1. соответствие межпредметного материала направленности и специфике общеобразовательного учреждения;
2. соответствие межпредметного материала целям и предметному содержанию обучения;
3. направленность межпредметных связей на решение целесообразных учебных проблем;
4. использование разнообразных видов межпредметных связей при лидирующем значении предшествующих и сопутствующих связей в 8 классе и сопутствующих и перспективных в 9 классе [23].
4.3 Методические рекомендации по реализации принципов межпредметных связей при изучении тем, связанных с понятием «ферментные препараты».
Впервые в курсе химии понятие о ферментах как о веществах, ускоряющих химические реакции, может быть представлено при изучении темы: «Скорость химической реакции. Факторы, влияющие на скорость химической реакции», а более полно при изучении темы «Катализ». (9 класс в школах с углубленным изучением химии).
Тема урока: «КАТАЛИЗ». (9 класс).
Методические рекомендации.
1.В начале урока проводят беседу с учащимися, в ходе которой закрепляются их знания по пройденному материалу:
-Что такое скорость химической реакции? Приведите примеры реакций протекающих мгновенно, медленно, очень замедленно.
-Назовите условия, которые влияют на скорость химической реакции.
-Что такое катализатор? Какие из изученных вами реакций протекали в присутствии катализатора?
2.Учитель демонстрирует опыт окисления оксида серы (IV) в присутствии оксида железа (III). В ходе проведения опыта обсуждают ускоряющую роль катализатора в этой реакции. Учитель разъясняет, в чем состоит сущность течения каталитических реакций, сущность катализатора. Подчеркивают, что катализаторы обладают способностью образовывать с реагирующими веществами очень активные промежуточные соединения с малой продолжительностью существования (использует схему). Далее отмечают, что действие катализаторов строго специфично, при этом важно соблюдать их химическую чистоту.
3.Каталитические процессы широко распространены в жизни животных организмов. Учащиеся отвечают на вопросы:
-Приведите примеры катализаторов в живой природе.
-Как обычно биологи называют эти вещества?
Остановимся на самой главной функции белков – ферментативной. Все ферменты содержат в своем составе белки, поэтому биохимические реакции находятся под контролем белков. Термин «фермент» с латинского языка переводится как «закваска».
Затем следует сравнить ферменты и прочие катализаторы. Обращают внимание на то, что обычные катализаторы – вещества небелковой, а ферменты – вещества белковой природы; один катализатор может изменить скорость нескольких реакций, а фермент ускоряет только одну реакцию; ферменты эффективно работают при температуре человеческого тела, а при высокой температуре и давлении разрушаются; ферменты в клетках располагаются не случайно, а в определенном порядке и их действие контролируют гуморальная и нервная системы.
Учащиеся по группам выполняют лабораторную работу «Действие желудочного сока на белки». Каждая группа исследует одно из условий. Итоги работы обсуждаются и заносятся в таблицу.
Условия действия желудочного сока на белки.
| Условия опыта. | Наблюдения. | Выводы. |
| Белок и желудочный сок при температуре 400С.Крахмал и желудочный сок при температуре 400С.Белок и желудочный сок при 00С.Белок и кипяченый желудочный сок.Белок и желудочный сок с добавлением щелочи. | Взвесь растворяется.Взвесь остаётся.Взвесь остаётся.Взвесь остаётся.Взвесь остаётся. | Фермент работает при температуре тела.Фермент действует только на определенный субстрат – белок.Фермент снижает активность при понижении температуры.Фермент является белком, а белки при кипячении свертываются.Фермент работает только при определенной кислотности среды. |
Затем, из курса анатомии вспоминают, какие ферменты присутствуют в пищеварительных соках организма человека и какие питательные вещества они расщепляют (используют схему) [18].
Тема урока: «БЕЛКИ». (11 класс).
В начале занятия целесообразно поставить вопрос: Почему многие люди отождествляют понятие «белок» с понятием «жизнь»?
Раскрытие содержания урока пойдет в следующем порядке (схема):
1.Строение и состав белков. Внимание учащихся обращается на формулы некоторых белков: пенициллин – C16H18O4N8, молоко – C1846H3021O576N468S21, гемоглобин – C3022H4816O872N780S8Fe4.
Формируется вывод о сложности белков, о важнейшем значении их для жизнедеятельности всего живого на Земле.
Далее учитель рассказывает об аминокислотах, их классификации и значении.
2.Структура белков (уровень организации белковой молекулы): первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура.
3.Классификация белков по структуре и функциям:
а) по структуре: - простые и сложные белки
-глобулярные и фибриллярные белки
б) по функциям белков.
Самой главной функцией белков является ферментативная. Учение о ферментах выделяют в самостоятельную науку – энзимологию. Далее учитель дает классификацию ферментов. Затем более подробно останавливается на механизме действия ферментов. Весь процесс действия фермента можно разделить на три стадии:
1) распознавание ферментом(E) субстрата(S) и связывание с ним;
2) образование активного комплекса(ES);
3) отделение продукта(P), образовавшегося в ходе ферментативной реакции.
Схема каталитической реакции:
E+S ® ES ® E+P
4.Физико-химические свойства белка. Рассматриваются свойства денатурации и ренатурации; факторы, способные вызывать денатурацию (физические и химические).
5.Химия питания. Здоровый образ жизни – прежде всего сбалансированное питание. Учитель предлагает ознакомиться с веществами, входящими в состав пищевых продуктов.
Задание: «О чем расскажет упаковка». Ребятам предлагается по желанию отобрать несколько упаковок из-под пищевых продуктов, которые наиболее часто употребляются в пищу и которые являются любимыми лакомствами. Они должны определить:
1)какие основные биохимические компоненты входят в состав продукта и в каком количестве;
2)какие компоненты продукта в нем являются источниками белков, жиров и углеводов.
Основной полезный компонент пищи – белки.
1.Биологическая ценность белка. Задание: Определить биологическую полноценность белка различных пищевых продуктов и лимитирующих аминокислот (используя таблицу об аминокислотном составе некоторых пищевых продуктов). Расчет вести по формуле:
Содержание аминокислоты (мг) в 1 г испытуемого белка
АК= ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
Содержание аминокислоты (мг) в 1 г белка по аминокислотной шкале
Где АК – аминокислотный скор.
2.Потребность человека в белках и аминокислотах.
3.Основная белковосодержащая пища. Совместимость белкового питания. Учитывая аминокислотный состав (аминокислотный скор) различных продуктов питания, подобрать их комбинацию, наиболее соответствующую потребностям нашего организма в незаменимых аминокислотах (использовать таблицы об аминокислотном составе пищевых продуктов).
Далее ребятам предлагается тест, рассчитанный на два уровня знаний (первый уровень рассчитан на «4» балла, а второй уровень – на «5» баллов) [29].
| Первый уровень. | Второй уровень. |
| 1. Какова роль ферментов в организме?2. Как образованы названия групп ферментов?3. Какие функциональные группы входят в состав аминокислот, какие свойства они определяют?4. Что такое первичная структура белка?5. Что представляет собой вторичная структура белка?6. Что такое третичная структура белка?7. Опыт:- К раствору белка добавьте хлорид натрия.- Пронаблюдайте и объясните изменения.- Добавьте воды до растворения белка.- Сделайте вывод.8. Известно, что при продолжительности жизни 70 лет, Обновление белков в организме происходит в среднем 200 раз. Предположите, сколько раз произошло обновление белков в вашем организме.9. Задача: Известно, что для взрослого человека необходимо 1,5 г белка на 1 кг массы тела в день. Зная свою массу, определите суточную норму потребления белка для своего организма. | 1. Предположите, каковы функции каждой группы ферментов.2. Приведите примеры известных вам ферментов, назовите их функции.3. По аналогии с примером на доске, напишите уравнение реакции получения трипептида из дипептида (используйте формулу цистеина или серина). Назовите полученный трипептид.4. Могут ли измениться свойства белка при нарушении последовательности аминокислотных звеньев в линейной полимерной цепи?5. Чем отличается первичная структура белка от вторичной?6. Чем отличается третичная структура от первичной и вторичной?7. Опыт:- К раствору белка добавьте концентрированный раствор сульфата меди (II) или другой соли тяжелого металла.- Пронаблюдайте и объясните изменения.- Добавьте воды, объясните явление.8. В чем заключается сущность гидролиза?9. Предположите, можно ли пищевые белки заменить другими компонентами рациона (например, жирами и углеводами), чтобы обеспечить важнейшие процессы в организме? |
Подводя итог урока, учитель повторяет, что понятия «жизнь» и «белок» неразрывно связаны. Чтобы ответить на вопрос, что такое жизнь, надо знать, что такое белки. Насколько многообразны белки, настолько сложна и многолика сама жизнь [15, 23,29].
ВЫВОДЫ.
1. Для осаждения препарата протеиназы целесообразно применять этанол или изопропанол.
2. Компонентный состав препарата представлен четырьмя фракциями, две из которых протеолитические.
3. Выяснены температурные оптимумы протеолитических ферментов – для протеиназы I – 60, а для протеиназы II – 400С.