Les enzymes peuvent être incroyablement difficiles à comprendre dans un manuel. Pour aider les élèves à comprendre le modèle enzymatique, utilisez des projets scientifiques pratiques qui leur permettent de toucher et manipuler des objets qui servent de représentations pour les parties, actions et réactions de enzymatiques. Passez quelques périodes de classe à expliquer et à réaliser ces projets, attribuez-les aux élèves comme projets à emporter ou construisez-les pour une expo-sciences.
Modèle enzyme-substrat
Ce projet se concentre sur le modèle enzyme-substrat et est adapté d'Access Excellence. Pour un projet en classe avec un groupe de 30 élèves, vous aurez besoin de 500 sous, de 10 balles de tennis, d'un chronomètre et de masking tape. La première étape de ce projet s'appelle la ligne de base. L'enseignant divisera les élèves en équipes égales et déposera 500 centimes sur le sol. Chaque équipe choisira un membre pour aller à la pile, ramasser autant de centimes que possible et les retourner tête haute. Les élèves le feront six fois, par incréments de dix secondes à chaque fois. Les autres membres de l'équipe notent combien de centimes ont été ramassés. Après six tours, redistribuez les centimes à la pile du sol. Un nouveau membre de l'équipe tentera de ramasser des centimes et de les faire tourner la tête, mais cette fois, scotchez ses quatre doigts, moins le pouce, ensemble. Cette difficulté accrue illustre la dénaturation partielle d'une enzyme, qui peut se produire à haute température, au contact d'acides, de bases ou d'ions de métaux lourds.
La troisième phase illustrera le rôle d'une coenzyme. Un nouveau membre de l'équipe ramassera des centimes, mais elle aura un assistant pour lui faire monter la tête, représentant le coenzyme. L'étudiant aura maintenant deux fois plus de temps, 20 secondes, pour ramasser des centimes et les remettre au coenzyme. Pour illustrer le concept d'inhibiteurs, les élèves colleront des balles de tennis dans la paume de leurs mains et tenteront encore une fois de ramasser des sous et de les faire tourner la tête haute. Les balles de tennis représenteront la compétition posée par les inhibiteurs sur les enzymes.
Art Enzymatique
Les projets artistiques sont parfaits pour comprendre les enzymes, car les parties d'une réaction (enzyme et substrat) s'emboîtent comme un puzzle ou une serrure et une clé. D'abord, expliquez aux élèves que les enzymes sont tridimensionnelles et qu'ils doivent créer leur propre enzyme tridimensionnelle unique à partir d'un matériau de leur choix. Demandez aux élèves de faire un sillon quelque part sur l'enzyme et de l'étiqueter « site actif ». Étiquetez la pièce que l'élève découpe pour faire de la rainure le « substrat ». Ensuite, demandez aux élèves de faire 20 à 30 d'autres substrats de tailles similaires, mais aucun de la même forme exacte que celui découpé dans la rainure du enzyme. Le lendemain, les élèves doivent apporter leurs enzymes et substrats en classe. Jumelez les élèves et demandez-leur d'échanger leurs enzymes et leurs substrats. Amenez chaque paire devant la classe une à la fois et demandez-leur de courir pour connecter le bon substrat au site actif. Lorsque le premier élève place le bon substrat dans le site actif, la classe crie « Réaction! »
Action enzymatique
Une fois que les élèves auront compris la structure générale et la fonction des enzymes, cela les aidera à réfléchir aux enzymes en action. Le laboratoire suivant tente d'enseigner à l'étudiant comment l'oxygène et le pH affectent le brunissement à l'intérieur d'une pomme, une réaction enzymatique visible. Rassemblez une pomme, un citron et une assiette en carton pour chaque élève. Demandez à l'élève de mordre une extrémité de la pomme et d'y frotter immédiatement du jus de citron. Demandez-leur de mordre un trou de l'autre côté de la pomme et de ne rien faire. En 15 à 30 minutes, la morsure avec le citron sera toujours blanche tandis que l'autre côté deviendra progressivement plus brun. Expliquez aux élèves que cela se produit à cause d'une enzyme présente dans les pommes appelée catécholase. Lorsque le catéchol et l'oxygène interagissent, la réaction enzymatique fait brunir la pomme. Le faible pH du citron, cependant, arrête cette réaction.