Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Enzimi
Predmet: KemijaRazred: 8. razred, osnovna školaRazina izvedbene složenosti: srednja
Ključni pojmovi: brzina reakcije, enzim katalizator, kemijska promjena, pH-vrijednost
Korelacije i interdisciplinarnost:- Biologija- Matematika- Informatika- Poduzetništvo- Uporaba informacijske i komunikacijske tehnologije- Osobni i socijalni razvoj
Obrazovni ishodi:
objašnjava pojam enzima, aktivnog mjesta i supstrata (A, B, C) obrazlaže primjenu, ulogu i način djelovanja enzima (C, D) navodi uvjete o kojima ovisi aktivnost enzima (C, D) prikazuje pokusom prikupljene podatke grafovima (C, D, E) povezuje stečena znanja s onima iz biologije (probava, vrenje) (E) povezuje znanja o brzini kemijske reakcije (F)
primjenjuje pravila sigurnog ponašanja pri rukovanju kemikalijama, posuđem i priborom (C, D)
opisuje način uporabe pronađene informacije i njezina izvora (A, B, C, D, E, F)
*U zagradama su navedena slova koja označavaju aktivnosti ovog scenarija poučavanja, a njihovom se realizacijom doprinosi ostvarenju dotičnog ishoda.
…………………………………………………………………………………………………..
Opis aktivnosti:
Male tajne ukusnih slastica
Temu Enzimi možete započeti razgovorom o pripremi voćnih torti i drugih slastica. Pri motiviranju učenika mogu pomoći fotografije i recepti koje su učenici prikupili i istražili na mrežnim stanicama. Učenike usmjerite na pretraživanje tih sadržaja na mrežnim stranicama s kojih je moguće besplatno preuzeti fotografije, primjerice, izvor 1., izvor 2. ili izvor 3 . Učenici trebaju pri pretraživanju mrežnih stranica obratiti pozornost na zastupljenost pojedinih namirnica u kolačima (masti, ulja i ugljikohidrata) i način obrade voća. Nakon usporedbe fotografija voća upotrijebljenog u pripremi slastica s potamnjelim plodovima jabuke, kruške, banane koje je učitelj/učiteljica razrezao/razrezala na ploške u razredu na početku sata, učenicima se mogu postaviti pitanja kojima se mogu potaknuti na iznošenje pretpostavki i povezivanje uočenoga s već usvojenim nastavnim sadržajima. Primjerice, je li pojava tamnih mrlja na voću posljedica kemijskih ili fizikalnih promjena; sudjeluje li u tim reakcijama kisik iz zraka; zašto voće iz slastica ne tamni, iako je u doticaju s kisikom i dr. Učenicima se može obrazložiti da se u stanicama plodova nalaze tvari koje utječu na odvijanje reakcije tamnjenja ploda i da se te tvari nazivaju enzimi. Na temelju uočenoga i rasprave mogu samostalno zaključiti da te reakcije tijekom vremena smanjuju kakvoću namirnica.
Postupci potpore
Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama. U motiviranju učenika s teškoćama jednako mogu pomoći fotografije voća i recepti iz obiteljskih kuharica koje su učenici prikupili, samostalno (učenici s poremećajem pažnje i hiperaktivnosti, učenici s disleksijom i disgrafijom, učenici oštećena sluha, učenici oštećena vida) ili uz podršku odraslih (učenici s intelektualnim teškoćama, učenici s poremećajem iz spektra autizma). U uvodnim aktivnostima učenici mogu kratko izvijestiti (govorom, učenici koji ne govore pokazivanjem uratka). Na kraju aktivnosti potrebno je ponuditi predložak s jednostavnom definicijom enzima. U analizi uradaka učenici mogu spoznati kojim se postupcima mogu poslužiti kako bi, primjerice, za pripremu voćne salate ili torte spriječili prerano tamnjenje voća (dodatak limunova soka).
___________________________________________________________________
A
Znate li kako se može utjecati na boju kose? (mini-projekt)
Aktivnost možete započeti s nekoliko fotografija atraktivnih frizura koje su učenici napravili u školi ili su ih preuzeli s mrežnih stranica. Učenike usmjerite na pretraživanje tih sadržaja na mrežnim stranicama s kojih je moguće besplatno preuzeti fotografije, primjerice, izvor 1., izvor 2. ili izvor 3 .
Potrebno je upozoriti da fotogalerija koju trebaju pripremiti sadržava podjednak broj ženskih i muških modela različitih boja kose. Na temelju znanja iz biologije, učenike je potrebno navesti na zaključak da boja kose ovisi o koncentraciji melanina. U kraćoj raspravi na temelju pripremljenog materijala, učenicima na primjerima fotografija koje prikazuju „atraktivniju” umjetno izbijeljenu kosu postavite pitanje: Smatrate li da je postupak izbjeljivanja kose štetan za kosu i zdravlje čovjeka? Znate li kojom otopinom postižemo učinak izbjeljivanja kose? S ciljem pripreme učenika za odabir njihova budućega zanimanja, skupinu učenika koji žele svoje srednjoškolsko obrazovanje usmjeriti prema zvanju frizer/frizerka može se uputiti da uz odobrenje lokalnog obrtnika (frizera) ili u praktikumu srednje frizerske škole snime videouradak kojim će prikazati postupak izbjeljivanja kose vodikovim peroksidom. Načinjeni videouradak može poslužiti kao uvod u aktivnost C.
Postupci potpore
Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama.
___________________________________________________________________
Što je u krumpiru, jetrima, kvascu?
Pokus 1: Može li se ubrzati reakcija izbjeljivanja boje? (demonstracijski pokus)
Za izvođenje pokusa potrebno je pripremiti kemijski pribor i kemikalije: tinta, otopina vodikova peroksida, H2O2 (aq), (w = 6 %), komadić svježeg krumpira, destilirana voda, manganov(IV) oksid, MnO2(s), stalak s četiri epruvete, kapaljka, bušači za čepove, pinceta, satno stakalce, injekcijska štrcaljka od 10 mL.
Napomena: Prije izvedbe demonstracijskoga pokusa jedan dio učenika može na mrežnim stranicama s pomoću računala koje je dostupno u kemijskoj učionici izdvojiti osnovne mjere opreza u radu s vodikovim peroksidom, uz isticanje obveznih piktograma koji se moraju navesti na originalnoj ambalaži te pružanju prve pomoći, ako dođe do trovanja. Provedba opisanog pokusa zahtijeva otprilike jedan sat.
Opis pokusa:
Injekcijskom štrcaljkom u četiri epruvete ulijte 4 mL vodikova peroksida. U sve četiri epruvete dodajte 1 mL razrijeđene tinte. Prvu epruvetu stavite kao kontrolnu, dok u
B
C
drugu dodajte na vrhu špatule prah manganova(IV) oksida, u treću komadić krumpira (koji se načini uz pomoć bušača čepova), a u četvrtu na vrhu špatule pekarski kvasac. Tijekom provedbe pokusa učenici će zapaziti razvijanje kisika u epruveti u kojoj se nalazi manganov(IV) oksid, komadić krumpira i pekarski kvasac. Uputite učenike da prate brzinu promijene intenziteta plavoga obojenja u epruvetama. Atomi kisika izazvat će postupni nestanak plavog obojenja otopine. Budući da se reakcija u epruvetama u kojima se nalazi krumpir i pekarski kvasac može nastaviti dodatkom nove količine supstrata, lako je izvesti zaključak da te tvari sadrže enzim koji u reakciji razlaganja vodikova peroksida djeluje kao katalizator.
Postupci potpore
Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama. Pri odabiru predloženih videozapisa i mrežnih stranica potrebno je u radu s učenicima s teškoćama unaprijed najaviti sadržaj gledanja i slušanja, dodatno usmjeriti pažnju učenika na prepoznavanje ključnih pojmova (enzimi, piktogrami opasnosti). Preporučuje se pripremiti preglednu tablicu s rubrikama vrsta opasnosti za zdravlje čovjeka i vrsta opasnosti za okoliš, s pridruženim piktogramima.
___________________________________________________________________
Katalaza
Katalaza se nalazi u stanicama i razlaže vodikov peroksid koji nastaje u reakcijama oksidacije. Postavite hipotezu: Pri kojoj je temperaturi i pH-vrijednosti djelovanje katalaze najbolje?, a koju će učenici dokazati pokusima. Organizirajte rad u skupinama, a za praćenje doprinosa u radu svakog od učenika, učenicima pripremite tablicu za samovrednovanje koju podijelite s njima putem Google Diska.
Pokus 2: Kako temperatura utječe na aktivnost enzima (učenički pokus)
Za izvođenje pokusa potrebno je pripremiti kemijski pribor i kemikalije: stalak s tri epruvete, led, plamenik, čaša od 200 mL, vodikov peroksid, H2O2(aq), (w = 6 %), komadić krumpira, bušač za čepove, termometar, kapaljka, tekući sapun ili sredstvo za pranje posuđa.
Opis pokusa:
Štrcaljkom u tri epruvete ulijte 4 mL vodikova peroksida, a potom u njih stavite komadić krumpira (koji se načine uz pomoć bušača čepova) i nekoliko kapi deterdženta. Svaku epruvetu stavite u čašu s vodom. Voda u svakoj čaši treba biti drukčije temperature (15 °C / 37 °C / 45 °C). Nakon desetak minuta učenici trebaju izmjeriti visinu stupca nastale pjene i podatke unijeti u tablicu, koju su prethodno oblikovali u Excelu. Na temelju prikupljenih podataka učenici crtaju grafički prikaz utjecaja temperature na aktivnost enzima.
Iz provedenog pokusa učenici će saznati da je aktivnost enzima ovisna o temperaturi te da je katalaza najdjelotvornija pri temperaturi od oko 37 °C.
D
Pokus 3: Kako pH-vrijednost utječe na aktivnost enzima (učenički pokus)
Za izvođenje pokusa potrebno je pripremiti kemijski pribor i kemikalije: stalak s tri epruvete, vodikov peroksid, H2O2(aq), (w = 6 %), komadić krumpira, bušač za čepove, univerzalni indikatorski papir ili digitalni pH-metar, klorovodična kiselina, HCl(aq), (w =2,5 %), natrijeva lužina, NaOH(aq), (w=2,5 %), kapaljka, tekući sapun ili sredstvo za pranje posuđa.
Opis pokusa:
Injekcijskom štrcaljkom u tri epruvete ulijte 4 mL otopine vodikova peroksida i deterdženta različite pH-vrijednosti, a potom u epruvete stavite komadić krumpira (koji se načine uz pomoć bušača čepova). U pripremi otopina koristite 2,5 %-tne otopine klorovodične kiseline i natrijeve lužine. pH-vrijednost otopina odredite univerzalnim indikatorskim papirićem ili digitalnim pH-metrom. Slična provedba pokusa može se pogledati u obliku videozapisa s ciljem uvida u tijek provedbe pokusa. Videouradak u postojećem obliku ne može služiti kao izvor znanja bez dodatnih pojašnjenja učitelja/učiteljice.
Napomena: Ovisno o upotrjebljenom deterdžentu, pri pH-vrijednostima višim od 9,5 zbiva se raspad vodikova peroksida i bez djelovanja katalaze pa takve otopine nisu pogodne za pokus. Otopine peroksida i tekućega sapuna u pravilu imaju pH-vrijednost nižu od 7. Učenici će iz pokusa saznati da je aktivnost enzima ovisna o pH-vrijednosti te da je katalaza najaktivnija kada je pH-vrijednost otopine između 7 i 8. Učenicima treba prezentirati grafički prikaz aktivnosti katalaze, ali i nekih drugih enzima te osmisliti nekoliko pitanja za čije je rješavanje nužan grafički prikaz aktivnosti enzima. Sa svrhom ponavljanja znanja usvojenoga na temelju provedenih pokusa, zajedno s učenicima pogledajte videozapis i utvrdite zaključke pokusa.
Tekst uz videozapis: Videozapis prikazuje razlaganje vodikova peroksida pod utjecajem katalaze iz nekoliko biljnih i životinjskih tkiva. Zorno je prikazano je da je tkivo jetre osobito bogato katalazom, a njezina zastupljenost dobra je i u krumpiru. U nastavku pokusa provodi se razgradnja vodikova peroksida pri različitim pH-vrijednostima pod utjecajem katalaze iz krumpira. Aktivnost enzima određuje se uspoređivanjem visine stupaca nastalog kisika u savijenim cjevčicama koje izlaze iz epruveta.
Postupci potpore
Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama. Prije izvedbe pojedinog pokusa u učionici za učenike s teškoćama potrebno je pripremiti jednostavan shematski prikaz pojedinog procesa u kojima su razvidne očekivane reakcije. Tijekom provedbe pokusa uvijek je važno obratiti pažnju na dostupnost pribora i materijala, sve u svrhu aktivnog sudjelovanja učenika u praktičnoj provedbi. Učenicima oštećena vida potrebno je opisivanje rasporeda na radnoj podlozi te vođenje tijekom provedbe pokusa. Učenicima s poremećajem iz spektra autizma poželjno je ponuditi slikovni raspored (odozgo prema dolje) aktivnosti, a učenicima s poremećajem pažnje i hiperaktivnosti, učenicima s disleksijom i disgrafijom i učenicima s intelektualnim teškoćama potrebno je samo usmjeravanje tijekom
provedbe. Za sve učenike preporučen je rad u paru, rad s pomoćnikom u nastavi, rad s učiteljem/učiteljicom. Na kraju pojedinog pokusa zadatak je učenika zapisati i prepisati zajedničkim radom izvedene kratke zaključke.
___________________________________________________________________
Enzimi u probavnom traktu čovjeka
Hrana je najčešće složena i sadržava različite biološki važne spojeve. Na temelju provedenih pokusa (Pokus 2. i 3.) učenici su zaključili da aktivnost enzima ovisi o temperaturi i pH-vrijednosti. Učenicima se sada može postaviti zadatak da pretraživanjem sadržaja na internetskoj tražilici Google znalac po ključnoj riječi probava pronađu izvor koji će biti najviše usmjeren na ljudsko tijelo i probavu. Učenici iz teksta odabranoga uz stručno vodstvo učitelja/učiteljice pronalaze podatke o enzimima koji sudjeluju u procesu razlaganja hrane u pojedinim dijelovima probavnog sustava i pH-vrijednosti pri kojoj su oni aktivni. Rezultate istraživanja podataka na mrežnim stranicama učenici mogu prikazati prezentacijom – učitelj/učiteljica može predložiti slikovni obrazac za unos podataka i predvidjeti tekstualne okvire koji se nalaze na modelu probavnoga sustava. Poželjno je da skupine budu međusobno ovisne i da razmjenjuju podatke putem društvene mreže Yammer.
Postupci potpore
Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama.
___________________________________________________________________
Kako djeluju enzimi
U pojašnjenju djelovanja enzima dobro je služiti se modelom, primjerice modelom načinjenim od lego-kocki, slagalica i dr. Animacije također mogu pomoći u potpunijem razumijevanju djelovanja enzima. Odaberite dijelove videozapisa na izvoru 4. koje ćete prikazati učenicima. Animacije se mogu pronaći i na Nacionalnom portalu za učenje na daljinu “Nikola Tesla “– Polimeri / Enzimi, biokatalizatori (biološki katalizatori) – str. 9. i 18. (Za pristup Nacionalnom portalu za učenje na daljinu “Nikola Tesla” potreban je elektronički identitet u sustavu AAI@EduHr.)
Napomena: Uporaba logo-kocki i slagalica tek je jedna od mogućnosti. Sami odlučite koju vrstu modela ćete primijeniti i koja je najprihvatljivija u realizaciji aktivnosti. Na temelju slika iz udžbenika moguće je izraditi jednostavne animacije uporabom alata PowToon za izradu prezentacija. Zadatak se može povjeriti i učenicima.
Postupci potpore
E
F
Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama .
___________________________________________________________________
Zašto su nam enzimi korisni?
Tehnologija proizvodnje kruha i alkoholnih pića povezana je s enzimima kvasca. Pripremu kruha učenici mogu pogledati na videozapisu Domaći kruh. Koristan sadržaj o uporabi enzima dostupan je na Nacionalnom portalu za učenje na daljinu “Nikola Tesla”– Polimeri / Enzimi, biokatalizatori, Biološki katalizatori (str. 23., 29., 30., 31. i 32.). Učenicima se može predložiti mini-projekt u kojem će oni pripremiti kruh ili jogurt. U okviru projekta trebali bi napraviti videouradak ili prezentaciju u PowerPointu s fotografijama koje su snimili tijekom provedbe projekta. O povijesti uporabe enzima u sredstvima za pranje korisne informacije pronađite pregledom mrežnih stranica važnijih hrvatskih proizvođača deterdženata i izdvojite sadržaje koje ćete prenjeti učenicima u nastavi.
Postupci potpore
Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama. Učenike s teškoćama u učenju može se uputiti na gledanje videozapisa Domaći kruh. Uz pomoć roditelja mogu zamijesiti kruh i pratiti utjecaj temperature na aktivnost enzima kvasca. Pripremljenu masu treba razdijeliti u tri plastične čaše i staviti ih u različite temperaturne uvjete (sobna temperatura, temperatura hladnjaka i povišena temperatura). Povišenu temperaturu mogu ostvariti postavljanjem čaše u veću posudu s vodom zagrijanom na temperaturu od oko 40 °C. Tijek pokusa učenik može prikazati s nekoliko fotografija u obliku prezentacije ili Wordova dokumenta. Izvješće bi trebalo sadržavati i zaključak da je djelotvornost enzima kvasca najveća pri temperaturama oko 40 °C.
___________________________________________________________________
Ponovimo što znamo o brzini kemijske reakcije
S obzirom da su učenici na temelju predloženih pokusa spoznali da prisutnost enzima utječe na brzinu mnogobrojnih kemijskih reakcija u biološkim sustavima, tema scenarija učenja omogućuje usustavljivanje znanja povezanih s brzinom kemijske reakcije. Predlaže se da učenici izrade umnu mapu Brzina kemijske reakcije u alatu Coggle, u kojoj trebaju usustaviti i obrazložiti ključne pojmove: brzina kemijske reakcije, utjecaj koncentracije reaktanata, temperature i katalizatora na brzinu kemijske reakcije. Tijekom ponavljanja i usustavljivanja učenicima treba ukazati na bitnu razliku brzine običnih kemijskih reakcija i biokemijskih reakcija. U
G
H
ovoj etapi mogu se upotrebljavati zadaci za ponavljanje na Nacionalnom portalu za učenje na daljinu “Nikola Tesla” – Kinetika kemijskih reakcija, Kemijska kinetika / Faktori koji utječu na brzinu kemijske reakcije (str. 9). Učenicima se može zadati da za domaću zadaću pogledaju videozapis Enzimi su katalizatori kemijskih reakcija, dostupan u online udžbeniku e-Kemija, autora M. Sikirice, M. Vrbnjak Grđan i K. Holenda, i potom neka odgovore na postavljena pitanja.
Postupci potpore
Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama .
_________________________________________________________________________
Za one koji žele znati više
Učenicima koji žele znati više možete zadati da istraže kako djeluje polifenol-oksidaza. Učenike je potrebno ukratko upoznati s pojmom enzimsko posmeđivanje, koje nastaje tijekom rezanja, guljenja ili usitnjavanja voća i povrća, odnosno mehaničkom povredom tkiva. Uslijed enzimskog posmeđivanja dolazi do promjene boje namirnice, ali i do promjene kemijskog sastava, a time i prehrambene vrijednosti. S obzirom da je enzimsko posmeđivanje u industriji prerade voća i povrća uglavnom nepoželjna pojava, učenike treba uputiti da istraže neke od postupaka koji se provode u cilju sprječavanja enzimskog posmeđivanja. Učenike se može uputiti na provedbu i praktičnog rada u kojem će promatrati djelovanje enzima polifenol-oksidaze na kriškama jabuka. Promatranje i bilježenje zapažanja provodi se svakih 15 do 20 minuta tijekom dva sata. Kriške se izlože različitim uvjetima temperature i pH-vrijednosti. U pokusu se mogu rabiti destilirana voda, limunska i octena kiselina. Pokus se provodi na sobnoj temperaturi i sniženoj temperaturi u hladnjaku (4 °C). Kriške jabuka nakon kratkog polaganja u vruću destiliranu vodu i kiselinu promatraju se na sobnoj temperaturi. Učenici će zamijetiti da se djelotvornost enzima smanjuje pri nižim temperaturama i povećanoj kiselosti. Rezultate pokusa, opažanja i zaključke učenici mogu podijeliti s učiteljem/učiteljicom i ostalim članovima skupine uz pomoć alata koji potpomažu suradnju i rad u skupini, primjerice, Edmodo.
Dodatna literatura, sadržaj i poveznice:
Dodatna pojašnjenja pojmova možete potražiti na relevantnim mrežnim stranicama – Google znalac , Struna (Hrvatsko strukovno nazivlje), Hrvatska enciklopedija i sl.
1. Ivančić, Đ., Stančić, Z. (2015): Razlikovni pristup u inkluzivnoj školi. U: Igrić, Lj. I sur. Osnove edukacijskog uključivanja. Škola po mjeri svakog djeteta je moguća (str. 159–203.). Zagreb, Edukacijsko-rehabilitacijski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Školska knjiga.
2. Sekušak-Galešev, A., Stančić, Z., Igrić, Lj. (2015): Škola za sve, razvrstavanje učenika i čimbenici poučavanja. U: Igrić, Lj. I sur. Osnove edukacijskog
uključivanja. Škola po mjeri svakog djeteta je moguća (str. 203–249.). Zagreb, Edukacijsko-rehabilitacijski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Školska knjiga.
3. Izvor: Enzimi- kontrolori kemijskih reakcija4. Atkins, P (2009): Atkinsonove molekule. Zagreb: Profil.5. Sikirica, M (2011): Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu,
Zagreb, Školska knjiga.6. Sikirica, M (2003): Metodika nastave kemije, Zagreb, Školska knjiga.
Napomena: Valjanost svih mrežnih poveznica zadnji put 22. 5. 2018.
Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje-Nekomercijalno-Dijeli pod istim uvjetima 4.0 međunarodna. Prilikom korištenja ovog djela trebate označiti autorstvo djela na ovaj način: CARNET (2017) e-Škole scenarij poučavanja ˝(upisati naslov scenarija poučavanja)˝, https://scenariji-poucavanja.e-skole.hr/.
Primijenili ste ovaj scenarij poučavanja u
nastavi? Recite nam svoje mišljenje
popunjavanjem upitnika na ovoj poveznici.