مشاريع علوم نموذج الإنزيم

يمكن أن يكون من الصعب للغاية فهم الإنزيمات في الكتب المدرسية. لمساعدة الطلاب على فهم نموذج الإنزيم ، استخدم مشروعات علمية عملية تسمح للطلاب بذلك تلمس وتعالج الأشياء التي تكون بمثابة تمثيلات لأجزاء وأفعال وردود أفعال الانزيمات. اقض بضع فترات دراسية في شرح واستكمال هذه المشاريع ، أو عيّنها للطلاب كمشاريع منزلية أو أنشئها لمعرض العلوم.

يركز هذا المشروع على نموذج الركيزة الإنزيمية وهو مقتبس من Access Excellence. بالنسبة لمشروع داخل الفصل مع مجموعة من 30 طالبًا ، ستحتاج إلى 500 بنس ، و 10 كرات تنس ، وساعة إيقاف وشريط لاصق. الخطوة الأولى في هذا المشروع تسمى خط الأساس. سيقوم المعلم بتقسيم الطلاب إلى فرق متساوية وإسقاط 500 بنس على الأرض. سيختار كل فريق عضوًا واحدًا للانتقال إلى الكومة ، والتقاط أكبر عدد ممكن من البنسات وقلبها إلى الأعلى. سيقوم الطلاب بذلك ست مرات ، لمدة عشر ثوان زيادات في كل مرة. يسجل باقي أعضاء الفريق عدد البنسات التي تم التقاطها. بعد ست جولات ، قم بإعادة توزيع البنسات على كومة الأرضية. سيحاول عضو جديد في الفريق التقاط البنسات وقلبها رأسًا على عقب ، ولكن هذه المرة قم بربط أصابعه الأربعة ، بدون الإبهام ، معًا. توضح هذه الصعوبة المتزايدة التمسخ الجزئي للإنزيم ، والذي يمكن أن يحدث في درجات حرارة عالية ، عند ملامسة الأحماض أو القواعد أو أيونات المعادن الثقيلة.

ستوضح المرحلة الثالثة دور الإنزيم. ستحصل عضوة جديدة في الفريق على قروش ولكن سيكون لديها مساعد ليقلبها رأسًا على عقب ، ويمثل الإنزيم المساعد. سيكون لدى الطالب الآن ضعف الوقت ، 20 ثانية ، لالتقاط البنسات وتسليمها إلى الإنزيم المساعد. لتوضيح مفهوم المثبطات ، سيقوم الطلاب بربط كرات التنس براحة أيديهم ومحاولة مرة أخرى التقاط البنسات وقلبها رأسًا على عقب. ستمثل كرات التنس المنافسة التي تفرضها مثبطات الإنزيمات.

تعتبر المشاريع الفنية مثالية لفهم الإنزيمات ، لأن أجزاء التفاعل (الإنزيم والركيزة) تتناسب مثل اللغز أو القفل والمفتاح. أولاً ، وجه الطلاب إلى أن الإنزيمات ثلاثية الأبعاد ، وأنه يجب عليهم إنشاء إنزيم ثلاثي الأبعاد فريد من نوعه من مادة يختارونها. وجه الطلاب لوضع أخدود في مكان ما على الإنزيم وتسميته "الموقع النشط". قم بتسمية القطعة التي يقطعها الطالب لجعل الأخدود "الركيزة". بعد ذلك ، اطلب من الطلاب جعل 20 إلى 30 ركائز أخرى بأحجام متشابهة ، ولكن ليس لها نفس الشكل تمامًا مثل الجزء المقطوع من أخدود إنزيم. في اليوم التالي ، يجب على الطلاب إحضار إنزيماتهم وركائزهم إلى الفصل. قم بإقران الطلاب واطلب منهم تبادل الإنزيمات والركائز. قم بإحضار كل زوج إلى مقدمة الفصل واحدًا تلو الآخر ، واجعلهم يتسابقون لتوصيل الركيزة الصحيحة بالموقع النشط. عندما يلائم الطالب الأول الركيزة الصحيحة في الموقع النشط ، يصرخ الفصل "رد فعل!"

بمجرد فهم الطلاب للبنية العامة ووظيفة الإنزيمات ، سيساعدهم ذلك على التفكير في عمل الإنزيمات. يحاول المعمل التالي تعليم الطالب كيف يؤثر الأكسجين ودرجة الحموضة في اللون البني داخل التفاحة ، وهو تفاعل إنزيمي مرئي. اجمع طبقًا من التفاح والليمون والورق لكل طالب. اطلب من الطالب أن يقضم أحد طرفي التفاحة ويفركها على الفور بعصير الليمون. اطلب منهم أن يعضوا حفرة على الجانب الآخر من التفاحة ولا يفعلوا شيئًا. في غضون 15 إلى 30 دقيقة ، ستظل اللدغة بالليمون بيضاء بينما يصبح الجانب الآخر بنيًا بشكل مطرد. اشرح للطلاب أن هذا يحدث بسبب وجود إنزيم موجود في التفاح يسمى الكاتيكوليز. عندما يتفاعل الكاتيكول والأكسجين ، يتسبب التفاعل الإنزيمي في تحول التفاح إلى اللون البني. ومع ذلك ، فإن انخفاض درجة الحموضة في الليمون يوقف هذا التفاعل.