Gli enzimi possono essere incredibilmente difficili da comprendere in un libro di testo. Per aiutare gli studenti a comprendere il modello degli enzimi, utilizzare progetti scientifici concreti che consentano agli studenti di toccare e manipolare oggetti che fungono da rappresentazioni per le parti, le azioni e le reazioni degli enzimi. Passa alcuni periodi di lezione che spiegano e completano questi progetti, li assegna agli studenti come progetti da portare a casa o li costruisci per una fiera della scienza.
Modello di substrato enzimatico
Questo progetto si concentra sul modello enzima-substrato ed è adattato da Access Excellence. Per un progetto in classe con un gruppo di 30 studenti, avrai bisogno di 500 penny, 10 palle da tennis, un cronometro e un nastro adesivo. Il primo passo in questo progetto è chiamato baseline. L'insegnante dividerà gli studenti in squadre uguali e lascerà cadere 500 penny sul pavimento. Ogni squadra sceglierà un membro per andare al palo, raccogliere quanti più penny possibile e girarli a testa alta. Gli studenti lo faranno sei volte, per incrementi di dieci secondi ogni volta. Il resto dei membri del team registra quanti penny sono stati raccolti. Dopo sei round, ridistribuisci i penny alla pila del pavimento. Un nuovo membro della squadra tenterà di raccogliere i penny e girarli a testa alta, ma stavolta nastro le sue quattro dita, meno il pollice, insieme. Questa maggiore difficoltà illustra la denaturazione parziale di un enzima, che può verificarsi a temperature elevate, a contatto con acidi, basi o ioni di metalli pesanti.
La terza fase illustrerà il ruolo di un coenzima. Un nuovo membro del team raccoglierà dei penny ma avrà un aiutante a farli girare a testa alta per lei, rappresentando il coenzima. Lo studente avrà ora il doppio del tempo, 20 secondi, per raccogliere i penny e consegnarli al coenzima. Per illustrare il concetto di inibitori, gli studenti cercheranno palline da tennis sui palmi delle loro mani e tenteranno ancora una volta di raccogliere i penny e girarli a testa alta. Le palline da tennis rappresenteranno la competizione rappresentata dagli inibitori sugli enzimi.
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I progetti artistici sono perfetti per la comprensione degli enzimi, perché le parti di una reazione (enzima e substrato) si adattano come un puzzle, o un lucchetto e una chiave. In primo luogo, istruisci gli studenti che gli enzimi sono tridimensionali e che devono creare il loro enzima tridimensionale unico da un materiale di loro scelta. Chiedere agli studenti di mettere un groove da qualche parte sull'enzima e etichettarlo come "sito attivo". Etichetta il pezzo che lo studente ritaglia per rendere il solco il "substrato". Quindi, istruisci gli studenti a creare da 20 a 30 altri substrati di dimensioni simili, ma nessuno della stessa forma identica a quella ricavata dal solco dell'enzima. Il giorno dopo, gli studenti dovrebbero portare i loro enzimi e substrati in classe. Accoppia gli studenti e falli scambiare i loro enzimi e substrati. Porta ciascuna coppia in cima alla classe uno alla volta e falli correre per collegare il substrato corretto al sito attivo. Quando il primo studente si adatta al substrato corretto nel sito attivo, la classe grida "Reazione!"
Azione enzimatica
Una volta che gli studenti capiscono la struttura generale e la funzione degli enzimi, li aiuteranno a pensare agli enzimi in azione. Il seguente laboratorio tenta di insegnare allo studente come l'ossigeno e il pH influenzano la doratura all'interno di una mela, una reazione enzimatica visibile. Raccogli una mela, un limone e un piatto di carta per ogni studente. Chiedi allo studente di mordere un'estremità della mela e di strofinare immediatamente il succo di limone. Falli mordere un buco sull'altro lato della mela e non fare nulla. Tra 15 e 30 minuti, il morso con il limone sarà ancora bianco mentre l'altro lato diventerà più marrone. Spiega agli studenti che questo si verifica a causa di un enzima presente nelle mele chiamato catecolasi. Quando il catecolo e l'ossigeno interagiscono, la reazione enzimatica causa la colorazione della mela. Il basso pH del limone, tuttavia, blocca questa reazione.
