Вопросы по лабораторной работе»

Тема: Ферменты. Лабораторная работа №1. Расщепление Н₂О₂с помощью ферментов в растительных клетках.

Цель: создание условий для самостоятельного приобретения знаний о строении и функциях ферментов и формирования универсальных учебных действий.

Ребята, вещества, которые мы должны изучить на данном уроке, играют важнейшую роль в жизнедеятельности клеток и организма в целом. 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.)

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.)

« 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.

« 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).

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? 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.

« Механизм работы фермента» (запись в тетрадь)

. 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 при выполнении лабораторной работы:

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 = O_{2 +}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.

Записываем в рабочей тетради: дата, лабораторная работа №1, тема, цель, ход работы и т.д.,

Лабораторная работа №1: « Расщепление пероксида водорода ферментом каталазой »

Цель:

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 запиши в тетрадь.

5. Сделайте вывод.

«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.

Домашнее задание: проработать данный конспект, выполнить задания в рабочей тетради:

Установите соответствие: (соотнесите буква-цифра)

12 Следующая ⇒