10 класс. Урок Тема занятия «Ферментативный катализ»



Дата16.07.2017
өлшемі158.01 Kb.
түріУрок
Приложение 4

10 класс. Урок 2.Тема занятия «Ферментативный катализ».

Этот урок - второй в теме «Белки - макробиополимеры». Тема изучалась в 9 классе, поэтому, на предыдущем уроке, учебный материал о строение белка, мономера – аминокислоты, о структурах и функциях, свойствах (денатурации и ренатурации) белка повторили и закрепили, изучили классификацию аминокислот, белков, реакцию полимеризации при синтезе полипептидной цепочки, познакомились с понятием «лабильность». При выполнении домашнего задания обучающиеся должны доказать, что белок гидрофилен, способен денатурироваться при воздействии кислот, щелочей, температуры, рассмотреть, как на активность фермента каталазы влияют условия катализа.

Второй уроко в теме «Белки - макробиополимеры» предназначен для изучения ферментативного катализа, поэтому закрепление материала о строении белков будет на обобщающем уроке после изучения нуклеиновых кислот.

Цель занятия:


  • Проведя анализ домашней лабораторной работы «Свойства белка. Ферментативный катализ», доказать, что белок действительно гидрофилен, не растворяется в жирах, способен к денатурации при изменении кислотности среды;

  • Используя знания, полученные в 9 классе, углубить знания о строении ферментах, механизме катализа;

  • Изучить свойство ферментов термолабильность.


Задачи занятия

Образовательные:



  • Закрепляем понятия «фермент», «субстрат», «продукты реакции», «условия работы фермента».

  • Продолжаем формировать знания о строении ферментов – кофермент, апофермент, лабильность

Развивающие:

продолжаем формировать навыки:

  • Работы с текстом при изучении нового материала;

  • исследовательской работы;

  • навыки фиксирования результатов наблюдений,

  • навыки анализа наблюдений;

  • обобщения результатов; формулирования выводов

  • применения полученных знаний из предыдущих тем «Строение, свойства, функции белка»;

  • навыки работы с учебным текстом;

Формируем навыки постановки эксперимента;

Формируем умение анализировать полученные в ходе эксперимента материалы, умения обобщения и формулирования вывода
Методы и методические приемы обучения

По источникам знаний: словесные - при повторении домашнего задания, анализа и обобщения результатов лабораторной работы;

По степени взаимодействия учителя и обучающегося: беседа, закрепление материала, объяснение, самостоятельная работа;

По характеру познавательной деятельности обучающихся и участия учителя в учебном процессе: репродуктивный, частично – поисковый, исследовательский ;

По принципу расчленения или соединения знаний: сравнительный, аналитический, синтетический;

По характеру движения мысли от незнания к знанию: дедуктивный, индуктивный, традуктивный.

Средства обучения

Средства обучения (оборудование): бланк лабораторной работы, учебник «Общая биология. 10 -11 класс», ксерокопия статьи «» презентация, ноутбук, мультимедийный проектор, экран.



План занятия



Этап урока

Вид деятельности




Описание мультимедийного компонента

1

Организационный момент










2

Повторение темы «Свойства и функции белка»: Обсуждение результатов лр, их анализ, формулирование вывода о свойствах белка

Беседа . Назначение слайдов в том, чтобы обучающие имели возможность сравнить результаты своих опытов , внести изменения в формулировки зафиксированных результатов наблюдений, объяснений.

Бланк лабораторной работы, презентация

На слайдах размещены фотографии поставленных опытов, заголовки, фотографии анимированы, запускаются автоматически, но надпись рассматриваемого явления или свойства запускается по щелчку.

3

Переход к основной части урока: тема, цель










4

Изучение нового материала «Ферментативный катализ»:










4.1

Ферментативный катализ

Объяснение учителем

Учебник, презентация




4.2

Ферменты и неорганические катализаторы: сходства и отличия

Работа с учебником, объяснение




4.3

Роль ферментов в катализе

Заполнение таблицы по сравнительному анализу статьи, анализ результатов лр, обобщение, беседа

Ксерокопия статьи




4.4

Строение фермента

Работа с презентацией

презентация




4.5

Условия функционирования ферментов




Бланк лабораторной работы




4.6

Закономерности ферментативного катализа

Работа с графиком, беседа, конспектирование

презентация




5

Закрепление материала

задача

презентация




6

Подведение итогов и результаты урока










7

Д.з










Технологическая карта урока.

Этап урока



Деятельность учителя

Деятельность ученика

1 Организационный момент

Приветствие, объяснение цели и хода урока:

Мы продолжаем тему «Белки », на прошлом уроке изучили реакцию полимеризации белков, свойства и функции белков. Выполняя домашнюю лабораторную работу вы должны были экспериментально доказать, что белок обладает определенными свойствами и, соответственно эти свойства белка, определяют свойства фермента.




2 Повторение домашнего задания

Итак, рассмотрим результаты вашей лабораторной работы. Для обсуждения воспользуемся слайдами презентации

Лабораторная работа «Белки»1

Цель: изучить свойства белка, влияние различных условий на ферментативную функцию белка.

I.Белок и его свойства

Что вы наблюдали в емкости при добавлении в белок воды?

Небольшое количество белка помести в пять емкостей.

Опыт1. В первую емкость добавьте воду, перемешайте белок с водой. Что вы наблюдаете?



Белок растворился в воде

Какое свойство присуще белкам?

гидрофильность

Что вы наблюдали при добавлении к белку капель растительного масла?

Опыт2. Во вторую емкость добавьте немного растительного масла. Что происходит?

В пробирке мы наблюдаем два слоя – сверху масло, снизу белок.

Белок не растворяется в жирах, обладает большей плотностью, чем растительное масло

Что вы наблюдали во второй пробирке при добавлении уксусной кислоты?

Опыт3.Втретью емкость добавьте немного уксусной кислоты. Результаты наблюдений зафиксируйте

Белок стал образовывать хлопья и нити, то есть он денатурировался

Какой вывод вы сделаете?

Что вы наблюдали при добавлении раствора небольшой концентрации?

Опыт4. В четвертую емкость добавьте немного раствора пищевой соды. Зафиксируйте результат-

При добавлении раствора пищевой соды сначала ничего не происходит

А что произойдет, если увеличить концентрацию раствора пищевой соды или насыпать ее в белок?

При увеличении концентрации раствора пищевой соды наблюдается частичная денатурация

Сравните скорость денатурации белка после обработки его уксусной кислотой со скоростью денатурации в этом опыте.

В последнем случае процесс денатурации идет с меньшей скоростью

Это процесс вы часто осуществляете в домашних условия при приготовлении блюд на основе яиц – при их варке или жарке. Что происходит при нагревании белка яйца?

Опыт5. Пятую емкость нагрейте, наблюдайте за происходящим

Белок белеет, уплотняется, образует плотную массу , то есть денатурирует. Денатурация происходит быстро.

Как вы объяснили результаты опытов?

После прослушивания ответов обучающихся рекомендуется открыть слайд с выводом для проверки записей



Зная свойства белка, объясните результаты опытов:

Белок гидрофилен, поэтом растворяется в воду, свою структуру белок сохраняет при определенной концентрации ионов водорода, то есть при определенной рН среды. При изменении рН среды белок утрачивает свою природную пространственную структуру, то есть денатурирует

3. Переход к основной части урока

Дома вы повторили материал 9 класса о функциях белка. Перечислите функции белка

  • Строительная,

  • каталитическая (ферментативная),

  • структурная,

  • защитная,

  • двигательная,

  • транспортная,

  • рецепторная (сигнальная),

  • регуляторная,

  • Энергетическая,

Расположите их по мере важности

Возможны и другие версии, так как многие функции белка равнозначны

Сегодня на уроке мы рассмотрим более подробно одну функцию белка – каталитическую.


Записываем тему число, тему урока, цель.

План урока:



  1. Ферментативный катализ

  2. Ферменты и неорганические катализаторы: сходства и отличия

  3. Роль фермента в катализе

  4. Строение фермента

  5. Закономерности ферментативного катализа

Классификация ферментов

Тема урока :

«Ферментативный катализ»

Цель: выяснить, что такое ферментативный катализа, ем ферменты отличаются от неорганических катализаторов, как строение фермента связано с выполняемым им реакцией катализа, каковы условия катализа.


4.Изучениенового материала

4.1.Ферментативный катализ, биокатализ,- избирательное ускорение химических реакций, протекающих в живом организме, под влиянием ферментов.

Записывают определение

Соответственно, исходя из определения ферментативного катализа можно дать определение ферментов, тем более это понятие мы проходили не однократно

Ферменты – это вещества белковой природы, изменяющие скорость химических реакций, протекающих в живых организмах, то есть биокатализаторы

4.2. В производственных процессах чаще всего используют неорганические катализаторы. И те и те катализаторы, следовательно, между ними есть сходство, но есть и различие.


сходство

Различие

слайд






критерии

Неорганические катализаторы

ферменты

У вас на столах лежит лист с текстом статьи, в которой сравнивают неорганические катализаторы и биокатализаторы.

Анализируя текст, составьте таблицу «Сходство и различие неорганических катализаторов и ферментов (биокатализаторов)»



определенный

Наличие субстрата







Ускоряют реакции

v

высокая

Очень высокая, до 1000 и более раз




избирательность

катализатор может участвовать в различных реакциях

Строгая




давление

высокое

клеточное




направленность

Несколько различных реакций

На 1 вид реакций




Регуляция катализа (зависимость от условий)

«грубая»

Тонкая и точная - активность фермента может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от условий




Стартовая скорость

Высокая

низкая

необходима

t

высокая

низкая




Многократность использования

До бесконечности

Ограничено (старение белковых молекул)

4.3. Для начала реакции неорганического катализа необходимы значительные затраты энергии, что невозможно в нутрии клетки – многие вещества клетки, в частности белки термолабильны, следовательно повышение температуры приведет к разрушению структур клетки и ее смерти. Роль ферментов заключается в том, что за счет образования промежуточных комплексов ферментов с субстратом происходит снижение энергетического барьера, то есть снижение уровня энергии, необходимой для активации.

Запись по ходу объяснения.

4.4. Как же строение фермента связано с его способностью (функцией) осуществлять катализ

В учебнике на имеется описание строение фермента. Он повторяет материал 9 класса. Повторяя строение фермента, зарисуйте его в тетради, укажи функции его отдельных частей

рисование, описывание

Беседа по строению фермента, по ходу которой вносятся элементы нового материала. Основа - слайд, после ответа на вопрос, по щелчку, появляется необходимый элемент




Молекула какого вещества является основой фермента?

белок

Какова структура этого белка?

Изобразите третичную структуру на рисунке фермента?

Белковая часть фермента называется апоферментом


Третичная

записывают



Как называется участок белкой молекулы, в пределах которого может происходить катализ?

Активный центр

Активный центр представляет собой участок полипептидной цепи, состоящий из нескольких аминокислотных остатков.




Что такое кофермент, кофактор?

Это небелковая часть фермента, необходимая для активации фермента.

Кофермент – органическое соединение.

Кофактор - неорганическое соединение.


В качестве кофактора могут выступать: ионы неметаллов, а качестве кофермента - витамины

Так кофактором каталазы является ион Cl - .

4.5. В лабораторной работе была часть, в которой вы изучали условия функционирования ферментов. Проанализируем результаты лабораторной работы.




В лр вы наблюдали влияние температуры на активность фермента каталазы.

Объект исследования, фермент каталаза, вам знаком по 8 -9 классу.



II.Ферментативная функция белка.


Вспомните, используя слайд, как этот фермент расщепляет пероксид водорода

Субстрат – пероксид водорода,

Присоединяясь к активному центу каталазы, он расщепляется до воды и кислорода. Выделение пузырьков газа служит признаком катализа



Почему вам предложили взять измельченный картофель, а не кусочек?

1.Измельчите картофель до кашицы.

2.Полоите в 3 пробирки (емкости) небольшое количество измельченного картофеля.



Чем больше поверхность субстрата, тем больше ферментов вступают в реакции.

Какое свойство ферментов вы должны были проверить экспериментально?

3. Поместите первую пробирку в холодильник, вторую – в горячую воду, третью держите в руке. Время данной температурной обработки - минут 15- 20.


термолабильность

Что такое лабильность?

Лабильность – способность белков (ферментов) осуществлять катализ в определенном диапазоне действия фактора

Что такое термолабильность?

Термолабильность - – способность белков (ферментов) осуществлять катализ в определенном диапазоне температур

Каков диапазон оптимальных температур для белков ферментов?

Температуры до 45- 60 градусов

Что вы наблюдали при добавлении субстрата в охлажденный экспериментальный материал?

Как вы это объясните?

Что вы бы наблюдали , если бы вы продолжили замораживать при более низких температурах и почему?


4. В каждую пробирку налейте немного пероксида водорода, наблюдайте. Результаты наблюдений зафиксируйте.

Реакция катализа шла, это видно по пузырькам кислорода, но очень медленно.

Количество тепла недостаточное для работы ферментов.

Катализ бы прекратился, так как при низких температурах белок фермента бы денатурировался.


Что вы наблюдаете в пробирке, нагреваемой в руке?

Реакция идет очень бурно. Видно большое количество пузырьков газа. Слышно шипение (лопаются пузырьки с кислородом). Из этих пузырьков образуется «пена», «шапка» на поверхности воды в пробирке.

Почему?

Температура оптимальная для катализа

Что вы наблюдаете в пробирке, которую держали в горячей воде?

Признаков реакции нет, следовательно, катализ не осуществляется

И так, как вы объясните результаты?

5. Почему вы получили эти результаты:


В ферментах есть белки, не просто лабильны, а термолабильны, то есть им для катализа нужна определенная температура. Слишком низкая или высокая температура приводит к нарушению работы фермента.

С каким свойством белка это связано?

С денатурацией

Что еще может определять работу ферментов, то есть, какие еще условия (условие) необходимы для работы фермента?

Определенная кислая или щелочная среда.




4.5.Закономерности ферментативного катализа.

1Ферменты осуществляют катализ при определенной температуре, рh среды, наличии кофермента, определенного субстрата

записываем

2Катализ протекает с определенной скоростью. Скорость катализа определяется соотношением количества субстрата и фермента

Перед вами график ферментативного катализа. По оси x – количество молекул субстрата, по оси y - количество молекул фермента. Соотнося первое со вторым, объясните график скорости ферментативного катализа




1В начале, количество молекул субстрата много, молекул ферментов недостаточно

2Потом, постепенно, наступает стадия динамического равновесия (количество молекул фермента соотносится с количеством молекул субстрата)

3Молекул ферментов больше . чем молекул субстрата


3Ферменты высокоспецифичны, то есть способны отличать «свои» субстраты от «чужих» Эту теорию разработал Р.Фишер, суть которой – форма активного центра соответствует форме субстрата как «ключ» - «замок», то есть они комплиментарны

Записываем положение

4Реакция протекает с образованием фермент – субстратного комплекса на основе индуцированного соответствия

Теорию индуцированного соответствия разработал Д. Кошланд:

А. Пока фермент не находится в связанном субстрате состоянии форма его активного центра не имеет определенной конфигурации (формы).

Б присоединение субстрата к ферменту вызывает в нем изменение формы активного центра, каталитические группы активного центра соответствуют субстрату

В.В момент соответствия формы активного центра форме субстрата происходит катализ и образуются продукты реакции.

Г. Форма каждого отдельного продукта реакции не соответствует активному центру и происходит отсоединение продуктов реакции от фермента

Д. Активный центр вновь приобретает неопределенные очертания


Составление схемы катализа с описанием его этапов




4.6.Ферменты классифицируются в зависимости от выполняемой функции.

Заполнение таблицы

5.Закрепление

Беседа по строению и свойствам ферментов, закономерностям ферментативного катализа

6.ДЗ

Используя дополнительную литературу, напишите сообщение о применении ферментов в промышленности.

Литература

1. Т.Л.Богданова, Е.А. Солодова. Биология. Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы. Полный курс подготовки к выпускным и вступительным экзаменам. Москва. АСТ – ПРЕСС ШКОЛА. 2004. С 128 – 130.



2. Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации. Программы для общеобразовательных школ, гимназий, лицеев. Биология. 2 издание, переработанное. Москва. Дрофа.2001 .С 124 -125, 137 -140.


1 - полный текст лабораторной работы в приложении № 6



Достарыңызбен бөлісу:


©stom.tilimen.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет