Формирование понятия “фермент” в школьном курсе биологии и связь с школьным курсом химии
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- тельного тракта |
Ферменты |
Действие фермента |
Оптимальные усло- вия работы фермен. | |||||||||||||||||||||||||
1.Ротовая полость ( слюнные железы: cлюна) |
а) Птеолин б) Мальтаза |
Крахмал а) Маль- тоза Мальтоза б) Глю- коза |
Слабощелочная сре да.Температура 37- 38 градус.по Цел. | |||||||||||||||||||||||||
2.Желудок ( желудочный сок) |
Пепсин |
На белки. |
Кислая Среда. Температура 37гр. | |||||||||||||||||||||||||
3.Двенадцатиперс- тная кишка (секрет поджелудоч- ной железы) |
а)Липаза б)Трипсин в)Химотрипсин г)Амилаза |
Жиры а) Глице- рин + жирные к-ты Белки б) Амино- кислоты Крахмал г) Глюко- за -6- |
Щелочная Среда. Температура 37гр. |