Відкритий урок на тему - Ферменти як біокаталізатори та їх значення
Розділи: Хімія
- Навчальна:познайомити учнів із цим класом біологічно активних речовин; узагальнити їх знання про ферменти як про біокаталізаторів. Порівняти особливості ферментів та неорганічних каталізаторів. Показати роль ферментів у функціонуванні живих організмів, а також у промисловості, медицині, повсякденному житті людини.
- Розвиваюча:продовжити розвиток умінь порівнювати, аналізувати, узагальнювати, знаходити та відбирати додаткову інформацію; формування навичок техніки хімічного експерименту
- Виховна: прищеплення культури спілкування під час спільної діяльності, інтересу до предмета
Перші дані про ферменти були отримані щодо процесів бродіння і травлення. Великий внесок у дослідження бродіння зробив Л.Пастер, однак він вважав, що відповідні реакції можуть здійснювати тільки живі клітини. На початку XX ст. Е.Бухнер показав, що зброджування сахарози з утворенням діоксиду вуглецю та етилового спирту може каталізуватися безклітинним дріжджовим екстрактом. Це важливе відкриття послужило стимулом до виділення та вивчення клітинних ферментів.
У трактаті знаменитого європейського алхіміка Василя Валентина (XV ст), бродіння описується як результат дії якогось духу, і цей дух назвали fermentum (лат. "Закваска"). Поступово відбувалася матеріалізація ферментів: з духами було покінчено. І в XIX столітті більшість вчених уже вважали процес бродіння – сукупністю реакцій, спричинених ферментами – біологічними каталізаторами. Було запропоновано називати ферменти - ензимами.вчені припускали, що основою ферменту є білок, але ця думка була почута науковим товариством. Лише у 30-х роках ХХ ст., коли американським біохіміком Нортропом були отримані кристалічні ферменти пепсин та трипсин, їхня білкова природа була остаточно визнана, і в 50-х роках підтверджена рентгеноструктурним аналізом. З того часу виявлено та виділено понад 700 ферментів, але в живих організмах їх існує набагато більше. На сьогоднішній день відомо понад дві тисячі ферментів, а скільки ще не вивчено.
Ферменти – це речовини, без яких неможливий перебіг багатьох процесів в організмі. Насправді, ферменти беруть участь у перетравленні їжі, а й у роботі центральної нервової системи, у процесах зростання нових клітин.
1. Орг. момент (мотивація)
Отже, ми з вами на минулому уроці познайомилися з будовою та роботою ферментів, згадали, що таке каталіз та каталізатори, на даному уроці ми узагальним наші знання та збагатимо їх тією інформацією, яку ви підготували вдома.
- Що таке фермент?
- Що ви знаєте про відкриття ферментів?
- Як працюють ферменти в організмі та в чому унікальність їх властивостей?
2. Вивчення нової теми методом колективного вирішення проблеми
Проблема.Як вам вже відомо, ферменти - це біокаталізатори, які працюють як у клітині, так і за її межами і в цьому вони подібні до неорганічних каталізаторів. Порівняйте їх і доведіть важливість ферментів для процесів життєдіяльності організмів і необхідність їх практичного застосування.
1. Порівняємо неорганічні каталізатори та ферменти, результати порівняння ви повинні були вдома занести до таблиці. Я нагадую, як вона виглядала: (слайд №1, Додаток 1)
2. Перевіримоправильність заповнення таблиці. (Слайд №2)
3. Ознайомимося докладніше з властивостями ферментів, виходячи з їхньої білкової природи. (слайд №3) З курсу біології (я ще раз наголошую на взаємозв'язку цих наук) ви знаєте, що ферменти можна класифікувати не протеїни протеїди, останні представлені білковою частиною (апроферментом) і небілковою (коферментом). І, у зв'язку з цим, розглянемо їх властивості: загальні та специфічні. (слайди №4 та 5)
4. Як висновки вивчення властивостей ферментів, проведемо міні експеримент «Дія каталази на пероксид водню». Поясніть результати експерименту.
Висновок:т.к. каталаза – фермент білкової природи, то при варінні (впливі високих температур) він денатурував, і, як наслідок, фермент не виконує своїх функцій, тобто. не працює.
5. Підбиваючи підсумок цієї частини уроку, - роль ферментів у життєдіяльності організмів. (Слайд №6).
Далі ми переходимо до вирішення другої частини нашої проблеми: практичне застосування знань про ферменти.
6. Зараз відомо, що численні захворювання викликаються зниженням активності ферментів, а порушення синтезу одного з них може спричинити загибель організму. З іншого боку, визначення активності ферментів використовують у діагностиці низки захворювань.
- За допомогою ферментів зараз розшифровують складні структури білків та нуклеїнових кислот. Так, наприклад, ферменти допомогли вченим з тріумфом розшифрувати геном людини, який, як виявилося, складається всього лише з 26 - 30 тисяч генів. Виробляється клонування, досягли небувалих успіхів біотехнологія та генна інженерія.
- Численні галузі харчової промисловості - виноробство, хлібопечення, сироваріння, виробництво чаю, спирту та ін, засновані на широкому застосуванні ферментів.
- У медичній промисловості за допомогою ферментів одержують різні фармацевтичні препарати: вітаміни, ліки, антибіотики.
- Останні десятиліття ферменти – ензими стали додавати в пральні порошки.
7. Отже. ви, хлопці, вирішили проблему. І як узагальнення – презентація хлопців, у якій Даша підведе підсумок. (презентація «Ферменти», Додаток 2)
8. На закінчення, щоб перевірити компетентність кожного з вас, я пропоную виконати тест:
Вибери правильну відповідь на поставлене питання
1. Ферменти – це каталізатори:
а) вуглеводної природи; б) білкової природи; в) неорганічної природи; г) ліпідної природи.
2. Ферменти виявляють найбільшу активність при температурі:
3. Для ферментів шкіри оптимальне значення pH середовища дорівнює:
4. У цій галузі промисловості ферменти не використовують:
а) харчова; б) косметична; в) фармакологія; г) металургійна.
5. Ділянка молекули ферменту, що відповідає за приєднання речовини:
а) каталітичний центр; б) субстратний центр; в) алостеричний центр; г) активний центр.
Ключ:1 - б; 2 – в; 3 – а; 4 – г; 5 – р. (слайд №7)