu pride do porušitve vodikovih in





68

disulfidnih vezi med molekulami aminokislin, ki gradijo protein. Proces koagulacija poteče, ko proteini zakrknejo (koagulirajo), pri čemer preidejo iz suspenzije v tekoči fazi in se izločijo kot gelasto-trdna struktura (na primer jajčni beljak).

7. Kateri dve glavni skupini proteinov najdemo prisotnih v mleku živalskega izvora? Dve glavni skupini proteinov so kazeinski proteini (približno 80%) in sirotkini proteini (približno 20%). Naloge za vajo 1. Katera od spodaj navedenih snovi, ne vsebuje beljakovin? A lasje B hemoglobin C kuhinjski sladkor Č mleko 2. Katera izmed spodaj navedenih simbolnih formul prikazuje peptidno vez? A -COOH B -COO- C -COO-NH- Č -CO-NH- 3. Prikazana je slika modela molekule asparagina. Katera izmed spodnjih trditev je pravilna?

Slika modela molekule asparagina A Spojino uvrščamo med alkohole, saj vsebuje vezano hidroksilno skupino. B Spojino uvrščamo med aminokisline, ki v človeškem telesu gradi beljakovine. C Spojino uvrščamo med dipeptide, saj sta dve aminokislini povezani s peptidno vezjo. Č Spojina vsebuje eno aldehidno, dve aminski in eno karboksilno funkcionalno skupino. 4. Prikazane so slike modelov treh aminokislin (glicin, alanin in serin). Na simbolni ravni prikaži povezovanje teh treh aminokislin v tripeptid. Označi nastale vezi v molekuli tripeptida in jih poimenuj. Zapiši tudi ustrezno število molekul spojine, ki nastane kot stranski produkt.






69

Slika strukturne formule molekule tripeptida Ala-Gly-Ser z označenimi peptidnimi vezmi 5. Iz koliko molekul aminokislin je sestavljen spodaj prikazan peptid?


A Iz dveh aminokislin. B Iz treh aminokislin. C Iz štirih aminokislin. Č Iz petih aminokislin. 6. Prikazana je slika modela neke strukture proteina. Odgovori na spodaj zastavljena vprašanja.


6.1. Opredeli raven strukture prikazanega modela proteina: Terciarna struktura proteina. 6.2. Koliko je α-vijačnic v strukturi prikazanega modela proteina? 3 6.3. Koliko je β-nagubanih ravnin v strukturi prikazanega modela proteina? 5





70

6.4. Ali lahko poteče proces denaturacije? Utemelji! Proces denaturacije lahko poteče, če spremenimo okolje (na primer temperaturo), saj se poruši terciarna raven strukture proteina in le ta postane nefunkcionalen.

6.5. Ali daje biuretska reakcije pozitiven ali negativen test v raztopini prikazanega proteina? Utemelji Biuretska reakcija daje pozitiven test, saj so osnovni gradniki proteina aminokisline, ki se med seboj povezujejo s peptidnimi vezmi. Nastane kompleks med atomom dušika peptidne vezi in bakrovimi(2+) ioni, kar povzroči spremembo barve raztopine iz svetlo modre v temno vijolično. 7. V posamezni epruveti smo dodali raztopine neznanih snovi. Dodali smo 1 mL 10 % vodne raztopine natrijevega hidroksida ter rahlo stresali. Nato smo dodali še 3 kapljice 0,5 % vodne raztopine bakrovega(II) sulfata(VI). Katere raztopine snovi bi lahko bile prisotne v posamezni epruveti? Obkroži črko pred pravilno kombinacijo.


A V epruveti A je raztopina jajčnega beljaka, v epruveti B alpsko mleko. B V epruveti A je raztopina glicina, v epruveti B je raztopina saharoze. C V epruveti A je raztopina alanina, v epruveti B je raztopina želatine. Č V epruveti A je raztopina jajčnega beljaka, v epruveti B je raztopina glicina. Ali razumem? 1. Koliko različnih molekul tripeptida lahko sestavimo iz dveh aminokislin (aminokisline alanina in serina)? Na delčni ravni prikaži dva primera možno nastalih tripeptidov iz omenjenih aminokislin. V pomoč naj ti bodo simbolni prikazi molekul alanina in serina. Zapiši tudi, na katere karakteristike je potrebno biti pozoren pri predstavitvi delcev na delčni ravni?

Slika modela simbolnega prikaza Slika modela simbolnega prikaza molekule alanina molekule serina





71

Slika modela molekule tripeptida Ala-Ser-Ala Slika modela molekule tripeptida Ala-Ser-Ser

Pri risanju modelov molekul na delčni ravni, moramo biti pozorni na razmerje velikosti delcev (radij atomov), ustrezno število vezi in kot med njimi ter ustrezno barvo za ponazoritev vrste delcev.

2. Utemelji, zakaj ne sme človekova telesna temperatura narasti na več kot 42 °C? Človeško telo vsebuje veliko beljakovin, pri povišani temperaturi (nad 42°C) se spremeni struktura beljakovin in posledično postanejo nefunkcionalne. 3. V laseh so prisotne molekule beljakovine keratina. Ena izmed molekul aminokislin, ki jih najdemo v strukturi keratina je cistein. Na simbolni ravni prikaži vse možne vezi, ki nastanejo med molekulami cisteina in jih označi in poimenuj. V pomoč ti je slika modela molekule aminokisline cisteina.

Slika modela molekule aminokisline cistein

Nastanek disulfidnih vezi med Nastanek peptidne vezi med Nastanek ionske vezi med molekulami cisteina molekulami cisteina molekulami cisteina

Nastanek vodikovih vezi med molekulami cisteina





72

4. V dveh serijah epruvet smo dodali raztopine posameznih snovi (glej spodaj). Vsako raztopino snovi v epruvetah testiramo z uporabo ninhidrinskega testa in biuretske reakcije. Izpolni spodnjo preglednico tako, da zapišeš pričakovano barvo, ki se pojavi v posameznih epruvetah po izvedbi obeh testov in opredeli test kot pozitiven/negativen.


Oznaka epruvet

Rezultati dokazovanja snovi z uporabo biruetske reakcije


A Pozitiven test. Nastanek temno-vijolične barve kompleksa spojine.


B Negativen test. Ne pride do spremembe barve, raztopina ostane modro obarvana.


C Negativen test. Ne pride do spremembe barve, raztopina ostane modro obarvana.


Č Pozitiven test. Nastanek temno-vijolične barve kompleksa spojine.



5. Na dveh primerih utemelji, zakaj ni primerno uživati določena živila v vsakodnevni prehrani glede na vsebnost različnih hranil, ki jih ta živila vsebujejo, četudi so ena izmed teh hranil beljakovine? Četudi živila vsebujejo veliko beljakovin, zaradi preostalih hranil, niso primerna za vsakdanje uživanje. Na primer govedina (mastna) vsebuje poleg beljakovin še precej maščob, ki presegajo





73

dnevno priporočen vnos. Mlečna čokolada vsebuje poleg beljakovin še maščobe in ogljikove hidrate (sladkorje), ki prav tako presegajo dnevno priporočen vnos. 6. Fotografija prikazuje sveže izdelano skuto, ki jo pripravimo iz tekoče sirotke. Le to pa pridobimo iz mleka živalskega izvora. Odgovori na zastavljena vprašanja.


6.1. Utemelji, kako iz mleka živalskega izvora pridobimo sirotko in kateri kemijski procesi pri tem potekajo (konkretno za posamezne proteine)? Pri prostopku sirjenja mleka, se mleku doda izbrana kislina (na primer ocetno kislino), kot stranski produkt nastane sirotka. Kazein koagulira pri pH 4,6 ali manj. Razlog za koagulacijo je namreč porušitev strukture kazeinskih micelov. Polipeptidne verige kazeina, se v obliki kalcijevih soli sprostijo v raztopino in združijo v posamezne skupke – vizualno opazne bele grudice. Sirotkini proteini ostanejo suspendirani v mlečnem serumu ali sirotki po izločanju kazeinov pri vrednosti pH 4,6.

6.2. Ali je potrebno nastalo sirotko segreti do določene temperature ali ji dodati kislino (na primer domači kis), da pridobimo skuto? Utemelji svojo izbiro. V primerjavi s kazeini imajo sirotkini proteini relativno bolj organizirano kroglasto strukturo, ki vsebujejo disulfidne povezave. Skladno s tem je njihova topnost in odpornost v kislih razmerah večja. Za povzročitev procesa denaturacije in posledično koagulacije, je potrebno sirotko segreti do določene temperature – začnemo opažati bele grudice. III. DEL S pomočjo zgornjih nalog si lahko ugotovil, kaj se dogaja z alpskim mlekom tekom intenzivnega segrevanja. Ali lahko sedaj odgovoriš na vprašanja, zastavljena v prebrani zgodbi: ¤ Katere makromolekule so prisotne v alpskem mleku? V alpskem mleku so prisotne beljakovine (proteini). ¤ Kateri kemijski procesi makromolekul so se odvijali tekom segrevanja alpskega mleka, da je prišlo do eksplozije in razlitja bele tekočine? Kazein, ki je v alpskem mleku prisoten v 80%, ne vsebuje sekundarne in terciarne strukture, posledično tudi ne disulfidnih vezi, zato je odporen na visoke temperature. Pri segrevanju ne denaturira, njegova struktura ostane nespremenjena. Medtem ko sirotkini proteini, ki so v mleku prisotni v 20%, vsebujejo pretežno globularne proteine z značilno sekundarno in terciarno strukturo, povezanih s disulfidnimi vezmi, ki se pri povišani temperaturi (90°C) prekinejo in omenjene strukture se porušijo – potečeta procesa denaturacije in koagulacije. Zaradi manjšega





74

odstotka koaguliranih proteinov, mleko ne more v celoti koagulirati pri povišani temperaturi, ampak nastanejo tako imenovane 'opne' na površini mleka, v katerih so koagulirani sirotkini proteini. Opne preprečujejo, da bi zračni mehurčki, ki se tvorijo pri segrevanju mleka, uhajali iz posode. Ta opna se lahko dvigne, če je zračnih mehurčkov pri segrevanju preveč in posledično pride do eksplozije in razlitja bele tekočine. ¤ Ali enaki procesi potekajo tudi pri toplotni obdelavi živil iz enakih makromolekul? Pri toplotni obdelavi živil, bogatih z beljakovinami potekajo enaki procesi a v različnem razmerju. Več kot ima živilo beljakovin z izrazito sekundarno in terciarno strukturo, več je možnosti za potek procesa denaturacije in posledično koagulacije ter tako opazimo večje spremembe na makroskopski ravni. ¤ Ali lahko alpsko mleko vendarle varno segrejemo in preprečimo, da bi prišlo do omenjene eksplozije? Alpsko mleko samo po sebi ni potrebno segrevati, saj je že toplotno obdelano. V kolikor pa ga vseeno želimo segreti, moramo konstanto mešati, da predremo opno in tako omogočimo prost izstop zračnih mehurčkov. Na spletu ali v knjigi poišči primer koagulacije beljakovin v vsakdanjem življenju (ni potreba povezava s prehrano) in ga na kratko predstavi. Primer koagulacije beljakovin se pojavi tudi v medicini med operacijami, kjer kirurgi uporabljajo segrete električne nože in tako preprečijo krvavitve, saj pride do koagulacije v beljakovin v žilah. Beljakovine v žilah uvrščamo med kroglaste beljakovine z značilno terciarno strukturo. Le ta se z povišano temperaturo poruši (proces denaturacije) in beljakovina zakrkne (koagulira) pri čemer nastane strdek za preprečitev krvavitev.





75

Reference Banovšek, M. (2011). Vpliv dodatka sirišča na teksturo svežega sira. Diplomsko delo, Ljubljana: Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta. Devetak, I., Cvirn Pavlin, T., Jamšek, S. in Pahor, V. (2011). Peti element 9. Učbenik za kemijo v devetem razredu osnovne šole. Ljubljana: Rokus Klett. Dutson, T. R., & Orcutt, M. W. (1984). Chemical changes in proteins produced by thermal processing. Journal of Chemical Education, 61(4), 303–308. Pridobljeno s https://doi.org/10.1021/ed061p303 Fagan, C. C., Castillo, M., Payne, F. A., O’Donnell, C. P., Leedy, M., & O’Callaghan, D. J. (2007). Novel online sensor technology for continuous monitoring of milk coagulation and whey separation in cheesemaking. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 55(22), 8836–8844. Pridobljeno s https://doi.org/10.1021/jf070807b Glažar, S.A., Godec, A., Vrtačnik, M. in Wissiak Grm, K.S. (2005) Moja prva kemija 2: kemija za 9. razred osnovne šole. Učbenik. Ljubljana: Modrijan. Graunar, M., Podlipnik, M., & Mirnik, J. (2016). Kemija danes 2, učbenik za kemijo v 9. razredu osnovne šole. Učbenik. Ljubljana: DZS. Guyomarc’h, F., Law, A. J. R., & Dalgleish, D. G. (2003). Formation of soluble and micelle-bound protein aggregates in heated milk. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51(16), 4652–4660. Pridobljeno s https://doi.org/10.1021/jf0211783 Law, A. J. R., & Leaver, J. (1997). Effect of Protein Concentration on Rates of Thermal Denaturation of Whey Proteins in Milk. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 45(11),4255–4261. Pridobljeno s https://doi.org/10.1021/jf970242r Law, A. J. R., & Leaver, J. (2000). Effect of pH on the thermal denaturation of whey proteins in milk. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 48(3), 672–679. Pridobljeno s https://doi.org/10.1021/jf981302b Marvin,D., Šubic, T. (2012). Mleko in mlečni izdelki: učbenik za modul Predelava živil živalskega izvora (vsebinski sklop Predelava mleka v mlečne izdelke) za izboraževalni program živilsko-prehranski tehnik. Učbenik. Ljubljana: DZS.


https://doi.org/10.1021/ed061p303

https://doi.org/10.1021/jf070807b

https://doi.org/10.1021/jf0211783

https://doi.org/10.1021/jf970242r

https://doi.org/10.1021/jf981302b




76

Viri slik [1] https://sl.wikipedia.org/wiki/Glicin#/media/Slika:Glycin.jpg (18.10.2019)

[2] http://www.bbien.cn/u_file/product/14_06_30/350X350_4fcea5ba67.jpg (18.10.2019)

[3] http://www.dsch.univ.trieste.it/~geremia/PROTEIN/protein.html (18.10.2019)

[4] https://wou.edu/chemistry/courses/online-chemistry-textbooks/ch450-and-ch451- biochemistry-defining-life-at-the-molecular-level/chapter-2-protein-structure/#CH450- 2.2 (18.10.2019)

[5] https://it.quora.com/Cosa-si-intende-per-ripiegamento-di-proteine (18.10.2019)

[6] http://cbm.msoe.edu/teachingResources/jmol/proteinStructure/secondary.html (18.10.2019)

[7] https://cdn.kastatic.org/ka-perseus images/cd59edaf690af9b30fad 410a48d4a8003f3cda53.png (18.10.2019)

[8] https://cdn.imgbin.com/0/24/18/imgbin-protein-tertiary-structure-amino-acid-proteinstructure-myoglobin-myoglobin-hemoglobin-molecule eTcvCVRsQprmGqmLQ2z1ySJit.jpg (19.10.2019)

[9] http://www.kii3.ntf.uni-lj.si/e-kemija/file.php/1/output/proteini2/index.html (19.10.2019)

[10] https://www.shutterstock.com/es/image-illustration/molecular-structure-hemoglobin- 3d-rendering-797661571 (19.10.2019)

[11] https://www.dreamstime.com/royalty-free-stock-photo-keratin-intermediate- filaments-image27409105 (19.10.2019)

[12] https://as2.ftcdn.net/jpg/00/47/35/79/1000_F_47357901_ 9wgibL77K5ZLXuJEPfAeTwoLWuE1ZTMZ.jpg (19.10.2019)

[13] https://en.wikipedia.org/wiki/Amylase#/media/File:Salivary_alpha amylase_1SMD.png (21.10.2019)

[14] https://www.nicepng.com/maxp/u2w7a9u2t4y3t4t4/ (21.10.2019)

[15] https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a9/Antibody_IgG2.png (21.10.2019)

[16] https://en.wikipedia.org/wiki/Hemoglobin#/media/File:1GZX_Haemoglobin.png (21.10.2019)


https://sl.wikipedia.org/wiki/Glicin#/media/Slika:Glycin.jpg

http://www.bbien.cn/u_file/product/14_06_30/350X350_4fcea5ba67.jpg

http://www.dsch.univ.trieste.it/~geremia/PROTEIN/protein.html

https://wou.edu/chemistry/courses/online-chemistry-textbooks/ch450-and-ch451-%20%20%20%20%20biochemistry-defining-life-at-the-molecular-level/chapter-2-protein-structure/#CH450- 2.2



https://it.quora.com/Cosa-si-intende-per-ripiegamento-di-proteine

http://cbm.msoe.edu/teachingResources/jmol/proteinStructure/secondary.html

https://cdn.kastatic.org/ka-perseus%20images/cd59edaf690af9b30fad%20%20%20%20%20410a48d4a8003f3cda53.png

https://cdn.kastatic.org/ka-perseus%20images/cd59edaf690af9b30fad%20%20%20%20%20410a48d4a8003f3cda53.png

https://cdn.imgbin.com/0/24/18/imgbin-protein-tertiary-structure-amino-acid-protein-%0b%20%20%20%20%20structure-myoglobin-myoglobin-hemoglobin-molecule%20%20%20%20%20eTcvCVRsQprmGqmLQ2z1ySJit.jpg



http://www.kii3.ntf.uni-lj.si/e-kemija/file.php/1/output/proteini2/index.html

https://www.shutterstock.com/es/image-illustration/molecular-structure-hemoglobin-%20%20%20%20%20%20%203d-rendering-797661571

https://www.shutterstock.com/es/image-illustration/molecular-structure-hemoglobin-%20%20%20%20%20%20%203d-rendering-797661571

https://www.dreamstime.com/royalty-free-stock-photo-keratin-intermediate-%20%20%20%20%20%20%20filaments-image27409105

https://www.dreamstime.com/royalty-free-stock-photo-keratin-intermediate-%20%20%20%20%20%20%20filaments-image27409105

https://as2.ftcdn.net/jpg/00/47/35/79/1000_F_47357901_%20%20%20%20%20%20%209wgibL77K5ZLXuJEPfAeTwoLWuE1ZTMZ.jpg

https://as2.ftcdn.net/jpg/00/47/35/79/1000_F_47357901_%20%20%20%20%20%20%209wgibL77K5ZLXuJEPfAeTwoLWuE1ZTMZ.jpg

https://en.wikipedia.org/wiki/Amylase#/media/File:Salivary_alpha amylase_1SMD.png

https://en.wikipedia.org/wiki/Amylase#/media/File:Salivary_alpha amylase_1SMD.png

https://www.nicepng.com/maxp/u2w7a9u2t4y3t4t4/

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a9/Antibody_IgG2.png

https://en.wikipedia.org/wiki/Hemoglobin#/media/File:1GZX_Haemoglobin.png




77

[17] http://dl.clackamas.edu/bi102_online/controls.htm (25.10.2019)

[18] https://3.bp.blogspot.com/vrx7JTJgdpM/WJPiQ1690xI/AAAAAAAABZw/ xTOwlOhLImEw2m PEeb90ZBUA7ObRsDkXACLcB/s640/milk- 435295_960_720.png (25.10.2019) [19] https://assets.fishersci.com/TFS-Assets/CCG/Chemical-Structures/chemical structure-cas-9000-71-9.jpg-650.jpg (25.10.2019)

[20] https://pediaa.com/wp-content/uploads/2016/11/What-are-the-Monomers-of- Proteins-1.png (25.10.2019)

[21] https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/image/imgsrv.fcgi?cid=9988076&t=l (26.10.2019) [22] https://cdn.rcsb.org/images/rutgers/be/1beb/1beb.pdb1-500.jpg (27.10.2019)

[23] https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S095869469900059X-gr1.sml (27.10.2019)

[24] https://www.uoguelph.ca/foodscience/sites/uoguelph.ca.foodscience/files/public/ home/wsadmin/images/Micelle.gif (28.10.2019)

[25] https://images.eatthismuch.com/site_media/img/104_ldementhon_c4a1f6c1-fd55- 4433-a3d1-9f2f927c2426.png (1.11.2019)

[26] https://cdn.rcsb.org/images/rutgers/ov/1ova/1ova.pdb1-500.jpg (1.11.2019)

[27] https://alchetron.com/cdn/ovalbumin-49b0beb7-c9a5-485b-a123-a1c4be71f5b

-resize-750.jpeg (1.11.2019)

[28] http://www.surgerytoday.com/education/wp-content/uploads/2013/04/ denatured-protein.jpg (3.11.2019) [29] https://www.seriouseats.com/2018/06/20180508-homemade-ricotta-vicky-wasik- 3.jpg (3.11.2019) [30] https://sl.wikipedia.org/wiki/Skuta_(mle%C4%8Dni_izdelek)#/media/Slika:Tvorog.jpg (8.11.2019) [31] https://easychem.com.au/wp-content/uploads/2018/05/Biuret-test.jpg (13.11.2019)


http://dl.clackamas.edu/bi102_online/controls.htm

https://3.bp.blogspot.com/vrx7JTJgdpM/WJPiQ1690xI/AAAAAAAABZw/%20%20%20%20%20%20%20%20xTOwlOhLImEw2m%20PEeb90ZBUA7ObRsDkXACLcB/s640/milk-%20%20%20%20%20%20%20435295_960_720.png



https://assets.fishersci.com/TFS-Assets/CCG/Chemical-Structures/chemical%20%20%20%20%20%20%20%20structure-cas-9000-71-9.jpg-650.jpg

https://assets.fishersci.com/TFS-Assets/CCG/Chemical-Structures/chemical%20%20%20%20%20%20%20%20structure-cas-9000-71-9.jpg-650.jpg

https://pediaa.com/wp-content/uploads/2016/11/What-are-the-Monomers-of-%20%20%20%20%20%20%20%20Proteins-1.png

https://pediaa.com/wp-content/uploads/2016/11/What-are-the-Monomers-of-%20%20%20%20%20%20%20%20Proteins-1.png

https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/image/imgsrv.fcgi?cid=9988076&t=l

https://cdn.rcsb.org/images/rutgers/be/1beb/1beb.pdb1-500.jpg

https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S095869469900059X-gr1.sml

https://www.uoguelph.ca/foodscience/sites/uoguelph.ca.foodscience/files/public/%20%20%20%20%20%20%20home/wsadmin/images/Micelle.gif

https://www.uoguelph.ca/foodscience/sites/uoguelph.ca.foodscience/files/public/%20%20%20%20%20%20%20home/wsadmin/images/Micelle.gif

https://images.eatthismuch.com/site_media/img/104_ldementhon_c4a1f6c1-fd55-%20%20%20%20%20%20%20%204433-a3d1-9f2f927c2426.png

https://images.eatthismuch.com/site_media/img/104_ldementhon_c4a1f6c1-fd55-%20%20%20%20%20%20%20%204433-a3d1-9f2f927c2426.png

https://cdn.rcsb.org/images/rutgers/ov/1ova/1ova.pdb1-500.jpg

https://alchetron.com/cdn/ovalbumin-49b0beb7-c9a5-485b-a123-a1c4be71f5b%20%20%20%20%20%20%20-resize-750.jpeg

https://alchetron.com/cdn/ovalbumin-49b0beb7-c9a5-485b-a123-a1c4be71f5b%20%20%20%20%20%20%20-resize-750.jpeg

http://www.surgerytoday.com/education/wp-content/uploads/2013/04/%20%20%20%20%20%20%20denatured-protein.jpg

http://www.surgerytoday.com/education/wp-content/uploads/2013/04/%20%20%20%20%20%20%20denatured-protein.jpg

https://www.seriouseats.com/2018/06/20180508-homemade-ricotta-vicky-wasik-%20%20%20%20%20%20%203.jpg

https://www.seriouseats.com/2018/06/20180508-homemade-ricotta-vicky-wasik-%20%20%20%20%20%20%203.jpg

https://sl.wikipedia.org/wiki/Skuta_(mle%C4%8Dni_izdelek)#/media/Slika:Tvorog.jpg

https://easychem.com.au/wp-content/uploads/2018/05/Biuret-test.jpg




78

[32] https://files.transtutors.com/questions/transtutors001/images/ transtutors001_5d96963e-9a6c-4d0c-a701-f1481bde9cbe.png (13.11.2019) [33] https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/08/Tetrapeptide_structural formulae_v.1.png/1920px-Tetrapeptide_structural_formulae_v.1.png?1574814306638 (16.11.2019) Opombe: Če ni navedenih virov, so slike modelov molekul na delčni in simbolni ravni ustvarjene samostojno (avtorsko delo) ob pomoči programa Chemsketch in Jmol. Znaki za nevarnost snovi so zbrani iz varnostnega lista.


https://files.transtutors.com/questions/transtutors001/images/%20%20%20%20%20%20%20transtutors001_5d96963e-9a6c-4d0c-a701-f1481bde9cbe.png

https://files.transtutors.com/questions/transtutors001/images/%20%20%20%20%20%20%20transtutors001_5d96963e-9a6c-4d0c-a701-f1481bde9cbe.png

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/08/Tetrapeptide_structural%20%20%20%20formulae_v.1.png/1920px-Tetrapeptide_structural_formulae_v.1.png?1574814306638

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/08/Tetrapeptide_structural%20%20%20%20formulae_v.1.png/1920px-Tetrapeptide_structural_formulae_v.1.png?1574814306638

Documents

Ali lahko alpsko mleko med segrevanjem eksplodira? · 2. Polipeptidi in proteini kot produkt kondenzacijske polimerizacije; 3. Prehranska piramida in pomen beljakovin ter esencialnih