ფერმენტის მოდელის სამეცნიერო პროექტები

ფერმენტების წარმოდგენა ძალიან რთულია სახელმძღვანელოში. იმისათვის, რომ მოსწავლეებმა ფერმენტის მოდელი გაიაზრონ, გამოიყენეთ პრაქტიკული სამეცნიერო პროექტები, რომლებიც სტუდენტებს საშუალებას აძლევს შეეხეთ და მანიპულირდით ობიექტებზე, რომლებიც წარმოადგენენ გამოსახულებებს ნაწილების, მოქმედებებისა და რეაქციებისათვის ფერმენტები. გაატარეთ რამდენიმე საკლასო პერიოდი ამ პროექტების ახსნასა და დასრულებაში, მიანიჭეთ სტუდენტებს, როგორც სახლის პროექტები ან ააშენეთ ისინი სამეცნიერო ბაზრობისთვის.

ეს პროექტი ფოკუსირებულია ფერმენტ-სუბსტრატის მოდელზე და ადაპტირებულია Access Excellence- ისგან. საკლასო პროექტისთვის, რომელშიც 30 სტუდენტია, დაგჭირდებათ 500 პენი, 10 ჩოგბურთის ბურთი, წამზომი და ნიღაბი. ამ პროექტის პირველ ნაბიჯს ეწოდება საბაზისო. მასწავლებელი დაყოფს მოსწავლეებს თანაბარ გუნდებად და 500 პენად დააგდებს იატაკზე. თითოეული გუნდი აირჩევს ერთ წევრს წყობის გადასასვლელად, აიღებს რაც შეიძლება მეტ გროშს და აქცევს თავებს. სტუდენტები ამას ექვსჯერ გააკეთებენ, ყოველ ჯერზე ათი წამის განმავლობაში. გუნდის დანარჩენი წევრები აღრიცხავენ, თუ რამდენი გროში აიღეს. ექვსი ტურის შემდეგ, პენსი გადაანაწილეთ იატაკის წყობაზე. გუნდის ახალი წევრი შეეცდება აიღოს გროშები და გადააქციოს ისინი თავზე, მაგრამ ამჯერად ჩასვით თითები ოთხი თითით, გამონაბოლქვით. ეს გაზრდილი სირთულე ასახავს ფერმენტის ნაწილობრივ დენატურაციას, რომელიც შეიძლება მოხდეს მაღალ ტემპერატურაზე, მჟავებთან, ბაზებთან ან მძიმე მეტალის იონებთან კონტაქტში.

მესამე ფაზა ასახავს კოფერმენტის როლს. გუნდის ახალი წევრი შეაგროვებს გროშებს, მაგრამ მას ეყოლება დამხმარე, რომელიც მათ თავებს დააბრუნებს, წარმოადგენს კოფერმენტს. სტუდენტს ახლა ექნება ორჯერ დრო, 20 წამი, რომ აიღოს გროშები და გადასცეს კოფერმენტს. ინჰიბიტორების კონცეფციის საილუსტრაციოდ, მოსწავლეები ხელისგულებით ჩააკრავენ ჩოგბურთის ბურთებს და კიდევ ერთხელ შეეცდებიან აიღონ გროშები და ააქციონ თავი. ჩოგბურთის ბურთები წარმოადგენს ფერმენტებზე ინჰიბიტორების მიერ წარმოებულ შეჯიბრს.

სამხატვრო პროექტები შესანიშნავია ფერმენტების გასაგებად, რადგან რეაქციის ნაწილები (ფერმენტი და სუბსტრატი) შეესაბამება თავსატეხს, ან საკეტს. პირველ რიგში, ასწავლეთ სტუდენტებს, რომ ფერმენტები არის სამგანზომილებიანი და რომ მათ უნდა შექმნან საკუთარი უნიკალური სამგანზომილებიანი ფერმენტი მათ მიერ არჩეული მასალისგან. დაავალეთ სტუდენტებს, რომ სადმე განათავსონ ღარი ფერმენტზე და შეაფასონ ის "აქტიური ადგილი". მიუთითეთ ნაჭერი, რომელიც სტუდენტმა ამოჭრა, რომ გროვა გახდეს "სუბსტრატი". შემდეგ, დაავალა სტუდენტებს, გააკეთონ 20-დან 30-მდე მსგავსი ზომის სხვა სუბსტრატები, მაგრამ არც ერთი და იგივე ფორმა არ არის ფერმენტი. მეორე დღეს მოსწავლეებმა კლასში უნდა მიიტანონ თავიანთი ფერმენტები და სუბსტრატები. დააწყვილეთ მოსწავლეები და შეეცადეთ გაცვალონ ფერმენტები და სუბსტრატები. თითოეული წყვილი თითოჯერ მიიტანეთ კლასის წინა მხარეს და დაეხმარეთ მათ, რომ სწორი სუბსტრატი დააკავშირონ აქტიურ უბანთან. როდესაც პირველი მოსწავლე სწორ სუბსტრატს მოთავსდება აქტიურ საიტზე, კლასი იძახის „რეაქცია!“

მას შემდეგ რაც მოსწავლეებმა გაიგონ ფერმენტების ზოგადი სტრუქტურა და ფუნქცია, ეს მათ დაეხმარება იფიქრონ მოქმედებაზე ფერმენტებზე. ქვემოთ მოცემული ლაბორატორია ცდილობს ასწავლოს სტუდენტს, თუ როგორ მოქმედებს ჟანგბადი და pH pH ვაშლის შიგნით, ხილული ფერმენტული რეაქცია. ვაშლის, ლიმონისა და ქაღალდის ფირფიტის შეგროვება ყველა სტუდენტისთვის. მოსწავლემ დააკბინა ვაშლის ერთი ბოლო და დაუყოვნებლივ წაუსვა ლიმონის წვენი. მათ ვაშლის მეორე მხარეს ხვრელი უკბინონ და არაფერი გააკეთონ. 15-დან 30 წუთში, ლიმონის ნაკბენი კვლავ თეთრი იქნება, ხოლო მეორე მხარე სტაბილურად უფრო ყავისფერი ხდება. აუხსენით სტუდენტებს, რომ ეს ხდება ვაშლში არსებული ფერმენტის გამო, სახელად კატექოლაზა. როდესაც კატექოლი და ჟანგბადი ურთიერთქმედებენ, ფერმენტული რეაქცია იწვევს ვაშლის შეწითლებას. ლიმონის დაბალი pH აჩერებს ამ რეაქციას.