Конспект уроку з теми "Ферменти"

Урок № 5

ФЕРМЕНТИ.

Цілі уроку: 

освітня: ознайомити учнів з поняттям  про ферменти,їх роль у життєдіяльності організмів. Показати наочний приклад дії ферментів; 

розвивальна: розвивати вміння використовувати раніше вивчену інформацію, аналізувати, зіставляти та робити висновки, вміння логічно мислити та знаходити зв’язки;

виховна: виховувати розуміння цінності всіх живих організмів і природи в цілому, формувати науковий світогляд, інтерес до предмета.

Обладнання й матеріали: таблиці,на яких показано схематичне зображення ферменту з позначенням активного центру, хiмiчнi реактиви, хiмiчне обладнання,підручники з біології.

Базові поняття й терміни: амінокислоти, каталізатори, ферменти, каталітична функція, денатурація, ренатурація.

Тип уроку: комбінований урок.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою, еколонічна грамотність і здорове життя, уміння вчитися впродовж життя.

Хід уроку

I. Організаційний етап

1. Привітання учнів.
2. Перевірка присутності учнів.
3. Перевірка готовності учнів до уроку.

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів.

Індивідуальне опитування.

1. Поясніть,які структури має білкова молекула і завдяки яким хімічним зв»язкам?

2.За яких умов білки можуть виконувати свої функції?

3.Що таке денатурація? Дайте характеристику цьому процесові.

4.Дати визначення термінів;амінокислота,незамінні та замінні амінокислоти,пептидний зв»язок,пептид,протеїни,протеїди, гідрофобні зв»язки, денатурація,ренатурація, деструкція.

Містична оболонка з цих речовин зірвана,але від того вони не перестали бути цікавими. Навпаки!

Ми підійшли до питання про співвідношення будови білків з їх функціями.

5.На що спроможні білки?

2.Біологічний диктант.

Зараз ми з вами напишемо біологічний диктант.  Вам потрібно вказати правильні твердження і неправильні словами «так» або «ні».

1.Рухову функцію білків виконує актин і міозин.(так)

2.Рослини не потребують надходження амінокислот з навколишнього середовища.(ні)

3.Білок не може виконувати свої біологічні функції при руйнуванні своєї третинної структури.(так)

4.Кератин і колаген виконують структурну функцію.(так)

5.Мономерами білка є амінокислоти.(так)

6.Денатурація може бути тільки необоротною.(ні)

7.Амінокислоти можуть сполучатися одна з одною за допомогою пептидного зв»язку.(так)

8.До складу білків входять 30 амінокислот.(ні)

9.Структура білка зберігається навіть при підвищенні температури.

10.Структура білків не пов»язана з їх функціями.(ні)

11.Прості білки складаються лише з амінокислотних залишків.(так)

12.Поліпептиди з молекулярною масою понад 6000 називають білками.(так)

(максимальна оцінка 7 балів)

III. Вивчення нового матеріалу.

Розповідь учителя з елементами бесіди

1. Функція білків її суть. Приклади білків.
Будівельна -  будівельний матеріал клітин, колаген, мембранні білки.
Транспортна -  переносять різноманітні речовини. Гемоглобін для переносу кисню та вуглекислого газу.
Захисна -  знешкоджують чужорідні речовини. Гамма-глобулін сироватки крові.
Енергетична -  постачають енергію в організм. При розщепленні 1 г білка вивільняється 17,6 кДж енергії.
Каталітична -  прискорюють хімічні реакції в організмі. Усі ферменти за своєю природою є білками, наприклад рибонуклеаза.
Рушійна - забезпечують усі види руху, що виконують клітини та органи і організми. Міозін (білок м’язів).
Регуляторна-регулюють обмінні процеси. Гормони, наприклад інсулін. 
Висновок: пріоритетна роль білків у клітинах і організмі пояснюється різноманіттям їхніх функцій, тому вони є основою життя. 

2.   Що  таке  ферменти
Запитання   до  учнів:
—     До якого класу органічних сполук належать ферменти?
—     Як ви розумієте поняття  «біологічні     каталізатори»?
Учитель  пропонує учням сформулювати визначення  ферментів, перевірити його за підручником.
Ферменти (від латин. fermentum  — бродіння, закваска)  — це ензими, біокаталізатори,     специфічні білки, які є у всіх живих клітинах і відіграють роль біологічних прискорювачів     реакцій. За їхньою участю здійснюється обмін речовин  та  енергії,  реалізується генетична    
інформація в живих  організмах.
Ферменти   —   це  прості  або складні  білки, у  яких поряд  з  білковим  компонентом    міститься  небілкова  частина   —  кофермент.    Одн  з основних  особливостей ферментів      —     здатність до спрямованої і регульованої  дії.    
Завдяки  цьому контролюється узгодженість усіх  ланок  обміну речовин.  Ця  здатність     визначається  просторовою  структурою  молекули  ферменту. Ферменти  використовують   для  кількісного  визначення  й  отримання  різноманітних  речовин, діагностики  й  лікування      деяких захвоювань, а також у технологічних  процесах  легкої й фармацевтичної    
промисловості.
3.   Властивості  ферментів

 «По конфігурації  зустрічають —  по ефекту  ипроводжають».    
(Народна  біологічна   мудрість)
Ферменти  утворюють за  допомогою просторової  конфігурації активного центру  фермент-субстратний комплек  і знижують енергію активації, тим самим прискорюють  хід реакції.
Про ферменти  можна сказати:     «І роботу зробив, та й себе не загубив»,—  прискорюючи      реакцію, вони не витрачаються. Одна молекула ферменту може багаторазово  брати участь   
у  ферментативних процесах.
Ферменти     високоспецифічні  — один фермент прискорює реакцію одного  типу.  У кожній    біохімічній реакції наявний свій власний фермент.
Наявність ферменту не змінює ні властивості, ні природу продуктів реакції.
Фермент  завжди більший, ніж субстрат.
Невелика  кількість ферменту каталізує реакцію з великою кількістю субстрату.
Активність ферментів залежить від  pH  середовища, температури, тиску, концентрації    субстрату й ферменту.
Запитання  доучнів:
—    Згадайте, які умови  необхідні для дії травних  ферментів ротової порожнини, шлунка.

Щоб каталізувати реакцію, фермент повинен зв'язатися з одним або кількома субстратами. Білковий ланцюжок ферменту згортається таким чином, що на поверхні глобули утворюється щілина або западина, до якої приєднуються молекули субстрату. Ця область називається ділянкою (сайтом) зв'язування субстрату. Зазвичай вона збігається з активним центром ферменту або знаходиться поблизу від нього. Деякі ферменти містять також ділянки зв'язування кофакторів або іонів металів.

У деяких ферментів присутні також ділянки зв'язування малих молекул, що не беруть безпосередньої участі в реакції і часто, але не обов'язково, є субстратами або продуктами метаболічного шляху, в який входить фермент. Вони зменшують або збільшують активність ферменту, що створює можливість для зворотнього зв»язку або регуляції роботи ферменту.

Для активних центрів деяких ферментів характерне явище  кооперативності.

 В даний час вивчено близько 600 ферментів. Загальна їх риса — специфічність, тобто здатність вибірково впливати на певні речовини. Розрізняють абсолютну специфічність і групову. Абсолютно специфічні ферменти змінюють швидкість однієї певної реакції, групові діють на певну групу процесів.

 Ферменти виробляються власними клітинами організму. Цей процес регулюється генетично, однак запаси ферментів не нескінченні. Зовнішнім джерелом ферментів служить натуральна, необроблена термічним методом їжа. При нагріванні ферменти руйнуються, як будь-яка білкова речовина. Якщо зловживати вареною, смаженою їжею і виключити з раціону свіжі овочі та фрукти — це незмінно призведе до посиленого вироблення ферментів клітинами організму. А це зумовлює передчасне виснаження функцій і старіння. Вчені довели, що людські хвороби з’явилися тоді, коли люди навчилися добувати вогонь і готувати термічно оброблену їжу.

 Крім регуляцій природних процесів в організмі, ферменти мають велике практичне значення в сучасній промисловості. Ферментативні процеси використовуються в багатьох виробництвах. Виноробство, виготовлення сиру та молочнокислих продуктів, випічка хліба — всі ці виробництва засновані на здатності певних ферментів розщеплювати і синтезувати речовини.

 Особливе значення одержало вивчення і застосування ферментів у медицині. Існує окрема наука — ензимологія. В рамках даної галузі проводяться дослідження різних захворювань і способи боротьби з ними за допомогою ферментів. Так, наприклад, в даний час добре вивчені молекулярні процеси, що відбуваються в травному тракті на всіх етапах переробки їжі. Якщо є недостатня ефективність даних процесів, використовують зовнішні джерела ферментів. Ці препарати, що містять панкреатин, амілазу, протеазу та інші необхідні каталізатори травних процесів.

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

Лабораторне дослідження “Властивості ферментів”

Тема: Вивчення  властивостей  ферментів.
Мета: сформувати уявлення про роль ферментів у клітинах, ознайомитися із властивостями     й умовами їхньої активності.
Обладнання й матеріали: штатив із пробірками, мірний посуд, дистильована вода, картопля   
(сира й варена),  листок елодеї (або  пеларгонії), мікроскоп, предметне й накривне скельця, гідроген пероксид.
Теоретичні відомості
Гідроген  пероксид  утворюється в деяких рослинних і тваринних клітинах як побічний продукт  обміну речовин. Ця сполука токсична для клітин,  тому в них міститься фермент каталаза,      що розщеплює гідроген пероксид. Про активність  каталази можна судити за інтенсивністю      виділення з тканин  кисню.
Учитель проводить бесіду з техніки безпеки.
Хід роботи
Завдання 1. Вивчення дії ферменту каталази.
Дослід № 1
1.  Приготуйте  препарат  листка  елодеї або пеларгонії. Для цього від елодеї або пеларгонії     відокремте один листок, помістіть його в краплю води на предметне скло, накрийте     накривним склом.
2.  Розгляньте препарат спочатку при малому, а потім при великому збільшенні мікроскопа.      Після цього з одного боку накривного скла нанесіть краплю гідроген пероксиду, а з іншого    — прикладіть фільтрувальний папір. Папір витягне воду, а гідроген  пероксид виявиться під    склом. Стежте в мікроскоп за тим,  що відбувається в клітинах рослини.
3. Порівняйте стан гідроген  пероксиду в  листковій  рослині й на склі. Запишіть результат,     зробіть висновок.
Дослід  № 2
1. Візьміть дві пробірки. В одну пробірку помістіть шматочок вареної картоплі, у другу      —     сирої.
2. У кожну пробірку додайте по 10 крапель гідроген пероксиду й спостерігайте за тим, що     відбувається.
3. Запишіть результат, поясніть спостереження, зробіт висновок. 

V. Домашнє завдання

        Опрацювати конспект та матеріал з підручника.