Какие суждения верны ферменты специфичны каждый фермент: Attention Required! | Cloudflare – Attention Required! | Cloudflare
Свойства и функции белков
Цель: расширить знания о функциях белков в живой клетке; научить учащихся выявлять причины происходящих в клетке процессов, используя свои знания о функциях в ней белков.
Оборудование: таблицы по общей биологии, модель первичной структуры белка.
Ход урока
I. Проверка знаний учащихся.
Карточка для работы у доски.
Запишите номера вопросов, против них – правильные ответы.
- Какие органические вещества в клетке на первом месте по массе?
- Какие элементы входят в состав простых белков?
- Сколько аминокислот образует все многообразие белков?
- Сколько аминокислот являются незаменимыми для человека?
- Какие белки называются неполноценными?
- Какая функциональная группировка придает аминокислоте кислые, какое – щелочные свойства?
- В результате какой реакции образуется пептидная связь?
- Какие связи стабилизируют вторичную структуру белков ?
- Какую структуру имеет молекула гемоглобина?
Тесты классу.
Тест 1. Какие органические вещества в клетке на первом месте по массе?
- углеводы.
- белки
- липиды.
- нуклеиновые кислоты.
Тест 2. Какие элементы входят в состав простых белков?
- углерод…
- водород
- кислород
- сера
- фосфор
- азот
- железо
- хлор.
Тест 3. Сколько аминокислот образует все многообразие белков?
- 170
- 26
- 20
- 10
Тест 4. Сколько аминокислот являются незаменимыми для человека?
- таких аминокислот нет.
- 20
- 10
- 7
Тест 5. Какие белки называются неполноценными?
- В которых отсутствуют некоторые аминокислоты.
- В которых отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты.
- В которых отсутствуют некоторые заменимые аминокислоты.
- Все известные белки являются полноценными.
Тест 6. Какая функциональная группировка придает аминокислоте кислые, какое –щелочные свойства?
- Кислые – радикал, щелочные – аминогруппа.
- Кислые – аминогруппа, щелочные – радикал.
- Кислые – карбоксильная группа, щелочные – радикал.
- Кислые – карбоксильная группа, щелочные – аминогруппа.
Тест 7. В результате какой реакции образуется пептидная связь?
- Реакция гидролиза.
- Реакция гидратации.
- Все вышеперечисленные реакции могут привести к образованию пептидной связи.
Тест 8. Между какими группировками аминокислот образуется пептидная связь?
- Между карбоксильными группами соседних аминокислот.
- Между аминогруппами соседних аминокислот.
- Между аминогруппой одной аминокислоты и радикалом другой.
- Между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой.
Тест 9. Какие связи стабилизируют вторичную структуру белков ?
- ковалентные
- водородные
- ионные
- такие связи отсутствуют
Тест 10. Какую структуру имеют молекула гемоглобина?
- первичную
- вторичную
- третичную
- четвертичную
II. Изучение нового материала.
1. Свойства белков.
У человека более 10 000 видов разных белков.
Свойства белков:
- Денатурация (утрата трехмерной конформации без изменения первичной структуры ). Ренатурация.
- Нерастворимые белки (кератин, фиброин) и растворимые белки (альбумины, фибринген).
- Малоактивные и химически высокоактивные.
- Устойчивые и крайне неустойчивые.
- Фибриаллярные и глобулярные.
- Нейтральные (альбумины, глобулины), основные (гистоны), кислые (казеин)
- Инактивация при замерзании.
2. Функции белков в клетке и организме.
1. Строительная.
2. Каталическая (ферментативная).
Напомним некоторые особенности функционирования ферментов:
а) ферменты ускоряют протекание реакции только одного вида, то есть обладают специфичностью действия;
б) ферменты конкретного организма действуют в узких температурных пределах;в) ферменты эффективно работают при строго определенных показателях среды. Например, в разных участках пищеварительного тракта она может быть слабощелочной, щелочной или кислой.
Ферментативный белок соединятся реагирующими веществами, ускоряет их превращения ения и выходит из реакции неизменным.
3. Регуляторная.
Осуществляется с помощью гормонов. Многие гормоны являются белками. Рассмотрим их действия на некоторых конкретных примерах.
Пример 1
Пример 2
Ослабленное функционирование поджелудочной железы может привести к нарушению (замедлению) процесса превращения глюкозы в гликоген, вследствие чего возникает серьезное заболевание – сахарный диабет.
4. Двигательная функция белка проявляется при работе мускулатуры человека и животных. В мышечных клетках имеются специальные сократительные белки, обеспечивающие специфическое функционирование этих клеток.
5. Транспортная функция белка проявляется в переносе кислорода и углекислого газа с помощью белка глобина.
6. Защитная функция белка заключается в выработке белков – антител, уничтожающих возбудителей болезней, попавших в организм.
Защитная функция белка приносит… человеку не только пользу. Могут возникнуть серьезные проблемы при пересадке органов и тканей от одного человека другому. Пересаженный орган воспринимается иммунной системой нового «хозяина» этого органа как чужеродный белок. Воздействие антител приводит к отторжению пересаженного органа со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Аналогичные проблемы могут возникнуть при беременности, в том случае, если мать будущего ребенка является резус-отрицательной, а отец имеет резус-положительную кровь. В том случае может возникнуть серьёзный конфликт между материнским организмом и организмом развивающего плода.
Напомним, что ген резус-положительности доминирует над геном резус-отрицательности.
Следствием указанного выше конфликта являются задержка и нарушение процесса развития плода, в ряде случаев – его гибель. Связи с ответным воздействием антител плода на чужеродный белок материнского организма женщина испытывает симптомы обостренно протекающего токсикоза беременности.
Защитные функции могут быть могут быть ослаблены либо с помощью медицинских средств (когда это необходимо),либо в результате негативного воздействия природных факторов(ухудшение условий жизни организма, агрессия вируса СПИДа) (см. схему).
7. Энергетическая функция белка проявляется в выделении свободной энергии при последовательном расщеплении полипептидной молекулы
Биологическую роль, которую играют белки в живой клетке и организме, трудно переоценить. Вероятно, жизнь на нашей планете д
ействительно можно рассматривать как способ существования белковых тел, осуществляющих обмен веществом и энергией с внешней средой.III. Закрепление.
«Свойства и функции белков. »
Тест 1. Что образуется при окислении 1 г белка?
- Вода
- Углекислый газ.
- Аммиак.
- 17,6 кДж энергии.
- Мочевина.
- 38,9 кДж энергии.
Тест 2. В пробирке с пероксидом водорода поместили кусочек варенной колбасы, хлеба, моркови, рубленного яйца. В одной из пробирок выделялся кислород. В какой?
- С кусочком вареной колбасы.
- С кусочком хлебы.
- С кусочком моркови.
- С кусочком рубленного яйца.
Тест 3. Какие суждения верны?
- Ферменты специфичны, каждый фермент обеспечивает раекции одного типа.
- Ферменты универсальны и могут катализировать реакции разных типов.
- Каталическая активность ферментов не зависит от рН и температуры.
- 4. Каталическая активность ферментов напрямую зависит от рН и температуры.
Тест 4. Какие суждения верны?
- Фермент – ключ, субстрат – замок, согласно теории Фишера.
- Фермент – замок, субстрат – ключ, согласно теории Фишера.
- После каталитической реакции фермент и субстрат распадаются, образуя продукты реакции.
- После каталитической реакции фермент остается неизменным, субстрат распадается, образуя продукты реакции.
Тест 5. Какие суждения верны?
- Витамины являются кофакторами ферментов.
- Все белки являются биологическими катализаторами, ферментов.
- При замерзании происходит необратимая денатурация ферментов.
- Ренатурация – утрата трехмерной конфигурации белка без изменения первичной структуры
Тест 6. Какая функциональная группировка придает аминокислоте кислые, какое –щелочные свойства?
- Кислые – радикал, щелочные – аминогруппа.
- Кислые – аминогруппа, щелочные – радикал.
- Кислые – карбоксильная группа, щелочные – радикал.
- Кислые – карбоксильная группа, щелочные – аминогруппа.
Тест 7. В результате какой реакции образуется пептидная связь?
- Реакция гидролиза.
- Реакция гидратации.
- Реакции конденсации.
- Все вышеперечисленные реакции могут привести к образованию пептидной связи.
Тест 8. Между какими группировками аминокислот образуется пептидная связь?
- Между карбоксильными группами соседних аминокислот.
- Между аминогруппами соседних аминокислот.
- Между аминогруппой одной аминокислоты и радикалом другой.
- Между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой.
Тест 9. Какие связи стабилизируют вторичную структуру белков?
- ковалентные
- водородные
- ионные
- такие связи отсутствуют.
Тест 10. Какие связи стабилизируют третичную структуру белков?
- ковалентные
- водородные
- ионные
- гидрофильно-гидрофобное взаимодействие.
На дом: стр. 94-99, вопросы в конце параграфа.
«Химический состав клетки» (Молекулярный уровень)
Вариант 1. 10 класс ( базовый уровень).
1. Какой хим. элемент содержится одновременно в костной ткани и нуклеиновых кислотах?
А) кальций Б) фосфор В) калий Г) магний
2.Вода обладает способностью растворять ионные вещества, потому
что:
А) содержит ионы В) её молекулы полярны
Б) содержит кислород Г) содержит водород
З.К макроэлементам относятся :
А) сера Б) железо В) кислород Г) углерод Д) кальций Е) фосфор Ж) азот 3) йод
4.Какие суждения верные?
А) молекула воды -диполь
Б) молекула воды не имеет заряда
В) на атоме кислорода в молекуле воды имеется небольшой
отрицательный заряд , на атомах водорода — положительный
Г) на атоме кислорода в молекуле воды имеется небольшой
положительный заряд, на атомах водорода – отрицательный
5. К дисахаридам относятся:
А) крахмал В) глюкоза Д) лактоза
Б) сахароза Г) хитин
6.Углеводы в организме выполняют следующие функции:
А) строительную Б) энергетическую В) каталитическую
Г) регуляторную
7. Основу клеточных мембран образуют:
А) жиры Б) воска В) фосфолипиды Г) липиды
8.К пентозам относятся :
А) рибоза Б) фруктоза В) глюкоза Г) дезоксирибоза
9.Липопротеины — это комплекс:
А) глицерина и жирных кислот Б)липидов и белков В) нуклеотидов и белков Г) углеводов и липидов
10. Из органических веществ в клетке на первом месте по массе находятся :
А) углеводы Б) липиды В) белки Г) нуклеиновые кислоты
11.Связи , которые удерживают первичную структуру молекулы белка, называются:
А) водородными Б) пептидными В) гидрофобными Г) дисульфидными
12.Гуанин образует комплементарную связь с :
А)аденином Б)тимином В)урацилом Г)цитозином
13.Молекулы ДНК не находятся в:
А)ядре Б)митохондриях В)хлоропласта Г)комплексе
Гольджи
14. РНК выполняет следующую функцию:
А)перенос аминокислот на рибосомы
Б)формирование рибосом
В)снятие и перенос информации с ДНК
Г) все перечисленные функции
15. В процессе биохимических реакций ферменты:
А)ускоряют реакции и сами при этом не изменяются
Б)ускоряют реакции и изменяются в результате реакции
В)замедляют хим.реакции, не изменяясь
Г) замедляют хим.реакции, изменяясь
16. Макроэргические связи образуются в молекуле:
А) глюкозы Б)АТФ В) ДНК Г) РНК
17. В каком случае правильно указан состав нуклеотида ДНК
А) дезоксирибоза, аденин, остаток фосфорной кислоты
Б) рибоза, остаток фосфорной кислоты, тимин
В) фосфорная кислота , урацил, дезоксирибоза
Г) остаток фосфорной кислоты, рибоза, гуанин
Задание уровня В
В1. Выберите только признаки молекулы ДНК.
А) Состоит из одной цепи
Б) Состоит из двух цепей
В) Мономерами являются аминокислоты
Г) Молекула не способна к репликации
Д) Мономерами являются нуклеотиды
Е) Молекула способна к репликации
«Х и м и ч е с к и й с о с т а в к л е т к и» ( М о л е к у л я р н ы й у р о в е н ь)
В а р и а н т 2 ( базовый уровень) 10 класс
1. Из перечисленных элементов в молекуле хлорофилла содержится:
а) натрий б) фосфор в) калий г) магний.
2. Полярностью воды обусловлены её:
а)теплопроводность б) теплоёмкость в) способность растворять полярные соединения г) способность растворять неполярные соединения.
3. К макроэлементам относятся:
а) водород д) сера б) кислород е) железо
в) углерод ж) азот г) фосфор з) кальций.
4. Какие суждения верны?
а) жиры относятся к гидрофильным веществам
б) вода обладает большой теплопроводностью и теплоёмкостью
в ) жиры относятся к гидрофобным веществам
г) вода не является растворителем.
5. К моносахаридом относятся:
а) крахмал г) рибоза б) гликоген д) сахароза
в) глюкоза е) дезоксирибоза.
6. При полном сгорании 1г вещества, выделилось 38,9 к Дж’энергии. Это вещество относится
а) к углеводам б) к жирам в) или к углеводам, или к жирам г) к белкам
7. Молекула жира состоит из остатков:
а) аминокислот б) нуклеотидов в) глицерина г) жирных кислот.
8. Фосфолипиды — это комплекс:
а) липидов и остатков фосфорной кислоты б) глицерина и жирных кислот
в) белков и углеводов г) нуклеотидов и белков.
9. Липиды выполняют в организме следующие функции:
а) строительную б) теплоизолирующую в )ферментативную г)защитную.
10. В состав белков входит примерно аминокислот:
а) 10 6)15 в) 20 г) 30.
11. Третичную структуру белков удерживают связи:
а) водородные б) ионные в) гидрофильно-гидрофобное взаимодействие г) дисульфидные
12. Какие суждения верны:
а) ферменты специфичны, каждый фермент обеспечивает реакции одного типа
б) ферменты универсальны и могут катализировать реакции разных типов
в) каталитическая активность ферментов не зависит от температуры
г) каталитическая актвность ферментов напрямую зависит от температуры.
13. Аденин образует комплементарную связь с:
а) гуанином б) аденином в) тимином г) цитозином.
14. РНК отличается от ДНК тем, что в её состав входит урацил вместо:
а) аденина б)гуанина в)тимина г)цитозина.
15. Генетический код это:
а) доклеточные образования б)способность воспроизводить себе подобных
в) набор белков г) система «записи» наследственной информации.
16. Перенос аминокислот в рибосомы осуществляет:
а) ДНК б) р-РНК в) т-РНК г) и-РНК.
17. Модель строения молекулы ДНК предложили в 1953 году
а)Ф. Крик б) Г. Мендель в) T. Морга н
г) Ф.Уотсон.
Задание уровня В
В1. Соотнесите неорганические соединения клетки с их местонахождением или функциями в организме
Соединение | Функции |
1.Углерод | А) Инициирует сокращение мышц |
2.Магний | Б) важнейший компонент гемоглобина |
3. Железо | В) Концентрация ионов этого элемента определяет рН среды |
4. Кальций | Г) Входит в состав хлорофилла |
5.Водород | Д) Основной элемент органических соединений |
Тест по химии Ферменты 10 класс
Тест по химии Ферменты для учащихся 10 класса с ответами. Тест состоит из 2 частей. Часть А — 15 заданий с выбором ответа. Часть B — 5 заданий с кратким ответом.
Часть А
А1. Укажите верное суждение:
А) ферменты -это катализаторы белковой природы, ускоряющие химические реакции в организме;
Б) энзимы -это аминокислоты, которые ускоряют химические реакции в организме.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
А2. Укажите число ферментов, которые известны в настоящее время
1) около 10
2) около 100
3) около 1000
4) более 2000
А3. Относительная молекулярная масса ферментов находится в пределах
1) 102 — 103
2) 103 — 105
3) 105 — 107
4) 107 — 109
А4. Каждый фермент может ускорять
1) все реакции
2) несколько разнотипных реакций
3) только одну реакцию или группу однотипных реакций
4) однотипные и разнотипные реакции
А5. Укажите верное суждение:
А) ферменты ускоряют химические реакции в организме независимо от температуры и реакции среды;
Б) способность фермента ускорять одну реакцию или группу однотипных реакций называется селективностью.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
А6. Глицерин и жирные кислоты образуются при ферментативном гидролизе
1) жиров
2) белков
3) углеводов
4) нуклеиновых кислот
А7. Аминокислоты образуются при ферментативном гидролизе
1) жиров
2) белков
3) углеводов
4) нуклеиновых кислот
А8. Моносахариды образуются при ферментативном гидролизе
1) жиров
2) белков
3) углеводов
4) нуклеиновых кислот
А9. Ферменты увеличивают скорость реакций
1) в 10 раз
2) в 1000 раз
3) в 104 — 105 раз
4) в 108 — 1015 раз
А10. Ферменты наиболее эффективны при температуре
1) 0 °С
2) 34 °С
3) 37 °С
4) 42 °С
А11. Фермент желудочного сока пепсин наиболее активен при рН
1) 1,5-2
2) 4-6
3) 6-8
4) 8-10
А12. Фермент крови каталаза наиболее активна при рН
1) 2
2) 7
3) 4
4) 9
А13. Если кровоточащую рану обработать раствором пероксида водорода, то появляется характерное вспенивание, свидетельствующее о выделении газа. Укажите фермент, участвующий в этом процессе.
1) амилаза
2) пепсин
3) каталаза
4) реннин
А14. При продолжительном разжевывании хлеба во рту появляется сладковатый вкус, свидетельствующий о гидролизе крахмала хлеба. Укажите фермент, участвующий в этом процессе.
1) амилаза
2) пепсин
3) каталаза
4) реннин
А15. Для ферментов характерны следующие особенности
1) белковая природа и большая молекулярная масса
2) селективность, избирательность действия
3) высокая эффективность
4) характерны все перечисленные особенности
Часть В
B1. Установите соответствие между продуктами ферментативного гидролиза веществ и самими веществами. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.
Продукты гидролиза
А) моносахариды
Б) глицерин
В) аминокислоты
Г) жирные кислоты
Вещества
1) жиры
2) белки
3) углеводы
В2. Установите соответствие между интервалом значений рН и характеристикой среды в этом интервале. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.
Интервал значений pH
А) 0-2
Б) 3-5
В) 6-8
Г) 8-10
Д) 12-14
Среда
1) нейтральная
2) слабощелочная
3) слабо кислотная
4) сильнощелочная
5) сильнокислотная
В3. Установите соответствие между физиологической жидкостью и средним значением рН в этой жидкости. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.
Жидкость
А) плазма крови
Б) желудочный сок
В) моча
Г) слюна
pH
1) 1,7
2) 5,8
3) 6,8
4) 7,4
В4. Установите соответствие между ферментами и процессами, осуществляемыми с помощью этих ферментов. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.
Ферменты
А) амилазы
Б) протеазы
В) каталаза
Процессы
1) расщепление пероксида водорода
2) расщепление белков
3) расщепление крахмала
В5. Установите соответствие между отраслями промышленности и ферментами, используемыми в этих отраслях. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.
Промышленность
А) пивоваренная
Б) сыроделие
В) хлебопекарная
Ферменты
1) реннин
2) амилаза
3) папаин
Ответы на тест по химии Ферменты
часть А
А1-1
А2-4
А3-3
А4-3
А5-2
А6-1
А7-2
А8-3
А9-4
А10-3
А11-1
А12-2
А13-3
А14-1
А15-4
часть B
В1-3121
В2-53124
В3-4123
В4-321
В5-312
Ферменты – это белковые молекулы, которые синтезируются живыми клетками. В каждой клетке насчитывается более сотни различных ферментов. Роль ферментов в клетке колоссальна. С их помощью химические реакции идут с высокой скоростью, при температуре, подходящей для данного организма.
То есть ферменты – это биологические катализаторы, которые облегчают протекание химической реакции и за счет этого увеличивают её скорость. Как катализаторы они не изменяют направление реакции и не расходуются в процессе реакции.
Ферменты—биокатализаторы – вещества, увеличивающие скорость химических реакций.
Без ферментов все реакции в живых организмах протекали бы очень медленно и не могли бы поддерживать его жизнеспособность.
Наглядный пример работы ферментов – сладковатый вкус во рту, который появляется при пережевывании продуктов, содержащих крахмал (например, риса или картофеля). Появление сладкого вкуса связано с работой фермента амилазы, которая присутствует в слюне и расщепляет крахмал (рис. 1). Крахмал является полисахаридом, и сам по себе безвкусный, но продукты расщепления крахмала (моносахариды) с меньшей молекулярной массой (декстрины, мальтоза, глюкоза) сладкие на вкус.
Рис. 1. Механизм действия амилазы
Все ферменты – глобулярные белки с третичной или четвертичной структурой. Ферменты могут быть простыми, состоящими только из белка, и сложными.
Сложные ферменты состоят из белковой и небелковой части (белковая часть – апофермент, а добавочная небелковая – кофермент). В качестве кофермента могут выступать витамины – E, K, B групп (рис. 2).
Рис. 2. Классификация ферментов по их составу
Фермент взаимодействует с субстратом, не всей молекулой, а отдельной её частью – т. н. активным центром.
Фермент взаимодействует с субстратом и образует короткоживущий фермент-субстратный комплекс. По завершении реакции, фермент-субстратный комплекс распадается на продукты и фермент. Фермент в итоге не изменяется: по окончании реакции он остается таким же, каким был до неё, и может теперь взаимодействовать с новой молекулой субстрата (рис. 3).
Рис. 3. Механизм взаимодействия фермента и субстрата
На рисунке 3 представлен механизм работы фермента, в частности, образования пептидной связи между молекулами аминокислот. Две аминокислоты взаимодействуют между собой в активном центре фермента, между ними образуется пептидная связь. Новое вещество (дипептид) покидает активный центр фермента, поскольку оно по своей структуре не соответствует этому центру.
Особенностью ферментов является то, что они обладают высокой специфичностью, т. е. могут ускорять только одну реакцию или реакции одного типа.
В 1890 году Э. Г. Фишер предположил, что эта специфичность обусловлена особой формой молекулы фермента, которая точно соответствует форме молекулы субстрата. Эта гипотеза получила название «ключа и замка», где ключ сравнивается с субстратом, а замок – с ферментом. Гипотеза гласит: субстрат подходит к ферменту, как ключ подходит к замку. Избирательность действия фермента связана со строением его активного центра (рис. 4).
Рис. 4. Гипотеза взаимодействия фермента и субстрата по принципу ключ-замок Э. Г. Фишера
В первую очередь, на активность фермента влияет температура. С повышением температуры скорость химической реакции возрастает. Увеличивается скорость молекул, у них появляется больше шансов столкнуться друг с другом. Следовательно, увеличивается вероятность того, что реакция между ними произойдет. Температура, обеспечивающая наибольшую активность фермента – оптимальная.
За пределами оптимальной температуры скорость реакции снижается вследствие денатурации белков. Когда температура снижается, скорость химической реакции тоже падает. В тот момент, когда температура достигает точки замерзания, фермент инактивируется, но при этом не денатурирует (см. видео).
В наше время для длительного хранения продуктов широко используют способ быстрого замораживания. Оно останавливает рост и развитие микроорганизмов, а также инактивирует ферменты, находящиеся внутри микроорганизмов, и предотвращает разложение продуктов питания.
Кроме этого, активность ферментов зависит ещё от pH среды (кислотности – то есть показателя концентрации ионов водорода).
В большинстве случаев, ферменты работают при нейтральном pH, т. е. при pH около 7. Но существуют ферменты, которые работают либо в кислой и сильнокислой, либо в щелочной и сильнощелочной среде. Например, один из таких ферментов – пепсин, он находится у нас с вами в желудке, работает в сильнокислой среде и расщепляет белки. Поскольку в желудке среда достаточно кислая, 1,5 – 2 pH, то этот фермент работает при сильнокислой среде.
Ферменты подвержены действию активаторов и ингибиторов. Некоторые ионы, например, ионы металлов Mg, Mn, Zn активируют ферменты. Другие же ионы (к ним относятся ионы тяжелых металлов, а именно Hg, Pb, Cd), наоборот, подавляют активность ферментов, денатурируют их белки.
В 1961 году была предложена систематическая классификация ферментов на 6 групп. Но названия ферментов оказались очень длинными и трудными в произношении, поэтому ферменты принято сейчас именовать с помощью рабочих названий. Рабочее название состоит из названия субстрата, на который действует фермент, и окончания «аза» (рис. 5). Например, если вещество — лактоза, то есть молочный сахар, то лактаза – это фермент который его преобразует. Если сахароза (обыкновенный сахар), то фермент, который его расщепляет, – сахараза. Соответственно, ферменты, которые расщепляют протеины, носят название протеиназы.
Ферменты применяются практически во всех областях человеческой деятельности, и такое широкое применение, в первую очередь, связано с тем, что они сохраняют свои уникальные свойства вне живых клеток.
Ферменты групп амилаз, протеаз и липаз применяются в медицине. Они расщепляют крахмал, белки и жиры. Все эти ферменты, как правило, входят в состав комбинированных препаратов, таких как фестал и панзинорм, и используются, в первую очередь, для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта (рис. 6).
Ферменты применяют для растворения тромбов в кровеносных сосудах, при лечении гнойных ран.
Особое место занимает энзимотерапия при лечении онкологических заболеваний.
Такие ферменты как амилаза расщепляют крахмал и поэтому широко используются в пищевой промышленности. В пищевой промышленности используется протеиназа, расщепляющая белки, и липазы, расщепляющие жиры. Ферменты амилазы используются в хлебопечении, виноделии и пивоварении (см. видео).
Протеазы используются для смягчения мяса и при изготовлении готовых каш.
Липазы используются в производстве сыра.
Ферменты широко используются в косметической промышленности, входят в состав кремов, некоторые ферменты входят в состав стиральных порошков.
Энзимопатология
Энзимопатология – область энзимологии, которая изучает связь между болезнью и недостаточным синтезом, или отсутствием синтеза какого-либо фермента.
Например, причиной наследственного заболевания – фенилкетонурии, которое сопровождается расстройством психической деятельности, является потеря клетками печени способности синтезировать фермент, катализирующий превращение фенилаланина в тирозин.
В результате в организме накапливаются токсические вещества. Новорожденный ребенок выглядит здоровым, а первые симптомы фенилкетонурии проявляются в возрасте от двух до шести месяцев. Это выраженная вялость, отсутствие интереса к окружающему миру, повышенная раздражительность, а также беспокойство и рвота.
Во втором полугодии жизни у ребенка выражено отставание в психическом развитии. Менее чем в 10% случаев – это слабая степень олигофрении, а у 60% развивается идиотия.
При своевременной диагностике патологических изменений можно избежать, если с момента рождения до наступления полового созревания ограничить поступление фенилаланина с пищей.
Стиральные порошки с ферментами
На этом уроке мы с вами выяснили, что ферменты используются в различных областях человеческой деятельности.
Они широко используются в пищевой промышленности, в медицине, в косметике и бытовой химии. Например, в стиральные порошки добавляют амилазу, которая расщепляет крахмал, протеазы, расщепляющие белки или белковые загрязнения, и липазы, очищающие ткани от жира и масла. Как правило, в состав стирального порошка входит комбинация этих ферментов, то есть ферментные препараты усиливают действие друг друга.
Сегодня наиболее изученными ферментами являются протеазы и амилазы. Липазы не всегда стабильны по качеству. Их разработкой занимаются только 10 лет, а амилаза и протеаза существуют на рынке уже более полувека. Сегодня эти две категории ферментов очень хорошо изучены и дают прекрасные результаты, чего пока что нельзя сказать о липазах. Липазы полностью справляются с загрязнениями только после двух-трех стирок, а протеазы и амилазы – за одну.
Ученые подсчитали, что добавление ферментов в стиральные порошки на 30-35% увеличивает моющую способность данного порошка.
Ферменты были открыты при изучении процессов брожения. Представления о том, что химические процессы внутри живых организмов протекают под действием каких-то особенных веществ, возникло более 200 лет назад. В XIX века Луи Пастер (рис. 7) доказал, что сбраживание дрожжами сахара в спирт катализируется веществами белковой природы. Пастер ошибочно считал, что ферменты неотделимы от живых клеток. Другой ученый, Эдуард Бухнер, доказал, что в водных экстрактах живых клеток находится набор ферментов, катализирующих превращение сахара в спирт. Именно его открытие дало начало новой науке – энзимологии.
Успехи энзимологии во второй половине XX века привели к тому, что в настоящее время выделено и очищено более 2000 ферментов, которые используются в различных отраслях человеческой деятельности.
Домашнее задание
1. Что такое фермент?
2. Как ферменты работают?
3. Как ферменты получают имена? Назовите известные вам группы ферментов.
4. Назовите ученых, которые внесли особый вклад в дело изучения ферментов.
5. К какому уровню организации можно отнести ферментативный катализ?
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
1. Интернет-портал Biochemistry.ru (Источник).
2. Биология (Источник).
3. Интернет-портал Chem.msu.su (Источник).
4. YouTube (Источник).
5. Вкус жизни (Источник).
Список литературы
1. Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
2. Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень / П. В. Ижевский, О. А. Корнилова, Т. Е. Лощилина и др. – 2-е изд., переработанное. – Вентана-Граф, 2010. – 224 стр.
3. Беляев Д. К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.
4. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень / В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин и др. – 5-е изд., стереотип. – Дрофа, 2010. – 388 с.
5. Агафонова И. Б., Захарова Е. Т., Сивоглазов В. И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. – 384 с.
Химия 10
Тест на тему: «Биологически активные вещества»
ВАРИАНТ-1.
Часть А. Выберите один правильный ответ.
А1. Укажите верное суждение: А) ферменты – это катализаторы белковой природы, ускоряющие химические реакции в организме. Б) катализаторы — это белки которые ускоряют химические реакции в организме:
а) верно только А б) верно только Б в)верны оба суждения г)неверны оба суждения
А2. Каждый фермент может ускорять:
а) все реакции
б) несколько разнотипных реакций
в) только одну реакцию или несколько однотипных реакций
г) однотипные и разнотипные реакции
А3. Аминокислоты образуются при ферментативном гидролизе:
а) жиров б) белков в) углеводов г) нуклеиновых кислот
А4. При продолжительном разжёвывании хлеба во рту появляется сладковатый вкус, свидетельствующий о гидролизе крахмала хлеба, укажите фермент, участвующий в этом процессе:
а) амилаза б) каталаза в) пепсин г) ренин
А5. Впервые название «витамины» было предложено:
а) Функом б) Лунином в) Зининым г) Павловым
А6. Укажите верное суждение: А) гормоны – это биологически активные органические вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции
Б) гормоны регулируют деятельность органов и тканей живого организма:
а) верно только А б) верно только Б в) верны оба суждения г)неверны оба суждения
А7. Суточная потребность человека в витамине С составляет:
а) 5-10 мкг б) 50-100 мкг в) 5-10 мг г) 50-100 мг
А8. Влияние гормона контролируемую систему и влияние системы на выработку гормона регулируется по принципу:
а) обратной связи б) прямой связи в) гомеостаза г) метеостаза
А9. Укажите верное суждение: А) гомеостаз – это постоянство состава внутренней среды организма Б) координация процессов жизнедеятельности организма, осуществляемая через кровь с помощью гормонов– это гуморальная регуляция: а) верно только А б) верно только Б в) верны оба суждения г)неверны оба суждения
А10. Явление антагонизма и борьбы микроорганизмов друг с другом называется: а) антибиоз б) симбиоз в) анабиоз г) гипноз
А11. Снижение способности видеть в сумерки — признак нехватки витамина:
а) А б)В12 в) В2 г) РР
А 12. Под действием ультрафиолета в коже человека образуется витамин:
а)D б)В1 в) РР г) А
А 13 . Железа, расположенная на нижней поверхности головного мозга, — это:
а) гипофиз; б) эпифиз; в) паращитовидная железа; г) тимус
А 14 . Органические вещества клетки — это:
а) вода; б) белки; в) минеральные соли.
А15. Укажите название гормона, который обеспечивает усвоение глюкозы в организме и понижает содержание глюкозы в крови:
а) глюкагон б) адреналин в) тироксин г) инсулин
А 16.К железам внешней секреции относят: а) печень; б) половые железы; в) гипофиз.
А 17. Секрет желез внутренней секреции непосредственно выделяется: а) в полость рта; б) кровеносные сосуды; в) органы мишени.
А 18.При избытке гормона щитовидной железы развивается заболевание:
а) гигантизм; б) микседема; в) базедова болезнь.
А 19. Адреналин — это гормон: а) половых желез; б) гипофиза; в) надпочечников.
А20. Неорганические вещества клетки — это: а) вода; б) белки; в) углеводы.
А21.К железам внутренней секреции относят:
а) поджелудочную железу; б) надпочечники; в) печень.
А22.Действующим началом гормона тироксина является:
а) бром; б) йод; в) железо.
А23.Избыток ростового гормона вызывает: а) базедову болезнь; б) гигантизм;
в) сахарный диабет.
А24. По своей химической природе гормоны — это: а) жиры; б) углеводы; в) нуклеиновые кислоты.
А25.Гормон щитовидной железы — это: а) адреналин; б) тироксин; в) ростовой.
А26. Какую роль играют гормоны в организме человека?
а) ускоряют химические реакции в клетках
б) защищают организм от проникновения болезнетворных бактерий
в) участвуют в образовании ферментов
г) регулируют процессы жизнедеятельности
А27. Витамин размножения: а)A б)D в)E г)B12
А28. Провитамин витамина А называется: а) Тиамин б) Каротин в)Токоферол г)Биотин
А29. Источник тиамина: а) Смородина б) Морковь в) Отруби г)Морские водоросли
А30. Ламинария очень богата: а) Витамином A б) Витамином C в)Витамином K г)Йодом
Задания уровня В
Выберите три правильных ответа из шести предложенных.
В1. Выпишите буквы, обозначающие элементы верного ответа на вопрос: какие железы выделяют гормоны в кровь:
А) половые
Б) потовые
В) надпочечники
Г) железы желудка
Д) поджелудочная и гипофиз
Е) печень и слюнные
В2. Признаки нехватки витамина С
1)деформации костей 4) кровоизлияния в коже
2)нарушение зрения 5) потемнение кожи
3)повышенная утомляемость 6) кровоточивость дёсен
Установите соответствие между содержанием первого и второго столбцов.
В3.Установите соответствие между функциями гормонов и их свойствами, которые предопределяют возможность, выполнения этих функций.
ФУНКЦИИ ГОРМОНОВ СВОЙСТВА ГОРМОНОВ
А) на работу органов влияет очень 1) быстрое разрушение в тканях
малые количества гормонов
Б) способность влиять на органы, 2) высокая физиологическая активность
удалённые от желез, вырабатывающих гормоны
В) сильно влияя на работу органов, 3) непрерывное продуцирование
гормоны не должны накапливаться
Г) необходимость в каждый момент 4) дистанционное действие
времени влиять на работу органов
АБ
В
Г
В4.Установите соответствие между витаминами и продуктами, которые содержат этот витамин.
ИСТОЧНИКИ ВИТАМИНЫ
А) А 1) хлеб, горох
Б) В1 2) картофель, фрукты,
В) В2 3) морковь, рыбий жир
Г) С 4)молоко, мясо, рыбий жир
Д) Д 5) хлеб, сыр, яйца
АБ
В
Г
Д
В5. Установите соответствие между витаминами и симптомами их недостатка.
СИМПТОМЫ ВИТАМИНЫ
А) рахит 1) А
Б) «куриная слепота» 2) В
В) повышенная утомляемость 3) С
Г) кровоточивость дёсен
Д) нарушение обмена кальция и фосфора
Химия 10
Тест на тему: «Биологически активные вещества»
ВАРИАНТ-2.
Часть А. Выберите один правильный ответ.
А1. Укажите верное суждение: А) ферменты ускоряют химические реакции в организме независимо от температуры и реакции среды. Б) способность фермента ускорять одну или несколько однотипных реакций называется селективностью: а) верно только А
б) верно только Б в) верны оба суждения г) неверны оба суждения
А2. Ферменты наиболее эффективны при температуре: а) 0° б)34° в)37° г) 42°
А3. Глицерин и жирные кислоты образуются при ферментативном гидролизе:
а) жиров б) белков в) углеводов г) нуклеиновых кислот
А4. Глюкоза образуется при ферментативном гидролизе:
а) жиров б) белков в) углеводов г) нуклеиновых кислот
А5. Для ферментов характерны следующие особенности:
а) белковая природа и большая молекулярная масса
б) селективность и избирательность действия
в) высокая эффективность
г) характерны все перечисленные особенности
А6. Укажите верное суждение: А) витамины – это низкомолекулярные органические соединения, выполняющие физиологические и биологические функции в живых организмах Б) в настоящее время известно более 30 витаминов: а) верно только А б) верно только Б в)верны оба суждения г)неверны оба суждения
А7. От недостатка какого витамина пострадали герои рассказа Джека Лондона «Ошибка господа бога», заболевшие цингой и вылечившиеся за счёт свежего картофеля: а) витамина А б) витамина В1 в) витамина С г) витамина Д
А8. Болезненная реакция организма человека на частичный недостаток какого-либо витамина называется:
а) гипервитаминоз б) гиповитаминоз в) авитаминоз г) витаминоз
А9. Укажите верное суждение: А) химиотерапия – это лечение препаратами функций организма или симптомы болезней Б) фармакотерапия– это лечение инфекционных, паразитарных заболеваний и опухолей лекарствами, подавляющие жизнедеятельность возбудителей болезней или опухолей клеток: а) верно только А б) верно только Б в) верны оба суждения г)неверны оба суждения
А10. Специфические вещества, выделяемые микроорганизмами для подавления жизнедеятельности других микроорганизмов называются:
а) анальгетиками б) антибиотиками в) антисептиками г) наркотиками
А11. В сутки организм в норме теряет воды:
а) около 1л б) 3-3,5 л в) 2-2,5л г)4-4,5 л
А12. В печени человека из растительного пигмента каротина может образовываться витамин: а) D б) В6 в) С г)А
А 13 . Жидкую внутреннюю среду организма образует ткань:
а) эпителиальная; б) мышечная; в) соединительная;
А 14 . Неорганические вещества клетки — это: а) нуклеиновые кислоты; б) жиры; в) минеральные соли.
А 15 . Нехватка витамина В2 может привести к: а) кровоточивости дёсен б) размягчению костей в) выпадению волос г) развитию малокровия
А 16.К железам внутренней секреции относят: а) поджелудочную железу; б) слюнные железы; в) надпочечники.
А 17.В молодости при недостатке гормона щитовидной железы развивается:
а) кретинизм; б) микседема; в) базедова болезнь.
А 18.Гормон щитовидной железы — это: а) адреналин; б) тироксин; в) ростовой. А19. Секрет желез внешней секреции непосредственно выделяется: а) в полость тела; б) кровеносные сосуды; в) органы мишени.
А20.Органические вещества клетки — это: а) вода; б) АТФ; в) минеральные соли.
А21.К железам внешней секреции относят: а) половые железы; б) щитовидную железу; в) сальные железы.
А22. Железы внутренней секреции выделяют секрет, а котором содержатся:
а) витамины; б) гормоны; в) ферменты.
А23. При повреждении клеток поджелудочной железы, в которых образуются гормоны, человек, заболевает: а) язвой желудка б) микседемой в) сахарным диабетом г) кретинизмом
А24. С помощью химических веществ, разносимых кровью ко всем клеткам тела, осуществляется регуляция: а) нервная б) гуморальная в) автоматическая г) рефлекторная
А25. Гормоны — это биологически активные вещества, которые вырабатываются в железах: а) слюнных и сальных б) пищеварительных в) внутренней секреции г) слезных и потовых
А26. Базедова болезнь, сопровождаемая повышением частоты сердечных сокращений, кровяного давления, возбудимости нервной системы, возникает у человека при нарушении функций:
а) гипофиза б) надпочечников в) поджелудочной железы г) щитовидной железы
А27. Этот витамин регулирует всасывание из кишечника солей кальция и фосфора и способствует отложению их в костях, что придает им прочность, стимулирует рост организма. Дефицит его приводит к рахиту, при котором нарушается кальциево-фосфорный обмен, размягчаются кости, нарушается прорезывание зубов и задерживается окостенение родничков у маленьких детей: а) витамин A б) витамин C в)витамин D г)витамин K
А28. С незапамятных времен известна куриная слепота, для которой характерно ухудшение зрения в сумерках. В прошлом веке была установлена связь между куриной слепотой и дефицитом жира в питании, а в 1916 году в жирах обнаружили фактор, предупреждающий развитие куриной слепоты, который назвали: а) витамин D б)витамин A в)витамин C г)витамин K
А29. Голландский врач Х. Эйкман обратил внимание на то, что у кур, питавшихся около кухни одного из госпиталей острова Ява, появляются признаки, сходные с болезнью бери-бери, поражающей людей, находящихся в том же госпитале. Оказалось, что причина одна и та же, куры питалась в основном полированным рисом с удаленными оболочками. После того как Эйкман стал добавлять в пищу больных, страдающих бери-бери, и в корм птиц рисовые отруби, заболевание прекратилось. Какой витамин содержится в отрубях:
а) витамин K б)витамин C в)витамин D г)витамин B1
А30. В оболочках семян злаковых в больших количествах содержатся витамины группы …
а)A б)B в)C г)K
Задания уровня В
Выберите три правильных ответа из шести предложенных.
В1. Прочитайте задание и выпишите буквы, обозначающие элементы верного ответа. В результате деятельности поджелудочной железы:
А) в кровь поступает инсулин
Б) образуется адреналин
В) регулируется углеводный обмен
Г) в кишечник поступает пищеварительный сок
Д) активизируется деятельность слюнных желёз
Е) в желудок поступает соляная кислота
В2. Какие из перечисленных желез относят к железам внутренней секреции:
1) гипофиз 4) молочная железа
2) надпочечник 5) слюнная железа
3) печень 6) щитовидная железа
Установите соответствие между содержанием первого и второго столбцов.
В3.Установите соответствие между некоторыми характеристиками человека и его темпераментом, соответствующим этим характеристикам.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕМПЕРАМЕНТ
А) неуравновешенный, вспыльчивый 1) сангвиник
несдержанный
Б) общительный, быстрый, подвижный 2) флегматик
легко меняющийся
В) сдержанный, медлительный, ранимый, 3) меланхолик
замкнутый в себе
Г) медлительный, невозмутимый, спокойный, 4) холерик
не проявляющий чувства
АБ
В
Г
В4.Установите соответствие между витаминами и их источниками.
ИСТОЧНИКИ ВИТАМИНЫ
А) дрожжи 1) А
Б) шиповник 2) В
В) яичный желток 3) С
Г) морковь
Д) лимоны
Е) молоко
АБ
В
Г
Д
Е
В5.Установите соответствие между характеристикой учёного и именем этого учёного. ХАРАКТЕРИСТИКА ИМЯ УЧЁНОГО
А) его называют отцом медицины. Он 1) Парацельс
призывал лечить не болезнь, а больного.
Б) римский врач, положивший начало 2) Гиппократ
«аптекарской науке»- фармакологии
В) великий медик средневековья, описавший 3) Авиценна
большое количество лекарств и способы их применения
Г) швейцарский естествоиспытатель- основоположник 4) Гален
врачебной и медицинской химии
АБ
В
Г
Урок по химии в 10 классе
Тема «Ферменты»
Учитель — Ченцова Наталья Николаевна
Тип урока: изучение нового материала
Технология: критического мышления, исследования в обучении
Цель: изучить ферменты, их строение, роль в регуляции жизнедеятельности клетки, практическом значении в жизни человека.
Задачи:
Образовательные
сформировать знания о белках-ферментах, играющих важную роль в процессах жизнедеятельности клетки;
сформировать знания о ферментах-катализаторах – как одной из важнейших функций.
Развивающие:
развивать умение критически анализировать результаты лабораторных опытов, устанавливать причинно-следственные связи между живыми и неживыми клетками по результатам опытов
развивать познавательный интерес учащихся к предмету химия.
Воспитательные:
формирование научного мировоззрения, четких представлений о роли химии в современном обществе и жизни человека
Оборудование:
Экран, мультимедийный проектор, компьютер, лабораторное оборудование для проведения лабораторной работы и материалы (картофель, мясо, Н2О2, раствор дрожжей, гидроксид натрия, сульфат меди)
Ход урока
- Организационный момент.
- Изучение нового материала.
С какими материальными объектами связана тайна жизни? Это один из главных вопросов, на который пыталась ответить наука на протяжении своей истории. И уже довольна давно ученые поняли, что важную, а может быть и главную роль во всех жизненных процессах играют…белки.
Вы познакомились на уроках биологии и химии со строением, свойствами и функциями белков. Над проблемой строения белков долгое время работал Э. Фишер и после его работы была создана полипептидная теория строения белков.
Что было доказано? Было доказано, что в состав белков входят следующие элементы: C, H, O, N, S и другие, в разных количествах.
Почему белкам дано название протеины?
Согласно пептидной теории, какова структура белков?
Какие функции белки выполняют в клетках?
Какими свойствами обладают белки? (Денатурация, ренатурация)
Сегодня на уроке продолжим знакомство с белками, но с белками-ферментами, рассмотрим одну из важных функций – каталитическую. В процессе изучения материала постараемся решить поставленные задачи урока.
Наш урок будет проходить под девизом (Д. Хевеши).
“Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удается связать воедино разрозненные факты, им наблюдаемые”
Таким образом, нам с вами предстоит решить не только теоретические вопросы о ферментах, но и практически пронаблюдать их действие.
Задание: заполните в таблице раздел «Знаю», а в конце урока «Узнал»
Вопрос | Знаю | Узнал | |
1 | Что такое ферменты | ||
2 | Какова химическая природа ферментов | ||
3 | Чем отличается действие ферментов от действия неорганических катализаторов | ||
4 | От каких фактов зависит действие ферментов | ||
5 | Почему активность ферментов зависит от температуры | ||
6 | Что такое избирательное действие ферментов | ||
7 | В каких областях применяются ферменты |
А начнем знакомство с ферментами с исторической справки.
Все обменные процессы протекают при участии биологических катализаторов — ферментов.
Термин «фермент» (от лат. fermentum – закваска) был предложен в начале XVII века голландским ученым Ван Гельмонтом.
Длительное время шел спор между французским ученым Луи Пастером и немецким химиком Либихом о природе ферментов. Пастер считал ферменты живыми, и только искусственным получением ферментов дрожжей спор был разрешен в пользу Либиха. В конце XIX века из дрожжей был выделен сок, который вызывал брожение, как и дрожжи. В трактате знаменитого европейского алхимика Василия Валентина (XV в) брожение описывается как результат действия некоего духа, и этот дух назвали fermentum (лат. “закваска”). Постепенно происходила материализация ферментов: с духами было покончено.
В XIX веке большинство ученых уже считали процесс брожения совокупностью реакций, вызванных ферментами. Было предложено называть ферменты энзимами (от греч. “энзим”- “в дрожжах”). Сегодня термины фермент и энзим — синонимы. Еще в XVIII – XIX вв. некоторые ученые предполагали, что основой фермента является белок, но эта мысль не была услышана научным обществом. Лишь в 30-х годах ХХ в., когда американским биохимиком Нортропом были получены кристаллические ферменты пепсин и трипсин, их белковая природа была окончательно признана, и в 50-х годах подтверждена рентгеноструктурным анализом. На сегодняшний день известно более двух тысяч ферментов, а сколько еще не изучено?!
Строение ферментов
Ферменты – это белковые молекулы, синтезируемые живыми клетками. В каждой клетке имеются сотни различных ферментов. С их помощью осуществляются многочисленные химические реакции, которые проходят с большой скоростью при температурах, подходящих для данного организма, то есть в пределах от 5 до 40 градусов.
Опыт: доказательство белковой природы ферментов
Биуретовая реакция
В пробирку с ферментом сахаразой (растворить дрожжи и отфильтровать) налить 2 мл NaOH и добавить несколько капель CuSO4, появляется фиолетовое окрашивание доказывающее белковую природу ферментов
По строению ферменты делят на 2 группы:
— работа с опорным конспектом
А) Простые — ферменты-протеины (однокомпонентные, т.е. состоят только из белка) – трипсин, пепсин, лизоцим
Б) ферменты-протеиды (двухкомпонентные, состоящие из белка и небелковой части).
Что же является небелковой частью?
— это могут быть ионы металла — они называются кофактор.
— органическое вещество, непрочно связанное с белком — кофермент.
— органическое вещество, прочно связанное с белком — простетическая группа.
Вывод: все ферменты – белки. Но не все белки – ферменты.
Механизм действия ферментов. Взаимодействие субстрата (S) c ферментом впервые изучил немецкий ученый Эмиль Фишер. Он высказал гипотезу (1880), согласно которой субстрат подходит активному центру фермента как «ключ к замку» (рис).
В составе ферментов выделяют области , выполняющие различную функцию
Активный центр: комбинация аминокислотных остатков (12-16 остатков), обеспечивающая непосредственное связывание с молекулой субстрата и осуществляющая катализ.
В активном центре выделяют 2 участка:
Якорный — отвечает за связывание и ориентацию субстрата в активном центре
Каталитический — непосредственно отвечает за осуществление реакции, катализ
Рис. Схема каталитического действия фермента |
Образовавшиеся продукты по форме уже не соответствуют активному центру. Они отделяются от «замка» фермента и поступают в окружающую среду, после этого освободившийся активный центр может принимать новые молекулы субстрата
б) Свойства ферментов.
1. Высокая каталитическая активность
1 г пепсина расщепляет 50 кг яичного белка в час
1,6 мл слюны, содержащей фермент амилазу – 175 кг крахмала в час
Активность ферментов рассмотрим на примере изучения работы фермента каталазы.
В каждой растительной и животной клетке имеется фермент каталаза, который
расщепляет пероксид водорода.
Пероксид водорода — это ядовитое вещество, которое образуется в организме в результате ОВ-реакций. Так вот чтобы не произошло самоотравления клетки и организма в целом, каталаза расщепляет это вещество до воды и кислорода:
каталаза
2Н2О2 ————> 2Н2О + О2↑
Практическая работа:
Действие перекиси водорода на сырое мясо или сырой картофель и отваренные продукты
№ | Вещества | |||
Сырой картофель | Вареный картофель | Сырое мясо | Вареное мясо | |
Реакция на действие Н2О2 | ||||
Вывод: в сырых продуктах происходит выделение кислорода. Тлеющая лучина загорается
2. Селективность (избирательность) действия (один фермент катализирует одну реакцию).
Исследовательская работа
«Специфичность действия ферментов амилазы и сахаразы»
№ пробы | Субстрат | Фермент | Результат опыта |
1 | Крахмал | Амилаза слюны | Гидролиз крахмала до мальтозы. Реакция с йодом отрицательная. Гидролиз произошел |
2 | Крахмал | Дрожжевая сахараза | Реакция с йодом положительная. Гидролиз крахмала не произошёл. |
3 | Сахароза | Амилаза слюны | Реакция с фелинговой жидкостью (1 мл NaOH + несколько капель CuSO4) отрицательная – гидролиз не идёт |
4 | Сахароза | Дрожжевая сахараза | Реакция с фелинговой жидкостью положительная. Произошёл гидролиз сахарозы до глюкозы. Глюкоза окисляется до глюконовой кислоты: появляется жёлтое CuOH, а затем красное окрашивание Cu2O |
Вывод: амилаза слюны катализирует расщепление крахмала, но не действует на сахарозу. Дрожжевая сахараза катализирует расщепление сахарозы, но не действует на крахмал.
Общий вывод: ферменты обладают высокой специфичностью действия. Каждый фермент выполняет строго отведённые ему функции, не влияя на течение многих десятков и сотен других реакций. Это объясняется точным взаимным пространственным соответствием молекул субстрата и активного центра фермента.
3. Регулируемость активности ферментов (внутренняя среда организма из-за действия ферментов всегда постоянна).
Факторы, влияющие на активность ферментов.
1.Концентрация фермента и субстрата (чем выше концентрация исходных веществ, тем выше скорость реакции).
Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата
Зависимость скорости реакции от концентрации фермента
2. Реакция среды (рН)
Большинство ферментов проявляют максимальную активность при значении рН=7 (нейтральная) .При физических нагрузках в мышцах накапливается молочная кислота, способная закислять среду и снижать активность многих ферментов).
Различные ферменты имеют различное значение рН:
А) амилаза слюны — рН — 7 нейтральная среда;
Б) пепсин желудочного сока рН=1,5-2,5 действует в кислой среде
В) трипсин кишечного сока имеет рН = 8-9 щелочная среда.
Опыт. Зависимость действия ферментов от реакции среды.
В 3 пробирки наливают крахмальный клейстер. В 1 пробирку добавляют лимонный сок, делая реакцию кислой, во 2 пробирку капают несколько капель щелочи, 3 пробирку оставляют контрольной. Во все пробирки добавляют водный раствор слюны и через 5 минут раствор йода. Наблюдают за изменением цвета
Вывод: В нейтральной среде цвет не изменился, т. к. амилаза слюны действует в нейтральной среде и в пробирке произошло разложение крахмала
3.Температура
Термолабильность — изменчивость фермента под влиянием температуры.
При возрастании температуры активность фермента сначала растет, а затем, выше
определенной температуры, начинает снижаться.
При t= 70° и выше большинство ферментов полностью утрачивают свою активность из-за денатурации белка.
Каждый фермент характеризуется температурным оптимумом. Для ферментов животного происхождения topt = 40-50°, для ферментов растительного происхождения -50-60°, для человека ~ 37°.
При понижении t° ферменты теряют свою активность, но при создании нормальных условий они вновь начинают функционировать.
Опыт: Изучение влияния температуры на действие амилазы
В 3 пробирки наливают крахмальный клейстер. Опускают пробирки в водяную баню:
1 пробирка- 800 С, 2 пробирку — 36-380 С, 3 пробирку 00 С. Добавляют раствор слюны, через 5 минут раствор йода. Наблюдают изменения
Вывод: ферментативная активность наибольшая в температурном диапазоне 36-380 С
Активаторы и ингибиторы (ионы металлов, низкомолекулярные вещества) активаторы повышают активность фермента (АТФ-аза миозина мышц активируется ионами Са2+), ингибиторы снижают активность фермента, т.к. занимают место субстрата (конкурентные ингибиторы), или соединяются с неактивной частью и тем самым меняют химическую природу фермента (катализ нарушается) (неконкурентные ингибиторы – ионы тяжелых металлов
Сравнение ферментов с неорганическими катализаторами
Таблица. Различия между неорганическими катализаторами и ферментами
Заполняется учащимися
Признаки | Неорганические катализаторы | Ферменты |
Химическая природа | Низкомолекулярные вещества, образованные одним или несколькими элементами | Белки — высокомолекулярные полимеры |
Селективность | Низкая | Очень высокая |
Оптимальное значение рН среды | Сильнокислая или щелочная | Небольшой физиологический интервал рН среды |
Изменение структуры катализатора в ходе реакции | Изменяется незначительно или не изменяется вовсе | Изменяется в значительной степени и восстанавливается в исходную структуру по окончании реакции |
Увеличение скорости реакции | В 102— 106раз | В108— 1012раз |
Применение ферментов
Выступление учащихся
Сейчас известно, что многие заболевания вызываются снижением активности ферментов, а нарушения синтеза одного из них может стать причиной гибели организма. Например, недостаток у детей фермента, превращающего галактозу в глюкозу, вызывает га-локтоземию, при которой дети отравляются избытком галактозы и погибают в первые месяцы жизни.
С помощью ферментов ученые в настоящее время расшифровывают сложные структуры биополимеров: белков и нуклеиновых кислот. Так, например, энзимы помогли ученым с триумфом расшифровать геном человека, который, как оказалось, состоит «всего лишь» из 26—30 тыс. генов. Проводится клонирование, достигли небывалых успехов биотехнология и генная инженерия.
Многочисленные отрасли пищевой промышленности: виноделие, хлебопечение, сыроварение, производство чая, спирта — основаны на широком применении ферментов.
В фармацевтической промышленности с помощью ферментов получают различные препараты: витамины, лекарства, антибиотики
В медицине | В промышленности | В спорте |
1. Многие заболевания в организме связаны с изменением активности ферментов или процессом их синтеза (ферментопатия): | При изготовлении сыра, хлебопечении, пивоварения. | 1. При мышечной деятельности может изменяться активность и биосинтез многих ферментов, что приводит к усилению или замедлению скорости метаболизма и процессов энергообразования. |
Существует наука, которая занимается изучением ферментов – энзимология.
- Оценочно-рефлексивный этап урока
Тест:
1. Ферменты – это катализаторы:
а) углеводной природы;
б) белковой природы;
в) неорганической природы;
г) липидной природы.
2. Участок молекулы фермента, отвечающий за присоединение вещества:
а) каталитический центр;
б) субстратный центр;
в) аллостерический центр;
г) активный центр.
3. Почему под влиянием высокой температуры ферменты теряют свою активность?
а) понижается активность субстрата;
б) изменяется пространственная структура молекул;
в) изменяется содержание ферментов в клетке.
4. При какой температуре наступает оптимальная активность ферментов у человека?
а) 36-38˚;
б) 40-50˚;
в) 50˚.
5. Что происходит с ферментом при его взаимодействии с субстратом?
а) фермент мутирует;
б) фермент не изменяется;
в) фермент превращается в новое вещество.
6. Фермент каталаза
а) ускоряет гидролиз крахмала
б) катализирует реакцию с сахарозой
в) ускоряет разложение перекиси водорода
II. Дайте ответ в форме: А =Б; А> Б; А
1.
А. Скорость гидролиза крахмала в присутствии 10% соляной кислоты, при 100°;
Б. Скорость гидролиза крахмала в присутствии амилазы, при 37°. (А
2.
А. Каталитическая активность каталазы в реакции разложения Н2О2 ;
Б. Каталитическая активность железа в реакции разложения Н2О2. (А > Б)
3.
А. Температурный оптимум для ферментов.
Б. Температурный оптимум для неорганических катализаторов. (А
Взаимопроверка
Число правильных ответов | Вывод | Оценка |
8 | Тему усвоил | 5 |
6-7 | Тему усвоил достаточно | 4 |
4-5 | Тему усвоил плохо | 3 |
Менее 4 | Тему не усвоил, приходишь на дополнительное занятие | 2 |
- Домашнее задание.
Заполните правый столбик таблицы «Я узнал»
ЛИТЕРАТУРА
- Батуев А.С., Гуленкова М.А. и др. Биология. Большой справочник для школьников и поступающих в вузы. М.: Издательский дом «Дрофа», 1999, с. 116; Биология (приложение к газете «Первое сентября»), 1999, № 15;
- Габриелян О.С., Пономарев С.Ю. Химия 10 класс.- М.: Дрофа, 2010 г.
- Ермолаев М.В. Биологическая химия. М.: Медицина, 1983, с. 92–114;
Кемп П., Арис К. Введение в биологию. М.: Мир, 1988, с. 251–253;
4. Корсунская В.М., Мироненко Г.Н., Мокеева З.А., Верзилин Н.М. Уроки общей биологии. М.: Просвещение, 1986,
с. 137–141;
5. Овчинников Ю.А., Шамин А.Н. Строение и функции белков. (Библиотека Детской энциклопедии.) М.: Педагогика, 1983, с. 49–74
№3 Тест: 1. Ферменты – это катализаторы: а) углеводной природы; 2. Участок молекулы фермента, отвечающий за присоединение вещества: а) каталитический центр; 3. Почему под влиянием высокой температуры ферменты теряют свою активность? а) понижается активность субстрата; б) изменяется пространственная структура молекул; в) изменяется содержание ферментов в клетке. 4. При какой температуре наступает оптимальная активность ферментов у человека? а) 36-38˚; б) 40-50˚; в) 50˚. 5. Что происходит с ферментом при его взаимодействии с субстратом? а) фермент мутирует; б) фермент не изменяется; в) фермент превращается в новое вещество. 6. Фермент каталаза а) ускоряет гидролиз крахмала б) катализирует реакцию с сахарозой в) ускоряет разложение перекиси водорода II. Дайте ответ в форме: А =Б; А> Б; А 1. А. Скорость гидролиза крахмала в присутствии 10% соляной кислоты, при 100°; Б. Скорость гидролиза крахмала в присутствии амилазы, при 37°. 2. А. Каталитическая активность каталазы в реакции разложения Н2О2 ; Б. Каталитическая активность железа в реакции разложения Н2О2. 3. А. Температурный оптимум для ферментов. Б. Температурный оптимум для неорганических катализаторов. | №3 Тест: 1. Ферменты – это катализаторы: а) углеводной природы; 2. Участок молекулы фермента, отвечающий за присоединение вещества: а) каталитический центр; 3. Почему под влиянием высокой температуры ферменты теряют свою активность? а) понижается активность субстрата; б) изменяется пространственная структура молекул; в) изменяется содержание ферментов в клетке. 4. При какой температуре наступает оптимальная активность ферментов у человека? а) 36-38˚; б) 40-50˚; в) 50˚. 5. Что происходит с ферментом при его взаимодействии с субстратом? а) фермент мутирует; б) фермент не изменяется; в) фермент превращается в новое вещество. 6. Фермент каталаза а) ускоряет гидролиз крахмала б) катализирует реакцию с сахарозой в) ускоряет разложение перекиси водорода II. Дайте ответ в форме: А =Б; А> Б; А 1. А. Скорость гидролиза крахмала в присутствии 10% соляной кислоты, при 100°; Б. Скорость гидролиза крахмала в присутствии амилазы, при 37°. 2. А. Каталитическая активность каталазы в реакции разложения Н2О2 ; Б. Каталитическая активность железа в реакции разложения Н2О2. 3. А. Температурный оптимум для ферментов. Б. Температурный оптимум для неорганических катализаторов. |
№3 Тест: 1. Ферменты – это катализаторы: а) углеводной природы; 2. Участок молекулы фермента, отвечающий за присоединение вещества: а) каталитический центр; 3. Почему под влиянием высокой температуры ферменты теряют свою активность? а) понижается активность субстрата; б) изменяется пространственная структура молекул; в) изменяется содержание ферментов в клетке. 4. При какой температуре наступает оптимальная активность ферментов у человека? а) 36-38˚; б) 40-50˚; в) 50˚. 5. Что происходит с ферментом при его взаимодействии с субстратом? а) фермент мутирует; б) фермент не изменяется; в) фермент превращается в новое вещество. 6. Фермент каталаза а) ускоряет гидролиз крахмала б) катализирует реакцию с сахарозой в) ускоряет разложение перекиси водорода II. Дайте ответ в форме: А =Б; А> Б; А 1. А. Скорость гидролиза крахмала в присутствии 10% соляной кислоты, при 100°; Б. Скорость гидролиза крахмала в присутствии амилазы, при 37°. 2. А. Каталитическая активность каталазы в реакции разложения Н2О2 ; Б. Каталитическая активность железа в реакции разложения Н2О2. 3. А. Температурный оптимум для ферментов. Б. Температурный оптимум для неорганических катализаторов. | №3 Тест: 1. Ферменты – это катализаторы: а) углеводной природы; 2. Участок молекулы фермента, отвечающий за присоединение вещества: а) каталитический центр; 3. Почему под влиянием высокой температуры ферменты теряют свою активность? а) понижается активность субстрата; б) изменяется пространственная структура молекул; в) изменяется содержание ферментов в клетке. 4. При какой температуре наступает оптимальная активность ферментов у человека? а) 36-38˚; б) 40-50˚; в) 50˚. 5. Что происходит с ферментом при его взаимодействии с субстратом? а) фермент мутирует; б) фермент не изменяется; в) фермент превращается в новое вещество. 6. Фермент каталаза а) ускоряет гидролиз крахмала б) катализирует реакцию с сахарозой в) ускоряет разложение перекиси водорода II. Дайте ответ в форме: А =Б; А> Б; А 1. А. Скорость гидролиза крахмала в присутствии 10% соляной кислоты, при 100°; Б. Скорость гидролиза крахмала в присутствии амилазы, при 37°. 2. А. Каталитическая активность каталазы в реакции разложения Н2О2 ; Б. Каталитическая активность железа в реакции разложения Н2О2. 3. А. Температурный оптимум для ферментов. Б. Температурный оптимум для неорганических катализаторов. |
№2 Сравнение ферментов с неорганическими №2 Сравнение ферментов с неорганическими
катализаторами катализаторами
|
|
№1 №1
|
|
В нашей галактике 400 млрд звёзд, вокруг них обращаются раз в 5-6 больше планет. Допустим, что у каждой 100 т. -ой существует планета в зеленой зоне, то есть потенциально обитаемой, то есть их около 40 миллионов. Теперь предположим, что шанс зародиться жизни на потенциально обитаемой планете — один на миллион, получается потенциально 40 планет с жизнью (на самом деле всё тут гораздно сложнее и существует даже уравнение,которое выражает кол-во внеземных цивилизаций (уравнение Дрейка), но там многие переменные пока не могут быть выражены, к сожалению, поэтому я здесь очень грубо беру величины, просто рассказать суть). Ну так вот, теперь вспомним то, что мы на весьма молодой солнечной системе и до нас было немало возможностей порасти другим цивлизациям( и не по одному циклу, то есть можем то число 40 умножить пару раз, считая то, что какие-то солнечные системы уже погибли, а развитые цивилизации могли свалить) плюс то, что наше радиоизлучение, сигналы с ТВ, радио и даже специально посланные сигналы уже в радиусе около 65 световых лет и кто угодно может нас засечь. И вопрос теперь: если у нас может быть потенциальная разница с другими цивилизациями в миллиарды лет, вроде не нулевая вероятность их образования и 400 млрд звезд, так только в настоящее время и еще куча звездных систем исчезло, то почему они до сих пор всё, например, не захватили, почему от других цивилизаций нет никаких следов, даже радиосигналов с их начального развития. Так это мы рассмотрели только нашу галактику, а мы находимся в скоплении из более, чем 50-ти. От них тоже могли дойти сигналы, но ничего нет.
Потенциальные ответы:
1) Мы просто одни и нам так вот повезло, что случайным образом молекулы смогли стать большим, чем молекулы (что очень вряд ли, если получилось у нас, значит и в других местах должно было),
2) они общаются иным образом(не радиоизлучением) и мы просто не видим их следы, а они не видят наши(но тут возможно они нас видят, а мы их нет, ибо явно их развитие происходило через открытие радиоизлучения),
3) Все цивилизации, достигая определенного развития не могут справиться, например, с разногласиями в обществе и самоуничтожаются(войной, допустим)
4) Они создают определенные укрытия и прячутся, в той же сфере Дайсона (что весьма вероятно и у астрономов сейчас есть подозрение,что на одной звезде они это стройку наблюдают, но очень не факт, но вероятность есть),
5) При определенном развитии они имеют возможно свалить в какое-нибудь иное измерение(фантастически, но кто знает куда кротовые норы, потенциально возможные, ведут)
6) Просто так получилось,что мы не встретились, но встретимся
и так далее и так далее…
То есть причина в том, что вот должны они где-то быть или что-то оставить, но пока не видно. Так это я еще не начал говорить про другие галактики, которых такое множество, что просто вообразить невозможно, поэтому, тут даже без сомнений, где-то существует еще жизнь. Раз получилось это здесь, значит обязано получится в другом месте.
Почему важны ферменты? Ферменты и пищеварение
Энзим — это тип белка, обнаруживаемый в клетке. Ферменты создают химические реакции в организме. Они на самом деле ускоряют химическую реакцию, помогая поддерживать жизнь.
Ферменты в вашем организме помогают выполнять очень важные задачи. К ним относятся наращивание мышечной массы, разрушение токсинов и разрушение частиц пищи во время пищеварения.
Форма фермента связана с его функцией. Жара, болезни или тяжелые химические условия могут повредить ферменты и изменить их форму.
Есть три основных типа пищеварительных ферментов. Они подразделяются на основе реакций, которые они помогают катализировать:
- Amylase расщепляет крахмалы и углеводы на сахара. здоровое пищеварение и здоровое тело. Они работают с другими химическими веществами в организме, такими как желудочная кислота и желчь, чтобы помочь расщепить пищу на молекулы для широкого спектра функций организма.Он остается активным даже после глотания. Амилаза поджелудочной железы производится в поджелудочной железе и доставляется в тонкую кишку. Здесь он продолжает расщеплять молекулы крахмала до сахаров, которые в конечном итоге перевариваются в глюкозу другими ферментами. Затем он всасывается в кровоток организма через стенку тонкого кишечника. Большинство химических реакций происходят в желудке и тонкой кишке.В желудке пепсин является основным пищеварительным ферментом, атакующим белки. Несколько других ферментов поджелудочной железы начинают работать, когда белковые молекулы достигают тонкой кишки.
Липаза вырабатывается в поджелудочной железе и тонкой кишке. Тип липазы также обнаружен в грудном молоке, чтобы помочь ребенку легче переваривать молекулы жира при кормлении. Липиды играют много ролей, в том числе долговременное накопление энергии и поддержание клеточного здоровья. Средняя температура тела 98.
Уровень pH вашего желудка или кишечника также может влиять на активность фермента.
A Низкий pH означает, что что-то очень кислое. Высокий уровень pH означает его основной, также известный как щелочной. Ферменты работают лучше всего в довольно узком диапазоне pH. Если среда, окружающая фермент, становится слишком кислой или слишком основной, форма и функция фермента пострадают.
Химические вещества, называемые ингибиторами, также могут влиять на способность фермента вызывать химическую реакцию.
Ингибиторы могут возникать естественным путем.Они также могут быть изготовлены и изготовлены как лекарства. Антибиотики являются хорошим примером. Они препятствуют или препятствуют распространению бактериальных инфекций определенных ферментов.
Ваша диета также может влиять на активность ферментов вашего организма. Это связано с тем, что многие продукты содержат пищеварительные ферменты, которые помогают разделить бремя природных ферментов в вашем организме.
Например, бананы содержат амилазу. Таким образом, хотя банан упакован углеводами, он также поставляется с амилазой, которая поможет вам переваривать его, чтобы вы могли позже использовать эти углеводы для получения энергии.
Употребление в пищу продуктов, богатых ферментами, может повысить активность ферментов в организме. Просто помните о калориях и другой пищевой информации о продуктах в вашем рационе.
Помимо ваших привычек питания, общее состояние здоровья вашего организма также влияет на то, насколько хорошо он производит, хранит и высвобождает ферменты и насколько эффективно функционируют его ферменты. Это будет варьироваться от одного человека к следующему.
Регулярное употребление питательной диеты в умеренных количествах и хорошее здоровье помогут ферментной активности вашего организма оставаться более регулярной.В противном случае, например, если вы периодически перекусываете большой едой здесь или там, у вас могут возникнуть нежелательные последствия, такие как расстройство желудка, тошнота или даже диарея, если у вас недостаточно ферментов, доступных для пищеварения.
Проблемы с поджелудочной железой, такие как панкреатит, муковисцидоз или рак поджелудочной железы, могут уменьшить количество важных ферментов, которые вырабатывает ваш организм. В результате вы можете не получить достаточно ферментов, чтобы полностью переваривать пищу и получать всю питательную ценность от того, что вы едите.
Если у вас есть эти условия — или другие, в которых уровень вашего фермента ниже нормального или здорового диапазона — поговорите с врачом о вариантах лечения.
Диетические ферменты доступны в виде таблеток в качестве добавок. Если ваш врач рекомендует попробовать эти добавки, убедитесь, что вы получаете продукты ферментов поджелудочной железы (PEP), одобренные Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) .
Если PEP не включает одобрение FDA на своей этикетке, есть вероятность, что не содержит всего, на что претендует.Кроме того, в нем могут быть ингредиенты, не указанные на этикетке.
PEP обычно принимаются во время еды. Нагревание продуктов может разрушить любые встречающиеся в них ферменты.
Некоторые люди могут испытывать раздражение желудка или другие неприятные желудочно-кишечные побочные эффекты с добавками ферментов. Обязательно поговорите со своим врачом о любых потенциальных рисках или осложнениях с пищевыми ферментами.
ферментов: функция, определение и примеры
ферменты помогают ускорить химические реакции в организме человека. Они связываются с молекулами и изменяют их особым образом. Они необходимы для дыхания, переваривания пищи, мышечной и нервной функций, а также для тысяч других ролей.
В этой статье мы объясним, что такое фермент, как он работает, и приведем несколько общих примеров ферментов в организме человека. построен из белков, сложенных в сложные формы; они присутствуют по всему телу.
Химические реакции, которые поддерживают нас — наш метаболизм — основаны на работе, которую выполняют ферменты.
Ферменты ускоряют (catalyze) химические реакции; в некоторых случаях ферменты могут проводить химическую реакцию в миллионы раз быстрее, чем она была бы без нее. Как только продукты покидают активный сайт, фермент готов присоединиться к новому субстрату и повторить процесс.
Пищеварительная система — ферменты помогают организму расщеплять более крупные сложные молекулы на более мелкие молекулы, такие как глюкоза, чтобы организм мог использовать их в качестве топлива.
ДНК-репликация — каждая клетка вашего тела содержит ДНК. Каждый раз, когда клетка делится, эту ДНК нужно копировать. Ферменты помогают в этом процессе, разматывая спирали ДНК и копируя информацию. Для этого он использует целый ряд ферментов.
Модель «замок и ключ» была впервые предложена в 1894 году. В этой модели активный сайт фермента имеет определенную форму, и в него может вписаться только субстрат, как замок и ключ.
Эта модель была обновлена и называется модель induced-fit.
В этой модели активный сайт меняет форму при взаимодействии с подложкой. Когда субстрат полностью зафиксирован и находится в точном положении, катализ может начаться. Ферменты могут работать только в определенных условиях.Большинство ферментов в организме человека работают лучше всего при температуре около 37 ° C — температура тела. При более низких температурах они все равно будут работать, но гораздо медленнее.
Аналогично, ферменты могут функционировать только в определенном диапазоне pH (кислотном / щелочном). Их предпочтение зависит от того, где они находятся в организме. Например, ферменты в кишечнике работают лучше всего при 7,5 рН, тогда как ферменты в желудке работают лучше при рН 2, потому что желудок намного более кислый.
Если температура слишком высокая или если среда слишком кислая или щелочная, фермент меняется формы; это изменяет форму активного сайта, так что субстраты не могут связываться с ним — фермент стал денатурированным
.
Некоторые ферменты не могут функционировать, если к ним не прикреплена специфическая небелковая молекула. Это так называемые кофакторы. Например, угольная ангидраза, фермент, который помогает поддерживать рН организма, не может функционировать, если она не присоединена к иону цинка.
Чтобы обеспечить правильную работу систем организма, иногда необходимо замедлить работу ферментов. Например, если фермент производит слишком много продукта, должен быть способ уменьшить или остановить производство.
Ферментативная активность может быть ингибирована несколькими способами:
Конкурентные ингибиторы — молекула блокирует активный сайт, так что субстрат должен конкурировать с ингибитором за присоединение к ферменту.
Неконкурентные ингибиторы — молекула связывается с ферментом где-то, кроме активного сайта, и снижает эффективность его работы. Продукты покидают активный сайт менее легко, и реакция замедляется.
Необратимые ингибиторы — необратимый ингибитор связывается с ферментом и постоянно его инактивирует. группа ферментов, которые помогают переваривать жиры в кишечнике.«Белки являются видоспецифичными; белки одного вида отличаются от белков другого вида. Они также специфичны для органов; например, в одном организме мышечные белки отличаются от белков мозга и печени.
синтез белкаСинтез белка.Encyclopædia Britannica, Inc. остатки соединены пептидными связями.Белки присутствуют во всех живых организмах и включают многие важные биологические соединения, такие как ферменты, гормоны и антитела.Где происходит синтез белка?
Где хранится белок?
Протеины не хранятся для дальнейшего использования у животных. Когда животное потребляет избыточные белки, они превращаются в жиры (глюкоза или триглицериды) и используются для снабжения энергией или создания энергетических резервов. Если животное не потребляет достаточного количества белка, организм начинает разрушать богатые белком ткани, такие как мышцы, что приводит к истощению мышц и в конечном итоге к смерти, если дефицит серьезный.
Что делают белки?
Протеины необходимы для жизни и необходимы для широкого спектра клеточных активностей. Белковые ферменты катализируют подавляющее большинство химических реакций, которые происходят в клетке. Белки обеспечивают многие структурные элементы клетки, и они помогают связывать клетки вместе в ткани. Белки в форме антител защищают животных от болезней, и многие гормоны являются белками. Белки контролируют активность генов и регулируют экспрессию генов.
Молекула белка очень велика по сравнению с молекулами сахара или соли и состоит из многих аминокислот, соединенных вместе для образования длинных цепей, подобно тому, как шарики располагаются на веревочке.Есть около 20 различных аминокислот, которые встречаются в природе в белках. Белки схожей функции имеют сходный аминокислотный состав и последовательность. Хотя до сих пор невозможно объяснить все функции белка по его аминокислотной последовательности, установленная корреляция между структурой и функцией может быть приписана свойствам аминокислот, из которых состоят белки. белок) состоит из последовательности аминокислот. © raimund14 / Fotolia
Растения могут синтезировать все аминокислоты; животные не могут, хотя все они необходимы для жизни. Растения могут расти в среде, содержащей неорганические питательные вещества, которые обеспечивают азот, калий и другие вещества, необходимые для роста. Они используют углекислый газ в воздухе во время процесса фотосинтеза с образованием органических соединений, таких как углеводы. Животные, однако, должны получать органические питательные вещества из внешних источников. Поскольку содержание белка в большинстве растений низкое, животные нуждаются в очень больших количествах растительного материала, таких как жвачные животные (например,Жизнь без ферментов невозможна. Есть несколько белковых гормонов с важными регуляторными функциями. У всех позвоночных гемоглобин дыхательного белка действует как переносчик кислорода в крови, транспортируя кислород из легких в органы и ткани организма. Большая группа структурных белков поддерживает и защищает структуру организма животного.
гемоглобин Гемоглобин представляет собой белок, состоящий из четырех полипептидных цепей (α1, α2, β1 и β2).