КОНСПЕКТ УРОКА НА ТЕМУ
«ФУНКЦИИ БЕЛКОВ. СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ».
Лабораторная работа «Изучение свойств ферментов»
ЦЕЛЬ: дать представление об основных функциях белков – ферментативной;
рассказать о ферментах, их основных свойствах (денатурация, ренатурация, деструкция) и принципе действия ферментов.
ТЕРМИНЫ: каталаза, уреаза, кофермент (активный центр), фермент – субстратный комплекс.
ОБОРУДОВАНИЕ: таблицы, схемы, рисунки, перекись водорода, пробирки, штативы, термо-метр, часы, стеклянная палочка, варенное мясо картофель, сырое мясо и картофель, горсть проросшего гороха, теплая вода (t 40 ) на бане.
КОНЦЕПЦИЯ УРОКА: Изучение свойств белков и функций ферментов, опираясь на знания о третичной структуре белков, показать принцип действия ферментов; наличие у них активного центра, способности образовывать фермент – субстратный комплекс и снижать энергию начала реакции,.
Исходя из этого, вывести другие свойства ферментов. Подвести итог, что ферменты – биологические катализаторы, ускоряющие реакции в десятки раз. На лабораторной работе показать учащимся свойства ферментов.
СТРУКТУРА УРОКА.
1. Организационный момент …………………………………………… 2 мин.
2. Актуализация опорных знаний………………………………………. 7 мин
3. Изучение нового материала………………………………………….. 15 мин
4. Выполнение лабораторной работы …………………………………. 10мин
5. Закрепление…………………………………………………………… 7 мин
6.Домашнее задание …………………………………………………….. 2мин
7.Итог урока Формулировка выводов …………………………. 2мин
СОДЕРЖАНИЕ И ХОД УРОКА.
Актуализация опорных знаний.
Устно.
Дайте определение белкам как непериодическим полимерам. Белки – важнейшая часть ЖО.
У доски.
Записать строение структурной единицы белков – аминокислоты, отношение их к воде, доказать их амфотерные свойства.
Записать пептидную связь, объяснить механизм ее образования.
Записать классификацию радикалов аминокислот белков.
Работа с тетрадью.
Тестирование по теме «Белки». Обменятся тетрадями, проставить оценки. Вводное
Обменятся тетрадями и подвести итог тестированию: 14 – 12; 13 – 11; 12 -10; 10, 11 -9; 9,8 -8, 7-7. 6-6 и т.д. Выставить оценки в журнал по домашнему заданию.(на перерыве)
Ответы:В1:1б; 2г; 3б;4б,в; 5б,в,г; 6а,б,в,г; 7а; 8б; 9в; 10г,з,и,к,л,м,о,с;
Ответы.В2;1в; 2б; 3а; 4б,в; 5б,в,г; 6б; 7б; 8б; 9в; 10г,з,и,к,л,м,о,с;
ТЕСТ 1. Тема: «БЕЛКИ». В I
Белки полимеры: а) периодичные; б) не периодичные.
Молекула белков образует структур: а) 1; б) 2; в) 3; г) 4; д) 5; е) 6; ж) 7; з) 8.
Первичная структура белка образована типами химических связей: а) ионными;
б) ковалентными; в) водородными; г) гидрофобными.
Вторичная структура белка образована типами химических связей: а) ионными;
б) ковалентными; в) водородными; г) гидрофобными.
Третичная структура белка образована типами химических связей: а) ионными;
б) ковалентными; в) водородными; г) гидрофобными.
Четвертичная структура белка образована типами химических связей: а) ионными;
б) ковалентными; в) водородными; г) гидрофобными.
7. Первичная структура белка имеет вид: а) нити; б) спирали; в) глобулы.
8. Вторичная структура белка имеет вид: а) нити; б) спирали; в) глобулы.
9. Третичная структура белка имеет вид: а) нити; б) спирали; в) глобулы.
10. К незаменимым аминокислотам относятся: а) лизин; б) аланин; в) тирозин; г) триптофан; д) фенилаланин; е) серин; ж) пролин; з) лейцин; и) изолейцин; к) валин; л) метионин; м) треонин; н) гистидин; о) глицин; п) цистеин; р) аргинин.
ТЕСТ 1. Тема: «БЕЛКИ». В II
Белки состоят из мономеров: а) глюкозы; б) нуклеотидов; в) аминокислот.
Сколько аминокислот участвуют в синтезе белка: а) 23; б)20; в) 100?
Какая частью аминокислоты отличается друг от друга: а) радикалом; б) аминогруппой;
в) карбоксильной группой.
Вторичная структура белка образована типами химических связей: а) ионными;
б) ковалентными; в) водородными; г) гидрофобными.
Третичная структура белка образована типами химических связей: а) ионными;
б) ковалентными; в) водородными; г) гидрофобными.
Первичная структура белка образована типами химических связей: а) ионными;
б) пептидными; в) водородными; г) гидрофобными; д) ковалентными полярными.
7. Посредством какой химической связи соединены между собой аминокислоты первичной структуры: а) дисульфидной; б)пептидныой; в) водородной.
8. Вторичная структура белка имеет вид: а) нити; б) спирали; в) глобулы.
9. Третичная структура белка имеет вид: а) нити; б) спирали; в) глобулы.
10. К незаменимым аминокислотам относятся: а) лизин; б) аланин; в) тирозин; г) триптофан; д) фенилаланин; е) серин; ж) пролин; з) лейцин; и) изолейцин; к) валин; л) метионин; м) треонин; н) гистидин; о) глицин; п) цистеин; р) аргинин; с) лизин.
.
Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности
Что вы знаете о химических реакциях, которые протекают в живых организмах? Чем они отличаются от реакций, протекающих в неживой природе?
Что вы знаете о катализаторах, каковы их свойства? Какие условия необходимы для действия тех или иных катализаторов?
Известно, что молекула перекиси водорода расщепляется под действием каталазы на воду и молекулярный кислород. Как вы думаете, сколько молекул перекиси водорода может расщепить одна молекула каталазы за одну секунду?
Ответ 1: Реакции в живых организмах протекают быстрее в 1000 –чи раз.
Они отличаются не только скоростью, но и условиями их протекания, т.к. протекают при низких температурах, как в кислой так и в щелочной среде и др.
Ответ 2: Катализаторы – это вещества, определяющие скорость химических реакций. В разных условиях они ускоряют или замедляют скорость химических реакций.
Ответ 3: Каталаза – один из наиболее быстро работающих ферментов: при 0 градусов по Цельсию одна молекула каталазы разлагает за 1 сек до 40 000 молекул перекиси водорода!
Что вы знаете о ферментах (биологических катализаторах)? Как бы без них протекали реакции и к чему бы это привело?
НОВЫЙ МАТЕРИАЛ.
ФЕРМЕНТЫ – это биологические катализаторы, способные ускорять химические реакции
в клетке в десятки тысяч раз. Изучает ферменты наука энзимология.
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ,
ВСЕ ФЕРМЕНТЫ – глобулярные белки.
ФЕРМЕНТЫ увеличивают скорость реакций, но сами в этой реакции не расходуются.
ФЕРМЕНТЫ высоко специфичны: один фермент может катализировать только одну реакцию.
ФЕРМЕНТ всегда больше субстрата, с которыми он взаимодействует.
ФЕРМЕНТ в малом количестве вызывает превращения большого количества субстрата.
ФЕРМЕНТ своим присутствием не влияет ни на свойства, ни на природу конечного продукта.
ФЕРМЕНТ взаимодействует из субстратом с помощью АЦ (К - 10 - 20 аминокислот) специфического участка, который по форме соответствует субстрату.
Катализируемая им реакция обратима.
Активность ферментов зависит от t, рН среды, температуры, давления и от концентрации как субстрата так и самого фермента.
Фермент – субстратный комплекс способен снижать энергию начала реакции, это и позволяет ферменту ускорить протекание реакции.
СТРОЕННИЕ ФЕРМЕНТА.
АПОФЕМЕНТ – БЕКОВАЯ ЧАСТЬ ФЕРМЕНТА;
Орг - е в - ва: белки или близкие к витаминам в – ва (гормоны)
КОФЕРМЕНТ - небелковая часть фермента,
Активная часть фермента.
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ФЕРМЕНТА.
«КЛЮЧА И ЗАМКА» «РУКИ И ПЕРЧАТКИ»
1890 г. Фишер
СУБСТРАТ ФЕРМЕНТ СУБСТРАТ ФЕРМЕНТ
Главная часть замка – активный центр. Форма субстрата соответствует активному центру.
Фермент – субстратный комплекс существует короткое время. Образовавшиеся продукты реакции поступают в окружающую среду. Комплекс распался и готов принимать новый субстрат. Активный центр не жестко подходит к субстрату как «рука в перчатку».
Каталаза - м = 250 000; Перекись водорода – м = 34.
ЭТАПЫ ДЕЙСТВИЯ ФЕРМЕНТА.
Приближение субстрата к активному центру;
Вхождение С (субстрата) в активный центр;
Перестройка субстрата в продукт реакции;
Выход продукта реакции из активного центра.
СВОЙСТВА БЕЛКОВ.
ДЕНАТУРАЦИЯ РЕНАТУРАЦИЯ ДЕСТРУКЦИЯ
Нарушение высших уровней организации белковой молекулы (вторичной, третичной, четвертичной структур белка из сохранением первичной структуры).
ПРИЧИНЫ.
1)температура; 2) давление; 3) рН среды – кислая или щелочная; 4) ультразвук; 5) вещества.
ЖИВОЙ __________________ РАЗВЕРНУТЫЙ ________________ РЕНАТУРАЦИЯ
БЕЛОК денатурация (t, р, рН) БЕЛОК если не нарушена I стр – ра белка
КАТАЛАЗА УТРАТИЛА СВОЙСТВА ВОССТАНОВИЛА СВОЙСВА
Лабораторная работа
ТЕМА. Свойства белков. Определение свойств ферментов.
ЦЕЛЬ: выявить каталитическую активность ферментов в живых тканях.
Оборудование: перекись водорода, сырой и вареный картофель, сырое и вареное мясо, про бирки, штативы, стеклянные палочки, проросшие семена гороха, термометр.
ХОД РАБОТЫ.
В приготовленные пробирки добавьте несколько капель перекиси водорода. Наблюдаемое запишите в таблицу:
Исследуемый объект
Действие перекиси водорода
Наблюдения
1.
Сырой
картофель
Каталаза + перекись водорода
Вскипание в пробирке;Ф ката-лаза расщепляет яд до про-стых в-в: воды и кислорода
2.
Вареный
картофель
Деструкция Ф каталазы + перек. водород
Кипячение
Реакции не протекают, т.к. нарушена нативная структура белка – фермента при кипячен.
3.
Сырое
Мясо
Каталаза + перекись водорода
Вскипание в пробирке;Ф ката-лаза расщепляет яд до про-стых в-в: воды и кислорода
4.
Вареное
мясо
Деструкция Ф каталазы + перек. водород
Кипячение
Реакции не протекают, т.к. нарушена нативная структура белка – фермента при кипячен.
5.
Сырое семя
гороха
Каталаза + перекись водорода
Вскипание в пробирке;Ф ката-лаза расщепляет яд до про-стых в-в: воды и кислорода
6.
Вареное семя
гороха
Деструкция Ф каталазы + перек. водород
кипячение
Реакции не протекают, т.к. нарушена нативная структура белка – фермента при кипячен.
ВЫВОД. Денатурированный белок не взаимодействуют с перекисью водорода с выделением конечных продуктов воды и кислорода, а белок – фермент каталаза в живых клетках за доли секунды разрушает яд, перекись водорода, до простых веществ.
II часть. НОВЫЙ МАТЕРИАЛ.
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ БЕЛКОВ. ФУНКЦИИ ФЕРМЕНТОВ.
№
П/п
Группы
белков
ВИДЫ
ФУНКЦИИ
ПРИМЕРЫ
1.
Структурные
кератин
коллаген
строительная
опорная
Входит в состав волос, ногтей, копыт, рогов
Компонент сухожилий, связок, и хрящей
2.
Гормоны
инсулин
вазопрессин
регуляторная
-------- « ---------
Регулируют обмен веществ
3.
Сократительные
актин
миозин
двигательная
--------- « -------
Осуществляют мышечные сокращения
4.
Запасные
козеин
ферритин
запасающая
------- « -------
Белок в молоке
железо в селезенке
5.
Транспортные
Гемоглобин
альбумин
перенос веществ
------ «---------
Перенос О и СО
Перенос жирных кислот
6.
Защитные
антитела
иммунная
Защищают организм от бактерий, вирусов, антигенов, чужеродных белков
7.
Сигнальная
рецепторы
иодопсин
родопсин
Рефлекторная, передает сигналы из внешней среды
Осуществляет взаимосвязь организма и окружающей среды
8.
токсины
нейротоксин
блокирующее
Блокирует передачу нервного импульса
9.
Энергетическая
все
все
При расщеплении 1г-7,8 кДж
10.
Ферментативная
каталаза
амилаза
инсулин
глюкогон
ДНКполимераза
уреаза
каталитическая
Расщепляет Н О
Расщепляет крахмал
превращ-т крахмал в глюкозу
превращ-т глюкозу в крахмал
осущ-т репарацию мол-л ДНК
разложение мочевины
Свойства белков обусловлены аминокислотным составом белков.
Протамины – содержащиеся в икре рыб, где их до 30 % аминокислот с двумя аминогруппами, что обуславливает щелочные свойства этих белков.
Химическая активность веществ в живой клетке невелика.
Концентрация их в клетке ничтожно мала.
В клетке низкая t.
Реакции идут очень быстро и качественно потому, что химические реакции регулируются белками – катализаторами.
Для каждого фермента существует определенное значение реакции среды, при котором он проявляет наивысшую активность
Изменение рН вызывает снижение или полное торможение деятельности фермента.
Изменение t вызывает изменение скорости и ход ферментативной реакции.
Пример: разложение мочевины (кошачьей мочи) уреазой (выработанной бактериями)
при комнатной t (1 мол уреазы за 1 сек расщепляет 30 000 мол мочевины) –
Н N- СО- NН + Н О ---------- СО + 2 NН (запах аммиака).
III. ЗАКРЕПЛЕНИЕ.
Почему все ферменты глобулярные белки?.Чем ферменты отличаются от катализаторов в неживой природе?
Почему активность ферментов зависит от t среды?
Одни ферменты активны в кислой среде, а другие - в щелочной. Как вы это можете объяснить?
Известно, что один фермент катализирует только одну реакцию. Объясните, почему невозможно с помощью этого же фермента ускорить любую реакцию?
ТЕСТ 2. Тема. «Свойства и функции белков. Выходное.
1.Процесс восстановления структуры белка после ее нарушения называется: а) деструкция; б) денатурация; в) ренатурация; г) биосинтезом.
2. К растворимым в воде органическим веществам относятся: а) липиды; б) моносахариды; в) полисахариды; г) некоторые белки.
3При расщеплении 1 г белка выделяется энергия: а) 17,8 кДж; б) 39,8 кДж; в) 178 кДж.
4Ускорение биохимических реакций обеспечивают: а) алкалоиды; б) гормоны; в) белки (ферменты)
5Антитела имеют природу: а) белковую; б) углеводную; в) липидную.
6В полипептидную цепь аминокислоты соединяются благодаря: а) водородным связям; б) ковалентным связям; в) гидрофобным; г) ионным.
7Вторичная структура белка имеет вид: а) глобулы; б) спирали; в) цепи аминокислотных остатков.
8Процесс разрушения первичных пептидных связей называют: а) денатурация; б) деструкция; в) ренатурация.
l l вариант.
В состав молекулы белков входят химические элементы: а) С; б) К; в) Н ; г) О ; д) Са; е) N ; ж) S; з) Fe.
Активная часть белка – фермента, обеспечивающая каталитические свойства:
а) апофермент; б) кофермент.
Сократительную функцию выполняют белки: а) протеины; б) миозин; в) кератин;
в) актин.
Каталитическую функцию выполняют белки: а) каталаза; б) миозин; в) кератин;
в) уреаза;
Транспортную функцию выполняют белки: а) гемоглобин; б) миозин; в) кератин;
в) актин.
Защитную функцию выполняют белки: а) коллаген; б) иммуноглобулины; в) тромбо-пластин; г) тромбин; д) фибриноген.
Строительную (структурную) функцию выполняют белки: а) коллаген; б) кератин;
в) инсулин.
8. Какие структуры молекул белка способны разрушаться при денатурации, а затем, вновь восстанавливаться: а) первичная; б) вторичная; в) третичная; г) четвертичная?
IV. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ: учить &5 и конспект урока, подготовить
нформацию о роли белков в организме,повторить биологические термины.
V. ИТОГ УРОКА.
Подвести обучающихся к следующим выводам:
Свойства белков обусловлены аминокислотным составом белков.
Без участия ферментов протекание большинства биохимических процессов в клетке было бы невозможным.
В результате ферментативных реакций не образуются побочные продукты, то есть наблюдается почти 100% выход конечного продукта.
Для нормального функционирования организма это имеет большое значение, т.к. все вещества, распавшиеся до конечных продуктов – воды и углекислого газа, выводятся полностью наружу из организмов, при этом не накапливаются ненужные вещества в ЖО.
.
