Формирование понятия фермент в школьном курсе биологии и связь со школьным курсом химии
Формирование понятия фермент в школьном курсе биологии и связь со школьным курсом химии
-1-
Формирование понятия “фермент” в школьном курсе биологии и связь с
школьным курсом химии.
1. Введение
2.Формирование понятия “фермент” в курсе “Анатомия,физиология и гигиена
человека”:
а) определение понятия “фермент” в теме “Общее знакомство с
организмом человека”;
б) развитие понятия “фермент” в теме “Пищеварение”;
в) рекомендации изменений в ходе формирования понятия “фермент” в
теме “Пищеварение”;
г) формирование понятия “фермент” в теме “Обмен веществ”;
3.Формирование понятия “фермент” в курсе “Общая биология”:
а)формирование понятия “фермент” в теме “Учение о клетке”
б)завершение развития понятия “фермент” в теме “Обмен веществ и
превращение энергии в клетке”
4.Методические разработки проведения факультативных занятий по теме
“Фермент” в Х1 классе.
5.Выводы.
-2-
ВВЕДЕНИЕ
Одним из фундаментальных понятий, как биологии,так и химии является
понятие “фермент”.Изучение ферментов имеет большое значение для любой
области биологии,а также для многих отраслей химической,пищевой и
фармацевтической промышленности,занятых производством биологически активных
веществ для медицины и народного хозяйства.
Поэтому одним из ключевых понятий общей биологии является понятие
“фермент”.В школьном курсе биологии оно начинает формироваться с 1Х класса
в курсе “Анатомия,физиология и гигиена человека”.В Х классе с этим понятием
учащиеся не встречаются,а в Х1-- оно дается при объяснении ряда важных
биологических положений на качественно новом уровне.В школьном курсе химии
понятию “фермент” уделяется мало внимания,упоминание о ферментах можно
найти только в Х1 классе,поэтому на предмет биология выпадает главная роль
при знакомстве учащихся с одним из главных понятий биологии и химии.
-3-
Формирование понятия “фермент” в курсе “Анатомия,физиология и гигиена
человека”
Впервые с термином “фермент” учащиеся встречаются во вводной главе
курса “Анатомия,физиология и гигиена человека”,которая называется “Общее
знакомство с организмом человека”,в ней дается общее представление о
жизненных процессах клетки.Здесь же впервые дается определение этому
понятию:ферменты — это белки,ускоряющие химические превращения,происходящие
в клетке.Акцент,в определении,на белковую природу ферментов позволяет
создать учащимся общее преставление о строении,составе и свойствах
ферментов,по аналогии с белками.
К сожалению,при изучении тем: “Опорнодвигательная система”,”Кровь”,
“Кровообращение” и “Дыхание”,которые по плану изучения анатомии идут после
главы “Общее знакомство с организмом человека”,понятие “фермент” не
упоминается и,следовательно,не закрепляется и из активной биологической
лексики “выпадает”.
Нам кажется,что было бы целеособразнее,определение понятия “фермент”
давать учащимся при изучении темы “Пищеварение”,где на конкретных примерах
можно объяснить биологическую роль,механизм действия,значение и другие
свойства ферментов.Характерной особенностью этой темы с точки зрения
понятия “фермент” является то,что разбирается процесс пищеварения
дробно,т.е. отдельно для каждого отдела желудочно-кишечного тракта.Это
позволяет познакомить учащихся с большим количеством ферментов,а для них
легче запомнить.
При изучении этой темы учащиеся узнают,что расщепление основных
компонентов пищи представляет собой сложный биохимический процесс,который
осуществляется с помощью пищеварительных ферментов.Важно создать у учащихся
представление о ферментах,как строго спецефичной группе белков:одни
ферменты воздействуют на углеводы,другие на белки,третьи --- на жиры.Также
создать понятие о четкой функциональной специализации ферментов на
определенные биологические субстра
-4-
ты.В этой же теме дается представление об оптимальных условиях для
проявления спецефических свойств ферментов:температура,кислотность среды.
При изучении пищеварения в ротовой полости ученики знакомятся с
расщеплением крахмала.Здесь они узнают,что в слюне содержится два
фермента,которые вырабатываются в эпителиальных клетках слюнных желез.Под
действием одного из них крахмал расщепляется на вещества,имеющие менее
сложные молекулы — солодовый сахар,в присутствии другого фермента солодовый
сахар превращается в глюкозу.От учителя учащиеся узнают,что в слюне
содержатся амилолитические ферменты:птеолин,расщепляющий крахмал до
мальтозы,и мальтаза,расщепляющая мальтозу до глюкозы.Условия действия
ферментов слюны- это слобощелочная среда и температура 37 градусов по
Цельсию.
При изучении пищеварения в желудке учащиеся знакомятся с новым
ферментом,содержащимся в желудочном соке — пепсином.Пепсин расщепляет белки
и может действовать только при температуре нашего тела и в кислой
среде.Такую среду в желудке создает соляная кислота,которая содержится в
самом желудочном соке.
Пищеварение в двенадцатиперстной кишке промсходит под воздействием
поджелудочного сока.Три фермента этого сока действуют на все органические
соединения.Под влиянием трипсина в основном завершается начавшееся в
желудке расщепление белков до образования растворимых в воде
аминокислот.Под действием липазы происходит расщепление жиров на глицерин и
жирные кислоты.В присутствии фермента амилазы крахмал,не подвергшийся
пищеварительному действию слюны,расщепляется до глюкозы.Ферменты
поджелудочного сока действуют только в щелочной среде при температуре
нашего тела.
При характеристике ферментативной деятельности пищеварительных
желез,в различных отделах пищеварительного тракта,важно обратиь внимание
учащихся на спецефичность их расщепляющего действия на опреде-
ленные биологические вещества.Так в ротовой полости проявляется действие
ферментов,расщепляющих крахмал;в желудке —расщепляющие бел
-5-
ки;в кишечнике,под действием ферментов секрета поджелудочной железы
происходит расщепление всех основных компонентов пищи: белков,углеводов и
жиров.
При изучении темы “Пищеварение”,для лучшего усвоения материала
целесообразно использовать таблицу,в которую входили бы отделы
пищеварительного тракта;ферменты,содержащиеся в секрете желез каждого из
этих отделов;субстраты и продукты реакции,а также условия протекания
реакции.
Например:
| | | | |
|Отделы пищевари- |Ферменты |Действие фермента |Оптимальные усло- |
|тельного тракта | | |вия работы фермен.|
| | | | |
|1.Ротовая полость |а) Птеолин |Крахмал а) |Слабощелочная сре |
|( слюнные железы: |б) Мальтаза |Маль- |да.Температура 37-|
|cлюна) | |тоза | |
| | |Мальтоза б) |38 градус.по Цел. |
| | |Глю- | |
| | |коза | |
| | | | |
|2.Желудок |Пепсин |На белки. |Кислая Среда. |
|( желудочный сок) | | |Температура 37гр. |
| | | Жиры а) | |
|3.Двенадцатиперс- |а)Липаза |Глице- |Щелочная Среда. |
|тная кишка |б)Трипсин |рин + жирные к-ты |Температура 37гр. |
|(секрет |в)Химотрипсин |Белки б) | |
|поджелудоч- |г)Амилаза |Амино- | |
|ной железы) | |кислоты | |
| | |Крахмал г) | |
| | |Глюко- | |
| | |за | |
| | | | |
| | |-6- | |
В заключении нашего обсуждения темы “Анатомия, физиология и гигиена
человека “ можно сделать следующие выводы: в этом курсе учащиеся знакомятся
