Механизмы действия ферментов

На первом этапе (I) происходит активация фермента путем связывания с аллостерическим центром регуляторных веществ (например, гормонов), что приводит к изменению конфирмации активного центра фермента и увеличению его способности связывать молекулу субстрата.

На втором этапе (II)происходит 'узнавание' ферментом своего субстрата (см. Специфичность действия фермента).

На третьем этапе (III) происходит формирование неактивного фермент-субстратного комплекса за счет образования гидрофобных и водородных связей между радикалами аминокислотных остатков субстратного центра (контактные площадки) и соответствующими группировками в молекуле субстрата. Молекула субстрата удерживается вблизи активного центра, но химическим преобразованиям еще не подвергается.

На четвертом этапе (IV) образуется активный фермент-субстратный комплекс. При этом происходит химическое преобразование субстрата с участием каталитического центра и кофермента (если речь идет о сложном ферменте). В результате этого молекула субстрата меняет сою пространственную конфигурацию, в ней происходит перераспределение энергии и уменьшается прочность связей.

На пятом этапе (V) фермент-субстратный комплекс становиться нестабильным и затем преобразуется в комплекс фермент-продукт, который распадается на продукты реакции и фермент. Фермент из реакции выходит в неизменном виде.

Методическая часть.

Лабораторные занятия как форма обучения биологии отличаются тем, что на них: проявляется большая, чем на уроках самостоятельность учащихся в приобретении знаний. Получение новой информации происходит в основном путем изучения живых или фиксированных биологических объектов. В выполнении работы учащиеся руководствуются письменными инструкциями – заданиями или устным инструктажем учителя. Учащиеся индивидуально или коллективно отчитываются о проделанной работе. Ценность лабораторных занятий заключается, прежде всего в том, что при их выполнении учащиеся получают конкретные и достаточно полные представления об изучаемых объектах, так как в их восприятии принимают участие различные органы чувств. В большей степени, чем на уроках развивается самостоятельность учащихся в приобретении знаний. Учащиеся приобретают ряд практических умений: пользование лупой, микроскопом, препоравальными инструментами, приготовление микропрепарата, зарисовка с натуры. Правильно организованные лабораторные занятия оказывают определенное влияние на воспитание культуры труда (приведение в порядок инструментов, рабочего места), бережного отношения к общественной собственности, доведения начатого дела до конца.

Лабораторная работа.

Тема: Каталическая активность ферментов в живых тканях.

И н с т р у к ц и я по проведению лабораторной работы.

Лабораторная работа №3

Тема: «Каталитическая активность ферментов в живых тканях»

Цель: сформировать знания о роли ферментов в клетках; выяснить ферментативные свойства белков-пероксидаз; закрепить умение работать с микроскопом; проводить опыты и объяснять результаты работы.

Оборудование: свежий 3%-ный раствор пероксида водорода, пробирки, пинцет, ткани растений (кусочки сырого и варёного картофеля) и животных (кусочки сырого и варёного мяса), песок, ступка и пестик.

Дополнительные сведения: пероксид водорода образуется в клетке в процессе обмена веществ, обладает мутагенным действием. Н2О2 - вещество химически нестойкое и способно самопроизвольно разлагаться с образованием устойчивых соединений:

2 Н2О2 = 2 Н2О + О2

Х о д р а б о т ы.

1. Приготовьте четыре пробирки со свежим 3%-ный раствором пероксида водорода, затем поместите в первую пробирку кусочек сырого картофеля, во вторую – кусочек варёного картофеля, в третью – кусочек сырого мяса, в четвёртую – кусочек варёного мяса. Пронаблюдайте, что будет происходить в каждой пробирке.

2. Составьте таблицу, показывающую активность каждой ткани при различной обработке.

3. Измельчите в ступке кусочек сырого картофеля с небольшим количеством песка. Перенесите измельчённый картофель вместе с песком в пробирку и капните туда немного пероксида водорода. Сравните активность измельчённой и целой растительной ткани.

4. Объясните полученные результаты.

Ответьте на вопросы:

- Как проявляется активность ферментов в живых и мёртвых тканях?

- Различается ли активность ферментов в растительных и животных тканях?

- Как влияет измельчение ткани на активность фермента?

- Как бы вы предложили измерить скорость разложения пероксида водорода?

- Как вы считаете, все ли живые организмы содержат фермент пероксидазу,

обеспечивающий разложение пероксида водорода?

Вывод: действие ферментов-пероксидаз сходно в растительных и животных клетках, общность физиологических процессов – одно из доказательств родственных связей между растительными и животными организмами.