Ферменты

Кайдун Наталья Евгеньевна учитель биологии

08. 11. 21г.

Здравствуйте, дорогие девятиклассники! Рада приветствовать вас на уроке биологии!

Лабораторная работа № 1" Действие фермента на пероксид водорода".

Цель: показать действие фермента каталаза на пероксид водорода (Н2О2) и условия, в которых он функционирует. Обнаружить действие фермента каталазы в растительных тканях, сравнить ферментативную активность натуральных и поврежденных кипячением тканей;

Оборудование:

3% раствор пероксида водорода,

раствор йода,

лист элодеи (другого растения),

кусочки сырого и вареного картофеля,

сырого мяса,

микроскопы,

пробирки.

Информация для учащихся.

Пероксид водорода – ядовитое вещество, образующееся в клетке в процессе жизнедеятельности. Принимая участие в обезвреживании ряда токсических веществ, он может вызвать самоотравление (денатурацию белков, в частности, ферментов). Накоплению Н2О2 препятствует фермент каталаза, распространенный в клетках, способных существовать в кислородной атмосфере. Фермент каталаза, расщепляя Н2О2 на воду и кислород, играет защитную роль в клетке. Фермент функционирует с очень большой скоростью, одна его молекула расщепляет за 1с 200 000 молекул Н2О2: Н2О2 2 Н2О2 + О2

Ход работы.

На срез картофеля капните разведенным раствором йода, наблюдайте явление. Объясните изменение окраски среза. Поместите в первую из трех пробирок кусочек сырого мяса, во вторую – кусочек сырого картофеля, в третью – кусочек вареного картофеля.

Прилейте в пробирки по 2-3мл 3-% раствора Н2О2. Опишите наблюдаемые вами явления в каждой пробирке.

На предметное стекло, в каплю воды положите лист элодеи (тонкий срез) и рассмотрите под микроскопом при малом увеличении место среза.

Нанесите на лист 1-2 капли Н2О2, накройте покровным стеклом и вновь рассмотрите срез. Объясните явление.

Составьте вывод по лабораторной работе, исходя из цели работы.

Вопросы: Чем объяснить сходные явления в опыте с листом элодеи и сырым картофелем, возникшие в результате проникновения в клетки пероксида водорода? Какие нутримолекулярные силы разрушились в ферменте каталазе при варке картофеля, и как это отразилось в опыте?

Ферменты

Цели:

Образовательные:

сформировать знания о белках-ферментах, играющих важную роль в процессах жизнедеятельности клетки;

сформировать знания о ферментах-катализаторах – как одной из важнейших функций.

Развивающие:

развивать умение анализировать результаты лабораторных опытов, устанавливать причинно-следственные связи между живыми и неживыми клетками;

развивать познавательный интерес учащихся к предмету общая биология.

Воспитательные:

формирование научного мировоззрения, четких представлений о роли биологии в современном обществе.

Ход урока.

1. Организационный момент.

2. Повторение пройденного материала о строении и составе белков, их функциях.

“Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удается связать воедино разрознения факты, им наблюдаемые”

Д. Хевеши

С какими материальными объектами связана тайна жизни? Это один из главных вопросов, на который пыталась ответить наука на протяжении своей истории. И уже довольна давно ученые поняли, что важную, а может быть и главную роль во всех жизненных процессах играют…белки.

Мы познакомились на уроках биологии и химии со строением, свойствами и функциями белков. Над проблемой строения белков долгое время работал Э. Фишер и после его работы была создана.

Вопросы:

Какая теория? Правильно, полипептидная теория строения белков.

Что было доказано? Было доказано, что в состав белков входят следующие элементы: C, H, O, N, S и другие, в разных количествах.

Почему белкам дано название протеины?

Согласно пептидной теории, какова структура белков?

Какие функции белки выполняют в клетках?

Какими свойствами обладают белки? (Денатурация, ренатурация)

Сегодня на уроке продолжим знакомство с белками, но с белками-ферментами, рассмотрим одну из важных функций – каталитическую. В процессе изучения материала постараемся решить поставленные задачи урока.

Наш урок будет проходить под девизом (Д. Хевеши).

Таким образом, нам с вами предстоит решить не только теоретические вопросы о ферментах, но и практически пронаблюдать их действие. Чтобы мы чувствовали себя счастливыми в процессе урока, мы должны будем связать воедино весь предлагаемый для изучения и наблюдения материал, чтобы в конце урока прийти к определенному выводу, необходимо поэтапно решать поставленные нами задачи нашего урока.

2. Изучение нового материала.

Прежде чем начать изучение нового материала о ферментах, послушаем небольшую сказку.

а) Я расскажу вам сказку. Умирая, старый араб завещал своим сыновьям 17 прекрасных белых верблюдов. Старшему половину, среднему – третью часть, младшему – девятую часть. Когда араб умер, сыновья принялись делить свое наследство, но 17 верблюдов не делится ни на 2, ни на 3, ни на 9.

В это время через пустыню шел бедный ученый, дервиш и вел за собой старого черного верблюда. Он подошел к братьям и спросил, о чем они горюют. Братья поведали о своем наследстве и невозможности его поделить. Тогда дервиш подарил им своего верблюда. У них стало 18 верблюдов и все получилось: старший получил 9 верблюдов, средний – 6 верблюдов, младший – 2 верблюда, остался старый верблюд ученого. “Что с ним делать? ” – спросили братья. “Отдайте его мне” – попросил ученый, и братья вернули ему верблюда. Вот и ферменты, так же, как и старый верблюд дервиша помогают осуществлять реакции в организме.

б) Так что же такое ферменты?

Ферменты – это белковые молекулы, синтезируемые живыми клетками.

В каждой клетке имеются сотни различных ферментов. С их помощью осуществляются многочисленные химические реакции, которые могут с большой скоростью идти при температурах, подходящих для данного организма, то есть в пределах от 5о до 40о. Чтобы эти реакции протекали вне организма с той же скоростью потребовались бы высокие температуры и резкие изменения условий. Для клетки это означало бы гибель, так как вся работа клетки строится таким образом, чтобы избежать любых сколько-нибудь заметных изменений в нормальных условиях ее существования.

Таким образом, можно сказать, что ферменты – это биологические катализаторы, то есть вещества, которые ускоряют биохимические реакции. Они абсолютно необходимы, потому что без них реакции в клетке протекали бы слишком медленно.

Что же обозначает термин-фермент

Термин “фермент” (от лат. fermentum – закваска) был предложен в начале XVII века голландским ученым Ван Гельмондом.

Почти все ферменты являются белками (но не все белки – ферменты). Представление о том, что ферменты – белки утвердилось не сразу. Для этого надо было научиться их выделять в высоко кристаллической форме. Впервые ферменты в такой форме выделил в 1926 году Дж. Самнер. После этого потребовалось еще 10 лет, в течение которых было получено еще несколько ферментов в кристаллической форме, чтобы представление о белковой природе ферментов стало доказанным и получило всеобщее признание.

Для ферментов характерна своя эволюция, им также пришлось пройти длительный путь признания. Какими же свойствами обладают ферменты?

в) Катализ и энергия активации

Биологические катализаторы (т. е. ферменты) характеризуются следующими основными свойствами. Несмотря на большое количество и разнообразие ферментов всех их по особенностям строения молекул можно разделить на 2 группы: простые белки и сложные белки.

У сложных ферментов помимо белковой части имеется добавочная группа небелковой природы – кофактор, например, многие витамины. В молекуле однокомпонентного белка выделяют особую часть, представляющую собой уникальное сочетание нескольких аминокислотных остатков, располагающихся в определенной части белковой молекулы. Ее называют активным центром фермента, который взаимодействует с молекулой субстрата с образованием фермент-субстратного комплекса. Затем фермент-субстратный комплекс распадается на фермент и продукт (продукты) реакции.

Согласно гипотезе, выдвинутой Э. Фишером, субстрат подходит к ферменту, как ключ к замку, т. е. пространственные конфигурации активного центра фермента и субстрата точно соответствуют друг другу. Субстрат сравниваем с “ключом”, который подходит к “замку” – ферменту.

Ребята, ответьте на вопросы в ходе урока. Выучите определение и просмотрите в интернете видио о ферментах. Всем спасибо.