Τα ένζυμα είναι οι καταλύτες των βιοχημικών αντιδράσεων. Είναι κυρίως πρωτεϊνικής φύσης, οπότε τα διαφορετικά επίπεδα της δομής τους καθορίζουν το μηχανισμό δράσης τους, τους παράγοντες που επιδρούν στην καταλυτική ικανότητά τους και την κινητική τους.
Τα ένζυμα είναι απαραίτητα για το μεταβολισμό των κυττάρων, δηλαδή την αλληλομετατροπή ουσιών με παράλληλη έκλυση ή απορρόφηση ενέργειας. Το «ενεργειακό νόμισμα» είναι η τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ). Για την παραγωγή του χρησιμοποιούνται η γλυκόζη, κυρίως, αλλά και άλλες εξόζες. Τα αρχικά στάδια της διαδικασίας αποτελούν τη γλυκόλυση, της οποίας το κύριο προϊόν, το πυροσταφυλικό οξύ, μπορεί να μετατραπεί είτε παρουσία οξυγόνου, μέσω του κύκλου του Krebs και της αναπνευστικής αλυσίδας-οξειδωτικής φωσφορυλίωσης, σε CO2 και H2O (αερόβια αναπνοή), ή απουσία οξυγόνου, σε αιθανόλη ή γαλακτικό οξύ, με τη διαδικασία που αποκαλείται ζύμωση (αλκοολική και γαλακτική, αντίστοιχα). Γαλακτικό οξύ παράγεται και σε κύτταρα του ανθρώπου, οπότε η διαδικασία ονομάζεται αναερόβια αναπνοή.
Η γαλακτική ζύμωση επιτελείται κυρίως από τα οξυγαλακτικά βακτήρια, και αξιοποιείται στην παραγωγή διαφόρων γαλακτοκομικών προϊόντων, όπως η γιαούρτη.
Η γαλακτική ζύμωση (δηλαδή η παραγωγή γαλακτικού οξέος) στη γιαούρτη μπορεί να αξιοποιηθεί στο σχολικό περιβάλλον για τη μελέτη διαφόρων εφαρμογών, όπως ο προσδιορισμός οξέος με αλκαλιμετρία και η μικροσκοπική παρατήρηση μικροοργανισμών, για τις οποίες προτείνονται και αντίστοιχα εκπαιδευτικά σενάρια.
Εφαρμόζονται οι πρακτικές της μαθητοκεντρικής διδασκαλίας, σύμφωνα με τις οποίες ο μαθητής συμμετέχει στο σχεδιασμό του πειράματος, το πραγματοποιεί, μελετά τα αποτελέσματα και καταλήγει σε συμπεράσματα, ερχόμενος, έτσι, σε επαφή με την επιστημονική μεθοδολογία, αλλά και συνειδητοποιώντας την αξία των φυσικών επιστημών, καθώς τις συσχετίζει με την καθημερινή ζωή, ενώ παράλληλα αναδομεί τις εναλλακτικές ιδέες του.
Περιέχει: σχήματα, εικόνες, πίνακες, φωτογραφίες, διαγράμματα.
Enzymes are biological catalysts. Since they are usually proteins, their structure plays a crucial role to the mechanism, the factors which influence the activity and the kinetics of an enzymatic reaction.
Enzymes are necessary to cell metabolic reactions, which convert substances to each other while energy is being absorbed or released. Adenosine triphosphate (ΑΤΡ) is the “energy coin”. To produce ATP, a cell uses glucose or other hexoses. Glycolysis (EMP pathway) is the initial procedure, in which glucose is decomposed to pyruvate. Pyruvate participates in several metabolic pathways. Via the Krebs cycle and respiratory chain-oxidative phosphorylation procedure, when oxygen is present, CO2 και H2O are yielded. Considering that glycolysis are the first stages, the whole procedure is called aerobic respiration.
In the absence of oxygen, pyruvic acid is converted to ethanol or lactic acid through the process called fermentation (alcoholic and lactic, respectively). Lactic acid is also produced in human tissues when there is a deficiency of oxygen. In this case, the respiration is called anaerobic. Lactic fermentation is accomplished by lactic acid bacteria (LAB), which are commonly used in dairy industry, e.g. in yogurt production.
Yogurt production can be applied in school experiments, such as alkalimetry or observing microorganisms under a microscope, activities of which a relevant scenario is cited at the end of this study.
According to student-centered learning practice, the students schedule and execute the experiment, peruse the data and come to conclusion. In this way, they do not only apply the scientific methodology, but they also associate science with ordinary life, while they construct new conceptions.
