Конспект по биологии. Тема: «Ферменты». Биология 10 класс

Тема: «Ферменты ». Биология 10 класс

Учебная цель урока: На основе приобретенных знаний по биологии и химии и результатов, полученных в ходе исследовательской работы, сделать вывод о роли ферментов для клетки и жизни организма в целом.

Задачи:
Образовательная - познакомить с особенностями строения, свойствами и функциями ферментов, определить роль ферментов в жизни клетки.

Развивающая - продолжать развивать у учащихся интерес к биологической науке, предметное мышление, умение анализировать и сопоставлять факты, выделять главное в тексте, логическое мышлении, различные виды памяти.

Воспитательная - формирование у учащихся бережного отношения ко всему живому на нашей планете, представления об уникальности каждого организма, способствовать правильному пониманию процессов осуществляемых ферментами,способствовать развитию умения работать индивидуально и в группе, развивать взаимоуважение между партнерами, понимание и взаимодействие между детьми.

Тип урока: изучение нового материала, урок - исследование.

Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер. Оборудование для практической части: свежий 3% раствор пероксида водорода, чашка Петри, пинцет, ткани растений (кусочки сырого и вареного картофеля) и животных(кусочки сырой и вареной печени), речной песок, ступка, пестик. На каждом столе: рабочие тетради, инструктивная карта №1, оборудование для практической части, дополнительная литература, учебник «Биология10-11"»

Дополнительная литература
Макаров К.А. "Химия и здоровье" М. "Просвещение", 1995г.
Николаев Л.А. "Химия жизни" М. "Просвещение", 1973г. Щюльгин Г.Б. " Эта увлекательная химия" М. "Химия", 1984г. компьютерная презентация класса Паукообразные, иллюстрации учебника.

Методы:
словесный - рассказ учителя с элементами беседы ;
словесно- наглядный - демонстрация презентации ;
практический (исследование).

Словарь: ферменты, коферменты, катализаторы, активный центр, активность ферментов, субстрат, классификация ферментов, каталаза, пероксисомы.

Ход урока

Организационный момент.

Актуализация знаний учащихся

Фронтальная беседа по вопросам:

Что такое белки?

Каковы особенности строения белка как полимера?

Какие различают виды белков?

Что представляет собой первичная структура белка?

Что представляет собой вторичная, третичная, четвертичная структуры белка?

Что представляет собой денатурация и ренатурация белка?

Какие функции выполняют белки?

Постановка целей урока:

1. Непосредственно побуждающие мотивы:

а) связь изучаемого материала о биологической роли ферментов с повседневной жизнью.

В течение веков копились наблюдения. Проводились исследования. Создавались теории. Одни послужили основой новых исследований. Другие гибли ввиду несостоятельности. Пожалуй, ни одна естественная наука не знала, да и сейчас не знает, такой острой борьбы мировоззрений, какая всегда сопровождала проблемы живого. А причина этой борьбы заключается в самом объекте познания, его уникальности, неповторимости и сложности. В пятом классе вы узнали признаки живого: рост, размножение, питание и отмирание. В 9-м классе, изучая жизненные свойства живой клетки, мы говорили, что она способна расти, размножаться, для нее характерны возбудимость, обмен веществ и биосинтез белка. Современная наука дает следующее определение жизни: жизнь - это переплетение сложнейших процессов взаимодействия белков между собой и другими веществами. Рассматривая процесс пищеварения в 8 классе, изучая органический состав клетки в 9 классе, мы неоднократно встречались с понятием «ферменты».

На прошлом уроке, рассматривая функции белков мы говорили, что большое значение для жизнедеятельности организмов имеет ферментативная функция белков. Что за вещества - ферменты, в чем их особенность? Именно это нам необходимо выяснить сегодня на уроке. Вопросы, на которые мы дадим ответ в ходе урока. Наша задача сегодня раскрыть основные свойства ферментов, показать их роль в процессе жизнедеятельности клетки и организмы в целом, рассмотреть практическое применение ферментов, выполнить исследовательскую работу по ферменту - каталаза.

б) экскурс в историю вопроса - рассказ учителя (или сообщение учащегося) об истории открытия ферментов.

А начнем мы с сообщения ребят, подготовивших рассказ об истории открытия ферментов.

Тезисы выступлений учащихся: 1-2 заранее подготовившихся учащихся кратко раскрывают становление понятий «ферменты» и «катализаторы».

в) создание проблемной ситуации:

Русский физиолог И.П.Павлов назвал ферменты «Носителями жизни».
Объясните справедливость этих слов. (Информация с прошлого урока - белки или протеины, термин «протеин» образован от греческого слова proteo, что обозначает - первостепенный, введен Мулдером. Это подчеркивает важность данного класса веществ).

Изучение новой темы.

Ферменты (от лат. fermentum - брожение, закваска), специальные белки, присутствующие во всех живых клетках и играющие роль биологических катализаторов. Через их посредство реализуется генетическая информация и осуществляются все процессы обмена веществ и энергии в живых организмах.

Проблемная ситуация.
В каждой живой клетке непрерывно происходят сотни биохимических реакций. От чего зависит скорость химических реакций? (От свойств реагирующих веществ, от их концентрации, от температуры). Химическая активность веществ в клетке небольшая, концентрации незначительны, температура клеточной среды невысокая, т.е. реакции в клетке должны протекать медленно. Но это не так. Почему?
Подобные результаты достигаются благодаря наличию катализаторов. Клеточные катализаторы называются ферментами. Они ускоряют реакции в миллионы раз. По химической природе почти все ферменты - белки. В последние годы стало известно, что некоторые молекулы РНК имеют свойства ферментов. Представление о том, что ферменты - белки, утвердилось не сразу. Для этого нужно было научиться выделять их в высокоочищенной кристаллической форме. Впервые это сделал Самнер в 1926 году, выделив уреазу - фермент, расщепляющий мочевину. Потребовалось еще 10 лет, в течение которых были получены несколько ферментов в кристаллической форме, чтобы представление о белковой природе этих веществ стало доказанным и получило всеобщее признание.
Ферменты обладают каталитической активностью и характеризуются очень высокой специфичностью и эффективностью действия. Все процессы в живом организме - дыхание, пищеварение, мышечное сокращение, фотосинтез и другие - осуществляются с помощью ферментов. Под действием различных ферментов составные компоненты пищи: белки, жиры и углеводы - расщепляются до более простых соединений, из которых затем в организме синтезируются новые макромолекулы, свойственные данному типу. Ферменты находятся во всех живых клетках и составляют большую часть всех их белков. Будучи белками, ферменты обладают всеми их свойствами. Вместе с тем биокатализаторы характеризуются рядом специфических качеств, тоже вытекающих из их белковой природы. Эти качества отличают ферменты от катализаторов обычного типа. Сюда относятся термолабильность ферментов, зависимость их действия от значения рН среды, специфичность. Свойства ферментов:
Являются биологическими катализаторами белковой природы;

Каждый фермент обладает специфичностью и действует на определенный субстрат;

Каждый фермент действует только при определенных условиях:

ферменты слюны - в слабощелочной среде;

ферменты желудочного сока - в кислой;

ферменты поджелудочного сока - в слабощелочной.

Например, свойства пищеварительных ферментов

Ферменты слюны действуют на сложные углеводы, они превращают крахмал в глюкозу: крахмал нерастворим, он не может всасываться в кровь, а глюкоза может.

Ферменты ротовой полости действуют в слабощелочной или нейтральной среде, ферменты желудка - в кислой, кишечные ферменты - в слабощелочной среде.

Ферменты слюны действуют на крахмал, ферменты желудочного сока - на белки, ферменты кишечного сока - на белки, жиры, углеводы. Они расщепляют эти вещества до продуктов, способных всосаться в кровь или лимфу.

Наиболее активны при температуре 37-39 гр.С.

При кипячении ферменты, как и другие белки, свертываются и теряют свою активность. Способны действовать не только в клетке, но и вне ее, и даже вне организма. Ферменты бывают простыми или сложными белками, в состав которых наряду с белковым компонентом (апоферментом) входит небелковая часть - кофермент.
Фермент обладает способностью различать среди множества молекул именно те, которые должны вступать в реакцию, - эти молекулы называют субстратом. Субстрат- вещество, на которое действует фермент. Структура молекулы фермента и субстрата должны точно соответствовать друг другу (как ключ к замку), этим объясняется специфичность действия ферментов.
Ферменты участвуют как в процессе синтеза, так и распада. Каталитическая функция белка связана с его третичной структурой. Каталитической активностью обладает лишь определенный участок молекулы фермента называемый активным центром. В контакт с субстратом вступает лишь очень небольшая часть молекулы фермента (3-5 аминокислотных остатков). Эта часть - активный центр фермента.
На заключительном этапе химической реакции комплекс «фермент - субстрат» распадается с образованием конечных продуктов и свободного фермента. Освободившийся при этом активный центр может снова принимать новые молекулы вещества - субстрата.
Под влиянием различных факторов изменяется структура молекулы белка, ее конфигурация и фермент могут терять свою активность. Примером влияния на биохимическом процессе в организме является фермент каталаза.
Практическое применение ферментов - сообщение учащихся.
Работа с таблицей.
Исследование « Фермент - каталаза»
Работают по инструктивной карте

Подведение итогов урока

Проанализировать, дать оценку успешности достижения цели и наметить перспективу на будущее. Самооценка и оценка. Рефлексия (что получилось, над чем стоит поработать?)