Какими свойствами обладают ферменты 9 класс

План – конспект урока по теме: Ферменты.

1.ФИО: Севрук Светлана Георгиевна

2.Место работы: МОУ средняя  школа №3 г. Богородицка Тульской области

3. Должность: учитель биологии и химии

4. Предмет: «Биология»

5. Класс: 9А класс.

6. Цель урока:

создание условий для самостоятельного приобретения знаний о строении и функциях ферментов и формирования универсальных учебных действий под руководством учителя.

7. Задачи урока:

1. Образовательные:  – формирование знаний о строении, свойствах и функциях  

ферментов, их роли в жизнедеятельности организма; раскрытие механизма работы ферментов.

2. Развивающие:  – закрепление, ранее изученных понятий по данной теме и

формирование новых, усвоение терминологии;

– формирование интереса к предмету, повышение мотивации к учебной деятельности;

– формирование умений самостоятельной работы с учебной литературой, поиска необходимой информации для выполнения заданий;

– развитие навыков проведения биологических опытов, наблюдений и формирования выводов на основе полученных результатов опыта;

– развитие коммуникативных качеств учащихся (умение работать в группе, взаимоуважение между партнерами);

– развитие творческих способностей, расширение кругозора учащихся.

3. Воспитательные:  – способствовать формированию целостной картины мира;

– формирование у учащихся бережного отношения ко всему живому на нашей планете;

– формирование понимания  актуальности биологических знаний.

             8. Тип урока: урок изучения нового материала.

             9. Методы урока: метод проблемной ситуации, исследовательский, словесный, словесно – наглядный.

            10. Формы работы учащихся: фронтальная и индивидуальная деятельность,    

            работа в парах.

           11. Необходимое техническое оборудование: компьютер, подключенный к сети  

            Интернет; мультимедийный проектор; ресурсы ЭОР (Слайды к уроку).

           12. Оборудование:   компьютер, свежий 3%  раствор перекиси водорода, чашка

            Петри (пробирки), пинцет, растительные ткани (кусочки сырого и вареного

            картофеля), животные ткани (кусочки сырого и вареного мяса), инструктивные

            карточки.  

           13. Этапы урока:

1. Организационный момент
2. Проверка домашнего задания (актуализация знаний учащихся)
3. Определение темы и  целей урока
4. Изучение нового материала:

•  Роль ферментов в клетке.
• Состав и строение ферментов.
• Свойства ферментов.
• Работа ферментов.
• Лабораторная работа: «Расщепление пероксида водорода в клетках клубня картофеля».

5. Закрепление изученного материала.  

      14. Ход  урока:

1.  Организационный момент.

2.  Актуализация знаний.  (Работа в парах).

слайд №1:

1)  Найдите ошибки в тексте и исправьте их.

1. Белки – биополимеры, мономерами которых  являются нуклеотиды.

2. Белки являются основным строительным материалом клетки.

3. Вторичная структура молекулы белка поддерживается пептидными связями.

4. Третичная структура молекулы белка представлена спиралью.

5. Пептидные связи образуются  между  – СО –  и –NH- группами аминокислот.

6. В состав молекул белков входят 20 аминокислот.

слайд №2:

2)  Выберите три правильных ответа в тексте.

1. Белки образуются из аминокислот.

2. Белки расщепляются в кишечнике до глицерина и жирных кислот.

3. Незаменимые аминокислоты не могут синтезироваться организмом.

4. Белки в печени превращаются в гликоген.

5. При денатурации  разрушается первичная структура молекулы белка.

6. Белок эритроцитов крови – гемоглобин, выполняет транспортную функцию.

слайд №3:

3)  Вставьте пропущенные слова в тексте.

1. Последовательность аминокислот в полипептидной цепи образует     ——структуру белка.

2. Форма белковой молекулы в виде  —— характерна для вторичной структуры белка.

3. Пептидные связи образуются между молекулами —-  в —– структуре белка.

4. Форма белковой молекулы в виде глобулы характерна  для —- структуры.

5. Процесс разрушения всех структур белка, кроме первичной, называется —– .

слайд №4:

4)  Установите соответствие:

Характеристика функций                                                                            Функции белков

А) белки – ферменты ускоряют химические реакции в клетках.               1) структурная

Б) белки – гормоны влияют на обмен веществ                                             2) защитная

В) белки, встроенные в мембрану клетки, изменяют свою                         3) каталитическая

    третичную структуру под воздействием факторов среды.                      4) гормональная

Г) белок крови гемоглобин транспортирует кислород к клеткам.              5) сигнальная

Д) клетки крови вырабатывают белки – антитела, нейтрализующие         6) транспортная

     антигены.

Е) в состав клеточной мембраны входят белки.

       – Поменяйтесь тетрадями с партнером  и оцените его работу.  

  –  Если  по итогам работы вы набрали:

16 – 18 баллов, то поставьте оценку «5»;

13 – 15 баллов  –  оценку «4»;

 9 – 12 баллов  –  оценку «3»;

Менее 9 баллов  –  оценку «2».

–   Сдайте работы на проверку учителю. Обсудите результаты своей работы вместе с классом.

            3. Изучение нового материала

Определение темы и целей урока.

Ребята, вещества, которые мы должны изучить на данном уроке, играют важнейшую роль в жизнедеятельности клеток и организма в целом. Я предлагаю вам  самим  определить  о каких  веществах  пойдет речь.  Но для этого вы должны вспомнить школьный курс химии, а именно тему: «Скорость химической реакции».                                                                                                                  –  Назовите, какие факторы и как влияют на скорость химической реакции?

( –  концентрация реагирующих веществ: чем выше их концентрация, тем скорость реакции  больше;

–   температура: при нагревании реагирующих веществ, скорость реакции увеличивается;

–  катализаторы.)

– А  какие вещества называют  катализаторами?

(- катализаторы –  вещества, которые увеличивают (изменяют) скорость химической реакции, но сами при этом не изменяются.)

         Создание проблемной ситуации:

– Каждая клетка организма представляет собой уникальную химическую лабораторию, в которой протекает множество различных реакций. В живых клетках концентрация веществ  небольшая, а температура клеточной среды невысокая. Согласно химической теории  реакции в клетках должны протекать очень медленно или вообще не протекать. Однако клеточные реакции протекают с очень большой скоростью. Например, синтез одной молекулы инсулина, состоящей из 51 аминокислотного остатка, завершается за 1-2 минуты, тогда как в лабораторных условиях для этого требуется много усилий, времени, средств. Когда в 50-ые годы этот белок был синтезирован искусственно, в этой работе принимали участие 10 человек в течение трех лет.

– Объясните, почему же в клетках химические реакции протекают  очень быстро?  ( Благодаря  присутствию в них биологических катализаторов – ферментов.)

– Итак, вы определили, какие вещества мы будем изучать  на уроке – это ферменты.

слайд №5: Тема урока «Ферменты»

А что же мы должны узнать о них?  Каковы задачи нашего урока, как вы считаете?

Попробуем  их сформулировать.  Поможет в этом нам  заполнение таблицы: «Установи соответствие». Напоминаю, что каждому высказыванию в левой части таблицы соответствует логическое завершение, записанное в правой части это таблицы. Вам нужно все привести  в соответствие.    (На доске, с помощью магнитов  укреплены  в показанном  порядке утверждения.  К доске  приглашается  ученик,  устанавливающий с помощью одноклассников необходимое соответствие)

Итак, на нашем уроке мы должны решить следующие задачи:

Слайд  № 6:      Задачи  урока

.   Выяснить роль ферментов в клетке.

.   Разобрать состав и строение ферментов.

.   Изучить свойства ферментов.

.   Рассмотреть механизм работы ферментов.

.   Выполнить лабораторную работу: «Расщепление пероксида водорода в клетках клубня              картофеля».

.   Узнать о применении ферментов.

– Итак, ферменты  катализируют химические реакции в  живых клетках.  А каким образом они это осуществляют? Давайте снова обратимся к вашим знаниям по химии. Скажите мне, какие молекулы могут реагировать между собой: активные,  или не активные ?   (  Активные)

– Правильно, в химическое взаимодействие вступают только активные молекулы, обладающие энергией, достаточной для осуществления данной реакции.

– А за счет чего  неактивные молекулы реагирующих  веществ  становятся активными?  ( За счет увеличения температуры)

– Правильно, при повышении температуры (а это происходит при нагревании веществ) число активных молекул сильно возрастает, благодаря чему резко увеличивается скорость реакции.

Создание проблемы: Однако в живых клетках не может происходить резкого  повышения температуры клеточной среды. Тогда  еще  за счет чего происходит увеличение числа  активных молекул?  ( За счет действия ферментов)

– Действительно, ферменты (как и любой другой катализатор) уменьшает энергию активации молекул, облегчая тем самым их взаимодействие между собой.

   Ребята мы выяснили роль ферментов в  клетках и  вам нужно записать ее в тетрадь. Для этого начертите  таблицу, которую вы будите  заполнять в ходе урока в процессе изучения ферментов. Слайд № 7. Таблица.

 Слайд № 8: « Роль ферментов в клетке»  ( запись в тетрадь)

.   Ферменты – биологические катализаторы, увеличивающие  скорость биохимических реакций в миллионы раз. Они снижают энергию активации субстратов, обеспечивая их быстрое взаимодействие. Ферменты катализируют процессы обмена веществ протекающие в живых клетках.  (Запись в тетрадь)

 В каждой клетке содержатся тысячи  ферментов. Что  они собой представляют?                  Ферменты  (от латинского «fermentum» – брожение, закваска) – специальные белки, присутствующие во всех живых клетках.

 Чтобы  выяснить состав и строение ферментов, вы должны  прочитать  текст в учебнике  А.А. Каменского на стр. 36  и ответить на вопросы.

Слайд № 9: « Вопросы к тексту»

1)  Чем являются ферменты по своей природе? ( Белками)

2)  Из  чего  состоят ферменты?  ( Из белка ( аминокислот) и небелкового компонента )

3)  Чем является небелковый компонент фермента? ( Активным центром фермента)

4)  Какие вещества входят в состав активного центра фермента?  ( Витамины или ионы металлов )

5)  Как называется небелковый компонент фермента? ( Кофермент)

6)  какое значение имеет активный центр фермента?

– Итак, обобщим  знания о строении ферментов, рассмотрев следующий слайд. После чего продолжим запись в таблице.

Слайд № 10: « Состав и строение ферментов»      (Запись в тетрадь)

. Ферменты – это белковые молекулы, синтезируемые живыми клетками.

. Ферменты могут быть простыми и сложными.

. Простые ферменты – однокомпонентные, состоят только из белка.

. Сложные ферменты – двухкомпонентные, состоят из белка и небелкового компонента.

                                          СТРОЕНИЕ  СЛОЖНОГО  ФЕРМЕНТА

                 БЕЛОК (апофермент)                        НЕБЕЛКОВЫЙ  КОМПОНЕНТ 

                                                                                       (кофермент)

                                                                             ВИТАМИНЫ      ИОНЫ  МЕТАЛЛА

                                                                            Кофермент  является активным  

                                                                            центром фермента.

–  А какие свойства характерны для  ферментов?  Рассмотрим следующий слайд.

Слайд  № 11: « Свойства ферментов»          (запись в тетрадь)

.  Ферменты обладают высокой каталитической активностью.

.  Ферменты  проявляют свою активность только при определенных условиях: t; pH среды.                                                                                                                                                     . Ферменты обладают строгой специфичностью действия. (  Они связываются только со своими веществами – субстратами).

 ( Объяснение учителя во время просмотра  слайда: 1) Ферменты увеличивают скорость протекания химических реакций в клетке в сотни миллионов раз.  Они значительно превосходят другие (неорганические) катализаторы по каталитической активности. Так они способны в течение  миллисекунд обеспечить протекание сложных многостадийных реакций, для проведения которых химику в современной лаборатории потребовались бы дни, недели или даже месяцы.                                                                                                           2) Ферменты проявляют свою активность только при определенных значениях  рН  среды  и температуры. Вспомните курс биологии 8 класса по теме «Пищеварение». В какой среде проявляют свою активность амилаза слюны, пепсин желудочного сока, трипсин кишечного сока?  (ответы учащихся).  Действительно,  фермент слюны – амилаза, активен при нейтральной или слабощелочной среде (рН=7), фермент желудочного сока – пепсин активен в кислой среде; а фермент кишечного сока – трипсин действует в слабощелочной среде.

3) Ферменты проявляют свою активность только при температурах подходящих для данного организма, т.е. в пределах от 5-40 градусов. При повышении температуры до 70-80 градусов активность ферментов падает. Вспомните прошлый урок и объясните, почему это происходит?  Верно, при нагревании происходит изменение природной структуры фермента и его активного центра. При повышении температуры более 80 градусов происходит  инактивация  фермента  вследствие денатурации белка.)  

–   А почему фермент действует только на определенное вещество и ускоряет только одну определенную реакцию?  Чтобы ответить на этот вопрос мы должны выяснить механизм работы фермента.

Слайд № 12: « Механизм работы фермента»       (запись в тетрадь)

                        ( Объяснение учителя)

.   Субстрат – вещество, на которое действует фермент.

.   Молекула фермента значительно превышает молекулу субстрата.

.   Структура активного центра фермента геометрически соответствует структуре субстрата                (« ключ – замок»).

. Субстрат может вызывать изменения конфигурации активного центра, что приводит к повышению каталитической активности фермента.

.   Фермент + Субстрат = Фермент – Субстратный комплекс = Фермент + Продукт

 –   Ферменты играют  огромную роль в процессах обмена веществ  протекающих в живых клетках  растительных и животных организмов и катализируют,  как реакции синтеза, так и распада. Мы рассмотрим роль ферментов в жизнедеятельности  клеток  на примере фермента каталазы.

             Фермент каталаза имеется в каждой растительной и животной клетке. Он расщепляет пероксид водорода, который образуется в клетках в результате окислительно – восстановительных реакций, с образованием молекул воды и кислорода.

                                  2 H2O2    =   O2     +   2  H2O 

   Пероксид водорода – ядовитое вещество, и, чтобы не произошло самоотравление клетки и организма в целом, фермент каталаза расщепляет ее.  За 1 секунду  1 молекула каталазы расщепляет  200 000 молекул пероксида водорода.

            Чтобы убедиться в наличии фермента каталазы в живых клетках растений и животных мы проведем  лабораторную  работу.

(перед проведением лабораторной работы необходимо провести инструктаж по технике безопасности.)

Слайд № 13:  Лабораторная работа: « Расщепление  пероксида водорода ферментом каталазой »

  Задачи работы:

  1. Доказать ферментативный характер реакций обмена веществ.

  2. Показать, что ферментативная активность присуща лишь живым клеткам.

                                                      Ход работы

1.  Положите в одну пробирку кусочек сырого картофеля, а в другую – вареного.

2.  Добавьте в обе пробирки по 2 мл  раствора перекиси водорода.

3.  Объясните причины выделения пузырьков газа. Почему отсутствует выделение пузырьков в       пробирке с вареным картофелем.

4.  Результаты опыта занесите в таблицу.

5.  Сделайте вывод.

Слайд № 14: «Вопросы  по лабораторной работе»

Вывод:  в пробирке с кусочками вареного картофеля не наблюдалось расщепление перекиси водорода, потому что при варке картофеля  произошла денатурация белка – фермента каталазы, нарушились его третичная и вторичная структуры молекулы, что и привело к разрушению активного центра фермента.

 _   Чтобы выяснить практическую значимость  ферментов в жизни людей, просмотрим  презентацию, которую приготовил (Ф.И. ученика ).

           Презентация ученика: «Значение ферментов».

Таким образом, ферменты используют: 1) в пищевой промышленности – при приготовлении безалкогольных напитков, пива, вин, сыров, консервов, колбас, копченостей;

2) в животноводстве – при приготовлении кормов;

3) при производстве фотоматериалов;

4) они входят в состав стиральных порошков, зубных паст.  

Слайд №15: «Применение ферментов»    (запись в тетрадь)

          4. Закрепление нового материала:

–  Ребята, какие вещества мы изучали сегодня на уроке?

( – ферменты, их состав, свойства, роль в клетке.)

– Достигли ли мы на уроке поставленных задач?  А что вы узнали сегодня на уроке?       Для закрепления изученного материала, ответьте на следующие вопросы:

Слайд №16:

1)  Чем являются ферменты по своей химической природе?

2)  Ферменты активны лишь при определенной температуре. Объясните, почему?

3)  Как вы понимаете выражение: « Все ферменты – белки, но не все белки –  ферменты».

 5.Домашнее задание:

Выучить параграф 1.8; Составить тест по теме «Ферменты» (по желанию).