Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Теоретичні відомості

Ферменти (ензими) – органічні каталізатори білкової або РНК- природи. Ферменти є біологічними каталізаторами, виступають практично в усіх біохімічних реакціях, що відбцваються в живих організмах – ними каталізується близько 4000 хімічно окремих реакцій. Ферменти грають найважливішу роль у всіх процесах життєдіяльності, скеровуючи та регулюючи обмін речовин організму.

Енергію організму надають реакції окиснення за участі кисню. У цих реакціях, як проміжний продукт, утворюється Н2О2, який шкідливий для клітин, бо викликає необоротні пошкодження різних біомолекул. Тому ферменти, які каналізують утилізацію гідроген пероксиду, мають велике значення для життєдіяльності клітини. Це ферменти каталаза й пероксидаза, вони прискорюють розкладання Н2О2 на воду й кисень. Ці ферменти є в кожній тваринній і рослинній клітинах.

Мабуть ви спостерігали як «закипає» аптечний «гідроген пероксид», коли його використовують для дезінфекції рани. Це відбувається тому, що фермент каталаза, який міститься в крові, різко прискорює реакції. Розкладання гідроген пероксиду на кисень і воду. Саме виділення газу кисню має такий вигляд «закипання».

 

Реакція розкладання проходить і в звичайних умовах, але повільно. А от у присутності ферментів вона різко прискорюється.

Розкладаючи Н2О2, каталаза виконує захисну роль. Вона знешкоджує отруйну речовину (гідроген пероксид), яка постійно утворюється в клітині в процесі життєдіяльності. Активність ферменту дуже висока: при 0 оС 1 молекула каталізатора розкладає за 1 секунду до 40 000 молекул Н2О2.

Каталітичну активність ферменту зумовлює не вся його молекула, а лише її невелика ділянка – активний центр. Особливістю дії ферментів є те, що їхня активність проявляється лише за певних умов: температури, тиску, рН середовища. Ферменти, як і всі білки, є нестійкими сполуками й легко розпадаються під впливом підвищених температур та певних хімічних речовин.

Більша частина ферментів пов’язана з певними клітинними структурами (ядро, цитоплазма, пластиди, лізосоми тощо), де й здійснюється їхня функція. Каталаза міститься в мікротільцях (пероксисомах), які знаходяться в цитоплазмі.

За яких умов відбуваються ферментативні реакції? Відомо, що ферменти – речовини білкової природи, вони можуть виконувати свої функції, знаходячись у третинній або четвертинній структурі. Ці структури руйнуються при підвищеній температурі, при низькій температурі, у разі опромінення жорстким випромінюванням, за несприятливій реакції середовища (різко кисле або лужне). Тому ферменти каталізують реакції у дуже вузьких межах коливання цих факторів.

Основні властивості ферментів:

§ усі ферменти - глобулярні білки;

§ вони збільшують швидкість реакції, але самі в цій реакції не витрачаються;

§ ферменти високо специфічні: один фермент може каталізувати тільки одну реакцію;

§ їх присутність не впливає ні на властивості, ні на природу кінцевого продукту (або продуктів) реакції;

§ фермент взаємодіє з субстратом за допомогою активного центру - спеціальної ділянки, яка за формою відповідає субстратові;

§ дуже мала кількість ферменту викликає перетворення великих кількостей субстрату;

§ реакція, що каталізується, оборотна;

§ активність ферментів залежить від рН середовища, температури, тиску і від концентрації як субстрату, так і самого ферменту;

§ фермент - субстратний комплекс, здатний знижувати енергію активації реакції (тобто робити меншою енергію початку реакції), саме це і дозволяє ферменту прискорити перебіг реакції.

Питання для самоконтролю

1) Що таке ферменти?

2) Чи змінюється фермент у процесі реакції?

3) Від яких чинників залежить активність ферментів?

4) Що таке активний центр ферменту?

 

Хід роботи:

3авдання 1. Вивчення властивостей ферментів.

У цій роботі властивості ферментів розглядаються на прикладі ферменту пероксидази, що міститься в клітинах картоплі. У випадку контакту пероксидази з гідроген пероксидом відбувається розклад пероксиду на воду й кисень, який виділяється у вигляді невеликих пухирців газу.

1) Помістіть у першу пробірку кілька шматочків сирої картоплі, у другу пробірку – стільки ж вареної. В обидві пробірки долийте по 5 мл пероксиду гідрогену (Н2О2). У першій пробірці спостерігаємо ………………………………………, а у другій – ні. Тому що у вареній картоплі білок фермент каталаза проденатурував й втратив свою каталітичну функцію.

2) Дослідіть газ, що виділяється, за допомогою тліючої скіпки. Спостерігаємо - скіпка спалахнула тому що …………………….. кисень.

3) Візьміть три пробірки й помістіть у них невеликі кубики картоплі. У перші дві помістіть кубики сирої картоплі, а в третю – вареної.

4) Залийте першу пробірку розчином гідроген пероксиду, який перед цим знаходився в холодильнику. Спостерігайте, чи виділяються пухирці газу. …………………….. Відмітьте інтенсивність їх виділення ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

5) Залийте другу і третю пробірки розчином гідроген пероксиду, який має кімнатну температуру. Спостерігайте, чи виділяються пухирці газу. Відмітьте інтенсивність їх виділення ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

6) Зробимо висновок про властивості ферментів, їх активність залежно від температури та значення ферментів у життєдіяльності організмів ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Чому не спостерігалось розщеплення гідроген пероксиду в досліді з шматочком вареної картоплі?......................................................................................................................................... …………...................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Чим зумовлене розщеплення пероксиду водню? Який газ виділяється з клітин, якщо до них додати гідроген пероксид? ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Що відбувається з каталазою при кип’ятінні клітин? .....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Чому не відновлюється активність каталази після охолодження клітин

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................