Параграф 12 ГДЗ Пасечник 10 класс Углубленный уровень (Биология)
Вспомните:
- Что такое катализ? Какие катализаторы химических реакций вы знаете?
- Что такое экзо- и эндотермические реакции?
- Что такое прямая и обратная химические реакции?
Проверьте себя
- Какова роль катализаторов в протекании химических реакций?
- Что лежит в основе работы (механизма действия) любых катализаторов, в том числе ферментов?
- Какое строение имеет молекула белка-фермента?
- Какую роль в составе фермента играют коферменты? Какие вещества в организме являются их предшественниками? Приведите примеры.
- Как осуществляется регуляция активности фермента?
- Приведите примеры химических реакций с участием катализаторов, укажите условия их протекания.
- Из курса химии вам известно, что реакции, протекающие при участии катализаторов (никель, платина), требуют высоких температур и давления. Ферментативные процессы протекают в узких пределах изменения температуры и давления. Дайте объяснение этому факту.
ПОДУМАЙТЕ
- Почему белки редко используются организмами в качестве источника энергии для процессов жизнедеятельности?
- Может ли один и тот же белок быть активатором одной, но при этом ингибитором другой реакции?
- Почему в качестве кофермента в активном центре присутствует низкомолекулярное вещество, а не пептидная цепь?
Моя лаборатория. Обсуждаем
Взрослые люди часто тяжело переносят повышение температуры тела на несколько градусов от нормы, что само по себе является важнейшей защитной реакцией организма против возбудителей целого ряда заболеваний. Как это может повлиять на работу ферментов и других физиологически важных веществ организма человека, имеющих белковую природу?
Проводим исследование
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 «Каталитическая активность ферментов (на примере амилазы)»
- Приготовление раствора слюны, содержащего фермент амилазу. Тщательно прополощите рот водой. Наберите 2–4 мл слюны в мерный цилиндр. Добавьте в цилиндр воды до объёма 10 мл.
- В две пронумерованные пробирки налейте по 10 капель раствора крахмала.
- В пробирку № 1 внесите 4 капли воды (контроль), а в пробирку № 2 — 4 капли раствора слюны.
- Перемешайте и поставьте на водяную баню или в термостат на 15 мин при температуре 37 °C.
- Из пробирки № 2 возьмите 4 капли исследуемого вещества и внесите их в две разные пробирки (по две капли в каждую). В одну из них добавьте каплю раствора йода в иодиде калия. В другую — каплю раствора сульфата меди (II) и 4 капли раствора гидроксида натрия и осторожно нагрейте до кипения. Те же действия проделайте с содержимым контрольной пробирки (№ 1).
- Оформите полученные результаты в виде таблицы.
- Сделайте вывод на основе проведённого исследования.
Катализ — это ускорение химической реакции под действием катализатора, который сам в ходе реакции не расходуется. В роли катализаторов могут выступать различные вещества, в том числе металлы и их соединения.
Экзотермические реакции идут с выделением теплоты, а эндотермические — с поглощением теплоты.
Прямая, или необратимая, реакция идёт до конца и не изменяет направления при изменении условий. Обратимая реакция может идти в двух направлениях: исходные вещества образуются снова из продуктов реакции.
Проверьте себя
- Катализаторы ускоряют протекание химических реакций.
- В основе действия катализаторов лежит снижение энергии активации реакции.
- Молекула белка-фермента имеет активный центр — участок, который связывает субстрат и обеспечивает катализ.
- Коферменты участвуют в катализе и вместе с белковой частью фермента образуют активный центр. Их предшественниками в организме являются витамины, например витамины группы B.
- Активность фермента регулируется связыванием низкомолекулярных веществ в регуляторных центрах, а также белками-активаторами и белками-ингибиторами.
Примеры реакций с участием катализаторов
- При изготовлении сыра в молоко добавляют молочнокислые бактерии; для начала их работы молоко подогревают.
- При получении жидкого топлива из угля процесс проводят при нагревании, под давлением, в присутствии водорода и катализаторов на основе оксида железа, олова и молибдена.
Ферментативные процессы идут при сравнительно узких значениях температуры и давления, потому что ферменты очень активны и действуют в мягких условиях. При слишком высокой температуре белок-фермент денатурирует, его активный центр разрушается, и реакция прекращается.
Подумайте
- Белки редко используются как источник энергии, потому что аминокислоты нужны прежде всего для построения собственных белков организма.
- Да, один и тот же белок может быть активатором одной реакции и ингибитором другой.
- Кофермент — это низкомолекулярное вещество, которое входит в состав активного центра и участвует в катализе; без него фермент не работает. Пептидная цепь выполняет другую роль — она образует белковую часть фермента.
Моя лаборатория
При повышении температуры тела скорость биохимических процессов сначала возрастает, но при дальнейшем нагревании белки-ферменты денатурируют, их активные центры разрушаются, и ферментативные реакции нарушаются или прекращаются.
| Пробирка | Наблюдение | Вывод |
|---|---|---|
| № 1 | Крахмал не расщепляется. | Контрольный опыт: без амилазы реакция не идёт. |
| № 2 | Крахмал расщепляется, йодная проба становится отрицательной. | Амилаза слюны действует на крахмал. |
Вывод: амилаза слюны является ферментом, который ускоряет расщепление крахмала; каждый фермент действует только на определённый субстрат и работает при оптимальных условиях среды.
