Ферменты как биокатализаторы и их значение

Открытый урок по теме «Ферменты как биокатализаторы и их значение».
Цели урока:
 Обучающая: познакомить учащихся с этим классом биологически активных веществ;
обобщить их знания о ферментах как о биокатализаторах. Сравнить особенности ферментов и неорганических катализаторов. Показать роль ферментов в функционировании живых
организмов, а так же в промышленности, медицине, повседневной жизни человека.
 Развивающая: продолжить развитие умений сравнивать, анализировать, обобщать, находить и отбирать дополнительную информацию; формирование навыков техники химического эксперимента.
 Воспитательная: привитие культуры общения в ходе совместной деятельности, интереса к
предмету
Ход урока.
Вступительное слово учителя. Что Вы знаете о ферментах? Именно из них сделаны таблетки,
которые всегда рекламируют по телевизору? Это они помогают переварить целую гору жареной
курицы и пирожков? Не слишком обширные сведения. Сегодня мы постараемся узнать об этих
удивительных веществах побольше… В детстве многих удивляют и забавляют метаморфозы с
дрожжевым тестом. По “стажу” использования человеком брожение сравнимо разве что с горением древесины. Поэтому неудивительно, что издавна оно привлекало внимание пытливых
умов.
Первые данные о ферментах были получены при изучении процессов брожения и пищеварения. Большой вклад в исследование брожения внес Л.Пастер, однако он полагал, что соответствующие реакции могут осуществлять только живые клетки. В начале XX в. Э.Бухнер показал,
что сбраживание сахарозы с образованием диоксида углерода и этилового спирта может катализироваться бесклеточным дрожжевым экстрактом. Это важное открытие послужило стимулом к
выделению и изучению клеточных ферментов.
В трактате знаменитого европейского алхимика Василия Валентина (XV в), брожение описывается как результат действия некоего духа, и этот дух назвали fermentum (лат. “закваска”). Постепенно происходила материализация ферментов: с духами было покончено. И в XIX веке большинство ученых уже считали процесс брожения - совокупностью реакций, вызванных ферментами биологическими катализаторами. Было предложено называть ферменты - энзимами (от греч. “эн
зим”- “в дрожжах”. Сегодня термины фермент и энзим- синонимы. Еще в XVIII – XIX вв. некоторые ученые предполагали, что основой фермента является белок, но эта мысль не была услышана
научным обществом. Лишь в 30-х годах ХХ в., когда американским биохимиком Нортропом были
получены кристаллические ферменты пепсин и трипсин, их белковая природа была окончательно
признана, и в 50-х годах подтверждена рентгеноструктурным анализом. С тех пор обнаружено и
выделено более 700 ферментов, но в живых организмах их существует гораздо больше. На сегодняшний день известно более двух тысяч ферментов, а сколько еще не изучено?!!
Ферменты – это вещества, без которых невозможно течение множества процессов в организме.
На самом деле, ферменты принимают участие не только в переваривании пищи, но и в работе
центральной нервной системы, в процессах роста новых клеток.
1. Орг. момент (мотивация)
Итак, мы с вами на прошлом уроке познакомились со строением и работой ферментов, вспомнили,
что такое катализ и катализаторы, на данном уроке мы обобщим наши знания и обогатим их той
информацией, которую вы подготовили дома.
--- Что же такое фермент?
--- Что вы знаете об открытии ферментов?
--- Как работают ферменты в организме и в чем уникальность их свойств?
2. Изучение новой темы методом коллективного решения проблемы.
Проблема. Как вам уже известно, ферменты – это биокатализаторы, которые работают как в
клетке, так и за ее пределами и в этом они сходны с неорганическими катализаторами. Сравните
их, и докажите важность ферментов для процессов жизнедеятельности организмов и необходимость их практического применения.
1. Сравним неорганические катализаторы и ферменты, результаты сравнения вы должны были дома занести в таблицу. Я напоминаю, как она выглядела: (слайд №1)
2. Проверим правильность заполнения таблицы. (слайд №2)
3. Познакомимся подробнее со свойствами ферментов, исходя из их белковой природы.
(слайд №3) Из курса биологии (я еще раз подчеркиваю взаимосвязанность этих наук) вы
знаете, что ферменты можно классифицировать не протеины протеиды, последние представлены белковой частью (апроферментом) и небелковой (коферментом). И, в связи с
этим, рассмотрим их свойства: общие и специфические. (слайды №4 и 5)
4. В качестве заключения изучения свойств ферментов, проведем мини эксперимент «Действие каталазы на пероксид водорода». Объясните результаты эксперимента.
Вывод: т.к. каталаза – фермент белковой природы, то при варке (воздействии высоких температур) он денатурировал, и, как следствие, фермент не выполняет свои функции, т.е. не работает.
5. Подводя итог этой части урока, - роль ферментов в жизнедеятельности организмов. (слайд
№6).
Далее мы переходим к решению второй части нашей проблемы: практическое применение
знаний о ферментах.
6. --- Сейчас известно, что многочисленные заболевания вызываются снижением активности
ферментов, а нарушения синтеза одного из них может стать причиной гибели организма.
Кроме того, определение активности ферментов используется в диагностике ряда заболеваний.
Выступления ребят:
--- С помощью ферментов сейчас расшифровывают сложные структуры белков и нуклеиновых кислот. Так, например, ферменты помогли ученым с триумфом расшифровать геном
человека, который, как оказалось, состоит «всего лишь» из 26 – 30 тысяч генов. Производится клонирование, достигли небывалых успехов биотехнология и генная инженерия.
--- Многочисленные отрасли пищевой промышленности – виноделие, хлебопечение, сыроварение, производство чая, спирта и др., основаны на широком применении ферментов.
--- В медицинской промышленности с помощью ферментов получают различные фармацевтические препараты: витамины, лекарства, антибиотики.
--- В последние десятилетия ферменты – энзимы стали добавлять в стиральные порошки.
Выступления ребят:
7. Таким образом. вы, ребята, решили проблему. И в качестве обобщения – презентация ребят, в которой Даша подведет итог. (презентация «Ферменты»)
8. В заключении, чтобы проверить компетентность каждого из вас, я предлагаю выполнить
тест:
Выбери правильный ответ на поставленный вопрос.
1. Ферменты – это катализаторы:
а) углеводной природы;
б) белковой природы;
в) неорганической природы;
г) липидной природы.
2. Ферменты проявляют наибольшую активность при температуре:
а) 18˚С;
б) 26˚С;
в) 36˚С;
г) 56˚С.
3. Для ферментов кожи оптимальное значение pH среды равно:
а) 5,5;
б) 2,3;
в) 7;
г) 8,3.
4. В этой отрасли промышленности ферменты не используют:
а) пищевая;
б) косметическая;
в) фармакология;
г) металлургическая.
5. Участок молекулы фермента, отвечающий за присоединение вещества:
а) каталитический центр;
б) субстратный центр;
в) аллостерический центр;
г) активный центр.
Ключ: 1 – б; 2 – в; 3 – а; 4 – г; 5 – г. (слайд №7)
Итоги теста: (слайд №8)
Число правильных
тов
5
4
3
2
отвеВывод
Тему усвоил
Тему усвоил достаточно
Тему усвоил плохо
Тему не усвоил, приходишь на доп. занятия
Общее подведение итогов урока.
Благодарю ребят за большую работу, проделанную дома и за активную работу на уроке.