Вход
Войти как пользователь
Вы можете войти на сайт, если вы зарегистрированы на одном из этих сервисов:
Войти с помощью
Зарегистрироваться

Ферменты – биологические катализаторы. Химия. 10 класс. Разработка урока

Понравился материал? Скажите автору спасибо

УМК «Химия 10 класс. Профильный уровень» О.С. Габриеляна и др.

CD-диск ООО издательство «Дрофа» 2005 год, «Биология, химия, экология», раздел «Виртуальные эксперименты», О.С. Габриелян, И. Г. Остроумов «Химия. 10 класс». Настольная книга учителя, 2007 год.

Тип урока: изучение нового материала.

Цели:

  • Образовательные: дать определение ферментам, изучить основные аспекты строения ферментов; выяснить отличия ферментов от небиологических катализаторов: охарактеризовать особенности механизма действия ферментов.
  • Воспитательные: продолжить работу над выработкой навыков работать в группе, умения выслушивать мнения одноклассников.
  • Развивающие: развивать умения учащихся с лабораторным оборудованием, выстраивать межпредметные связи.

Задачи: лекция с элементами беседы, лабораторная работа.

Оборудование и материалы: компьютер, проектор, экран, диск, раздаточный материал: вареное мясо, вареный картофель, сырое мясо, сырой картофель, пробирки, раствор пероксида водорода, инструктивные карточки.

Ход урока

Сегодня мы продолжим изучение биологически активных веществ.

Нам предстоит ответить на вопрос: почему вне организма окисление органических веществ происходит при температуре более 100 градусов, а в клетках эти же самые реакции идут при температуре 37-38 градусов. На прошлом занятии мы говорили о белках. Давайте вспомним, какие вещества называются белками? Ответ…

Какие функции выполняют белки? Ответ…

Какие вещества называются ферментами? Ответ…

Какие вещества называются катализаторами? Ответ…

Итак, тема нашего занятия – ферменты. (слайд №1)

Почти все ферменты содержат белковую часть, но не все белки – ферменты.

Впервые высокоочищенные кристаллы фермента были выделены в 1926 году американским биохимиком Самнером. Этим ферментом была уреаза, которая катализирует расщепление мочевины. К настоящему времени известны более 2 тысяч ферментов, и их число продолжает расти. В клетке постоянно идут тысячи реакций. Если смешать в пробирке органические и неорганические вещества в тех же соотношениях, что и в живой клетке, но без ферментов, то никаких реакций с заметной скоростью идти не будет. Именно благодаря ферментам передается генетическая информация и осуществляется обмен веществ. Субстрат – вещество, с которым взаимодействует фермент. (слайд №2)

Строение ферментов. (слайд №3)

Ферменты обычно имеют гораздо большую массу, чем субстрат. Из этого можно сделать вывод, что не вся молекула фермента участвует в реакции. По строению ферменты могут быть простыми и сложными. В сложных ферментах кроме белковой части (апофермент) имеется группа небелковой природы – простетическая группа (ФАД, биотин) вместе они образуют активный холофермент. Простетические группы прочно связаны с ферментом. Ферментативную активность обеспечивают так же коферменты (НАД, НАДФ, кофермент А). Они непрочно связаны с ферментом. Отдельно белковая и небелковый компоненты лишены активности, но соединившись вместе они обретают характерные свойства фермента. В белковой части фермента содержатся уникальные по своей структуре активные центры - это сочетание определенных аминокислотных остатков, строго ориентированных друг к другу.

Активный центр взаимодействует с молекулой субстрата с образованием фермент-субстратного комплекса, который потом распадается на фермент и продукт реакции.

Согласно гипотезе, выдвинутой в 1890 г. Фишером субстрат подходит к ферменту, как ключ к замку, то есть пространственные конфигурации активного центра фермента точно соответствуют друг другу (комплементарны). Субстрат сравнивают с ключом, который подходит к «замку» ферменту. (слайд №4)

В 1959 г. Кошланд предложил, что пространственное соответствие структуры субстрата и активного центра фермента создается лишь в момент их взаимодействий (гипотеза «руки и перчатки»). В настоящее время эта гипотеза имеет большое число сторонников.

Ферменты действуют в живых организмах по тем же законам, что и любые катализаторы. Ферментативный катализ основан на снижении энергетического барьера (так называемая энергия активации). Реакции за счет образования промежуточных комплексов фермента с субстратом. Катализируя реакцию, фермент тесно сближает молекулы субстратов, так что те части молекул, которым предстоит прореагировать, оказываются рядом. Субстрат, присоединившись к ферменту, несколько изменяется. Фермент может притягивать электроны, вследствие чего в некоторых связях молекулы субстрата возникает напряжение, связи между атомами ослабевают. Это повышает реакционную способность молекулы. Затем на поверхности фермента происходит катализируемая химическая реакция, после чего продукты реакции покидают фермент. Теперь фермент способен присоединить новые молекулы субстратов.

Свойства ферментов (слайды №5, 6)

Эффективность (модель 3.7.)

Специфичность (один фермент - один субстрат)

Тонкая и точная регуляция.

Ферменты катализируют вещества при обычной температуре и давлении в нейтральной или слабощелочной среде (график денатурации ферментов и виртуальный опыт питания инфузории – туфельки, таблица pH)

Биологические конвейеры. (CD-диск)

Инструктивная карточка.

  1. Взять кусочки вареного мяса и вареного картофеля, а также кусочки сырого мяса и сырого картофеля, кусочек листа бегонии.
  2. Положить в каждую пробирку по кусочку.
  3. Прилить в каждую пробирку раствор пероксида водорода.
  4. Провести наблюдение о выделении кислорода.
  5. Сделать выводы об активности фермента каталазы.

Лабораторная работа. Изучение каталитическое активности фермента каталазы в живых тканях (слайд №7)

Наблюдение

1

2

3

4

5

Выделение кислорода

 

 

 

 

 

Вывод: Фермент каталаза активна только в живых клетках.

Классификация ферментов:

Группы ферментов

Применение ферментов

Фермент

Промышленность

Использование

Амилазы (расщепляют крахмал)

Пивоваренная

Осахаривание содержащегося в солоде крахмала

Текстильная

Удаление крахмала, наносимого на нити во время шлихтования

Хлебопекарная

Крахмал → Глюкоза. Дрожжевые клетки, сбраживая глюкозу, образуют углекислый газ, пузырьки которого разрыхляют тесто и придают хлебу пористую структуру. Хлеб лучше подрумянивается и дольше не черствеет

Протеазы (расщепляют белки)

Папаин

Пивоваренная

Этапы процесса пивоварения, регулирующие качество пены

Мясная

Умягчение мяса. Этот фермент довольно устойчив к повышению температуры и при нагревании мяса какое-то время продолжает действовать. Потом он, конечно, инактивируется

Фармацевтическая

Добавки к зубным пастам для удаления зубного налета

Фицин

Фотография

Смывание желатина с использованной пленки для того, чтобы извлечь находящееся в нем серебро

Пепсин

Пищевая

Производство «готовых» каш

Фармацевтическая

Препараты, способствующие пищеварению (в дополнение к обычному действию пепсина в желудке)

Трипсин

Пищевая

Производство продуктов для детского питания

Реннин

Сыроделие

Свертывание молока (получение сгустка казеина)

Бактериальные протеазы

Стирка белья

Стиральные порошки с ферментными добавками

Кожевенная

Отделение волоса – способ, при котором не повреждаются ни волос, ни шкура

Текстильная

Извлечение шерсти из обрывков овечьих шкур

Пищевая

Получение белковых гидролизатов (в частности, для производства кормов)

Глюкозооксидаза

Пищевая

Удаление глюкозы или кислорода

Каталаза

Пищевая

Удаление пероксида водорода

Резиновая

Получение (из пероксида водорода) кислорода, необходимого для превращения латекса в губчатую резину

Целлюлазы

Пищевая

Осветление фруктовых соков

Пектиназы

Выводы по уроку.

Ферменты, являясь биологическими катализаторами, обеспечивают быстроту химических реакций, которые идут в клетках при оптимальных условиях.

Домашнее задание: § 30.


Понравился материал? Скажите автору спасибо

Комментирование разработки

Для того, чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться на сайте

Оценка разработки

Для оценки работы вам необходимо авторизоваться на сайте

Ограничение доступа

Для доступа к материалу требуется регистрация на сайте

Учебные издания по теме

Дополнительные материалы по теме:

Оставайтесь с нами на связи
Оставьте свой электронный адрес, и мы будем оповещать Вас обо всех новинках, а также о вебинарах и других интересных мероприятиях
Нужна помощь?
Восстановление пароля
Забыли пароль?

Просто укажите адрес электронной почты, на указанный адрес будет отправлена ссылка для смены пароля

Еще не зарегистрированы?

Вы можете сделать это прямо сейчас. Регистрация займет не более 2 минут.

Зарегистрироваться
Система оповещений
Зачем работать под своим логином? Сайт будет показывать материалы только по вашему предмету, интересующие вас материалы и статьи. Скачивайте методические материалы в один клик.

Перейти к регистрации
x
Система оповещений
Войдите на сайт под своим именем. Вам будут доступны дополнительные закрытые сервисы: участие в вебинарах, онлайн-трансляциях, конкурсах, персональные скидки и акции в интернет-магазинах. Еще не зарегистрированы? Регистрация не займет более 5 минут

Перейти к регистрации
x