Разработка урока: "активность фермента каталазы в живых и мертвых клетках тканей растений и животных"

 

ПМ02.  Производство соленой, маринованной, пряной продукции из водных биоресурсов.

МДК01.02 Технология производства соленой, маринованной, пряной продукции из водных биоресурсов

Раздел 5. Биохимия

План-конспект урока

«Активность фермента каталазы в живых

 и мертвых тканях растений и животных»

 

 

2015 год

Дисциплина: биохимия

Тема: Ферменты (Энзимы)

Задачи:

- образовательные: сформировать знания учащихся о ферментах - их особенностях, строении, механизме их действия; познакомить учащихся с классификацией ферментов, их ролью в клетке, практическим значением ферментов, реализовать межпредметные связи;

- развивающие: развивать познавательный интерес, самостоятельную активность учащихся в ходе выполнения исследовательских работ, развивать логическое мышление, умение делать выводы; развивать интерес к предмету, любознательность;

- воспитательные: воспитывать ответственность, аккуратность, бережное обращение с химическими реактивами, экологическую грамотность, прививать культуру общения в ходе совместной деятельности.

Оборудование:

1) На столах учащихся - оборудование и вещества к лабораторной работе «Фермент – каталаза»»:

·       перекись водорода

·       печень говяжья (сырая)

·       печень говяжья (варенная)

·       картофель (сырой)

·       картофель (варенный)

·       инструкция к выполнению лабораторной работы

·       личный лист курсанта

2) Опорные конспекты «Ферменты» на столах учащихся.

3) Результаты домашней исследовательских работ «Действие ферментов слюны на крахмал»

4) Презентации курсантов по группам

5) Эпиграф урока: «Фермены - возбудители жизни». И.П.Павлов.

Подготовительный этап: класс делится на 6 групп, каждая из групп предварительно получает задание экспериментального, творческого характера, результаты выполнения которого освещаются на данном уроке.

План урока:

1)  Ферменты. Строение ферментов.

2)  Механизм действия ферментов.

3)  Свойства ферментов. Лабораторная работа «Фермент – каталаза»

4)  Многообразие ферментов, их классификация.

5)  Практическое использование ферментов.

Ход урока:

I.Организационный  этап.

Повторение материала.

   Готовясь к уроку, мы разделили класс на 6 групп, и каждая группа получила определённое задание:

1 группа: «История вопроса о ферментах».

2 группа: «Строение ферментов».

3 группа: «Механизм действия ферментов».

4 группа: «Свойства ферментов».

II. Результаты домашней исследовательской работы

«Действие ферментов слюны на крахмал».

   Налейте в посуду стакан холодной воды и разведите в ней пол-ложки крахмала. На небольшом огне доведите жидкость до кипения и варите еще 5~10 мин, постоянно помешивая, до образования однородной клейкой массы. Смочите в крахмальном клейстере бинт и дайте ему просохнуть.

   Приготовьте реактив на крахмал — йодную воду (налейте в блюдце немного воды и добавьте несколько капель йода, чтобы получилась жидкость цвета крепко заваренного чая).

   Исследуйте ферменты своей слюны. Намотайте на спичку вату, смочите ее слю­ной, а затем на накрахмаленном бинте слюной напишите букву или сделайте рисунок. Расправленный бинт зажмите в руках и подержите его некоторое время (1-2 мин), чтобы он нагрелся.

   Опустите бинт в йодную воду, тщательно расправив его. Участки, где остался крахмал, окрасятся в синий цвет, а места, обработанные слюной, останутся белыми, так как крахмал в них распался до глюкозы, которая с йодом синего окрашивания не дает. Если все сделано верно, на синем фоне появится белая буква или рисунок.

Какова каталитическая активность ферментов? Этот вопрос мы рассмотрим на примере изучения работы фермента каталазы.

    В каждой растительной и животной клетке имеется фермент каталаза, который

расщепляет пероксид водорода.

  Пероксид водорода - это ядовитое вещество, которое образуется в организме в результате ОВ-реакций. Так вот чтобы не произошло самоотравления клетки и организма в целом, каталаза расщепляет это вещество до воды и кислорода:

               каталаза

2Н₂О₂     ----------->  2Н₂О + О₂↑

III. Лабораторный опыт
«Открытие фермента каталазы»

Цель. Доказать присутствие ферментов в животных и растительных клетках.
Оборудование и реактивы. Штатив с пробирками, микроскоп, предметное стекло, лучинка, спички; стакан с Н₂О₂ (3%-й р-р), песок, ткани растительные и животные.

Ход работы

   Ферменты содержатся в каждой животной и растительной клетках. Большая часть ферментов связана с определенными клеточными структурами (ядро, цитоплазма, пластиды, лизосомы и т. д.), где и осуществляется их функция. Каталаза содержится в микротельцах (пероксисомах). Эти тельца имеют овальную форму, зернистую структуру, находятся в цитоплазме.

Пероксисомы имеют размеры 0,3–1,5 мкм и содержат внутри кристаллические ферменты

   Пероксисомы имеют размеры 0,3–1,5 мкм и содержат внутри кристаллические ферменты.  Фермент каталаза  катализирует расщепление пероксида водорода с образованием молекул воды и кислорода: Расщепляя Н2О2, каталаза играет защитную роль. Она обезвреживает ядовитое вещество (пероксид водорода), которое непрерывно образуется в клетке в процессе жизнедеятельности. Активность фермента очень высока: при 0 °С – 1 молекула катализатора разлагает за 1 секунду до 40 000 молекул Н2О2 .

Практическая часть.

1. Прилейте по 2 мл Н2О2 в пять пробирок с:

·       сырой печенью;

·       вареной печенью;

·       сырым картофелем;

·       вареным картофелем;

·       сырой  рыбой

·       варёной рыбой

2. Результаты эксперимента:

Образцы	Наблюдения	Вывод
Сырое мясо Сырая рыба Сырой картофель	Наблюдается выделение пузырьков газа	В образцах живых тканей происходит реакция расщепления пероксида водорода.
Варёное мясо Варёная рыба Варёный картофель	Изменений не происходит	В тканях образцов, подвергнутых термической обработке, реакция не происходит.

Объяснение результатов опытов:

   В тканях и клетках живых организмов присутствуют специальные белки, выполняющие роль биологических катализаторов – ферментов.

    В тканях и клетках, подвергнутых термической обработке, белки денатурировали, разрушилась их структура.

Выводы:

   Биологические катализаторы – ферменты – дают возможным протекание химических реакций при нормальных условиях: комнатной температуре и без использования каких-либо сильнодействующих химических веществ.

Увеличение площади соприкосновения реагентов увеличивает скорость химической реакции.

III. Закрепление изученного материала.

1)  Итак, какой  вывод можно сделать по изученной теме?

Общий вывод: ферменты - катализаторы и для них характерны все принципы катализа, но ферменты обладают и рядом уникальных свойств, которые их отличают от неорганических катализаторов. Это отличие объясняется белковой природой фермента.

2)  Тест.

Выбери правильный ответ:

1. Ферменты – это катализаторы:

а) углеводной природы;
б) белковой природы;
в) неорганической природы;
г) липидной природы.

2. Участок молекулы фермента, отвечающий за присоединение вещества:

а) каталитический центр;
б) субстратный центр;
в) аллостерический центр;
г) активный центр.

3. Почему под влиянием высокой температуры ферменты теряют свою активность?

а) понижается активность субстрата;

б) изменяется пространственная структура молекул;

в) изменяется содержание ферментов в клетке.

4. При какой температуре наступает оптимальная активность ферментов у животных?

а) 40-50˚;

б) 30-40˚;

в) 50˚.

5. Что происходит с ферментом при его взаимодействии с субстратом?

а) фермент мутирует;

б) фермент не изменяется;

в) фермент превращается в новое вещество.

- Взаимопроверка (анализ теста)

Число правильных        ответов	Вывод
5	Тему усвоил
4	Тему усвоил достаточно
3	Тему усвоил плохо
2	Тему не усвоил, приходишь на дополнительное занятие

IV. Итог урока, оценка и учет знаний.

V. Домашнее задание:

1) Творческое задание: подготовить презентацию. Реферат по теме «Области применения ферментов»,

2) Индивидуальные задания: подготовить опережающие задания по теме «Гормоны»

VI. Рефлексия.

1. Что такое ферменты? Перечислите свойства ферментов.
2. В чем выражается специфичность ферментов?
3. Что лежит в основе механизма взаимодействия субстрата и фермента?

4. Какова роль фермента каталазы в клетках?
5.Чем обусловлено расщепление пероксида водорода в пробирках с кусочками сырой печени, сырого картофеля.

6.Какие уровни организации молекулы белка-фермента каталазы разрушаются при варке картофеля и печени в опыте и разрыв каких молекулярных связей привел к денатурации этого белка?

7.Почему расщепление пероксида водорода в пробирках с кусочками вареного картофеля и печени не наблюдалось?

Жизнь на самом деле состоит

Из невероятных комбинаций.

Если все Отечество грустит,

Не переставайте улыбаться!

Это, разумеется, не путь

Вовремя остановить ошибки.

Но ведь должен, должен кто-нибудь

Просто так дарить свою улыбку!

- Спасибо вам за урок и хорошего вам настроения!

ЛИТЕРАТУРА

Батуев А.С., Гуленкова М.А. и др. Биология. Большой справочник для школьников и поступающих в вузы. М.: Издательский дом «Дрофа», 1999, с. 116; Биология (приложение к газете «Первое сентября»), 1999, № 15;
Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. М.: Мир, 1990, т. 1, с. 195–209;
Демьяненков Е.Н. Биология в вопросах и ответах. М.: Просвещение, 1996, с. 38;
Ермолаев М.В. Биологическая химия. М.: Медицина, 1983, с. 92–114;
Кемп П., Арис К. Введение в биологию. М.: Мир, 1988, с. 251–253;
Корсунская В.М., Мироненко Г.Н., Мокеева З.А., Верзилин Н.М. Уроки общей биологии. М.: Просвещение, 1986,
с. 137–141;
Муртазин Г.М. Задачи и упражнения по общей биологии. М.: Просвещение, 1981, с. 81–82, 91–92;
Овчинников Ю.А., Шамин А.Н. Строение и функции белков. (Библиотека Детской энциклопедии.) М.: Педагогика, 1983, с. 49–74;
Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия-11. М.: Просвещение, 1998.

Приложение №1

Исследовательская работа.

Действие ферментов слюны на крахмал.

   Налейте в посуду стакан холодной воды и разведите в ней пол-ложки крахмала. На небольшом огне доведите жидкость до кипения и варите еще 5~10 мин, постоянно помешивая, до образования однородной клейкой массы. Смочите в крахмальном клейстере бинт и дайте ему просохнуть.

   Приготовьте реактив на крахмал — йодную воду (налейте в блюдце немного воды и добавьте несколько капель йода, чтобы получилась жидкость цвета крепко заваренного чая).

   Исследуйте ферменты своей слюны. Намотайте на спичку вату, смочите ее слю­ной, а затем на накрахмаленном бинте слюной напишите букву или сделайте рисунок. Расправленный бинт зажмите в руках и подержите его некоторое время (1-2 мин), чтобы он нагрелся.

   Опустите бинт в йодную воду, тщательно расправив его. Участки, где остался крахмал, окрасятся в синий цвет, а места, обработанные слюной, останутся белыми, так как крахмал в них распался до глюкозы, которая с йодом синего окрашивания не дает. Если все сделано верно, на синем фоне появится белая буква или рисунок.