Формирование понятия фермент в школьном курсе биологии и связь со школьным курсом химии
с ферментами в ознакомиткльном плане, их действии на уровне всего
организма.
-6-
К сожалению,при изучении других тем данного курса,понятие “фермент” не
затрагивается.Это очень плохо,т.к. у школьников создается впечатление,что
ферменты участвуют только в процессах пищеварения.Поэтому задача учителя в
следующих темах,таких как “Газообмен в легких и
тканях”,”Белковый,жировой,углеводный обмен” не забывать знакомить учащихся
с ферментами,принимающими участие в этих процессах.Для учеников 9 класса не
важен механизм этого участия, важно,чтобы они усвоили,что все реакции
нашего организма катализируются какими-то определенными ферментами.
Уже в 9 классе учитель должен показать важность межпредметных связей
между биологией и химией.Следует использовать знания,полученные учениками
при изучении неорганической химиии в курсе 8-9 классов
(темы:”Кислород,оксиды,горение”, ”Водород”, ”Кислоты,соли,основания”,
“Строение вещества”).
Формирование понятие “фермент” в курсе “Общая биология”
Дальнейшее знакомство с ферментами ученики продолжают в курсе
“Общая биология”. Здесь происходит изучение ферментов на качественно новом
уровне,закладываются основы для понимания важнейших процессов нашего
организма .В этом курсе учащиеся изучают ферменты уже как часть нового
класса органических соединений,с которым они позже встретяться в курсе
“Органической химии”.Поэтому для учителя очень важно заложить начальные
знания,которые потом понадобятся на уроках химии. Именно в этих курсах
биологии и химии видна важность межпредметных связей,которую необходимо
показать и ученикам.
Первая тема курса — “Учение о клетке”.Здесь дается понятие фермента
как катализатора всех жизненно важных биохимических реакций,протекающих в
элементарной структурной единице всего живого-клетке. При изучении этой
темы учащиеся узнают о внутриклеточной локализации ферментов:в
митохондриях,лизосомах,ядре,в мембранах или на мембранах.Так в
частности,понятие “лизосома” объясняется следующим
-7-
образом: расщепление пищевых веществ с помощью ферментов называется
лизисом,отсюда и название-лизосома.Внутри них сконцентрированы
ферменты,которые способны расщеплять все пищевые вещества,поступающие в
клетку.”Для лучшего объяснения этой темы,а также для лучшего усвоения ее
учащимися можно использовать таблицу: “Локализация ферментов внутри клетки”
(Т.Т.Березов,Б.Ф.Коровкин,”Биологическая химия”,1982г.)
Цитоплазма Митохонд. Лизосомы Микросом. Плазматич. Ядро
фракц.ЭПС
Ферм.глико Пируват- кислые Рибосомные Аденилат-
Фер.реп-
лиза дегидро- гидро- ферменты
циклаза, ликации
геназный лазы белков.синт.
АТФ-аза ДНК
комплекс
Ферменты Ферменты --- Фер.синтеза
--- ---
пентозного цикла фосфолипид.,
пути Кребса
синтез.холисте
рина
Фер.активац. Ф.цикла --- Гидроксилазы
--- ----
аминокислот жир.к-т
Ф.синтеза Ф.окислит. --- ---
--- ----
жирных фосфори-
к-т лирования
Фосфорилаза --- --- ---
--- ---
гликоген-
синтаза
Завершение развития понятия “фермент” происходит в теме “Обмен веществ
и превращение энергии в клетке”. В этой теме полное представление о
ферменте,ферментативной реакции,значении их для обмена.Здесь дается
учащимся представление о структуре,механизме действия,классификации
ферментов.Вводятся новые понятия,которые позже будут использоваться в
химии.Это субстратный комплекс,кофермент,регуляторный комплекс.Про-
-8-
цессы ассимиляции и диссимиляции,их взаимосвязь в общем процессе
метаболизма.Также важно объяснить,что все ферментативные процессы
регулируются. Дальше в этой работе будет рассмотрен один из возможных
вариантов проведения факультативного занятия по этой теме,где уже более
детально будут рассмотрены эти вопросы.
Таким образом формирование понятия “фермент”,начинается в 9
классе,идет от простого к сложному.Наиболее сложный материал в 11 клас
се.Это связано с разным уровнем развития учеников 9 и 11 классов,с разной
их способностью к восприятию сложного научного материала.
Благодаря тому,что учащиеся знакомятся с понятием “фермент” в курсе
биологии достаточно рано и почти на протяжении всего курса все время с ним
сталкиваютс и познают все глубже и глубже,это облегчает задачу учителя в
курсе химии. А так как мы учителя биологии и химии,то это особенно важно
для нас. На стыке этих двух наук учащихся важно познакомить с проблемой
использования ферментов в промышленности.Этому мало уделяется внимания ,как
в курсе биологии,так и химии.Поэтому можно провести отдельное
факультативное занятие, как по химии,так и по биологии вместе.Темой для
него послужит роль фермента в хозяйственном комплексе: в
химической,пищевой,фармацевтической промышленности.Можно дать учащимся темы
по которым они подготовят маленькие выступления по использованию того или
иного фермента.В качестве материала в помощь может послужить следующая
таблица:
“Некоторые примеры использования ферментов в промышленности”
Фермент Промышленность
Использование
Амилазы Пивоваренная
Осахаривание содерж.в солоде крахмала
(расщепляют Тектильная Удаление
крахмала,наносимого на нити во
крахмал)
время шлихтования
Хлебопекарная
Крахмал в глюкозу.Дрожжевые клетки
сбраживая глюкозу,образуют CO2 ,кото
рые разрыхляют тесто.
Протеазы
(расщепяют
белки)
-9-
Папаин Пивоваренная Этапы
процесса пивоварения,регулирующие
кол-во пены
Мясная
Мягчение мяса.
Фицин Фармацевтическая Добавки
к зубным пастам для удаления зуб
ного налета
Фотография
Смывание желатины с использованной плен
ки
Трипсин Пищевая
Произ-во продуктов для детского питания
Пепсин Пищевая
Произ-во “готовых” каш
Разработка методики факультативных занятий и системы самоконтроля.
Мы хотели бы предложить методические разработки для проведения
факультативных занятий по теме “Ферменты и их роль “.Эти занятия должны
проводиться,когда учащиеся проходят тему “Обмен веществ и энергии в
клетке”.Главный смысл этих факультативных занятий-это более углубленное
изучение учащихся с ферментами и их ролью .Это можно сделать на достаточно
хорошем уровне,т.к. к этому моменту шклольники уже неоднократно
сталкивались с понятием “фермент” в курсе биологии и проходят такие классы
органических соединений ,как “Белки”,”Аминокислоты” в химии. Это дает
учителю возможность во-первых более полно,и на качественно новом уровне
говорить о биохимических процессах,проходящих в организме человека и роли в
них ферментов в курсе биологии и во-вторых обратить внимание учащихся на
важность таких классов соединений как “Белки”,”Аминокислоты” в
процессах,протекающих в клетках и в организме в целом.Данные факультативные
занятия целесообразно проводить в кабинетах химии и биологии,т.к. важно
провести ряд химических опытов.
Занятие N1 “Знакомство со строением ферментов,их классификацией,ролью в
организме”.
Ферменты-вещества белкововой природы,способные ускорять протекание
химических реакций.Роль ферментов в жизнедеятельности колоссальна.
-10-
