Коллеги - педагогический журнал Казахстана
Наша библиотека
| Главная » Файлы » В помощь учителю » Биология |
Биология 10 класс Урок №11
| 2014-10-06, 7:58 PM | |
| Биология 10 класс Урок №11 Тема "Ферменты, их роль в регуляции процессов жизнедеятельности" Цель: изучить ферменты, их роль в регуляции жизнедеятельности клетки, практическом значении в жизни человека. Задачи: Образовательные сформировать знания о белках-ферментах, играющих важную роль в процессах жизнедеятельности клетки; сформировать знания о ферментах-катализаторах – как одной из важнейших функций. Развивающие: развивать умение анализировать результаты лабораторных опытов, устанавливать причинно-следственные связи между живыми и неживыми клетками; развивать познавательный интерес учащихся к предмету общая биология. Воспитательные: формирование научного мировоззрения, четких представлений о роли биологии в современном обществе. Оборудование: ИКТ, лабораторное оборудование для проведения практической работы и материалы (лук, картофель, перекись водорода) Ход урока: Этапы урока Деятельность учителя Деятельность учащихся дифференциация время Организационный Постановка проблемы Постановка темы и целей урока групповая 4-5 мин Повторение пройденного материала Фронтальный опрос Слушают учителя, обсуждают в парах, отвечаю на вопросы Индивидуальная, групповая 10 мин Изучение нового материала Предоставление материалов для изучения Изучение, обсуждение в группах Групповая 15 мин Закрепление изученного материала Подготовка практической работы Выполнение практической работы групповая 10 мин Подведение итогов Оценивание учащихся самооценка индивидуальная 2-3 мин д/з Озвучка д/з Запись в дневник индивидуальная 2-3 мин Повторение пройденного материала о строении и составе белков, их функциях. С какими материальными объектами связана тайна жизни? Это один из главных вопросов, на который пыталась ответить наука на протяжении своей истории. И уже довольна давно ученые поняли, что важную, а может быть и главную роль во всех жизненных процессах играют…белки. На уроках биологии и химии мы познакомились со строением, свойствами и функциями белков. Вопросы: Какая теория?- Правильно, полипептидная теория строения белков. Что было доказано?- Было доказано, что в состав белков входят следующие элементы: C, H, O, N, S и другие, в разных количествах. Почему белкам дано название протеины? Согласно пептидной теории, какова структура белков?- 1,2,3,4 Какие функции белки выполняют в клетках? Какими свойствами обладают белки? (Денатурация, ренатурация) Сегодня на уроке продолжим знакомство с белками, но с белками-ферментами, рассмотрим одну из важных функций – каталитическую. В процессе изучения материала постараемся решить поставленные задачи урока. Таким образом, нам с вами предстоит решить не только теоретические вопросы о ферментах, но и практически пронаблюдать их действие. Чтобы мы чувствовали себя счастливыми в процессе урока, мы должны будем связать воедино весь предлагаемый для изучения и наблюдения материал, чтобы в конце урока прийти к определенному выводу, необходимо поэтапно решать поставленные нами задачи нашего урока. Изучение нового материала Прежде чем начать изучение нового материала о ферментах, послушаем небольшую сказку. а) Я расскажу вам сказку. Умирая, старый араб завещал своим сыновьям 17 прекрасных белых верблюдов. Старшему половину, среднему – третью часть, младшему – девятую часть. Когда араб умер, сыновья принялись делить свое наследство, но 17 верблюдов не делится ни на 2, ни на 3, ни на 9. В это время через пустыню шел бедный ученый, дервиш и вел за собой старого черного верблюда. Он подошел к братьям и спросил, о чем они горюют. Братья поведали о своем наследстве и невозможности его поделить. Тогда дервиш подарил им своего верблюда. У них стало 18 верблюдов и все получилось: старший получил 9 верблюдов, средний – 6 верблюдов, младший – 2 верблюда, остался старый верблюд ученого. “Что с ним делать?” – спросили братья. “Отдайте его мне” – попросил ученый, и братья вернули ему верблюда. Вот и ферменты, так же, как и старый верблюд дервиша помогают осуществлять реакции в организме. б) Так что же такое ферменты? Ферменты – это белковые молекулы, синтезируемые живыми клетками. В каждой клетке имеются сотни различных ферментов. С их помощью осуществляются многочисленные химические реакции, которые могут с большой скоростью идти при температурах, подходящих для данного организма, то есть в пределах от 5о до 40о . Чтобы эти реакции протекали вне организма с той же скоростью потребовались бы высокие температуры и резкие изменения условий. Для клетки это означало бы гибель, так как вся работа клетки строится таким образом, чтобы избежать любых сколько-нибудь заметных изменений в нормальных условиях ее существования. Таким образом, можно сказать, что ферменты – это биологические катализаторы, то есть вещества, которые ускоряют биохимические реакции. Они абсолютно необходимы, потому что без них реакции в клетке протекали бы слишком медленно. Что же обозначает термин-фермент Термин “фермент” (от лат. fermentum – закваска) был предложен в начале XVII века голландским ученым Ван Гельмондом. Почти все ферменты являются белками (но не все белки – ферменты). Представление о том, что ферменты – белки утвердилось не сразу. Для этого надо было научиться их выделять в высоко кристаллической форме. Впервые ферменты в такой форме выделил в 1926 году Дж. Самнер. После этого потребовалось еще 10 лет, в течение которых было получено еще несколько ферментов в кристаллической форме, чтобы представление о белковой природе ферментов стало доказанным и получило всеобщее признание. Для ферментов характерна своя эволюция, им также пришлось пройти длительный путь признания. Какими же свойствами обладают ферменты? в) Катализ и энергия активации Биологические катализаторы (т.е. ферменты) характеризуются следующими основными свойствами. Несмотря на большое количество и разнообразие ферментов всех их по особенностям строения молекул можно разделить на 2 группы: простые белки и сложные белки. У сложных ферментов помимо белковой части имеется добавочная группа небелковой природы – кофактор, например, многие витамины. В молекуле однокомпонентного белка выделяют особую часть, представляющую собой уникальное сочетание нескольких аминокислотных остатков, располагающихся в определенной части белковой молекулы. Ее называют активным центром фермента, который взаимодействует с молекулой субстрата с образованием фермент-субстратного комплекса. Затем фермент-субстратный комплекс распадается на фермент и продукт (продукты) реакции. Грин т.1 стр. 198 (схема) Согласно гипотезе, выдвинутой Э. Фишером, субстрат подходит к ферменту, как ключ к замку, т.е. пространственные конфигурации активного центра фермента и субстрата точно соответствуют друг другу. Субстрат сравниваем с “ключом”, который подходит к “замку” – ферменту. Поскольку все ферменты являются белками, их активность наиболее велика при физиологически нормальных условиях: Большинство ферментов наиболее активно работает только при определенной температуре. При повышении температуры до некоторого значения (в среднем до 50о С) каталитическая активность растет (на каждые 10о С скорость реакции повышается примерно в 2 раза). При t выше 50о С белок подвергается денатурации и активность фермента падает. Кроме того, для каждого фермента существует оптимальное значение pH, при котором он проявляет максимальную активность. На скорость реакции влияет также концентрация субстрата и концентрация фермента. Все ферменты высокоспецифичны к своему субстрату и как правило, катализируют только одну вполне определенную реакцию. г) Классификация ферментов Специфичность ферментов определяет их классификацию, в основе ее лежит тип катализируемых реакций. Классификация ферментов В 1961 году специальной комиссией международного биохимического союза была предложена систематическая номенклатура ферментов. Ферменты были подразделены на 6 групп в соответствии с общим типом реакции, которую они катализируют. Каждый фермент получил систематическое наименование, точно описывающее катализируемую им реакцию. Однако, поскольку многие из этих систематических названий оказались очень длинными и сложными, каждому ферменту было присвоено рабочее название для повседневного употребления. Рабочее название складывалось из названия субстрата, типа катализируемой реакции и окончания –аза. Например: Лактат + дегидрогенизация + аза = лактатдегидрогеназа Но для давно известных ферментов оставлены следующие названия, т.е. прежние названия пепсин, трипсин. Группа Катализируемая реакция Оксидоредуктазы. 480 ферментов, большая роль в энергетических процессах Катализирует реакции окисления – восстановления, перенос атомов H и O или электронов от одного к другому. Трансферазы Перенос определенных группы атомов от одного вещества к другому Гидролазы. 460 ферментов, к ним относятся пищеварительные ферменты, входящие в состав лизосом и других органоидов, где они способствуют распаду более крупных биомолекул на простые Реакции гидролиза, при которых из субстрата образуются два продукта. Лиазы. 230 ферментов, участвующих в регуляциях синтеза и распада промежуточных продуктов обмена Ферменты, катализируемые реакции разрыва связей, в субстрате без присоединения воды или окисления. Изомеразы. 80 ферментов Ферменты, катализирующие превращения в пределах одной молекулы, они вызывают внутримолекулярные перестройки. Лигазы (синтетазы) (около 80 ферментов) Катализируемое соединение 2-х молекул с использованием энергии фосфатной связи, сопряжено с распадом АТФ. д) Практическое применение ферментов Может ли человек использовать знания о ферментах в своей практической деятельности? Существует ли определенная наука, которая занимается изучением ферментов? Энзимология – учение о ферментах, выделено в самостоятельную науку. Ферменты получили широкое применение в легкой, пищевой и химической промышленности, а также в медицинской практике. В пищевой промышленности ферменты используют при приготовлении безалкогольных напитков, сыров, консервов, колбас, копченостей. В животноводстве ферменты используют при приготовлении кормов. Ферменты используют при изготовлении фотоматериалов. Ферменты используют при обработке овса и конопли. Ферменты используют для смягчения кожи в кожевенной промышленности. Ферменты входят в состав стиральных порошков, зубных паст. В медицине ферменты имеют диагностическое значение – определение отдельных ферментов в клетке помогает распознаванию природы заболевания (например вирусный гепатит – по активности фермента в плазме крови) их используют для замещения недостающего фермента в организме. Закончили знакомство с ферментами, их ролью в регуляции процессов жизнедеятельности, значении в жизни человека. Далее постараемся доказать практически, настолько ли велика каталитическая активность ферментов, выполняя лабораторные опыты в лабораторной работе и закрепляя полученные знания. Закрепление изученного материала на основе выполнения практической работы Соблюдение правил безопасности. Инструктаж (журнал по технике безопасности). Что необходимо иметь: лук репчатый; картофель сырой, вареный; сырое мясо; пероксид водорода Н2О2; спиртовки; держатели; ступки с пестиком; мерный стакан; стекла, трубочки или пипетки; пробирки со штативом по 10 штук; набор препаровальных инструментов; посуда для размешивания различных материалов. практическая работа. Тема: Каталическая активность ферментов в живых тканях. Цель: познакомиться с ферментативным характером реакций обмена веществ, доказать, что ферментативная активность – свойство, присущее только живой клетке, продолжить формирование умений по составлению схемы и проведению простейших цитологических опытов. Оборудование: луковицы лука репчатого, клубни картофеля, кусочки мяса, 3%-ый пероксид водорода, ступни фарфоровые с пестиком, пробирки, спиртовки, набор препаровальных инструментов. Ход работы: Приготовить вытяжку. растереть в ступке 5г лука, добавить 50мл воды и разлить отжатый сок в две пробирки; мелко порезать 2г картофеля, растереть в ступке, добавить 50мл воды, разлить отжатый сок в две пробирки; одну пробирку с вытяжкой прокипятить, добавить в обе пробирки (контрольную и опытную) по 2мл 3%-ого раствора пероксида водорода; прилейте по 2мл Н2О2 (пероксида водорода) в пробирки с кусочком почки млекопитающего, с сырым картофелем, с кусочком вареного картофеля; запишите наблюдаемые вами явления при действии пероксида водорода на живые клетки растительной и животной ткани и на мертвые клетки (в пробирке с вареным картофелем); объясните причины выделения пузырьков газа, посинения раствора, отсутствие реакций в пробирках с прокипяченной вытяжкой; обобщите результаты работы, описав характерные свойства ферментов, особенности их действия. Методические рекомендации: Пероксид водорода – высокотоксичное для клетки соединение. Функцию его нейтрализации выполняет фермент каталаза, разлагающий пероксид водорода на воду и кислород: Доказательством выделения кислорода является посинение раствора вследствие окисления бензидина. Обсуждение итогов выполнения практической работы Методические рекомендации. Перед выполнением работы учащимся сказать следующее. Фермент каталаза имеется в каждой растительной и животной клетке; Фермент расщепляет пероксид водорода с образованием молекулы воды и кислорода; Фермент каталаза, расщепляя пероксид водорода, играет защитную роль, обезвреживая ядовитое вещество (Н2О2), которое непрерывно образуется в клетке в процессе ее жизнедеятельности. Итоги практической работы. Какие выводы можно сделать в результате исследований практических опытов: В каких пробирках не наблюдалось расщепление пероксида водорода и почему? Ответ: В опыте в пробирке с кусочком вареного картофеля и прокипяченными вытяжками (соков картофеля и лука) не наблюдалось расщепления пероксида водорода, так как при варке и кипячении вытяжки произошла денатурация белка-фермента каталазы, нарушилась третичная и, очевидно, вторичная структура молекулы и это, естественно привело к разрушению активного центра фермента. В каких пробирках происходило бурное выделение кислорода? Ответ: Бурное выделение кислорода при расщеплении пероксида водорода в пробирках с вытяжкой контрольной с соком лука и картофеля, а также кусочками сырого картофеля и почки млекопитающего свидетельствуют о том, что во всех клетках растительных и животных организмов есть фермент каталаза. Какой можно сделать вывод. Вывод: что выделение кислорода при действии пероксида водорода свидетельствует о проявлении каталитической функции белка-фермента – каталазы, который при 0оС разлагает в 1 сек до 40000 молекул пероксида водорода. Таким образом, задачи, поставленные перед началом нашего урока, я думаю, нам удалось реализовать. Оценки знаний. Д/з: Оформить результаты практической работы, подготовить характеристику ферментов. | |
| Просмотров: 1648 | Загрузок: 0 | Комментарии: 1 | | |
Вторник, 2024-04-16, 8:04 PM
Приветствую Вас Гость
Приветствую Вас Гость
Форма входа |
|---|
Категории раздела | |||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Социальные закладк |
|---|
Поиск |
|---|
Друзья сайта |
|---|
Теги |
|---|
Статистика |
|---|