Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Биологические катализаторы.doc
Скачиваний:
92
Добавлен:
13.04.2015
Размер:
2.09 Mб
Скачать

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Шадринский государственный педагогический институт»

Кафедра биологии и географии с методикой преподавания

Конспект урока на тему «Биологические катализаторы»

в 9а классе

Составитель: студент о/о 5 курса

516 группы

Калугин Сергей Григорьевич

Шадринск, 2012

План урока:

I. Организационный момент 1мин.

II. Проверка знаний 10мин.

III. Сообщение темы и цели урока 1мин.

IV. Изучение нового материала 20мин.

V. Домашнее задание 1мин.

VI. Закрепление 5мин.

VII. Итог. 2мин.

Цель: Формирование представлений о биологических катализаторах.

Задачи:

обучающие:

1). Обучающая:

1. Формирование понятий катализатор, фермент, активный центр, специфичность фермента.

2.формирование представления о ферментах как о биологических катализаторах

3. Формирование знания о строении фермента.

4. Формирование представления о процессе биологического катализа - взаимодействия фермента и субстрвта.

2). Развивающая:

1. Развивать умение анализировать строении, функцию и свойства ферментов.

2.Устанавливать причинно-следственные связи между строением и функциями ферментов.

3.Развивать умение делать вывод о значении ферментов в клетке и в организме в целом.

4.Анализировать условия протекания биологического катализа.

6. Развивать наблюдательность, логическое мышление.

3). Воспитывающая:

1. Формировать естественнонаучного мировоззрения о биохимических реакциях живых организмов.

2. Вырабатывать коммуникативного навыка на уроке.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: таблица «АТФ», аппликации «Схема образования комплекса фермент вещество»

Литература:

  1. Каменский А. А., Пасечник В. В. «Биология. Введение в общую биологию и экологию».

  2. Пепеляева О.В., Сунцова И. В. Поурочные разработки к учебным комплектам « Биология. Введение в общую биологию и экологию», 9 кл.

  3. "Ферменты – биологические катализаторы жизни" http://festival.1september.ru/articles/604687/

  4. Биологические катализаторы http://school.xvatit.com/index.php

  5. Катализаторы биологические http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/94220/Катализаторы

Ход урока

Организационный момент.

Проверка знаний

Сообщение темы и цели урока.

Изучение нового материала

Выполнение лабораторной работы

Д.З

Закрепление

Дополнительный материал

Здравствуйте, садитесь, дежурные назовите отсутствующих.

На прошлом уроке мы рассмотрели с вами «АТФ и другие органические соединения». Повторите, узнаем, насколько хорошо вы усвоили материал.

1) Каково строение АТФ?

АТФ – это нуклеотид, состоящий из азотистого основания аденина, углевода- рибозы, и трех остатков фосфорной кислоты.

2) Написать формулу АТФ на доске

Строение молекул АТФ.

О О О

Азотистое ___ Рибоза ___ О – Р - О ~ Р – О ~ Р - ОH

основание

ОH OH OH

3) В каких связях заключена энергия молекулы АТФ?

Макроэнергических, связывающих остатки фосфорной кислоты.

4) Сколько энергии выделится при отщиплений остатка фосфорной кислоты от молекулы АТФ, как будет называться полученное вещество?

Выделится 40 кДж энергии, образуется АДФ.

5) В чем заключается функция молекулы АТФ в организме?

На клеточном уровне обеспечивает транспорт энергии от мест энергетического обмена к местам пластического обмена.

6) Какие способы образования АТФ существуют в природе?

Анаэробное, окислительное и фотофосфорелирование.

7) Какой способ получения АТФ характерен для человеческого организма, и где он происходит?

Окислительное фосфорелирование протекающее в митохондриях.

8) Что такое витамины?

Витамины – это сложные биоорганические вещества необходимые организму в малом количестве для полноценного функционирования организма.

9) На какие группы подразделяются витамины и по какому принципу?

Витамины подразделяют на жирорастворимые и водорастворимые, в зависимости от растворимости.

10) В чем заключается потребность в витаминах организма?

Витамины входят в состав ферментов.

Итак, АТФ является универсальным переносчиком энергии на клеточном уровне, который состоит из аденазина, сахара рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, в связи между которыми и заключены запасы энергии. Витамины – вещества необходимые организму в небольшом количестве, но нужные для жизнедеятельности.

На предыдущих уроках мы рассмотрели с вами химический состав клетки. Рассмотрели белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, АТФ, витамины – все то, из чего состоит клетка, сегодня мы рассмотрим что делает ее во истину живой, заставляет превращать одни вещества в другие – осуществлять обмен веществ.

Итак о чем пойдет сегодня речь?

О катализаторах, о ферментах

Запишите тему урока «Биологические катализаторы»

Что такое катализ?

(Катализом называется явление ускорения реакции без изменения ее общего результата)

Что такое катализатор?

Вещества, изменяющие скорость химической реакции, но не входящие в состав продуктов реакции, называются катализаторами.

Верно, как называются катализаторы в живом организме?

Ферменты.

Запишем определение: ферменты - органические вещества, которые синтезируются в клетках и во много раз ускоряют протекающие в них реакции, не подвергаясь при этом химическим превращениям.

Каталитической способностью обладают некоторые молекулы РНК. Очевидно, это свойство РНК имело очень важное значение на начальном этане зарождения жизни на нашей планете. В настоящее время роль молекул РНК как катализаторов крайне мала, а основными биокатализаторами в клетке являются ферменты.

Какая группа веществ выполняет ферменментативную или каталитическую функцию?

Белки.

Верно. Но молекулы одних ферментов состоят только из белков, другие включают белок и небелковое соединение, или кофермент. В качестве коферментов выступают различные органические вещества, как правило, витамины, и неорганические — ионы различных металлов.

Запишем определение:

Кофермент - небелковое органическое соединение, присутствующее в ферменте и играющее важную роль в протекании катализа реакции.

Молекулы ферментов имеют активный центр — небольшой участок белка-фермента, на котором идет реакция. Форма и химическое строение активного центра таковы, что с ним могут связываться только определенные молекулы в силу их комплементарности друг другу.

У некоторых ферментов в присутствии молекул определенных веществ конфигурация активного центра может изменяться, т. е. фермент таким образом может обеспечить наибольшую ферментативную активность.

Одним из главных свойств ферментов является специфичность по отношению к субстрату. Субстрат - исходный продукт, преобразуемый ферментом в результате специфического фермент-субстратного взаимодействия в конечный продукт.

Специфичность заключается в том, что фермент катализирует лишь некоторые реакции. Первоначально предполагали, что фермент и субстрат подходят к друг другу как замок и ключ, далее было доказано, что фермент способен изменять конфигурацию активного центра под субстрат и Кошланд сравнил их взаимодействие с рукой и перчаткой. Современные исследования доказали, что фермент реагируют по принципу стереохимического соответствия.

Рассмотрим, как протекает реакция катализа. На первом этапе субстрат взаимодействует с ферментом в активном центре. Активный центр трансформируется под субстрат. На втором этапе образуется ферментно – субстратный комплекс. Фермент снижает количество энергии необходимое для протекания реакции, повышается концентрация конечных продуктов реакции, следовательно скорость реакции. На третьем этапе субстрактно-ферментативный комплекс разрушается с образованием продукта реакции, их может быть несколько и неизменного фермента. Освободившийся при этом активный центр фермента может принимать новые молекулы вещества.

Интенсивность биологического катализа зависит от некоторых факторов как и в случае и химического катализа.

От температуры, чем выше температура, тем выше интенсивность реакции, но не более 40 градусов, т.к. происходит денатурация белка и ферментативная активность прекращается.

Для каж­дого фермента существует оптимальное значение рН, при котором он проявляет максимальную активность.

На скорость реакции влияет также концентрация суб­страта и концентрация фермента. При увеличении коли­чества субстрата скорость ферментативной реакции растет до тех пор, пока количество молекул субстрата не станет равным количеству молекул фермента. При дальнейшем; увеличении количества субстрата скорость увеличиваться не будет, так как происходит насыщение активных цент­ров фермента. Увеличение концентрации фермента приво­дит к усилению каталитической активности, так как в еди­ницу времени преобразованиям подвергается большее количество молекул субстрата.

Итак выделим свойства ферментов.

О первом мы уже с вами говорили.

1) Специфичность

Остальные свойства обуславливают интенсивность катализа о них мы тоже уже говорили. Назовите их.

Зависит от температуры

2) Термолобильность

Зависит от кислотности среды

3) Зависимость от pH среды

И то о чем мы с вами не говорили

4) Зависимость от наличия ингибиторов и катализаторов

На практике убедимся в действии ферментов - проведем лабораторную работу.

Лабораторная работа № 1.

Действие слюны на крахмал

Цель работы: показать, что ферменты слюны способны расщеплять крахмал.

Материалы и Оборудование: накрахмаленный бинт, нарезанный на куски длинной 10 см, вата, спички, блюдце, аптечный йод (5%-й), вода.

Ход работы:

1.Подготовили реактив на крахмал – йодную воду. С этой целью в блюдце налили воду и добавили несколько капель йода (аптечный 5%-й спиртовой раствор) до получения жидкости цвета крепко заваренного чая.

2.Намотали на спичку вату, смочили ее слюной, а затем этой ватой со слюной написали букву на накрахмаленном бинте.

3.Расправленный бинт зажали в руках и подержали его некоторое время, чтобы он нагрелся (1-2мин).

4.Опустили бинт в йодированную воду, тщательно расправив его.

Результат: Участки, где остался крахмал, окрасились в синий цвет, а места, обработанные слюной, останутся белыми, так как крахмал в них распался до глюкозы, которая под действием йода не дает синего окрашивания.

Вывод: Известно, что крахмал с йодом дает интенсивное синее окрашивание, по которому нетрудно узнать, где он сохранился. При обработке крахмала ферментами слюны он разрушается, если ферменты активны. В этих местах крахмала не остается, поэтому они не окрашиваются йодом и остаются светлыми.

Итак, катализаторы, коими в живых организмах являются ферменты осуществляют большинство химических реакций в организме, делая саму жизнь возможной. Большинство катализаторов белки, активные центры которых – места химических реакции. Ферменты, ускоряют течение химических реакций при этом не расходуются. Их активность зависит от температуры, от их концентрации, от щелочности среды.

Пр 1.8

Итак, проверим насколько хорошо вы усвоили проиденный материал. Я буду называть вам утверждения, вы определять верно ли они.

1. Катализ – увеличение интенсивности реакции без изменения общего результата.

2. Катализаторы в живом организме – ферменты, только белки.(нет еще РНК)

3. Белок катализатор состоит из белка и небелковой части кофермента.

4. Фермент и субстрат подходят друг к другу подобно как ключ и замок.

5. Интенсивность катализа повышается с повышением температуры, чем выше температура тем быстрее реакция. (нет при больших температурах происходит денатурация белка, прекращается ферментативная активность)

6. На скорость катализируемой реакции влияет концентрация фермента, температура, давление, кислотность среды.

Прослушайте сказ о дележе наследства

Умирал старый араб. Все его богатство состояло из 17 прекрасных белых верблюдов. Он собрал своих сыновей и объявил им свою последнюю волю: «Мой старший сын, опора семьи, должен получить после моей смерти половину верблюдов. Среднему сыну я завещаю треть всех верблюдов. Но и мой младший, любимый сын должен получить свою долю — одну девятую часть стада».

Сказав это, старый араб умер. Похоронив отца, три брата стали делить верблюдов. Но исполнить волю отца они не смогли: невозможно было разделить 17 верблюдов ни пополам, ни на три части, ни на девять частей. Но тут через пустыню проходил дервиш. Бедный, как все ученые, он вел с собой черного облезлого верблюда, нагруженного книгами. Братья обратились к нему за помощью. И дервиш сказал: «Выполнить волю вашего отца очень просто. Я дарю вам моего верблюда, а вы попробуйте разделить наследство». У братьев оказалось 18 верблюдов, и все разрешилось. Старший сын получил половину верблюдов – 9, средний – треть стада – 6 и младший сын получил свою долю – двух верблюдов.

Но 9, 6 и 2 дают 17, и после дележа оказался лишний верблюд — старый облезлый верблюд ученого. И дервиш сказал: «Отдайте мне назад моего верблюда за то, что я помог разделить вам наследство, а то мне придется самому тащить книги через пустыню».

Вот этот черный верблюд и подобен ферменту. Он сделал возможным такой процесс, который без него был бы немыслим, а сам остался без изменений. Это действительно основное свойство ферментов, да и вообще всякого катализатора. Ферменты – это прежде всего катализаторы.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.