Тема: Ферменты, их свойства и роль в клетке

Тип: Комбинированный урок

Задачи:

- Образовательные

Сформировать знания о белках – ферментах, играющих важную роль в процессе

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 не живыми клетками.

Развивать познавательный интерес учащихся к предмету - общая биология.

- Воспитательные

Формирование научного мировоззрения, четких представлений о роли биологии в

современном обществе.

Тема: Ферменты, их свойства и роль в клетке

Ход урока:

1. Что такое ферменты

2. Номенклатура и классификация

3. Применение ферментов

4. Механизм действия ферментов

5. Лабораторная работа «Изучение свойств ферментов на примере фермента

каталазы»

6. Выводы.

1.Что такое фермент

Термин фермент означает «Бродило», «Закваска».

Наука, изучающая ферменты, называется – энзимология.

На сегодняшний день известно около 1000 ферментов, 100 получено в чистом

кристаллическом виде.

Поднимается ли тесто на дрожжах, исчезает ли у подрастающего головастика хвост

или хищное растение Росянка переваривает комара – нигде не обошлось без

ферментов.

В организме каждую секунду протекает миллиарды химических изменений и

превращений.

Благодаря ферментам, химические процессы в живых тканях ускоряются в сотни

тысяч раз. Белки выполняют роль биологических катализаторов. Под их действием

все процессы идут мгновенно в «мягких» условиях:

- при нормальной t тела

- в нейтральной для живой ткани среде PH-7

- Быстродействие

- избирательность и специфичность

- фермент располагается в определенном порядке на мембранах митохондрий и

эндоплазматической сети.

2.Номенклатура и классификация ферментов

Наименование ферментам давали отдельные исследователи, так появился:

-пепсин

-трипсин

-папаин

Позже стали называть ферменты по субстратам, на которые они действуют, при этом

стали добавлять окончание «аза»:

-аргиназа

-уреаза

-сахараза

Однако на один и тот же субстрат могут действовать различные ферменты. В связи с

этим стали указывать и характер действия фермента

-лактатдегидрогеназа

-сукцинатдегидрогеназа

В 1955 году Генеральная Ансамблея Международной Комиссии биохимиков

поручалась разработать рекомендации по классификации и номенклатуре

ферментов.

I.

Оксидоредуктазы(катализируют окислительно – восстанавительные реакции)

II.

Трансферазы – перенос химической группы

III.

Гидролазы – гидролиз соответствующих субстратов

IV.

Лиазы – реакции отщепления химической группы

V.

Изомеразы – катализирует изомерные превращения

VI.

Лигазы –(синтетазы) реакции синтеза, связанные с расщеплением АТФ или ее

аналогами

За единицу фермента принимается то количество, которое при заданных условиях

катализируют превращения один микро моль субстрата в одну минуту.

3. Применение ферментов

1. Ферменты могут работать и вне организма.

Во многие стиральные порошки добавляют ферменты, которые прекрасно

справляются со своей ролью – удаляют грязь

2. Нужны ферменты и в пищевой промышленности.

Каждый год мировая промышленность для разных целей производит сотни тонн

ферментов.

3. Каждая болезнь имеет свою молекулярную основу. Особенно отчетливо это видно

при рассмотрение наследственных болезней. Как правило наследственные болезни

вызваны «выпадением» отдельных ферментов, катализирующих белки, жиры,

углеводы и т.п.

а) Фенилкетонурия – в моче больных содержится большое количество

фенилаланина и фенилпировиноградной кислоты. У больных отсутствует фермент –

фенилаланингидроксилаза, болезнь развивается с первых дней и к 6-7 месяцам

жизни выражены четкие симптомы – запоздание умственного развития.

б) Галактоземия – это нарушение обмена углеводов и часто приводит к гибели

детей. Главными признаками этого заболевания является поражение печени, почек,

глаз (катаракта).

4. Применение ферментов с лечебной целью – ферментотерапия.

- недостаточное образование фермента в желудке (пепсин + HCI)

- ифипсин, химотрипеин – противовоспалительное

- фибринолизин (растворение тромба)

5. Применяют при изготовлении плодово-ягодных соков и в винодельческой

промышленности.

4. Механизм действия ферментов

Ферменты – это белки, состоящие из аминокислот т.е. белок — это полимер,

состоящий из мономеров. Белок имеет 4 структуры:

-первичную

-вторичную

-третичную

-четвертичную

Третичная и четвертичная структура характеризует фермент. При повышении t

белки денатурируют.

В химической реакции участвует не вся молекула фермента, а только активный

центр. Ферменты действуют на определенный субстрат.

В основе действия ферментов лежит образование комплекса фермент-субстрат,

который далее распадается с образованием продуктов реакции и

освобождением необходимого фермента.

Ребята, у каждого на столе лежит таблица действия фермента на субстрат.

Посмотрите и вспомните, как действуют ферменты при прохождении темы в 9

классе – пищеварение.

Таблица действия ферментов на субстрат

Название

фермента

Место

нахождения

Субстрат

Продукты

расщепления

Биологическое

значение

ферментов

Амилаза

(в слюне)

Крахмал

Мальтоза

сахар

Переваривание

пищи в ротовой

полости

Пепсин

(желудочный сок

HCI)

Белок

Пептиды

куски

аминокислот

Пищеварение в

желудке

Трипсин

(поджелудочный

сок)

Белок

Пептиды

Пептида и части

Аминокислот

Продолжение

переваривания

белков

Амилаза

(поджелудочный

сок)

Крахмал

Мальтоза

Мальтоза

Глюкоза

Переваривание

углеводов

Липаза

(поджелудочный

сок)

Жир

Глицерин

Жирные кислоты

Переваривание

жиров

ДНК-полимераза

в цитоплазме

ядра

Молекула ДНК

Две цепи после

расхождения

Самоудвоение

ДНК

Каталаза в

цитоплазме

клеток

H

2

o

2

?

?

Нам дан фермент – Липаза и субстратом является жир, они подходят друг к другу как

ключ к замку и образуют комплекс. Под действием фермента идет преобразование

субстрата на продукты – глицерин и жирные кислоты.

Активизировать действия фермента могут гормоны и витамины. Вот почему важно

есть побольше витаминов.

Обратите внимание на фермент Каталазу, которая находится во всех растительных и

животных клетках, субстратом которой является Н

2

О.

Как же можно узнать каким свойством обладает этот фермент?

Проведение Лабораторной работы

Тема: Изучение свойств ферментов на примере фермента – каталазы.

Оборудование: микроскоп, предметное и покровное стекло, лист Элодеи, кусочки

вареного и сырого картофеля и мяса, Н

2

О

2,

стеклянные палочки, стакан с водой.

Лабораторная работа

Ход работы:

Опыт №1

Действие клеток картофеля на Н

2

О

2

В первую пробирку поместили кусочки сырого картофеля

Во вторую пробирку – вареного картофеля

Капнули в каждую пробирку немного перекиси водорода

Пронаблюдайте что будет происходить в каждой пробирке

Результат 1 пробирки: - (причины записать)

Результат 2 пробирки: - (причины записать)

Опыт №2

Действие клеток мяса на Н

2

О

2

Капнули в каждую пробирку немного перекиси водорода

Пронаблюдайте что будет происходить в каждой пробирке

Результат 1 пробирки: - (причины записать)

Результат 2 пробирки: - (причины записать)

Опыт №3

Лист Эладея

1) Приготовить препарат листа Эладея и рассмотреть его под микроскопом,

зарисовать несколько клеток листа.

2) Капните на микропрепарат перекиси водорода и снова наблюдайте за состоянием

клеток.

3) Объясните наблюдаемое явление, ответьте на вопросы:

- какой газ выделяется из клеток листа

- почему происходит это явление

4) Капните Н

2

О

2

на предметное стекло, рассмотрите ее под микроскопом, опишите

наблюдение, сравните состояние перекиси водорода в листе и на стекле.

Сделайте выводы:

Объясните полученные результаты. Ответьте на вопросы:

а) В каких пробирках проявилась активность фермента? Объясните почему?

б) Как проявилась активность фермента в живых и мертвых тканях? Объясните

наблюдаемое явление

в) Различается ли активность фермента в живых тканях растений и животных?

г) Как вы считаете, все ли живые организмы содержат фермент Каталазу,

обеспечивающий разложение перекиси водорода?

Вывод

Фермент Каталаза является универсальным: он содержится в живых клетках всех

организмов животных и растений. Но этот фермент при повышении температуры –

разрушается.

Фермент Каталаза нейтрализует Н

2

О

2,

которая является ядом для клетки. Перекись

водорода беспрерывно образуется в любой живой клетке, как шлак (продукт

обмена веществ).