Химический состав клетки и ее жизненные свойства

Цель урока - дать элементарное понятие об органических и минеральных веществах клетки, обмене веществ, ферментах, свойствах клетки, научить подбирать контрольный опыт для проверки правильности вывода, следующего из эксперимента.

Мы остановимся лишь на последнем, поскольку обучение подбирать опыты для контроля правильности вывода непосредственно касается нашей темы. С этой точки зрения целесообразно привести опыт учительницы московской средней школы № 831 А. В. Никитиной.

Рассмотрев материал о химическом составе клетки и обмене веществ в ней, учитель переходит к разъяснению значения ферментов для осуществления обмена веществ в клетке. С этой целью он дает следующие задания:

Задание 1. Доказать, что в клетках свежего мяса (картофеля) имеются ферменты, способные разлагать пероксид водорода на воду и кислород.

Проводится предварительная беседа, из которой становится ясно, что для выполнения этого задания надо сначала доказать, что пероксид водорода сам по себе почти не распадается, а в присутствии веществ, содержащих соответствующий фермент, распад идет интенсивно.

Опыт проводится демонстрационно. Учитель наливает пероксид водорода в химический стакан, встряхивает его и показывает классу, что реакция не идет. Затем он режет кусок мяса или клубень картофеля на кусочки и бросает их в пероксид водорода. Образуется шапка пены. Учитель поясняет, что в мясе (в картофеле) содержится фермент, белок-катализатор. Одна молекула фермента даже при нуле градусов в состоянии разложить за одну минуту миллион молекул пероксида водорода. Этот фермент называется каталазой. Его действие можно записать так:

Задание 2. Доказать, что фермент каталаза имеет белковую природу.

Учитель подводит учащихся к следующему рассуждению. Если ферменты относятся к белкам, то при варке мяса (или картофеля) каталаза, как и все белки, будет разрушена и фермент потеряет активность. Учащиеся предлагают взять от того же самого куска мяса (картофеля) пробу, сварить ее и посмотреть, будет ли она активна. Учащиеся убеждаются, что после варки активность фермента теряется: пероксид водорода не разлагается^*. Однако при обсуждении этого опыта в классе возникли две точки зрения. Одна - фермент перестал быть активным потому, что разрушилась белковая молекула фермента; вторая - что разрушилась клетка, и потому фермент потерял активность. Поэтому учащимся было дано дополнительное задание.

^* (В целях экономии времени картофель, с которым проводили опыты на этом уроке, был сварен заранее.)

Задание 3. Доказать, что при разрушении клеток картофеля ферменты сохраняют активность.

С помощью учителя восьмиклассники приходят к следующему решению. Нужно растереть картофель на терке и к пероксиду водорода прилить образовавшийся сок, который, конечно, не может содержать целые клетки. Если при этом пероксид водорода будет разлагаться, положение, что ферменты способны работать вне клетки, будет доказано. Учащиеся наблюдают соответствующий опыт и убеждаются, что вывод верен. Этот факт используется для сообщения знаний, имеющих политехническое значение. Школьникам рассказывают о ферментном синтезе, используемом в промышленности.