Unit didattica le proteine
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Unità didattica: Le Proteine. Classe scolastica II liceo Classico (equivalente IV superiore) - Brescia Corso di Biologia (3 ore settimanali) Libro di testo: Immagini della Biologia – Campbell Reece Taylor Simon - Zanichelli Motivazioni della scelta

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Unità didattica: Le Proteine

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Unit didattica le proteine

Unità didattica: Le Proteine

  • Classe scolastica

  • II liceo Classico (equivalente IV superiore) - Brescia

  • Corso di Biologia (3 ore settimanali)

  • Libro di testo: Immagini della Biologia – Campbell Reece Taylor Simon - Zanichelli

  • Motivazioni della scelta

  • Io in passato mi sono occupato di biochimica: è una risorsa

  • E’ possibile giungere ad una idea più realistica di cosa sia un sistema

  • cellulare attraverso della propedeutica biochimica semplice.


Momento didattico e durata

Momento didattico e durata

Momento del percorso formativo

A. Citologia – genetica – evoluzione

CITOLOGIA

fondamenti di chimica

macromolecole biologiche

teoria cellulare e codici molecolari

cellula: strutture e funzioni

  • Membrane lipidiche

  • Organuli

  • Nucleo, acidi nucleici e cromosomi

  • Cellula vegetale

  • Proteine

    B. Istologia – anatomia – ecologia

    Scansione temporale

  • 1 ora di laboratorio sulla quantificazione di proteine solubili negli alimenti

  • 1 ora in aula informatica di rielaborazione dei dati sperimentali

  • 1 ora frontale su aminoacidi essenziali e non-essenziali e sui fondamenti della

    sintesi proteica

  • 1 ora di laboratorio informatico sui livelli strutturali delle proteine

  • 1 ora frontale su localizzazione e funzione delle proteine nella cellula


  • Prerequisiti e obiettivi

    Prerequisiti e obiettivi

    Prerequisiti

    • Chimica: Basi di termodinamica, catalisi, legami covalenti, acqua e ponti-idrogeno

    • Macromolecole: struttura generica degli aminoacidi, legame peptidico e classi chimiche (idrofobici – idrofilici / acidi – basici / -SH), acidi nucleici

    • Cellula: membrana lipidica e reticolo endoplasmatico, nucleo, cromosoma, concetto generico di gene e di codone

      Obiettivi (didattici)

    • conoscere la differenza tra aminoacidi essenziali e non-essenziali

    • acquisire il concetto “UN GENE – UNA PROTEINA – UNA FUNZIONE”

    • conoscere nelle sue linee essenziali il significato di “folding” proteico

    • conoscere le differenze tra i 4 livelli strutturali delle proteine

    • conoscere la funzione proteica enzimatica in termini semplici di catalisi

    • conoscere la funzione proteica recettoriale in termini di riconoscimento specifico

    • saper riconoscere la funzione strutturale di alcune proteine cellulari

    • Sapere che vi sono proteine destinate a comparti extracellulari con funzione ormonale o di trasporto

      o immunitaria

      (formativi)

    • avere un’idea rappresentativa corretta della struttura di una proteina: da “corpicciolo misterioso” a

      “macromolecola” con funzione e struttura specifiche

    • cogliere gli effetti tridimensionali di interazioni deboli intramolecolari

    • avere consapevolezza degli effetti funzionali di strutture tridimensionali specifiche

    • saper mettere in relazione l’alimento con la macromolecola proteica

    • osservazione e interpretazione di dati sperimentali semplici


    Contenuti e modalit

    Contenuti e modalità

    1 ora di laboratorio sulle proteine negli alimenti

    Partendo dai piatti preferiti di ciascuno si analizzano con sistema Bradford alcuni estratti (brodi) preparati in precedenza dal docente, facendo bollire per un’ora quantità in peso paragonabili di cibi diversi, nella stessa quantità di acqua (10g in 250ml di acqua):

    • brodo di carne

    • brodo di pasta

    • brodo di zucchina

    • brodo di fagiolo

    • brodo di patata

    • brodo di pomodoro

      quindi si prelevano 0,1 ml da ciascun estratto e li si dispongono affiancati ad un’uguale quantità di latte, di latte scremato (diluiti 10 volte) e di acqua

      si aggiungono 0,9 ml di reattivo Bradford e si osserva dopo circa 10 min.

      quindi si effettua una quantificazione di OD a 595nm


    Contenuti e modalit1

    Contenuti e modalità

    1 ora di laboratorio sulle

    proteine negli alimenti

    Tabella di laboratorio

    Relazione

    Materiali e metodi:______________________________________________________________

    _campione di partenza (qualità – quantità)____________________________________________

    _trattamento (modi e tempi)________________________________________________________

    _metodo di osservazione e quantificazione del risultato__________________________________

    Risultati:_______________________________________________________________________descrizione precisa dei risultati ottenuti (qualitativa e quantitativa)_________________________

    ______________________________________________________________________________

    ______________________________________________________________________________

    Conclusioni:____________________________________________________________________conclusioni certe deducibili dall’esperimento__________________________________________

    ______________________________________________________________________________

    ______________________________________________________________________________


    Contenuti e modalit2

    Contenuti e modalità

    1 ora frontale frontale su aminoacidi essenziali e non-essenziali e sui fondamenti della sintesi proteica

    Aminoacidi essenziali: LA CELLULA NON E’ CAPACE DI SINTETIZZARLI

    proteina

    Proteina del citoplasma

    destinata alla degradazione

    citoplasma

    Endocitosi di

    proteine

    digestione

    aminoacidi


    Unit didattica le proteine

    Contenuti e modalità

    1 ora frontale frontale su aminoacidi essenziali e non-essenziali e sui fondamenti della sintesi proteica

    Aminoacidi non essenziali: LA CELLULA E’ CAPACE DI SINTETIZZARLI

    Precursori chimici

    di un aminoacido

    Aminoacidi non essenziali

    Proteina preposta alla sintesi dell’aminoacido

    Attività di sintesi dell’aminoacido

    Aminoacidi essenziali

    digestione

    Sintesi di nuove proteine


    Contenuti e modalit3

    Contenuti e modalità

    1 ora frontale frontale su aminoacidi essenziali e non-essenziali e sui fondamenti della sintesi proteica

    Sintesi delle proteine: LA TRADUZIONE DELL’RNA messaggero

    Aminoacidi

    liberi nel

    citoplasma

    RNA transfer aminoacil-RNAtransfer

    RNA messaggero


    Contenuti e modalit4

    Contenuti e modalità

    1 ora frontale frontale su aminoacidi essenziali e non-essenziali e sui fondamenti della sintesi proteica

    Sintesi delle proteine: LA TRADUZIONE DELL’RNA messaggero

    Aminoacidi

    liberi nel

    citoplasma

    aminoacil-RNAtransfer

    Proteina

    nascente

    ribosoma


    Contenuti e modalit5

    Contenuti e modalità

    1 ora di laboratorio informatico sui livelli strutturali delle proteine (parte 1)

    Il “folding” delle proteine: LE INTERAZIONI CON L’ACQUA E I PONTI-H


    Contenuti e modalit6

    Contenuti e modalità

    1 ora di laboratorio informatico sui livelli strutturali delle proteine (parte 1)

    Il “folding” delle proteine: UNA STRUTTURA = UNA FUNZIONE

    Proteina

    correttamente avvolta

    FUNZIONANTE

    Proteina

    svolta

    Proteina

    avvolta scorrettamente

    NON FUNZIONANTE

    In acqua la tensione

    di “folding” è paragonabile

    alla tensione di una molla.


    Contenuti e modalit7

    Contenuti e modalità

    1 ora di laboratorio informatico sui livelli strutturali delle proteine (parte 1)

    La struttura delle proteine: 4 LIVELLI DIVERSI DI OSSERVAZIONE

    2° LIVELLO

    (struttura secondaria)

    1° LIVELLO

    (struttura primaria)

    3° LIVELLO

    (struttura terziaria)

    Ruolo dei ponti S-H

    4° LIVELLO

    (struttura quaternaria)

    Ruolo dei ponti S-H


    Contenuti e modalit8

    Contenuti e modalità

    1 ora di laboratorio informatico sui livelli strutturali delle proteine (parte 2)

    Scopo: imparare i comandi interattivi per visualizzare molecole al computer.

    Strumento interattivo CHIME: è un Plugin collegato a Explorer che può essere ottenuto gratuitamente che

    legge files pdb (protein data bank). Si parte dal sitoPDBs for Biochemistry Classical Proteins.htm

    La struttura delle proteine: struttura quaternaria e concetto di struttura-funzione

    emoglobina


    Contenuti e modalit9

    Contenuti e modalità

    1 ora di laboratorio informatico sui livelli strutturali delle proteine (parte 2)

    La struttura delle proteine: strutture secondarie e concetto di struttura-funzione

    DNA polimerasi beta Lisozima


    Contenuti e modalit10

    Non catalizzata

    catalizzata

    DH

    tempo

    Contenuti e modalità

    1 ora su localizzazione e funzione delle proteine nella cellula

    Le funzioni delle proteine: CATALITICA – STRUTTURALE – DI RICONOSCIMENTO

    Enzimi catalizzatori

    • In una cellula possono lavorare

    • contemporaneamente migliaia di enzimi.

    • Un enzima può arrivare ad eseguire anche

    • 1 milione di trasformazioni al secondo


    Contenuti e modalit11

    Contenuti e modalità

    1 ora su localizzazione e funzione delle proteine nella cellula

    Le funzioni delle proteine: CATALITICA – STRUTTURALE – DI RICONOSCIMENTO

    Trasportatori e recettori di membrana

    Proteine strutturali


    Contenuti e modalit12

    Contenuti e modalità

    1 ora su localizzazione e funzione delle proteine nella cellula

    Altre funzioni extracellulari: ORMONI – ANTICORPI – TRASPORTATORI

    Anticorpi

    emoglobina


    Strumenti didattici e verifiche

    Strumenti didattici e verifiche

    Strumenti didattici

    • Libro di testo

    • lavagna

    • Power point

    • Fotocopie

    • Computer in rete web e con postazione docente imposta

      Verifiche

    • Domande inserite in una verifica generale sul modulo CELLULA

    • Nell’interrogazione settimanale verrà verificato anche il raggiungimento degli obiettivi formativi almeno fino alla fine del I° quadrimestre

    • Realizzazione e consegna della relazione di laboratorio

      Autovalutazione

    • Il livello di difficoltà era ben calibrato?

    • L’esercitazione di laboratorio è servita a incuriosire e stimolare? Ha trasmesso un concetto corretto di sperimentazione scientifica?

    • Il laboratorio informatico ha consolidato i concetti teorici?


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