Обобщение и подведение итогов урока

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

 

УРОКА ПО БИОЛОГИИ

НА ТЕМУ:

 

«Ферменты»

 

 

АВТОР:

Шилкина И.В.,

преподаватель биологии и географии

 

2010 год

Урок № 8

Группа: специальность «Технология продукции общественного питания»

 

Тема урока: Ферменты

 

Цель урока: сформировать представления о ферментах, их строении, механизме действия, свойствах, применении в промышленности (и особенно – пищевой) и значении в пищеварении человека

Задачи урока:

образовательные: познакомить учащихся с современными представлениями о химической природе, основными принципами взаимодействия с субстратом и практическим использованием специфических каталитических белков – ферментов (энзимов)

воспитательные: воспитание бережного отношения к окружающей среде

развивающие: развитие профессионального интереса учащихся

 

Тип урока: изучения нового материала

 

Методы и методические приемы обучения: беседа, проблемное обучение, лекция, работа с таблицами и рисунками, лабораторная работа

 

Средства обучения (оборудование): Рисунки «Строение фермента», «Схема гипотезы «ключа и замка», «Схема гипотезы «руки и перчатки»; таблицы «Классификация ферментов»; «Использование ферментов в промышленности»; руководство и все необходимое для проведения лабораторной работы

 

План урока

  1. Оргмомент – 2 мин
  2. Контроль достижений обучающихся – 5 мин
  3. Актуализация приобретаемых знаний, целеполагание – 3 мин
  4. Изучение нового материала – 15 мин
  5. Закрепление изученного – 15 мин
  6. Обобщение и подведение итогов урока – 3 мин
  7. Домашнее задание – 2 мин

 

Ход урока

 

Оргмомент

Приветствие, проверка присутствующих. Настрой на рабочий лад

Контроль достижений обучающихся

Фронтальная беседа о строении, свойствах и функциях белков (особенное внимание – каталитической)

 

Актуализация приобретаемых знаний, целеполагание

 

Пероксид водорода без катализаторов разлагается медленно:

2Н2О2 2 Н2О + О2

В присутствии солей железа (катализатора) эта реакция идет несколько быстрее. Фермент каталаза за 1 сек. расщепляет до 100 тыс. молекул Н2О2

Почему это происходит?

Учащиеся высказывают свои предположения

Давайте поработаем сегодня и попытаемся в конце урока найти ответ на этот вопрос

 

Изучение нового материала

 

§ Определение ферментов

Ферменты – это белки, обладающие каталитической активностью, т.е ускоряющие протекание реакций.

Впервые высокоочищенный кристаллический фермент был выделен в 1926 г. американским биохимиком Дж.Самнером. Этим ферментом была уреаза, которая катализирует расщепление мочевины. К настоящему времени известно более 2 тыс. ферментов, и их количество продолжает расти. Многие из них выделены из живых клеток и получены в чистом виде.

В клетке постоянно идут тысячи реакций. Если смешать в пробирке органические и неорганические вещества точно в тех же соотношениях, что и в живой клетке, но без ферментов, то почти никаких реакций с заметной скоростью идти не будет. Именно благодаря ферментам реализуется генетическая информация и осуществляется весь обмен веществ.

Для названия большинства ферментов характерен суффикс -аза, который чаще всего прибавляется к названию субстрата – вещества, с которым взаимодействует фермент.

§ Свойства ферментов:

  1. все ф. – глобулярные белки (полипептидные цепи свернуты в компактные глобулы).
  2. ф. увеличивают скорость реакции, но сами в ней не расходуются.
  3. присутствие ф. не влияет ни на природу, ни на свойства конечного продукта реакции.
  4. очень малое количество ф. вызывает превращение больших количеств субстрата.
  5. активность ф. меняется в зависимости от рН, температуры, давления и от концентрации как субстрата, так и самого фермента.
  6. катализируемая реакция обратима.
  7. ф. обладают специфичностью, т.е. один ф. катализирует обычно только одну реакцию.

 

§ Особенности строения

Несмотря на большое количество и разнообразие ферментов, все их по особенностям строения молекул можно разделить на две группы…

Ферменты

Простые Сложные

Состоят только состоят из белковой части-

из белка апофермента и небелковой

части – кофактора

 

Учащиеся зарисовывают схему

В молекуле однокомпонентного белка выделяют особую часть, представляющую собой уникальное сочетание нескольких аминокислотных остатков (от 3 до 12), располагающихся в определенной части белковой молекулы. Ее называют активным центром фермента, который взаимодействует с молекулой субстрата с образованием фермент-субстратного комплекса.

 

Демонстрируется рисунок «Строение фермента»»

 

§ Механизм действия фермента

Гипотеза «ключа и замка».

Гипотеза «руки и перчатки»

 

§ Факторы, влияющие на работу ферментов

 

Вопрос: Какие факторы, действующие на скорость химических реакций, вы знаете из химии?

Перечисляются факторы:

1. рН

2. температура

3. ионный состав среды

4. концентрация субстрата и среды.

Именно эти факторы влияют и на действие ферментов

§ Классификация ферментов

 

Рассматривают, анализируют таблицу «Классификация ферментов», частично перерисовывают ее в тетрадь

§ Применение ферментов

Задание: Выбрать из таблицы сведения о ферментах, используемых в пищевой промышленности.

Выбирают необходимые сведения

 

 

Закрепление изученного

Проведение лабораторной работы «Расщепление пероксида водорода ферментом каталазой»

Обобщение и подведение итогов урока

Итак, давайте вспомним вопрос, который прозвучал в начале урока.

Почему вещество каталаза расщепляет пероксид водорода очень быстро?

Примерный ответ: Каталаза – фермент, т.е. вещество, ускоряющее скорость химической реакции в организме.

 

7. Домашнее задание:

1. Повторить записи в тетради

2. Подготовить сообщения о значении ферментов.

3. (опережающее) Подумать, каково значение ДНК для живых организмов


Строение фермента

 

 

 

 

 

Иллюстрация к гипотезе «Руки и перчатки»

Классификация ферментов

Группы ферментов Катализируемая реакция Примеры ферментов
1. Оксидоредуктазы Перенос атомов Н и О или электронов от одного вещества к другому Дегидрогеназа, оксидаза.
2. Трансферазы Перенос определенной группы атомов от одного вещества к другому Трансминаза, киназа
3. Гидролазы Реакции гидролиза, при которых из субстрата образуются два продукта Липаза, амилаза, пептидаза
4. Лиазы Негидролитическое присоединение к субстрату или отщепление от него группы атомов Декарбоксилаза, фумараза, альдолаза
5. Изомеразы Внутримолекулярная перестройка Изомераза, мутаза
6. Лигазы Соединение двух молекул в результате образования новых связей, сопряженных с распадом АТФ Синтетаза

Использование ферментов в промышленности

Фермент Отрасль промышленности Использование
Амилазы (расщепляют крахмал) Пивоваренная Текстильная   Хлебопекарная Осахаривание содержащегося в солоде крахмала. Удаление крахмала, наносимого на нити во время шлихтования. Крахмалглюкоза. Дрожжевые клетки, сбраживая глюкозу, образуют углекислый газ, пузырьки которого разрыхляют тесто и придают хлебу пористую структуру.
Протеазы Папаин     Пепсин   Трипсин Ренин Бактериальные протеазы   Пивоваренная   Мясная Фармацевтическая   Пищевая Фармацевтическая Пищевая Сыроделие Стирка белья Кожевенная     Пищевая   Этапы процесса пивоварения, регулирующие количество пены. Мягчение мяса. Добавки к зубным пастам для удаления зубного налета. Производство «готовых» каш. Препараты, способствующие пищеварению. Производство продуктов для детского питания. Свертывание молока (получение сгустка казеина). Стиральные порошки с энзимными добавками. Отделение волоса – способ, при котором не повреждаются ни волос, ни шкура. Смягчение кожи после дубления. Получение белковых гидролизатов.
Глюкозооксидаза Пищевая Удаление глюкозы или кислорода.
Каталаза Пищевая Резиновая Удаление пероксида углерода. Получение кислорода, необходимого для превращения латекса в губчатую резину.
Целлюлазы Пектиназы Пищеая Осветление фруктовых соков.

Лабораторная работа

Расщепление пероксида водорода ферментом каталазой

 

Цель работы: выяснить роль фермента каталазы листа элодеи в расщеплении пероксида водорода.

Оборудование:

  • Микроскоп
  • Элодея
  • Предметные и покровные стекла
  • Пероксид водорода

Ход работы:

  1. Прочитайте теоретический материал о ферменте каталаза

 

Каталаза (Н2О2:Н2О2— оксидоредуктаза)

фермент, катализирующий реакцию разложения перекиси водорода на воду и молекулярный кислород: Н2О2 + Н2О2 = О2 + 2Н2О. Биологическая роль каталазы заключается в деградации перекиси водорода, образующейся в клетках в результате действия ряда флавопротеиновых оксидаз (ксантиноксидазы, глюкозооксидазы, моноаминоксидазы и др.), и обеспечении эффективной защиты клеточных структур от разрушения под действием перекиси водорода. Каталаза широко распространена в тканях животных, в т.ч. человека, растений и в микроорганизмах (однако фермент полностью отсутствует у некоторых анаэробных микроорганизмов). В клетках К. локализуется в специальных органеллах — пероксисомах.

«Медицинская энциклопедия»