Конспект урока химии по теме "Ферменты" (10 класс)

Ферменты (энзимы) Ферменты (энзимы) «Мыслящий  ум не чувствует  себя счастливым, пока ему не  удаётся связать воедино  разрозненные факты, им  наблюдаемые».                                                                                                 Д.Хевеши

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  верблюда,  нагруженного книгами.  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 братьев стало 18 верблюдов и все получилось: старший получил 9,  средний – 6, младший – 2 верблюда, остался старый верблюд ученого.     «Что с ним делать?» – спросили братья.     «Отдайте мне назад моего верблюда за то, что я помог разделить вам  наследство, а то мне придется самому нести  книги через пустыню» –  попросил ученый, и братья вернули ему верблюда.

Ферменты – белки, катализирующие химические  реакции «Ферменты – возбудители жизни»   И.П.Павлов.

План урока: 1 группа: «История вопроса о ферментах». 2 группа: «Строение ферментов». 3 группа: «Механизм действия ферментов». 4 группа: «Свойства ферментов». 5 группа: «Многообразие ферментов, их классификация». 6 группа: «Практическое использование ферментов».

История изучения ферментов.    Термин «фермент» (от лат. fermentum – закваска) был  предложен в начале XVII века голландским ученым Ван  Гельмондом.     В трактате знаменитого европейского алхимика Василия  Валентина (XV в)  брожение описывается как результат  действия некоего духа, и этот дух назвали fermentum (лат.  “закваска”).     В XIX веке большинство ученых уже считали процесс  брожения  совокупностью реакций, вызванных ферментами  ­ биологическими катализаторами. Было предложено  называть ферменты  энзимами (от греч. “энзим”­ “в  дрожжах”).

Строение  ферментов Строение  ферментов Ферменты Ферменты ПРОТЕИНЫ ПРОТЕИДЫ Кофактор (ионы металла)   Кофермент (орг. вещество,  непрочно  связанное с  белком)   Простетическая  группа  (орг. вещество,  прочно связанное с  белком)

Механизм действия ферментов Механизм действия ферментов  Специфичность действия по принципу «ключ – замок»  Специфичность действия по принципу «ключ – замок»             Е + Е + S  S  → →                   Е – энзим;        S – S – субстрат Е – энзим;         ES – фермент­субстратный комплекс. фермент­субстратный комплекс. ES –  ↔ ↔  ES   E + P ,где  ES   E + P ,где         PP – продукт реакции,  – продукт реакции, субстрат,,

Свойства ферментов.     Термолабильность ­ изменчивость фермента под влиянием температуры.    При возрастании температуры активность фермента сначала растет, а  затем, выше определенной температуры, начинает снижаться. 20 40 60 80    Каждый фермент характеризуется температурным оптимумом. Для  ферментов животного происхождения topt = 40 ­50°, для ферментов  растительного происхождения ­50­60°, для человека ~ 37°.

2. Влияние рН на активность ферментов. . Оптимальные значения рН для некоторых ферментов  Фермент Фермент Оптимум рН Оптимум рН Пепсин желудочного сока Пепсин желудочного сока Трипсин кишечного сока Трипсин кишечного сока Каталаза Каталаза Амилаза слюны Амилаза слюны Папаин Папаин Аргиназа Аргиназа Рибонуклеаза Рибонуклеаза   1,51,5 8­98­9 7,67,6 77 5­65­6 9,79,7 7,87,8

Зависимость скорости ферментативных реакций от рН     а т н е м р е ф   ь т с о н в и т к А   1.0  0.5  Зависимость активности  фермента пепсина  от рН  0.0  0  2  4  8  10  12  6   pH

Результаты исследовательской работы «Действие ферментов желудочного сока на белки» Условия опыта Наблюдения 1. Температура 37˚,  HCl 2. Температура 37˚,  добавили NaOH 3. Пробирка в  стакане со льдом Произошло  расщепление белка Белок не  расщепляется Белок не  расщепляется Вывод Пищеварение в  желудке  происходит только  при температуре  тела (35­37˚) и в  присутствии HCl (в  кислой среде)

3. Специфичность действия ферментов

Специфичность действия ферментов        Фермент действует строго на определённый вид  связи.  Реакция расщепления мочевины:              О ║                                                        H2N  —С   — NH2      +   H2O          уреаза →          2 NH3 ↑   +  СО 2↑    За 1 секунду 1 молекула уреазы расщепляет 30.000 молекул  мочевины. Если бы не было уреазы, то на это потребовалось бы  3 млн. лет.

В 2010­2011 учебном году в  МОУ СОШ с. Красная Горка  обучается 154 учащихся, из них ­ здоровых детей ­ 26%,  ­ детей с I группой здоровья ­ 66%      Наибольший  показатель среди заболеваний имеет  кариес: Учебный год Количество учащихся  2008­2009 учебный год 2009­2010 учебный год 2010­2011 учебный год в школе 173 155 154 Количество учащихся с  заболеванием кариес 116 – 67% 78 – 50% 68 – 44%

Исследовательская работа  «Специфичность действия ферментов  №  Субстрат амилазы и сахаразы» Фермент Результат опыта пробы 1 2 3 4 Крахмал Амилаза слюны Крахмал Дрожжевая  сахараза Сахароза Амилаза слюны Сахароза Дрожжевая  сахараза   Гидролиз крахмала до глюкозы. Реакция  с йодом отрицательная Реакция с йодом положительная.  Гидролиз крахмала не произошёл Реакция с фелинговой жидкостью  (NaOH + CuSO4) отрицательная –  гидролиз не идёт Реакция с фелинговой жидкостью  положительная. Произошёл гидролиз  сахарозы до глюкозы. Глюкоза окисляется  до глюконовой кислоты: появляется жёлтое  окрашивание ­ CuOH,  а затем красное  окрашивание ­ Cu2O

Классификация энзимов –  Е.С. (Enzyme Classification) Гидролазы. Гидролазы. Группа Катализируемая реакция Группа Катализируемая реакция Оксидо­ 480 ферментов. Катализируют ОВ­реакции в живой клетке ­  Оксидо­ 480 ферментов. Катализируют ОВ­реакции в живой клетке ­  редуктазы дыхание, брожение, гликолиз. дыхание, брожение, гликолиз. редуктазы Трансферазы Перенос определенных групп атомов от одного вещества к  Перенос определенных групп атомов от одного вещества к  Трансферазы другому другому 460 ферментов, в том числе пищеварительные ферменты. 460 ферментов, в том числе пищеварительные ферменты. Катализируют реакции гидролиза, при которых из субстрата  Катализируют реакции гидролиза, при которых из субстрата  образуются два продукта.  образуются два продукта.  230 ферментов. Катализируют реакции негидролитического  230 ферментов. Катализируют реакции негидролитического  расщепления. Различают  С­С­лиазы расщепления. Различают  С­С­лиазы                                                 С­О­лиазы С­О­лиазы                                                                                                  CC­­NN­лиазы ­лиазы                                                  80 ферментов Ферменты, катализирующие превращения в  80 ферментов Ферменты, катализирующие превращения в  пределах одной молекулы (реакции изомеризации), они  пределах одной молекулы (реакции изомеризации), они  вызывают внутримолекулярные перестройки.  вызывают внутримолекулярные перестройки.  Около 80 ферментов.  Катализируют реакции синтеза. Около 80 ферментов.  Катализируют реакции синтеза. Изомеразы. Изомеразы. Лиазы. Лиазы. Лигазы  Лигазы  (синтетазы) (синтетазы)

Энзимология –  наука, изучающая ферменты

Практическое значение ферментов    Ферменты получили широкое применение в легкой,  пищевой и химической промышленности, а также в  медицинской практике.          В пищевой промышленности ферменты используют  при приготовлении безалкогольных напитков, пива,  сыров, консервов, колбас, копченостей.

Практическое использование ферментов.     В животноводстве ферменты используют при приготовлении  кормов для с/х животных, особенно молодняка.    Для животноводства выпускают ферментные препараты 2­х  групп ­ грибные и бактериальные. Например: пектавомарин  ­  культура плесневого гриба; амилоризин ­ высушенная культура  плесневого гриба.        Нормы введения ферментов рассчитывают исходя из возраста  и планируемого прироста животных. Например, для телят  молочного возраста ферментные препараты вводят в молоко, а  после 4­х месяцев ­ в концентратную смесь. Норму ввода  ферментных препаратов в комбикорм исчисляют из количества  кормовых единиц и удельного веса комбикорма в рационе.

Практическое использование ферментов.        Ферменты используют при изготовлении фотоматериалов.     Ферменты входят в состав стиральных порошков, зубных  паст.     В медицине ферменты имеют диагностическое значение.

Итоги теста:      Итоги теста:         1 – Б;   2 – Г;   3 – Б;   4 – А;   5 – Б. 1 – Б;   2 – Г;   3 – Б;   4 – А;   5 – Б. Число правильных   Число правильных         ответов       ответов 55 44 33 22 Вывод Вывод Тему усвоил Тему усвоил Тему усвоил достаточно Тему усвоил достаточно Тему усвоил плохо Тему усвоил плохо Тему не усвоил, приходишь на  Тему не усвоил, приходишь на  дополнительное занятие дополнительное занятие

Домашнее задание: 1)  Изучить § 30,  решить задачу 8 (с.256), 2) Творческое задание: подготовить презентацию, реферат  по теме «Области применения ферментов», 3) Индивидуальные задания: подготовить опережающие  задания по теме «Гормоны»

Рефлексия Продолжите фразу: «Уходя с урока, я хочу сказать  …» 1. Мне было комфортно на уроке. 2. Я много узнал нового. 3. Это мне пригодится в жизни. 4. Я принял активное участие в обсуждении темы. 5. Мне это не интересно.