Ферменттердің белсенділігіне әсер ететін факторлар. Биология, 10 сынып, сабақ жоспары.

САБАҚ: 10.1 С:

Мектеп: ФМН НЗМ Астана қаласы

Күні:

Мұғалімнің аты-жөні:

СЫНЫП: 10

Қатыспағандар:

Сабақтың тықырыбы

Ферменттердің белсенділігіне әсер ететін факторлар

Осы сабақтың көмегімен қол жеткізілетін оқу мақсаттары

Әр түрлі факторлардың (температура, рН, субстрат концентрациясы, ингибитор) ферменттердің белсенділігіне әсерін зерттеу

Сабақтың мақсаттары

Білу:

• Ферменттер ерекшелігі және олардың қасиеттері
• Жалпы белгілері және ферменттердің шығу тегі бейорганикалық заттар катализаторларынан айырмашылығы
• Ферменттер әрекетінің механизмін

Түсіну:

• Тамақ өнеркәсібінде, медицинада және халық шаруашылығының басқа да салаларында ферменттердің маңызын

Қолдану:

• Фермент белсенділігіне әсер ететін факторларды анықтағанда
• Зерттеуді жоспарлауда
• Болжам тұжырымдауда
• Тәуелсіз және тәуелді айнымалыларды анықтағанда
• Деректерді жинауда және өңдеу жүргізуде
• Деректер бойынша қорытынды жасауда

Бағалау

критерийлері

Біледі:

• Ферменттер ерекшелігі және олардың қасиеттері
• Жалпы белгілері және ферменттердің шығу тегі бейорганикалық заттар катализаторларынан айырмашылығы
• Ферменттер әрекетінің механизмін

Түсінеді:

• Тамақ өнеркәсібінде, медицинада және халық шаруашылығының басқа да салаларында ферменттердің маңызын

Қолданады:

• Фермент белсенділігіне әсер ететін факторларды анықтағанда
• Зерттеуді жоспарлауда
• Болжам тұжырымдауда
• Тәуелсіз және тәуелді айнымалыларды анықтағанда
• Деректерді жинауда және өңдеу жүргізуде
• Деректер бойынша қорытынды жасауда

 Тілдік мақсат

Оқушылар:

Зерттеліп жатқан реакцияны ауызша сипаттайды және кесте толтырады

Пән лексикасы және терминология:

Ферменттер, активті орта, субстрат, амилаза, каталаза, буферлік ерітіндітәелді және тәуелсіз айнымалылар

Диалог құруға/жазылымға қажетті пайдалы сөздер топтамасы:

Гидролиз нәтижесінде крахмалдың қарқынды көк бояуы йодпен ....... өзгереді

Құндылықтар қалыптастыру

Практикалық жұмысты ұйымдастыру және сөйлесу барысында «еңбек және шығармашылы» құндылықтарын қалыптастырады

Пәнаралық байланыс

Археологиямен байланыс

АКТ қолдану дағдылары

Компьютерді, интернет-ресурстарын белсенді пайдалану дағдыларын дамыту

Алдын-ала білімдер

6-10 сыныптарда алған білімдерінің басым бөлігі тақырыпты ары қарай түсінуі үшін маңызды.

Қоректену: 6,7,8,9-сыныптарда

Ферменттер: 9-сыныпта

Сабақ барысы

Сабақтағы жоспарланған жұмыс

Ресурстар

Ұйымдастыру кезеңі

Шақыру:

Мұғалім: Жасушаның құрамын және онда жүретін үдерістерді оқығанда үнемі жасушадағы химиялық реакциялар өте жылдам жүретінін айтамыз. Мысалы, 51 амин қышқылының қалдығынан тұратын инсулин нәруызының бір молекуласының синтезі 1-2 минутта аяқталады, сонда зертханалық жағдайда не үшін көп күш, уақыт және материал қажет: 50 жылдары осы белокты алғаш рет жасанды жолмен синтездегенде, бұл жұмысқа 3 жыл бойы 10 адам қатысқан. 

  Мәселе: Қалай химиялық реакциялар жасушада жылдамырақ жүреді? (жасушада химиялық реакцияларды ферменттер катализдейді).

Мұғалім оқушылармен мүмкін жауап нұсқаларын талқылай отырып, сабақ тақырыбы мен оқу мақсаттарына жетелейді. 

Сабақ тақырыбы: Әр түрлі шарттардың ферменттердің белсенділігіне әсері.

Сабақ мақсаттары, пәндік лексика және терминалогияға шығу

ИД

Слайд

Ұғыну

Миға шабуыл (3 минут ішінде жұппен ферменттер туралы білетінін жазады)

Мұғалімге қосымша материал (талқылауға және оқушылар жауабын толықтыруға)

Аңыз:

Қарт арап өліп бар жатып, өз ұлдарына 17 әдемі ақ түйеледі мұраға қалдырады: үлкен ұлына – жартысын, ортаншысына – үштен бір бөлігін, кенжесіне – тоғыздан бір бөлігін.

Араб өлгенде, ұлдар өз мұраларын бөле бастады, бірақ 17 түйе 2, 3 немесе 9-ға бөлінбеді.

Сол кезде кедей ғалым, шөл далада, кітаптар тиелген кәрі қара түйені ерітіп келе жатады. Ол бауырластарға жақындап, не үшін қайғылы екендерін сұрады. Бауырластар мұрасы туралы және оны бөлісу мүмкін еместігі туралы айтып берді. Сонда ғалым оларға түйесін сыйға берді. Олардың 18 түйесі болды: үлкені - 9 түйе, ортаншысы - 6, кенжесі - 2 түйе, ғалымның ескі түйесі қалды.

«Бұны не істеу керек?» - деп сұрады бауырластар.

«Мен сендерге бөлісу үшін көмектескенім үшін менің түйемді қайтарып беріңдер, әйтпесе кітаптарымды өзім тасуға тура келеді» - деп сұрайды ғалым, бауырластар оған түйесін қайтарып береді.

өзіңнің мұраңды бөліп беруге көмектесу үшін түйеімді қайтарып берсеңіз, әйтпесе шөл дала арқылы өзімді кітаптарыммен алып жүремін», - деп сұрады ғалым.

Бұл қара түйе ферментке ұқсайды. Ол, онсыз жүрмейтін үдерістің жүруіне жағда жасады, ал өзі өзгеріссіз қалды. Және бұл шын мәнінде ферменттердің негізгі қасиеті.

Ферменттер - жасушаларда синтезделіп, биохимиялық реакцияларға қатысатын ақуыздық табиғаттағы биокатализатор болып табылады. Фермент немесе энзим (лат. fermentum – ашу; грек. en – ішінде, zim – ашытқы; 19 ғ. Ван Гельмонт ұсынған) алғашқыда ашыту үдерістерін¬де анықталған зат. Энзимология, ферментология – ферменттерді зерттейтін ғылым саласы. Ол басқа ғылымдармен: биология, генетика, фармакология, химиямен тығыз байланысты. Ферменттердің қызметі туралы алғашқы ғылыми еңбекті Кирхгофф (1814) жариялады. Кейін ашу үдерісі ашытқы жасушаларында ғана өтеді деген ұйғарым жасаған Л. Пастерге (1871), Либих фермент-тер жасушалардың өмір сүруіндегі пайда болған өнім, ол жасушада да, олардан бөлек те қызмет атқарады деген қарсы пікір білдірді. Либихтің ғылыми көзқарасы М. Манассейна (1871), Бухнер (1897) зерттеулерінде эксперимент жүзінде дәлелденді. Жасушаларда синтезделген ферменттер өзіне тән арнайы қызметтер¬ін организмнің барлық мүшелерінде атқарады. Ферменттік қасиет, негізінен глобулалық құрылымдағы ақуыздарға тән екені белгілі. Бірақ, қазіргі кезде кей¬бір фибриллалық ақуыздар да (актин, миозин) катализдік белсенділік көрсететіні анықталды.

Ферменттер жеңіл, тамақ және химия өнеркәсібі, сондай-ақ медициналық практикада кеңінен қолданыс алды.

1. Ферменттер, шұжық, ірімшік және алкогольсіз сусындар дайындау кезінде тамақ өнеркәсібінде пайдаланады, сыра, консервілер сүрлерді.

2. Ферменттер жем-шөп дайындау кезінде жануарлардың мал шаруашылығында пайдаланады, әсіресе жас / ш.

3. Ферменттер фотоматериалдар дайындау кезінде пайдаланылады.

4. Ферменттер сұлы мен сораны өңдеу кезінде пайдаланады.

5. Ферменттер былғары өнеркәсібінде теріні жұмсарту үшін пайдаланылады.

6. Ферменттер кір жуатын ұнтақ, тіс пасталары құрамына кіреді.

7. Медицинада ферменттердің диагностикалық маңызы бар – жасушадағы бөлек ферменттерді анықтау аурудың табиғатын тануда (мысалы, вирустық гепатит – қан плазмасындағы фермент белсенділігі бойынша) оларды ағзада жетіспейтін ферментті алмастыру үшін пайдаланады.

Ферменттер әсер ету механизмі.

Ферменттер өте жоғары каталитикалық белсенділікке ие, олар ондаған және жүздеген миллион рет реакцияларды жеделдетеді. Бірақ қызығы ! Ферменттер жиі фермент молекулаларының мөлшеріне қарағанда молекулалардың мөлшері өте аз болатын заттардың конверсиясын катализдейді. Мысалы, каталаза ферменттері 250 мың молекулалық салмаққа ие және катализмен катализге келтірілген H2O2, тек 34 ғана. Ферменттің мөлшері мен субстрат (S) арасындағы ара қатынасы ферменттің каталитикалық белсенділігі оның бүкіл молекуласы бойынша анықталмайды, Фермент белсенді орталығының (фермент молекуласының шағын бөлігі (3-5 амин қышқылының қалдықтары) орны бар екенін білеміз, бұл заттар арасындағы реакция олардың молекулаларының жақын конвергенциясы жағдайында жүреді.

Субстраттың (S) ферментпен өзара әрекеттестігін неміс ғалымы Эмиль Фишерді алғаш зерттеді. Ол субстрат ферменттің белсенді орталығына «құлыптың кілті» немесе «қолды қолғапқа» ретінде сәйкес келетін гипотезасын (1880) аттқан:

Пішіндегі алынған өнімдер енді белсенді орталығына сәйкес келмейді. Олар ферменттің «құлып» бөлігінен бөлініп, қоршаған ортаға кіреді, содан кейін босатылған белсенді орталық жаңа субстрат молекулаларын қабылдай алады.

Ферментті денатурациялау кезінде оның каталитикалық белсенділігі жоғалады белсенді орталығының құрылымы бұзылған.

Белсенді орталықтан басқа, аллостериялық орталық молекулярлық молекулалық салмақты заттар - активаторлар немесе ингибиторларға қабілетті фермент молекуласында оқшауланады. Нәтижесінде ферменттің үшінші құрылымы бұзылып, фермент пен субстрат өзара әрекеттеседі.

Тежегіштер - ауыр металдар иондары, күшті қышқылдар, сілтілер, алкоголь - ферменттің белсенділігін бұзады. Хлорид иондары активатор ретінде ферменттің белсенділігін арттырады.

Органикалық емес табиғат энзимдері мен катализаторлары, катализдің жалпы заңдарына бағына отырып, ұқсас қасиеттерге ие:

• тек энергетикалық ықтимал реакцияларды катализдеу;

• реакция бағытын өзгертпеңіз;

• реакция кезінде тұтынылмайды;

• реакция өнімдерін қалыптастыруға қатыспаңыз.

Ферментативті реакциялардың жылдамдығы

Ферментативті реакциялардың мөлшерлемесі - бірлік уақытына түрлендірілген субстраттың мөлшері немесе құралған өнімнің мөлшері.

Сурет. Ферментативтік реакция жылдамдығы

Жылдамдық реакцияның бастапқы сатысында (суретте) қисыққа иілген бұрышымен анықталады. Күштірек иілген сайын, жылдамдық көбірек болады. Уақыт өте келе реакция жылдамдығы негізінен субстрат концентрациясының төмендеуі нәтижесінде төмендейді.

ИД, қосымша ақпарат_1

слайд

F) Топпен жұмыс. Топқа бөлу (1,2,3)

«Карусель» әдісі

Қалыптасатын дағдылар:

ұжымда жұмыстану;

ойлану, шешім қабылдау.

Әдісті жүзеге асыру алгоритмі

1. Оқушылар 3 топқа біріктірілген

2. Әр топқа оқуға қосымша матерал беріледі.

Әр топқа жоғарысында тақырып жазылып тұрған, А3 форматта парақтар беріледі.

1.Ферменттік реакциялар белсенділігіне әсер ететін субстрат пен фермент концентрациясы;

2.Ферментативтік реакцияның жылдамдығына ортаның температурасының әсері

3.Ферментативтік реакцияның жылдамдығына ортаның рН әсері.

3. Оқушылар берілген сұрақтар бойынша жауаптарын, ойлары мен идеяларын жазу үшін орнатылған регламенттерге сүйенеді.

4. Әр топқа басқа топқа арналған қаламның түсінен ерекшеленетін белгілі бір түсті қалам беріледі, әр топ оқушылары өз жауаптарын оңай тануы үшін.

5. Оқушылар өздеріне берілген сураққа жауап беріп, бір сұраққа берілген уақыт аяқталған соң, басқа сұрақ жазылған, келесі плакатқа көшеді.

6.Оқушылар алдыңғы топтың берген жауабымен танысып, келісетін немесе келіспейтіндерін талқылыайды: егер келіссе белгілі бір символмен белгілейді; егер келіспесе – түсініктеме жазады.

7. Ары қарай, оқушылар берілген сұрақбойынша өз ойларын жазады. Олардың ойлары алдыңғы топ оқушылары жазып қалдырған ойларға сәйкес келсе, стрелка арқылы көрсете алады.

8. «Карусель» әр топ барлық плакатпен танысып, жауап бергенше жалғасады (уақыт жеткілікті болған жағдайда).

9. Осы тапсырмадан соң ортақ сұрақ қою пайдалы болуы мүмкін.

ИД,

Қосымша ақапарат_ 2,3,4,5

Үй тапсырмасы.

1. Әр түрлі шарттардың (температура, рН) ферменттердің белсенділігіне әсері бойынша зертханалық жұмыс жүргізілуін жоспарлау

Рефлексия:

Бүгін не білдіңіз?

Бүгін сіз үшін не таңғаларлық/ қызықты / пайдалы нәрсе болды?

Сіз нені басқаша жасар едіңіз?

ИД, карточкалар

Қосымша ақпарат

Дифференциация – Сіз қалайша көбірек қолдау көрсетуді жоспарлайсыз? Қабілеті жоғары оқушылар алдында Сіз қандай міндеттер қоюды жоспарлайсыз?

Қабілеті жоғары оқушылар тпта консультант болып, қабілеті төменірек оқушыларға өздері көмектесе алады. Қабілеті жоғары оқушыларға қосымша тапсырмалар дайындалды.

Жалпы бағалау

Сабақтың қандай екі аспектісі жақсы өтті (сабақ беру әрі оқу туралы ойланыңыз)?

1:

2:

Қандай екі нәрсе сабақты жақсарта алатын еді (сабақ беру әрі оқу туралы ойланыңыз)?

1:

2:

Мен сабақ кезінде келесі сабаққа дайындалуға көмектесетіндей сынып немесе белгілі бір оқушылар туралы не білдім?