Урок химии
10 класс
Тема «Ферменты»
Цели урока
- Обобщить знания о ферментах как биокатализаторах;
- Сравнить особенности ферментов и неорганических катализаторах;
- Показать роль ферментов в функционировании живых организмов;
- Роль ферментов в промышленности, медицине, повседневной жизни человека.
План рассмотрения темы
- Основные сведения о ферментах
- Свойства ферментов
- Сравнение ферментов и неорганических катализаторов
- Классификация ферментов
- Роль ферментов в живых организмах
- Роль ферментов в промышленности , медицине и в жизни человека.
- Проверь свои знания по теме «Ферменты»
Ферментология /энзимология/ учение о ферментах
- К.С. Кирхгоф, И.П.Павлов, С.Е.Северин, В.А. Энгельгард - отечественные ученые
- Э. Фишер, Д.Нортрон, А.Спаланцани и др. – зарубежные ученые
Зарубежные ученые
- Фишер Эмиль Герман немецкий биохимик , создатель пептидной теории строения белковых молекул веществ. Он открыл, что ферменты обладают исключительной избирательностью своего действия.
Отечественные ученые
Владимир Александрович
Эндельгард
Иван Петрович Павлов
Основные сведения о ферментах
- Ферменты - биологические катализаторы белковой природы, ускоряющие химические реакции в живых организмах и вне их.
Свойства ферментов
- Высокая активность
2г пепсина/фермент желудочного сока/ за 2ч расщепляет 100 кг белка
1,6 г амилазы /фермент поджелудочной железы/ гидролизует 175 кг крахмала
Одна молекула каталазы разлагает в 1 с 50 000 молекул пероксида водорода
- Строгая избирательность – на каждую биологическую реакцию свой фермент
- Небольшой температурный интервал – температура тела организма
- Небольшой интервал значений pH
Действие фермента
- Субстрат - место действия фермента
- Активатор – вещество влияющее на активность фермента /активный центр фермента/
- Продукт - результат взаимодействия фермента и субстрата
Специфичность действия фермента объясняется точным соответствием молекулы субстрата с участками фермента.
ингибитор
Субстрат (S)
Е - фермент
Продукт (P)
активатор
Сущность ферментативной реакции
E + S E S E + Р
E – энзим ( фермент)
S - субстрат
Р – продукт реакции
E S – фермент-субстрактный комплекс
Влияние температуры на активность фермента
примеры реакций, протекающих с участием ферментов
Фермент
Роль в превращении веществ
амилаза
Осахаривание крахмала
крахмал →глюкоза
протеаза
Добавки к зубным пастам для удаления зубного налета
каталаза
Удаление пероксида водорода
целлюлаза
Осветление фруктовых соков
пепсин
Переваривание пищи в желудке
липаза
Расщепление жира в тонком кишечнике
Неорганические катализаторы и ферменты
Признаки различий
Неорганические катализаторы
Химическая природа
Ферменты
Низкомолекулярные вещества, образованные одним или несколькими элементами ( Ni.Al 2 O 3 )
Селективность(избирательность)
Белки – высокомолекулярные полимеры
Низкая
Оптимум pH
Изменение структуры катализатора в ходе реакции
Очень высокая
Сильнокислая или щелочная
Слабокислая или слабощелочная среда
Изменяется незначительно или не изменяется вовсе
Увеличение скорости реакции
Изменяется в значительной степени и восстанавливается в исходную структуру по окончании реакции
В 10 2 - 10 6 раз
В 10 8 - 10 12 раз
Классификация ферментов
Классы ферментов
Оксидоредуктазы –
перенос
атомов
водорода или
электронов
Трансферазы –
перенос групп
атомов от одного
вещества к другому
Гидролазы –
реакции гидролиза
Классы ферментов
Лиазы –
негидролитическое
присоединение
к субстрату или
отщепление
от него воды.
Изомериазы-
внутримолекулярная
перестройка
Лигазы –
соединение двух
молекул в результате
образования
новых связей
Химический эксперимент
Практическая работа
« Действие каталазы на пероксид водорода »
Каталаза – фермент , катализирующий разложение пероксида водорода.
Пероксид водорода образуется в некоторых растительных и животных клетках в качестве побочного продукта обмена веществ. Соединение это токсично для клеток, а каталаза обеспечивает его ферментативное удаление.
Ход работы:
- Налейте в пробирки по 2 мл раствора перекиси водорода.
- В первую опустите кусочек сырого картофеля. Что наблюдаете? Поднесите к отверстию пробирки тлеющую лучинку. Что наблюдаете?
- Во вторую пробирку опустите кусочек вареного мяса. Что наблюдаете? Поднесите к отверстию пробирки тлеющую лучинку. Что наблюдаете?
- В третью пробирку и четвертую пробирки внесите соответственно кусочек вареного картофеля и кусочек вареного мяса. Что наблюдаете? Почему?
Результаты практической работы оформите в виде таблицы
Наблюдения
Пробирка №1(сырое мясо)
Выводы
Пробирка №2(вареное мясо)
Пробирка №3(сырой картофель)
Пробирка №4(вареный картофель)
Результаты практической работы
Пробирках №1,№3, сырое мясо, сырой картофель
Кусочки сырого картофеля разлагают пероксид водорода с выделением кислорода, так как тлеющая лучинка загорелась.
Пробирках №2, №4вареное мясо, вареный картофель
Вывод: это действует фермент каталаза.
Изменений нет
Вывод: фермент при термической обработке разрушился.
Применение ферментов в пищевой промышленности
- Сыроделие
- Производство готовых каш
- Умягчение мяса
- Осветление фруктовых соков
Применение ферментов в медицине
- Расшифровка генома человека
- Клонирование
- Генная инженерия
- Лечение заболеваний связанных снижением активности ферментов (галактоземия – заболевание, при котором не происходить превращение галактозы в глюкозу)
Производство:
- витаминов
- лекарств
- антибиотиков
Ферменты в жизни и деятельности человека
- Стиральные порошки с биодобавками
- Удаление крахмала с нитей во время шлихтования
- Добавки к зубным пастам
- Удаление желатина с фотопленки
Проверь свои знания по теме «Ферменты»
- Что такое ферменты ? (1 балл)
2. Какова химическая природа ферментов ? (1 балл)
- Белковая
- Жировая
- Углеводородная
- Неорганическая
3. Перечислите свойства ферментов (не менее четырех) (4 балла)
4. При какой температуре ферменты проявляют наибольшую активность (1 балл)
- 26 ° C
- 36 ° C
- 56 ° C
- 38 ° C
5. Какой раздел науки изучает действие ферментов ? (1 балл)
- Химическая кинетика
- Термодинамика
- Энзимология
6. Назовите области применения ферментов (не менее 4).( 4 балла)
Проверь ответы:
- Ферменты - биологические катализаторы белковой природы, ускоряющие химические реакции в живых организмах и вне их .
- А
3. pH среды
Температура
Избирательность
Высокая активность
4. B
5 . C
6 . - Производство: витаминов, лекарств, антибиотиков
-В медицине: лечение заболеваний, расшифровка генома человека, клонирование, генная инженерия
- в жизни и деятельности человека: стиральные порошки, удаление крахмала с нитей во время шлихтования
- в пищевой промышленности: сыроделие , производство готовых каш, умягчение мяса, осветление фруктовых соков
Оценка за работу
- 12-10 баллов «5»
- 9-8 баллов «4»
- 6-7 баллов «3»
- До 6 баллов «2»
- Учитель химии
МКОУ «Чёлмужская СОШ»
Щегелева Елена Борисовна
